JP2006000899A

JP2006000899A - 曲げ金型

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Publication number: JP2006000899A
Application number: JP2004180483A
Authority: JP
Inventors: Taiji Yamatani; 泰司山谷; Hitoshi Komata; 均小俣
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-18
Also published as: JP4442873B2

Abstract

【課題】曲げ加工時に、ワークに肩傷が付かないようにして品質を向上させ、ダイ肩部の磨耗を阻止することにより曲げ精度を維持し、ダイ破損時の飛散を阻止することにより作業者の安全を確保し、且つ軽量化を図ることにより段取り作業時間を短縮する曲げ金型を提供する。
【解決手段】曲げ加工装置の上下テーブルに装着されたパンチＰとダイＤから成りワークＷを曲げ加工する曲げ金型において、上記ダイＤを炭素繊維により構成した。上記炭素繊維が、ストレート繊維９とクロス繊維１０により、又はストレート繊維９のみにより、若しくはクロス繊維１０のみにより形成されている。例えば、上記炭素繊維が、ストレート繊維９とクロス繊維１０により形成されている場合には、該ストレート繊維９とクロス繊維１０は、Ｖ溝１１の底部より上の位置Ｈを境界としたダイＤの上部４と下部５をそれぞれ構成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、曲げ加工時に、ワークに肩傷が付かないようにして品質を向上させ、ダイ肩部の磨耗を阻止することにより曲げ精度を維持し、ダイ破損時の飛散を阻止することにより作業者の安全を確保し、且つ軽量化を図ることにより段取り作業時間を短縮する曲げ金型に関する。

従来より、曲げ加工装置の一例であるプレスブレーキは（図１２、図１３）、上部テーブルと下部テーブルに装着されたパンチＰとダイＤから成る曲げ金型を有している。

この曲げ金型は、例えば特開昭５９−４２１２４に開示されているように、金属で形成されている。

この構成により、ワークＷ（図１４）をダイＤ上に載せて位置決めした後、上部テーブルを下降、又は下部テーブルを上昇させると、ワークＷの下面がダイＤのＶ溝５２の肩部５０、５１で支持された状態で、ワークＷの上面がパンチＰの先端で押圧され、該ワークＷが矢印方向にすべり込むことにより、所定の角度に曲げ加工される。
特開昭５９−４２１２４

しかし、従来の曲げ金型は、既述したように、金属で形成されており、そのため、ワークＷの下面とＶ溝５２の肩部５０、５１間には、摩擦力が働く。

その結果、ワークＷの下面に傷（肩傷）が付くことにより、品質が低下し、また、Ｖ溝５２の肩部５０、５１が磨耗し、曲げ精度が低下する。

また、曲げ加工装置の誤操作などにより、曲げ加工中のダイＤには、金型耐圧を越えた圧力が加わることがある。

その結果、金属性のダイＤが破損し、ダイＤの破片が飛散することがあり、飛散物が作業者に当たって極めて危険な状態になる。

更に、金属性のダイＤは、重く、作業者が持ち運ぶのに面倒であり、例えば下部テーブルに装着する動作が遅くなることがあり、その結果、曲げ加工前の段取り作業に時間がかかる。

本発明の目的は、曲げ加工時に、ワークに肩傷が付かないようにして品質を向上させ、ダイ肩部の磨耗を阻止することにより曲げ精度を維持し、ダイ破損時の飛散を阻止することにより作業者の安全を確保し、且つ軽量化を図ることにより、段取り作業時間を短縮する曲げ金型を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、
曲げ加工装置の上下テーブル１、２に装着されたパンチＰとダイＤから成りワークＷを曲げ加工する曲げ金型において、
上記ダイＤを炭素繊維により構成したことを特徴とする曲げ金型という技術的手段を講じている。

上記本発明の構成によれば、例えばダイＤを、炭素繊維のうちのストレート繊維９（図１）とクロス繊維１０で形成し、ストレート繊維９とクロス繊維１０が、ダイＤのＶ溝１１の底部より上の位置Ｈを境界としたダイＤの上部４と下部５をそれぞれ構成し、且つストレート繊維９の各繊維が、Ｖ溝１１の肩部６、７に対して９０°の角度をなして配列されており、そのため、各繊維は、曲げ加工時におけるワークＷのすべり方向Ａ、Ｂに平行となり、ダイＤからワークＷへの抵抗が少なくなるので、ワークＷの下面に傷が付かなくなると共に、Ｖ溝１１の肩部６、７の磨耗が阻止され、また、ダイＤのＶ溝１１の底部８がクロス繊維１０で構成されているので、金型の耐圧を越えた圧力Ｆが、ダイＤの底部８に集中して加わってダイＤが破損しても、該ダイＤを飛散させようとするエネルギが、クロス繊維１０で消費されるので、該ダイＤの飛散がなくなり、更には、ダイＤを炭素繊維で形成したことにより、従来の金属性に比べて軽くなって持ち運びが面倒でなくなり、該ダイＤを下部テーブルに装着するという段取り作業の時間も短縮できる。

従って、本発明によれば、曲げ加工時に、ワークに肩傷が付かないようにして品質を向上させ、ダイ肩部の磨耗を阻止することにより曲げ精度を維持し、ダイ破損時の飛散を阻止することにより作業者の安全を確保し、且つ軽量化を図ることにより、段取り作業時間を短縮する曲げ金型を提供することが可能となる。

以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して、説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す全体斜視図である。

図１のダイＤは、例えば後述するプレスブレーキ（図１２、図１３）に適用され、ベース３を介して下部テーブル２に装着され、パンチＰと協働してワークＷを曲げ加工する金型である。

このダイＤ（図１）の上面には、長手方向（Ｘ軸方向）に沿って、断面が角型やＶ型などの加工溝、例えば図示するＶ溝１１が形成されている。

また、ダイＤの下面には、長手方向（Ｘ軸方向）に沿って、凹部１２が形成され、該凹部１２は、前記ベース３の凸部１３に嵌合している。

この構成により、ワークＷをダイＤ上に載せて突当３３（図１２、図１３）に突き当てて位置決めした後、例えば下部テーブル２を上昇させれば、ワークＷは（図２）、下面がダイＤのＶ溝１１の肩部６、７に支持された状態で、上面がパンチＰの先端で押圧される。

これにより、ワークＷは、前記ダイＤのＶ溝１１内で、矢印Ａ、Ｂ方向にすべり込むことにより、例えばＶ曲げ加工される。

このような機能を有するダイＤは、炭素繊維で構成されている。

炭素繊維は、よく知られているように、金属に比べて、高い潤滑性、硬度、耐熱性等を有し、また軽量であり、図示する例では、ストレート繊維９とクロス繊維１０により形成され、ストレート繊維９は、ダイＤの上部４を、クロス繊維１０は、ダイＤの下部５をそれぞれ構成している。

前記ダイＤの上部４は、Ｖ溝１１の肩部６、７から該Ｖ溝１１底部８より上の位置Ｈまでの領域であり、この上部４が、全てストレート繊維９により構成されている

この場合、ストレート繊維９は、図５（Ａ）に示すように、各繊維が平行に配置され、各繊維が、Ｖ溝１１（図３）の肩部６、７に対して９０°になるように配列されている。

即ち、曲げ加工時におけるワークＷのすべり方向Ａ、Ｂは、上から見れば、Ｖ溝１１の肩部６、７と９０°の角度をなしている。

従って、ストレート繊維９の各繊維を、Ｖ溝１１の肩部６、７に対して９０°になるように配列したことにより、各繊維は、前記したワークＷのすべり方向Ａ、Ｂと平行となる（上から見て（図３））。

このため、曲げ加工時におけるワークＷに対するＶ溝１１の肩部６、７からの抵抗が、炭素繊維の前記した潤滑性に基づいて、少なくなり、該ワークＷの下面に傷が付かなくなると共に、肩部６、７の磨耗も阻止される。

一方、ダイＤ（図１）の下部５は、Ｖ溝１１底部８より上の位置ＨからダイＤ下端までの領域であり、この下部５が、全てクロス繊維１０により構成されている。

この場合、クロス繊維１０は、図５（Ｂ）に示すように、各繊維が所定の角度で交差しており、例えば各繊維が９０°で交差している９０°クロス繊維１０Ａや、各繊維が４５°で交差している４５°クロス繊維１０Ｂがある。

そして、このようなクロス繊維１０は、Ｖ溝１１の底部８を含むダイＤの下部５を構成している。

そして、曲げ加工時においては、金型耐圧を越える圧力ＦがダイＤに加わった場合には、この圧力Ｆは、Ｖ溝１１の底部８に集中し、ダイＤが破損して飛散しようとする。
。

しかし、前記したように、Ｖ溝１１の底部８を含むダイＤの下部５が、９０°クロス繊維１０Ａや（図５（Ｂ））４５°クロス繊維１０Ｂのクロス繊維１０で構成されており、ダイＤを飛散させようとするエネルギは、このクロス繊維１０で消費される。

このため、ダイＤ破損時の飛散は阻止され、飛散物が作業者に当たって危険な状態とはならず、作業者の安全が確保される。

上記した図１、図３おいては、Ｖ溝１１の傾斜面に表れる各繊維の配列が、上部４と下部５（底部８近傍）では異なり、上部４では、ストレート繊維９の各繊維が平行に配列され、下部５では、クロス繊維１０の各繊維が格子状に配列され、しかも各繊維が全て直線で表されているが、それは、次の理由による。

即ち、図６に示すように、Ｖ溝１１の傾斜面αは、上部４においては、ストレート繊維９の横方向（Ｙ軸方向）の各繊維９Ａと交差している。

このため、図７（Ａ）に示すように、Ｖ溝１１の傾斜面αの上部４では、ストレート繊維９の各繊維９Ａの断面９Ａ１が露出しており、しかも、各繊維９Ａは、実際には、上下方向（Ｚ軸方向）が密着している。

従って、傾斜面αの上部４に露出している各断面９Ａ１を、上下方向に連結すれば、近似的には、図７（Ｂ）に示すように、直線９Ａ１′と見做すことができる。

よって、Ｖ溝１１の外側上面に表れているストレート繊維９の各繊維９Ａを直線９Ａ′と見做せば、前記図１、図３の直線で示すように、ダイＤの上部４を構成するストレート繊維９の各繊維は、Ｖ溝１１の肩部６、７に対して９０°になるように配列され、既述したように、各繊維は、前記したワークＷのすべり方向Ａ、Ｂと平行となる（上から見て（図３））。

このため、既述したように、曲げ加工時におけるワークＷに対するＶ溝１１の肩部６、７からの抵抗が、炭素繊維の潤滑性に基づいて、少なくなり、該ワークＷの下面に傷が付かなくなると共に、肩部６、７の磨耗も阻止される。

一方、図６に示すように、Ｖ溝１１の前記傾斜面αは、下部５においては、より正確には、位置Ｈから底部８までは、クロス繊維１０（例えば９０°クロス繊維１０Ａ）の横方向（Ｙ軸方向）の各繊維１０Ａ１及び長手方向（Ｘ軸方向）の内側の各繊維１０Ａ２とそれぞれ交差している。

このため、図８（Ａ）に示すように、Ｖ溝１１の傾斜面αの下部５では、９０°クロス繊維１０Ａの横方向（Ｙ軸方向）の各繊維１０Ａ１の断面１０Ａ１ａが露出しており、しかも、該横方向（Ｙ軸方向）の各繊維１０Ａ１は、実際には、上下方向（Ｚ軸方向）が密着している。

従って、傾斜面αの下部５に露出している各断面１０Ａ１ａを、上下方向に連結すれば、近似的には、図８（Ｂ）に示すように、直線１０Ａ１ａ′と見做すことができる。

また、図示するように、Ｖ溝１１の傾斜面αの下部５では、９０°クロス繊維１０Ａの長手方向（Ｘ軸方向）の内側の各繊維１０Ａ２の断面１０Ａ２ａが露出している。

よって、この傾斜面αの下部５に露出している長手方向（Ｘ軸方向）の内側の各繊維１０Ａ２の断面１０Ａ２ａを、直線１０Ａ２ａ′（図７（Ｂ））と見做せば、前記図１、図３の直線で示すように、Ｖ溝１１の底部８近傍においては、ダイＤの下部５を構成するクロス繊維１０の各繊維が格子状に配列されている。

そして、既述したように、曲げ加工時においては、金型耐圧を越える圧力ＦがダイＤに加わった場合には、この圧力Ｆは、Ｖ溝１１の底部８に集中し、ダイＤが破損して飛散しようとするが、ダイＤを飛散させようとするエネルギは、このクロス繊維１０で消費されるので、ダイＤ破損時の飛散は阻止され、飛散物が作業者に当たって危険な状態とはならず、作業者の安全が確保される。

前記したように、図６においては、Ｖ溝１１が傾斜面αを有する場合について詳述したが、本発明はこれに限定されず、例えば、Ｖ溝１１が傾斜面βを有する場合にも、同様の作用・効果を奏する。

即ち、傾斜面βは、上部４においては、既述した傾斜面αと同様に、ストレート繊維９の横方向（Ｙ軸方向）の各繊維９Ａと交差しているが、下部５（位置Ｈかさ底部８まで）においても、クロス繊維１０（９０°クロス繊維１０Ａ）の横方向（Ｙ軸方向）の各繊維１０Ａ１のみと交差している。

従って、図９（Ａ）に示すように、Ｖ溝１１の傾斜面βの下部５では、９０°クロス繊維１０Ａの横方向（Ｙ軸方向）の各繊維１０Ａ１の断面１０Ａ１のみが露出しており、しかも、該横方向（Ｙ軸方向）の各繊維１０Ａ１は、既述したように、実際には、上下方向（Ｚ軸方向）が密着している。

よって、傾斜面βの下部５に露出している各断面１０Ａ１ａを、上下方向に連結すれば、近似的には、図９（Ｂ）に示すように、直線１０Ａ１ａ′と見做すことができる。

換言すれば、この場合には、Ｖ溝１１の傾斜面に表れる各繊維の配列が、上部４と下部５（底部８近傍）とで同じになり、上部４でも下部５でも、ストレート繊維９とクロス繊維１０の各繊維が平行に配列されていることになる。

このように、Ｖ溝１１（図６）の傾斜面と、各繊維との交差の仕方により、該Ｖ溝１１の傾斜面の下部５（位置Ｈから底部８まで）に表れるクロス繊維１０の各繊維の配列が異なる。

しかし、Ｖ溝１１の傾斜面の上部４に表れるストレート繊維９の各繊維は、常に平行であり（図１、図３）、そのため、ダイＤの上部４を構成するストレート繊維９の各繊維が、Ｖ溝１１の肩部６、７に対して９０°になるように配列され、このため、既述したように、曲げ加工時におけるワークＷに対するＶ溝１１の肩部６、７からの抵抗が少なくなり、該ワークＷの下面に傷が付かなくなると共に、肩部６、７の磨耗も阻止される。

また、前記したように、Ｖ溝１１（図６）の傾斜面と、各繊維との交差の仕方により、該Ｖ溝１１の傾斜面の下部５（位置Ｈから底部８まで）に表れるクロス繊維１０の各繊維の配列が異なったとしても、Ｖ溝１１の底部８を含むダイＤの下部５全体が、クロス繊維１０で構成されていることから、金型耐圧を越える圧力が加わったダイＤを飛散させようとするエネルギは、このクロス繊維１０で消費され、このため、既述したように、ダイＤ破損時の飛散は阻止され、飛散物が作業者に当たって危険な状態とはならず、作業者の安全が確保される。

図１０は、クロス繊維１０の他の例を示し、該クロス繊維１０は、既述した９０°クロス繊維１０Ａと４５°クロス繊維１０Ｂとを交互に積層することにより、構成されている。

このようなクロス繊維１０により、前記ダイＤ（図１）の下部５を構成すれば、金型耐圧を越える圧力Ｆにより該ダイＤが破損しても、該ダイＤを飛散させようとするエネルギは、前記交互に積層された９０°クロス繊維１０Ａ（図６）と４５°クロス繊維１０Ｂの各繊維により、完全に消費される。

従って、ダイＤ破損時の飛散は一層阻止され、それに伴って作業者の安全が一層確保される。

図１１は、既述したダイＤの製造方法の例である。

即ち、ストレート繊維９やクロス繊維１０は（図１１（Ａ））、０．２ｍｍ程度のものが従来より市販されており、この０．２ｍｍのものを何枚か重ねて３ｍｍ程度のシートを作成する（図１１（Ｂ））。

この３ｍｍ程度のシートを、更に積層することにより、Ｖ溝１１の底部８より上の位置Ｈを境界とした上部４が（図１１（Ｃ））ストレート繊維９で構成され、下部５がクロス繊維１０で構成された角材を形成する。

この角材の上面をＶ溝１１（図１１（Ｄ））加工し、更に、Ｖ溝１１の反対側に凹部１２（ベース３の（図１）凸部１３と嵌合）を加工すれば、ダイＤが形成される。

既述したダイＤは、例えば図１２、図１３に示すプレスブレーキに適用される。

このプレスブレーキは、機械本体の両側に側板３０を有し、該側板３０の上部には、上部テーブル１が取り付けられ、該上部テーブル１には、よく知られているように、中間板３２を介して、パンチＰが装着されている。

また、側板３０の下部前方には、下部テーブル２が配置され、該下部テーブル２には、既述したベース３を介して、ダイＤが装着され、該下部テーブル２は、例えば、その両側の油圧シリンダ３４により上下動するようになっている。

この構成により、操作盤３１を操作して加工プログラムなどを入力した後、下部テーブル２の後方に配置されたバックゲージの突当３３にワークＷを（図９）突き当てて位置決めした後、油圧シリンダ３４を作動して下部テーブル２を上昇させれば、前記パンチＰとダイＤの協働により、該ワークＷに対して所定の曲げ加工が施される。

以下、上記構成を有する本発明の作用を説明する。

先ず、ワークＷ（図１）をダイＤ上に載せた状態で突当３３（図１２）に突き当て位置決めした後、油圧シリンダ３４を作動させることにより、下部テーブル２を上昇させる。

下部テーブル２が上昇すると、ワークＷがパンチＰに接近し、やがて、ワークＷ（図２）の上面がパンチＰ先端に当接した後、既述したように、該ワークＷの下面がダイＤのＶ溝１１の肩部６、７に支持された状態で、上面がパンチＰの先端で押圧される。

これにより、ワークＷは、Ｖ溝１１内で矢印Ａ、Ｂにすべり込みながら、所定の角度に曲げ加工される。

この場合、ダイＤは、炭素繊維で構成され、該炭素繊維のうちのストレート繊維９とクロス繊維１０が、ダイＤの上部４と下部５をそれぞれ構成している。

そして、ダイＤの上部４を構成しているストレート繊維９の各繊維が、Ｖ溝１１の肩部６、７に対して９０°の角度をなして配列されており、そのため、各繊維は、曲げ加工時におけるワークＷのすべり方向Ａ、Ｂに平行となっている。

このため、既述したように、曲げ加工時において、ダイＤからワークＷへの抵抗が少なくなり、本発明によれば、ワークＷの下面には、肩部６、７による肩傷は付かず、また、肩部６、７の磨耗も阻止される。

また、ダイＤのＶ溝１１の底部８を含む下部５が、クロス繊維１０で構成されているので、金型の耐圧を越えた圧力ＦによりダイＤが破損しても、飛散エネルギが、クロス繊維１０で消費される。

従って、本発明によれば、ダイＤ破損時の飛散がなくなり、作業者の安全が確保される。

更に、ダイＤを炭素繊維で形成したことにより、従来の金属性に比べて軽くなり、持ち運びが面倒でなくなる。

従って、本発明によれば、ダイＤを下部テーブルに装着するという段取り作業の時間を短縮することができる。

上記図１〜図４で説明した例は、ダイＤを炭素繊維のストレート繊維９とクロス繊維１０で構成した場合であるが、本発明はこれに限定されることなく、ダイＤ全体をストレート繊維９で構成した場合、又はダイＤ全体をクロス繊維１０で構成した場合でも、同様の作用・効果を奏する。

また、本発明が適用される例として、図１２、図１３に示すような下部テーブル２を上昇することによりワークＷを曲げ加工する上昇式プレスブレーキを詳述したが、本発明はこれに限定されることなく、上部テーブル９を下降することによりワークＷを曲げ加工する下降式プレスブレーキにも適用される。

本発明は、曲げ加工時に、ワークに肩傷が付かないようにして品質を向上させ、ダイ肩部の磨耗を阻止することにより曲げ精度を維持し、ダイ破損時の飛散を阻止することにより作業者の安全を確保し、且つ軽量化を図ることにより段取り作業時間を短縮する曲げ金型に利用され、具体的には、炭素繊維で構成されたダイに有用であり、更には、Ｖ溝の肩部を含むダイ上部がストレート繊維により、Ｖ溝の底部を含むダイ下部がクロス繊維によりそれぞれ構成されているダイに有用であり、また、上昇式プレスブレーキのみならず、下降式プレスブレーキにも適用される。

本発明の実施形態を示す全体斜視図である。図１の正面図である。図１の平面図である。図１の側面図である。本発明を構成する炭素繊維の例を示す図である。本発明によるダイＤのＶ溝１１と炭素繊維の各繊維との関係を示す図である。本発明によるダイＤのＶ溝傾斜面αの上部４の拡大図である。本発明によるダイＤのＶ溝傾斜面αの下部５の拡大図である。本発明によるダイＤのＶ溝の他の傾斜面βの下部５の拡大図である。本発明を構成する炭素繊維のクロス繊維１０の他の例を示す図である。本発明による曲げ金型の製造方法を示す図である。本発明の適用例を示す斜視図である。図１２の側面図である。従来技術を説明する図である。

符号の説明

１上部テーブル
２下部テーブル
３ベース
４ダイＤの上部
５ダイＤの下部
６、７肩部
８底部
９ストレート繊維
１０クロス繊維
１０Ａ９０°クロス繊維
１０Ｂ４５°クロス繊維
Ａ、Ｂ曲げ加工時におけるワークＷのすべり方向
Ｄダイ
Ｆ金型耐圧を越える圧力
ＨダイＤの上部４と下部５の境界
Ｐパンチ

Claims

曲げ加工装置の上下テーブルに装着されたパンチとダイから成りワークを曲げ加工する曲げ金型において、
上記ダイを炭素繊維により構成したことを特徴とする曲げ金型。
上記ダイが、炭素繊維のうちのストレート繊維とクロス繊維により、又は炭素繊維のうちのストレート繊維のみにより、若しくは炭素繊維のうちのクロス繊維のみにより形成されている請求項１記載の曲げ金型。
上記ダイが、炭素繊維のうちのストレート繊維とクロス繊維により形成されている場合には、該ストレート繊維は、ダイの上部を、クロス繊維は、ダイの下部をそれぞれ構成している請求項２記載の曲げ金型。
上記ダイの下部は、Ｖ溝底部を含む領域である請求項３記載の曲げ金型。
上記ストレート繊維の各繊維は、Ｖ溝の肩部に対して９０°になるように配列されている請求項２、又は３記載の曲げ金型。
上記クロス繊維は、交互に積層された９０°クロス繊維と４５°クロス繊維を有する請求項２、又は３記載の曲げ金型。