JP2006212680A - 塗装鋼板の成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 図(c)は比較例の平面断面図であり、幅広の鍔120が形成されており、周長L1のラインから折り曲げる。図(d)は図(c)の断面図であり、鍔120を想像線の位置まで曲げる。鍔120の外縁に注目すると、曲げ前の周長はL3で、曲げ後の周長はL1となる。周長がL3からL1に変化するため、周長差が皺の発生させる。これに対して、本発明に係る図(b)は、縦部38を別途絞り高低で形成する。曲げ工程では幅狭のフランジ部46だけを想像線の位置まで曲げる。周長L2と周長L1の差は許容できる範囲に決めるため、曲げによる皺の発生は防止することができる。皺が発生しなければ、塗装が剥がれる心配はなく、安定した塑性加工を行うことができる。
【選択図】 図7
Description
(a)において、ダイ111に、アッパーケース103の端部107を載せ、この端部107にロアインナーケース102の端部106を載せ、この端部106にロアケース101の端部105を載せ、パンチ112を下げる(矢印D)。パンチ112の下面に設けた凹部113でアッパーケース103の端部107を矢印Eのごとく、曲げる。
対策として、塗装が剥がれないようにして塗装鋼板を塑性加工する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
まず、原金属板におけるシミュレーション(CAE解析)が必須であるため、解析コストが発生する。
準備した塗装鋼板の周縁部を、第1のブランクホルダで押さえながら中央部を絞ることで第1成形体を得る第1絞り工程と、
前記第1のブランクブランクホルダで押さえることで第1成形体に残した第1平坦部の周縁部を、第2のブランクホルダで押さえながら第1平坦部の残部がL字断面となるように絞ることで第2成形体を得る第2絞り工程と、
前記第2のブランクブランクホルダで押さえることで第2成形体に残した第2平坦部から不要部分を切除して第3成形体を得るトリム工程と、
第2平坦部の残部をフランジ部、前記L字断面を縦部と横部と呼ぶときに、前記フランジ部が前記縦部と面一になるように、前記フランジ部を曲げることで第4成形体を得る曲げ工程と、からなり、
燃料タンクの上半体のような容器半体を、塗装鋼板から成形することを特徴とする。
幅広であるため、曲げ加工直前時点で、縦部の基部周長とフランジ部の先端部周長とは著しく異なる。曲げ加工を行うと長い方の先端部周長が短い方の基部周長に近づくため、先端部は一部縮むが、残り部は皺となる。皺は塗膜剥離を引き起こす。
そして、フランジ部は幅狭である。幅狭のフランジ部を曲げ工程で曲げる分には皺は発生しない。
第2絞り工程と曲げ工程とで幅広の部位を形成するため、複雑なシミュレーションは必要なく、工程数が著しく増加することもない。
図1は本発明に係る燃料タンクの上半体の断面図であり、容器半体としての燃料タンクの上半体10は、巻締め工程へ投入する塑性加工品であり、湾曲本体部11の下端部に、鍔部12と、この鍔部12から下げた立ち下がり部13とを備える(図11(a)符号107参照)。なお、14は給油穴用開口である。
図3は本発明の準備工程及び第1絞り工程の説明図であり、適当な大きさに切断した塗装鋼板21を準備する。なお、塗装鋼板21は、厚さ0.4〜2.0mmの炭素鋼鋼板の両面(又は片面)に厚さ10〜100μmの塗膜を被せてなり、一般に製鉄所などの鋼材製造ラインで製造される。
そして、平板状の塗装鋼板21を、第1のブランクホルダ24と第1雌型22とで強く挟む。次に、第1雌型22と共に塗装鋼板21を下げ、第1雄型23により塗装鋼板21の中央部分(第1のブランクホルダ24より内側の部分)を絞る。以上の工程を第1の絞り工程という。
この第1平坦部27を含む第1成形体26は、第1絞り加工装置25から外し、次に説明する第2絞り加工装置へ移す。
そして、第2雄型32に第1成形体26をセットし、第1平坦部27の周縁部34を、第2のブランクホルダ33と第2雌型31とで強く挟む。
以上の工程を第2の絞り工程という。この第2の絞り工程を実施した結果、想像線で示す部分を含む第2成形体35を得ることができる。
この第2成形体35は、第2絞り加工装置30から外し、次に説明するトリム加工装置へ移す。
第2成形体35は、横部37と縦部38からなるL字断面を含み、このL字断面の縦部下端から第2平坦部39を延ばした形態になる。なお第2平坦部39は、図4に示した第2のブランクホルダ33で挟んだことで得られた平坦部である。
このフランジ部46を含む第3成形体45は、トリム加工装置40から外し、次に説明する曲げ加工装置へ移す。
そして、実線で示す第3成形体45を受け型51に載せ、横部37を押さえ部材53で押さえ、フランジ部46を曲げ部材52で約90°曲げて、フランジ部46が縦部38と同一面、すなわち面一になるようにする。以上の工程を曲げ工程という。曲げ工程の結果、縦部38とフランジ部46とが面一になった第4成形体54を得ることができる。この第4成形体54は図1に示す燃料タンクの上半体10に相当する。
図7は実施例と比較例との対比説明図であり、実施例を(a)、(b)、比較例を(c)、(d)で説明する。
(a)は図6の7−7線断面図(ただし、アール部15のみ)であり、半径Rrで縦部38が成形され、この縦部38から幅Wのフランジ部46が膨出しているとする。
横部37の外縁の周長L1は、直径×π×(1/4)で求めることができるから、L1=2×Rr×π×(1/4)=π・Rr/2の計算により、π・Rr/2となる。
フランジ部46の外縁の周長L2は、L2=2×(Rr+W)×π×(1/4)=π・(Rr+W)/2の計算により、π・(Rr+W)/2となる。
(c)は絞り工程、トリム工程を経た成形体を示す。この成形体は、(b)に示す横部37、縦部38及びフランジ部46を合計したところの大きな幅の鍔部120を有する。
(d)は(c)の断面図であり、周長L1(半径Rrの円弧)で折り曲げることを示す。この曲げ工程により、(b)と同一品を得ることができる。鍔部120の外縁の周長をL3とすれば、曲げ工程の前後で周長L3が周長L1に変化する。
周長差(L3−L1)は、L3−L1=π・(Rr+2W)/2−π・Rr/2=π・Wの計算で求まる。周長差π・Wは実施例の2倍であり、半分(π・W/2)がフランジ部46の内部変形で吸収されるとしても、残りのπ・W/2が吸収されずに、皺を発生させ、塗膜の剥離を招く。
コーナーの半径Rrが30mm、45mm及び60mmの金型を準備し、塗装鋼板に第1絞り工程、第2絞り工程を施し、フランジ部43の幅Wが7mm〜20mmになるようにトリム工程を施し、曲げ工程を実施したときに、塗膜の剥離が発生したか否かを調べた。
図8は本発明に係るRrとWの関係を示すグラフ図であり、フランジ部の幅Wが小さいほど結果が良好になり、コーナーの半径Rrが大きいほど結果は良好となることが確認できた。
例えば、表1で右下隅の「窓」は、Wが7mm、Rrが60mmであるから、には、7/60=0.11の計算により、0.11を当てはめる。他の窓も同様に計算して次の表を完成する。
W/Rが30%以下であれば、塗膜の剥離が認められず、良好な成形体が得られることが判明したことになる。
Claims (1)
- 片面若しくは両面に塗装を施した塗装鋼板を準備する工程と、
準備した塗装鋼板の周縁部を、第1のブランクホルダで押さえながら中央部を絞ることで第1成形体を得る第1絞り工程と、
前記第1のブランクブランクホルダで押さえることで第1成形体に残した第1平坦部の周縁部を、第2のブランクホルダで押さえながら第1平坦部の残部がL字断面となるように絞ることで第2成形体を得る第2絞り工程と、
前記第2のブランクブランクホルダで押さえることで第2成形体に残した第2平坦部から不要部分を切除して第3成形体を得るトリム工程と、
第2平坦部の残部をフランジ部、前記L字断面を縦部と横部と呼ぶときに、前記フランジ部が前記縦部と面一になるように、前記フランジ部を曲げることで第4成形体を得る曲げ工程と、からなり、
燃料タンクの上半体のような容器半体を、塗装鋼板から成形することを特徴とする塗装鋼板の成形方法。
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