JP2003285120A - 金属製薄板製品の残留応力低減方法および金型装置 - Google Patents
金属製薄板製品の残留応力低減方法および金型装置Info
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- JP2003285120A JP2003285120A JP2003012111A JP2003012111A JP2003285120A JP 2003285120 A JP2003285120 A JP 2003285120A JP 2003012111 A JP2003012111 A JP 2003012111A JP 2003012111 A JP2003012111 A JP 2003012111A JP 2003285120 A JP2003285120 A JP 2003285120A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属製薄板製品の加工後残留応力を、安価に
効率よく低減する方法および金型装置を提供すること。 【解決手段】 加熱され、あるいは室温で加工された金
属製薄板製品１に、より温度の低い、かつ製品形状を反
転させた金型２、２′を表裏面から押し付けることを特
徴とする金属製薄板製品の残留応力低減方法。このと
き、押し付け圧を、金属製薄板製品の降伏応力の１０％
以下として保持すること、上下金型と金属製薄板製品の
隙間を、前記金属製薄板製品の板厚の１０％以下とする
ことが好ましい。
効率よく低減する方法および金型装置を提供すること。 【解決手段】 加熱され、あるいは室温で加工された金
属製薄板製品１に、より温度の低い、かつ製品形状を反
転させた金型２、２′を表裏面から押し付けることを特
徴とする金属製薄板製品の残留応力低減方法。このと
き、押し付け圧を、金属製薄板製品の降伏応力の１０％
以下として保持すること、上下金型と金属製薄板製品の
隙間を、前記金属製薄板製品の板厚の１０％以下とする
ことが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてプレス加
工された金属製薄板製品の残留応力を低減する加工方法
と、および特に金型内で薄鋼板を冷却する金型装置に関
する。本発明で、薄板製品とは板厚５mm以下の製品と定
義する。
工された金属製薄板製品の残留応力を低減する加工方法
と、および特に金型内で薄鋼板を冷却する金型装置に関
する。本発明で、薄板製品とは板厚５mm以下の製品と定
義する。
【０００２】
【従来の技術】金属製薄板のプレス加工技術は、機械製
造業や電気機器製造業をはじめとして、輸送用機器製造
業、鉄鋼業など、様々な業界で用いられ、金属製薄板に
対しては、生産性の高い、高精度加工法として、最も一
般的に用いられている加工法である。一方、金属製薄板
に、塑性加工を加えると、残留応力により、スプリング
バックやしわといった形状変化が発生したり、また腐食
環境下では応力腐食割れといった問題を引き起こすこと
がある。
造業や電気機器製造業をはじめとして、輸送用機器製造
業、鉄鋼業など、様々な業界で用いられ、金属製薄板に
対しては、生産性の高い、高精度加工法として、最も一
般的に用いられている加工法である。一方、金属製薄板
に、塑性加工を加えると、残留応力により、スプリング
バックやしわといった形状変化が発生したり、また腐食
環境下では応力腐食割れといった問題を引き起こすこと
がある。
【０００３】これに対して、加工後の残留応力を低減す
る方法としては、製品を加熱炉で焼き鈍す方法、製品が
板状の場合には、張力を負荷したり、複数のロールで繰
り返し曲げ変形を与える方法などが、一般に用いられ
る。一方、薄板の形状矯正あるいは、加工性を向上させ
るため、金型や金属製原板を加熱してプレスする温間加
工法がある。
る方法としては、製品を加熱炉で焼き鈍す方法、製品が
板状の場合には、張力を負荷したり、複数のロールで繰
り返し曲げ変形を与える方法などが、一般に用いられ
る。一方、薄板の形状矯正あるいは、加工性を向上させ
るため、金型や金属製原板を加熱してプレスする温間加
工法がある。
【０００４】しかして、固体接触界面の伝熱現象に関
し、固体の熱弾性挙動により、特定な条件下で、接触が
不安定になる熱弾性不安定現象が誘起されることが知ら
れており（例えば非特許文献１）、例えば、ディスクブ
レーキの異常加熱の発生予測などに利用されているが、
残留応力の低減といった積極的な目的で、この現象を利
用した例は無い。また、特許文献１に、鍛造部品の残留
応力低減を目的として、熱間鍛造後、温度５００〜７０
０℃で３０分〜２時間保持する発明が開示されている。
また特許文献２に、プレス材料の割れやしわなどの成形
不具合の発生を防止するため、プレス材料に接する金型
表面の一部若しくは全面に、複数の凹部を形成し、この
凹部の平均直径を３０μｍ〜１００μｍに、平均深さを
１μｍ〜１０μｍにそれぞれ形成すると共に、複数の凹
部の平均間隔をその平均直径の１．３倍〜３倍に形成す
る発明が開示されている。
し、固体の熱弾性挙動により、特定な条件下で、接触が
不安定になる熱弾性不安定現象が誘起されることが知ら
れており（例えば非特許文献１）、例えば、ディスクブ
レーキの異常加熱の発生予測などに利用されているが、
残留応力の低減といった積極的な目的で、この現象を利
用した例は無い。また、特許文献１に、鍛造部品の残留
応力低減を目的として、熱間鍛造後、温度５００〜７０
０℃で３０分〜２時間保持する発明が開示されている。
また特許文献２に、プレス材料の割れやしわなどの成形
不具合の発生を防止するため、プレス材料に接する金型
表面の一部若しくは全面に、複数の凹部を形成し、この
凹部の平均直径を３０μｍ〜１００μｍに、平均深さを
１μｍ〜１０μｍにそれぞれ形成すると共に、複数の凹
部の平均間隔をその平均直径の１．３倍〜３倍に形成す
る発明が開示されている。
【０００５】
【非特許文献１】J. R. Barber and M. Comninou, Ther
moelastic contact problems,in Thermal Stresses III
(ed. R. Hetnarski), North Holland, Amsterdam (198
9), pp.1-106.
moelastic contact problems,in Thermal Stresses III
(ed. R. Hetnarski), North Holland, Amsterdam (198
9), pp.1-106.
【特許文献１】特開昭６０−６２３５号公報
【特許文献２】特開平６−２１０３７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】焼鈍により残留応力を
低減する方法は、加工時間が長く生産性が低いこと、ま
たエネルギー効率が悪いこと、さらに、残留応力が開放
されることにより冷却後の形状が変化するといった問題
がある。また張力を負荷したり、複数ロールで繰り返し
曲げ変形を与える方法は、圧延板など板状の製品のみに
適用可能で、複雑な形状にプレス成形された製品に用い
ることはできない。
低減する方法は、加工時間が長く生産性が低いこと、ま
たエネルギー効率が悪いこと、さらに、残留応力が開放
されることにより冷却後の形状が変化するといった問題
がある。また張力を負荷したり、複数ロールで繰り返し
曲げ変形を与える方法は、圧延板など板状の製品のみに
適用可能で、複雑な形状にプレス成形された製品に用い
ることはできない。
【０００７】一方、温間プレス方法は、金型の加熱に、
多量のエネルギーを要するという問題があり、また、金
属製原板を加熱する場合でも、金型に接触した面から冷
却されるため、均一な冷却を行うことが困難であり、不
均一な温度分布により更に大きな残留応力が発生する、
といった問題がある。また、圧延板など板状製品を温間
プレスで形状矯正する場合には、板厚方向に塑性変形を
与えるため、非常に大きな加圧力を必要とする、という
問題がある。また、特許文献１に開示された発明は、高
温で長時間保持する必要があるため、エネルギー効率お
よび生産性が低いという問題がある。また、特許文献２
に開示された発明は、プレス成形時に金型表面とプレス
材料間に潤滑油を封じ込めて摺動特性を向上させる目的
であり、潤滑油を用いない熱間プレス加工では効果が得
られない。
多量のエネルギーを要するという問題があり、また、金
属製原板を加熱する場合でも、金型に接触した面から冷
却されるため、均一な冷却を行うことが困難であり、不
均一な温度分布により更に大きな残留応力が発生する、
といった問題がある。また、圧延板など板状製品を温間
プレスで形状矯正する場合には、板厚方向に塑性変形を
与えるため、非常に大きな加圧力を必要とする、という
問題がある。また、特許文献１に開示された発明は、高
温で長時間保持する必要があるため、エネルギー効率お
よび生産性が低いという問題がある。また、特許文献２
に開示された発明は、プレス成形時に金型表面とプレス
材料間に潤滑油を封じ込めて摺動特性を向上させる目的
であり、潤滑油を用いない熱間プレス加工では効果が得
られない。
【０００８】本発明は、以上の従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、主としてプレス加工された
金属製薄板製品の残留応力を、極めて簡易に、かつ迅速
に低減させることを課題とする。
するためになされたもので、主としてプレス加工された
金属製薄板製品の残留応力を、極めて簡易に、かつ迅速
に低減させることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、金属接触面の伝熱現象を利用し、金属板の熱変形挙
動を詳細に検討した結果、本発明を完成させたもので、
その要旨とするところは以下の通りである。 （１）加工された金属製薄板製品の表裏面を、前記金属
製薄板製品より温度の低い金型で保持することを特徴と
する金属製薄板製品の残留応力低減方法。 （２）押し付け圧を、金属製薄板製品の降伏応力の１０
％以下として保持することを特徴とする前記（１）記載
の金属製薄板製品の残留応力低減方法。 （３）上下金型と金属製薄板製品の隙間を、前記金属製
薄板製品の板厚の１０％以下とすることを特徴とする前
記（１）又は（２）記載の金属製薄板製品の残留応力低
減方法。 （４）金型を冷却しながら金属製薄板製品を保持するこ
とを特徴とする前記（１）〜（３）の何れか１項に記載
の金属製薄板製品の残留応力低減方法。 （５）上下金型の何れか又は双方の表面の一部又は全部
に、複数の突起を形成することを特徴とする金属製薄板
製品の金型装置。 （６）上下金型の何れか又は双方の底部及び／又は縦壁
部の一部又は全部に、複数の突起を形成することを特徴
とする前記（５）記載の金属製薄板製品の金型装置。 （７）上下金型の何れか又は双方の縦壁部の一部又は全
部のみ、複数の突起を形成することを特徴とする前記
（６）記載の金属製薄板製品の金型装置。 （８）前記（５）〜（７）の何れか１項に記載の金型装
置を使用する際に、突起のピッチを、金属板の板厚より
大きくすることを特徴とする金属製薄板製品の残留応力
低減方法。 （９）前記（５）〜（７）の何れか１項に記載の金型装
置を使用する際に、突起の最大高さを、ポンチとダイス
の隙間と金属板の板厚の差よりも小さく、かつ金属板の
表面粗さよりも大きくすることを特徴とする金属製薄板
製品の残留応力低減方法。
め、金属接触面の伝熱現象を利用し、金属板の熱変形挙
動を詳細に検討した結果、本発明を完成させたもので、
その要旨とするところは以下の通りである。 （１）加工された金属製薄板製品の表裏面を、前記金属
製薄板製品より温度の低い金型で保持することを特徴と
する金属製薄板製品の残留応力低減方法。 （２）押し付け圧を、金属製薄板製品の降伏応力の１０
％以下として保持することを特徴とする前記（１）記載
の金属製薄板製品の残留応力低減方法。 （３）上下金型と金属製薄板製品の隙間を、前記金属製
薄板製品の板厚の１０％以下とすることを特徴とする前
記（１）又は（２）記載の金属製薄板製品の残留応力低
減方法。 （４）金型を冷却しながら金属製薄板製品を保持するこ
とを特徴とする前記（１）〜（３）の何れか１項に記載
の金属製薄板製品の残留応力低減方法。 （５）上下金型の何れか又は双方の表面の一部又は全部
に、複数の突起を形成することを特徴とする金属製薄板
製品の金型装置。 （６）上下金型の何れか又は双方の底部及び／又は縦壁
部の一部又は全部に、複数の突起を形成することを特徴
とする前記（５）記載の金属製薄板製品の金型装置。 （７）上下金型の何れか又は双方の縦壁部の一部又は全
部のみ、複数の突起を形成することを特徴とする前記
（６）記載の金属製薄板製品の金型装置。 （８）前記（５）〜（７）の何れか１項に記載の金型装
置を使用する際に、突起のピッチを、金属板の板厚より
大きくすることを特徴とする金属製薄板製品の残留応力
低減方法。 （９）前記（５）〜（７）の何れか１項に記載の金型装
置を使用する際に、突起の最大高さを、ポンチとダイス
の隙間と金属板の板厚の差よりも小さく、かつ金属板の
表面粗さよりも大きくすることを特徴とする金属製薄板
製品の残留応力低減方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に図面を用いて詳細を説明す
る。図１には、本発明に係わる、内部に冷却パイプ３を
有する金型２、２′で、加工された金属製薄板製品１を
上下から挟んだ状態を示す。この時、金属製薄板製品１
は、予め７００℃に加熱されており、金型の温度は室温
と同一である。
る。図１には、本発明に係わる、内部に冷却パイプ３を
有する金型２、２′で、加工された金属製薄板製品１を
上下から挟んだ状態を示す。この時、金属製薄板製品１
は、予め７００℃に加熱されており、金型の温度は室温
と同一である。
【００１１】図２は、金型２、２′と金属製薄板製品１
の接触状態を示す原理図である。ある瞬間、図２（ａ）
で示されるように、金属製薄板製品１と金型２、２′が
接触していたとする。この状態では、高温の金属製薄板
製品１の接触部は、金型２、２′から冷却されるため、
表層部分は熱収縮のため浮き上がり、微少時間後には図
２（ｂ）のような状態に変化し、（ａ）の状態と半波長
ずれた位置が、反対側の金型２、２′と接触することに
なる。上下金型２、２′と金属製薄板製品１の隙間を適
正にすることにより、（ａ）と（ｂ）の状態が繰り返さ
れ、繰り返し曲げ変形により、板厚方向の残留応力を低
減させることが可能である。
の接触状態を示す原理図である。ある瞬間、図２（ａ）
で示されるように、金属製薄板製品１と金型２、２′が
接触していたとする。この状態では、高温の金属製薄板
製品１の接触部は、金型２、２′から冷却されるため、
表層部分は熱収縮のため浮き上がり、微少時間後には図
２（ｂ）のような状態に変化し、（ａ）の状態と半波長
ずれた位置が、反対側の金型２、２′と接触することに
なる。上下金型２、２′と金属製薄板製品１の隙間を適
正にすることにより、（ａ）と（ｂ）の状態が繰り返さ
れ、繰り返し曲げ変形により、板厚方向の残留応力を低
減させることが可能である。
【００１２】上下金型は押し付け圧を付与しなくても上
記の効果を得ることができるが、押し付け圧が過大であ
ると、接触部の熱伝達が飽和してしまい、上記現象が発
生しにくくなるため、押し付け圧は金属製薄板製品の降
伏応力の１０％以下とすることが好ましい。一方、押し
付け圧の下限は特に定めることなく本発明の効果を得る
ことができるが、機械動作精度上、少なくとも正の圧下
力とすることが好ましい。
記の効果を得ることができるが、押し付け圧が過大であ
ると、接触部の熱伝達が飽和してしまい、上記現象が発
生しにくくなるため、押し付け圧は金属製薄板製品の降
伏応力の１０％以下とすることが好ましい。一方、押し
付け圧の下限は特に定めることなく本発明の効果を得る
ことができるが、機械動作精度上、少なくとも正の圧下
力とすることが好ましい。
【００１３】図２は、模式上、上下金型２、２′と金属
製薄板製品１の隙間を誇張して描いているが、実際に
は、この隙間は金属製薄板製品１の板厚の１０％以下に
することにより、上記効果が得られる。一方、金型２、
２′間の隙間が金属製薄板製品の板厚より小さいと、製
品の板厚方向に塑性変形され、製品寸法精度が低下する
ことになるので、上下金型２、２′と金属製薄板製品１
の隙間を製品板厚の０．０１％以上として薄板製品が塑
性変形しないようにすることが好ましい。
製薄板製品１の隙間を誇張して描いているが、実際に
は、この隙間は金属製薄板製品１の板厚の１０％以下に
することにより、上記効果が得られる。一方、金型２、
２′間の隙間が金属製薄板製品の板厚より小さいと、製
品の板厚方向に塑性変形され、製品寸法精度が低下する
ことになるので、上下金型２、２′と金属製薄板製品１
の隙間を製品板厚の０．０１％以上として薄板製品が塑
性変形しないようにすることが好ましい。
【００１４】また、上下金型２、２′と金属製薄板製品
１の隙間を、０として、金属板の全面が金型に接触する
場合でも、押し付け圧力を適正な範囲に保持する事によ
って、接触面圧の分布が変化し、上記と同様なメカニズ
ムで、板厚方向の残留応力を低減させることが可能であ
る。これらは、いずれも図３に示すような、金属接触面
の熱抵抗に対する、接触面圧の影響、すなわち接触面圧
の増大により接触熱抵抗が低減する性質を利用したもの
である。接触熱抵抗は、接触面の表面性状（粗さ、酸化
スケールの有無等）や、界面の雰囲気などにより変化す
るため、上記、金型２、２′と金属製薄板製品間の隙間
や、押し付け圧力の適正な範囲も、場合により変化す
る。
１の隙間を、０として、金属板の全面が金型に接触する
場合でも、押し付け圧力を適正な範囲に保持する事によ
って、接触面圧の分布が変化し、上記と同様なメカニズ
ムで、板厚方向の残留応力を低減させることが可能であ
る。これらは、いずれも図３に示すような、金属接触面
の熱抵抗に対する、接触面圧の影響、すなわち接触面圧
の増大により接触熱抵抗が低減する性質を利用したもの
である。接触熱抵抗は、接触面の表面性状（粗さ、酸化
スケールの有無等）や、界面の雰囲気などにより変化す
るため、上記、金型２、２′と金属製薄板製品間の隙間
や、押し付け圧力の適正な範囲も、場合により変化す
る。
【００１５】さらに図５には、金型２の表面に複数の突
起４を形成した場合の、金属板１との接触状態を示す原
理図を示す。図５（ａ）では平滑な金型２に、ある表面
粗さを有する金属板１が接触する様子を示す。金属板１
は一般に表面粗さより周期が長く、かつ高さも高いうね
りを有しており、特に鋼板の場合に顕著であり、そのた
め図５（ａ）に示すように金型２との接触点が少なく、
不均一な冷却となってしまう。これに対して、金型表面
の一部又は全部に複数の突起を形成することにより、金
属板１との接触点数が増大し、均一な冷却が可能とな
る。
起４を形成した場合の、金属板１との接触状態を示す原
理図を示す。図５（ａ）では平滑な金型２に、ある表面
粗さを有する金属板１が接触する様子を示す。金属板１
は一般に表面粗さより周期が長く、かつ高さも高いうね
りを有しており、特に鋼板の場合に顕著であり、そのた
め図５（ａ）に示すように金型２との接触点が少なく、
不均一な冷却となってしまう。これに対して、金型表面
の一部又は全部に複数の突起を形成することにより、金
属板１との接触点数が増大し、均一な冷却が可能とな
る。
【００１６】すなわち、図５（ｂ）に示すように、金型
２の表面に金属板１の粗さ周期よりも長周期で、かつ粗
さよりも高い、複数の突起４を形成することにより、金
属板１との接触点数が格段に増大し、均一な冷却が可能
となる。図５では、金属板の片面側のみに突起を形成す
る例を示しているが、この例に限定されるものではな
く、金属板１の両面側に突起を設けても良いし、また突
起の配置も必ずしも規則的でなくとも良い。
２の表面に金属板１の粗さ周期よりも長周期で、かつ粗
さよりも高い、複数の突起４を形成することにより、金
属板１との接触点数が格段に増大し、均一な冷却が可能
となる。図５では、金属板の片面側のみに突起を形成す
る例を示しているが、この例に限定されるものではな
く、金属板１の両面側に突起を設けても良いし、また突
起の配置も必ずしも規則的でなくとも良い。
【００１７】また、突起４のピッチｐを、金属板１の少
なくともうねりのピッチよりは小さく、かつ板厚より大
きくすることにより、金属板１との接触点数が増大し、
良好な成形が可能となる。また、突起４の最大高さを、
ポンチ及びダイスの隙間と金属板の板厚の差よりも小さ
く、かつ金属板１の表面粗さよりも大きくすることによ
り、金属板１と金型２がかじること無く、金属板１との
接触点数を増大させることができるので、良好な成形が
可能となる。
なくともうねりのピッチよりは小さく、かつ板厚より大
きくすることにより、金属板１との接触点数が増大し、
良好な成形が可能となる。また、突起４の最大高さを、
ポンチ及びダイスの隙間と金属板の板厚の差よりも小さ
く、かつ金属板１の表面粗さよりも大きくすることによ
り、金属板１と金型２がかじること無く、金属板１との
接触点数を増大させることができるので、良好な成形が
可能となる。
【００１８】また、本発明は、図６に示すようなポンチ
５、ダイス６及びしわ押さえ金型７を有する金型装置を
用いて成形を行う場合にも有効であり、この場合、ポン
チ５及びダイス６が上下金型２、２′に相当し、ポンチ
５、ダイス６の何れか又は双方の縦壁部及び底部は一般
に、均一な接触をさせることが困難であり、縦壁部及び
／又は底部の金型表面の一部又は全部に前述したような
突起を設けることにより更に良好な成形が可能となる。
また、縦壁部は一般に金属板１と金型５、６のかじりを
防止するため、隙間を設けてあるため、上下金型の何れ
か又は双方の縦壁部の一部又は全部のみ、複数の突起を
形成することにより、金属板１と金型２がかじること無
く、金属板１との接触点数を増大させることができるの
で、良好な成形が可能となる。
５、ダイス６及びしわ押さえ金型７を有する金型装置を
用いて成形を行う場合にも有効であり、この場合、ポン
チ５及びダイス６が上下金型２、２′に相当し、ポンチ
５、ダイス６の何れか又は双方の縦壁部及び底部は一般
に、均一な接触をさせることが困難であり、縦壁部及び
／又は底部の金型表面の一部又は全部に前述したような
突起を設けることにより更に良好な成形が可能となる。
また、縦壁部は一般に金属板１と金型５、６のかじりを
防止するため、隙間を設けてあるため、上下金型の何れ
か又は双方の縦壁部の一部又は全部のみ、複数の突起を
形成することにより、金属板１と金型２がかじること無
く、金属板１との接触点数を増大させることができるの
で、良好な成形が可能となる。
【００１９】
【実施例】本発明の効果を実証するため、予め反り形状
を付与した鋼製薄板を用いた実験を行った。図４に、そ
の実験方法を示す。予め曲げ加工により、所定の曲率に
塑性変形させた軟鋼板を、加熱炉内で均一に加熱し、一
対の水冷金型で、所定圧力で保持した後、軟鋼板を取り
出し、大気中で放冷後、残留変形量を測定した。この
時、変形量は、試験片を定盤の上に置いて、反りの高さ
（最大値）を測定して表した。
を付与した鋼製薄板を用いた実験を行った。図４に、そ
の実験方法を示す。予め曲げ加工により、所定の曲率に
塑性変形させた軟鋼板を、加熱炉内で均一に加熱し、一
対の水冷金型で、所定圧力で保持した後、軟鋼板を取り
出し、大気中で放冷後、残留変形量を測定した。この
時、変形量は、試験片を定盤の上に置いて、反りの高さ
（最大値）を測定して表した。
【００２０】実験条件は、下記の通りである。
試験片寸法：長さ＝１００mm 幅＝５０mm 厚さ＝１．
２mm 初期変形量（高さ）：１．０mm 試験片材質：ＳＰＣＣ 試験片表面粗度：１．０μｍ 試験片加熱温度：７００℃ 金型材質：Ｓ４５Ｃ 金型表面粗度：２．０μｍ 金型表面温度：２０℃ 雰囲気：大気中 突起形状：円筒状（直径１．０［mm］）
２mm 初期変形量（高さ）：１．０mm 試験片材質：ＳＰＣＣ 試験片表面粗度：１．０μｍ 試験片加熱温度：７００℃ 金型材質：Ｓ４５Ｃ 金型表面粗度：２．０μｍ 金型表面温度：２０℃ 雰囲気：大気中 突起形状：円筒状（直径１．０［mm］）
【００２１】表１に実験結果を示す。試験片加熱温度が
低い場合や圧下力が小さい場合には、十分な効果が得ら
れず、また試験片加熱温度が高い場合や圧下力が大きい
場合には、変形を助長することが明らかとなった。次
に、原理確認実験結果に基づき、図１に示した、ハット
型断面を有するプレス成形品に対して本発明の残留応力
低減方法を適用した結果、従来金型開放後に発生してい
た側壁の反りを、解消することができた。
低い場合や圧下力が小さい場合には、十分な効果が得ら
れず、また試験片加熱温度が高い場合や圧下力が大きい
場合には、変形を助長することが明らかとなった。次
に、原理確認実験結果に基づき、図１に示した、ハット
型断面を有するプレス成形品に対して本発明の残留応力
低減方法を適用した結果、従来金型開放後に発生してい
た側壁の反りを、解消することができた。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】本発明により、主としてプレス加工され
た金属製薄板製品の残留応力を、極めて簡易な構成で、
かつ迅速に低減させることが可能となる。
た金属製薄板製品の残留応力を、極めて簡易な構成で、
かつ迅速に低減させることが可能となる。
【図１】本発明の実施形態例を示す図である。
【図２】本発明の原理を示す図である。
【図３】接触面圧と接触熱抵抗の関係の一例を示すグラ
フである。
フである。
【図４】本発明の実施例において用いた実験方法を示す
図である。
図である。
【図５】金型の表面に複数の突起を形成した場合の、金
属板との接触状態を示す原理図を示す。
属板との接触状態を示す原理図を示す。
【図６】ポンチ、ダイス及びしわ押さえ金型を有する金
型装置を用いて本発明の成形を行う場合の断面図を示
す。
型装置を用いて本発明の成形を行う場合の断面図を示
す。
１：金属製薄板製品
２、２′：金型
３：冷却パイプ
４：突起
５：ポンチ
６：ダイス
７：しわ押さえ金型
ｐ：突起のピッチ
Claims (9)
- 【請求項１】 加工された金属製薄板製品の表裏面を、
前記金属製薄板製品より温度の低い金型で保持すること
を特徴とする金属製薄板製品の残留応力低減方法。 - 【請求項２】 押し付け圧を、金属製薄板製品の降伏応
力の１０％以下として保持することを特徴とする請求項
１記載の金属製薄板製品の残留応力低減方法。 - 【請求項３】 上下金型と金属製薄板製品の隙間を、前
記金属製薄板製品の板厚の１０％以下とすることを特徴
とする請求項１又は２記載の金属製薄板製品の残留応力
低減方法。 - 【請求項４】 金型を冷却しながら金属製薄板製品を保
持することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記
載の金属製薄板製品の残留応力低減方法。 - 【請求項５】 上下金型の何れか又は双方の表面の一部
又は全部に、複数の突起を形成することを特徴とする金
属製薄板製品の金型装置。 - 【請求項６】 上下金型の何れか又は双方の底部及び／
又は縦壁部の一部又は全部に、複数の突起を形成するこ
とを特徴とする請求項５記載の金属製薄板製品の金型装
置。 - 【請求項７】 上下金型の何れか又は双方の縦壁部の一
部又は全部のみ、複数の突起を形成することを特徴とす
る請求項６記載の金属製薄板製品の金型装置。 - 【請求項８】 請求項５〜７の何れか１項に記載の金型
装置を使用する際に、突起のピッチを、金属板の板厚よ
り大きくすることを特徴とする金属製薄板製品の残留応
力低減方法。 - 【請求項９】 請求項５〜７の何れか１項に記載の金型
装置を使用する際に、突起の最大高さを、ポンチ及びダ
イスの隙間と金属板の板厚の差よりも小さく、かつ金属
板の表面粗さよりも大きくすることを特徴とする金属製
薄板製品の残留応力低減方法。
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|---|---|---|---|
| JP2003012111A JP4441183B2 (ja) | 2002-01-22 | 2003-01-21 | 金属製薄板製品の残留応力低減方法 |
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN103357764A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-10-23 | 陈扬 | 基于硼钢钢板的热成形模具的冷却气体直冷工艺及装置 |
| WO2015130078A1 (ko) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 우신정공 주식회사 | 가압부를 구비하는 핫스템핑 성형장치와 이를 이용한 성형방법 |
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-
2003
- 2003-01-21 JP JP2003012111A patent/JP4441183B2/ja not_active Expired - Fee Related
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