JP2016193442A - Press-molding device - Google Patents

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JP2016193442A JP2015073549A JP2015073549A JP2016193442A JP 2016193442 A JP2016193442 A JP 2016193442A JP 2015073549 A JP2015073549 A JP 2015073549A JP 2015073549 A JP2015073549 A JP 2015073549A JP 2016193442 A JP2016193442 A JP 2016193442A
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山本 伸一
Shinichi Yamamoto
伸一 山本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a press-molding device applicable even to any manufacture of a circular pipe and a square pipe, without causing a flaw on a surface of a metallic plate material as a workpiece, and without causing even positional dislocation of a bending line in bending processing time such as square pipe manufacturing time.SOLUTION: A press-molding device of the present invention is the press-molding device for bending a metallic plate material, and comprises an upper metal mold and two rotary rolls provided in a lower part of the upper metal mold and placed on a roll holder. The respective two rotary rolls include a plate-like support part having a plurality of projection parts of extending in a line shape in the axial direction of the rotary rolls, and a movable angle range formed against a horizontal plane by a surface of contacting with an apex part of the plurality of projection parts, is 0-60°.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、鋼板等の金属板材から円形管や角形管等を製造する際に用いるプレス成形用装置に関する。尚、本発明で対象とする金属板材は、鋼板が代表的な材料として挙げられるが、これに限らずアルミ板、銅板、或いはチタン板等の金属板材を含む趣旨である。以下では、代表的な金属板材として、鋼板を取り上げ、これをプレス成形して角形鋼管を製造する場合を中心に説明を進める。   The present invention relates to an apparatus for press forming used when manufacturing a circular tube, a square tube or the like from a metal plate material such as a steel plate. In addition, although the metal plate material made into object by this invention is mentioned as a representative material, it is the meaning containing metal plate materials, such as not only this but an aluminum plate, a copper plate, or a titanium plate. Below, a steel plate is taken up as a typical metal plate material, and explanation is advanced centering on the case where this is press-molded and a square steel pipe is manufactured.

近年、建築コストの低減を目的として、円形鋼管や角形鋼管の柱材への適用が進められている。このうち角形鋼管は、鋼板を円形鋼管となるように一旦成形し、シーム部を溶接した円形鋼管に対して、更にロール成形して角形に成形したいわゆる「ロール成形角形鋼管」が知られている。こうしたロール成形角形鋼管は、厚さが6〜22mm程度の比較的薄い鋼板に適用されるのが一般的である。これに対し、鋼板の厚さが20mmを超えるような厚板を用いて角形鋼管を製造する場合は、角形鋼管の角部をプレス成形した後、シーム部を溶接し、いわゆる「プレス成形角形鋼管」とするのが一般的である。   In recent years, for the purpose of reducing construction costs, application to column materials of round steel pipes and square steel pipes has been promoted. Among these, a square steel pipe is a so-called “roll-formed square steel pipe” in which a steel sheet is once formed into a round steel pipe, and the seam portion is welded to the round steel pipe to form a square by further roll forming. . Such a roll-formed square steel pipe is generally applied to a relatively thin steel plate having a thickness of about 6 to 22 mm. On the other hand, when manufacturing a square steel pipe using a thick plate having a steel plate thickness exceeding 20 mm, the corner portion of the square steel pipe is press-formed, and then the seam portion is welded. "Is common.

上記のようなプレス成形角形鋼管の製造手順を図面に基づいて説明する。まず図1に示すように、幅Wの鋼板10の両端から幅W/4となる部分に破線で示した2箇所の曲げ線3、3を設定する。そして、この曲げ線3、3に沿って、鋼板10の両側をプレス成形によって折り曲げる。この際、図2に示すように、鋼板10を2つの回転ロール2、2で支持しつつ、鋼板10の上部から上部金型1の先端部分を曲げ線3に当て[図2(a)]、上部金型1を押し下げるようにして、鋼板10をV字形に曲げてプレス成形する[図2(b)]。尚、図2には示されていないが、上部金型1は、鋼板10の長さ方向に対応して長尺物となっている。   The manufacturing procedure of the above press-formed square steel pipe will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 1, two bending lines 3 and 3 indicated by broken lines are set in a portion having a width W / 4 from both ends of a steel plate 10 having a width W. Then, both sides of the steel plate 10 are bent by press forming along the bending lines 3 and 3. At this time, as shown in FIG. 2, while the steel plate 10 is supported by the two rotating rolls 2 and 2, the tip portion of the upper mold 1 is applied to the bending line 3 from the top of the steel plate 10 [FIG. 2 (a)]. Then, the upper mold 1 is pushed down, and the steel plate 10 is bent into a V shape and press-formed [FIG. 2 (b)]. Although not shown in FIG. 2, the upper mold 1 is a long object corresponding to the length direction of the steel plate 10.

上記のようなプレス成形を曲げ線3、3に沿って両側で行ない、図3(a)に示すような半割状の成形部品4とする。こうした成形部品4を一対準備し、図3(b)に示すように、相互に向き合うように重ね、2箇所の溶接部6、6を溶接することによって、プレス成形角形鋼管5を製造する。   The press molding as described above is performed on both sides along the bending lines 3 and 3 to obtain a half-shaped molded part 4 as shown in FIG. A pair of such molded parts 4 is prepared, and as shown in FIG. 3B, the press-formed square steel pipe 5 is manufactured by stacking two facing parts 6 and 6 so as to face each other.

図1〜図3に示した製造手順では、半割状の成形部品4を一対成形してから、2箇所の溶接部6、6を溶接することによって、プレス成形角形鋼管5を製造する。プレス成形角形鋼管5を製造する手順は、上記した手順に限らず、例えば図4(a)に示すように一枚の鋼板10を4箇所の曲げ線3に沿ってプレス成形して角形鋼管状とし、これを図4(b)に示すように、1箇所の溶接部6で溶接することによってプレス成形角形鋼管5を製造する手順も知られている。   In the manufacturing procedure shown in FIGS. 1 to 3, a press-formed square steel pipe 5 is manufactured by forming a pair of half-shaped molded parts 4 and then welding the two welded portions 6 and 6. The procedure for manufacturing the press-formed square steel pipe 5 is not limited to the above-described procedure. For example, as shown in FIG. 4A, a single steel plate 10 is press-formed along four bend lines 3 to form a square steel tube. As shown in FIG. 4B, a procedure for manufacturing a press-formed square steel pipe 5 by welding at one welded portion 6 is also known.

いずれの製造手順を採用するにしても、所定の曲げ線3に沿って鋼板を効果的にプレス成形する必要がある。しかしながら、上記のような回転ロールを有するプレス成形装置によって、プレス成形角形鋼管5を製造する場合は、下記のような問題がある。   Whichever manufacturing procedure is employed, it is necessary to effectively press the steel sheet along the predetermined bending line 3. However, when the press-formed square steel pipe 5 is manufactured by the press-forming apparatus having the rotating roll as described above, there are the following problems.

図5は、プレス成形したとき問題の発生状況を説明するための図である。図5(a)は、2つの回転ロール2、2を夫々保持するホルダー7、7を示した以外は、基本的に前述した図2(a)に対応しており、対応する部分には同一の参照符号を付してある。   FIG. 5 is a diagram for explaining a situation in which a problem occurs when press molding. FIG. 5A basically corresponds to FIG. 2A described above except that the holders 7 and 7 holding the two rotating rolls 2 and 2 are shown, and the corresponding parts are the same. The reference numerals are attached.

上記のようなプレス成形角形鋼管5(以下、単に「角形鋼管5」と呼ぶことがある)を製造するために、鋼板10をプレス成形する場合は、曲げ線3の位置が鋼板の幅方向で非対称となっている。また、2つの回転ロール2、2は、夫々ホルダー7、7に掲置されただけの状態であり、回転ロール2、2の回転性は不安定である。従って、プレス成形時には2つの回転ロール2、2に回転量差が生じる。その結果、前記図2(b)に示した正常な曲げ線3の位置でプレス成形されるとは限らず、図5(b)に示すように、曲げ線3の位置が若干ずれた位置Aで鋼板10が曲げられることになる。こうした状況が発生すると、正規のプレス成形品が安定して製造できない。また、ずれる量も安定していないため、ずれる量を見込んでプレス成形することもできない。   In order to produce the press-formed square steel pipe 5 (hereinafter, simply referred to as “square steel pipe 5”) as described above, when the steel plate 10 is press-formed, the position of the bending line 3 is in the width direction of the steel plate. It is asymmetric. Moreover, the two rotating rolls 2 and 2 are only put on the holders 7 and 7, respectively, and the rotating properties of the rotating rolls 2 and 2 are unstable. Therefore, a rotation amount difference occurs between the two rotary rolls 2 and 2 during press molding. As a result, it is not always press-molded at the position of the normal bending line 3 shown in FIG. 2 (b), and the position A where the position of the bending line 3 is slightly shifted as shown in FIG. 5 (b). Thus, the steel plate 10 is bent. When such a situation occurs, a regular press-formed product cannot be manufactured stably. Further, since the amount of deviation is not stable, press molding cannot be performed in anticipation of the amount of deviation.

従来のプレス成形装置では、回転ロールを用いない構成も知られている。即ち、上部金型と、当該上部金型の先端形状に対応した形状の溝部を有する下部金型によって、鋼板を挟み込んでプレス成形し、上部金型と下部金型に対応した形状にプレス成形する装置がある。このような構成の装置でプレス成形をすれば、回転ロールを用いたときのような問題は生じにくい。しかしながら、こうした構成の装置を用いてプレス成形した場合には、プレス成形の初期に、下部金型の溝肩部に鋼板が押圧され、鋼板表面に面接触によるすり疵や引っかき疵が付きやすいという別の問題がある。こうした疵は、鋼板表面での凹凸が顕著になり、その後にグラインダー処理によって鋼板の表面性状を整える必要が生じる。   In a conventional press molding apparatus, a configuration that does not use a rotating roll is also known. That is, the upper mold and the lower mold having a groove portion corresponding to the tip shape of the upper mold are press-molded by sandwiching the steel sheet, and are pressed into a shape corresponding to the upper mold and the lower mold. There is a device. If press molding is performed with an apparatus having such a configuration, problems such as those when a rotating roll is used are unlikely to occur. However, in the case of press molding using the apparatus having such a configuration, the steel plate is pressed against the groove shoulder portion of the lower mold at the initial stage of press molding, and the surface of the steel plate is likely to be crushed or scratched by surface contact. There is another problem. Such wrinkles become conspicuous on the surface of the steel sheet, and after that, it is necessary to adjust the surface properties of the steel sheet by a grinder treatment.

一方、プレス成形円形鋼管(以下、単に「円形鋼管」と呼ぶことがある)を製造する場合は、図2、5に示した上部金型1の先端部、即ち鋼板成形部の形状を変える以外は、上記と同様の装置を用いてプレス成形されるのが一般的である。但し、プレス成形によって円形鋼管を製造する場合には、鋼板の片側端部から他方端部に向かって数十ミリピッチで幅方向に送りながら、プレス成形する必要がある。こうした「送り」を実施するには、回転ロールに関連して回転駆動機構を設け、この回転駆動機構によって回転ロールの送り量を制御しつつプレス成形するのが一般的である。   On the other hand, when manufacturing a press-formed circular steel pipe (hereinafter sometimes simply referred to as “circular steel pipe”), the shape of the tip of the upper mold 1 shown in FIGS. Is generally press-molded using the same apparatus as described above. However, when a circular steel pipe is manufactured by press forming, it is necessary to press form while feeding in the width direction at a pitch of several tens of millimeters from one end of the steel plate to the other end. In order to carry out such “feeding”, it is common to provide a rotary drive mechanism in association with the rotary roll, and press forming while controlling the feed amount of the rotary roll by this rotary drive mechanism.

回転ロールを有する円形鋼管を製造するためのプレス成形装置は、角形鋼管を製造するための装置構成と、上部金型1の先端部の形状の違いや、回転駆動機構の有無以外は共通している。こうしたことから、角形鋼管および円形鋼管のいずれの製造にも適用できるようなプレス成形装置の実現が期待できる。しかしながら、これまでの回転ロールを用いたプレス成形装置では、角形鋼管および円形鋼管のいずれの製造にも適用できるようなプレス成形装置は実現されていないのが実情である。   The press forming apparatus for manufacturing a circular steel pipe having a rotating roll is common except for the apparatus configuration for manufacturing a square steel pipe, the difference in the shape of the tip of the upper mold 1, and the presence or absence of a rotation drive mechanism. Yes. For these reasons, it is expected to realize a press forming apparatus that can be applied to the production of both square steel pipes and round steel pipes. However, in the past, the press forming apparatus using a rotating roll has not realized a press forming apparatus that can be applied to the production of either a square steel pipe or a circular steel pipe.

プレス成形装置については、これまでにも様々提案されている。例えば特許文献1には、図6に示すようなプレス成形装置が提案されている。このプレス成形装置はロッカーダイ方式と呼ばれるものである。図6に示したプレス成形装置は、いわゆる「UOプレス法」によって円形鋼管を製造するためのものである。この装置では、図6に示すように、垂直方向に動くパンチ11と、ロッカーブラケット12上に置かれ軸18を中心として回転可能なロッカーダイ13からなり、左右のロッカーダイ13、13の間隔は、左右のロッカーブラケット12、12を移動することにより、予め適切な間隔にセットされている。   Various press forming apparatuses have been proposed so far. For example, Patent Document 1 proposes a press molding apparatus as shown in FIG. This press molding apparatus is called a rocker die system. The press forming apparatus shown in FIG. 6 is for manufacturing a circular steel pipe by a so-called “UO press method”. In this apparatus, as shown in FIG. 6, a punch 11 that moves in a vertical direction and a rocker die 13 that is placed on a rocker bracket 12 and that can rotate around a shaft 18, and the distance between the left and right rocker dies 13, 13 is as follows. By moving the left and right rocker brackets 12 and 12, they are set at appropriate intervals in advance.

プレス成形初期は、被成形体である鋼板16は、ロッカーダイ13の上シュー14を支点としてパンチ11に沿って曲げられる。次に、鋼板16がロッカーダイの下シュー15を支点として接すると、図6の破線に示したように、パンチ11からの荷重を介してロッカーダイ13が軸18を中心として回転し、鋼板16をパンチ11に沿って曲げて行き、除荷後のスプリングバックを考慮しつつプレス成形を終了する。   At the initial stage of press molding, the steel plate 16 as the workpiece is bent along the punch 11 with the upper shoe 14 of the rocker die 13 as a fulcrum. Next, when the steel plate 16 comes into contact with the lower shoe 15 of the rocker die as a fulcrum, the rocker die 13 rotates about the shaft 18 through the load from the punch 11 as shown by the broken line in FIG. Is bent along the punch 11, and the press molding is finished while considering the spring back after unloading.

このプレス成形装置では、ロッカーダイ13の上シュー14と下シュー15は、傾斜した面上に配置されており、プレス成形中に順次接していくように構成されている。そして、プレス成形終了時点では、ロッカーダイ13の上シュー14と下シュー15を含む面と水平面とのなす角度は、スプリンバックを考慮して、90°よりも大きく設定される。尚、前記上シュー14と下シュー15は、固定式とされているが、鋼板との摩擦抵抗を少なくするために回転式としても良いことが開示されている。   In this press molding apparatus, the upper shoe 14 and the lower shoe 15 of the rocker die 13 are arranged on an inclined surface, and are configured to sequentially contact each other during press molding. At the end of press molding, the angle formed between the surface including the upper shoe 14 and the lower shoe 15 of the rocker die 13 and the horizontal plane is set to be larger than 90 ° in consideration of the springback. The upper shoe 14 and the lower shoe 15 are fixed. However, it is disclosed that the upper shoe 14 and the lower shoe 15 may be a rotary type in order to reduce the frictional resistance with the steel plate.

図6に示したプレス成形装置は、基本的に「UOプレス法」によって円形鋼管を製造するための装置である。こうした構成は、成形初期は鋼板との接触は上シュー14のみとなり、鋼板の位置決めが不安定となり、鋼板をV字形に成形する装置に転用しても、曲げ線の位置がずれやすくなり、角形鋼管を製造する装置としては適用できない。また図6に示した上シュー14と下シュー15は、回転式としても良いことも開示されているが、ロールホルダーによって回転ロールを保持する構成とは異なるものである。   The press forming apparatus shown in FIG. 6 is an apparatus for manufacturing a circular steel pipe basically by the “UO press method”. In such a configuration, only the upper shoe 14 is in contact with the steel plate in the initial stage of molding, and the positioning of the steel plate becomes unstable. Even if the steel plate is diverted to an apparatus for forming a V-shape, the position of the bending line tends to shift, and the square shape. It cannot be applied as an apparatus for manufacturing steel pipes. Further, although it is disclosed that the upper shoe 14 and the lower shoe 15 shown in FIG. 6 may be of a rotary type, the configuration is different from the configuration in which the rotating roll is held by the roll holder.

回転ロールを用いないような構成の装置を用いてプレス成形した場合には、プレス成形の初期に、下部金型の溝肩部に鋼板が押圧され、鋼板表面に面接触によるすり疵や引っかき疵が付きやすいという別の問題があることは上述した通りである。こうしたことから、近年では、下部金型を配置する代わりに、図2、5に示したような回転ロール2によって鋼板10を支持し、この鋼板10の上方から上部金型1によって押圧してプレス成形する方式が主流となっている。しかしながら、こうした方式では、プレス成形して角形鋼管を製造する際には、上記したような回転ロール2、2の回転量の違いに起因する曲げ線3の位置ずれが発生することも上記した通りである。   When press forming is performed using an apparatus that does not use a rotating roll, the steel plate is pressed against the groove shoulder of the lower mold at the initial stage of press forming, and the surface of the steel plate is ground or scratched. As described above, there is another problem that is easily attached. Therefore, in recent years, instead of arranging the lower mold, the steel plate 10 is supported by the rotating roll 2 as shown in FIGS. 2 and 5 and pressed from above the steel plate 10 by the upper mold 1 and pressed. Molding methods are mainstream. However, in such a system, when a square steel pipe is manufactured by press forming, the displacement of the bending line 3 due to the difference in the rotation amount of the rotary rolls 2 and 2 as described above also occurs as described above. It is.

回転ロールを用いることなく、鋼板等の板材表面に疵を付けないプレス成形装置として、例えば特許文献2のような技術も提案されている。こうしたプレス成形装置の構成を図7に示す。このプレス成形装置は、図7(a)に示すように、上下動する下部テーブル23の上部に下部金型35が設けられている。下部金型35は、下部金型本体21の上面中央に長手方向に延伸してU字形に逃げ溝24が形成されていて、この逃げ溝24と下部本体21の両側肩部21Aとの間に円弧状の溝22が両側に形成されている。この円弧状の溝22には、半月形の揺動部材27が装着されており、この揺動部材27の上面平面部に板材受け部材25が乗り、この板材受け部材25と揺動部材27とは、板材受け部材25に形成した勾配面25Aにて当接し、揺動部材27は傾斜した状態となっている。   For example, a technique as disclosed in Patent Document 2 has been proposed as a press forming apparatus that does not use a rotating roll and does not wrinkle the surface of a plate material such as a steel plate. The configuration of such a press molding apparatus is shown in FIG. In this press molding apparatus, as shown in FIG. 7A, a lower mold 35 is provided on an upper part of a lower table 23 that moves up and down. The lower mold 35 extends in the longitudinal direction at the center of the upper surface of the lower mold main body 21 to form a U-shaped relief groove 24, and between the relief groove 24 and both shoulders 21 </ b> A of the lower body 21. Arc-shaped grooves 22 are formed on both sides. A half-moon shaped rocking member 27 is mounted in the arc-shaped groove 22, and a plate material receiving member 25 rides on a flat surface of the upper surface of the rocking member 27, and the plate material receiving member 25, the rocking member 27, Are brought into contact with each other at a slope surface 25A formed on the plate receiving member 25, and the swinging member 27 is inclined.

こうした構成では、図7(b)に示すように、プレス曲げ加工(以下、単に「曲げ加工」と呼ぶことがある)が進むにつれて、板材26の裏面と板材受け部材25の上面との接触面の摩擦力は板材受け部材25の勾配面25Aと揺動部材27との接触面の摩擦力より大きいので、板材受け部材25の勾配面25Aは揺動部材27の上面をすべり、曲げられる板材26に板材受け部材25は追従する。このため、曲げ加工時に板材26にすり疵等が発生することはなくなる。しかも、こうした構成のプレス成形装置では、基本的に回転ロールを用いていないので、上述したようなずれの問題も生じない。   In such a configuration, as shown in FIG. 7B, as the press bending process (hereinafter, simply referred to as “bending process”) proceeds, the contact surface between the back surface of the plate material 26 and the upper surface of the plate material receiving member 25. Is larger than the frictional force of the contact surface between the gradient surface 25A of the plate material receiving member 25 and the swing member 27, the gradient surface 25A of the plate material receiving member 25 slides on the upper surface of the swing member 27 and is bent. Then, the plate material receiving member 25 follows. For this reason, no scum or the like occurs in the plate material 26 during bending. In addition, since the press molding apparatus having such a configuration basically does not use a rotating roll, the above-described problem of deviation does not occur.

特開昭54−132458号公報JP 54-132458 A 特開平8−57541号公報JP-A-8-57541

図7に示したプレス成形装置では、下部金型35と板材26とは直接接触することがないので、下部金型35による疵が付くという問題は解消される。また、被加工材としての板材26は、板材受け部材25によって面接触した状態で支持されているので、曲げ加工時に曲げ線位置がずれる問題も生じない。   In the press molding apparatus shown in FIG. 7, the lower mold 35 and the plate material 26 are not in direct contact with each other, so that the problem of wrinkles due to the lower mold 35 is solved. Further, since the plate material 26 as a workpiece is supported in a state of surface contact by the plate material receiving member 25, there is no problem that the position of the bending line is shifted during bending.

しかしながら、このようなプレス成形装置では、半月形の揺動部材27は円弧状の溝22に装着された構成となっており、この円弧状の溝22は、円形鋼管製造用のプレス成形装置のロールホルダーとして流用することはできない。従って、このようなプレス成形装置を用いて、円形鋼管を製造するには、下部金型に相当する部分を全部入れ替える必要がある。   However, in such a press forming apparatus, the half-moon shaped rocking member 27 is mounted in the arc-shaped groove 22, and the arc-shaped groove 22 is used in the press forming apparatus for manufacturing a circular steel pipe. Cannot be used as a roll holder. Therefore, in order to manufacture a circular steel pipe using such a press molding apparatus, it is necessary to replace all the parts corresponding to the lower mold.

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被加工材としての金属板材の表面に疵を発生させることなく、また角形管製造の際のような曲げ加工時での曲げ線の位置ずれも生じることもなく、しかも円形管および角形管のいずれの製造にも適用できるようなプレス成形装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and its purpose is not to cause wrinkles on the surface of a metal plate material as a workpiece, and at the time of bending as in the production of a rectangular tube. It is an object of the present invention to provide a press molding apparatus that can be applied to the production of both circular tubes and rectangular tubes without causing any misalignment of the bending line.

上記課題を解決し得た本発明のプレス成形装置とは、金属板材を折り曲げるためのプレス成形装置であって、
上部金型と、
前記上部金型の下部に設けられ、ロールホルダー上に載置された2つの回転ロールを有し、
前記2つの回転ロールの夫々は、前記回転ロールの軸方向に線状に延びる凸部を複数有する板材支持部を有しており、
前記複数の凸部の頂部に接する面が、水平面に対してなす可動角度範囲が0〜60°であることを特徴とする。
The press molding apparatus of the present invention that has solved the above problems is a press molding apparatus for bending a metal plate material,
The upper mold,
Provided at the bottom of the upper mold, and has two rotating rolls mounted on a roll holder;
Each of the two rotating rolls has a plate material support portion having a plurality of convex portions extending linearly in the axial direction of the rotating roll,
The movable angle range which the surface which contact | connects the top part of the said some convex part makes with respect to a horizontal surface is 0-60 degrees, It is characterized by the above-mentioned.

本発明のプレス成形装置において、前記複数の凸部の頂部がプレス成形時に前記面上を摺動する距離が最小となるように前記2つの回転ロールの軸相互間距離および前記2つの回転ロールの半径に設定することが好ましい。   In the press molding apparatus of the present invention, the distance between the axes of the two rotary rolls and the distance between the two rotary rolls so that the distance that the tops of the plurality of convex portions slide on the surface during press molding is minimized. It is preferable to set the radius.

上記のようにして設定された、前記2つの回転ロールの軸相互間距離が450〜600mmであると共に、前記2つの回転ロールの半径が12.5〜50mmであることが好ましい。このとき用いられる金属板材の厚さは、10〜60mmであることが好ましい。   The distance between the axes of the two rotating rolls set as described above is preferably 450 to 600 mm, and the radius of the two rotating rolls is preferably 12.5 to 50 mm. The thickness of the metal plate used at this time is preferably 10 to 60 mm.

本発明のプレス成形装置で対象とする金属板材は、鋼板であることが最も好ましい。   Most preferably, the metal plate material targeted by the press molding apparatus of the present invention is a steel plate.

本発明によれば、上部金型と、前記上部金型の下部に設けられ、ロールホルダー上に載置された2つの回転ロールを有し、前記2つの回転ロールの夫々は、前記回転ロールの軸方向に線状に延びる凸部を複数有する板材支持部を有し、前記複数の凸部の頂部に接する面が、水平面に対してなす可動角度範囲が0〜60°であるようにしたので、金属板材の表面に疵を発生させることなく、また角形管製造の際のような曲げ加工時での曲げ線の位置ずれも生じることもなく、しかも円形管および角形管のいずれの製造にも適用できるようなプレス成形装置が実現できる。   According to the present invention, there are an upper mold and two rotating rolls provided on a lower part of the upper mold and placed on a roll holder, each of the two rotating rolls being Since the plate material support portion having a plurality of convex portions extending linearly in the axial direction has a movable angle range of 0 to 60 ° with respect to the horizontal plane, the surface in contact with the top portions of the plurality of convex portions. In addition, it does not cause wrinkles on the surface of the metal plate material, does not cause bending line misalignment during bending as in the production of a square tube, and it can be used for the production of both round and square tubes. A press molding apparatus that can be applied can be realized.

図1は、プレス成形角形鋼管の製造手順を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a procedure for manufacturing a press-formed square steel pipe. 図2は、鋼板の両側をプレス成形によって折り曲げる状況を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a situation where both sides of the steel plate are bent by press forming. 図3は、プレス成形角形鋼管を製造するときの成形部品の形状を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining the shape of a molded part when a press-formed square steel pipe is manufactured. 図4は、プレス成形角形鋼管の他の製造手順を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing another manufacturing procedure of a press-formed square steel pipe. 図5は、プレス成形するときの問題の発生状況を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a situation in which a problem occurs during press molding. 図6は、いわゆる「UOプレス法」によって円形鋼管を製造するためのプレス成形装置の例を示す概略説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory view showing an example of a press forming apparatus for manufacturing a circular steel pipe by a so-called “UO press method”. 図7は、従来のプレス成形装置の一例を示す概略説明図である。FIG. 7 is a schematic explanatory view showing an example of a conventional press molding apparatus. 図8は、本発明のプレス成形装置の例を示す概略説明図である。FIG. 8 is a schematic explanatory view showing an example of the press molding apparatus of the present invention. 図9は、本発明のプレス成形装置を用いて曲げ加工を実施したときの状態を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing a state when bending is performed using the press molding apparatus of the present invention. 図10は、凸部との接触痕の状況を示す図面代用写真である。FIG. 10 is a drawing-substituting photograph showing the situation of contact marks with the convex portion. 図11は、比較例のプレス成形装置の構成を示す概略説明図である。FIG. 11 is a schematic explanatory diagram illustrating a configuration of a press forming apparatus of a comparative example. 図12は、比較例のプレス成形装置を用いたときに面接触で発生した引っかき疵の状況を示す図面代用写真である。FIG. 12 is a drawing-substituting photograph showing the situation of scratches generated by surface contact when the press molding apparatus of the comparative example is used. 図13は、回転ロールの軸相互間距離Lを450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を10mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the roll radius and the sliding distance when the distance L between the axes of the rotating roll is 450 to 600 mm and the thickness of the steel sheet is 10 mm. 図14は、回転ロールの軸相互間距離を450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を20mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the roll radius and the sliding distance when the distance between the axes of the rotating rolls is 450 to 600 mm and the thickness of the steel sheet is 20 mm. 図15は、回転ロールの軸相互間距離を450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を30mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing the relationship between the roll radius and the sliding distance when the distance between the axes of the rotating roll is 450 to 600 mm and the thickness of the steel sheet is 30 mm. 図16は、回転ロールの軸相互間距離を450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を40mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the relationship between the roll radius and the sliding distance when the distance between the axes of the rotating roll is 450 to 600 mm and the thickness of the steel sheet is 40 mm. 図17は、回転ロールの軸相互間距離を450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を50mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing the relationship between the roll radius and the sliding distance when the distance between the axes of the rotating rolls is 450 to 600 mm and the plate thickness of the steel sheet is 50 mm. 図18は、回転ロールの軸相互間距離を450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を60mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing the relationship between the roll radius and the sliding distance when the distance between the axes of the rotating rolls is 450 to 600 mm and the thickness of the steel sheet is 60 mm.

本発明者は、ロールホルダーに掲置された2つの回転ロールによって金属板材を支持する構成を基本とし、金属板材の表面にすり疵や引っかき疵を発生しにくいものとし、また角形管製造の際のような曲げ加工時での曲げ線の位置ずれも生じることもなく、しかも円形管および角形管のいずれの製造にも適用できるようなプレス成形装置を実現すべく、様々な角度から検討した。その結果、回転ロールの軸方向に線状に延びる凸部を複数有する板材支持部を2つの回転ロールの夫々に有し、この板材支持部によって被加工材としての金属板材を支持することとし、且つ前記複数の凸部の頂部に接する面が、水平面に対してなす可動角度範囲が0〜60°であるようにすれば、上記目的が見事に達成されることを見出し、本発明を完成した。以下、本発明のプレス成形装置の構成を図面に基づいて更に詳細に説明する。   The present inventor is based on a structure in which a metal plate is supported by two rotating rolls placed on a roll holder, and the surface of the metal plate is less likely to be crushed or scratched. In order to realize a press molding apparatus that does not cause the displacement of the bending line at the time of bending as described above and can be applied to the production of both circular tubes and square tubes, the present inventors have studied from various angles. As a result, each of the two rotating rolls has a plate material supporting portion having a plurality of convex portions extending linearly in the axial direction of the rotating roll, and this plate material supporting portion supports a metal plate material as a workpiece, And if the surface which touches the top part of the said several convex part was made into the movable angle range made with respect to a horizontal surface being 0-60 degrees, it discovered that the said objective was achieved wonderfully and completed this invention. . Hereinafter, the structure of the press molding apparatus of this invention is demonstrated in detail based on drawing.

図8は、本発明のプレス成形装置の例を示す概略説明図である。図8において、図5に示した装置と対応する部分には同一の参照符号が付してある。図8に示したプレス成形装置は、角形鋼管を製造することを想定した構成である。本発明のプレス成形装置では、図8に示すように、2つの回転ロール2、2の夫々には、回転ロール2、2の軸方向に線状に延びる複数の凸部8a、8bを有し、金属板材としての鋼板10を凸部8a、8bで支持する板材支持部9、9が備えられている。この板材支持部9、9は、回転ロール2、2の夫々に、固定して設けても良いが、回転ロール2、2に一体的に成形されても良い。   FIG. 8 is a schematic explanatory view showing an example of the press molding apparatus of the present invention. In FIG. 8, parts corresponding to those of the apparatus shown in FIG. The press forming apparatus shown in FIG. 8 is configured to manufacture a square steel pipe. In the press molding apparatus of the present invention, as shown in FIG. 8, each of the two rotary rolls 2, 2 has a plurality of convex portions 8 a, 8 b extending linearly in the axial direction of the rotary rolls 2, 2. Further, plate material support portions 9 and 9 for supporting the steel plate 10 as a metal plate material by the convex portions 8a and 8b are provided. The plate material support portions 9 and 9 may be fixedly provided on each of the rotary rolls 2 and 2, but may be formed integrally with the rotary rolls 2 and 2.

尚、線状に延びる凸部8a、8bの頂部は、図8では点として表されているが、鋼板10の長さに対応するように、長手方向(即ち図8の紙面に垂直な方向)に延びる線状となっている。ここで「長手方向に延びる線状」とは、必ずしも連続的な線状である必要はなく、断続的な線状であっても良い。要するに、凸部の頂部を結ぶ線の長さが鋼板10の長さに対応できるように構成されていれば良い。こうした構成では、鋼板10と凸部8a、8bの頂部とは、線接触の状態となる。このように、板材支持部9、9と鋼板10とが、面接触しない状態となるので、プレス成形時に板材支持部9、9による鋼板10表面への疵発生が低減できる。   In addition, although the top part of the convex parts 8a and 8b extending linearly is represented as a point in FIG. 8, it corresponds to the length of the steel plate 10 in the longitudinal direction (that is, the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 8). It has a linear shape extending to Here, the “linear shape extending in the longitudinal direction” does not necessarily need to be a continuous linear shape, and may be an intermittent linear shape. In short, what is necessary is just to be comprised so that the length of the line | wire which connects the top part of a convex part can respond | correspond to the length of the steel plate 10. FIG. In such a configuration, the steel plate 10 and the tops of the convex portions 8a and 8b are in a line contact state. As described above, the plate material support portions 9 and 9 and the steel plate 10 are not in surface contact with each other, so that generation of wrinkles on the surface of the steel plate 10 by the plate material support portions 9 and 9 during press forming can be reduced.

本発明のプレス成形装置を用いてプレス成形したときの状態を、図9に示す。上部金型1によって、上方から鋼板10を押圧しつつ、板材支持部9、9によって支持された鋼板10がV字形に曲げられていく。このとき、回転ロール2、2の回転に追随して、板材支持部9、9は傾斜する。このプレス成形時には、鋼板10は、板材支持部9、9の夫々に設けられた複数の凸部8a、8bの頂部によって支持されているので、鋼板10の位置が安定し、曲げ線3の位置が狙いとする位置からずれることはない。即ち、プレス成形の進行に伴って鋼板10が傾斜していくと回転ロール2、2が強制的に回転させられるため、2つの回転ロール2、2に回転量差が生じることはなく、鋼板10の位置が安定し、曲げ線3の位置が狙いとする位置からずれることがなくなる。   FIG. 9 shows a state when press molding is performed using the press molding apparatus of the present invention. While pressing the steel plate 10 from above by the upper mold 1, the steel plate 10 supported by the plate material support portions 9, 9 is bent into a V shape. At this time, following the rotation of the rotating rolls 2 and 2, the plate material support portions 9 and 9 are inclined. At the time of press forming, the steel plate 10 is supported by the tops of the plurality of convex portions 8a and 8b provided on the plate material support portions 9 and 9, respectively, so that the position of the steel plate 10 is stabilized and the position of the bending line 3 is maintained. Will not deviate from the target position. That is, when the steel plate 10 is tilted with the progress of press forming, the rotary rolls 2 and 2 are forcibly rotated, so that there is no difference in the amount of rotation between the two rotary rolls 2 and 2. The position of the bend line 3 does not deviate from the target position.

図9に示した状態では、板材支持部9、9の夫々に設けられた複数の凸部8a、8bの頂部に接する面が、水平面に対してなす角度θ(この角度θの範囲を「可動角度範囲」と呼んでいる)が60°以下となる。また前記図8に示した状態は、この角度θが0°の状態、即ち凸部8a、8bの頂部に接する面が、水平面と一致する状態である。プレス形成角形鋼管を製造する場合には、前記角度θの上限は45°以下でも良いが、スプリングバックの低減を考慮し、またプレス成形円形鋼管を製造するプレス成形装置として適用する場合を考慮し、その上限を60°以下とした。即ち、本発明のプレス成形装置では、前記角度θが0°から60°の範囲で可動するように設定されている。   In the state shown in FIG. 9, an angle θ (the range of this angle θ is “movable”) formed by the surfaces in contact with the tops of the plurality of convex portions 8 a and 8 b provided on the plate material support portions 9 and 9 with respect to the horizontal plane. Is called 60 ° or less. Further, the state shown in FIG. 8 is a state in which the angle θ is 0 °, that is, a state where the surfaces in contact with the tops of the convex portions 8a and 8b coincide with the horizontal plane. In the case of manufacturing a press-formed square steel pipe, the upper limit of the angle θ may be 45 ° or less. However, considering the reduction of springback, and considering the case where it is applied as a press forming apparatus for manufacturing a press-formed circular steel pipe. The upper limit was set to 60 ° or less. That is, in the press molding apparatus of the present invention, the angle θ is set so as to move within a range of 0 ° to 60 °.

図8、9に示したプレス成形装置では、板材支持部9、9に設けられる凸部は夫々8a、8bの2箇所ずつである構成を示したが、凸部8a、8bの個数は2箇所に限らず、3箇所以上若しくは多数でもよい。例えば、板材支持部9、9における鋼板10と接触する側の表面形状を、線状の凸部が多数平行して並んだ波状としてもよい。但し、凸部8a、8bの個数が過度に多くなると、それだけ面接触に近い状態となって、表面疵の発生原因になるので、板材支持部9、9の凸部8a、8bの個数は、鋼板10を支持できれば、できるだけ少ない方が好ましい。こうした観点から、凸部8a、8bの設置箇所は、板材支持部9において5箇所以下であることが好ましい。   In the press molding apparatus shown in FIGS. 8 and 9, the protrusions provided on the plate material support portions 9 and 9 are each provided with two portions 8 a and 8 b, but the number of the protrusions 8 a and 8 b is two. However, the number is not limited to three and may be three or more. For example, the surface shape of the plate material support portions 9 and 9 on the side in contact with the steel plate 10 may be a wave shape in which a large number of linear protrusions are arranged in parallel. However, if the number of the convex portions 8a and 8b is excessively large, it becomes a state close to the surface contact and causes generation of surface flaws. Therefore, the number of the convex portions 8a and 8b of the plate material support portions 9 and 9 is If the steel plate 10 can be supported, it is preferable that the number is as small as possible. From such a viewpoint, it is preferable that the number of installation locations of the convex portions 8a and 8b is 5 or less in the plate material support portion 9.

鋼板10を支持するという観点からすれば、板材支持部9、9の凸部8a、8bの頂部の形状は、鋼板10と線接触できる程度に先細り状とすることも考えられる。しかしながら、あまり先尖な形状であると、鋼板10の表面に却って疵がつきやすくなる。こうした観点から、板材支持部9、9の凸部8a、8bの頂部の形状は、図8、9に示したように、断面が円弧状で凸部8a、8bの頂部で鋼板と線接触できる程度になだらかな形状であることが好ましい。   From the viewpoint of supporting the steel plate 10, the shape of the tops of the convex portions 8 a, 8 b of the plate material support portions 9, 9 may be tapered so as to be in line contact with the steel plate 10. However, if the shape is too sharp, the surface of the steel plate 10 tends to be wrinkled. From this point of view, the shape of the tops of the convex portions 8a and 8b of the plate material supporting portions 9 and 9 can be in line contact with the steel plate at the top of the convex portions 8a and 8b as shown in FIGS. It is preferable that the shape is gentle.

図8、9に示したプレス成形装置は、角形鋼管を製造するための構成を想定したものであるが、こうした構成は円形鋼管を製造するためのプレス成形装置としても適用できる。但し、先端部の形状が、円形鋼管を製造するための形状となる上部金型1に取り替える必要がある。また円形鋼管を製造する場合には、鋼板の片側端部から他方端部に向かって数十ミリピッチで幅方向に送るための回転駆動機構が必要となるが、この回転駆動機構は回転ロールに関連して設けることができる。   The press forming apparatus shown in FIGS. 8 and 9 assumes a configuration for manufacturing a square steel pipe, but such a configuration can also be applied as a press forming apparatus for manufacturing a circular steel pipe. However, it is necessary to replace the tip portion with the upper mold 1 having a shape for manufacturing a circular steel pipe. In addition, when manufacturing a circular steel pipe, a rotary drive mechanism is required for feeding in the width direction at a pitch of several tens of millimeters from one end of the steel plate to the other end. This rotary drive mechanism is related to a rotary roll. Can be provided.

本発明のプレス成形装置では、板材支持部9、9の夫々に設けられた複数の凸部8a、8bの頂部によって鋼板10を支持するようにしたので、鋼板10の位置が安定し、曲げ線3の位置が狙いとする位置からずれることはないが、それでも凸部8a、8bの頂部が鋼板10の所定位置から若干摺動することがある。この摺動によって生じる、凸部8a、8bと鋼板10との接触痕は、板厚の現象を伴わないものであり、引っかき疵のようにグラインダーによる処理を行なわなくとも、製品の表面性状の問題は生じない。それでも、製品外観を美麗にするという観点からすれば、前記複数の凸部の頂部がプレス成形時に鋼板面上を摺動する距離(以下、単に「摺動距離」と呼ぶことがある)はできるだけ小さい方が好ましい。凸部との接触痕の状況例を図10(図面代用写真)に示す。   In the press molding apparatus of the present invention, the steel plate 10 is supported by the tops of the plurality of convex portions 8a and 8b provided on the plate material support portions 9 and 9, respectively. Although the position 3 does not deviate from the target position, the tops of the protrusions 8a and 8b may still slide slightly from the predetermined position of the steel plate 10. The contact marks between the convex portions 8a and 8b and the steel plate 10 caused by this sliding are not accompanied by the phenomenon of the plate thickness, and there is a problem of the surface property of the product without performing the treatment with a grinder like a scratched surface. Does not occur. Still, from the viewpoint of making the appearance of the product beautiful, the distance that the tops of the plurality of protrusions slide on the steel plate surface during press forming (hereinafter sometimes simply referred to as “sliding distance”) is as much as possible. Smaller is preferable. FIG. 10 (drawing substitute photograph) shows an example of the situation of contact marks with the convex portion.

図11は、比較例のプレス成形装置の構成を示す概略説明図である。この装置では、板材支持部9a、9aは平板状となっており、本発明の装置のような複数の凸部8a、8bが設けられていないものである。こうした装置では、鋼板10と板材支持部9a、9aとは面接触の状態となって、前述したような引っかき疵が発生しやすい状況となる。図11に示したプレス成形装置を用いたときに面接触で発生した引っかき疵の状況を図12(図面代用写真)に示す。このような疵は、板材表面での凹凸が顕著になり、その後にグラインダー処理によって板材の表面性状を整える必要が生じることは前述した通りである。   FIG. 11 is a schematic explanatory diagram illustrating a configuration of a press forming apparatus of a comparative example. In this apparatus, the plate material support portions 9a and 9a are in a flat plate shape, and are not provided with a plurality of convex portions 8a and 8b as in the apparatus of the present invention. In such an apparatus, the steel plate 10 and the plate material support portions 9a and 9a are in surface contact with each other, so that scratches as described above are likely to occur. FIG. 12 (drawing substitute photograph) shows the state of scratches generated by surface contact when the press molding apparatus shown in FIG. 11 is used. As described above, such wrinkles have unevenness on the surface of the plate material, and then it is necessary to adjust the surface properties of the plate material by a grinder treatment.

本発明者は、上記摺動距離を最小にできるような、2つの回転ロール2、2の軸相互間距離Lや回転ロールの半径d(前記図8参照)についても検討した。その結果、金属板材厚さや成形荷重に応じて、2つの回転ロールの軸相互間距離L(以下、単に「軸相互間距離L」と呼ぶことがある)、および回転ロールの半径d(以下、単に「ロール半径d」と呼ぶことがある)を適切な範囲に設定すれば、上記摺動距離を最小にできることが判明した。即ち、本発明のプレス成形装置では、前記複数の凸部の頂部の摺動距離が最小となるように、軸相互間距離Lおよびロール半径dに設定することが好ましい。   The inventor has also studied the distance L between the axes of the two rotary rolls 2 and 2 and the radius d of the rotary roll (see FIG. 8) so that the sliding distance can be minimized. As a result, the distance L between the axes of the two rotating rolls (hereinafter sometimes simply referred to as “distance L between axes”) and the radius d of the rotating roll (hereinafter, It has been found that the sliding distance can be minimized by setting the “roll radius d” (sometimes referred to simply as “roll radius d”) to an appropriate range. That is, in the press molding apparatus of the present invention, it is preferable to set the inter-axis distance L and the roll radius d so that the sliding distance of the tops of the plurality of convex portions is minimized.

上記のようにして設定された、軸相互間距離Lは450〜600mmであると共に、ロール半径dは12.5〜50mmであることが好ましい。これらの値は、金属板材の厚さにもよるが、後述する厚さの範囲内(例えば、10〜60mm程度)では、上記のように設定されることが好ましい。また、成形荷重は金属板の強度、長さ、板厚により決まるため、設備の成形荷重能力の範囲内にて軸相互間距離Lとロール半径dを選択することになる。尚,成形荷重は諸条件により100〜50000トン(約980〜490000kN)程度になりうるが、実際の設備能力から想定される成形荷重は5000〜15000トン(約49000〜147000kN)程度である。軸相互間距離Lおよびロール半径dの好ましい範囲を上記のように設定した理由は、下記の通りである。   The distance L between the axes set as described above is preferably 450 to 600 mm, and the roll radius d is preferably 12.5 to 50 mm. These values are preferably set as described above within a thickness range described below (for example, about 10 to 60 mm), although depending on the thickness of the metal plate material. Further, since the forming load is determined by the strength, length, and thickness of the metal plate, the inter-shaft distance L and the roll radius d are selected within the range of the forming load capacity of the equipment. The molding load can be about 100 to 50000 tons (about 980 to 490000 kN) depending on various conditions, but the molding load assumed from the actual equipment capacity is about 5000 to 15000 tons (about 49000 to 147000 kN). The reason why the preferable ranges of the inter-axis distance L and the roll radius d are set as described above is as follows.

まず軸相互間距離Lが小さくなり過ぎると、狭い領域に金属板材を押し込むことになって、それだけ成形荷重が高くなってしまう。こうした観点から軸相互間距離Lは、少なくとも450mm以上を確保することが好ましい。より好ましくは、480mm以上である。軸相互間距離Lを大きくすればするほど成形荷重を小さくできるが、軸相互間距離Lを大きくしすぎると、金属板材が回転ロール間に乗らなくなり、プレス成形ができなくなるおそれがある。軸相互間距離Lを大きくすることは、それだけ前記角度θを確保するための上部金型1の押し込み量が大きくなって、それだけ凸部8a、8bの鋼板10上での摺動距離が大きくなる。こうした観点から、軸相互間距離Lは600mm以下であることが好ましく、より好ましくは570mm以下である。また、実際の角形管や円形管のサイズを考慮すれば、軸相互間距離Lはその上限が600mm以下であれば十分である。   First, when the distance L between the shafts becomes too small, the metal plate material is pushed into a narrow region, and the molding load increases accordingly. From such a viewpoint, it is preferable that the distance L between the shafts is at least 450 mm. More preferably, it is 480 mm or more. As the inter-shaft distance L is increased, the molding load can be reduced. However, if the inter-shaft distance L is excessively increased, the metal plate material may not be placed between the rotating rolls, and press molding may not be performed. Increasing the distance L between the shafts increases the pushing amount of the upper mold 1 to secure the angle θ, and the sliding distance of the convex portions 8a and 8b on the steel plate 10 increases accordingly. . From such a viewpoint, the inter-axis distance L is preferably 600 mm or less, and more preferably 570 mm or less. In consideration of the size of an actual square tube or circular tube, it is sufficient that the upper limit of the inter-axis distance L is 600 mm or less.

一方、ロール半径dについては、上記軸相互間距離Lが小さくなるにつれて、および金属板材の板厚が大きくなるにつれて、できるだけ小さい方が好ましい。本発明者が検討したところ、軸相互間距離Lを450〜600mmとした上で、摺動距離を小さくできるロール半径dは12.5〜50mm程度が好ましいことを見出している。ロール半径dのより好ましい範囲は、板厚によって違うものとなる。   On the other hand, the roll radius d is preferably as small as possible as the inter-axis distance L decreases and as the plate thickness of the metal plate increases. As a result of investigation by the present inventor, it has been found that the roll radius d capable of reducing the sliding distance is preferably about 12.5 to 50 mm while the inter-shaft distance L is set to 450 to 600 mm. A more preferable range of the roll radius d varies depending on the plate thickness.

本発明のプレス成形装置は、プレス成形角形鋼板およびプレス成形円形鋼管のいずれの製造にも適用できる。このうちプレス成形角形鋼板では、通常板厚が比較的厚い場合(例えば板厚が20〜50mm)を対象としている。但し、本発明のプレス成形装置は、こうした板厚に限らず、ロール成形角形鋼板を成形する場合の金属板材の厚さ(例えば、6〜22mm)以上にも適用できる。或いは、板厚が6mm未満となるような薄鋼板を、プレス成形する場合にも本発明のプレス成形装置は適用できる。このうち、板厚の好ましい範囲は、10〜60mmである。また、この好ましい板厚の範囲は、プレス成形円形鋼管を製造する場合も同様である。   The press molding apparatus of the present invention can be applied to the production of either a press-formed square steel plate or a press-formed circular steel pipe. Of these, press-formed square steel plates are usually intended for cases where the plate thickness is relatively thick (for example, the plate thickness is 20 to 50 mm). However, the press forming apparatus of the present invention is not limited to such a plate thickness, but can be applied to a thickness (for example, 6 to 22 mm) or more of a metal plate material in the case of forming a roll-formed square steel plate. Alternatively, the press forming apparatus of the present invention can also be applied to press forming a thin steel plate having a thickness of less than 6 mm. Among these, the preferable range of plate | board thickness is 10-60 mm. Further, the preferable range of the plate thickness is the same when manufacturing a press-formed circular steel pipe.

上記では対象とする金属板材は、代表的なものとして鋼板を中心に説明したが、本発明では鋼板に限らず、アルミ板、銅板、或いはチタン板等の金属板材をも含む趣旨である。但し、プレス成形装置による曲げ加工の容易性や、上記装置構成による効果、即ち表面疵の低減や曲げ線の位置がずれるのを低減するという効果を有効に発揮させるためには、対象とする金属板材は鋼板であることが最も好ましい。   In the above description, the target metal plate material has been described mainly with respect to a steel plate. However, the present invention is not limited to the steel plate, but includes a metal plate material such as an aluminum plate, a copper plate, or a titanium plate. However, in order to effectively demonstrate the ease of bending by the press forming apparatus and the effects of the above apparatus configuration, that is, the effect of reducing surface wrinkles and shifting the position of the bending line, the target metal Most preferably, the plate material is a steel plate.

本発明のプレス成形装置を用い、前記摺動距離が最小となるような、軸相互間距離Lおよびロール半径dについて調査した。この調査では、軸相互間距離Lを450〜600mmに設定すると共に、板厚を10〜60mmとし、この条件の下で、ロール半径dを12.5mm、17.5mm、22.5mm、27.5mm、32.5mm、37.5mm、42.5mm、47.5mm、50mmに変えたときの摺動距離の変化について調査した。このときの成形荷重は、板材の長さが15mであるとし、成形荷重を400〜30000トン(約3920〜294000kN)とし、角円形鋼管を製造する場合を想定した。またこの実験は、FEM(Finite Element Method:有限要素法)シュミュレーションによるものである。   Using the press molding apparatus of the present invention, the inter-shaft distance L and the roll radius d were investigated so that the sliding distance was minimized. In this investigation, the distance L between the shafts is set to 450 to 600 mm and the plate thickness is set to 10 to 60 mm. Under these conditions, the roll radius d is 12.5 mm, 17.5 mm, 22.5 mm, 27. The change of the sliding distance when changing to 5 mm, 32.5 mm, 37.5 mm, 42.5 mm, 47.5 mm, and 50 mm was investigated. The forming load at this time was assumed that the length of the plate was 15 m, the forming load was 400 to 30000 tons (about 3920 to 294000 kN), and a rectangular steel pipe was manufactured. This experiment is based on FEM (Finite Element Method) simulation.

その結果を、下記表1〜6に示す。このうち表1は、鋼板の板厚を10mmとしたときのロール半径と摺動距離の関係を示している。表2は、鋼板の板厚を20mmとしたときのロール半径と摺動距離の関係を示している。表3は、鋼板の板厚を30mmとしたときのロール半径と摺動距離の関係を示している。表4は、鋼板の板厚を40mmとしたときのロール半径と摺動距離の関係を示している。表5は、鋼板の板厚を50mmとしたときのロール半径と摺動距離の関係を示している。表6は、鋼板の板厚を60mmとしたときのロール半径と摺動距離の関係を示している。   The results are shown in Tables 1 to 6 below. Of these, Table 1 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the plate thickness of the steel sheet is 10 mm. Table 2 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the steel plate thickness is 20 mm. Table 3 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the plate thickness of the steel plate is 30 mm. Table 4 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the plate thickness of the steel plate is 40 mm. Table 5 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the plate thickness of the steel plate is 50 mm. Table 6 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the plate thickness of the steel plate is 60 mm.

上記表1の結果、即ち軸相互間距離Lを450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を10mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を、図13に示す。上記表2の結果、即ち軸相互間距離を450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を20mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を、図14に示す。上記表3の結果、即ち軸相互間距離を450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を30mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を、図15に示す。上記表4の結果、即ち軸相互間距離を450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を40mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を、図16に示す。表5の結果、即ち軸相互間距離を450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を50mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を、図17に示す。表6の結果、即ち軸相互間距離を450〜600mmとすると共に、鋼板の板厚を60mmとしたときに、ロール半径と摺動距離との関係を、図18に示す。   FIG. 13 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the results in Table 1 above, that is, when the distance L between the axes is 450 to 600 mm and the plate thickness of the steel sheet is 10 mm. FIG. 14 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the results in Table 2 above, that is, when the distance between the axes is 450 to 600 mm and the plate thickness of the steel sheet is 20 mm. FIG. 15 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the results in Table 3 above, that is, when the distance between the axes is 450 to 600 mm and the plate thickness of the steel sheet is 30 mm. FIG. 16 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the results in Table 4 above, that is, when the distance between the axes is 450 to 600 mm and the plate thickness of the steel sheet is 40 mm. FIG. 17 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the results in Table 5, that is, the distance between the axes is 450 to 600 mm and the plate thickness of the steel sheet is 50 mm. FIG. 18 shows the relationship between the roll radius and the sliding distance when the results in Table 6, that is, the distance between the axes is 450 to 600 mm and the plate thickness of the steel sheet is 60 mm.

これらの結果から明らかなように、板厚に応じて摺動距離を小さくできる軸相互間距離Lとロール半径dの範囲があることが分かる。即ち、軸相互間距離Lを450〜600mmと設定したときに、摺動距離を小さくできる好ましいロール半径dは12.5〜50mmであることが分かる。   As is clear from these results, it can be seen that there is a range between the inter-shaft distance L and the roll radius d that can reduce the sliding distance according to the plate thickness. That is, when the inter-axis distance L is set to 450 to 600 mm, it is understood that the preferable roll radius d that can reduce the sliding distance is 12.5 to 50 mm.

1 上部金型
2 回転ロール
3 曲げ線
4 成形部品
5 プレス成形角形鋼管
6 溶接部
7 ホルダー
8a,8b 凸部
9 板材支持部
10 鋼板
11 パンチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper metal mold | die 2 Rotating roll 3 Bending line 4 Forming part 5 Press forming square steel pipe 6 Welding part 7 Holder 8a, 8b Convex part 9 Plate material support part 10 Steel plate 11 Punch

Claims (5)

金属板材を折り曲げるためのプレス成形装置であって、
上部金型と、
前記上部金型の下部に設けられ、ロールホルダー上に載置された2つの回転ロールを有し、
前記2つの回転ロールの夫々は、前記回転ロールの軸方向に線状に延びる凸部を複数有する板材支持部を有しており、
前記複数の凸部の頂部に接する面が、水平面に対してなす可動角度範囲が0〜60°であることを特徴とするプレス成形装置。
A press forming apparatus for bending a metal plate,
The upper mold,
Provided at the bottom of the upper mold, and has two rotating rolls mounted on a roll holder;
Each of the two rotating rolls has a plate material support portion having a plurality of convex portions extending linearly in the axial direction of the rotating roll,
The press molding apparatus characterized in that a movable angle range formed by a surface in contact with the top of the plurality of convex portions with respect to a horizontal plane is 0 to 60 °.
前記複数の凸部の頂部がプレス成形時に前記面上を摺動する距離が最小となるように、前記2つの回転ロールの軸相互間距離および前記2つの回転ロールの半径に設定する請求項1に記載のプレス成形装置。   2. The distance between the axes of the two rotary rolls and the radius of the two rotary rolls are set so that the distance at which the tops of the plurality of convex portions slide on the surface during press molding is minimized. The press molding apparatus described in 1. 前記2つの回転ロールの軸相互間距離が450〜600mmであると共に、前記2つの回転ロールの半径が12.5〜50mmである請求項2に記載のプレス成形装置。   The press molding apparatus according to claim 2, wherein a distance between the axes of the two rotary rolls is 450 to 600 mm, and a radius of the two rotary rolls is 12.5 to 50 mm. 前記金属板材の厚さが10〜60mmである請求項2または3に記載のプレス成形装置。   The press molding apparatus according to claim 2 or 3, wherein the thickness of the metal plate material is 10 to 60 mm. 前記金属板材は、鋼板である請求項1〜4のいずれかに記載のプレス成形装置。   The press forming apparatus according to claim 1, wherein the metal plate material is a steel plate.
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