JPH1157867A - 曲げ加工装置 - Google Patents

曲げ加工装置

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JPH1157867A
JPH1157867A JP23152697A JP23152697A JPH1157867A JP H1157867 A JPH1157867 A JP H1157867A JP 23152697 A JP23152697 A JP 23152697A JP 23152697 A JP23152697 A JP 23152697A JP H1157867 A JPH1157867 A JP H1157867A
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JP
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bending
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tool
die
punch
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JP23152697A
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Tasuku Tsuruya
翼 鶴谷
Tetsutaro Oka
徹太郎 岡
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  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一定の曲率半径の断面形状の加工面を有する
工具により曲げ加工を行うと、被加工材の表面の摩耗が
著しく、また先願の断面形状を有する工具により曲げ加
工を行うと、被加工材の曲げが内閉じとなって被加工材
の曲げ角度が内閉じの製品となるという問題があった。 【解決手段】 所定方向に所定距離離して配置された一
対の工具を所定方向に直交する方向に相対的に移動させ
て被加工材を曲げる曲げ加工装置において、一対の工具
のうち一方の工具は作図上断面で被加工材の曲げ支点と
なる直角の加工面形状を有し、一対の工具のうち他方の
工具は作図上断面にて曲げ支点と他方の工具が被加工材
に接触する作用点との距離が両工具の相対的移動の間、
一定の曲率半径の断面形状の加工面を有し、且つ一方の
工具は加工面形状に対して曲げ支点部にC面取部を有し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は曲げ加工装置、特
に、板金プレス加工の曲げ加工の工具形状の設定に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に、曲げ加工装置では工具と
してパンチおよびダイを用い、プレス機械等により両者
を相対的に移動させて板状の被加工材を曲げるようにし
ている。
【0003】この様な曲げ加工装置の従来例の1つが図
5に示される。図5(A)において、100はパンチ
で、200はダイで、300は被加工材で板厚がtであ
る。
【0004】パンチ100は断面において、被加工材3
00の曲げ支点Oとなるほぼ直角の隅部を有しており、
ダイ200は断面において一定の曲率半径Rの加工面形
状を有する。
【0005】このような状態で、パンチ100およびダ
イ200が相対的に移動するにつれ、パンチ支点Oとダ
イ作用点Pとの間の距離Lは、
【0006】
【数1】 L={t2 +[(R+t)tanθ/2]2 } の関係にあって減少し、また、作用点Pにかかる荷重W
は距離Lに反比例して増大し、且つ被加工材300がダ
イ200面上を滑りながら、ダイ200の作用点Pが被
加工材300上を滑りながら曲げ加工が行われる。
【0007】従来の工具による曲げ加工では上記の条件
で行われるために被加工材に摩耗痕が大きく残ると言う
問題があった。
【0008】図5(B)は図5(A)の作用点P付近を
拡大して示す断面図であり、曲率半径Rの硬質の円柱状
のダイ200が軟質(硬度H)の平板状の被加工材30
0に押し付けられているものとして示している。
【0009】いま、曲げ支点Oと作用点Pとの距離をL
とすると、曲げモーメントMは、M=L×Wであり、荷
重Wは距離Lに反比例する。また、基本的には、M=
(材料の定数)×t(紙面に対して垂直方向は考えな
い)である。
【0010】そして、硬い円柱が軟らかい平板に押し付
けられれば、平板の方に円柱の痕が当然に付く。そこ
で、痕の幅(接触幅)をbとし、紙面と垂直方向の円柱
ダイ(平板)の長さをlとすれば、
【0011】
【数2】W/(b×l)=平板の降伏応力、 となる。
【0012】なお、ここで平板の降伏応力はビッカース
硬さと同じ程度の値をとるので、その値をHとし、荷重
Wが紙面垂直方向の単位長さlについて作用すれば、
【0013】
【数3】W/b=H と表される。
【0014】そして、曲率半径Rの円柱ダイ200の平
板への食い込み量λは、三平方の定理から以下の様に求
められる。
【0015】
【数4】λ=R−{(R2 −(b/2)2 } 上述した関係は図5(A)に示す状態が静止しているこ
とを前提としている。
【0016】然し乍ら、この様な曲げ加工では、被加工
材300とダイ200との間には滑りが生じ、被加工材
に関してこの滑りを図示すると図5(C)のようにな
り、この滑りの距離をdとすると、被加工材300の摩
耗量Vは、V=λ×dとなる。
【0017】ここで、図5(A)に戻り、被加工材30
0の曲がり角をθとすると、距離Lおよび荷重Wは先の
数1の式により
【0018】
【数5】L=[t2 +{(R+t)tanθ/2}2 ] 次式で表される。
【0019】
【数6】 W=M/[t2 +{(R+t)tanθ/2}2 ] ここで、モーメントMについては一定であると見なす
と、荷重Wは曲げ加工が進んでいくにつれ、すなわち、
曲がり角θが0に近ずくにつれ大きくなっていく。
【0020】従って、上記図5(C)は、厳密には図5
(D)の如くなり、曲がり角θと食い込み量λとから、
被加工材300の摩耗量Vが簡易的に、
【0021】
【数7】V=(λ1+λ2)/2×d と表される。
【0022】上述したような従来における問題を解決す
る手段として、本出願人が平成8年4月11日に出願し
た特願平8ー89818号においては、パンチ支点Oと
ダイ作用点P間の距離Lを被加工材の板厚tの2〜10
倍の一定値にして、被加工材上の1点をダイが滑る動作
のみとする工具加工面を用いることにより解決するよう
にした。
【0023】次に、この先願のダイ形状の形状設定方法
による作図法について図4により説明する。
【0024】水平方向に被加工材300の板厚tに相当
する距離離して配置された一対の工具としてのパンチ1
00およびダイ200の加工面形状を設定するものとし
て、最初に、 1)一方の工具としてのパンチ100の断面における加
工面形状を作図し、そのほぼ直角部を第1の曲げ支点O
1 とする。そして、第1の曲げ支点O1 から水平方向に
距離Lの点を第1の作用点P1 として取る。次に、 2)第1の曲げ支点O1 を中心とする半径tの円を描
き、第1の作用点P1 からこの円に接線Q1 を引く。さ
らに、 3)パンチ100が上記1)の状態から微少量相対移動
した状態のパンチ加工面形状を作図(図示の例では、こ
の微少量を板厚tと等しく取ってある)し、そのほぼ直
角部を第2の曲げ支点O2 とする。そして、 4)第2の曲げ支点O2 を中心とする半径Lの円を描
き、上記2)で得られた接線Q1 との交点を第2の作用
点P2 とする。さらに、 5)第2の曲げ支点O2 を中心とする半径tの円を描
き、第2の作用点P2 からこの円に接線Q2 を引く。さ
らに、 6)パンチ100が上記3)の状態から微少量(=t)
相対移動した状態のパンチ加工面形状を作図し、そのほ
ぼ直角部を第3の曲げ支点O3 とする。
【0025】以下、上記4)ないし6)の作業を、曲げ
支点Oおよび交点(作用点)Pの数字を1つづつ繰り上
げつつ接線Qがほぼ垂直になるまで繰り返し、各交点を
第3の作用点P3 以降とする。すなわち、作用点P3
は、上記4)と同様に、第3の曲げ支点O3 を中心とす
る半径Lの円を描き、上記2)と同様の上記5)で得ら
れた接線Q2 との交点として求められる。さらに、同様
に、作用点P4 は、第4の曲げ支点O4 を中心とする半
径Lの円を描き、上記2),5)と同様にして得られた
接線Q3 との交点として求められる。
【0026】そして、上記第1の作用点P1 以降の各作
用点(P1 ,P2 ,P3 …)を順次滑らかに結びダイ2
00の加工面形状とする。
【0027】上記作図は、紙面上で行うこともできる
が、CAD等を用いて画面上で作成することもできる。
そして、このようにして得られた形状に対応させて、実
際の工具に倣い加工を行うことにより、所望の加工面形
状を有する工具、すなわち、パンチ100およびダイ2
00が得られる。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、この様な
上記先願における工具形状を持つ工具(ダイ)により曲
げ加工を行うと、図6に示される様に、曲げ加工の初期
的段階でダイ作用点Pがパンチ支点Oから離れており且
つ相対的移動方向に被加工材300の逃げ場が従来の曲
率半径Rのダイ200の場合よりも大きく逃げているた
めに、被加工材300が湾曲したように曲がり始めて相
対的移動が進むにつれ、該湾曲が積み重なり、先願のダ
イ形状の接線がほぼ垂直な状態となるダイ作用点Pに、
被加工材300が接する前に被加工材300の曲げ底部
が膨らんだ状態で曲げが90゜となり、更に、相対的移
動が進むと、被加工材300の曲げは内閉じとなり、そ
の後に下死点で終って被加工材300が製品として取り
出された時点では、被加工材300の曲げ角度が、θ≒
91゜ほどの、内閉じの製品となるという先願のダイ形
状特有の問題があった。
【0029】従って、本発明の目的は先願の曲げ加工装
置と共に前述の曲げ角度の内閉じを生じさせることのな
い曲げ加工装置を提供することにある。
【0030】
【課題を解決するための手段】この様な目的を達成する
ために、本発明の曲げ加工装置は、所定方向に所定距離
離して配置された一対の工具を該所定方向に直交する方
向に相対的に移動させて被加工材を曲げる曲げ加工装置
において、前記一対の工具のうち一方の工具が作図上断
面で被加工材の曲げ支点となる直角の加工面形状を有
し、前記一対の工具のうち他方の工具が作図上断面にて
前記曲げ支点と該他方の工具が被加工材に接触する作用
点との距離が前記両工具の相対的移動の間、一定の曲率
半径の断面形状の加工面を有し、且つ一方の工具が前記
加工面形状に対して曲げ支点部にC面取を有しているこ
とを特徴とする。
【0031】また、本発明の曲げ加工装置は、その一形
態としてダイが先願の発明の加工面形状を有し、且つパ
ンチの曲げ支点部分にC面取を有することを特徴とす
る。
【0032】本発明の好ましい形態では、前記先願の、
前記所定距離は、前記被加工材の厚みより大きいことを
特徴とする。
【0033】本発明の更に好ましい形態では、前記先願
の、前記曲げ支点と他方の工具が被加工材に接触する作
用点との距離は、前記被加工材の厚みの2〜10倍であ
ることを特徴とする。
【0034】本発明の別の好適な形態では、前記曲げ支
点を有する一方の工具のC面取の大きさは前記被加工材
の厚みの0. 5〜1. 0倍であることを特徴とする。
【0035】本発明の更にまた好ましい形態では、前記
一対の工具のうち一方の工具はパンチまたはダイの一方
であり、前記一対の工具のうち他方の工具はパンチまた
はダイの他方であることを特徴とする。
【0036】
【発明の実施の形態】本発明の曲げ加工装置に依れば、
一方の工具と他方の工具との相対的な移動による被加工
材の曲げ工程中において、先願の工具形状による曲げ加
工特有の曲げ底部の膨らみの発生量に対して曲げ支点部
がC面取りによって支点が端面に対して逃げている形に
なるので、前記曲げ底部の膨らみを端面側に吸収するよ
うな状態になり、実質上前記曲げ底部膨らみは発生せず
被加工材の曲げ角度内閉じも発生せず、且つ先願の工具
形状の効果である被加工材の摩耗、メッキ剥離等も更に
防止できる。
【0037】先願の工具形状特有の問題を解決できる、
本発明以外の工法は幾つかあるが、それらよりも本発明
の曲げ加工装置が有利であることを以下に説明する。
【0038】先願の工具加工面形状において、一対の両
工具間の隙間を被加工材板厚の1.36倍にとることに
より前記問題を解決できるが、被加工材を曲げ加工した
物を製品とすると、製品の曲げ位置精度を(0〜+0.
36)の公差より向上させることが不可能である。
【0039】先願の工具形状において、一対の両工具間
の隙間を被加工材板厚と同程度にして曲げ位置精度を良
くしたい場合に、前記被加工材曲げ底部の膨らみを見越
し、他方、工具の曲げ支点部に被加工材板厚の0. 9倍
のR面取を設けることによって前記問題を解決する前記
C面取りと同様な有効な方法だが、被加工材を曲げ加工
する場合に、主に、プレス加工等を経た被加工材は他部
品と組み込まれる運命にあり、被加工材の曲げ内隅部に
就いて図面指示等がAR以下と記載してあれば、組み込
まれる相手部品の、前記被加工材の曲げ内隅部に当たる
部分には前記Aと同数値以上のC面取りが設けられると
推定でき、前記工具に板厚0. 9倍のR面取りを設け
て、曲げ加工を行った場合に、組み込み相手部品には被
加工材の板厚の0. 9倍のC面取りが必要になり、前記
0. 9倍のC面取りが組み込み相手部品にとれない場合
に、本発明の工法の方が少しは有利である。
【0040】表1は、図面指示される曲げ内隅部R/t
の頻度を示す。
【0041】
【表1】
【0042】先願の工具形状において、一対の両工具間
の隙間を被加工材板厚と同程度にし、曲げ位置精度を良
くしたい場合で、且つ前記曲げ内隅部Rを0にしたい場
合に、曲げ加工を行う前に予め被加工材の曲げ支点部と
なる部分を圧印加工により凹ませておいてから曲げ加工
を行うと、前記の問題が無い曲げ加工品を製作すること
ができるが、プレス工程が一工程増えることと、先の圧
印加工に要するプレス能力(トン数)等が問題となる。
【0043】
【実施例】以下に、本発明の曲げ加工装置の好ましい実
施の形態に就いて図面を参照して詳細に説明する。
【0044】図1は本発明に係る曲げ加工装置を示す概
要図で、図中、1はパンチで角部5がC面取されてお
り、2はダイで、3は板状の被加工材で板厚がtであ
り、ダイ2は先願の工具と同一の断面形状を成してい
る。
【0045】このような曲げ加工装置において、実際の
曲げ加工では、曲げ角度を安定させるために、パンチ1
に段差を設けて被加工材曲げ内部を潰す方法、ダイ2に
段差を設けて被加工材曲げ外肩部を潰す方法、またはこ
れらの方法を併用して常套手段として行う方法等があ
り、本発明の曲げ加工装置でも図2(A)、(B)、
(C)に示されるように同様に曲げ加工が行われる。
【0046】すなわち、図2(A)、(B)、(C)は
本発明の実施例を夫々示す概略説明図であり、(A)は
パンチ1に段差が設けられた場合で、(B)はダイ2に
段差が設けられた場合であり、(C)はパンチ1とダイ
2の両方に段差が夫々設けられた場合である。
【0047】従って、このような曲げ加工装置におい
て、先ず、図2(A)の場合には、パンチ1の角部5が
C面取されており、その面取量は0. 5tで、また、側
面側から1. 00tの処で段部6が設けられており、そ
の段差は0. 05t〜0. 10tの範囲内が好適であ
る。また、図2(B)の場合には、先と同様にパンチ1
の角部5がC面取されており、その面取量は0. 5tで
あり、そしてダイ2も凹状の角部が設けられていて、こ
の角部は側面から1〜2tの処に段部7が設けられてお
り、その段差は0. 05〜0. 10tの範囲内が好適で
ある。更に、図2(C)の場合には、図2(A)と図2
(B)とを組み合わせたもので、パンチ1の角部5がC
面取されており、その面取の大きさは0. 5tであり、
ダイ2の側面から1. 00tの距離の処で段差0. 05
t〜0. 10tの段部6が設けられており、更に、ダイ
2の角部は側面から1〜2tの距離の処に段差0. 05
〜0.10tの段部7が設けられていて、板状の各被加
工材3が夫々図示の如く好適に曲げ加工される。
【0048】この様に、本発明においては、パンチ1の
角部5をC面取してパンチ1またはダイ2のいずれか一
方あるいは両方に所要の段差の段部6、7を設けて、被
加工材3を曲げ加工することによって、曲げ角度の内閉
じのない曲げ加工を行うことができる。
【0049】先願のダイ形状の問題を解決する、本発明
以外の手段が図3に示されており、図3(A)はパンチ
100とダイ200の間の隙間が、C=1. 36tの場
合で、パンチ100の角部がほぼ直角であるが、好適に
曲げ加工される。また、図3(B)はパンチ100の角
部が湾曲していて拡大図(C)に示される如くR=0.
9tの場合で、良好に曲げ加工される。更に、図3
(D)および(E)は圧印加工の場合で、パンチ100
の角部は直角で、被加工材300には前工程の圧印によ
ってつぶしが形成されているが、曲げ加工によって図3
(E)の如く好適に曲げ加工される。
【0050】
【発明の効果】本発明の曲げ加工装置に依れば、所定方
向に所定距離離して配置された一対の工具を該所定方向
に直交する方向に相対的に移動させて被加工材を曲げる
曲げ加工装置において、一対の工具のうち一方の工具が
作図上断面で被加工材の曲げ支点となる直角の加工面形
状を有し、一対の工具のうち他方の工具が作図上断面に
て曲げ支点と該他方の工具が被加工材に接触する作用点
との距離が両工具の相対的移動の間、一定の曲率半径の
断面形状の加工面を有し、且つ一方の工具が加工面形状
に対して曲げ支点部にC面取を有しており、従って、一
方の工具と他方の工具との相対的な移動による被加工材
の曲げ工程中において、工具形状による曲げ加工特有の
曲げ底部の膨らみの発生量に対して曲げ支点部がC面取
りによって支点が端面に対して逃げている形になるの
で、曲げ底部の膨らみを端面側に吸収するような状態に
なり、実質上曲げ底部膨らみは発生せず被加工材の曲げ
角度内閉じも発生せず、且つ被加工材の摩耗、メッキ剥
離等も更に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の曲げ加工装置を示す図である。
【図2】本発明の実施例を示す図であり、(A)は本発
明をパンチ段に適用した場合の断面図、(B)はダイ段
に適用した場合の断面図、(C)は(A)と(B)を組
み合わせた場合の断面図である。
【図3】本発明以外の上記問題の解決手段による場合の
パンチ段とダイ段の断面図であり、(A)はC=1. 3
6tの場合の断面図、(B)はR=0. 9tの場合の断
面図、(C)は(B)断面図のa部の拡大図、(D)は
圧印加工の場合の加工前の断面図、(E)は圧印加工後
の同様な断面図である。
【図4】先願のダイ形状の形状設定方法による作図法を
示す図である。
【図5】従来例を説明する図で、(A)は図3に対応す
る断面図、(B)は一部拡大図、(C),(D)は滑り
による摩耗を説明する図である。
【図6】先願のダイ形状特有の問題点を示す図である。
【符号の説明】
1 パンチ 2 ダイ 3 被加工材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定方向に所定距離離して配置された一
    対の工具を該所定方向に直交する方向に相対的に移動さ
    せて被加工材を曲げる曲げ加工装置において、 前記一対の工具のうち一方の工具は作図上断面で被加工
    材の曲げ支点となる直角の加工面形状を有し、前記一対
    の工具のうち他方の工具は作図上断面にて前記曲げ支点
    と該他方の工具が被加工材に接触する作用点との距離が
    前記両工具の相対的移動の間、一定の曲率半径の断面形
    状の加工面を有し、且つ一方の工具は前記加工面形状に
    対して曲げ支点部にC面取を有していることを特徴とす
    る曲げ加工装置。
  2. 【請求項2】 前記所定距離は、前記被加工材の厚みよ
    り大きいことを特徴とする請求項1記載の曲げ加工装
    置。
  3. 【請求項3】 前記所定距離は、前記被加工材の厚みの
    2〜10倍であることを特徴とする請求項2記載の曲げ
    加工装置。
  4. 【請求項4】 前記曲げ支点を有する一方の工具のC面
    取の大きさは前記被加工材の厚みの0. 5〜1. 0倍で
    あることを特徴とする請求項1記載の曲げ加工装置。
  5. 【請求項5】 前記一対の工具のうち一方の工具はパン
    チまたはダイの一方であり、前記一対の工具のうち他方
    の工具はパンチまたはダイの他方であることを特徴とす
    る請求項1〜4いずれか1記載の曲げ加工装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014040345A1 (zh) * 2012-09-11 2014-03-20 深圳市华星光电技术有限公司 侧入式背光模组

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WO2014040345A1 (zh) * 2012-09-11 2014-03-20 深圳市华星光电技术有限公司 侧入式背光模组
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