JP2007290019A

JP2007290019A - 竪型押し込み方式絞り加工機列

Info

Publication number: JP2007290019A
Application number: JP2006122762A
Authority: JP
Inventors: Makoto Umezawa; 誠梅澤
Original assignee: SHODA SEISAKUSHO KK
Current assignee: SHODA SEISAKUSHO KK
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】絞り加工を行う加工機それ自体が場所をとらず、かつレイアウト変更および絞り加工工程数の変更が容易にできる絞り加工機列を提供する。
【解決手段】竪型プレスを複数基並べてなる竪型押し込み方式絞り加工機列であって、前記竪型プレスが全て、ベッドプレート及びアッパープレートに固定したガイドロッドで案内されつつ前記アッパープレートの上に搭載した一つの油圧シリンダでプレス空間内を上下動するスライダと、前記ベッドプレートに固定され、ノックアウトプレートが上下動可能な内部空間を有する架台と、前記内部空間に配置したノックアウトプレートとを具備し、該ノックアウトプレートが前記スライダの動きに伴って上下動するスライダ連動方式とされてなる竪型押し込み方式絞り加工機列。
【選択図】図１

Description

本発明は、管材や棒材を素材とし自動車ステアリング用シャフトなどの部品の絞り加工に好適に用いる絞り加工機列に関する。

従来、自動車ステアリング用シャフトなどの部品の絞り加工は、ロータリースエージングマシンや絞り加工専用機を複数基並べた横型絞り加工機列で行うのが一般的である。これらの絞り加工専用機は、広い設置スペースを必要とすると共に、絞り加工部品の仕様変更に伴う絞り加工工程数の変更が極めて困難である。
例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、自動車ステアリング用シャフトの部品の絞り加工を行う際、シャフトの部品長Ｌが短い場合には、５工程で座屈が生じることなく、絞り加工することができるが、絞り加工部品の仕様変更によってシャフトの部品長Ｌが長くなると、５工程では座屈が発生するので、加工工程数を６工程とする必要がある。

しかし、横型の絞り加工専用機はそれ自体場所をとるため、加工工程数を５工程から６工程に変更するのが難しい場合がある。
なお、横型の絞り加工専用機１６は、図６に示すように、押圧用油圧シリンダ１１、ダイセット１２、ノックアウト用油圧シリンダ１４を具備し、押圧用油圧シリンダ１１で被加工材Ｗの長手方向に圧縮力を付与しつつ、ダイセット１２により、絞り加工を被加工材Ｗに施すようになっている。図６中、１３は、ダイセット１２から加工後の被加工材Ｗを排出するためのノックアウトピンを示す。架台１６Ａ上には、２つの油圧シリンダ１１、１４と、ダイセット１２などが搭載されている。１５は、２つの油圧シリンダ１１、１４に圧油を供給する油圧ユニットを示す。このような横型の絞り加工専用機１６では、押圧用油圧シリンダ１１の押圧方向が横方向とされ、かつノックアウト用油圧シリンダ１４によって、押圧方向と対向する方向からノックアウト力を作用させる必要があり、横型の絞り加工専用機それ自体場所をとる欠点がある。

ところで、複数の加工工程を一基で行う加工機としては、竪型プレスに搬送装置を組み込んだトランスファープレスや、効率的に成形作業を進めることができる多段式圧造成形機なども知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の多段式圧造成形機は、複数のダイと、ラム（スライダともいう）に取り付けた複数のパンチと、ダイとパンチとにより圧造された素材を前方に押し出すノックアウト手段と、素材を上段側のダイから下段側のダイに移送する素材移送手段とを備える。
特開２００２−２１０５３６号公報

しかし、上記絞り加工専用機１６は、押圧用油圧シリンダ１１の押圧方向が横方向とされ、かつノックアウト用油圧シリンダ１４で押圧方向と対向する方向からノックアウト力を作用させる必要があり、図６、図７で示す奥行きＤ寸法が大きく、絞り加工専用機１６を複数基並べ、横型絞り加工機列とした場合、広い設置スペースが必要になるという欠点がある。また、横型の絞り加工専用機１６がそれ自体場所をとるため、レイアウト変更および絞り加工工程数の変更が行い難いという問題もあった。

また、特許文献１に記載の多段式圧造成形機やトランスファープレスなどは、効率的に成形作業を進めるのに、それ自体に搬送装置を組み込んであるため、絞り加工工程数の変更が容易にできないという問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、絞り加工を行う加工機それ自体が場所をとらず、かつレイアウト変更および絞り加工工程数の変更が容易にできる絞り加工機列を提供することを目的とする。

本発明は、竪型プレスを複数基並べてなる竪型押し込み方式絞り加工機列であって、前記竪型プレスが全て、ベッドプレート及びアッパープレートに固定したガイドロッドで案内されつつ前記アッパープレートの上に搭載した一つの油圧シリンダでプレス空間内を上下動するスライダと、前記ベッドプレートに固定され、ノックアウトプレートが上下動可能な内部空間を有する架台と、前記内部空間に配置したノックアウトプレートとを具備し、該ノックアウトプレートが前記スライダの動きに伴って上下動するスライダ連動方式とされてなることを特徴とする竪型押し込み方式絞り加工機列である。

その場合、前記竪型プレスのスライダ連動方式を全て、前記スライダに上端部が接続され、かつ前記ベッドプレートを貫通して上下動可能に配置されたコネクティングロッドの下端部を、前記内部空間に配置したノックアウトプレートと連結してなるノックアウト機構とした竪型押し込み方式絞り加工機列とするのが好ましい。

本発明によれば、絞り加工を行う加工機それ自体には搬送装置を組み込んでなく、場所をとらない簡単な構造の竪型プレスとし、この場所をとらない簡単な構造の竪型プレスを複数基並べてなる竪型押し込み方式絞り加工機列としたから、設置スペースが少なくて済み、かつレイアウト変更および絞り加工工程数の変更が容易にできる。

以下、自動車ステアリング用シャフト部品の絞り加工に適用した場合について、図を用いて説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態にかかる絞り加工機列に用いて好適な竪型プレスの構成を示す縦断面図であり、図１（ｂ）はその側面図である。
図１（ａ）中、Ｂは、絞り加工を行う竪型プレス１の幅を示し、図１（ｂ）中、Ｄは油圧ユニット２Ａを含む竪型プレス１の奥行きを示す。この竪型プレス１で絞り加工を行うに際しては、スライダ３に上ダイ４を装着し、ベッドプレート５に下ダイ６を装着した後、下ダイ６に被加工材Ｗ（図示せず）の下部をセットし、一つの油圧シリンダ２でスライダ３を下降させ、下ダイ６で被加工材Ｗの上部を押圧するようになっている。

すなわち、上記した竪型プレス１は、ベッドプレート５及びアッパープレートに固定したガイドロッド１０と、このガイドロッド１０で案内されつつ、アッパープレートの上に搭載した一つの油圧シリンダ２でプレス空間内を上下動するスライダ３と、ベッドプレート５に固定され、ノックアウトプレート８が上下動可能な内部空間Ｓを有する架台７と、内部空間Ｓに配置したノックアウトプレート８とを具備している。このノックアウトプレート８がスライダ３の動きに伴って上下動するスライダ連動方式とされ、ノックアウトプレート８に装着される適宜な長さのノックアウトピン（図示せず）によって、絞り加工後の被加工材Ｗを排出する竪型の絞り加工機としてなる。このような構造を有する竪型プレス１は簡単な構造の絞り加工機である。

図１（ａ）、（ｂ）中、１Ａは絞り加工時の力を受けるテンションバーを示し、この実施の形態では２本とされ、ベッドプレート５及びアッパープレートに固定されている。また、上下動されるスライダ３を案内するガイドロッド１０は４本、ノックアウトプレート８に連結され、スライダ３の動きに伴って上下動するコネクティングロッド９は２本とした。ノックアウトピンが装着されるノックアウトプレート８のスライダ連動方式については後述する。

また、竪型プレス１の幅Ｂは、図７に示した横型の絞り加工専用機１６の幅Ｂと同程度となるが、竪型プレス１の奥行きＤは、横型の絞り加工専用機１６に比べて、はるかに小さくできる。したがって、図１に示した竪型プレス１は、横型の絞り加工専用機１６と比較して、場所をとらない簡単な構造を有する絞り加工機である。
このため、本発明の実施の形態にかかる竪型押し込み方式絞り加工機列は、設置スペースが少なくて済み、絞り加工部品の仕様変更が生じた場合でも、レイアウトの変更および絞り加工工程数の変更が容易にできる。例えば、図２には、自動車ステアリング用シャフト部品の絞り加工を５工程で行う場合の直線状配列のレイアウトを示し、図３には、別のＬ字状配列のレイアウトを示した。このように、直線状配列のレイアウトからＬ字状配列のレイアウトへ、もしくは逆にレイアウトを容易に変えることができる。

また、図４には、自動車ステアリング用シャフト部品の絞り加工を６工程で行う場合のＬ字状配列のレイアウトを示した。絞り加工工程数を５工程から６工程で行う変更は、例えば、シャフトの部品長Ｌが長くなり、絞り加工を５工程で行うと被加工材Ｗに座屈が生じる場合に行う。本発明の実施の形態にかかる竪型押し込み方式絞り加工機列によれば、加工機を５基並べた配列から、場所をとらない簡単な構造の竪型プレス１を１基加えて、加工機を６基並べた配列とすることで、絞り加工工程数の変更が容易に行える。

その場合、竪型プレス１のスライダ連動方式を全て、スライダ３に上端部が接続され、かつベッドプレート５を貫通して上下動可能に配置されたコネクティングロッド９の下端部を、内部空間Ｓに配置したノックアウトプレート８と連結してなるノックアウト機構とした竪型押し込み方式絞り加工機列とするのが好ましい（図１（ａ）、（ｂ）参照）。例えば、コネクティングロッド９の下端部の雄ねじ部にダブルナットを係合させて、ノックアウトプレート８とコネクティングロッド９とを連結する。

この理由は、スライダ３に装着した上ダイ４と、ベッドプレート５に装着した下ダイ６との間で絞り加工を行うに際し、まず、下ダイ６に被加工材Ｗの下部をセットし、次いで、一つの油圧シリンダ２でスライダ３を下降させ、上ダイ４で被加工材Ｗの上部を押圧し、下ダイ６の内側の形状に倣うよう被加工材Ｗの下部を絞り加工することができる。スライダ３の下降過程が終了した後、一つの油圧シリンダ２でスライダ３を上昇させ、架台７の内部空間Ｓに配置したスライダ連動方式のノックアウトプレート８に装着される適宜な長さのノックアウトピンで下ダイ６から絞り加工後の被加工材Ｗを確実に排出することができる。このようにして第１工程を行う竪型プレス１での絞り加工が終わったら、以降の工程を行う竪型プレス１で順次、同様にして絞り加工を行う。このように、竪型プレス１を複数基並べてなる竪型押し込み方式絞り加工機列によって、絞り加工工程数が複数の絞り加工を効率的に行うことができるようになるからである。

その際、竪型プレス１のベッドプレート５には、２本のコネクティングロッド９に対応して、ロッドの直径に応じた貫通孔を２つ形成し、コネクティングロッド９が円滑に上下動するように適宜なブッシュなどを介してベッドプレート５に設けた貫通孔にそれぞれ通すのが、コネクティングロッド９を安定して上下動できるので好ましい。
なお、上ダイ４と下ダイ６を除いた竪型プレス１に用いる全ての部材（油圧シリンダ２と油圧ユニットも含む）は、その寸法、材料を同じとするのが、部材の共通化によって、１基当たりの絞り加工機の製作コストを下げることができるので好ましい。竪型プレス１の部材は、スライダ３を、鋼材を加工した鋼製プレートとすることをはじめとし、ベッドプレート５、アッパープレート、内部空間Ｓに配置するノックアウトプレート８も鋼製プレートとし、さらに絞り加工時の力を受ける２本のテンションバー１Ａ、スライダ３と連動して上下動する２本のコネクティングロッド９、スライダ３を案内する４本のガイドロッド１０は棒鋼を加工した鋼製、内部空間Ｓを有する架台７は形鋼を組み合わせた鋼製、ノックアウトピンも鋼製とするのがコストと強度のバランス上好ましい。

鋼管の外径が30ｍｍ、肉厚が３ｍｍの素材を用い、自動車ステアリング用シャフト部品の絞り加工工程に本発明を適用した。シャフトの部品長Ｌが200ｍｍの場合、絞り加工工程を５工程とすることで、図５（ａ）に示した形状に座屈を生じることなく、絞り加工することができる。そのときのレイアウトは、図２に示した直線状配列であり、シャフトの部品長Ｌを長くするような仕様変更があったときのレイアウトは、図４に示したＬ字状配列である。すなわち、シャフトの部品長Ｌが350ｍｍと長い場合に絞り加工を５工程で行うと、第１工程の絞り加工で座屈が発生して不良品となってしまうので、絞り加工工程を６工程とし、場所をとらない簡単な構造の竪型プレス１を１基加えて、加工機を６基並べ、直線状配列からＬ字状配列のレイアウトにすることで、レイアウト変更及び絞り加工工程数の変更が容易に行えた。

なお、絞り加工工程数を６工程とした場合、その第１、第２工程の絞り加工では、絞り加工工程数が５工程である場合の第１工程における加工量を２分した量の絞り加工をそれぞれ行った。すなわち、絞り加工工程数を６工程とした場合、その第１工程では、絞り加工工程数が５工程である場合の第１工程での加工量を２分した最初の絞り加工を予備成形として行っている（図５（ａ）、（ｂ）参照）。

（ａ）は本発明に用いて好適な竪型プレスの構成を示すＡ−Ａ縦断面図であり、（ｂ）はその側面図である。本発明にかかる絞り加工機列の一例を示す平面図である。本発明にかかる絞り加工機列の他の例を示す平面図である。本発明にかかる絞り加工機列の他の例を示す平面図である。部品長Ｌが異なる場合のステアリング用シャフト部品の絞り加工工程を例示する部分断面図である。横型のシャフト部品絞り加工専用機を示す側面図である。横型のシャフト部品絞り加工専用機を複数基並べた場合の設置スペースを示す平面図である。

符号の説明

Ｗ被加工材
Ｂ幅
Ｄ奥行き
Ｓ内部空間
１竪型プレス
１Ａテンションバー
２油圧シリンダ
２Ａ油圧ユニット
３スライダ
４上ダイ
５ベッドプレート
６下ダイ
７架台
８ノックアウトプレート
９コネクティングロッド
１０ガイドロッド
１１押圧用油圧シリンダ
１２ダイセット
１３ノックアウトピン
１４ノックアウト用油圧シリンダ
１５油圧ユニット
１６Ａ架台
１６絞り加工専用機

Claims

竪型プレスを複数基並べてなる竪型押し込み方式絞り加工機列であって、前記竪型プレスが全て、ベッドプレート及びアッパープレートに固定したガイドロッドで案内されつつ前記アッパープレートの上に搭載した一つの油圧シリンダでプレス空間内を上下動するスライダと、前記ベッドプレートに固定され、ノックアウトプレートが上下動可能な内部空間を有する架台と、前記内部空間に配置したノックアウトプレートとを具備し、該ノックアウトプレートが前記スライダの動きに伴って上下動するスライダ連動方式とされてなることを特徴とする竪型押し込み方式絞り加工機列。
前記竪型プレスのスライダ連動方式を全て、前記スライダに上端部が接続され、かつ前記ベッドプレートを貫通して上下動可能に配置されたコネクティングロッドの下端部を、前記内部空間に配置したノックアウトプレートと連結してなるノックアウト機構としたことを特徴とする請求項１に記載の絞り加工機列。