JP2011011244A - Press forming method and press forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シワ発生に配慮したプレス成形技術に関する。 The present invention relates to a press molding technique in consideration of wrinkle generation.
自動車の車体パネルのような複雑な形状の製品を絞り成形する場合、ワークの部位によって絞り深さや曲率などが違うため、皺や亀裂などの不具合が発生し易い。対策として、部位毎にブランクホルダの保持力を設定する技術が提案されている(例えば、特許文献1(図1)参照。)。 When a product having a complicated shape such as a car body panel is drawn, defects such as wrinkles and cracks are likely to occur because the drawing depth and curvature differ depending on the part of the workpiece. As a countermeasure, a technique for setting the holding force of the blank holder for each part has been proposed (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 1)).
特許文献1を次図に基づいて説明する。
図6は従来のプレス成形装置の基本構成を説明する図であり、ダイス101にパンチ102が対向配置され、このパンチ102に、クッションピン103、103で押されるブランクホルダ104及びこのブランクホルダ104を付勢する加圧シリンダ105が設けられている。
Patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
FIG. 6 is a diagram for explaining the basic configuration of a conventional press forming apparatus. A
そして、ブランクホルダ104でワーク106を押さえながら、パンチ102とダイス101とで絞り加工を開始する。加工開始から加工途中までは加圧シリンダ105のピストンロッド107はブランクホルダ104から離れている。この間はクッションピン103、103による押し力のみでブランクホルダ104はワーク104を押す。
Then, drawing is started with the
加工途中で、ピストンロッド107がブランクホルダ104に当たる。以降、ブランクホルダ104は、クッションピン103、103の押し力に加圧シリンダ105の押し力を加えた大きな押し力で押される。
During processing, the
特許文献1の技術には次に述べるような問題があることが判明した。
先ず、加工開始から加工途中の間で、ワーク106の流入が発生する。流入は、ダイス101とブランクホルダ104で挟まれているワーク106がプレス機の中央(図では右側)へ移動することを指す。ワーク106のコーナー部分などの形状が複雑な部分では、流入に伴って皺が発生するなど成形不良が発生することがある。そこで、流入に伴って発生する皺発生を確実に抑制する技術が求められる。
It has been found that the technique of Patent Document 1 has the following problems.
First, inflow of the
次に、加圧シリンダ105はパンチ102に固定され、ピストンロッド107が上へ延びている。車体パネルの様に絞り深さが大きい場合、ブランクホルダのストロークを長くとる必要があるが、この構造では、ブランクホルダとの干渉を避けるため、シリンダケース108の長さを小さくせざるをえず、加圧シリンダ105のストロークを長くすることができない。
対策として、図7に示すように、パンチ102にシリンダケース108を埋設する構造が考えられる。しかし、シリンダケース108を止める部位の近傍に吊り具用フックが設けられることが多く、吊り具用フックの近傍には吊り上げ時に大きな力が加わるため、強度維持の点から、この部分にシリンダ収納穴109などの加工を施すことは好ましくない。すなわち、パンチ102に加工などを施さない構造が求められる。
Next, the
As a countermeasure, a structure in which a
本発明は、流入に伴い発生するシワを抑制することができ、且つ強度が求められる部分に加工を施す必要がないプレス成形方法及びプレス成形装置を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a press molding method and a press molding apparatus that can suppress wrinkles that occur due to inflow and do not need to process a portion that requires strength.
請求項1に係る発明は、凸型と、凹型と、クッションピンで付勢されるブランクホルダと、を用いてワークに絞り成形を施すプレス成形方法であって、
クッションピンで付勢されるブランクホルダでワークを保持した後、且つワークの流入開始前に、ブランクホルダによる保持力を増加させることで絞り成形を行うことができるようにすることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a press molding method for drawing a workpiece using a convex mold, a concave mold, and a blank holder biased by a cushion pin,
After the workpiece is held by the blank holder urged by the cushion pin and before the start of the inflow of the workpiece, the holding force by the blank holder is increased so that the drawing can be performed.
請求項2に係る発明は、凸型と、凹型と、クッションピンで付勢されるブランクホルダと、を備えるプレス成形装置であって、
このプレス成形装置は、前記クッションピンに加えて、クッションピンで付勢されるブランクホルダでワークを保持した後、且つワークの流入開始前に、ブランクホルダによる保持力を増加させる加圧機構を備え、
この加圧機構は、前記ブランクホルダに設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is a press molding apparatus comprising a convex mold, a concave mold, and a blank holder biased by a cushion pin,
In addition to the cushion pin, the press molding apparatus includes a pressurizing mechanism that increases the holding force of the blank holder after the workpiece is held by the blank holder biased by the cushion pin and before the inflow of the workpiece is started. ,
This pressurizing mechanism is provided in the blank holder.
請求項1に係る発明では、ワークの流入開始前に、ブランクホルダによる保持力を増加させるので、ワークの流入に伴って発生する皺の発生を防止することができる。 In the invention which concerns on Claim 1, since the holding force by a blank holder is increased before the inflow of a workpiece | work starts, generation | occurrence | production of the wrinkles which generate | occur | produce with the inflow of a workpiece | work can be prevented.
請求項2に係る発明では、加圧機構をブランクホルダに設けたので、凸型や凹型に加圧機構を設けるためのシリンダ収納穴などの加工を施す必要がない。すなわち、本発明によれば、強度が求められる部分に加工を施す必要がないプレス成形装置が提供される。 In the invention which concerns on Claim 2, since the pressurization mechanism was provided in the blank holder, it is not necessary to process a cylinder accommodation hole etc. for providing a pressurization mechanism in a convex type or a concave type. That is, according to the present invention, there is provided a press molding apparatus that does not need to process a portion where strength is required.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1に示されるように、プレス成形装置10は、下部に配置される凸型11と、この凸型11の上方に配置される凹型12と、この凹型12の周縁に設けられるワーク押さえ面13と、このワーク押さえ面13及び凹型12に対向配置されるブランクホルダ14と、凸型11を下から貫通して上へ延びブランクホルダ14を押す、複数本のクッションピン15と、ブランクホルダ14に設けられている加圧機構20とからなる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a
複数本のクッションピン15は、支持板16で一括支持され、この支持板16は、例えば油圧シリンダ17のピストンロッド18で支持されている。すなわち、油圧シリンダ17の作用でクッションピン15は、常にブランクホルダ14を押し上げる。
The plurality of
また、加圧機構20は、エアシリンダが好適である。エアシリンダであれば、加圧機構20は、シリンダケース21と、このシリンダケース21に収納されるピストン22と、このピストン22から下方へ延びるピストンロッド23とからなる。
エアホース24、25を用いてシリンダケース21へ高圧空気を出し入れすることにより、ピストン22を上昇、停止又は下降させることができる。併せて、ピストンロッド23の押し力(軸力)を制御することができる。
The pressurizing
The
図から明らかなように、強度が要求される凸型11には、加圧機構20を設けるためのシリンダ収納穴が設けられていない。なお、凸型11にピストンロッド23に対応して凸部27、27設けられているが、これらの凸部27、27は凸型11の強度を低下させる心配ない。
As is apparent from the figure, the
本例では、ブランクホルダ14に加圧機構20を埋設した。ブランクホルダ14は、それ程強度が要求されないため、ブランクホルダ14に穴を設け、この穴に加圧機構20を収納することが可能となった。
In this example, the pressurizing
そして、下へ延びるピストンロッド23の下端面と、上へ延びる凸部27の上端面との間隔を、クリアランスCと定義する。
The interval between the lower end surface of the
このクリアランスCの設定が、重要になる。そこで、クリアランスCの設定方法を説明する。
凸型11及びブランクホルダ14に、ワーク28を載せる。好ましくは、加圧機構20をブランクホルダ14から外しておく。外す代わりに、加圧機構20は、ピストン22の上下を大気へ開放するなどして、非作動状態にしてもよい。
一方、ブランクホルダ14はクッションピン15で常時押し上げ状態にする。
The setting of the clearance C is important. Accordingly, a method for setting the clearance C will be described.
The
On the other hand, the
次に、凹型12を下げる。すると、凹型12のワーク押さえ面13がワーク28に当たる。このときからブランクホルダ14でワーク28が保持される。このときが、ストロークSの開始点となる。ワーク押さえ面13とブランクホルダ14で強く挟まれると、ワーク28にビードが形成される。ビードはワークの流入を抑制する役割を果たす。
Next, the
更に、凹型12が下がると、ワーク28が絞られ、同時にワーク28の面に平行に作用する張力が増加する。この張力がブランクホルダ14の保持力を超えると、ワークの流入が始まる。この流入開始時点でのストロークSを記録する。
Further, when the
このストロークSは、例えば、ワーク28を高速度カメラでモニターすることで実測することができる。または、コンピュータによるシミュレーションでストロークSを予測するができる。方法は任意であるが、ストロークSを実測又は予測する。
This stroke S can be measured by, for example, monitoring the
図2に示すワーク28は車体パネルであって、車体パネルの部位A〜D毎にストロークSは、異なる。部位毎にストロークSを実測又は予測した例を、表1に示す。
The
例えば、部位AでのストロークSは10mm、部位BでのストロークSは5mm、部位CでのストロークSは8mm、部位DでのストロークSは6mmとする。
図1において、ストロークSよりもクリアランスCを小さく設定すれば、ワーク28が流入する前に、加圧機構20が作用し始める。
そこで、表1の右欄に示すように、部位AにおけるクリアランスCを、10mmより小さい7mmに設定する。部位B〜Dについても同様。
For example, the stroke S at the site A is 10 mm, the stroke S at the site B is 5 mm, the stroke S at the site C is 8 mm, and the stroke S at the site D is 6 mm.
In FIG. 1, if the clearance C is set to be smaller than the stroke S, the
Therefore, as shown in the right column of Table 1, the clearance C at the part A is set to 7 mm, which is smaller than 10 mm. The same applies to the parts B to D.
以上により、設定が終了したので、絞り作業を始める。絞り作業を、図3〜図4に基づいて説明する。
図3(a)は、凹型12が上死点位置にあり、ワーク28をセットする。そして、凹型12の下降動作を開始する。すると、(b)に示すように、凹型12のワーク押さえ面13がワーク28に当たる。この時点で、ブランクホルダ14による保持が始まる。この保持はクッションピン15の押し作用に依存する。
Since the setting is thus completed, the drawing operation is started. Drawing operation will be described with reference to FIGS.
In FIG. 3A, the
凹型12をさらに下げると、ワーク28が凸型11に当たり変形し始める。凹型12を更に下げると、図4(a)に示すように、ピストンロッド23が凸部27に当たる。この時点から、加圧機構20による加圧作用が加わる。すなわち、ブランクホルダ14は、クッションピン15の押し力と加圧機構20の押し力との合計力でワーク28を保持する。ここで、最初から強い力でワーク28を保持せず、加圧機構20による加圧力の増加を、ワーク保持後としたのは、型閉時の衝撃を避けるためである。加圧力の増加を、ワーク保持後とすることで、衝撃を避け且つ皺の発生を防止できる。
When the
また、ダイクッション圧を制御し、加圧力を増加させると、ブランクホルダ全体にわたって加圧力が一律に増加し、部位によって亀裂等が生じる可能性があるが、本発明では、フランクホルダの部位毎にシリンダを設置したため、個別にストロークの設定が可能となり、部位毎に保持力を調整することができる。 Moreover, when the die cushion pressure is controlled and the applied pressure is increased, the applied pressure increases uniformly over the entire blank holder, and there is a possibility that cracks or the like may occur depending on the part. Since the cylinder is installed, the stroke can be set individually, and the holding force can be adjusted for each part.
さらに凹型12を下げる。
もし、加圧機構20が設けられていなければ、次のような不具合が発生する。すなわち、図5(a)に示すようにブランクホルダ14と凹型12とでワーク28が押さえられているが、加圧力不足により図5(b)に示すように皺29が発生し始めると、この皺29でブランクホルダ14が下方へ撓み、結果、さらに皺29が成長するという不具合が発生する。
Further, the
If the
この点、本発明では、クッションピン15の押し力に加圧機構20の押し力を加えた大きな押し力でワーク28が保持するため、流入に伴って皺が発生する心配はない。そして、図4(b)に示すように、流入流入の際の皺の発生が抑制されたまま、凹型12が下死点位置に至り、絞り加工が終了する。
In this respect, in the present invention, since the
以上の作用をまとめると、本発明は次のようになる。
凸型11と、凹型12と、クッションピン15で付勢されるブランクホルダ14と、を用いてワーク28に絞り成形を施すプレス成形方法であって、
クッションピン15で付勢されるブランクホルダ14でワーク28を保持した後、且つワーク28の流入開始前に、ブランクホルダ14による保持力を増加させることで絞り成形を行う。
In summary, the present invention is as follows.
A press molding method of drawing a
After the
ワーク28の流入開始前に、ブランクホルダ14による保持力を増加させるので、ワーク28の流入の際の皺の発生を防止することができ、皺の発生など成形不良の発生を防止することができる。
Since the holding force by the
また、本発明は、実施例に則して次のようにまとめることもできる。
凸型11と、凹型12と、クッションピン15で付勢されるブランクホルダ14と、を用いてワーク28に絞り成形を施すプレス成形方法であって、
クッションピン15で付勢されるブランクホルダ14で押さえながらワーク28に絞り成形を施すときに発生するワークの流入開始時点を予測又は実測するステップと、予測又は実測したワークの流入開始時点より前の時点で、前記ブランクホルダ14に加圧機構20により加圧することを設定するステップと、を含み、以降は、クッションピン15で付勢されるブランクホルダ14でワーク28を保持した後、且つワーク28の流入開始前に、ブランクホルダ14による保持力を増加させることで絞り成形を行う。
The present invention can also be summarized as follows according to the embodiment.
A press molding method of drawing a
A step of predicting or actually measuring the inflow start time of the workpiece generated when the
尚、本発明は、車体パネルの成形の他、任意のブランク材の絞り成形に適用することができる。従って、処理対処ワークは、車体パネルに限定しない。 Note that the present invention can be applied to the drawing of an arbitrary blank material in addition to the formation of a vehicle body panel. Accordingly, the processing work piece is not limited to the vehicle body panel.
本発明は、車体パネルの絞り加工に供するプレス成形技術に好適である。 The present invention is suitable for a press molding technique used for drawing a body panel.
10…プレス成形装置、11…凸型、12…凹型、14…ブランクホルダ、15…クッションピン、20…加圧機構、28…ワーク、29…皺(シワ)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
クッションピンで付勢されるブランクホルダでワークを保持した後、且つワークの流入開始前に、ブランクホルダによる保持力を増加させることで絞り成形を行うことができるようにすることを特徴とするプレス成形方法。 A press molding method for drawing a workpiece using a convex mold, a concave mold, and a blank holder biased by a cushion pin,
A press characterized in that after holding a work with a blank holder biased by a cushion pin and before starting the inflow of the work, drawing can be performed by increasing the holding force by the blank holder. Molding method.
このプレス成形装置は、前記クッションピンに加えて、クッションピンで付勢されるブランクホルダでワークを保持した後、且つワークの流入開始前に、ブランクホルダによる保持力を増加させる加圧機構を備え、
この加圧機構は、前記ブランクホルダに設けられていることを特徴とするプレス成形装置。 A press molding apparatus comprising a convex mold, a concave mold, and a blank holder biased by a cushion pin,
In addition to the cushion pin, the press molding apparatus includes a pressurizing mechanism that increases the holding force of the blank holder after the workpiece is held by the blank holder biased by the cushion pin and before the inflow of the workpiece is started. ,
This pressurizing mechanism is provided in the blank holder.
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