JP2002172432A

JP2002172432A - プレス型装置

Info

Publication number: JP2002172432A
Application number: JP2000370803A
Authority: JP
Inventors: Jiro Iwatani; 二郎岩谷
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2002-06-18
Also published as: US6807838B2; US20020068108A1

Abstract

(57)【要約】【課題】素板の摺動性に優れ、引いては板厚減少を抑
制することができる優れたプレス成形性を有するプレス
型装置を提供する。【解決手段】成形凹部２の開口外周面が第１板押さえ
面５とされた上型１と、前記成形凹部２と協働して素板
Ｗを成形する下型２と、前記素板を成形する際に前記素
板の前記成形凹部２への流入を許容しつつ前記素板を押
圧状態で前記第１板押さえ面５との間で挟持する第２板
押さえ面６を有する板押さえ部材７とを備える。前記第
１板押さえ面５あるいは前記第２板押さえ面６の少なく
とも一方が複数の条線状突起を有する粗面とされ、前記
条線状突起はその条線方向が前記成型凹部２の開口縁の
周方向に対して±２５度の範囲内、好ましくはほぼ平行
に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、自動車の外板パネ
ルや内板パネルなどのプレス成形部材の成形に際し、素
板（成形用に適宜の大きさに切断した金属板）の成形型
への材料流入を円滑に行うことができるプレス型装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の安全性の向上や環境保護
に対する社会的な要請から、自動車メーカーでは自動車
ボディの強化や軽量化に取り組んでおり、従来の鋼板よ
りもさらに高強度の鋼板や、アルミニューム合金等の軽
金属板への置換が進められている。しかし、これらの高
強度材や軽金属板を用いた場合、プレス成形性が低下す
るのが通常であり、プレス成形時の板厚減少や割れ限界
の低下がこれらの材料、特に高強度材料の適用拡大の妨
げになっている。従来からプレス成形における割れ防止
対策としていくつかの技術が提案されている。一般的に
は、成形下における素板の板厚の減少を抑制することを
目的として、素板の成形凹部への材料の流入を向上させ
るべく、成形型の板押さえ面における材料の摺動性を向
上させるため、素板に高潤滑性の防錆油を塗布したり、
固形潤滑皮膜を形成したりする方法や、プレス成形時に
いわゆるプレス油を使用する方法が採られる。

【０００３】一方、素板の摺動性の向上を目的としてプ
レス型の表面粗さを制御する技術が種々提案されてい
る。例えば、『塑性と加工』vol.3, no.14, p779-784
(1962-3)には、プレス型の素板の押さえ面の粗さに関し
て、加工による条線方向を材料の流入方向、すなわち成
形部に向かって形成することによって素板の摺動性が向
上することが示されている。また、『塑性と加工』vol.
17, no.190, p867-874 (1976-11)には、型カジリ現象の
抑制についても前記技術と同様の知見が得られたことが
示されている。さらに、近年では、特許第２７１１１５
６号、特許第２８１５４１７号、特許第２８５７４９７
号に記載されているように、板押さえ面に切削加工痕を
残し、粗面にすることによって、素板の滑り抵抗を低減
する技術が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高潤滑
の防錆油や固形皮膜などを付与することによって素板の
摺動性を向上させようとすると、素材の製造コストやプ
レスによる製造コストが増大する。プレス成形時にプレ
ス油を塗布する場合も同様であり、さらにプレス現場が
油で汚染され、作業環境の劣化を招来する。また、これ
らの潤滑技術では高強度材料の成形性を補うには不十分
である。一方、プレス型の表面粗さを制御する技術につ
いても、従来の方策では必ずしも良好な摺動性が得られ
ているという訳ではなく、摺動性が向上しないばかり
か、悪化する場合があり、十分な効果が得られていない
のが現状である。本発明はかかる問題に鑑みなされたも
ので、素板の摺動性に優れ、引いては板厚減少が抑制さ
れた、優れたプレス成形性が得られるプレス型装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のプレス型装置
は、成形凹部を有し、その開口外周面が第１板押さえ面
とされた第１成形型と、前記成形凹部と協働して素板を
成形する第２成形型と、前記素板を成形する際に前記素
板の前記成形凹部への流入を許容しつつ前記素板を押圧
状態で前記第１板押さえ面との間で挟持する第２板押さ
え面を有する板押さえ部材とを備えたプレス型装置であ
って、前記第１板押さえ面あるいは前記第２板押さえ面
の少なくとも一方が複数の条線状突起を有する粗面とさ
れ、前記条線状突起はその条線方向が前記成型凹部の開
口縁の周方向に対して±２５度の範囲内に形成されたも
のである。

【０００６】本発明によれば、第１あるいは第２板押さ
え面は複数の条線状突起の形成によって粗面とされてい
るため、素板と板押さえ面との真実接触面積が減少し、
素板の摺動抵抗が低下する。さらに、突起は条線状に形
成され、その条線方向が成形凹部の開口縁の周方向に対
して±２５度の範囲内に配置されるので、プレス成形の
際、成形凹部に流入する素板が押さえ面と不連続的に接
触するようになり、摺動抵抗がさらに減少する。このた
め、プレス成形される素板の伸び変形を抑制することが
でき、成形時の割れの発生を防止することができるほ
か、成型品の板厚精度も向上する。

【０００７】また、前記条線状突起が形成された粗面は
前記開口縁の周方向に対して直角方向の表面粗さＲａが
０．０２〜６０μm となるようにするのがよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図を参照しながら説明する。図１は実施形態にか
かるプレス型装置を示しており、下面に成形凹部２が開
口するように形成された上型（ダイ）１と、前記上型１
に対して近接離反自在に設けられ、前記上型１が近接し
た際に前記成形凹部２と共働して素板Ｗを成形する凸状
成形部４を有する下型（パンチ）３と、前記下型３の外
周部に配置され、前記上型１の成形凹部２の開口部の外
周面を構成する第１板押さえ面５との間で素板Ｗを押圧
状態で挟持する第２板押さえ面６を有する板押さえ部材
７を備えている。前記上型１を板押さえ部材７の上向き
の付勢力に抗して下型３側へ下降させることにより、板
押さえ部材７に載置された素板Ｗは、前記第１板押さえ
面５と第２板押さえ面６との間に挟持されつつ、成形凹
部２側に流入し、前記成形凹部２と成形凸部４とによっ
て成形される。なお、素板Ｗとしては、鋼板やアルミニ
ューム合金板などの金属板が用いられる。

【０００９】前記成形凹部２としては、図２に示すよう
に、円筒深絞り用成形凹部２Ａや角筒深絞り用成形凹部
２Ｂ等の成形部品に応じた適宜の凹部が形成される。ま
た、前記第１板押さえ面５および／または第２板押さえ
面６には、同図に示すように、成形凹部２Ａ、２Ｂの開
口縁８の周方向（縁が直線の場合はその長さ方向、曲線
の場合は接線方向）に対して平行な方向、言い換えると
開口縁８の垂線（矢印の直線、矢印は素板流入方向を指
す。）と直角な方向に加工方向を有する条線状突起９が
多数突設形成されている。同図では、記載の便宜上、条
線状突起９の条線方向の中心線のみが記載されている。

【００１０】前記条線状突起９は、上記のように成形凹
部２の開口縁の周方向に対して平行ないし略平行に形成
する場合に限らず、成形凹部２の開口縁の周方向（開口
縁に立てた垂線に対して直角方向）に対して±２５度以
内に、好ましくは±１５度以内、より好ましくは±１０
度以内に加工方向が収まるように形成することができ
る。この場合、条線状突起は、図３に示すように、全体
として粗面を形成するように形成されておればよく、個
々の条線状突起９（図中の一点鎖線はその中心線を示
す。）は前記角度の範囲内であれば、任意の角度を採る
ことができる。

【００１１】前記条線状突起９としては、例えば図４に
示すように、縦断面形状が（Ａ）平坦底付き三角状、
（Ｂ）三角状（Ｃ）截頭三角状、（Ｄ）山形状、（Ｅ）
截頭山形状等に形成することができる。また、前記条線
状突起を含む板押さえ面に対して、クロムめっきや表面
硬化処理等の適宜の表面処理を施してもよい。これらの
条線状突起は、ボールエンドミル等による切削加工、砥
石による研削加工、研削・研磨布（紙）による手加工等
によって形成することができる。

【００１２】前記条線突起９が多数形成された粗面の粗
さは、前記開口縁の周方向に対して直角な方向（開口縁
の垂線に平行な方向）に沿って測定した表面粗さＲａ
（ＪＩＳＢ０６０１に規定の中心線平均粗さ）が好
ましくは０．０２〜６０μm 程度とするのがよい。０．
０２μm 未満では摩耗によって突起による摺動抵抗の低
減効果が劣化しやすく、一方６０μm 超では条線状突起
が粗くなり過ぎて、却って素板の摺動抵抗が増し、また
加工コストも高くなる。条線状突起の摺動性向上効果、
耐久性、加工コストを考慮すると、０．１〜４０μm 程
度が好ましい。切削加工による場合、金型製作費の低減
効果も期待できる。この場合、加工の容易さから、Ｒａ
は２〜３０μm とするのがよく、条線状突起の高さ（谷
底から頂上までの垂直距離）は０．０１〜０．２mm程度
にするのがよい。

【００１３】上記実施形態では、第１板押さえ面５、第
２板押さえ面６の両面に所定の条線状突起９を形成した
例を示したが、いずれか一方の面のみに条線状突起を形
成してもよい。また、前記条線状突起９は、成形凹部２
の開口縁にほぼ平行に沿って形成するものであるが、例
えば、絞り曲げ成形のような場合は、素板が成形凹部に
流入する範囲で板押さえ面に条線状突起を形成するよう
にすればよい。

【００１４】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的
に示すが、本発明はかかる実施例によって限定的に解釈
されるものでない。

【００１５】

【実施例】図１のプレス型装置を用いて、下記の強度が
異なる３種類の通常の冷延鋼板（板厚１．４mm）を用い
て、図５に示すようなＵ形部材を絞り曲げ成形した。図
中の値は寸法（mm）である。なお、成形の際の板押さえ
圧は同種の鋼板においてはすべて同条件とした。鋼板Ａ：引張強さ３３６ＭＰａ、伸び４０％（軟鋼板）鋼板Ｂ：引張強さ４５４ＭＰａ、伸び３４％鋼板Ｃ：引張強さ６４８ＭＰａ、伸び２４％

【００１６】成形に用いた上型の第１板押さえ面および
板押さえ部材の第２板押さえ面には、素板が流入する側
の成形凹部の開口縁の垂線に対してなす角度が０度（開
口縁に垂直、素板の流入方向）、４５度および９０度
（開口縁に平行）の方向に沿って多数の条線状突起を形
成し、粗面とした。条線状突起の加工は、ボールエンド
ミルを前記加工方向に送って切削し、ミルを横送りして
ピッチをずらして同方向に切削する加工を繰り返して行
い、図４の（Ｄ）の山形状の条線状突起を形成した。前
記ボールエンドミルの直径は３０mmであり、ピッチは
１．３mmとした。その結果形成された条線状突起の高さ
は０．０１４mmであった。また、開口縁に対して直角方
向に沿って表面粗さを測定した結果、Ｒａ＝２．７mmで
あった。

【００１７】一方、比較例として、第１板押さえ面およ
び第２板押さえ面を研削加工によって同粗さに加工した
プレス型装置を準備した。研削加工面は、通常のよう
に、加工方向に方向性が出ないように螺旋状に研削加工
された。

【００１８】各プレス型装置による摺動性は、摺動抵抗
の大小が成形品の縦壁部の板厚減少に影響することか
ら、成形後の縦壁部の板厚減少率（％）によって評価さ
れた。その結果を図６に示す。図中、破線は比較例のプ
レス型を用いて成形した場合の板厚減少率（加工の方向
性がないので各方向とも一定）である。

【００１９】図６より、条線状突起の加工方向が成形凹
部の開口縁の垂線に対して直角方向（開口縁に対して平
行方向）に近づくほど、板厚の減少率の小さい成形品が
得られており、条線状突起の加工方向が成形凹部の開口
縁の周方向（図中、角度が９０度の方向）に対して±２
５度の範囲内であれば通常仕上のプレス型と同等以上の
摺動性、板厚減少率が得られることがわかる。また、板
厚減少効果は、特に、鋼板の強度が高いほど効果的であ
ることがわかる。

【００２０】次に、前記実施例と同様、第１板押さえ面
および第２板押さえ面に、成形凹部の開口縁に平行に
０．０２〜１００μm のＲａ（開口縁に対して直角方向
に測定した中心線表面粗さ）の条線状突起を形成した。
条線状突起の形成は、Ｒａが０．２μm 以下のものは＃
２４０〜＃１０００のエメリーペーパーを用いて、それ
より大きいものはボールエンドミル（直径１０〜３０m
m）を用い、ピックフィードを１〜４mmとして連続的に
形成した。上記種々の粗面を有するプレス成形型装置に
より、前記鋼板Ｃを用いて前記Ｕ形部材を絞り曲げ成形
した。各プレス型の摺動性は前記と同様にして評価され
た。図７にその結果を示す。

【００２１】図７より、条線状突起が形成された粗面の
粗さＲａが６０μm 以下、より厳密には４０μm 以下で
は板厚の減少率はほぼ同程度の値を示すが、６０μm を
越える当たりから摺動抵抗が却って高まるようになり、
板厚減少率もそれに従って減少することがわかる。この
実施例ではＲａが０．０２μm の粗面でも条線状突起に
よる摺動抵抗低減効果が確かめられた。

【００２２】

【発明の効果】本発明のプレス型装置によれば、第１成
形型の第１板押さえ面あるいは板押さえ部材の第２板押
さえ面の少なくとも一方が複数の条線状突起を有する粗
面とされ、前記条線状突起はその条線方向が前記成型凹
部の開口縁の周方向に対して所定範囲の角度に形成され
ているので、素板の摺動抵抗が低下し、プレス成形され
る素板の伸び変形を抑制することができ、成形割れを防
止することができることは勿論のこと、成型品の板厚精
度をも向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態にかかるプレス成形型装置の断面説明
図を示す。

【図２】上型底面に開口した成形凹部の開口周面を構成
する第１板押さえ面の平面図を示す。

【図３】種々の加工方向を有する条線状突起が形成され
た板押さえ面の部分平面図を示す。

【図４】種々の条線状突起の部分縦断面図を示す。

【図５】実施例で絞り曲げ成形されたＵ形部材の断面図
である。

【図６】実施例にかかる条線状突起の形成方向と成形品
の板厚減少率との関係を示すグラフである。

【図７】実施例にかかる条線状突起を有する粗面の中心
線平均粗さと成形品の板厚減少率との関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１上型２成形凹部３下型４凸状成形部５第１板押さえ面６第２板押さえ面７板押さえ部材８開口縁９条線状突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形凹部を有し、その開口外周面が第１板
押さえ面とされた第１成形型と、前記成形凹部と協働し
て素板を成形する第２成形型と、前記素板を成形する際
に前記素板の前記成形凹部への流入を許容しつつ前記素
板を押圧状態で前記第１板押さえ面との間で挟持する第
２板押さえ面を有する板押さえ部材とを備えたプレス型
装置であって、前記第１板押さえ面あるいは前記第２板押さえ面の少な
くとも一方が複数の条線状突起を有する粗面とされ、前
記条線状突起はその条線方向が前記成型凹部の開口縁の
周方向に対して±２５度の範囲内に形成されたプレス型
装置。
【請求項２】前記粗面は前記開口縁の周方向に対して
直角方向の表面粗さＲａが０．０２〜６０μm である請
求項１に記載したプレス型装置。