JP3585275B2 - 曲げ成形装置 - Google Patents

Description

【産業上の利用分野】
本発明は、中空断面からなる形材の曲げ方法および曲げ装置に関するものである。
【従来の技術】
一般に、中空断面を有する形材を曲げ加工する際、曲げ内側は圧縮によるしわが発生しやすい。
特に、しわの発生を抑制する有効な曲げ方法として、軸方向に引張力を付加し、曲げの内側に生じる圧縮応力を小さくする引張り曲げ方法が広く採用されている。 しかしながら、曲げの外側である引張側は断面肉厚のやせ、断面変形が大きくなり、くびれや割れ等が発生しやすくなるため所定の曲げ形状が得られず、製品形状が制限されてしまうという不具合があった。
【本発明が解決しようとする課題】
引張り曲げは両端に張力を加えた状態で曲げ成形しているため、内側面のしわの発生は他の曲げ方法、例えばプレス曲げ、圧縮曲げ方法等に比べてかなり良好なレベルまで減少することができる。しかしながら、外側面は張力が付加され、さらに成形時に引張応力を受けるため、外側面に割れが発生しやすいという不具合があった。
そこで、割れをなくすために張力を弱くして曲げ成形したところ、張力が弱すぎると内側のしわが大きく発生し、所定の製品形状が得られない。従って、曲げの内側面のしわ発生を防止するには張力を一定以上に確保する必要があり、曲げ外側面での張力は内側面の張力よりも弱くないと当該外側面に割れが発生しやすいことが明らかになってきた。
そこで、本発明は中空断面を有する押出形材でしわ、割れを発生させることなく所定の曲げ形状を得ることが可能な曲げ方法とその装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
本発明が上述した課題を解決するために講じた手段を以下に説明する。
中空断面を有する形材の両端の端部にそれぞれ中子を挿入し、曲げ方向に対して内側および外側から端部をチャックして張力をかけつつ、曲げ成形型に押し当てて曲げ成形する引張り曲げ加工方法において、曲げ内側のチャック部はテーパー部を有する内側面チャック型ベース１０と当該テーパー部にスライド可能に配設された内側面チャック型１１を設け、一方、曲げ外側のチャック部は外側のチャックベース型１２に固定プレート１３を取り付け、当該固定プレートにスライド可能に略平行板のスライドプレート１４を設けた。
ここで、内側チャック部と外側チャック部はアーム２３にて連絡され、ストレッチブロック２４を介してストレッチシリンダー１７によりワークに引張力が任意に付加できる。このストレッチブロック２４はブロックガイド２５にてスライド可能になっている。また、チャック部は引張装置ユニット旋回軸１８を中心に回転自在とした。
上述のような構成にてワークに引張力を付加して曲げ成形する成形方法を以下に説明する。
ワーク２をダイプレート６上にセットし、センター部をクランプ装置７で固定する。ストレッチシリンダー１７が後退してチャック部がワークの端に左右それぞれ位置させる。
次に、中子型挿入引き抜きシリンダー８にて中子型をワークの中空部に挿入させる。この際に、中子型に設けられた突起１９が内側面チャック型の後部を押すことで当該内側面チャック型１１が前進し、テーパー部がスライドし、ワークをスライドプレート１４とでチャックする。このとき中子型によりワークの変形が防止される。また、ワークのチャック力は中子型挿入引き抜きシリンダーにて任意に調整できる。次に、ストレッチシリンダー１７にてストレッチブロック２４を前進させることでワークに引張力が働き、この際にも内側面チャック型がテーパー状になっているのでチャック力が付加され、ワークとのすべりを防止できる。
次にプレス加圧シリンダー５が前進し、曲げ型４が下降、ワークに力が加わり曲げ成形されるが、この際にチャック部は引張装置ユニット旋回軸１８を中心に回転し、ワーク曲げ内側部には圧縮応力が働き、曲げ外側部には引張応力が加わる。このとき、スライドプレートと固定プレート間にすべり力が一定以上に加わると、スライドプレートがワークにかかる引張応力が緩和する方向にスライドする。従って、曲げ外側のワークの割れが防止できる。ワークの曲げ成形が終了すると、プレス加圧シリンダーが後退し、ストレッチシリンダーが後退、ワークチャックが解除し、中子型が引き抜かれる。
このとき、スライドプレートはスライドプレート戻しスプリング１５によりもとの位置に復帰し、内側面チャック型がチャック型戻しスプリング２６によりもとの位置に復帰する。
これにより、一連の曲げ成形工程が完了する。
【作用】
本発明におけるワークのチャック機構を有することにより、曲げ内側面チャック型は従来から採用されているようにテーパー状にスライド可能に設置されているので、ワークがすべることなく引張力が付加できる。一方、曲げ外側面チャック部はワークスライドプレートおよび固定プレート間の摩擦力により一定の引張応力が働くが、さらに引張応力が加わるとスライドプレートと固定プレート間にすべりが生じる作用が働く。
【実施例】
以下、添付の図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
図１は本発明によって成形された製品例を示す。
幅７０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、肉厚２ｍｍ、上面および下面との間に肉厚１．４ｍｍの中リブが配設されており、両端外側Ｒ＝３００ｍｍ、内側Ｒ＝２３０ｍｍの曲げ形状を有する。内側面の曲げ部のしわ高さは０．５ｍｍ以下に抑制し、かつ外側面は割れを生じることなく曲げ成形されている。
また、中空断面形状は中子型を分割することでこれ以外にも必要に応じて対応ができることはいうまでもない。
例えば、「□」型断面、略台形型断面等が上げられる。
図２は本発明による曲げ装置の全体図を示す。
曲げ型４は製品の曲げ成形形状に合わせて製作されるが、図１に示した製品例の場合には製品の曲げが内側Ｒ＝２３０ｍｍであるので、曲げ成形後のスプリングバック量を考慮してＲ＝２２０ｍｍにて曲げ型製作した。
中子型９は材質６ナイロンを製品の断面形状に合わせるべく、３分割にして中空部に挿入できるようにした。ここで使用する材質は、曲げに追随できれば通常広く使用されているものならば特に不具合がなく、一般に樹脂材料が良い。
また、曲げ成形時の引張力は曲げ内側のしわ発生をおさえ、曲げ外側に割れが発生しない範囲を調整しつつ使用するのが良く、本実施例の場合には１１００〜１３００ＭＰａが良好であった。
スライドプレートが固定プレートに対してすべりを良くするために当該プレート間に潤滑性を保つために、潤滑剤を塗ったり油溝を設けるのが好ましい。また、含油性の材質を使用して、例えば鋳物に油分を含浸させたものを使用することも可能である。
これらの条件にて、上述した工程順に曲げ成形したところ、曲げ外側に割れがなく、かつ曲げ内側にしわのない良好な製品が得られた。このときのスライドプレートのスライド量は約２０ｍｍであった。
【発明の効果】
外側面をつかむチャック部のスライドプレートが引張方向とは逆にスライドし伸びを緩和するので、外側面は引張による割れを生じることなく、内側面はしわを抑制した曲げ形状が確保できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によって得られた製品例を示す。
【図２】本発明における曲げ装置の全体図を示す。
【図３】従来技術のチャック型での曲げ機構を示す。
【図４】本発明におけるチャック部のスライド機構を示す。
【図５】本発明における曲げ装置の全体図【図２】のＡ−Ａ断面を示す。
【符号の説明】
１・・・・・本発明による曲げ製品
１ａ・・・・曲げ外側面
１ｂ・・・・曲げ内側面
２・・・・・ワーク（曲げ成形用粗材）
４・・・・・曲げ型
５・・・・・プレス加圧シリンダー
６・・・・・ダイプレート
７・・・・・クランプ装置
８・・・・・中子型挿入引き抜きシリンダー
９・・・・・中子型
１０・・・・内側面チャックベース型
１１・・・・内側面チャック型
１２・・・・外側面チャック型ベース
１３・・・・固定プレート
１４・・・・スライドプレート
１５・・・・スライドプレート戻しスプリング
１６・・・・引張装置ユニット
１７・・・・ストレッチシリンダー
１８・・・・引張装置ユニット旋回軸
１９・・・・中子型突起
２０・・・・ガイドピン
２１・・・・ダイプレートスプリング
２２・・・・外側面割れ部
２３・・・・アーム
２４・・・・ストレッチブロック
２５・・・・ブロックガイド
２６・・・・チャック型戻しスプリング

Claims (2)

1. 中空断面を有する形材の両端に引張力を付加しつつ、プレス成形により曲げ加工する成形装置において、中空形材の左右の端部から曲げ成形部分に中子型をそれぞれ挿入し、かつ当該中空形材に引張力を付加するための両端のチャック機構の曲げ内側のチャック部がテーパー部を有する内側面チャック型ベースと当該テーパー部にスライド可能に配設された内側面チャック型を有し、かつ曲げ外側のチャック部がワーク側面に対して略平行に配設された固定プレートおよび当該固定プレートにスライド可能に配設したスライドプレートからなることを特徴とする曲げ成形装置。
2. 請求項１の曲げ成形装置を用いて曲げ成形する曲げ加工方法。

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