专利名称：冲压加工方法
技术领域：
本发明涉及一种适合用于例如镁合金或钛合金、不锈钢、高张力钢等难加工材料或模压淬火加工法的热处理用钢板的冲压加工的冲压加工方法。
背景技术：
一般，冲压加工，分为冲裁加工、弯曲加工、深冲加工、成形加工、压缩加工等，并且，各自的加工法，分为，在加工前将材料加热到室温以上后再进行加工的温—热加工及在室温下加工材料的冷加工。
可是，用冲压加工成形镁合金或钛合金、不锈钢、高张力钢等难加工材料的需求，今后有增加的倾向。这些难加工材料的冲压加工，在用冷加工进行时，由于产生裂纹或龟裂，所以优选用热加工或温加工进行。此外，在采用抗拉强度超过100MPa级的高张力钢的部件的冲压成型中，采用在将热处理用钢板加热到奥氏体化的温度后、再在金属模内与冲压成型同时冷却、淬火的模压淬火加工法的情况增多了。因此，在确定冲压加工方法的良否上，重要的是如何加热材料。
以往，在温加工或热加工中，作为加热被加工材料的方法，已知有(A)采用加热炉来加热被加工材料的方法、(B)用由加热器加热保温的金属模夹持被加工材料的加热方法(例如，参照特开2001-252729号公报。)、(C)以金属模自身作为电极，用兼为其电极的金属模夹持被加工材料通电，利用焦耳热加热的方法(例如，参照特许第3285903号公报、特开平8-71684号公报)、(D)用电极夹紧被加工材料的两端，通电，利用焦耳热加热的方法(例如，参照特开2002-18531号公报、特开2002-248525号公报)等。
但是，在上述(A)的采用加热炉的方法中，由于另外需要加热装置或传送装置，所以存在导致设备的大型化或成本高的问题。此外，由于因设备上的关系，延长从加热炉到金属的传送距离，所以还存在显著降低被加工材料的温度的问题。
此外，在上述(B)的采用由加热器加热保温的金属模的方法中，从金属模寿命的角度考虑，存在被加工材料的加热温度被限制在该金属模的退火温度以下的问题。此外，由于与要加热的被加工材料相比，一般情况需要加热保温大的体积的金属模，所以还存在电力消耗量大的问题。
此外，在上述(C)的采用电极兼金属模的方法中，存在需要另外设置通电加热用的部件的问题。此外，由于以金属模自身作为电极使用，所以还存在难于局部加热被加工材料，效率低的问题。
此外，如上述(D)，在用电极夹紧被加工材料的两端通电、利用焦耳热加热的方法中，由于需要夹紧及松开被加工材料的动作，所以存在生产效率低的问题，难于用于连续加工。此外，由于用电极夹紧被加工材料的两端，进行通电加热，所以还存在难于局部加热被加工材料的问题。
发明内容
本发明是为解决上述问题而提出的，目的是提供一种冲压加工方法，其不需要特别的加热单元，能够用紧凑的装置构成，根据材质或形状，高效率地加热镁合金、高张力钢等难加工材料或模压淬火加工法的热处理用钢板，能够容易进行冲压成型。
为达到上述目的，本发明的冲压加工方法是采用连续模进行冲压加工的冲压加工方法，其特征在于通过在上述连续模的规定的加工段的送料方向的上游侧设置停空段，同时在上述停空段配置对被加工材料通电所需的电极，而当在上述停空段进行了利用上述电极的通电作用来加热加工材料的通电加热工序后，在上述规定的加工段进行冲压加工。
如果采用本发明，由于以规定的加工段，在冲压加工被加工材料之前，在停空段对该被加工材料实施通电加热工序，所以被加工材料，即使是镁合金、钛合金、不锈钢、高张力钢等难加工材料，也能够容易在规定的加工段进行冲压成型。此外，由于在设在连续模上的停空段进行通电加热工序，所以不需要特别的加热用部件，能够谋求装置构成的紧凑化。并且，由于通过利用设在停空段上的电极对被加工材料的通电作用产生的焦耳热来进行通电加热工序，所以能够高效率地加热被加工材料，同时通过调节作用于被加工材料的电流值或通电时间、电极数量等，能够根据被加工材料的材质，自由设定加热温度，此外，通过调节电极的配置，能够局部加热被加工材料、或者即使被加工材料的形状不同也能够加热所要求的部位。此外，由于能够与连续模的动作连动地进行上述通电作用，所以相对于被加工材料，不会像需要夹紧及松开的以往技术那样，导致生产速度的降低。另外，由于只在连续模的停空段和规定的加工段的之间，进行由通电加热工序加热的被加工材料的传送动作，所以能够将加热的被加工材料的温度降低抑制在极小的范围，同时能够防止被加工材料的氧化。
在本发明中，优选上述通电加热工序，在冲裁工序后进行。如果如此，由于在冲裁工序后进行通电加热工序，所以能够更高效率地加热被加工材料，同时，利用冲裁工序在被加工材料上形成的空间的隔热效果，能够起到被加工材料的加热部位的热难向周围散发的效果。
此外，上述电极，优选与被加工材料的需要加热的部位对应地配置。如此，由于与被加工材料的需要加热的部位对应地配置电极，所以能够根据加工内容高效率地加热被加工材料。
此外，上述电极，优选以接受弹簧的弹力同时能沿上述连续模的动作方向移动的方式设置。如果如此，由于以能接受弹簧的弹力同时能沿上述连续模的动作方向移动的方式设置电极，所以，能够缓和在电极可通电地与被加工材料接触时的冲击力，能够谋求电极、被加工材料的保护，同时能够良好地保持电极和被加工材料的接触状态。此外，通过调整电极和被加工材料可通电地接触的接触位置，能够调节电极和被加工材料的接触时间(通电时间)，由此，能够调整加热时间。
另外，上述停空段，优选在进行上述通电加热工序时，由上述连续模从外部遮断。如果如此，在进行通电加热工序时，由于停空段被上述连续模从外部遮断，所以能够确实防止人或物与电极接触。此外，通过从外部遮断，还能够提高升温效率。
图1是示意表示本发明的一实施方式的冲压机的主要部位的主视图。
图2是从图1中的A-A箭头方向看第1通电加热用金属模的主要结构说明图，其中(a)是表示可通电的状态的图、(b)是表示(a)的P-P视图。
图3是从图1中的B-B箭头方向看第2通电加热用金属模的主要结构说明图，其中(a)是表示可通电的状态的图、(b)是表示(a)的Q-Q视图。
图4是本实施方式的冲压加工工序的带料排样的图。
具体实施例方式
下面，参照附图，说明本发明的冲压加工方法的具体的实施方式。
图1是示意表示本发明的一实施方式的冲压机的主要部位的主视图。此外，在图2中，是从图1中的A-A箭头方向看第1通电加热用金属模的主要结构说明图，分别表示显示可通电的状态的图(a)及(a)中的P-P视图(b)。
本实施方式的冲压机1，如图1所示，利用伺服电机作为驱动源的滑动驱动机构(都未图示)，以能够在上下方向以任意的动作驱动滑板2的方式构成。在该冲压机1中，在滑板2和垫板3的之间，设置按工序顺序一列配置多个金属模的连续模4，对于由未图示的供料装置送入该连续模4内的被加工材料5，通过上述滑板2的上下驱动进行连续加工。
在上述连续模4，从以图1中符号F表示的送料方向的上游侧，按顺序分别设置，第1加工段6、第2加工段7、第1的停空段8、第3加工段9、第2停空段10、第4加工段11及第5加工段12。此处，所谓的本实施方式中的停空段，是不进行冲压加工的冲压加工工序上的空闲段，包括在金属模设计上不可避免地设置的停空段及任意设置的停空段的两部分。另外，如果利用上述不可避免地设置的停空段，设置上述第1的停空段8及/或上述第2停空段10，则相对于以往的冲压加工方法的连续模的设置面积，能够使本实施方式的连续模4的设置面积的增大为零或微小。
在上述第1加工段6上，配设对被加工材料5实施穿孔加工，穿设导孔的穿孔加工用金属模13。此外，在上述第2加工段7上，配置对被加工材料5进行砂漏(hourglass)冲裁的砂漏冲裁加工用金属模14。在上述第3加工段9上，配置对被加工材料5进行朝下方圆筒深冲加工的第1圆筒深冲加工用金属模15。此外，在上述第4加工段11上，还配置对于在上述第3加工段9中实施圆筒深冲加工的被加工材料5向与该圆筒深冲加工相反的方向进行圆筒深冲加工的第2圆筒深冲加工用金属模16，在上述第5加工段12上，配置对被加工材料5进行修整的修整用金属模17。另外，在上述第1的停空段8及第2停空段10上，分别配置后述的第1通电加热用金属模18和第2通电加热用金属模19。
此处，上述各加工用金属模13、14、15、16、17及上述各通电加热用金属模18、19的各自的下模13a～19a，安装在固定在垫板3的上面的下部基板20的上面。此外，上述各加工用金属模13、14、15、16、17及上述各通电加热用金属模18、19的各自的上模13b～19b，安装在固定在滑板2的上面的上部基板21的下面。此外，在上述下部基板20和上部基板21的之间，夹设导向柱22，相对于下部基板20，由该导向柱22引导并上下可动地设置上部基板21。
配置在上述第1的停空段8的第1通电加热用金属模18，如图2(a)、(b)所示，对被加工材料5通电流所需的电极25，介由绝缘体26，安装在上下各金属模18b、18a上，如此构成。在该第1通电加热用金属模18中，这些电极25，相对于形成在圆盘状的被加工材料5，与在第3加工段9实施圆筒深冲加工时需要加热的部位对应地配置。如此，能够更高效率地加热被加工材料5。此外，在该第1通电加热用金属模18中，在进行利用上述所要求的电极25的通电作用来加热被加工材料5的通电加热工序的时候，这些电极25，如图2(a)所示，能够通过构成连续模4的一部分的该第1通电加热用金属模18的上下各金属模18b、18a，从外部遮断。如此，在进行通电加热工序时，能够确实防止人或物与电极25接触，此外还能够提高升温效率。另外，在该第1通电加热用金属模18中，相对于下部基板20，下模18a，以沿未图示的导向可以上下运动的方式设置，同时在下部基板20和下模18a的之间，设置所需的压缩盘簧27，上述所需的电极25，以能接受压缩盘簧27的弹力同时能沿该第1通电加热用金属模18的动作方向移动的方式设置。如此，能够缓和在电极25可通电地与被加工材料5接触时的冲击力，能够谋求电极25、被加工材料5等的保护，同时能够良好地保持电极25和被加工材料5的接触状态。此外，通过调整电极25和被加工材料5可通电地接触的接触位置，能够调节电极25和被加工材料5的接触时间(通电时间)，由此能够调整加热时间。另外，也可以代替上述压缩盘簧27，采用气体缓冲器或模具缓冲销等。
另外，配置在上述第2停空段10的第2通电加热用金属模19，如图3(a)、(b)所示，对被加工材料5通电流所需的电极25，以与第1通电加热用金属模18不同的配置，介由绝缘体26安装在上下各金属模19b、19a上，如此构成。在该第2通电加热用金属模19中，这些电极25，相对于实施圆筒深冲加工被加工材料5，与在第4加工段11进一步向与该圆筒深冲加工相反的方向实施圆筒深冲加工(以下，将该圆筒深冲加工称为“逆圆筒深冲加工”)时需要加热的部位对应配置。如此，能够更高效率地加热被加工材料5。如此，即使是异型的被加工材料5，也能够根据加工内容高效率地加热。
下面，参照图1及图4，说明本实施方式的冲压加工工序的内容。此处，在图4中，表示本实施方式的冲压加工工序的带料排样。另外，在图4中，各工序的段号码附加“K”表示。
首先，对由供料装置(未图示)送入连续模4内的被加工材料5，用第1加工段6进行穿孔加工，在该被加工材料5上穿设2个导孔30(K1)。另外，该2个导孔30是定位孔，在由供料装置平坦矫正卷状的被加工材料5并将被加工材料5按规定长度送入到连续模4内时，将被加工材料5的导孔30与设于该连续模4上的导销(未图示)嵌合，如此相对于该连续模定位被加工材料5的位置。
然后，在第2加工段7上，利用砂漏冲裁加工冲裁被加工材料5上的成型预定部位的外周(K2)。之后，在第1停空段8上，通过安装在上下金属模18b、18a上的电极25夹持被加工材料5，通电，根据材质将该被加工材料5加热到进行圆筒深冲加工时的最佳温度(K3)。然后，在第3加工段9，对被加工材料5实施圆筒深冲加工，将该被加工材料5成型成杯状(K4)。另外，在上述阶段K3中，作为被加工材料5的最佳温度，例如，在被加工材料5是镁合金时为250℃，在是SUS304时为100℃～150℃，在是热处理用钢板的模压淬火加工法时为900℃左右。
下面，在第2停空段10上，利用安装在上下金属模19b、19a上的电极25，夹持在上述阶段K4成型成杯状的被加工材料5，通电，将对该成型成杯状的被加工材料5实施逆圆筒深冲加工时需要加热的部位、加热到最佳温度(K5)。然后，在第4加工段11上，对杯状的被加工材料5实施逆圆筒深冲加工(K6)。之后，在第5加工段12上，对被加工材料5进行修整，分离成废料和成型品(K7)。
如果采用本实施方式，由于在第3加工段9上，在对被加工材料5实施圆筒深冲加工之前，在第1停空段8上，对该被加工材料5实施通电加热工序，同时在第4加工段11上，在对被加工材料5实施逆圆筒深冲加工之前，在第2停空段10上对该被加工材料5实施通电加热工序，所以，被加工材料5，即使是镁合金、钛合金、不锈钢、高张力钢等难加工材料，在第3加工段9上也能够容易进行圆筒深冲加工，在第4加工段11上也能够容易进行逆圆筒深冲加工。
此外，在各停空段8、10的通电加热工序，由于在进行了第2加工段7的砂漏冲裁工序后进行，所以能够更高效率地加热被加工材料5，同时，利用砂漏冲裁工序在被加工材料5上形成的空间H、H’(参照图4)的隔热效果，能够起到被加工材料5的加热部位的热难向周围散发的效果。
此外，如果采用本实施方式，具有以下优点，即(1)由于在设在连续模4上的各停空段8、10上进行上述各通电加热工序，所以不需要特别的加热用部件，能够谋求装置构成的紧凑化。
(2)由于通过配设在各停空段8、10上电极25对被加工材料5的通电作用形成的焦耳热，进行上述各通电加热工序，所以能够高效率地加热被加工材料5，同时通过调节作用于被加工材料5的电流值或通电时间、电极数量等，能够根据被加工材料5的材质，自由设定加热温度。
(3)此外，由于能够与连续模4的动作连动地进行电极25对被加工材料5的通电作用，所以不会降低生产速度。
(4)由于利用通电加热工序加热的被加工材料5的传送动作，只在连续模4上的第1停空段8和第3加工段9之间，及第2停空段10和第4加工段12之间进行，所以能够将加热的被加工材料5的温度降低抑制在极小的范围，同时能够防止被加工材料5的氧化。
权利要求
1.一种冲压加工方法，是采用连续模进行冲压加工的冲压加工方法，其特征在于通过在上述连续模的规定的加工段的送料方向的上游侧设置停空段，同时在上述停空段配置对被加工材料通电所需的电极，而当在上述停空段进行了利用上述电极的通电作用来加热加工材料的通电加热工序后，再在上述规定的加工段进行冲压加工。
2.如权利要求1所述的冲压加工方法，其中上述通电加热工序，在冲裁工序后进行。
3.如权利要求1所述的冲压加工方法，其中上述电极，与被加工材料的需要加热的部位对应地配置。
4.如权利要求1所述的冲压加方法，其中上述电极，以接受弹簧的弹力的同时、能沿上述连续模的动作方向移动的方式设置。
5.如权利要求1所述的冲压加工方法，其中上述停空段，在进行上述通电加热工序时，由上述连续模从外部遮断。
全文摘要
本发明提供一种冲压加工方法，不需要特别的加热单元，能够以紧凑的装置构成，根据材质或形状来高效率地加热镁合金或高张力钢等难加工材料或模压淬火加工法的热处理用钢板，能够容易进行冲压成型，具体为通过在连续模的规定的加工段的送料方向的上游侧设置停空段、同时在上述停空段配置对被加工材料通电所需的电极，从而当在上述停空段进行了通过上述电极的通电作用来加热加工材料的通电加热工序后，在上述规定的加工段进行冲压加工。
文档编号B21J1/06GK1611310SQ200410087990
公开日2005年5月4日 申请日期2004年10月26日 优先权日2003年10月30日
发明者三吉宏治 申请人:小松产机株式会社