JPS6393594A - せん断加工装置 - Google Patents

せん断加工装置

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Publication number
JPS6393594A
JPS6393594A JP23861786A JP23861786A JPS6393594A JP S6393594 A JPS6393594 A JP S6393594A JP 23861786 A JP23861786 A JP 23861786A JP 23861786 A JP23861786 A JP 23861786A JP S6393594 A JPS6393594 A JP S6393594A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
load
workpiece
spring
movable blade
Prior art date
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Pending
Application number
JP23861786A
Other languages
English (en)
Inventor
野本 哲夫
博 曳田
達也 和田
荒井 鋭治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP23861786A priority Critical patent/JPS6393594A/ja
Publication of JPS6393594A publication Critical patent/JPS6393594A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Cutting Processes (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は厚みのきわめて薄い箔状の被加工体のせん断
加工を行なうプレス加工装置の構成に関する。
〔従来技術とその問題点〕
板状の被加工体の打ち抜きあるいけ穴あけ加工空気圧を
用いたものが知られている。この加工における被加工体
の仕上力に対しては工具によって被加工体が引き込まれ
て塑性変形して生ずる「だれ」や「かえり」の少ないこ
とが望まれる。特に被加工体が厚み数十μmftいしは
それ以下の箔状である場合には可動刃としてのポンチや
固定刃としてのダイスが被加工体にくい込みはじめる時
の初速度を小さく抑えてきわめて薄い被加工体に加わる
衝撃力をやわらげることによって「だれ」の発生を抑え
、またポンチの移動距離すなわちストロークを被加工物
の厚み程度にとどめ、ポンチが箔を切断し終えた位置近
傍でポンチを停止させて「かえシ」の発生を防止するこ
とが必要となってくる。
ところが従来のプレス装置においてはポンチのストロー
クを箔の厚みに相当する数十μmあるいはそれ以下のよ
うなきわめて短い値にすることは不可能に近く、またポ
ンチの停止位置を箔の厚みに見合う精度で箔を切断し終
えた近傍の点で常に一定であるように制御することもき
わめて困難である。
したがって通常の箔状の被加工体の打ち抜きでは、ある
初速をもったポンチがある長いストロークを移動するこ
とを抑えることができないので「だれ」と「かえり」の
発生が防止できない。また打ち抜くことは抑えられない
ので、「だれ」は防止できても「かえシ」の発生は防止
できない。
〔発明の目的〕
この発明は上述の問題点を解決し、可動刃の移動距離が
箔状の被加工体の厚み程度に制御可能で、しかも可動刃
の被加工体に対する初速が静止状態から与えることがで
きて、被加工体に良好な仕上シ状態を与えるせん断加工
装置を提供することを目的とする。
〔発明の要点〕
この発明は可動刃の駆動源として圧電素子の歪みを利用
するととKよって可動刃としてのポンチの移動距離を数
十μmあるいはそれ以下の箔状の被加工体の厚みKはぼ
相当するものとし、かつその値が制御可能であるようく
しようとするものである。圧電素子の歪みとその歪みK
よる発生力とは圧電素子に与える荷重と圧電素子に印加
する電圧とKよって制御することができる。このため可
動刃の駆動源を圧電素子とその圧電素子に荷重するため
の弾性体とで構成し、弾性体には初期変形量の調節手段
を設けて圧電素子に対する荷重を調節する。さらにせん
断加工を行わせる可動刃としてのポンチと固定刃として
のダイスとの加工実施前の間隔を間隔調節手段によって
両者の接触する状態から調節できるようにすることKよ
ってダイスの被加工体に対する初速を静止状態から与え
られるようKするものである。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示したものである。
絶縁体のケース中に納められた圧電素子1と、圧電素子
1の垂直方向の変形をポンチ2に伝達する鋼製の伝達棒
3と、圧電素子11C圧縮荷重を与えるばね4がケース
5中に納められている。ばね4のたわみ量は荷重調節ボ
ルト6のねじ込み長くよって調節することができ、これ
にょシばね4が圧電素子1に与える初期圧縮荷重を調節
することができる。ケース5はアクチュエータ台7に固
定されてペース8に設置される。ベース8にはさらにダ
イスとなる金型9が設置され、その上に被加工体として
の金属箔11が置かれ、さらKその上に上型10が設置
される。上型10中にはポンチ2が挿入されポンチ2は
スリーブ12によって伝達棒3と連結される。アクチュ
エータ台7は間隔調整ねじ13によって上下方向の位置
の微調整が可能であって、とれKよりポンチ2と金型9
との間隔を両者が接触するまでの範囲にわたって調節で
きる。そこで加工に先立って金属箔11とポンチ2の水
平方向の位置合わせを行なった後は、ポンチ2の先端が
金属箔11の上面に軽く接触している状態に調節してお
く。圧電素子1の外側の絶縁体のケースに設けた端子1
4とケース5に備えた接続端子15とはケース5の内部
で接続されている。接続端子15に電源16を接続し、
圧電素子1に電圧を印加すると圧電素子1は垂直方向に
歪んで伸びを生じ、伝達棒3を押し下げ、接続されたポ
ンチ2には荷重がかかつて金属箔11を打ち抜く。この
時ポンチ2は静止状態から金属箔11にくい込みを開始
するので、「だれ」の発生が防止できる。さらに上m1
0が金属箔11の打抜き箇所周辺に静荷重を与えて金属
箔11の変形を抑えており、これによってさらに「だれ
」の防止効果が増す。またポンチ2の移動距離は圧電素
子1の伸びの長さに等しく、この長さは金属箔11の厚
みにはy等しいので、ポンチ2は打ち抜きを終えた所で
停止して長いストロークを移動することがないため「か
えシ」の発生が防止される。後に記すように圧電素子1
の伸び量は印加する電圧中ばね4のばね定数に依存する
ので、厚みの異なった薄板11に対しては印加電圧を調
整したりばね4を異なったばね定数を有するものに交換
したりすることKよって対処することができる。また打
ち抜きに要する力も圧電素子1に印加する電圧あるいは
加える荷重によって調節でき、これは荷重調節ポルト6
によってばね4の初期たわみ量を調節することによって
行われる。第2図は上記の調節によって圧電素子1の伸
び量と発生力が調節できることを説明するグラフである
。縦軸りけ圧電素子1およびばね4の変形量であって伸
びを正方向としである。また横軸Fは圧電素子1に加え
られる荷重であって、これは常に圧電素子1の発生力と
平衡するので、横軸Fはまた圧電素子1の発生力をも示
すものである。図において圧電素子1へ電圧を印加し々
い場合の特性をv=0の圧電素子特性21で、また電圧
v1あるいはF2を印加した場合の特性をv=v1の圧
電素子特性22あるいは■=■2の圧電素子特性23と
して示しである。またばね4のたわみ量(負方向)と荷
重の関係をばね特性24として示す。上記の圧電素子1
の諸物件は圧電素子1に加えられた応力T、印加される
電界E、歪みSの関係が圧電方程式 8式%(1) 弾性コンプライアンス定数、dは圧電歪み定数である。
(11式よシ明らかなように電界Eをパラメータとして
歪みSと応力Tとは直線関係にある。さらに変形量りは
歪みSに、荷重あるいは発生力Fは応力Tに、電圧Vは
電界EKそれぞれ比例するので、(11式にもとづき第
2図に示す圧電素子1の特性が直線的であL  Lかも
v = Vlやv−F2の圧!素子特性22や23がV
=Oの圧電素子特性21を平行移動させたものであるこ
とが説明できる。
これらの圧電素子特性を示す直線たとえば圧電素子特性
22が縦軸と交わる点の値し。0はV=V1において荷
重が全く圧電素子IK加わらない場合あるいは発生力が
全くない場合の変位量であり、横軸と交わる点の値F’
ooは同じ<V=V1において変位が完全に拘束された
場合の圧電素子の発生力あ〕 るいは変位を完全に拘束する荷重である。
いまV=0においてばね4を圧縮し初期たわみ−Lo/
を与え、その荷重F。により圧電素子1を圧縮すると圧
電素子1の初期変形は−Loとなる。この状態はばね特
性24上の点Po′と■−oの圧電素子特性21上の点
Poにそれぞれ相当する。この状態で圧電素子IK電圧
■1を印加すると圧電素子1は伸びを生じ、ばね4はこ
の伸びによってさらに圧縮され、圧電素子1の伸びによ
る発生力がばね4による荷重と等しくなった所で平衝す
る。この平衝点を図中V=V、の圧電素子特性22上の
点P1とし、これに相当する圧電素子の無荷重状態から
の伸びをL1+発生力をFlとする。圧電素子1は−L
からLltで変形しているので電圧v1の印加による伸
び量はLo+L1でちゃ、これは図中のpIQlの長さ
に相当する。pIQlを下方に延長し、ばね特性24ト
ノ交点ヲP1′とすれば、前述のように圧電素子の変形
量pIQlがはね4のたわみ量Pi ’ Qt ’に等
しい。
またPo Ql=PO’Q1’であ!l /PI Qt
 PO=ZPO’(h’P1′=直角なので、図より明
らかなように三角形P。
勾 よpばね定数の逆数の方配を与えて引いた直線p。
Plと圧電素子特性22との交点として求めることがで
きる。ばね4のばね定数を大きくした場合には、圧電素
子1への初期荷重は変えずにF。を与えるとすれば、平
衡点は勾配の異なる直線P。F2と圧電素子特性22と
の交点P2として求められる。ばね定数が犬となってい
るので、その逆数である直線PoP2の勾配は直線Po
Plの勾配より小となっておシ、圧電素子1の伸び量は
F2 Q2に減少するが発生力はFlより大なF2とな
る。ばね定数を小さくすると平衡点はF3に移行し、伸
び量はPIQIよ)大なP3Q3となるが発生力はF3
に減少する。またばね4のばね定数はそのままで初期荷
重をF。1に増加させ初期変形量−LOIを与えた場合
の圧電素子1の初期状態は圧電素子特性21上の点PO
Iで示され、電圧v1を印加した時の平衡点は圧電素子
特性22上の点P4となる。直線PQIP4と直線P。
Plとは勾配が等しいので図よシ明らかなように三角形
P。IP4Q4と三角形po plQlは合同で、した
がって伸び量P4Q4=PIQIで変シないがこの場合
にはFlより大きな発生力F4を得ることができる。さ
らに印加電圧のみをVlより大なり2とした場合には平
衡点は圧電素子特性23上の点P5に移り、伸び量はP
IQIよりP5Q5に増し、発生力もFlよりF5に増
加する。印加電圧V1より小とした場合にはこの反対と
なる。この場合三角形PoPIQ1と三角形pop5Q
sは相似なので、伸び量と発生力とは印加電圧に対して
一次の関係にあり、調節が容易である。
実際には圧電素子1の特性には履歴現象があシ、第2図
に示したものと若干の相異を生ずるが、弾性体によって
初期荷重を与えることで圧電素子1の伸び量と発生力を
所要の値に調節できることに変りはない。
上記の実施例においては圧電素子に圧縮荷重を与えるの
にばね4を圧縮して荷重を与えているが、この反対にば
ね4を引き伸ばして、その元に戻ろうとする力で圧電素
子1に圧縮荷重を与えるような構成をとってもよい。
〔発明の効果〕
この発明では箔状の被加工物のせん断加工を行うせん断
加工装置の可動刃の駆動源を、圧電素子と、変形によっ
て前記の圧電素子に圧縮荷重を与える弾性体と、弾性体
の変形量すなわち圧電素子に与える圧縮荷重の調節手段
と、可動刃と固定刃との間隔をそれらの接触するまでの
範囲にわたって調節可能な間隔調節手段とを備えるよう
に構成したので、可動刃のストロークが圧電素子の変形
量であるきわめて微小な長さにとることができ、前記の
可動刃のストロークを箔状の被加工体の厚みとはy等し
くすることが可能となり、したがってせん断加工時に「
かえり」が発生するのを防止できる。また可動刃の位置
を加工前に被加工物に接触させるように調節できるので
、せん断加工時の可動刃の初速を小さく抑えることが可
能となって「だれ」の発生を防止できる。これらによっ
て被加工物の仕上りを良好なものとすることができる。
圧電素子の変形量や発生力は圧電素子例圧縮荷重を与え
る弾性体の変形量の調節、その弾性体の弾性定数の変更
、圧電素子に印加する電圧の調節などによって調節可能
であるので、被加工体の厚みや材質に応じて適切な可動
刃のストロークや駆動力が選定でき、したがって加工工
程の自動制御も可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の断面図、第2図は圧電素子
の発生力あるいけ荷重と変形量との関係を示すグラフで
ある。 1:圧電素子、2:ポンチ、3:伝達棒、4:ばね、6
:荷重調節ボルト、9:金型、11:金属箔、13:間
隔調整ねじ、16:電源。 −13= 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)可動刃と固定刃とを設けてその可動刃と固定刃との
    間に置かれた被加工体のせん断加工を行なう装置におい
    て、圧電素子と、変形によつてその圧電素子に荷重を加
    える弾性体と、その弾性体の初期変形量の調節手段と、
    前記可動刃と固定刃との加工実施前の間隔が両者の接触
    状態から調節可能な間隔調節手段とを備え、前記圧電素
    子に前記弾性体によつて荷重を加えた状態において電圧
    を印加して前記圧電素子の一方向における歪みによつて
    直接的あるいは間接的に可動刃を駆動し、箔状の被加工
    体のせん断加工を行うことを特徴とするせん断加工装置
JP23861786A 1986-10-07 1986-10-07 せん断加工装置 Pending JPS6393594A (ja)

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JP23861786A JPS6393594A (ja) 1986-10-07 1986-10-07 せん断加工装置

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JPS6393594A true JPS6393594A (ja) 1988-04-23

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JP23861786A Pending JPS6393594A (ja) 1986-10-07 1986-10-07 せん断加工装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0493198A (ja) * 1990-08-09 1992-03-25 Max Co Ltd パンチ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3695130A (en) * 1971-09-14 1972-10-03 Olivetti & Co Spa High velocity press
JPS60177897A (ja) * 1984-02-24 1985-09-11 日本電信電話株式会社 圧電式穿孔装置
JPS60191622A (ja) * 1984-03-09 1985-09-30 Toshiba Corp 極薄板状材の打抜き方法
JPS629913A (ja) * 1985-07-05 1987-01-17 日本電気株式会社 穴明け装置とセラミックグリーンシート穴明け方法

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