JP4812718B2 - Mold for cam device and press machine - Google Patents
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Description
本発明はプレス機械の金型などに用いるカム装置およびそのカム装置を備えたプレス機械用の金型に関する。 The present invention relates to a cam device used for a die or the like of a press machine and a die for a press machine provided with the cam device.
プレス機械では、一般的にスライドの上下運動によってスライドに取り付けた上型のパンチとボルスタに取り付けた下型のダイとの間に略水平に配置したワークを挟圧し、下向きに下降するパンチなどの工具で孔開け加工などを行う。すなわち、工具の移動方向(加工方向)とスライドの移動方向(加圧方向)は一致している。他方、ワークの孔をあける部位が傾斜している場合、あるいは水平方向に穿孔する場合は、パンチをワークに対して傾斜した向きあるいは横向きで駆動させるため、カム機構を用いた金型を用いる。すなわち、パンチなどの工具を備えた従動カムを加工方向に移動するようにガイドすると共に、スライドの上下動を駆動カムと従動カムの傾斜面同士の摺動によって従動カムの加工方向の運動に変換して加工する。 In a press machine, a workpiece that is generally placed horizontally between an upper punch attached to a slide and a lower die attached to a bolster by a vertical movement of the slide, and a punch that descends downward, etc. Drill holes with a tool. That is, the moving direction of the tool (machining direction) and the moving direction of the slide (pressing direction) are the same. On the other hand, when the part of the workpiece to be drilled is tilted or drilled in the horizontal direction, a die using a cam mechanism is used to drive the punch in a tilted or lateral direction with respect to the workpiece. In other words, the driven cam provided with a tool such as a punch is guided to move in the machining direction, and the vertical movement of the slide is converted into the movement of the driven cam in the machining direction by sliding between the inclined surfaces of the drive cam and the driven cam. And process.
そのようなカム機構として、たとえば特許文献1に示すプレス金型カムがある。このカム機構は、下型に固定される基台によって水平方向にスライド自在に支持されるカムスライド(従動カム)と、そのカムスライドに形成した傾斜面と係合してカムスライドを水平方向に駆動するカムドライバ(駆動カム)とからなる。特許文献1では傾斜面は45゜程度であるが、成形荷重が高い場合は摺動面圧を下げる目的で水平面に対して60゜程度とすることが多い。カムスライドの前端にはパンチなどの工具が固定され、下型に固定されているダイに対して横向きにパンチを往復移動させて下降する。このものは、プレス機械のスライドの上下動をカム機構を用いて工具の横方向の運動に変換するものである。 As such a cam mechanism, for example, there is a press die cam disclosed in Patent Document 1. This cam mechanism engages with a cam slide (driven cam) that is slidably supported in a horizontal direction by a base fixed to a lower mold, and an inclined surface formed on the cam slide to move the cam slide in the horizontal direction. It consists of a driving cam driver (driving cam). In Patent Document 1, the inclined surface is about 45 °. However, when the molding load is high, the inclined surface is often about 60 ° with respect to the horizontal surface for the purpose of reducing the sliding surface pressure. A tool such as a punch is fixed to the front end of the cam slide, and the punch is reciprocated laterally with respect to the die fixed to the lower die and lowered. In this device, the vertical movement of the slide of the press machine is converted into a lateral movement of the tool using a cam mechanism.
なお、カム機構が作用している間は、スライドが上下動してもカムスライダは水平に移動するだけで、上下動は行わない。特許文献1には、このようなカム機構を用いたプレス用金型は、カムドライバとカムスライドの全体を下型に組み込んだ据え置きタイプと上型に組み込んだ吊り下げタイプの両方に用いられることが記載されている。 While the cam mechanism is operating, even if the slide moves up and down, the cam slider only moves horizontally and does not move up and down. In Patent Document 1, a press die using such a cam mechanism is used for both a stationary type in which the entire cam driver and cam slide are incorporated in the lower die and a suspension type in which the cam die is incorporated in the upper die. Is described.
他方、特許文献2には、上型に緩く傾斜するスライドレールを備えたカムベースを固定し、そのスライドレールにパンチを取り付けた受動カムをスライド自在に設け、下型に受動カムと係合するカム面を備えた固定カムを固定したプレス型のカム構造が記載されている。特許文献2では、3個の受動カムを3種類のカム面を備えた固定カムと係合させ、角度が異なる3本のパンチによる加工を提案している。 On the other hand, in Patent Document 2, a cam base having a slide rail that is gently inclined on an upper mold is fixed, a passive cam having a punch attached to the slide rail is slidably provided, and a cam that engages the passive cam on the lower mold A press-type cam structure in which a fixed cam having a surface is fixed is described. Patent Document 2 proposes machining with three punches having different angles by engaging three passive cams with a fixed cam having three types of cam surfaces.
特許文献3は、扇形の円弧カムにより、スライドの上下動を所望の角度のパンチの加圧力に変換するカムユニットを提案している。特許文献4は、特許文献2における固定カムの一部を上型に設ける吊りカムを備えた金型を提案している。この吊りカムは、スライドが上昇しているときは上型側にあるので、ワークの出し入れの邪魔にならず、プレスの下死点近辺では、下型に設置した位置決め突起によって水平方向の移動が拘束され、固定カムと同様の機能を果たす。特許文献5には、特許文献1のパンチを水平に移動させるカム機構と特許文献2のパンチを斜めに移動させるカム構造とを組み合わせた構成の複動カム型を提案している。
Patent Document 3 proposes a cam unit that converts a vertical movement of a slide into a pressing force of a punch at a desired angle by a fan-shaped arc cam. Patent Document 4 proposes a mold including a suspension cam in which a part of the fixed cam in Patent Document 2 is provided on the upper mold. Since this suspension cam is on the upper die side when the slide is raised, it does not interfere with the loading and unloading of the workpiece, and in the vicinity of the bottom dead center of the press, the horizontal projection is moved by the positioning protrusion installed on the lower die. Restrained and performs the same function as a fixed cam.
一方、本出願人は、特許文献6において、プレス機械のスライダとフレームのギブとの摺動部に、球形シューを利用してクリアランスがないガイド構造を設けることを提案している。球形シューは一面が球面状で、他面が平坦な凸レンズ状である。また、球面シューの平坦な面と摺接するギブにテフロン(登録商標)系含浸多孔質バイメタルなどからなるライナを設けることも開示している。 On the other hand, the present applicant has proposed in Patent Document 6 that a sliding structure between a slider of a press machine and a frame giving is provided with a guide structure having no clearance using a spherical shoe. The spherical shoe has a convex lens shape with one surface being spherical and the other surface being flat. It also discloses that a liner made of a Teflon (registered trademark) -impregnated porous bimetal or the like is provided on a gib that slides on a flat surface of a spherical shoe.
プレス機械に用いるカム装置では、ある負荷がかかった状態で作動カム(駆動カム)と従動カムとが係合面で摺動する(特許文献1、2など)。係合面にかかる負荷は、従動カムの摩擦力や元に戻すリターンスプリングの付勢力もあるが、加工時の反力が最も大きい。通常、作動カムと従動カムの係合面の摺り合わせは、静的な状態で行うため、実際に負荷がかかった(成形している)状態では、各カムが弾性変形を起こし、面接触とならず、線接触となる。そのため、油切れを生じて係合面で焼き付きを発生することがある。また、この弾性変形が生ずる場合、カムの変形は均一にならないため、カムは案内面にも線接触し、高い精度の運動をすることができない。また、作動カムが片持ちの場合は弾性変形が大きくなり、しかも加工の間に負荷が大きく変動するので、弾性変形した形状も変動する。 In a cam device used in a press machine, an operating cam (drive cam) and a driven cam slide on an engagement surface under a certain load (Patent Documents 1, 2, etc.). The load applied to the engagement surface includes the frictional force of the driven cam and the urging force of the return spring to be restored, but the reaction force during processing is the largest. Normally, the engagement surfaces of the actuating cam and the follower cam are slid in a static state. Therefore, when the load is actually applied (molded), each cam causes elastic deformation, Instead, it becomes a line contact. Therefore, oil shortage may occur and seizure may occur on the engagement surface. Further, when this elastic deformation occurs, the cam is not uniformly deformed, so that the cam is also in line contact with the guide surface and cannot move with high accuracy. Further, when the actuating cam is cantilevered, the elastic deformation becomes large, and the load greatly fluctuates during processing, so the elastically deformed shape also fluctuates.
上記の焼き付きなどの問題を防ぐため、従来のカム装置ではカム係合面の接触面圧を低くしたり、摩擦係数が低いライナを設けたりしているが、それでもカムの弾性変形は抑えられない。このため、係合面を正確に摺り合わせるためには、部品の精度を高くすると共に、熟練した作業者による調整が必要となる。また、上記のようなカム装置を用いてパンチ・ダイス間のクリアランスを小さく設定した剪断加工を行う場合、従動カムの運動が不安定であるため、パンチ案内部を金型に設けているが(特許文献3)、カムの運動が不安定なため、パンチとパンチ案内部の摩耗が速くなり、剪断面長さが不安定となりやすい。また、傾斜面を逆向きにした2個のカム機構を組み合わせて弾性変形を少なくすることも行われているが(特許文献5)、充分に焼き付きを防止できない。 In order to prevent the above-mentioned problems such as seizure, the conventional cam device has a low contact surface pressure on the cam engagement surface or a liner having a low friction coefficient. However, the elastic deformation of the cam still cannot be suppressed. . For this reason, in order to accurately slide the engagement surfaces, it is necessary to increase the accuracy of the parts and to be adjusted by a skilled worker. In addition, when performing shearing with a small clearance between the punch and the die using the cam device as described above, since the movement of the driven cam is unstable, the punch guide portion is provided in the mold ( Patent Document 3) Since the cam motion is unstable, the wear of the punch and the punch guide portion becomes fast, and the shear surface length tends to become unstable. In addition, although two cam mechanisms having inclined surfaces reverse to each other are combined to reduce elastic deformation (Patent Document 5), seizure cannot be sufficiently prevented.
また、カム装置を用いる金型によって高い成形荷重が必要な成形を行う場合は、前述のように、一般的に従動カム側の面積(成形力を受ける面の面積)を増やすためにカムの幅を広げたり、傾斜角度(水平面に対する角度)を約60゜付近に設定することが多い。この場合、カム装置は、成形に必要なストロークが長くなり、カム装置が大きくなるため、プレス機械の作業スペース(ダイスペース)内に配置することが困難となる。また、カム係合面は、高い成形荷重がかかる場合には、常時、面接触とすることは難しい。さらにカムの傾斜角度(係合側の傾斜角度)を減少したり、あるいはほぼ60゜程度と大きくすると、係合面の面積が直角の場合の約2倍となるなど、増大する。そして係合面の接触面積が増加すると、摩擦による機械的損失が増加するため、カムを押す力が増える。 In addition, when performing molding that requires a high molding load using a mold that uses a cam device, the cam width is generally increased to increase the area on the driven cam side (the area of the surface that receives the molding force) as described above. In many cases, the inclination angle (angle with respect to the horizontal plane) is set to about 60 °. In this case, the cam device has a longer stroke required for molding, and the cam device becomes larger. Therefore, it is difficult to arrange the cam device in the work space (die space) of the press machine. In addition, it is difficult to always make the cam engagement surface in surface contact when a high molding load is applied. Further, when the cam inclination angle (engagement side inclination angle) is decreased or increased to approximately 60 °, the area of the engagement surface increases to about twice that of a right angle. When the contact area of the engagement surface increases, the mechanical loss due to friction increases, so the force pushing the cam increases.
本発明は特許文献6のスライド・ギブ間の摺動機構に採用した球面シュー(球形シュー)の技術を利用し、カムの運動が不安定であっても、また、カムに弾性変形が生じても、カム係合面における線接触の発生を防ぎ、焼き付きによる損傷や摩耗を防止できるカム装置およびプレス機械用の金型を提供することを技術課題としている。さらに本発明は、カム係合面の摩擦力を低減し、カムの傾斜角度を減少あるいはほぼ45゜にすることにより、高い成形荷重が必要な成形での摩擦機械的損失を低減し、プレス機械の作業スペース(ダイスペース)を低減することを第2の技術課題としている。 The present invention utilizes the technique of a spherical shoe (spherical shoe) adopted in the sliding mechanism between the slide and the gib in Patent Document 6, and even if the cam motion is unstable, the cam is elastically deformed. In addition, it is a technical problem to provide a cam device and a press machine die that can prevent the occurrence of line contact on the cam engagement surface and prevent damage and wear due to seizure. Further, the present invention reduces the frictional mechanical loss in molding that requires a high molding load by reducing the frictional force of the cam engagement surface and reducing the cam inclination angle to approximately 45 °. The second technical problem is to reduce the work space (die space).
本発明のカム装置(請求項1)は、加圧方向に移動自在に設けられ、加圧方向に対して所定の傾斜角度を有する傾斜面を備えた駆動カムと、加工方向に移動自在に設けられ、前記駆動カムの傾斜面と対応する傾斜角度を有する傾斜面を備えた従動カムとを備え、前記駆動カムと従動カムの傾斜面を介する相対的な運動により、加圧方向の力および運動を加工方向の力および運動に変換するカム装置であって、前記駆動カムまたは従動カムのうち、いずれかの一方の傾斜面に球面状の浅い凹部が形成されており、その凹部内に、一面が前記凹部の球面と相補的で、かつ、いくらか大きい凸面であり、他面が傾斜面から突出する平坦面である凸レンズ状の球面シューが、前記凸面を凹部の球面と摺接するように揺動自在に収容されていることを特徴としている。 The cam device of the present invention (Claim 1) is provided movably in the pressurizing direction, and provided with a drive cam having an inclined surface having a predetermined inclination angle with respect to the pressurizing direction, and movably in the machining direction. And a driven cam provided with an inclined surface having an inclination angle corresponding to the inclined surface of the drive cam, and force and movement in the pressurizing direction by relative movement through the inclined surface of the drive cam and the driven cam. Is converted into force and motion in the machining direction, and either one of the drive cam or the follower cam is formed with a spherical shallow concave portion on one inclined surface, and one surface is formed in the concave portion. Is a convex surface that is complementary to the spherical surface of the concave portion and has a somewhat larger convex surface, and a convex lens-like spherical shoe whose other surface is a flat surface protruding from the inclined surface so that the convex surface slides into contact with the spherical surface of the concave portion. It is characterized by being freely accommodated It is set to.
このようなカム装置においては、前記球面状の浅い凹部が駆動カムの傾斜面に形成されているものが好ましい(請求項2)。 In such a cam device, it is preferable that the spherical shallow concave portion is formed on the inclined surface of the drive cam.
本発明のプレス機械用の金型(請求項3)は、前述のカム装置を少なくとも1個備え、前記従動カムに加工用の工具が設けられていることを特徴としている。このようなプレス機械用の金型においては、前記カム装置を横方向の力が均衡するように複数個設けているものが好ましい(請求項4)。 A mold for a press machine according to the present invention (Claim 3) includes at least one of the cam devices described above, and a tool for processing is provided on the driven cam. In such a die for a press machine, it is preferable that a plurality of the cam devices are provided so that lateral forces are balanced.
本発明のカム装置(請求項1)では、駆動カムまたは従動カムに弾性変形が生じて傾斜面同士の間に微小な角度が生じたとき、あるいは部品精度や摺り合わせの精度が低いことから元々両方の傾斜面に微小な角度がある場合は、球面シューが揺動してその微小な角度を吸収する。それにより球面シューの平坦面とその平坦面が当接しているいずれかのカムの傾斜面との面接触が維持される。また、球面シューの凸球面とその凸球面が嵌合している凹部の球面とは、角度が変わっても常時球面同士で面接触している。したがっていずれの摺動面でも面接触が維持され、焼き付きや大きい摩耗が生じない。 In the cam device of the present invention (Claim 1), when the drive cam or the driven cam is elastically deformed and a minute angle is formed between the inclined surfaces, or because the accuracy of parts and the accuracy of the sliding are low, it is originally. When both inclined surfaces have a minute angle, the spherical shoe swings and absorbs the minute angle. Thereby, the surface contact between the flat surface of the spherical shoe and the inclined surface of any one of the cams with which the flat surface abuts is maintained. Further, the convex spherical surface of the spherical shoe and the spherical surface of the concave portion with which the convex spherical surface is fitted are always in surface contact with each other even if the angle changes. Accordingly, surface contact is maintained on any sliding surface, and seizure and great wear do not occur.
このようなカム装置において、前記球面状の浅い凹部が駆動カムの傾斜面に形成されている場合(請求項2)は、従動カムの構成が複雑にならない。すなわち従動カムは球面シューの平坦面が摺動する傾斜面のほか、加工方向に移動するためのガイド面を備えており、加工用の工具を取り付けるので複雑になりがちである。駆動カム側に球面シューを設けることにより、それ以上、複雑になるのを回避できる。 In such a cam device, when the shallow spherical concave portion is formed on the inclined surface of the drive cam (claim 2), the configuration of the driven cam does not become complicated. That is, the driven cam has an inclined surface on which the flat surface of the spherical shoe slides, and a guide surface for moving in the machining direction, and tends to be complicated because a machining tool is attached. By providing a spherical shoe on the drive cam side, further complication can be avoided.
本発明のプレス機械用の金型(請求項3)は、前述のカム装置を備えているので、そのカム装置による作用効果を得ることができる。 Since the metal mold for a press machine according to the present invention (Claim 3) is provided with the cam device described above, it is possible to obtain the operational effects of the cam device.
このようなプレス機械用の金型において、前記カム型を横方向の力が均衡するように複数個設けている場合(請求項4)は、金型に加わる横方向の力が均衡するため、カムの弾性変形量も均衡する。そのため、加工精度が高くなり、プレス機械に対する偏心荷重による負担が少なくなる。 In such a die for a press machine, when a plurality of cam dies are provided so that the lateral force is balanced (Claim 4), the lateral force applied to the die is balanced, The amount of elastic deformation of the cam is also balanced. As a result, the processing accuracy is increased and the burden due to the eccentric load on the press machine is reduced.
つぎに図面を参照しながら本発明のカム装置および金型の実施の形態を説明する。図1は本発明のカム装置の一実施形態を示す要部断面図、図2はその作動状態を示す要部断面図、図3aは図1のカム装置を備えた金型の一実施形態を示す縦断面図、図3bは図3aの傾斜面を示す正面図、図4は図3のIV-IV線断面図、図5は図3の金型の一部切り欠き斜視図、図6は本発明のカム装置を備えた金型の他の実施形態を示す要部断面図、図7はその金型の上型を示す底面図、図8は本発明のカム装置を備えた金型のさらに他の実施形態を示す平面図、図9aは図8の金型で成形されるワークの成形前後の平面図であり、図9bはそのワークの成形前後の正面図である。 Next, an embodiment of a cam device and a mold according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a cam device of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing an operating state thereof, and FIG. 3b is a front view showing the inclined surface of FIG. 3a, FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3, FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of the mold of FIG. FIG. 7 is a bottom view showing the upper mold of the mold, and FIG. 8 is a view of the mold equipped with the cam device of the present invention. FIG. 9A is a plan view before and after forming a workpiece formed by the mold of FIG. 8, and FIG. 9B is a front view before and after forming the workpiece.
図1に示すカム装置10は、上プレート11に固定された駆動カム(作動カム)12と、下プレート13に対して摺動自在に設けられる従動カム14とを備えている。そして駆動カム12の下面には傾斜面15が形成され、従動カム14の背面(図1の左側)と上面の間には、駆動カム12の傾斜面15と対向するように傾斜面16が形成されている。駆動カム12の傾斜面15には、球面状の浅い凹部17が形成されており、その凹部17に球面シュー18が嵌合している。球面シュー18は、凹部17に入り込んでいる部位19が球面状に突出しており、他面20は平坦である。球面シュー18の厚さは凹部17の深さより厚く、それにより凹部17に突出している部位19を収容したとき、平坦な面20は傾斜面15より突出している。
A
従動カム14の傾斜面16には、摩擦係数が低く、高い面圧に耐えるライナ21が貼り付けられている。ライナ21は、テフロン(登録商標)系含浸多孔質バイメタルが好ましい。駆動カム12の傾斜面15と従動カム14の傾斜面16の間は、球面シュー18の突出分とライナ21の厚さの分を合わせた寸法の隙間22があいている。さらにこの実施形態では、下プレート13の上面で、従動カム14が摺動する面に前述のライナ21と同じライナ23が設けられている。
A
図1のカム装置10では、下プレート13の上面に、駆動カム12の背面24を摺動自在にガイドする背面ブロック(作動カムホルダ)25が設けられている。この背面ブロック25は、駆動カム12が従動カム14から受ける曲げ力に抵抗し、撓みを少なくする作用を奏する。背面ブロック25は、図4に示すように、側面ブロック26の端面にネジ27によって固定されている。背面ブロック25の背面側には、背面ブロック25をバックアップするためのバックアップ部材28が当接している。バックアップ部材28は下プレート13に形成された深穴29に嵌合しており、ネジ30によって下プレート13に固定されている。
In the
前記カム装置10は図1の右側の穿孔工具(パンチとダイス)と共に全体としてカム型を構成している。すなわち従動カム14の端面(傾斜面16と反対側の面。図1の右側)34には、パンチ35の基部36がパンチホルダ37によって固定されている。パンチホルダ37には、さらにパンチ35の段部38と係合するカバー39が螺合している。また、下プレート13には、パンチ35を摺動自在にガイドするパンチガイド40が固定されている。そしてパンチガイド40との間にワークWが挿入される隙間を介してダイス41が設けられている。ダイス41は下プレート13に固定されており、パンチ35が嵌入される貫通孔42が横向きに形成されている。ダイス41には抜きかすを排出するスクラップ排出穴43が形成されている。
The
上前記下プレート13のダイス41の下部には空所44が設けられ、その空所44内に、ワークWをダイス41から抜き出すためのノックアウト45が上下に移動自在に収容されている。ノックアウト45の上面は、ダイス41を貫通するノックアウトピン46を受けている。ノックアウト45は、エアシリンダなどによって、所定のワーク取り出しのタイミングで上向きに駆動される。
A
図2に示すように、従動カム14の側面から角柱状のバネ受け47が突出しており、そのバネ受け47と下プレート13に固定される従動カムホルダ48の端面との間に、従動カム14を戻り側(図2の左側)に付勢するバネ機構50が介在されている。この実施形態ではバネ機構50はウレタンゴムなどのゴムからなる円筒状のバネ体51と、そのバネ体51の中心孔52に一端側から嵌合されたエンドプレート53と、他端側から嵌合されたガイド部材54と、頭部がそのガイド部材54と係合し、先端がエンドプレート53に螺合されるネジ55とからなる。
As shown in FIG. 2, a
上記のごとく構成されるカム装置10を備えた金型56は、下プレート13をプレス機械のボルスタ(図3の符号57)に取り付け、上プレート11をプレス機械のスライド58に取り付けて用いる。駆動カム12は上プレート11に固定せず、スライドが下降していく途中で図1のように上プレート11が駆動カム12の上面に当接し、そのまま図2のように駆動カム12を下降させる。この金型56はいわば、いわゆるタタキ型に属する金型である。また、カム型の種類でいえば、置き型に属する。ただし図6、7の金型70のように、上プレート11をスライド58に固定する吊り下げ型としてもよい。その場合は、ダイス41廻りを除き、従動カム14ごと上プレート11に吊り下げて従動カム14を駆動カム12に摺動自在に連結する。
The
図1のカム装置10では、駆動カム12が下降すると、従動カム14の傾斜面16がライナ21を介して球面シュー18の平坦面20で加圧され、図2に示すように従動カム14が横方向(矢印P方向)にスライドする。それにより、パンチ35がワークWを穿孔する。穿孔のときに従動カム14が受ける反力は、ライナ21、23を介して球面シュー18および下プレート13が受ける。球面シュー18が受ける反力は、凹部17の球面状の凹面を介して駆動カム12が受け、その一部は背面ブロック25が受け、残りは上プレート11を介してプレス機械のスライドが受ける。
In the
駆動カム12による従動カム14の横向きに加圧が始まると、駆動カム12の下端(先端)側には図1の左向きの力が加わる。とくにパンチ35がワークWを穿孔するときは、強い左向きの力が加わる。そのときの駆動カム12に加わる左向きの力は背面ブロック25によって受けられ、撓みが抑制される。さらにそれでも撓みによって駆動カム12の傾斜面15と従動カム14の傾斜面16とが平行でなくなり、いくらか角度が生ずるが、球面シュー18が凹部17内で回動して角度の差を吸収する。すなわち、駆動カム12の下端が左側に撓み、駆動カム12の傾斜面15の水平面に対する角度が小さくなっても、球面シュー18が反時計方向にわずかに回動し、その平坦面20の水平面に対する角度は従動カム14の傾斜面16の角度と一致する。それにより従動カム14の傾斜面16と球面シュー18の平坦面20とが摺接する間は面接触が維持され、線接触することによる油切れや摩耗、それらによる焼き付きが防止される。
When pressurization is started in the lateral direction of the driven
さらにこの実施形態では、従動カム14の傾斜面16にライナー21が設けられているため、一層、焼き付きや摩耗が防止される。従動カム14が穿孔時の反力でその上端が左側に移動するように撓む場合も、上記と同様に面接触が維持される。なお、球面シュー18の球面側と駆動カム12の凹部17との摺接は、球面同士の摺接であるので、駆動カム12や従動カム14が撓んだとしても、面接触が維持され、油切れや焼き付きは生じない。
Furthermore, in this embodiment, since the
図2に示すように、駆動カム12が下降端まで下降し、従動カム14が右側に移動すると、従動カム14と一体のバネ受け47がバネ機構50を軸方向に加圧し、バネ体51が圧縮される。すなわち駆動カム12は加工の力だけでなく、バネ機構50の付勢力に抗しながら従動カム14を右方向にスライドさせる。そしてプレス機械のスライド58が上昇していくと、従動カム14がバネ機構50の付勢力により、左側に移動し、元の位置に戻る。そして駆動カム12に加わる左向きの力が弱くなり、撓みがなくなると、球面シュー18は元の角度位置に戻る。そのため、球面シュー18と従動カム14の面接触は加工作業の全過程で維持される。
As shown in FIG. 2, when the
つぎに図3〜5を参照して、本発明の金型の実施形態を説明する。図3aに示す金型56は、円筒状のダイス41を中心として、前述のカム装置10を左右対称に2基備えている。この金型60は、有底円筒状のワークを上下逆にしてダイス41に被せ、左右からパンチ35で穿孔するものである。そのため、図4に示すように下プレート13には左右の背面ブロック25、25が対称的に配置され、それらの間には前後の側面ブロック26、26が介在されている。側面ブロック26、26もダイス41を中心として前後に対称的に配置されている。そして下プレート13、左右の背面ブロック25および前後の側面ブロック26は箱状に結合されている(図5参照)。側面ブロック26の内面側には、バネ受け47と同一の厚さの従動カムホルダ48が固定されている。
Next, an embodiment of the mold of the present invention will be described with reference to FIGS. A
この金型56では、図4に示すように、駆動カム12の背面24は平面視で円弧状に突出しており、背面ブロック25はその円弧状の背面24と摺動するように円弧状に凹陥している。また、駆動カム12の前面側も円弧状に突出している。そのため、駆動カム12は背面ブロック25の凹陥している円筒面25aに沿って回動することができ、捻れ方向の力は加わらない。また、駆動カム12にいくらか捻り変形が生じても、球面シュー18の揺動によって吸収される。ただし背面ブロック25の摺動面を平面としてもよい。
In this
他方、駆動カム12の側面は、従動カム14のバネ受け47との干渉を避けるため、平坦面としている。なお、この実施形態ではバネ受け47と摺動するように構成されている。従動カム14は、図3bに示すように、平面視で略矩形状で、背面と側面のコーナ部61が面取りされた6角柱状の形態にされている。そしてライナ21も、ほぼ同様の6角形を呈している。従動カム14の側面は従動カムホルダ48の内面で摺動自在にガイドされている。
On the other hand, the side surface of the
従動カム14の背面側が平坦で、背面ブロック25の内面が円弧状であることから、従動カム14の背面側と背面ブロック25の内面との間には、隙間がある。
Since the back side of the driven
さらにこの金型56では、上プレート11の中心部の下面にワーク押さえ64が吊られている。ワーク押さえ64は、拡径している頭部65を備えた吊りロッド66と、その吊りロッドを摺動自在にガイドして頭部65を吊り持ちするリング部材67と、吊りロッド66の下端に固定された円板状の押さえプレート68と、押さえプレート68とリング部材67の間に介在され、吊りロッド66の周囲に設けられる円筒状のバネ体69とからなる。バネ体69はウレタンゴムなどのゴム部材である。ただし圧縮コイルスプリングを用いることもできる。このワーク押さえ64は、駆動カム12が従動カム14を加圧し始めた頃からワークWをダイス41に押しつけて、安定させる働きをする。それにより、パンチ35によるワークWの穿孔のとき、ワークWが傾かない。
Further, in this
前記実施形態では駆動カムと従動カムが係合する傾斜面は水平面に対して略45゜の角度にされている。そしてパンチ35は水平方向に移動するように構成されており、従動カム14も水平に移動する。しかし本発明のカム装置および金型はこれに限られるものではなく、パンチが斜め下方向あるいは斜め上方向に移動するように構成することもできる。このことは後述する図6、図7の金型に付いても同様である。それらの場合は、従動カム14はパンチ35の移動方向に、すなわち斜め下、あるいは斜め上向きに往復移動するようにガイドされる。パンチが斜め向きに移動する場合は、駆動カムと従動カムが係合する傾斜面は、通常は、駆動カムの移動の軸線と従動カムの移動の軸線を2分割する向きにする。
In the above-described embodiment, the inclined surface where the driving cam and the driven cam are engaged is set at an angle of approximately 45 ° with respect to the horizontal plane. The
パンチが斜め下向きに移動して穿孔する場合は、傾斜面の角度は水平面に対して45゜以下の角度、たとえば20〜40゜程度となる(特許文献2参照)。他方、パンチが斜め上向きに移動して穿孔する場合は、傾斜面の角度は水平面に対して45゜以上の角度、たとえば50〜80゜程度傾斜させることになる(特許文献3の図9参照)。とくに後者の場合は、摺動の面圧が高くなり、加工条件が厳しくなるが、球面シューを採用することにより面接触による摺接が確保されるので摺接面における局部的な応力上昇がなくなり、また、ライナ21、23で摺動抵抗を減少させているので、このような厳しい条件でも加工が可能である。
When punching is performed by moving the punch diagonally downward, the angle of the inclined surface is 45 ° or less with respect to the horizontal plane, for example, about 20 to 40 ° (see Patent Document 2). On the other hand, when the punch moves obliquely upward, the angle of the inclined surface is 45 ° or more, for example, about 50 to 80 ° (see FIG. 9 of Patent Document 3). . Especially in the latter case, the surface pressure of sliding becomes high and the processing conditions become severe. However, by using a spherical shoe, sliding contact by surface contact is secured, so local stress increase on the sliding contact surface is eliminated. In addition, since the sliding resistance is reduced by the
前記実施形態ではパンチによる穿孔の加工の例を示したが、曲げ加工やコイニング、絞り加工なども同様に行うことができる。また、前記実施形態では、中心のワークに対して左右から内向きに加圧する加工法を示しているが、外向きに加工することもできる。図6および図7の金型70は、円筒状のワークWの内面側からパンチ35を放射状に拡げてワークWを部分的に外向きに突出させる加工に用いる金型の実施形態を示している。 In the above-described embodiment, an example of punching with a punch is shown, but bending, coining, drawing, and the like can be performed in the same manner. Moreover, although the said embodiment has shown the processing method which pressurizes inward from right and left with respect to a center workpiece | work, it can also process outward. 6 and 7 shows an embodiment of a mold used for processing in which punches 35 are radially expanded from the inner surface side of a cylindrical workpiece W to partially project the workpiece W outward. .
図6の右側はプレス機械か下死点に達する前の状態を示しており、左側はプレス機械の下死点(成形終了)の状態を示している。駆動カム12と従動カム14からなるカム装置10は、図7に示すように、放射状に6基配列されている。この金型70のカム装置10では、駆動カム12は略円柱状であり、下端の傾斜面は外向きに上がっていく傾斜面15となっており、その傾斜面15に球面シュー18が設けられている。球面シュー18の平坦面20は外向きである。また、それぞれの駆動カム12は、駆動カムホルダ71に形成されたガイド孔72内に摺動自在に嵌合され、ガイドされている。なお、実際には駆動カム12が上プレート11に固定され、駆動カムホルダ71が上プレート11に対して上下移動自在に吊られている。中央のガススプリング73はワークWをパンチから外すためのストリッパプレート73aを下向きに付勢している。
The right side of FIG. 6 shows the state before the press machine reaches bottom dead center, and the left side shows the bottom dead center (end of molding) state of the press machine. As shown in FIG. 7, six
さらに駆動カムホルダ71の下面には、ボルト(図7の符号74a)によって略円板状の従動カムホルダ74が固定されている。従動カムホルダ74には、従動カム14を半径方向移動自在に支持するガイド溝75が放射状に形成されており、ガイド溝75の底面にはテフロン(登録商標)系含浸多孔質バイメタルなどからなるライナ23が張り付けられている。従動カム14はガイド溝75内を半径方向に移動するように、平面形状が略矩形状である。そして中心側では幅が狭くなるように面取りされ、六角形状を呈している(図7参照)。また、従動カム14の上面側は、駆動カム12の傾斜面15と対向する傾斜面16を備えている。
Further, a substantially disc-shaped driven
また、従動カム14の下面にはパンチ35を嵌合固定する嵌合凹部76が形成され、その嵌合凹部76に側面視で逆L字状のパンチ35が固定されている。従動カム14の内側は、パンチ35の内面側をサポートする突起77が下向きに延びている。また、従動カム14の外側の上面は駆動カムホルダ71の下面と摺動自在に当接している。また、外周面にはバネ機構50のバネ体の一端を収容する凹部78を有する。バネ機構50の外側の端部は、図7に示すように、従動カムホルダ74の外面に固定されるサポートブロック79によって支持されている。
A
図7に示すように、パンチ35の幅は従動カム14よりかなり狭くされている。従動カムホルダ74のガイド溝75の底面には、パンチ35をガイドする溝80が形成されている。図6に示すように、その溝80は下端まで貫通している。それによりパンチ35の交換が容易である。
As shown in FIG. 7, the width of the
前述のガススプリング73のロッドの下端にはワークWをダイス41に押しつけるためのストリッパプレート73aが固定されている。前述のように従動カムホルダ74は駆動カムホルダ71に対し、ボルトで締結されている。そして駆動カム12、駆動カムホルダ71、従動カム14、従動カムホルダ74、パンチ35、ガススプリング73、ストリッパプレート73aは、いずれも上プレート11に吊られており、上型を構成している。
A
この金型70では、ダイス41はリング状であり、外周が円筒状の第1サポート82で支持され、下面が円筒状の第2サポート83で支持されている。第1サポート82は、ダイス41に加わる外向きの力を支持するものである。第1サポート82の上面には、ダイス41の外周に形成された段部41aと係合するリング84が固定されている。このリング84は、上型の従動カムホルダ74の下面と当接して従動カムホルダ74の下降を止めるストッパとして機能する。
In this
ダイス41の内面には、成形後のワークをダイスから押し上げるためのカウンターパンチ85が摺動自在に収容されている。カウンターパンチ85は図示していないバネあるいはエアシリンダなどの付勢手段によって上向きに付勢されている。カウンターパンチ85の上面は、前の工程で形成されたワークWの形状に合わせて中央に凹部85aを形成している。ダイス41の内周面の下部も、ワークWの形状に合わせた段部41bが設けられている。内周面の上部は、パンチ35の先端と対応するように、凹部41cが形成されている。このダイス41では、図7に示すように6個所に凹部41cを形成している。
On the inner surface of the die 41, a
この金型70は、プレスの上死点では、ストリッパプレート73aが想像線の位置まで上昇し、カウンターパンチ85の付勢力でワークWがダイス41の上面近辺まで上昇する。作業者は加工後のワークWを取り出し、つぎのワークをカウンターパンチ85の上に載せ、プレス機械を操作して加工する。なお、成形されたワークWの取り出しおよびつぎのワークの挿入を、トランスファ装置による搬送で自動的に行う場合もある。この金型70は駆動カム12や従動カム14に弾性変形が生じた場合でも、球面シュー18の平坦面20と従動カムの傾斜面が面接触するので、焼き付きが防止される。
In the
図1の実施形態では、左右の従動カム14で、高い成形荷重を要する厚板の抜き加工用のパンチを駆動しているが、図8に示す金型86のように、ワークWの側面に高い成形荷重を要する歯形を鍛造加工するためのパンチ87を駆動させることもできる。なお、図8の右側が加工前の状態で、左側が加工後の状態である。この金型86によれば、図9a、図9bに示す厚い矩形状のワークWの側面に、図10a、図10bに示す歯形状の凹部88を形成することができる。成形後のワークWの長さは塑性変形により伸びる。
In the embodiment of FIG. 1, the left and right driven
前記実施形態では駆動カムを上下に移動させているが、水平方向など、他の方向に移動させることもできる。前記実施形態では、駆動カムに球面シューを設けているが、従動カムに球面シューを設けてもよい。前記実施形態では、駆動カムの背面を円筒状にすると共に、円筒面上の凹部を備えた背面ブロックあるいは駆動カムホルダで支持しているが、駆動カムの背面および背面ブロックの当接面を平面状にすることもできる。前記金型の実施形態では、複数個のカム装置を対称的に配置しているが、必ずしも対照的に配置する必要はなく、たとえば複数個のカム装置の横方向の力が均衡するように、すなわちそれぞれのカム装置の横方向の力が相殺され、それらの合力がゼロになるように配置すればよい。また、均衡しない配置も採用することもでき、たとえば1個のカム装置を備えた金型とすることもできる。前記金型はプレス機械用のものであるが、ヘッダー、プレスブレーキなど、他の塑性加工を行う金型に適用することもできる。 In the above embodiment, the drive cam is moved up and down, but it can also be moved in other directions such as the horizontal direction. In the above embodiment, the driving cam is provided with the spherical shoe, but the driven cam may be provided with the spherical shoe. In the above embodiment, the back surface of the drive cam is cylindrical and supported by a back block or drive cam holder having a recess on the cylindrical surface, but the back surface of the drive cam and the contact surface of the back block are planar. It can also be. In the embodiment of the mold, a plurality of cam devices are arranged symmetrically, but it is not always necessary to arrange them symmetrically. For example, the lateral forces of the plurality of cam devices are balanced. That is, the cam devices may be arranged so that the lateral force of each cam device is canceled out and the resultant force is zero. Further, an unbalanced arrangement can also be adopted, and for example, a mold having one cam device can be used. The mold is for a press machine, but can also be applied to a mold for performing other plastic working such as a header and a press brake.
10 カム装置
11 上プレート
12 駆動カム
13 下プレート
14 従動カム
15 傾斜面
16 傾斜面
17 凹部
18 球面シュー
19 (球面状突出)部位
20 平坦面
21 ライナ
22 隙間
23 ライナ
24 背面
25 背面ブロック
25a 円筒面
26 側面ブロック
27 ネジ
28 バックアップ部材
29 深穴
30 ネジ
34 端面
35 パンチ
36 基部
37 パンチホルダ
38 段部
39 カバー
40 パンチガイド
41 ダイス
42 貫通孔
43 スクラップ排出口
44 空所
45 ノックアウト
46 ノックアウトピン
47 バネ受け
48 従動カムホルダ
50 バネ機構
51 バネ体
52 中心孔
53 エンドプレート
54 ガイド部材
55 ネジ
56 金型
57 ボルスタ
58 スライド
61 コーナ部
64 ワーク押さえ
65 頭部
66 吊りロッド
67 リング部材
68 押さえプレート
69 バネ体
70 金型
71 駆動カムホルダ
72 ガイド孔
73 ガススプリング
73a ストリッパプレート
74 従動カムホルダ
74a ボルト
75 ガイド溝
76 嵌合凹部
77 突起
78 凹部
79 サポートブロック
80 溝
82 第1サポート
83 第2サポート
84 リング
85 カウンターパンチ
85a 凹部
86 金型
87 パンチ
88 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
加工方向に移動自在に設けられ、前記駆動カムの傾斜面と対応する傾斜角度を有する傾斜面を備えた従動カムとを備え、
前記駆動カムと従動カムの傾斜面を介する相対的な運動により、加圧方向の力および運動を加工方向の力および運動に変換するカム装置であって、
前記駆動カムまたは従動カムのうち、いずれかの一方の傾斜面に球面状の浅い凹部が形成されており、
その凹部内に、一面が前記凹部の球面と相補的で、かつ、いくらか大きい凸面であり、他面が傾斜面から突出する平坦面である凸レンズ状の球面シューが、前記凸面を凹部の球面と摺接するように揺動自在に収容されているカム装置。 A drive cam provided with an inclined surface that is movably provided in the pressing direction and has a predetermined inclination angle with respect to the pressing direction;
A driven cam provided with an inclined surface that is provided so as to be movable in a machining direction and has an inclined angle corresponding to the inclined surface of the drive cam;
A cam device that converts a force and a motion in a pressurizing direction into a force and a motion in a machining direction by a relative motion through the inclined surfaces of the drive cam and the driven cam,
A spherical shallow recess is formed on one of the inclined surfaces of the drive cam or the follower cam,
In the concave portion, a convex lens-like spherical shoe having one surface complementary to the spherical surface of the concave portion and a somewhat larger convex surface, and the other surface being a flat surface protruding from the inclined surface, the convex surface as the spherical surface of the concave portion. A cam device that is slidably accommodated in sliding contact.
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