JP2013166164A - 金属板の曲げ加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の金属板2の曲げ加工方法は、ダイ3に載置した金属板2をプレス加工により所定の曲げ線(曲げ線L)に沿って折り曲げる金属板2の曲げ加工方法である。そして、金属板2を所定の曲げ線(曲げ線L)に沿って折り曲げる最終曲げ工程の前に、最終曲げ工程でのプレス位置よりもプレス位置をずらしてプレスして、金属板2を所定の曲げ線(曲げ線L)とは異なる曲げ線(曲げ線L1、L2等)に沿って折り曲げる予備曲げ工程を備えている。その結果、最終曲げ工程における押し込み量(パンチ4が金属板2に接触してからのストローク量)を小さくでき、成形荷重を低減できる。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態に係るプレス機1は、図1に示すように、金属板2が載置されるダイ3と、金属板2をプレスするパンチ4とを有している。
ダイ3は、中央部にV字状の凹み部5aが形成されたダイ本体5と、凹み部5aの両肩にそれぞれ固定された2本のロール6(6a、6b)とを有するロールを組み合わせたV型ダイである。
パンチ4は、先端部4aの形状がロール6の軸方向から見てV字(U字)のV型パンチであり、全体としてV字(U字)形状をロール6の軸方向に延ばした形状をしている。そして、パンチ4は、凹み部5aの中央付近(最も凹みの深さが大きい部分の近傍)を上下動できるように配置されている。そのため、パンチ4を降下させることで、パンチ4により金属板2をプレスできる。
図2は、本発明に使用される金属板2(従来例に使用される金属板98でもある)の斜視図である。金属板2は、2本のロール6に載置されて使用される板状の鋼板である。金属板2の厚さtの下限は、特に限定されないが、例えば10mm以上が好ましい。また、上限は、プレス機にてプレスできる範囲であれば特に限定されないが、100mm以下が好ましく、50mm以下がより好ましい。なお、金属板2に用いられる金属材料は鋼に限定されず、アルミニウムや銅でもよく、その他金属材料であってもよい。
次に、金属板の曲げ加工方法について説明する。
まず、図8を参照しつつ従来の金属板の曲げ加工方法について説明する。図8は、従来の金属板の曲げ加工方法を段階的に説明する説明図である。従来の金属板の曲げ加工は、本発明のプレス機1と同じプレス機を使用して行うことができる。そのため、プレス機の各構成についてはプレス機1と同じ符号を付して説明する。
次に、図3を参照しつつ本発明の金属板の曲げ加工方法について説明する。図3は、本発明の金属板の曲げ加工方法を段階的に説明する説明図である。本発明の金属板の曲げ加工方法は、予備曲げ工程と最終曲げ工程とを有している。
予備曲げ工程は、最終曲げ工程でのプレス位置(後述)よりもプレス位置をずらしてプレスして、金属板2を曲げ線L(所定の曲げ線、図2参照)とは異なる曲げ線に沿って折り曲げる工程である。ここで、曲げ線L(所定の曲げ線)とは、金属板2が折り曲げられた際の折り曲げの中心線を意味し、図2に示すように、金属板2の奥行き方向に表れる仮想線である。この予備曲げ工程は、第1予備曲げ工程と第2予備曲げ工程とに分かれている。なお、折り曲げの中心線である曲げ線L(所定の曲げ線)は、加工形状に合わせて自由に定めることができる。
第1予備曲げ工程は、最終曲げ工程でのプレス位置よりもプレス位置を曲げ線Lと直交する方向のうちの一方に所定距離d1(図2参照)ずらしてプレスして、金属板2を曲げ線Lと異なる曲げ線L1(第1の曲げ線、図2参照)に沿って折り曲げる工程である。この第1予備曲げ工程は、本発明の金属板の曲げ加工方法において、最初に行われる。
第2予備曲げ工程は、最終曲げ工程でのプレス位置よりもプレス位置を曲げ線Lと直交する方向のうちの他方に所定距離d2(図2参照)ずらしてプレスして、金属板2を曲げ線Lと異なる曲げ線L2(第2の曲げ線、図2参照)に沿って折り曲げる工程である。この第2予備曲げ工程は、本発明の金属板の曲げ加工方法において、第1予備曲げ工程の次に行われる。
最終曲げ工程は、金属板2を曲げ線Lに沿って折り曲げる工程である。この最終曲げ工程は、本発明の金属板の曲げ加工方法において、最後(第2予備曲げ工程の後)に行われる。
本実施形態においては、第1予備曲げ工程及び第2予備曲げ工程において、プレス位置を曲げ線Lと直交する方向にずらして予備曲げを行ったが、ずらす方向は、曲げ線Lと直交する方向でなくてもよい。即ち、曲げ線L1や曲げ線L2が曲げ線Lと平行にならなくてもよい。また、曲げ線L1及び曲げ線L2が曲げ線Lを挟んで反対側となるように、第1予備曲げ工程及び第2予備曲げ工程のプレス位置を定めたが、反対側とせず同じ側としてもよい。
(実施例1)
次に、本発明の実施例について説明する。前記した従来の金属板の曲げ加工方法と、本発明の金属板の曲げ加工方法とで、それぞれ金属板の曲げ加工を行い、成形荷重の比較、加工後の金属板の形状の比較を行った。実施例1に用いたプレス機及び金属板の各部の寸法、材質、物性は以下のとおりである。なお、図4に実施例1に使用される金属板の斜視図を示す。
プレス機(従来例と本発明ともに同じものを使用した)
パンチ先端部R:127mm
ダイスパン:360mm
ダイ肩R:3mm
金属板(従来例と本発明ともに同じものを使用した)
寸法:
厚さt:28mm
幅W:600mm
奥行き:190mm
物性:
降伏応力:394MPa
引張強度:494MPa
全伸び:25%
材質:船体用圧延鋼材/高張力鋼
金属板の厚さ、及び、成形条件を変更して、実施例1と同様の試験を行った。それぞれの成形条件等及び結果を表2に示す。なお、表2において、成形角度αとは、曲げ線(C)に沿って金属板を折り曲げた際の金属板の曲げ角度(0°<α<180°)である。また、ずらし量とは、曲げ線(C)と曲げ線(L)との間隔及び曲げ線(C)と曲げ線(R)との間隔を示す。即ち、第1予備曲げ工程でのずらし量と第2予備曲げ工程でのずらし量は全ての実験において同じである。表2に示すとおり、金属板の厚さ、及び、成形条件を各々変更しても、成形荷重を従来の約85%程度(74%〜93%、表2荷重比参照)にまで低減できることが分かった。
(効果1)
本発明の効果について説明する。本発明の金属板の曲げ加工方法においては、金属板を所定の曲げ線に沿って折り曲げる最終曲げ工程の前に、最終曲げ工程でのプレス位置よりもプレス位置をずらしてプレスして、金属板を所定の曲げ線とは異なる曲げ線に沿って折り曲げる予備曲げ工程を備えている。よって、金属板が所定の曲げ線に沿って折り曲げられる前に、所定の曲げ線とは異なる曲げ線に沿って予備曲げが行われることとなる。そのため、最終曲げ工程での押し込み量(パンチが材料に接触してからのストローク量)が小さくなる。その結果、従来の金属板の曲げ加工方法よりも、成形荷重を小さくすることができる。なお、金属板はスプリングバックを起こし、さらにそのスプリングバック量がばらつくため、従来例においても、予め定めた所定の曲げ線を数回プレスすることとなるので、従来の金属板の曲げ加工方法から生産性を大きく変えることなく、本発明の金属板の曲げ加工方法を行うことができる。
また、予備曲げ工程は、最終曲げ工程でのプレス位置よりも、プレス位置を所定の曲げ線と直交する方向のうちの一方にずらしてプレスして、金属板を所定の曲げ線とは異なる第1の曲げ線に沿って折り曲げる第1予備曲げ工程と、プレス位置を他方にずらしてプレスして第2の曲げ線に沿って折り曲げる第2予備曲げ工程とを有している。よって、予備曲げは、所定の曲げ線と平行に、かつ、所定の曲げ線の両側をプレスして行われることとなる。そのため、予備曲げ工程における曲げの方向が最終曲げ工程における曲げの方向と同じとなり、かつ、予備曲げ後の形状が最終曲げ後(金属板加工後)の形状と大きく異なることもない。その結果、曲げ精度を保ったまま成形荷重を低減でき、かつ、最終曲げ工程で金属板やパンチに無理な力が生じることもない。
また、所定の曲げ線と第1の曲げ線との間隔と、所定の曲げ線と第2の曲げ線との間隔とが同じである。よって、予備曲げ後の形状が最終曲げ後(金属板加工後)の形状とより近い形状となり、より小さい力で効率的に最終曲げ工程を行うことができる。
また、最終曲げ工程での必要ストローク量よりも小さく、かつ、第1予備曲げ工程でのストローク量よりも大きいストローク量で前記第2予備曲げ工程を行っている。即ち、各工程でのストローク量を段階的に増やしている。よって、各工程での成形荷重の差を小さくでき、最終曲げ工程で無理な力がかかることがない。
また、加工する金属板は、厚さが10mm以上100mm以下の鋼板である。当該厚さの鋼板であれば、本発明の金属板の曲げ加工方法により、従来例に比べて成形荷重を小さくできる。
2、98 金属板
3 ダイ
4 パンチ
5 ダイ本体
6(6a、6b) ロール
Claims (5)
- ダイに載置した金属板をプレス加工により所定の曲げ線に沿って折り曲げる金属板の曲げ加工方法であって、
前記金属板を前記所定の曲げ線に沿って折り曲げる最終曲げ工程の前に、
前記最終曲げ工程でのプレス位置よりもプレス位置をずらしてプレスして、前記金属板を前記所定の曲げ線とは異なる曲げ線に沿って折り曲げる予備曲げ工程を備える、金属板の曲げ加工方法。 - 前記予備曲げ工程は、
前記最終曲げ工程でのプレス位置よりも、プレス位置を前記所定の曲げ線と直交する方向のうちの一方にずらしてプレスして、前記金属板を前記所定の曲げ線とは異なる第1の曲げ線に沿って折り曲げる第1予備曲げ工程と、
前記最終曲げ工程でのプレス位置よりも、プレス位置を前記所定の曲げ線と直交する方向のうちの他方にずらしてプレスして、前記金属板を前記所定の曲げ線とは異なる第2の曲げ線に沿って折り曲げる第2予備曲げ工程と、
を有する、請求項1に記載の金属板の曲げ加工方法。 - 前記所定の曲げ線と前記第1の曲げ線との間隔と、前記所定の曲げ線と前記第2の曲げ線との間隔とが同じである、請求項2に記載の金属板の曲げ加工方法。
- 前記最終曲げ工程での必要ストローク量よりも小さく、かつ、前記第1予備曲げ工程でのストローク量よりも大きいストローク量で前記第2予備曲げ工程を行う、請求項2又は3に記載の金属板の曲げ加工方法。
- 前記金属板は、厚さが10mm以上100mm以下の鋼板である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属板の曲げ加工方法。
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