JP2000190035A - ハイドロフォーム加工時における孔明け方法および孔明けパンチ - Google Patents

ハイドロフォーム加工時における孔明け方法および孔明けパンチ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイドロフォーム加工を行っている間にワー
クに孔を明けるに際して、孔の周縁がだれるのを少なく
抑える。 【解決手段】 上型2と下型3との間に挟み込んだ中空
状のワークWの中空部WAに液圧Pを加えてハイドロフ
ォーム加工を行った後に、液圧を加えた状態でピアスパ
ンチ4を上型2側から下型3に向けて移動させて孔明け
を行うに際して、ワークWの孔明け位置に孔WHよりも
大きな円形凹部WBを形成し、円形凹部WBの略中心に
孔明け加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、上型と下型との間
に挟み込んだ中空状のワークの中空部に液圧を加えてハ
イドロフォーム加工を行った後に、そのままの状態でワ
ークに孔を明けるのに用いられるハイドロフォーム加工
時における孔明け方法および孔明けパンチに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来において、ハイドロフォーム加工を
行った後に、液圧を加えた状態でワークに孔を明けるに
際しては、例えば、図5に示すように、上型51と下型
52との間に中空状のワークwを挟み込んで型締めした
後、ワークwの中空部waに液圧pを加えてハイドロフ
ォーム加工を行い、これと同時に、上型51に保持され
るピアスパンチ53に対して、その先端切刃53aがワ
ークwを介して受ける液圧pによる抗力とワークwを打
ち抜いて孔whを明けるのに必要な剪断力との合力以上
の力を図外の油圧シリンダから付与して、ピアスパンチ
53を上型51側から下型52に向けて移動させること
により、ワークwに孔whを明けるようにしており、打
ち抜かれた部分は、端材wkとしてワークwの中空部w
aに落下したり、仮想線で示す端材wk´として孔wh
の内側に折り曲げられたりするようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来におけ
るハイドロフォーム加工時における孔明け方法におい
て、平板の打ち抜きに用いられる下型切刃(ボタンダ
イ)に相当するものがワークwの中空部waに加えられ
る液圧pであることから、すなわち、孔whの周縁ws
の下方を剛体によって支持できないことから、図6にも
示すように、孔whの周縁wsがだれてしまううえ、こ
の周縁wsのだれ量が一定せずに液圧pの大きさによっ
て変化してしまい、孔whを利用してワークwと他のワ
ークとの締結を行う際には、緩みが発生して完全な締結
をなし得ないことがあり、とくに、だれ量が大きい場合
において、周縁wsに先端を係止させるタイプのクリッ
プでは締結不能となってしまうといった事態が起こり兼
ねないという問題を有しており、この問題を解決するこ
とが従来の課題となっていた。
【0004】
【発明の目的】本発明は、上述した従来の課題に着目し
てなされたもので、ハイドロフォーム加工を行った後
に、そのままの状態でワークに孔を明けるに際して、ワ
ークと他のワークとの緩みのない締結、および、クリッ
プを用いた締結を支障なく行い得る程度に、孔の周縁の
だれ量を抑えることが可能であるハイドロフォーム加工
時における孔明け方法および孔明けパンチを提供するこ
とを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係わ
るハイドロフォーム加工時における孔明け方法は、上型
と下型との間に挟み込んだ中空状のワークの中空部に液
圧を加えてハイドロフォーム加工を行った後に、液圧を
加えた状態でパンチを上型側から下型に向けて移動させ
て孔明けを行うに際して、ワークの孔明け位置に孔より
も大きな塑性変形部を形成し、この塑性変形部の略中心
に孔明け加工を行う構成としたことを特徴としており、
このハイドロフォーム加工時における孔明け方法の構成
を上記した従来の課題を解決するための手段としてい
る。
【0006】本発明の請求項2に係わるハイドロフォー
ム加工時における孔明け方法は、塑性変形部を孔と略同
心上の円形凹部とした構成とし、本発明の請求項3に係
わるハイドロフォーム加工時における孔明け方法は、孔
の周縁から円形凹部の周縁までの距離と、孔明け加工を
行う際に生じるだれ量との関係に基づいて、円形凹部の
直径を設定する構成としている。
【0007】本発明の請求項4に係わるハイドロフォー
ム加工時における孔明け方法は、塑性変形部を孔と略同
心上の円形凸部とし、この円形凸部の略中心に孔を明け
た後、孔の周縁と円形凸部の周縁との間を下型に向けて
押圧する構成としている。
【0008】本発明の請求項5に係わるハイドロフォー
ム加工時における孔明けパンチは、請求項4に記載のハ
イドロフォーム加工時における孔明け方法に用いるパン
チであって、先端切刃と、この先端切刃と軸方向にワー
クの肉厚以上の間隔をおいて形成されて孔の周縁と円形
凸部の周縁との間を押圧する環状押圧面を備えている構
成としたことを特徴としており、このハイドロフォーム
加工時における孔明けパンチの構成を上記した従来の課
題を解決するための手段としている。
【0009】
【発明の作用】本発明の請求項1に係わるハイドロフォ
ーム加工時における孔明け方法では、ワークの孔明け位
置に孔よりも大きな塑性変形部を形成したことで、孔の
周縁部分の面剛性が強められることから、孔明け時にお
ける孔の周縁のだれ量が大幅に減ることとなる。
【0010】本発明の請求項2に係わるハイドロフォー
ム加工時における孔明け方法では、上記した構成とした
ため、孔の周縁部分の面剛性がほぼ均一に強められるこ
ととなって、孔の周縁のだれ量が一様に少なくなり、本
発明の請求項3に係わるハイドロフォーム加工時におけ
る孔明け方法では、上記した構成としたから、円形凹部
を大きく設定し過ぎることによるだれ量の増加を阻止し
得ることとなる。
【0011】本発明の請求項4に係わるハイドロフォー
ム加工時における孔明け方法では、円形凸部の略中心に
孔を明けた時点において、孔の周縁はだれることなく上
型側に盛り上がっているので、この盛り上がった状態の
孔の周縁と円形凸部の周縁との間を下型に向けて押圧す
ると、孔の周縁は孔明け位置の周囲とほぼ同じ高さに押
し下げられ、だれのない平らな面が得られることとな
る。
【0012】本発明の請求項5に係わるハイドロフォー
ム加工時における孔明けパンチでは、先端切刃による孔
明けに連続して、環状押圧面が盛り上がった状態の孔の
周縁と円形凸部の周縁との間を下型に向けて押圧するの
で、孔の周縁にだれを生じさせない孔明け加工をなし得
ることとなる。
【0013】
【発明の効果】本発明の請求項1に係わるハイドロフォ
ーム加工時における孔明け方法では、上記した構成とし
ていることから、孔明け時における孔の周縁のだれ量を
格段に少なくすることができ、その結果、ワークと他の
ワークとの緩みのない締結を実現すると共に、クリップ
による締結が不能となるのを防ぐことが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
【0014】また、本発明の請求項2に係わるハイドロ
フォーム加工時における孔明け方法では、上記した構成
としているので、孔の周縁のだれ量をほぼ均一に少なく
することができ、本発明の請求項3に係わるハイドロフ
ォーム加工時における孔明け方法では、上記した構成と
したから、円形凹部を大きく設定し過ぎることによって
だれ量が増加してしまうのを防止することが可能である
という著しく優れた効果がもたらされる。
【0015】さらに、本発明の請求項4に係わるハイド
ロフォーム加工時における孔明け方法では、上記した構
成としたため、孔の周縁にだれが生じるのを阻止して、
孔の周縁を孔明け位置の周囲とほぼ同じ高さの平らな面
とすることが可能であるという著しく優れた効果がもた
らされる。
【0016】本発明の請求項5に係わるハイドロフォー
ム加工時における孔明けパンチでは、上記した構成とし
たから、孔の周縁にだれを生じさせることのない孔明け
加工を行うことことが可能であるという著しく優れた効
果がもたらされる。
【0017】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【0018】図1および図2は、本発明に係わるハイド
ロフォーム加工時における孔明け方法の一実施例を示し
ている。
【0019】図1はハイドロフォーム加工装置を示して
おり、このハイドロフォーム加工装置1は、上型2と、
この上型2とともに中空状のワークWを挟み込んで型締
めする下型3と、上型2に摺動可能に保持されたピアス
パンチ4を備えている。
【0020】このハイドロフォーム加工装置1により、
ハイドロフォーム加工時にワークWに孔WHを明けるに
際しては、上型2と下型3との間にワークWを挟み込ん
で型締めして、ワークWの中空部WAに液圧Pを加えて
ハイドロフォーム加工を行った後、液圧Pを加えたまま
の状態で、ピアスパンチ4に対して、その先端切刃4a
がワークWを介して受ける液圧Pによる抗力とワークW
を打ち抜いて孔WHを明けるのに必要な剪断力との合力
以上の力を図外の油圧シリンダから付与して、ピアスパ
ンチ4を上型2側から下型3に向けて移動させることに
より、ワークWに孔WHを明けるようにしている。
【0021】この場合、ワークWの孔明け位置には、孔
明けに先立って孔WHよりも大きな円形凹部(塑性変形
部)WBが孔WHと略同心上に形成されるようにしてあ
って、この円形凹部WBの直径Dは、図2のグラフに示
す孔WHの周縁から円形凹部WBの周縁までの距離d
と、孔明け加工を行う際に生じるだれ量δとの関係に基
づいて設定するようにしている。
【0022】つまり、肉厚tが2mmのワークWに深さ
Hが2〜2.5mmの円形凹部WBを形成する場合に
は、だれ量δが許容限界値以下(0.5mm以下)の
0.4mm程度になるように、図2のグラフに基づいて
距離dを約4mmに規定し、ピアスパンチ4の先端切刃
4aの直径Dpに2d(約8mm)を加えて円形凹部W
Bの直径Dを設定するようにしている。
【0023】また、肉厚tが1.4mmのワークWに深
さHが1〜1.5mmの円形凹部WBを形成する場合に
は、上記と同じくだれ量δが許容限界値以下(0.5m
m以下)の0.4mm程度になるように、図2のグラフ
に基づいて距離dを約5mmに規定し、ピアスパンチ4
の先端切刃4aの直径Dpに2d(約10mm)を加え
て円形凹部WBの直径Dを設定する。
【0024】したがって、上記したハイドロフォーム加
工時における孔明け方法では、ワークWの孔明け位置
に、孔明けに先立って孔WHよりも大きな円形凹部WB
を形成するようにしているので、孔WHの周縁部分の面
剛性が強められることから、孔明け時における孔WHの
周縁のだれ量δが大幅に減少することとなる。
【0025】また、上記したハイドロフォーム加工時に
おける孔明け方法では、円形凹部WBが孔WHと略同心
上に形成されるようにしているため、孔WHの周縁部分
の面剛性がほぼ均一に強められることとなって、孔WH
の周縁のだれ量δが一様に少なくなり、この際、円形凹
部WBの直径Dを図2のグラフに示す孔WHの周縁から
円形凹部WBの周縁までの距離dと、孔明け加工を行う
際に生じるだれ量δとの関係に基づいて設定するように
していることから、円形凹部WBを大きく設定し過ぎる
ことで生じるだれ量δの増加を阻止し得ることとなる。
【0026】図3および図4は、本発明に係わるハイド
ロフォーム加工時における孔明け方法の他の実施例およ
びこの孔明け方法に採用される孔明けパンチの一実施例
を示している。
【0027】図3に示すように、この実施例では、ハイ
ドロフォーム加工時における孔明けに先立って、ワーク
Wの孔明け位置に、孔WHよりも大きな円形凸部(塑性
変形部)WCが孔WHと略同心上に形成されるようにし
ており、この円形凸部WCの直径D´は、平板に孔明け
加工を施す際に生じる図2(a)の液圧とだれ量δとの
関係に基づいて設定され、円形凸部WCの高さhは、平
板に孔明け加工を施す際に生じるだれ量δを0.2〜
0.3mm上回る大きさに設定されている。
【0028】また、この孔明け方法において採用される
ピアスパンチ5は、先端切刃5aと、この先端切刃5a
と軸方向にワークWの肉厚以上の間隔をおいて形成され
た環状押圧面5bを備えており、この環状押圧面5b
は、図4に示すように、ハイドロフォーム加工時におい
て先端切刃5aにより円形凸部WCの略中心に孔WHを
明けた後、孔WHの周縁と円形凸部WCの周縁との間を
下型3に向けて押圧するようになっている。
【0029】この実施例によるハイドロフォーム加工時
における孔明け方法および孔明けパンチにおいて、ハイ
ドロフォーム加工時に図外の油圧シリンダの作動により
ピアスパンチ5を降下させると、その先端切刃5aによ
って円形凸部WCの略中心に孔WHが明けられる。
【0030】この時点では、孔WHの周縁はだれること
なく上型2側に盛り上がった状態で残っており、続いて
ピアスパンチ5をさらに降下させてその環状押圧面5b
によって盛り上がった状態で残存している孔WHの周縁
と円形凸部WCの周縁との間を下型3に向けて押圧する
と、孔WHの周縁は孔明け位置の周囲とほぼ同じ高さに
押し下げられることから、だれのない平らな面が得られ
ることとなる。
【0031】本発明に係わるハイドロフォーム加工時に
おける孔明け方法および孔明けパンチの詳細な構成は、
上記した実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるハイドロフォーム加工
時における孔明け方法によってワークに孔を明けた状態
を示す断面説明図である。
【図2】(a) 図3の孔明け方法に採用される円形凸
部(塑性変形部)の直径および高さを設定するのに用い
る平板を孔明けする際の液圧とだれ量との関係を示すグ
ラフである。 (b) 図1の孔明け方法に採用される円形凹部(塑性
変形部)の直径を設定するのに用いる孔の周縁から円形
凹部の周縁までの距離と孔明け加工を行う際に生じるだ
れ量との関係を示すグラフである。
【図3】本発明の他の実施例によるハイドロフォーム加
工時における孔明け方法およびこの孔明け方法に採用さ
れるパンチを示すワークに孔を明ける直前の断面説明図
である。
【図4】図3の孔明け方法およびパンチによってワーク
に孔を明けた状態を示す断面説明図である。
【図5】従来のハイドロフォーム加工時における孔明け
方法によってワークに孔を明けた状態を示す断面説明図
である。
【図6】図5のA−A線位置での断面説明図である。
【符号の説明】
2 上型 3 下型 4,5 ピアスパンチ(孔明けパンチ) 5a 先端切刃 5b 環状押圧面 D 円形凹部の直径 D´ 円形凸部の直径 d 孔の周縁から円形凹部の周縁までの距離 P 液圧 W ワーク WA ワークの中空部 WB 円形凹部(塑性変形部) WC 円形凸部(塑性変形部) WH 孔 δ だれ量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B21D 28/34 B21D 28/34 C (72)発明者 中 川 成 幸 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 4E048 KA02 KA09 LA01 LA17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上型と下型との間に挟み込んだ中空状の
    ワークの中空部に液圧を加えてハイドロフォーム加工を
    行った後に、液圧を加えた状態でパンチを上型側から下
    型に向けて移動させて孔明けを行うに際して、ワークの
    孔明け位置に孔よりも大きな塑性変形部を形成し、この
    塑性変形部の略中心に孔明け加工を行うことを特徴とす
    るハイドロフォーム加工時における孔明け方法。
  2. 【請求項2】 塑性変形部を孔と略同心上の円形凹部と
    した請求項1に記載のハイドロフォーム加工時における
    孔明け方法。
  3. 【請求項3】 孔の周縁から円形凹部の周縁までの距離
    と、孔明け加工を行う際に生じるだれ量との関係に基づ
    いて、円形凹部の直径を設定する請求項2に記載のハイ
    ドロフォーム加工時における孔明け方法。
  4. 【請求項4】 塑性変形部を孔と略同心上の円形凸部と
    し、この円形凸部の略中心に孔を明けた後、孔の周縁と
    円形凸部の周縁との間を下型に向けて押圧する請求項1
    に記載のハイドロフォーム加工時における孔明け方法。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載のハイドロフォーム加工
    時における孔明け方法に用いるパンチであって、先端切
    刃と、この先端切刃と軸方向にワークの肉厚以上の間隔
    をおいて形成されて孔の周縁と円形凸部の周縁との間を
    押圧する環状押圧面を備えていることを特徴とする孔明
    けパンチ。
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