下傳動式壓力機的製作方法

2023-06-12 14:53:11 2

專利名稱：下傳動式壓力機的製作方法
技術領域：
本發明涉及金屬材料或非金屬材料的塑性加工中使用的壓力機，特 別涉及下傳動式的高精度成形壓力機。
背景技術：
作為對金屬和非金屬材料進行以拉伸為代表的塑性加工的裝置通 用壓力機。在該壓力機中，單動壓力機一般採用在床身上立設柱並在 柱的頂部架設冠的框架結構，如圖1所示，通過設置在冠側的驅動裝
置(未圖示)使搭栽有上模(該例中是沖模)e的滑塊f升降，在床身 側固定下模(在該例中是衝床身)g,在下模g的周圍配設防皺壓環h， 該防皺壓環h由多根緩沖銷m支承，該緩衝銷m從由流體壓力缸j升 降的襯墊k延伸。
在該壓力機中，如圖1所示，使襯墊k上升並利用援衝銷m將防 皺壓環h抬起到下模的高度，使滑塊下降並由防皺壓環h和上模e的 周緣部分夾持工件W的周緣，在該狀態下使滑塊f進一步加壓下降， 使防皺壓環h聯動地下降，由此進行成形行程。
但是，在現有的壓力機中，上方的滑塊側成為成形壓力部，利用 驅動機構使滑塊下降成形所需的全沖程，所以沖程長度增大，難以節 省能量。此外，由於衝程長度大，所以壓力機的整體高度變高，這樣 在建築物內需要大的空間，根據情況也有可能發生不能安裝的狀況。
進而，在壓力成形的對象產品例如是以機動牟為代表的輸送機構 的車體、門等的面板類的情況下，形狀變得大型並且變得複雜，也在 進行材質的開發，隨之對壓力機的加工精度的要求變得非常高。
為了應對上述情況，在現有技術中，對模具進行高精度加工，或 者採用剛性提高的框架結構，或者壓力動作採用CNC控制方式，但是 由於成形加工時的大栽荷，而不能避免因彈性變形引起的撓曲和因該 撓曲引起的不良情況的發生。
即，成形載荷大使得如圖1所示滑塊發生撓曲81。這樣，滑塊與 上模的緊貼受到損害，所以難以將成形力均勻地傳遞至工件，工件與模具型腔的均勻接觸難以進行，所以成形精度下降。
此外，在現有的壓力機中，由150 ~ 300mm間距的模具緩衝銷支持 防鈹壓環，而且這樣的緩衝銷是貫通承梁延伸的長尺寸，因此，不能 避免因滑塊的壓縮載荷使防皺壓環在緩衝銷之間產生撓曲S2。因此會 出現防皺壓力的不均勻化，容易產生板厚減少或模口擠痕的發生等成 形精度不良。
此外，在現有的壓力機中，作為滑塊的驅動機構大多採用液壓油 缸式和曲柄式，但是前者不能將單位時間的沖程數取得較大，所以難 以實現高生產率。後者雖然能夠使加工速度和衝程數較高，但是在不 能任意設定加工力、加工速度和沖程位置等這點上，存在以下問題 滑塊的動作受到限、，不能與產品的成形形狀和大小、材質等各條件 對應地調節滑塊速度，或者不能調節與衝程長度對應的輸出，
於是，申請人在日本特開2001-300778號公報中提出了連杆動作壓 力機。該連杆動作壓力機經由肘杆機構使滑塊升降，作為肘杆機構的 驅動機構使用伺服馬達和螺母。該壓力機具有以下優點能夠提高加 工速度和衝程數，並且也能夠任意地設定加工速度、衝程和輸出。
但是，上述現有技術無法改善上迷的因撓曲引起的防皺壓力的不 均勻現象和滑塊的撓曲現象，此外，由於使滑塊下降成形所需的全衝 程，所以衝程長度增大，難以節省能量。此外，由於螺紋軸的長度會 影響到壓力機的高度，隨著滑塊的衝程增長，螺紋軸增長，所以存在 壓力機的整體高度變高的問題。
專利文獻l:日本特開2001-300778號公報

發明內容
本發明是為了消除上迷的問題而完成的，其第1目的在於提供一 種下傳動式的單動壓力機，能夠以良好的平衡實現能量的節省、空間 節省和高精度成形性。
第2目的除了上述目的以外，還在於提供一種也能夠實現高生產 率(高循環時間)的下傳動式的單動壓力機。
為了實現上述第1目的，本發明的壓力機的特徵在於，該壓力機 包括環狀的防皺按壓件，固定地配置在床身上；成形壓力部，具備 位於上述防皺按壓件內側的下模、在床身內並支承下模的滑塊、和使該滑塊升降的驅動機構；合模壓力部，具備搭載在冠側的驅動機構、 藉助該驅動機構升降的滑塊、以及在周緣部具有與上述防皺按壓件協 動地夾持工件的夾持部分的上模；和在上述合模壓力部的滑塊和上模 的下降末期以後對上述上模從背後施加按壓力以提高成形精度的裝 置。
在本發明中，由於在冠側配設有合模壓力部，在床身側配設有成 形壓力部，並且合模壓力部在下降時以不加壓下降僅進行合模的沖程 長度就足夠，所以能夠降低壓力機的整體高度。此外，合模壓力部動 作，在上模與防皺按壓件抵接的狀態下，使下部的成形壓力機上升， 對下模進行加壓，從而進行成形，所以成形壓力部的衝程長度是與成 形沖程相等的最小衝程即可，能夠節省能量。
進而，由於防皺按壓件不是由緩沖銷支承著升降，而是位置固定 在床身上，所以不會像現有技術那樣產生銷之間的防皺按壓件的撓曲。 而且，由於在上述合模壓力部側具備成形精度提高用的裝置，在上述 合模壓力部的下降末期以後的時期，對上模從背後主動地重疊按壓力，
所以能夠實現上模夾持部分與防皺按壓件所產生的防皺按壓力的最佳 化、和滑動側的撓曲的修正中的至少任一方，由此能夠提高產品的成 形精度。


圖l是表示現有的單動式壓力機的概要和撓曲發生狀況的剖視圖。 圖2是表示本發明的下傳動式壓力機的笫1實施例的局部切口主 視圖。
圖3是表示圖2的詳細情況的縱剖主視圖。 圖4是圖3的局部放大圖。
圖5是表示成形精度提高裝置中的加壓部和按壓部件的一例的局 部放大圖。
圖6是表示成形精度提高裝置中的加壓部的另一例的局部放大圖。 圖7是表示成形精度提高裝置中的壓力產生機構的一例的說明圖。 圖8是表示成形精度提高裝置中的壓力產生機構的另一例的說明圖。
圖9表示成形精度提高裝置中的壓力控制機構的系統圖.圖IO-A是階段性地表示第1實施例的動作的剖視圖，表示成形開 始前的狀態。
圖IO-B是階段性地表示第1實施例的動作的剖視圖，表示上模與 下模碰觸從而施加防鈹壓力的狀態。
圖IO-C是階段性地表示笫1實施例的動作的剖視圖，表示下模上 升並進行成形的末期的狀態。
圖IO-D是階段性地表示第1實施例的動作的剖視圖，表示成形完 成、上模上升的狀態。
圖ll-A是表示上模與防皺按壓件碰觸時的成形精度提高裝置的狀 態的剖視圖。
圖ll-B是表示成形時的成形精度提高裝置的狀態的剖視圖。
圖12是圖IO-B的狀態的放大圖。
圖13是圖IO-C的狀態的放大圖。 i 圖14是應用本發明的壓力機的衝程和壓力線圖的一例.
圖15是表示成形壓力部的滑動驅動機構的另一例的主視圖，
圖16-A是階段性地表示使用圖15的滑動驅動機構的情況下的動 作的剖視圖，表示成形開始前的狀態.
圖16-B是階段性地表示使用圖15的滑動驅動機構的情況下的動 作的剖視圖，表示上模與下模碰觸從而施加防皺壓力的狀態，
圖16-C是階段性地表示使用圖15的滑動驅動機構的情況下的動 作的剖視圖，表示下模上升並進行成形的末期的狀態，
圖16-D是階段性地表示使用圖15的滑動驅動機構的情況下的動 作的剖視圖，表示成形完成、上模上升的狀態。
圖17是表示本發明的第2實施例的主視圖，
圖18是圖17的局部放大圖。
圖19是圖17的裝置的俯視圖。
圖20-A是表示第2實施例的加壓部和按壓部件的另一形式的剖視圖。
圖20-B是圖20-A的俯視圖。
圖21是表示第2實施例的按壓部件的朝向相反的例子的主視圖。 圖22是表示本發明的第3實施例的主視圖。 圖23是沿著圖22中的X-X線的俯視圖。圖24-A是在圖22的形式中使用調整塊的部分的剖視圖，
圖24-B是在圖22的形式中不使用調整塊的部分的剖視圖。
圖25是表示在第3實施例中按壓部件的朝向相反的例子的主視
圖26是圖25的局部放大圖。
標號說明
2成形壓力部
2a滑塊
2b驅動機構
2e偏心連杆
2f數字系統馬達
3合模壓力部
3b驅動機構
3d滑塊
3e肘杆
3f數字系統馬達
5成形精度提高裝置
5a基體
5b加壓部
5bl第1加壓部
5b2第2加壓部
5c壓力產生機構
5cl第1壓力產生機構
5c2第2壓力產生機構
5e按壓部件
5el第1按壓部件
5e2第2按壓部件
A下模
B上模
具體實施例方式
優選的是，上述對上模從背後施加按壓力以提高成形精度的裝置具備盤狀的基體，配設在滑塊下表面與上模之間；加壓部，內置在 該基體中；按壓部件，具有相對於滑塊的下表面或上模的背面的按壓 面，且該按壓面的相反側面向上述加壓部；壓力產生機構，配設在基 體外的適當部位並將加壓介質送給上述加壓部；和配設在基體外的適 當部位、並控制從上迷壓力產生機構送至加壓部的加壓介質的壓力的 機構。
如果採用該構成，則通過將加壓介質從壓力產生機構送給加壓部， 使按壓部件突出並對滑塊下表面或上模背面強有力地按壓，所以能夠 修正滑塊的凹陷傾向的撓曲。由此，滑塊與上模緊貼，能夠將成形力 均勻地傳遞至工件，使上下模相對於工件的接觸面壓力均勻。因此材 料流動狀態均勻，所以能夠使工件的成形形狀良好。
此外，由於具備控制壓力產生機構對加壓部供給加壓介質的供給 壓力的機構，所以能夠與壓力機衝程對應地控制按壓部件的力，從而 能夠將對工件的防皺按壓力控制為最佳的大小，通過使按壓部件的力 在成形最終階段增強，能夠修正滑塊的撓曲，而且具備按壓部件和加 壓部的基體是扁平狀的單元，所以結構簡羊，對壓力機的設置也容易。
在本發明中包含加壓部由室主體和內裝在該室主體中的彈性體構 成的情況、和由室主體和充滿該室主體的流體構成的情況。
根據前者，由於加壓介質使彈性體膨脹從而使按壓部件運動，所 以密封容易。此外，根據後者，由於直接對按壓部件加壓，所以靈敏 度優良，壓力控制也容易。
優選的是壓力產生機構以伺服馬達作為驅動源。
由此，能夠精度良好地自由控制使按壓部件運動的加壓部的壓力， 能夠獲得適合撓曲程度、工件的材質特性和板厚等的最佳效果，
在滑塊下表面與上模背面之間或者上模背面與基體之間夾有傳感 器，該傳感器用來調節從壓力產生機構送給加壓部的壓力。
由此能夠與撓曲變形的狀態對應地控制為最佳的壓力，所以能夠 提高修正精度，
本發明根據情況包含以下方式按壓部件和加壓部由流體壓力缸 構成，其以既定間隔配設在基體內。
由此，由於只要在基體內排列所需數量的小型活塞缸即可，所以 裝置的製作容易，此外，如果在室主體的寬度方向上配設多列活塞缸，則能夠更加極其細微地調節撓曲修正力和防皺按壓力。 本發明的其他優選方式如下所述。
1) 按壓部件以可覆蓋防皺按壓區域的大小形成為一張盤狀。 由此，結構簡單，製作也容易。
2) 按壓部件具有中央區域的第1部體和與防皺按壓區域對應的位 置的第2部體，加壓部由與第l部體對應的第l加壓部和與第2部體對 應的笫2加壓部構成，並且壓力產生機構由相對於第1加壓部的笫1 壓力產生機構和相對於第2加壓部的第2壓力產生機構構成，
由此，能夠各自獨立地控制防皺按壓用的加壓和撓曲修正用的加 壓，能夠與壓力機沖程對應地實現最佳的防皺按壓力和滑塊的撓曲修 正。
在此，作為上述2)的方式，可以列舉出以下情況上述笫l部體
呈盤狀，第2部體呈平面環框狀的情況；和第l部體呈盤狀，或者第l 部體和第i加壓部由相互連接且隔開所需間隔配設的多個流體壓力缸
構成，第2部體和第2加壓部由相互連接且隔開所需間隔配設的多個 流體壓力缸構成的情況。
由此，能夠控制為適合於工件的特性和成形條件的最佳的防皺按 壓力。特別在第2部體和第2加壓部由相互連接且隔開所需間隔配設 的多個流體壓力缸構成的情況下，能夠局部地簡單調節防皺按壓力的 大小，能夠獲得適合於工件的材質和大小等的最佳防皺按壓力。
優選的是，合模壓力部的驅動機構具備數字系統馬達和連杆，成 形壓力部的驅動機構具備數字系統馬達和連杆。
由此能夠任意地設定並準確地控制升降位置、衝程、加工速度和輸 出，所以能夠使衝程數非常高。特別是在成形壓力部的驅動機構使用 偏心連杆的情況下，由於是旋轉式而沒有馬達停止時間，所以例如與 現有技術的伺服壓力機相比，能夠實現接近二倍的高循環時間，
本發明的其他特徵和優點通過以下的詳細說明變得清楚，但是只要 具備本發明的基本特徵，則不限於實施例所示的構成，當然可以進行
各種變更和修正。 實施例1
以下參照

本發明的實施例。圖2和圖3表示本發明的下傳動型數字驅動式壓力機的第1形式， l是壓力機框架，具有床身la、多根柱lb和冠lc，在床身la的中央 裝備有成形壓力部2,在冠側裝備有合模壓力部(上壓力部)3，在床 身上表面配設有承梁4。
成形壓力部(下壓力部)2具備下模A、配設在床身內的孔部中的 滑塊2a、和用於使滑塊2a升降的驅動機構2b,驅動機構2b優選使用 伺服馬達、CNC馬達等數字系統馬達2f和由該馬達2f驅動的左右一 對偏心連杆2e。
詳細來講，偏心連杆2e具有第1桿201， 一端分別支承在左右 一對的旋轉圓盤200、 200的偏心位置；第2桿202，後端與該第1桿 201的自由端側連結並且另一端與滑塊2a連結；和第3桿203，後端與 上述第1桿201的自由端側連結並且另一端固定在床身側。上述旋轉 圓盤200、 200在外周具有齒輪，分別藉助被數字系統的馬達2f的驅動 齒輪驅動的大齒輪、該大齒輪中心的小齒輪、和與該小齒輪嚙合的小 齒輪向相反方向旋轉。
下模(衝床身)A位於上述承梁4的上表面側，該下模A經由連 結塊與上述滑塊2a的上部連結，所迷連結塊經由上述承梁4的開口延 伸。
在上述承梁4的上表面側固定有栽置板狀的工件W的環狀的防皺 按壓件7，在上述防皺按壓件7的外側的承梁上安裝有定距塊8，該定 距塊8在上模B下降時通過暫時將上模B擋住來限制沖程，定距塊8 既可以整體為框狀，也可以是分割為多個的單體(柱體、壁體)，在 任一情況下，定距塊8的高度都設定為這樣的尺寸即，等於或適當 地高於成形開始前在防皺按壓件7上配置工件W的狀態下的水平。
此外，在該實施例中，為了實現下模A的平衡上升，在滑塊2a的 連結塊周圍以既定間隔樹立引導銷21 ，在承梁4上配設允許這些引導 銷21插入脫離的縱孔41。另外，為了使下模A的升降運動穩定，在相 當於下模A的下表面的縱孔41內插入由上述引導銷21按壓的上推銷 42。
合模壓力部3具有滑塊3d和用於使該滑塊3d升降的驅動機構3b。 該驅動機構3b可以與上述成形壓力部2的驅動機構相同，但是優選獲 得高速下降和大的合模力.於是，在該例中使用左右一對的肘杆3e、3e和數字系統的馬達(例如AC伺服馬達等)3f。
在各肘杆3e中，第1連杆301的一端與旋合於由馬達3f而轉動的 螺紋軸304的螺母300連結，笫2連杆302的一端與冠側連結，第3 連杆303的一端與滑塊3d連結，第1連杆301、第2連杆302、和第3 連杆303的各另一端聚集由樞軸連結。
另外，在上述合模壓力部3及其周邊具備發揮滑塊撓曲修正功能 或/和防皺壓力均壓功能的機構，以提高成形精度。具體來說裝備對上 述合模壓力部3的滑塊3d和在上模B的下降末期以後上述上模B從背 後施加按壓力的裝置5。這與通常的壓力機僅在滑塊3d的下表面側固 定上模(衝模)B顯著不同.
上述裝置(以下稱為成形精度提高用裝置)5具有夾在滑塊3d的 下表面與上模B之間的主體，該主體具備呈盤狀的比較扁平的基體5a、 內置在該基體5a中的加壓部5b、和按壓部件5e，在該例中該按壓部 件5e的端面與上述滑塊3d的下表面對置，滑塊3d下方的部分可升降 地內置於上述加壓部5b中，在外部具備相對於上述加壓部5b供給. 排出壓力介質的壓力產生機構5c、和控制上述壓力產生機構5c的驅動 的控制機構5f。壓力產生機構5c例如搭栽在柱lb上，
上述基體5a由於作為底座發揮作用，所以由厚板等製作成強度和 剛性較高，如圖4所示，在常態下，上述基體5a以與滑塊3d的下表 面之間存在適當的間隙S的方式，其加壓部5b外側的部分被裝備在滑 塊3d上的夾緊器3g吊持。夾緊器3g具有帶鉤的臂部31，該鉤相對於 設置在基體5a側端的鉤掛部卡合脫離.
上模B通過固定在上述基體5a邊緣部的L狀的懸吊機構11吊持， 但是也可以直接固定在基體5a上。在使用懸吊機構11的情況下，如 圖4所示地預先安裝導向件110以使上模B不產生水平方向的錯位即 可。
上述加壓部5b在該例中是直接類型，如圖5所示，上述加壓部5b 作為比較淺的扁平狀的室5000形成在基體5a的內部，使得加壓用介 質通過設置在基體5a的適當部位的導路52直接導出導入。加壓用介 質一般使用油、水等液體，但是根據情況也使用氣體。
對加壓部5b進行詳細的說明，基體5a通過由固定要素將主體50 和蓋體51緊固等而一體化，在主體50上形成凹部500，在蓋體51上形成與凹部500對置狀的凹部，從而構成扁平狀的室，並且，在蓋體 51上形成與凹部連通但寬度小於該凹部的開口 511'從加壓介質如上 所述地通過導路52直接導出導入的關係，與按壓部件5e的周壁部接觸 的密封部件5100沿著開口 511的內壁面安裝。
在該例中，上述按壓部件5e由具有與工件W的面積大致相同面積 的一片盤狀體(板)構成，按壓用的端面529下方的部分嵌入上述開 口 511中並在凹部內延伸，在下端側部具有可與上述凹部的頂壁抵接 的凸緣521,利用該凸緣和頂壁將衝程ST規定在例如l~5mni的範圍 內。圖5中的箭頭表示加壓介質通過導路52壓入到室5000中，由此 使按壓部件5e突出，並且端面520按壓滑塊3d的狀態。
此外，上述加壓部5b不限於直接類型。圖6表示間接類型的例子， 上述加壓部5b由形成為凹部的室5000和內裝在該室5000中的彈性體 5001構成。
彈性體5001由橡膠等可收縮.膨脹的材質構成.彈性體5001的上 表面也可以與按壓部件5e接合。此外，在該例中，彈性體5001使用 扁平的袋，並且一部分經由接頭與基體5a的導路52連接，但是，彈 性體5001隻要在加壓用介質的壓力下膨脹並產生壓力即可，不作限定， 也可以是液狀、骨狀或固體的橡膠類等。
壓力產生機構5c是製作加壓用介質並將加壓用介質通過導路52送 給/排出至上述加壓部5b的機構，優選使用可進行數字控制的形式。 圖7表示氣缸類型作為壓力產生機構5c的例子。在經由泵53和單向 閥與上述導路52連接的配管54上連接有與氣缸55的加壓側出口連接 的分支配管540，使螺母56與插入到氣缸55中的活塞杆550的螺釘 5501旋合，該螺母56本身直接或者經由固定在螺母外周的減速用旋轉 部件(滑輪或齒輪)560與伺服馬達57的輸出部的旋轉部件(小滑輪 或小齒輪)571由傳導機構相連。
在該形式中，使伺服馬達57的輸出減速地傳遞至螺母56，通過螺 母56的旋轉使活塞杆550運動，由此將由分支配管540和配管54構 成的系統的壓力控制為向增加側或降低側，分支配管540和配管54中 預先充滿來自泵53的流體。這樣，活塞杆550的移動方向和速度根據 伺服馬達57的旋轉方向和轉速或進而包括轉矩而變化，使得壓力部5b 的壓力變化，並且按壓部件5e的突出力和按壓力變化。壓力產生機構5c不限於氣缸類型。圖8表示泵類型，通過由伺服馬 達57驅動泵53，將與導路52連通的配管54的系統內壓力控制為向增 加側或降低側。即，壓力產生機構具備泵53，夾在配管54中並且與 旋轉方向對應地從油箱向加壓部5b供給加壓介質例如壓力油，相反地 使加壓介質從加壓部5b返回到油箱；和伺服馬達57，正反驅動該泵並 通過旋轉方向、轉矩和速度控制來控制加壓部5b上產生的力。
在該形式中，通過伺服馬達57的正向驅動使得油箱內的加壓介質從 泵53經配管54和導路52送至加壓部5b，由此使按壓部件5e上升. 此外，如果反向驅動伺服馬達57，則泵53吸入配管的加壓介質，處在 加壓部5b和配管54中的油返回油箱，所以按壓部件5e下降。因此， 通過伺服馬達57的轉矩和速度的控制，能夠精度良好地任意控制按壓 部件5e的按壓力。
壓力控制機構5f作為操作盤等配設在床身或柱的附近等適當部位， 用來控制上述壓力產生機構5c的驅動。如圖9所示，壓力控制機構5f 作為包含像CNC那樣的控制器的計算機構成。
另外，如圖3~圖6所示，為了檢測滑塊3d或進而上模B的變形狀 態，在基體5a的下表面與上模B之間的中央區域或進而側部部位等預 定部位上設置傳感器5g，該傳感器5g與上述控制器電連接。作為上迷 傳感器5g，使用能夠檢測壓縮和伸長的以應變傳感器和壓力傳感器等 為代表的位移傳感器。進而也可以使用位置傳感器。
此外，在上述壓力產生機構5c的系統內夾有壓力傳感器5h，壓力 傳感器5h和上述位移傳感器5g的輸出系統與上述伺服馬達57的速度、 轉矩的輸出系統一起連接於控制器，將工件的種類、特性和加工條件 等輸入並存儲在計算機中，與算出的適當條件呼應地從控制器發出旋 轉方向、速度和轉矩的指令。
另外，轉速和轉矩從伺服馬達57的輸出系統反饋到控制器中，此外， 利用傳感器5g檢測實際的滑塊3d或上模B的撓曲狀態(壓縮.伸長)， 利用壓力傳感器5h檢測緩衝壓力，並反饋至控制器，旋轉方向、速度 和轉矩與該撓曲狀態和緩沖壓力對應地依次與適當值進行比較運算， 如果有差異則進行修正，並從控制器對伺服馬達57發出指令.
接下來說明上述實施例的動作和作用。
圖10-A 圖IO-D、圖ll-A、圖ll-B、圖12和圖13階段性地表示圖3所示的壓力機的動作，圖14表示衝程和壓力線圖的例子。圖10-A 是加工開始前的狀態，上模B和下模A分別處於後退極限，這時不產 生滑塊3d和上模B的變形，所以不從成形精度提高用裝置5的位移傳 感器5g發出應變發生信號，加壓部5b的壓力是零或低壓。在成形精 度提高用裝置5的基體5a的上表面與滑塊3d的下表面之間如圖4所 示地夾著間隙S。另一方面，工件W安裝在防皺按壓件7上，這時，定 距塊8的上端面處在與工件W的上表面大致相同的水平。
接下來，如果驅動馬達3f使合模壓力部3動作，則滑塊3d和上模 B下降，上模B如圖10-B所示地與防皺按壓件7和距離塊8抵接.由 此，如圖ll-A所示，被吊持的基體5a被向上方推壓，使得上表面與 滑塊3d的下表面320接觸。當傳感器5g檢測到該碰觸狀態時，從接 收其信號的控制機構5f送出信號，使得壓力產生機構5c動作，從而 將加壓介質經由配管54和導路52送給加壓部5b。
這樣，加壓部5b增壓至壓力Pl，所以如圖11-B所示，按壓部件5e 的按壓面520從基體上表面水平上升規定高度例如1 ~ 4mm,由此對上 模B施加反作用力。該狀態是圖IO-B和圖12，由於對防皺按壓件7全 面地作用均勻的防皺壓力，所以對上模B與防皺按壓件7之間的工件W 施加均勻的防皺壓力。
在該狀態下，使成形壓力部2的驅動機構2b動作，使偏心連杆2e 伸長，從而使滑塊2a上升並使下模A從承梁4上方上升。
即，藉助數字系統的馬達2f的驅動對驅動齒輪進行驅動，由該驅動 齒輪使大齒輪旋轉，藉助大齒輪中心的小齒輪使左右一對的旋轉圓盤 200、 200轉動，所以第1桿201、 201向擴展方向進入，第2桿202 和第3桿203立起。由此，滑塊h在床身內被上推，與其中央的塊相 連的下模A上升。這時的上升行程如圖14所示是低速—高速。
此外，在上述滑塊2a上升時，引導銷21進入承梁4的孔42中，並 且插入在承梁4的孔42內的上推銷42被上推，所以確保了穩定的平 衡上升。
如果使滑塊2a和下模A這樣上升，則如圖10-C所示，下模A進入 上模B中，進行預期的加工例如拉伸加工。在該過程中，下模A的上 升繼續，當成形沖程接近尾聲時，由位移傳感器5g檢測滑塊側有無應 變，在檢測到出現向上側凸出的應變(壓縮變形)時，來自控制機構5f的信號使壓力產生機構5c動作，比上述碰觸時高的壓力P2導入加 壓部5b中。由此，按壓部件5e的輸出變強，如圖13誇張所示，滑塊 下表面被強有力地按壓。
這樣，由反作用力對上模B朝下方作用凸出的變形力，所以應變被 修正。因此，滑塊3d與上模B緊貼，能夠將成形力均勻地傳遞至工件， 從而進行模A、 B的型腔完全一致的成形，所以工件的成形形狀非常良 好。
在成形結束後，通過伺服馬達2f的旋轉使滑塊2a下降，使下模A 返回承梁位置。在該階段，成形栽荷喪失，滑塊3d和上模B的撓曲消 失，所以不再需要修正，於是，通過壓力產生機構5c對加壓部5b進 行減壓，使按壓部件5e返回最初位置。然後如圖IO-D所示，使合模 壓力部3上升，當滑塊3e停在上止點時，卸下成形品w'，加工工序結 束。
如上所述，作為第1階段，在模具的碰觸時經由加壓部5b對按壓部 件5e施加壓力，從而控制防皺壓力，所以與不使用緩沖銷共同作用， 消除了因防皺按壓件的撓曲引起的防皺壓力的不均，能夠實現均勻的 防皺按壓狀態。此外，作為笫2階段，在衝程尾聲以高於第1階段的 壓力經由加壓部5b對按壓部件5e施加壓力，從而能夠適當地進行滑 塊側的撓曲修正。而且通過在沖程尾聲施加P2的撓曲修正壓力，來進 行二次精衝成形。因此能夠大幅提高成形品的精度。
此外，通過數字控制系統和伺服馬達的轉矩以及速度控制，能夠在 壓力機的任意位置自由自在地控制上述加壓部5b內的壓力。例如，當 利用來自控制器的指令使伺服馬達57的旋轉方向反向並且以與加工條 件對應的轉矩和轉速驅動伺服馬達57時，在圖7中，活塞550後退， 氣缸容積擴大。在圖8中，泵53反轉，切換吸入和排出，配管54內 的壓力介質與轉矩和轉速對應地返回油箱。由此使得加壓部5b的壓力 降低，所以按壓部件5e的按壓力也降低，防皺壓力緩和，發揮適合於 拉伸的緩衝作用，進行材料流動。此外，根據位移傳感器5g的檢測和 與其對應的伺服馬達57的旋轉方向、轉矩以及轉速，來調節與壓力機 的撓曲狀態對應的按壓部件5e的按壓力。
上述防皺壓力和撓曲修正壓力能夠根據伺服馬達57的轉矩和轉速 無級地控制。即，如果使伺服馬達57的轉矩降低則減速，如果增加轉矩則增速。如果轉速慢，則返回到氣缸或油箱的壓力介質的量少，所
以加壓部5b的系統內壓力的降低少，因此模具緩衝壓力和撓曲修正壓 力與伺服馬達的轉速快的情況相比相對要高。
因此，根據該特性在成形衝程的中途以適當的值驅動伺服馬達57， 從而能夠修正撓曲並控制為均勻的按壓力，並且能夠順利且高精度地 控制防皺壓力，能夠實現與加工條件匹配的高精度成形。
從上述成形行程可知，壓力機的整體高度可以降低加工衝程的量。 此外，成形使用下部的成形壓力部2以下傳動方式進行，衝程長度以 與成形衝程相等的最小衝程長度進行，所以能夠節省能量.
另外，成形壓力部2的驅動以數字系統的馬達2f作為驅動源經由偏 心連杆2e將上下運動傳遞至滑塊2a,所以能夠獲得高速化和大的力放 大率，此外在該實施例中，由於驅動機構2b是旋轉式而沒有停止時間， 所以能夠實現相對於現有壓力機的SPM15~18來說接近二倍的高循環 時間。
此外，用於使成形壓力部2的滑塊2a升降的驅動機構2b不限於偏 心連杆方式。圖15表示其它例子，驅動機構具備左右一對的肘杆20 和數字系統的馬達21，下模A位於上述承梁4的上表面側，滑塊2a經 由上述承梁4的開口與下模A連結。上述肘杆20由左右一對構成且分 別構成為，第1連杆201的一端與旋合於由數字系統的馬達21而轉動 的螺紋軸205的螺母200連結，第2連杆202的一端與床身連結，第3 連杆203的一端與滑塊連結，第1連杆201、第2連杆202、和第3連 杆203的各另一端聚集由樞軸連結。
圖16"~圖16-D階段性地表示作為驅動機構2b使用肘杆的情況下 的成形工序，動作和作用與上述圖10-A~圖IO-D相同，所以省略說明.
實施例2
圖10~圖21表示作為成形精度提高裝置5使用其它形式的實施例。 在該實施例中，如圖18所示，作為成形精度提高裝置5的主體的基體 5a通過夾緊器3g以可與滑塊3d之間形成間隙S的方式被吊持，這點 與第1實施例相同。
在該實施例中，如圖17和圖18所示，按壓部件5e分割為中央區域 的第1部體5el和與防皺按壓區域對應的位置的第2部體5e2，加壓部 5b由與第1部體對應的第1加壓部5bl和與第2部體對應的第2加壓部5b2構成，並且壓力產生機構由相對於笫1加壓部的笫1壓力產生 機構5cl和相對於第2加壓部的第2壓力產生機構5c2構成，
上述第1按壓部體5el呈盤狀，作為第1加壓部5bl採用圖5和圖 6所示的結構中的某一個.第l壓力產生機構5cl和笫2壓力產生機構 5c2採用上述圖7和圖8中的某一個形式。第1加壓部5bl通過導路 54與第1壓力產生機構5cl連接。
第2按壓部體5e2在該例中由間隔地配設的多個流體致動器構成。 即，在以所需間隔設置在基體5a內部的室中排列有多個流體壓力缸， 該流體壓力缸具備作為單位加壓部的缸管和作為單位按壓部件的活 塞。流體壓力缸分別單獨設置或者排列在較廣地形成為凹部的室中。 活塞既可以露出到基體5a的上表面，又可以在每個活塞上安裝開孔的 蓋體或罩。上述流體壓力缸組的各缸管分別通過連絡導路(導管)542 相連，並經由導路54'與壓力產生機構5c2連接。
圖20-A和圖20-B表示第2實施例的另一形式，在此，第2按壓部 體5e2作為俯視觀察為環狀的框構成，第2加壓部5b2作為環狀槽狀 地形成在基體5a內部的室構成。第2加壓部5b2既可以是如圖5所示 的直接式，也可以是使用圖6所示的彈性體的間接式。其它構成與笫1 實施例相同，所以援引說明，對同一部位使用相同標號，
第2實施例也基本上是與笫1實施例相同的作用，但是在第1實施 例中，由於按壓部件5e和加壓部5b是單一的組合，所以產生對按壓 部件5e整體地施加一樣的力的防皺壓力和撓曲修正力。
與此相對，在第2實施例中，按壓部件2e分割為中央部分至內側部 分的第l部體2el、和周圍(與產品的各邊對應)的第2部體k2，加 壓部2b也與其呼應地分離為第1加壓部2bl和第2加壓部2b2，每組 分別由第l壓力產生機構5cl和第2壓力產生機構5c2進行壓力控制。
因此，利用第l加壓部5bl和第2加壓部5b2能夠使壓力條件不同， 所以在相當於圖ll-A的第1階段(碰觸時)中，如果通過第2壓力產 生機構5c2僅對第2加壓部5b2加壓，則第2按壓部體2e2以所需衝 程突出，以對上模的周緣加壓，所以能夠產生並控制適當的防皺壓力。
另外，在第2階段(衝程尾聲)中，驅動笫l壓力產生機構5cl使 得第1加壓部2bl為P2的壓力。這樣，第1部體2el動作並產生較大 的力，所以能夠適當地修正因成形栽荷引起的滑塊3d的撓曲。圖18表示這時的狀態，從第l壓力產生機構5cl和笫2壓力產生機 構5c2同時對第l加壓部2bl和第2加壓部2b2供給壓力介質，使第1 按壓部體5el和第2按壓部體5e2同時動作，以產生相同或不同大小 的按壓力P1+P2,從而產生二次精衝壓力，通過這樣的加壓成形能夠實
現成形精度的提高並節省能量。
此外，在圖17中，第l按壓部體5el和第2按壓部體5e2的按壓面 與滑塊3d的下表面對置，但是不限於此，也可以如圖21所示，將裝 置上下反轉，使第1按壓部體5el和第2按壓部體5e2的按壓面與上 模B的背面對置。在該情況下，也可以通過螺栓固定等方法將加壓部 5b外側的基體部分牢固地固定在滑塊3d上，並與滑塊3d—體化。
在該圖21的情況下，通過第1加壓部2bl和第2加壓部2b2 4吏第1 按壓部體5el和笫2按壓部體5e2突出，按壓力直接作用在上模B的 背面上，從而進行防皺壓力的施加和撓曲修正。
實施例3
圖22~圖26表示本發明的第3實施例，
該實施例與第2實施例相同，按壓部件5e具有中央區域的第l部體 5el、和與防鈹按壓區域對應的位置的第2部體5e2，加壓部5b分割為 與第1部體對應的笫1加壓部5bl、和與第2部體對應的第2加壓部 5b2，並且壓力產生機構分割為相對於笫l加壓部的笫l壓力產生機構 5cl和相對於第2加壓部的第2壓力產生機構5c2,此外，第2按壓部 體5e2由間隔地配i殳的流體壓力釭《且構成。
但是，在該第3實施例中，中央區域的第l部體5el的笫l按壓部 體5el、和第l加壓部5bl也由間隔地配設的多個流體壓力釭構成。
即，在以所需間隔設置在基體5a內部的室中排列有多個流體壓力 缸，該流體壓力缸具備作為單位加壓部的缸管和作為單位按壓部件的 活塞。流體壓力缸分別單獨設置或者排列在較廣地形成為凹部的室中， 上述流體壓力缸組的各缸管分別通過連絡導路(導管)541相連，並經 由導路54與壓力產生機構5cl連接。
此外，在該例中，與圖21的形式相同，第1按壓部體5el和第2 按壓部體5e2以按壓面朝向上模B側的方式配設。圖25相反，第l按 壓部體5el和第2按壓部體5e2以按壓面朝向滑塊3d側的方式配設' 圖26局部地放大表示圖25，其它構成和作用與笫2實施例相同，所以省略說明.
在該第3實施例中同樣，在衝程尾聲使第l按壓部體5el和第2按 壓部體5e2同時動作，以產生相同或不同大小的按壓力Pl+P2，從而產 生二次精衝壓力，所以通過這樣的加壓成形能夠實現成形精度的提高
並節省能量。
此外，在像第2實施例和第3實施例那樣使用流體壓力缸組使按壓 部件和加壓部件為分別的(點組)構成的情況下，能夠進行防皺壓力 和撓曲修正力的極其細微的控制。作為實現的方法，可以將流體壓力 缸組分為幾組，由導管連接各個組並且使每個組與壓力產生機構連接。
但是，為了更簡便，如圖24-A所示，在需要按壓部件的按壓的區域 的上模上表面上配設有受壓塊9。上述受壓塊9與活塞位於同一軸線， 通過活塞的衝程來承受按壓。在不需要按壓的部位如圖24-B所示地不 預先配設受壓塊。或者也可以與按壓力的所需程度對應地配設厚度不 同的受壓塊。
這樣，使用相同規格的流體壓力缸組而且不增加壓力產生機構的數 量，能夠局部地控制防皺壓力。例如在工件W大的情況下，能夠簡單 地實現以下目的使直線部區域的按壓力相對地高，以得到強的防皺 壓力，使角部區域的按壓力相對地略低，以使防皺壓力略弱。
圖示的情況是本發明的幾個例子，本發明不限於此。
合模壓力部3的驅動機構3b也可以使用與成形壓力部2相同的偏心 連杆。在該情況下成為旋轉式的單動式下傳動壓力機，成形精度提高 裝置5當然夾著固定在合模壓力部的滑塊與上模之間。
進而，不管壓力機的形式，成形精度提高裝置5本身都可以使用， 作為現有技術表示的連杆式伺服壓力機當然可以應用，通用的機械壓 力機和液壓壓力機等也可以應用，在根據驅動形式的分類中，單動式 壓力機當然可以應用，多動式壓力機也可以應用.
不管應用於哪一種壓力機，均壓效果都高，都能夠獲得均勻的合模 力以及防皺壓力，而與壓力機和模具的撓曲無關，所以產品精度得到 提高。此外能量節省效果大，如果壓力產生機構也是實施例這樣的構 成，則不使用安全閥，所以不會產生液壓迴路內的發熱，滑塊與模具 緩衝裝置碰撞時的衝擊壓力低。而且耐用性和耐栽荷性高。
此外，本發明包含以下內容。1) 一種成形精度提高裝置，其特徵在於，在升降自如的滑塊的下表
面與模具之間具備盤狀的基體；加壓部，內置在該基體中且與外部 的壓力產生機構和供給壓力控制機構連接；以及按壓部件，具有相對 於滑塊下表面或模具上表面的按壓面，並且該按壓面的相反側面向上 述加壓部。
2) —種壓力機的成形加工方法，其特徵在於，在壓力機的滑塊下表 面與上模之間預先夾有具備以下部件的裝置盤狀的基體加壓部， 內置在該基體中且與外部的壓力產生機構連接；以及按壓部件，具有 與滑塊下表面或模具上表面相對的按壓面，並且該按壓面的相反側面 向上述加壓部。在對工件進行壓力加工時，使上述加壓部對按壓部件 的按壓力為，滑塊下降並且上模與工件抵接的階段的壓力Pl、與滑塊 到達下止點的階段的壓力P2的關係是P2〉P1。
3) 2)包含以下形式僅對按壓部件的與防皺按壓件對應的周緣部 分施加壓力Pl，壓力Pl是滑塊下降並且上模與工件抵接的階段的壓 力，對按壓部件的中央部施加滑塊到達下止點的階段的壓力P2。
權利要求
1. 一種下傳動式壓力機，其特徵在於，包括環狀的防皺按壓件，固定地配置在床身上；成形壓力部，具備位於上述防皺按壓件內側的下模、在床身內並支承下模的滑塊、和使該滑塊升降的驅動機構；合模壓力部，具備搭載在冠側的驅動機構、藉助該驅動機構升降的滑塊、以及在周緣部具有與上述防皺按壓件協動地夾持工件的夾持部分的上模；和在上述合模壓力部的滑塊和上模的下降末期以後對上述上模從背後施加按壓力以提高成形精度的裝置。
2. 如權利要求1所述的下傳動式壓力機，其特徵在於，上述對上 模從背後施加按壓力以提高成形精度的裝置具備盤狀的基體，配設在滑塊下表面與上模之間； 加壓部，內置在該基體中；按壓部件，具有與滑塊的下表面或上模的背面相對的按壓面，且 該按壓面的相反側面向上述加壓部；壓力產生機構，配設在基體外的適當部位並將加壓介質送給上述 加壓部；和配設在基體外的適當部位、並控制從上述壓力產生機構送至加壓 部的加壓介質的壓力的機構。
3. 如權利要求2所述的下傳動式壓力機，其特徵在於，按壓部件 由可覆蓋防皺按壓區域的大小的盤狀體構成。
4. 如權利要求2所述的下傳動式壓力機，其特徵在於，按壓部件 具有中央區域的第1部體和與防皺按壓區域對應的位置的第2部體， 加壓部具有與笫l部體對應的第l加壓部和與第2部體對應的第2加壓 部，並且壓力產生機構由相對於第1加壓部的笫1壓力產生機構和相 對於第2加壓部的第2壓力產生機構構成。
5. 如權利要求4所述的下傳動式壓力機，其特徵在於，第l部體 呈盤狀，第2部體呈平面環框狀。
6. 如權利要求4所述的下傳動式壓力機，其特徵在於，笫1部體呈盤狀，或者第1部體和笫1加壓部由相互連接且隔開所需間隔配設的多個流體壓力缸構成，第2部體和第2加壓部由相互連接且隔開所需間隔配設的多個流 體壓力缸構成。
7. 如權利要求2至5中的任一項所述的下傳動式壓力機，其特徵 在於，加壓部由室主體和內裝在該室主體中的彈性體構成。
8. 如權利要求2至5中的任一項所述的下傳動式壓力機，其特徵 在於，加壓部由室主體和充滿該室主體的流體構成。
9. 如權利要求2所述的下傳動式壓力機，其特徵在於，在滑塊下 表面與上模背面之間或者基體與上模背面之間夾有傳感器，該傳感器 用來調節從壓力產生機構送給加壓部的壓力。
10. 如權利要求2所述的下傳動式壓力機，其特徵在於，壓力產生 機構以伺服馬達作為驅動源。
11. 如權利要求1所述的下傳動式壓力機，其特徵在於，合模壓力 部的驅動機構具備數字系統馬達和連杆，成形壓力部的驅動機構具備 數字系統馬達和連杆。
全文摘要
本發明提供一種下傳動式的單動壓力機，能夠以良好的平衡實現能量的節省、空間節省和高精度成形性。特別提供這樣一種壓力機即，能夠縮短成形衝程，降低整體高度，而且準確地修正滑塊和模具的撓曲，提高模具與工件的緊貼性，此外也能夠實現防皺按壓件的均壓化。本發明的壓力機具備成形壓力部，具備位於固定地配置在床身上的環狀防皺按壓件內側的下模、和使在床身內並支承下模的滑塊升降的驅動機構；合模壓力部，具備藉助搭載在冠側的驅動機構升降的滑塊、以及在周緣部具有與上述防皺按壓件協動地夾持工件的夾持部分的上模；和在上述合模壓力部的滑塊和上模的下降末期以後對上述上模從背後施加按壓力以提高成形精度的裝置。
文檔編號B30B15/02GK101443183SQ20078001695
公開日2009年5月27日 申請日期2007年5月8日 優先權日2006年5月9日
發明者網野廣之 申請人:株式會社阿敏諾