用于冲压加工机的防皱板的制作方法

1.本发明关于用于冲压加工机的防皱板，此冲压加工机进行冲压成形而使被加工材料成形为所需形状的引伸加工品。


背景技术：

2.使用冲压机的引伸加工，一般使用由具有模槽的第一模具(也称为凹模、底模)与具有模芯(或冲模)的第二模具(凸模)构成的上下一对模具。
3.引伸加工除了至今为止进行的以金属板作为被加工材料(胚料或工件)的冲压成形之外，也广泛使用于以纤维强化复合树脂(所谓的frp(fiber reinforced plastics))作为被加工材料的冲压成形。
4.被加工材料为纤维强化复合树脂时，一般使用将环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等热固性树脂、热塑性树脂等含浸于玻璃纤维、碳纤维等强化纤维材料而成的半固化状态的中间材料(预浸体)。以冲压机对此预浸体加热、加压而制造所需的加工品。
5.使用冲压机进行纤维强化复合树脂的引伸加工时，随着模芯进入模槽而会发生强化纤维材料被扯入引伸空间(模槽与模芯之间的间隙)的情形。
6.此扯入的情形在加工品的转角部分特别明显，而发生强化纤维材料的局部的不规则拉伸变形、间隔的伸缩等，强化纤维材料密度改变，导致树脂分布不均而在加工品的侧壁发生皱纹，某些情况下，会发生纤维断裂。此会导致加工品的强度出现局部的不均匀，造成整体强度降低等不良情形，而成为成形品的质量劣化、不良品发生的原因。
7.为了避免此类不良情形的发生，至今为止使用称为“防皱板”的被加工材料保持治具。防皱板为围绕被加工材料(以下假定为预浸体)的外缘的框状板体(框缘状的板体)，其也具有将被加工材料保持于模具的既定位置的胚料保持器的功能。
8.图3为说明熟知的引伸加工机的一例的示意图，图3的(a)部分为由具有模槽1的第一模具与具有模芯2的第二模具构成的引伸加工机的侧视图，图3的(b)部分为拆除图3的(a)部分的第一模具与被加工材料之后，从上面观看第二模具时的主要部分俯视图。
9.此引伸加工机由上述一对模具构成，使设于第二模具200的模芯2上升而进入设于第一模具100的模槽1，以对作为被加工材料4的预浸体进行引伸加工。
10.并且，设置有围绕于沿着前述第二模具200的模芯2的外周的防皱板3。
11.图3所示形式的加工机固定于机台(冲压机的基座)7，且构成为第二模具200相对于第一模具100上升而致使第二模具200的模芯2压入第一模具100的模槽1。此外，也有一对模具上下倒置的形式。
12.如图3的(b)部分的俯视形状所示，防皱板3以一片框缘状的板体构成，设置成围绕于沿着设于第二模具200的模芯2的外缘，且可上升、下降。防皱板3通常以与模具同类型的金属板所构成。
13.引伸加工时，将被加工材料(例如预浸体)4载置于防皱板3之上(图3的(a)部分所示的状态)。此防皱板3可通过伸缩构件5升降，而于第二模具200开始上升之前或于第二模
具开始上升的同时上升，将被加工材料4夹持于第一模具100的下表面与第二模具200的上表面(相向面)之间。
14.接着，通过加压机构6使第二模具200更朝向大箭号的方向上升，使模芯2压入模槽1，而将被加工材料4引伸加工成既定的形状。
15.防皱板3也为对被加工材料4进行保持与对位的构件，但，引伸加工中，为了使被加工材料在引伸过程中产生的被加工材料的周边部分的材料组织适当地于模槽与模芯之间移动，故就主要的功用而言，主要在于避免发生于侧壁的皱纹产生、材料厚度减少所导致的断裂等。
16.就揭示了关于此种防皱板的熟知技术而言，除了例如专利文献1、专利文献2等专利文献之外，另也有多数的一般文献。
17.专利文献1揭示纤维强化复合材料成形品的冲压成形装置及方法，其冲压成形装置使用具有凹状部(模槽)的上模具与具有凸状部(模芯)的下模具，且具备配置于下模具的外周的防皱板。
18.另外，专利文献2揭示具有凹模(相当于称为底模的上述上模具))、凸模(相当于称为冲模的上述下模具)、及防皱板的通用的冲压机，并且揭示避免因高压液体注入上述模具而使板材的引伸加工中的成形品发生皱纹与断裂的方法与装置。
19.[现有技术文献]
[0020]
[专利文献]
[0021]
专利文献1：日本特许第6587771号公报
[0022]
专利文献2：日本特开平07-144234号公报。


技术实现要素：

[0023]
[发明所欲解决的课题]
[0024]
如上述现有技术文献的记载，引伸加工机中使用的防皱板(也可称为皱纹抑制板)一般由开口成框缘状以包围凸模的模芯外周的单一个板体所构成。
[0025]
模具的平面形状(上下模具的相向平面的形状)如图3的(b)部分所示，通常为矩形。使用于此矩形的模具的防皱板也配合矩形的模具的表面形状而构成包围凸状模具的模芯的外周的矩形。
[0026]
引伸加工中，特别是转角部分的凹状部(模槽)与凸状部(模芯)组合而成的引伸部分会扯入强化纤维，而容易因此发生纤维之间的偏移、切断、树脂层的膜厚减少等不良情形。
[0027]
防皱板的主要的功能使用于为了避免如上述的被加工材料的构成部分的过大的扯入，以达到适当的扯入的目的。
[0028]
以往的框缘形状的单一板体的防皱板以冲切大片的板材来制作。由于制作精度会影响到引伸加工品的质量，故必须进行切断面的精修、平面度的确保等精修加工。
[0029]
一般而言，此种形状的尺寸较大的板体的精修作业比尺寸较小的板体还困难。
[0030]
另外，由于此种框缘状构件的材料取得效率极低，废弃部分多，致使成本极高，因而成为阻碍降低加工品的制造成本的要因之一。
[0031]
本发明的目的在于提供一种防皱板，可保持与上述以往的防皱板同等的制作精
度，并且可实现大幅地低价格化。
[0032]
[用以解决课题的手段]
[0033]
为了达成上述目的，本发明以多个防皱板片来构成以往单一个构件的防皱板。
[0034]
本发明的代表性的构成如以下所述。以下的说明中，为了易于理解本发明，对于各个构成要素附加实施例的元件符号，但本发明不限于参照此元件符号的构成。
[0035]
本发明为一种使用于冲压加工机的防皱板3。该冲压加工机使用具有模槽1的第一模具100与具有模芯2的第二模具200而构成的上下一对模具进行冲压成形，将被加工材料4成形为所需形状的引伸加工品。该防皱板3为如以下所述的构成。
[0036]
(1)防皱板3包含多个防皱板片31～34，各个防皱板片分别具有沿着模槽1与模芯2的相向面的各个转角部分的外周朝向二方向延伸的臂，且配置于要进行引伸加工的转角部分。
[0037]
(2)构成防皱板的多个防皱板片31～34的沿着前述外周的二方向的各个臂的长度，是设为在转角部分的一对模具的相向面内皆为相同尺寸。也就是，于图1的(b)部分的俯视图中，将各个防皱板片31～34的x方向的臂的长度设为“x
31
、x
32
、x
33
、x
34”，且将y方向的臂的长度设为“y
31
、y
32
、y
33
、y
34”时，四个角的全部的防皱板片31～34即成为“x
31
＝x
32
＝x
33
＝x
34
＝y
31
＝y
32
＝y
33
＝y
34”。此外，也可为“x
31
＝x
32
＝x
33
＝x
34”≠“y
31
＝y
32
＝y
33
＝y
34”。
[0038]
(3)构成防皱板3的多个防皱板片31～34的沿着前述外周的二方向的各个臂的至少一臂或二臂的长度是设为在转角部分的一对模具的相向面内不同。
[0039]
(4)构成防皱板3的多个防皱板片31～34安装成为可个别地调整作用于与一对模具的第一模具之间的前述被加工材料的夹持压力。
[0040]
本发明不限于上述构成及后述实施方式中说明的实施例的构成，而可在不脱离本发明的技术思想的情形下进行各种变更。
[0041]
[发明的功效]
[0042]
依据上述(1)的构成，能够低成本地制作防皱板，抑制被加工材料的过大的扯入，避免因此而导致纤维之间的偏移、切断、树脂层的膜厚减少，而可抑制皱纹的发生、断裂(成形品的撕裂、破裂)等。
[0043]
例如，被加工材料为金属时，转角部的形成上，其部分因延展性而变薄以致于可加工成既定形状，然而由于其减少部分的金属移动至其它部分，故会因多出的金属而使金属板形成波纹。形成了波纹的材料(具有凹凸起伏的材料)将无法再引伸入模具内。因此，被加工材料为金属时，为了使加工品不产生凹凸而以围绕周围(360
°
)来设置防皱板为优选。另一方面，被加工材料为纤维强化复合树脂(cfrp)时，由于转角部由纤维均匀地靠拢而形成，故防皱板限定于形成转角的部分的范围，除此以外的部分因波纹较少，故不须围绕全周来设置防皱板。相反地，仅在转角部附近的四点部分配置抑制皱纹构件时，不须过度地施压于被加工材料即可容易地获得高精度的纤维强化复合成形品。
[0044]
此外，依据上述(2)的构成，转角部分的引伸量为相同程度的被加工材料时，或者，三维引伸的大小在转角部分差别不大的情形时，以使用此防皱板为优选。由于不须依各个转角部分分别选择防皱板片，故设置作业容易且迅速。
[0045]
并且，上述(3)的构成的防皱板适于制作某一转角部分的二维方向引伸量与其它的转角部分的二维方向引伸量不同的加工品，或是具有三维方向(引伸的深度)局部地差异
较大的部分的特殊形状的加工品。
[0046]
进行此种特殊形状的加工品的引伸加工时，依据被加工材料的引伸量的预测(或模拟的结果)来选择预先准备的二方向的各个臂的长度不同的防皱板片并装设于冲压机。
[0047]
通过选择上述臂的长度不同的防皱板片来使用，有助于特殊形状的引伸加工品的质量提升。
[0048]
另外，上述(4)的构成的防皱板通过各个防皱板片依其所对应被加工材料(预浸体)的厚度、形状等的不同来使夹持力最适化，而可进一步减少皱纹、裂缝的发生机率。
附图说明
[0049]
图1为应用本发明的用于冲压加工机的防皱板的实施例1的引伸加工机的示意图。
[0050]
图2为应用本发明的用于冲压加工机的防皱板的实施例2的引伸加工机的示意图。
[0051]
图3为说明熟知的引伸加工机的一例的示意图。
具体实施方式
[0052]
以下参照实施例的各图来详细地说明本发明的实施方式。
[0053]
[实施例1]
[0054]
图1为应用本发明的用于冲压加工机的防皱板的实施例1的引伸加工机的示意图，图1的(a)部分为由具有模槽1的第一模具与具有模芯2的第二模具构成的引伸加工机的侧视图，图1的(b)部分为拆除图1的(a)部分的第一模具与被加工材料之后，从上面观看第二模具时的主要部分俯视图。
[0055]
此引伸加工机与以图3说明的加工机同样，由一对模具构成，使设于第二模具200的模芯2上升而进入设于第一模具100的模槽1，以对作为被加工材料4的预浸体进行引伸加工。
[0056]
本实施例中，在第二模具200的模芯2的外周，于模芯2的各个转角部分30配置防皱板片31、32、33、34。也就是，本实施例中，以四个l字状的防皱板片31、32、33、34构成一组防皱板3。
[0057]
各个防皱板片31、32、33、34的俯视形状呈现相同或相合的图形，而成为各个转角部分的防皱板片可互换使用的形状。图1中，为了易于理解而对防皱板标示疏松间隔的阴影线图样来图示。由于引伸加工的顺序与以利用图3说明的顺序相同，故省略说明。
[0058]
构成防皱板3的多个防皱板片31～34的沿着前述外周的二方向的各个臂的长度(x—x方向的臂t1的长度、y—y方向的臂t2的长度)，是设为在转角部分的一对模具的相向面内皆为相同尺寸。以图1的(b)部分来说明时，若将各个防皱板片31～34的x—x方向的臂的长度设为“x
31
、x
32
、x
33
、x
34”，且将y—y方向的臂的长度设为“y
31
、y
32
、y
33
、y
34”时，四个角的全部的防皱板片31～34即成为“x
31
＝x
32
＝x
33
＝x
34
＝y
31
＝y
32
＝y
33
＝y
34”。也就是，不须选择应配置何防皱板片于四个角之中的任一角，故设置作业容易且可迅速化。
[0059]
在此，若为模具的x—x方向与y—y方向的尺寸大幅不同的情形，也可设为“x
31
＝x
32
＝x
33
＝x
34”≠“y
31
＝y
32
＝y
33
＝y
34”。即使是此情形下，也可目视形状来判断臂的方向而容易地进行设置。
[0060]
各个防皱板片31、32、33、34例如可通过弹簧机构构成的伸缩构件5来升降。在已载
置了被加工材料4的状态下，第二模具200正要开始上升之前，使该被加工材料4夹持于第一模具100的下表面(与第二模具200的相向面之间)。此与图3所示的内容相同。
[0061]
在此，若可调整伸缩构件5的夹持压力，则可依被加工材料4的形状、差异等来设定最适于成形品的引伸形状的夹持力。
[0062]
各个防皱板片31、32、33、34例如图1的(b)部分所示，可设为具有臂t1、t2的形状。这些臂t1、t2以转角部分30为中点而朝向沿着模芯2的外缘的互为相反的方向且为垂直的方向延伸相同距离。
[0063]
防皱板片31、32、33、34的制作上，由于四个防皱板片皆为相同的l字形状，故可从板状材料进行使材料的浪费达最小化的冲切。因此，可使材料费大幅降低。
[0064]
另外，相比于以往单一构件的框缘状防皱板3，本实施例的防皱板片31、32、33、34整体尺寸较小，故也可缩短要获得既定的制作精度的精修作业，整体而言，可达到成本的降低。
[0065]
图1所示的实施例中，将x—x方向的臂的长度与y—y方向的臂的长度设成相同。因此，以冲切加工所进行的材料取得效率优良，可达到低成本化。
[0066]
由于将此四个防皱板片31、32、33、34安装于模芯的周围时，不须考虑配置位置，故作业变得极为容易。
[0067]
如以上所述，相比于以往框缘状的单一片构件的防皱板，本实施例的防皱板不仅对冲压机的安装作业中的处理容易度优良，且可廉价地制造。
[0068]
[实施例2]
[0069]
图2为应用本发明的用于冲压加工机的防皱板的实施例2的引伸加工机的示意图，图2的(a)部分为侧视示意图，图2的(b)部分为拆除图2的(a)部分的第一模具与被加工材料之后，从上面观看第二模具时的主要部分俯视图。在此，参照符号与图1相同。
[0070]
本实施例中的防皱板有效于第二模具200的模芯2的形状并非简单形状而且加工品的二维方向(侧壁)为复杂形状，或是深度方向(三维方向)具有多样的形状的情形。为了说明，图2的(b)部分夸张地显示模芯2的形状的上述复杂程度。在此，引伸作业的顺序也与实施例1相同。
[0071]
构成此防皱板3的防皱板片31、32、33、34分别表示为x—x方向的臂的长度与y—y方向的臂的长度不同，然而，这些防皱板片31、32、33、34也可为至少一片防皱板片的x—x方向的长度与y—y方向的各臂的长度不同，而其余的防皱板片与前述实施例1相同。
[0072]
图2所示的实施例适当地选择要设置于与加工品的形状复杂的部分对应的转角部分的防皱板片的臂的长度，据此，可达成抑制或减少加工品产生皱纹、破裂等。
[0073]
因此，依据本实施例，不仅可达成前述实施例的功效，且通过事先准备各式各样的防皱板片以因应于预计的加工品的引伸形状，可抑制不良品的产生而制作质量良好的加工品。
[0074]
在此，本发明用于较大的模具时较易显现功效，例如，模芯的角至角的一个边(四个边之中的一个边)以1000mm以上为优选，1500mm以上较优选，2000mm以上则更优选。
[0075]
[产业上利用性]
[0076]
上述实施例以纤维强化复合树脂作为被加工材料进行了说明，然而本发明也可适用于非以纤维作为结构材料的单纯树脂板、玻璃复合板、金属板、树脂金属复合板、异质金
属压接金属板等作为被加工材料的引伸加工机。
[0077]
附图标记说明
[0078]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
模槽
[0079]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
模芯
[0080]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
防皱板
[0081]
31,32,33,34防皱板片
[0082]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
被加工材料
[0083]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
伸缩构件
[0084]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
加压机构
[0085]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机台
[0086]
100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一模具
[0087]
200
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二模具。

技术特征：
1.一种用于冲压加工机的防皱板，该冲压加工机使用具有模槽的第一模具与具有一个模芯的第二模具而构成的上下一对模具进行冲压成形，将纤维强化树脂的预浸体成形为所需形状的引伸加工品，该防皱板用以避免产生于前述引伸加工品的侧壁的皱纹的发生及材料厚度减少所导致的断裂；前述防皱板由多个防皱板片构成，这些防皱板片分别于前述模芯的各个转角部分的外侧各配置一个，各个前述防皱板片具有一对的臂，该一对的臂中的一臂相对于另一臂垂直地延伸。2.根据权利要求1所述的用于冲压加工机的防皱板，其中，构成前述防皱板的多个防皱板片的至少一个防皱板片安装成为可个别地调整作用于与一对模具中的一模具之间的前述预浸体的夹持压力。

技术总结
本发明涉及提供可保持制作精度且实现大幅降低价格的防皱板。对此，本发明提供一种用于冲压加工机的防皱板3作为解决对策，该冲压加工机使用设有模槽1的第一模具100与设有模芯2的第二模具200构成的一对模具进行冲压成形，将被加工材料4成形为所需形状的引伸加工品，该防皱板3由多个防皱板片31、32、33、34构成，这些防皱板片分别具有沿着模槽1与模芯2的相向面的各转角部分的外周朝向二方向延伸的臂，且配置于要进行引伸加工的转角部分。且配置于要进行引伸加工的转角部分。且配置于要进行引伸加工的转角部分。


技术研发人员：済藤友明 首藤祥史
受保护的技术使用者：日本技术管理株式会社
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2023/8/5