JP2021505400A - Equipment and related methods for sequential stamping by magnetic molding - Google Patents
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Abstract
本発明は、スタンピング部品を製造するためにブランク(50)をスタンピングするための装置に関する。上記装置は:当接表面(41)を備えるパンチ(40);アンビル(70);ダイ(80);上記パンチ内において、上記当接表面に配置された磁場生成手段(60)を含む。上記装置は、初期位置において:上記パンチの上記当接表面が、上記ブランクの第1の面の一部を受承し;上記アンビル及び上記磁場生成手段が、上記ブランクの同一の部分の各側に配置され;上記磁場生成手段が、上記第1の面(51)に対面し、上記アンビル(70)が、上記ブランク(50)の第2の面(52)に、上記第2の面からある距離だけ離れて対面し;上記ダイ(80)が、上記ブランクの別の部分において上記第2の面(52)に対面して配置されように構成される。上記磁場生成手段は、上記ブランクに対して、上記アンビルの方向に、方向Z’Zに圧力を印加するよう構成される。上記装置は、上記パンチを上記方向Z’Zに移動させるための第1の手段(43)、及び上記アンビルを同じ方向に移動させるための第2の手段(72)を含む。【選択図】図1The present invention relates to a device for stamping a blank (50) to manufacture a stamping component. The device includes: a punch (40) with a contact surface (41); anvil (70); a die (80); a magnetic field generating means (60) disposed on the contact surface within the punch. In the initial position: the contact surface of the punch receives a portion of the first surface of the blank; the anvil and the magnetic field generating means are on each side of the same portion of the blank. The magnetic field generating means faces the first surface (51), and the anvil (70) is placed on the second surface (52) of the blank (50) from the second surface. Face-to-face at some distance; the die (80) is configured to face the second face (52) in another portion of the blank. The magnetic field generating means is configured to apply pressure in the direction Z'Z in the direction of the anvil with respect to the blank. The device includes a first means (43) for moving the punch in the direction Z'Z and a second means (72) for moving the anvil in the same direction. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、成形、より詳細にはスタンピングの分野に属する。 The present invention belongs to the field of molding, more specifically stamping.
本発明は、スタンピング部品、特に深絞りスタンピング部品と呼ばれる部品を製造するために、磁気パルスによってブランクをスタンピングするための装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for stamping a blank with a magnetic pulse in order to manufacture a stamping component, particularly a component called a deep drawing stamping component.
成形、特に金属成形の分野において、スタンピングは、堅牢であり、また制御が良好であるため、頻繁に選択される方法である。 In the field of molding, especially metal molding, stamping is a method of choice because of its robustness and good control.
スタンピングは一般に、許容可能な生産速度が高いため、特に自動車両のボンネット又はドアといったトリムパネルを形成するために、製造業、特に自動車製造業において使用される。 Stamping is generally used in the manufacturing industry, especially in the automobile manufacturing industry, due to its high acceptable production rate, especially for forming trim panels such as hoods or doors of motor vehicles.
スタンピングは、圧力の作用下でブランクの塑性変形によりいくぶん複雑な形状の部品を得ることからなる成形方法である。 Stamping is a molding method that consists of obtaining parts with a somewhat complex shape by plastic deformation of the blank under the action of pressure.
この方法を実装するためのスタンピング装置は、基本的に、間にブランクが位置決めされる略相補的な形状のダイとパンチとからなる。上記形状は、パンチの作用でブランクをダイに押し込むことにより得られる。ブランクの運動は一般にブランクホルダによって制御され、これは、ブランクに保持用圧力を付与することによって、最終的なスタンピング部品上へのしわ又は亀裂の出現を低減する。 The stamping device for implementing this method basically consists of a die and a punch having a substantially complementary shape in which a blank is positioned between them. The above shape is obtained by pushing the blank into the die by the action of a punch. The movement of the blank is generally controlled by the blank holder, which reduces the appearance of wrinkles or cracks on the final stamping component by applying holding pressure to the blank.
しかしながら、成形するのが困難な部品、特に深絞りスタンピング部品が存在する場合、ブランクホルダに印加することになる型締力の選択は困難であることが分かっている。ブランクホルダの力が強すぎる場合、しわは除去されるが亀裂のリスクが高い。ブランクホルダの力が弱すぎる場合、しわのリスクが高い。 However, it has been found that it is difficult to select the mold clamping force to be applied to the blank holder when there are parts that are difficult to mold, especially deep drawing stamping parts. If the force of the blank holder is too strong, wrinkles will be removed but the risk of cracking is high. If the force of the blank holder is too weak, the risk of wrinkles is high.
深絞りスタンピング部品を製造するために、スタンピング方法の代替方法が公知である。 Alternative methods of the stamping method are known for manufacturing deep drawn stamping parts.
その中でも、液圧成形法を挙げることができる。この方法では、ブランクは、加圧流体の作用によって成形される。 Among them, a hydraulic molding method can be mentioned. In this method, the blank is formed by the action of a pressurized fluid.
関連する液圧成形装置は、得られることになる部品の形状に相補的な凹部を有する中空金型を含む、2つの部分で形成された密閉エンクロージャからなる。ブランクは、エンクロージャの内部に配置される。液圧は、ブランクに印加され、ブランクを金型の凹部に押し付ける。この準静的な成形法は、パンチング、及び特にアンダーカットである複雑な形状の生成を省略するという主要な利点を有する。しかしながら、成形には高圧が必須であり、これは、大きな部品に対して大きなトン数の押圧を必要とする傾向がある。従って、この方法は主に、管状部品の成形に用いられる。この方法の欠点のうちの1つは、充填及び加圧時間を原因とする、多くの場合数十秒のサイクル時間である。 The relevant hydraulic molding apparatus consists of a two-part sealed enclosure, including a hollow mold with recesses that complement the shape of the part to be obtained. The blank is placed inside the enclosure. The hydraulic pressure is applied to the blank and presses the blank into the recess of the mold. This quasi-static molding method has the major advantage of eliminating punching and, in particular, the generation of complex shapes that are undercuts. However, high pressure is essential for molding, which tends to require a large tonnage of pressure on large parts. Therefore, this method is mainly used for molding tubular parts. One of the drawbacks of this method is the cycle time, often tens of seconds, due to filling and pressurizing times.
既存の液圧成形法の中でも、EHF法として知られる液中放電成形法(Electro Hydraulic Forming method)を挙げることができ、これは高速変形法である。このような方法は、多数の利点、特に金属の弾性復帰及び成形性の上昇の大幅な低減を有する。しかしながら、主要な欠点は、成形対象の部品を水に接触させる必要があること(腐食の可能性があり乾燥が必須である)、及び水の管理にある。 Among the existing hydraulic molding methods, a submerged discharge molding method (Electro Hydraulic Forming method) known as an EHF method can be mentioned, which is a high-speed deformation method. Such a method has a number of advantages, especially a significant reduction in the elastic return of the metal and the increase in formability. However, the main drawbacks are the need to bring the part to be molded into contact with water (potential corrosion and essential drying) and water management.
SPFとして知られる超塑性成形法(Superplastic Forming method)等の熱間成形法も挙げられる。この方法は、一部の合金、例えばチタンの、大幅な変形に耐える能力に基づくものである。従来の合金は一般に数%〜50%の典型的な範囲内でのみ変形するのに対して、以下では超塑性合金と呼ばれるこれらの合金は時として、温度、圧力、及び変形の特定の条件下で、1000%を超える伸びに達することができる。 Hot molding methods such as a superplastic forming method known as SPF can also be mentioned. This method is based on the ability of some alloys, such as titanium, to withstand significant deformation. Whereas traditional alloys generally deform only within the typical range of a few percent to 50%, these alloys, hereinafter referred to as superplastic alloys, are sometimes referred to under certain conditions of temperature, pressure, and deformation. So, the growth can reach more than 1000%.
関連するSPF成形装置は、得られることになる部品の最終的な外部の幾何学的形状に相補的な凹部を有する中空金型を含む、2つの部分で形成された密閉エンクロージャからなる。ブランクは、エンクロージャの内部に配置され、上記2つの部分の間に固定的に保持される。加圧ガスがエンクロージャに注入され、ブランクを変形させながら、ブランクを凹部に押し付ける。圧力及び温度(チタン合金に関して900℃程度)は、完璧に制御される必要がある。 The relevant SPF molding apparatus consists of a two-part sealed enclosure containing a hollow mold with recesses complementary to the final external geometry of the part to be obtained. The blank is placed inside the enclosure and is fixedly held between the two parts. Pressurized gas is injected into the enclosure, deforming the blank and pressing it into the recess. Pressure and temperature (about 900 ° C for titanium alloys) need to be perfectly controlled.
このSPF成形装置及び関連する方法に関連する明らかな欠点は、サイクル時間、コスト、そしていくつかの材料しか使用できないという事実にある。 The obvious drawbacks associated with this SPF forming apparatus and related methods are the cycle time, cost, and the fact that only a few materials can be used.
本発明の目的は特に、スタンピング部品、特に深絞りスタンピング部品を得ることを可能とする解決策を提案することによって、特に上で述べた従来技術の解決策の制限の全部又は一部を克服することである。 An object of the present invention is, in particular, to overcome all or part of the limitations of the prior art solutions mentioned above, in particular by proposing solutions that allow stamping components, especially deep drawing stamping components. That is.
この目的のために、本発明は第1に、スタンピング部品を製造するためにブランクをスタンピングするための装置を目的とし、上記装置は:
−当接表面を含むパンチ;
−アンビル;
−ダイ;
−上記パンチ内において、上記当接表面に配置された磁場生成手段
を含む。
To this end, the present invention primarily aims at an apparatus for stamping blanks for manufacturing stamping parts, wherein the apparatus is:
-Punch including contact surface;
-Anvil;
-Die;
-In the punch, the magnetic field generating means arranged on the contact surface is included.
用語「ブランク(blank)」は、特に金属材料製の薄いプレートを意味する。プレートは、上記その寸法のうちの1つが、他の2つよりも優位に小さい、典型的にはサイズが少なくとも1桁小さい場合に、薄いと言われる。 The term "blank" means a thin plate, especially made of metallic material. A plate is said to be thin if one of its dimensions is significantly smaller than the other two, typically at least an order of magnitude smaller in size.
初期位置、即ちスタンピング段階前において、上記スタンピング装置は:
−上記パンチの上記当接表面が、上記ブランクの第1の面の一部分を受承するよう形成され;
−上記アンビル及び上記磁場生成手段が、上記ブランクの同一の部分の各側に配置されるように形成される
ように構成される。
In the initial position, i.e. before the stamping stage, the stamping device is:
-The contact surface of the punch is formed to accept a portion of the first surface of the blank;
-The anvil and the magnetic field generating means are configured to be arranged on each side of the same portion of the blank.
上記磁場生成手段は、上記第1の面に対面している。上記アンビルは、上記第1の面の反対側の上記ブランクの第2の面に、上記第2の面からある距離だけ離れて対面している。上記ダイは、上記ブランクの別の部分において上記第2の面に対面して配置されるように形成される。 The magnetic field generating means faces the first surface. The anvil faces the second surface of the blank on the opposite side of the first surface by a certain distance from the second surface. The die is formed so as to face the second surface in another portion of the blank.
上記磁場生成手段は、上記ブランクに対して、上記アンビルの方向に、方向Z’Zに圧力を印加するよう形成され、このために構成される。 The magnetic field generating means is formed so as to apply pressure in the direction Z'Z in the direction of the anvil with respect to the blank, and is configured for this purpose.
上記スタンピング装置は、上記パンチを上記ダイに対して上記方向Z’Zに変位させるよう配設された、第1の変位手段を含む。上記パンチは有利には、並進的に変位される。 The stamping device includes a first displacement means arranged to displace the punch in the direction Z'Z with respect to the die. The punch is advantageously displaced in translation.
上記スタンピング装置は、上記アンビルを上記ダイに対して上記方向Z’Zに変位させるよう配設された、第2の変位手段を含む。 The stamping device includes a second displacement means arranged to displace the anvil with respect to the die in the direction Z'Z.
上記パンチ、上記アンビル、上記ダイは好ましくは、上記磁場生成手段によって生成される高圧、に耐えるために、金属材料で作製される。 The punch, the anvil, and the die are preferably made of a metallic material to withstand the high pressure generated by the magnetic field generating means.
本発明によるスタンピング装置は、スタンピングがパンチ自体によってではなく、磁場生成手段によって実施される点において従来のスタンピング装置とは異なる。 The stamping device according to the present invention differs from the conventional stamping device in that stamping is performed by the magnetic field generating means, not by the punch itself.
同様に、磁場生成手段は、ブランク全体を同時に形成する磁気成形法の従来の枠組みとは別様に使用される。磁場生成手段は、ブランクの一部分のみに対して磁気パルスを生成するように配設される。生成手段に対するパンチの相対変位により、磁気パルスの影響を受けることになるブランクの領域の変位が可能となる。 Similarly, the magnetic field generating means is used differently from the conventional framework of the magnetic molding method which simultaneously forms the entire blank. The magnetic field generating means is arranged so as to generate a magnetic pulse only for a part of the blank. The relative displacement of the punch with respect to the generating means allows displacement of the blank region that will be affected by the magnetic pulse.
従ってこのような装置は有利なことに、2mm未満の曲率半径が得られること、微細な彫刻又は厳しい公差、及び特にアルミニウムの場合に、伸びが大きい領域における材料の割れ又亀裂が回避されること等といった、磁気成形がもたらすことができる利点により、高速の膨張変形において動作できる。 Therefore, such a device advantageously provides a radius of curvature of less than 2 mm, fine engraving or tight tolerances, and avoids cracking or cracking of the material in areas of high elongation, especially in the case of aluminum. Due to the advantages that magnetic molding can bring, such as, it can operate in high speed expansion and deformation.
従ってこのようなスタンピング装置は特に、スタンピング部品、特に深絞りスタンピング部品を、部品に亀裂を生成することなく製造するために適合される。 Therefore, such stamping devices are particularly adapted for manufacturing stamping components, especially deep drawing stamping components, without creating cracks in the components.
上記スタンピング装置は、上述の磁気成形の利点によりフランジ付きエッジを作製するためにも適合される。 The stamping device is also adapted for making flanged edges due to the advantages of magnetic molding described above.
好ましい複数の実施形態によると、本発明はまた、別個に、又は技術的に作用する各組み合わせで実装される、以下の複数の特徴を満たす。 According to the preferred embodiments, the invention also satisfies the following features, which are implemented separately or in each combination of technical actions.
好ましい複数の実施形態によると、上記第1の変位手段はリニアアクチュエータを含む。 According to a plurality of preferred embodiments, the first displacement means includes a linear actuator.
好ましい複数の実施形態によると、上記方法の良好な効率を得るために、磁場生成手段は、例えば螺旋状の平面コイルの形態である。コイルは、パンチの当接表面に略平行な面に配置される。 According to a plurality of preferred embodiments, in order to obtain good efficiency of the above method, the magnetic field generating means is, for example, in the form of a spiral planar coil. The coil is arranged on a plane substantially parallel to the contact surface of the punch.
好ましい複数の実施形態によると、上記スタンピング装置は、しわの形成を制限するために、上記ブランクの上記別の部分を上記ダイに対して保持して、上記ダイに対する上記ブランクの運動に保持用圧力を付与するよう構成された、ブランクホルダを含む。 According to a plurality of preferred embodiments, the stamping device holds the other portion of the blank against the die in order to limit the formation of wrinkles, and the holding pressure on the movement of the blank with respect to the die. Includes a blank holder configured to grant.
本発明は、その実施形態のうちの少なくとも1つに従ったスタンピング装置によってスタンピング部品を製造するために、磁気パルスによってブランクをスタンピングするための方法にも関する。上記方法は、以下のステップ:
a)上記ブランクを上記スタンピング装置内に位置決めするステップ;
b)上記ブランクを、磁場生成手段によって生じた磁場にさらすことにより、圧力を上記ブランクの第1の面に方向Z’Zに印加して、上記ブランクをアンビル押し付けるステップ;
c)第1の変位手段によってパンチを、第2の変位手段によって上記アンビルを、ダイに対して上記方向Z’Zに変位させるステップを含み、
ステップb)、c)は、完成品のスタンピング部品のための所望の形状が得られるまで、好ましくは同期的に繰り返される。
The present invention also relates to a method for stamping a blank with a magnetic pulse in order to manufacture a stamping component by a stamping device according to at least one of its embodiments. The above method is the following step:
a) The step of positioning the blank in the stamping device;
b) The step of applying pressure to the first surface of the blank in the direction Z'Z by exposing the blank to a magnetic field generated by the magnetic field generating means, and pressing the blank anvil;
c) Including the step of displacing the punch by the first displacement means and the anvil by the second displacement means in the direction ZZ with respect to the die.
Steps b) and c) are preferably repeated synchronously until the desired shape for the finished stamping part is obtained.
同期的とは、上記ステップが連続的に、相次いで、又は同時に実施されることを意味する。 Synchronous means that the steps are performed continuously, sequentially, or simultaneously.
上記パンチが変位するに従って、磁気パルスが上記磁場生成手段によって生成され、上記磁気パルスは、一方では上記ブランクに上記アンビルの方向に軸方向の圧力を印加して、上記ブランクを上記アンビルに押し付け、他方では上記ブランクに上記ダイの方向に径方向の圧力を印加して、上記ブランクを上記ダイに押し付ける。 As the punch is displaced, a magnetic pulse is generated by the magnetic field generating means, which, on the one hand, applies axial pressure to the blank in the direction of the anvil and presses the blank against the anvil. On the other hand, a radial pressure is applied to the blank in the direction of the die to press the blank against the die.
この軸方向及び径方向の二重の圧力により、有利なことに、得られることになる部品に亀裂を生成するリスクを伴わずに、優れた成形精度で、ブランクを変形させることができる。 This dual axial and radial pressure can advantageously deform the blank with excellent molding accuracy without the risk of cracking the resulting component.
本発明は、非限定的な例として与えられ、以下の図面を参照して作成された以下の説明を読むことにより、よりよく理解されるであろう。 The present invention is given as a non-limiting example and will be better understood by reading the following description made with reference to the following drawings.
これらの図において、ある図から別の図まで同一の参照符号は、同一又は同様の要素を指す。明瞭性のために、図示される要素は、別段の記載がない限り、正確な縮尺ではない。 In these figures, the same reference numerals from one figure to another refer to the same or similar elements. For clarity, the elements shown are not at exact scale unless otherwise stated.
図1〜4に示すように、スタンピング装置10は、スタンピング部品、特に深絞りスタンピング部品を製造するために、ブランク50をスタンピングするように形成される。
As shown in FIGS. 1 to 4, the stamping
ある例示的な実施形態では、ブランク50は鋼鉄等の金属材料製である。 In one exemplary embodiment, the blank 50 is made of a metallic material such as steel.
ブランク50は、第1の面51、及び第1の面51の反対側の第2の面52を有する。
The blank 50 has a
本発明の好ましい非限定的な実施形態では、図1〜4に断面図で示したスタンピング装置10は、バケットを製造するために適合される。バケットは、フランジ付きのリムを有する又は有しない、中空の円筒形のスタンピング部品を意味する。
In a preferred non-limiting embodiment of the present invention, the stamping
本発明の教示を他の実施形態にも適用できることは、容易に理解されるであろう。 It will be readily understood that the teachings of the present invention can be applied to other embodiments.
本記載において、「上(upper)」、「下(lower)」、「高い(high)」、「低い(low)」、左(left)」、「右(right)」といった用語は、単純化のために、図1〜4に提示した様々な要素の配向に関して使用される。しかしながら、特段の指示がない限り、これらの用語は、空間内での組立体の実行可能な配向に対するいずれの仮想の回転後の、これらの要素の相対的な配置の特徴を示しているだけである。 In this description, terms such as "upper", "lower", "high", "low", left "left", and "right" are simplified. Is used for the orientation of the various elements presented in FIGS. 1-4. However, unless otherwise indicated, these terms only describe the relative placement of these elements after any virtual rotation of the assembly into a viable orientation in space. is there.
スタンピング装置10は、第1のフレーム20及び第2のフレーム30を含む。図示したように、第1のフレーム20は、上記スタンピング装置の下部であってよく、第2のフレーム30は上部であってよい。あるいは、本発明の範囲から逸脱することなく、第1のフレーム20は、上記スタンピング装置の上部、左部又は右部であってよく、第2のフレーム30は、それぞれの場合に下部、右部又は左部であってよい。
The stamping
第1のフレーム
第1のフレーム20は、好ましくは中央にある第1の開放キャビティ23の範囲を画定する第1の中空体の形態である。
First Frame The
ある特定の実施形態では、第1の開放キャビティ23は、好ましくは円形断面の円筒形状を有する。
In certain embodiments, the first
図1〜4に示すように、上記第1の中空体は、下部21及び側部22で形成され、その内壁221は第1の開放キャビティ23の範囲を画定する。
As shown in FIGS. 1 to 4, the first hollow body is formed of a
パンチ40は、第1の開放キャビティ23内に配置される。
The
所望の最終的なスタンピング部品がバケットである特定の例では、パンチ40は、好ましくは円形断面の、かつ長手方向軸Z’Zの円筒体の形状である。
In a particular example where the desired final stamping component is a bucket, the
図1〜4の例では、パンチ40の長手方向軸は垂直軸であり、好ましくは第1の開放キャビティ23の長手方向軸に一致する。
In the examples of FIGS. 1 to 4, the longitudinal axis of the
パンチ40は好ましくは中実であり、磁場生成手段によって生成される高圧に耐えられる材料、例えば金属材料で作製される。
The
上記パンチは、当接表面41及び側面42を含む。当接表面41は、スタンピングされることになるブランクの一部分を受承するように形成される。側面42は、上記パンチが第1の開放キャビティ23内に位置決めされた場合に、上記第1の中空体の側部22の内壁221に対面するように形成される。
The punch includes a
パンチ40は、第1の開放キャビティ23内で可動である。パンチ40は、その長手方向軸Z’Zに沿って、
−上記パンチが第1の開放キャビティ23内に配置される後退位置と、
−上記パンチが第1の開放キャビティ23の外側に配置される展開位置と
の間で、並進運動できる。
The
-The retracted position where the punch is placed in the first
-Translation is possible between the punch and the unfolding position located outside the first
パンチ40は、方向Z’Zにおいて、その展開位置まで変位する。パンチ40は、方向ZZ’において、その後退位置に向かって変位する。
The
図4の例では、パンチ40は展開位置で示されている。
In the example of FIG. 4, the
第1の変位手段43は、上記後退位置と上記展開位置との間でパンチ40を変位させるよう構成される。第1の変位手段43は、手動又は自動で作動される。
The first displacement means 43 is configured to displace the
ある例示的な実施形態では、第1の変位手段43は、少なくとも1つのリニア、液圧又は空気圧アクチュエータ、例えば第1のフレーム20とパンチ40との間で動作するシリンダ等を含む。この例示的な実施形態では、好ましくは、リニアアクチュエータの固定部分(例えばシリンダ本体)は、第1のフレーム20に形成された第1の開放キャビティ23に格納される。リニアアクチュエータの可動部分、例えばシリンダピストンは、パンチ40を方向Z’Zに展開するために第1の開放キャビティ23から出るように変位でき、またパンチ40をその後退位置に戻すために、方向ZZ’において第1の開放キャビティ23に向かって変位できる。特に有利な様式では、制御手段が第1の手段43を制御して、パンチを変位させる。
In certain exemplary embodiments, the first displacement means 43 includes at least one linear, hydraulic or pneumatic actuator, such as a cylinder operating between the
ある変形実施形態では、第1の変位手段43は、長手方向軸Z’Zに沿ってパンチ40を並進的に変位させるためにパンチ40と協働できるスラストスクリュを支持する支持体の形態である。
In one modification, the first displacement means 43 is in the form of a support that supports a thrust screw that can work with the
スタンピング装置10は、磁場生成手段60も含む。
The stamping
磁場生成手段60は、上記パンチの内部においてパンチ40の当接表面41に配置される。
The magnetic field generating means 60 is arranged on the
磁場生成手段60は、後述するように、範囲を定められた空間に、極めて短い期間にわたって集中した磁場を生成するよう構成される。 The magnetic field generating means 60 is configured to generate a concentrated magnetic field over a very short period of time in a defined space, as will be described later.
ある好ましい例示的な実施形態では、磁場生成手段60は、例えば螺旋状の平面コイルの形態である。上記平面コイルは好ましくは、パンチ40の当接表面41に略平行な面に配置される。
In one preferred exemplary embodiment, the magnetic field generating means 60 is, for example, in the form of a spiral planar coil. The flat coil is preferably arranged on a surface substantially parallel to the
磁場生成手段60は好ましくは、電気エネルギ貯蔵ユニット及び1つ以上のスイッチ(図示せず)を更に含む組立体の一体化部分を形成する。 The magnetic field generating means 60 preferably forms an integral part of the assembly further comprising an electrical energy storage unit and one or more switches (not shown).
上記電気エネルギ貯蔵ユニットは、例えば数キロジュール〜数十キロジュール(kJ)程度の適度のエネルギを貯蔵するために構成され、上記エネルギを貯蔵するように形成される。 The electric energy storage unit is configured to store an appropriate amount of energy, for example, about several kilojoules to several tens of kilojoules (kJ), and is formed to store the above-mentioned energy.
ある好ましい例示的な実施形態では、貯蔵ユニットは放電コンデンサのバッテリである。 In one preferred exemplary embodiment, the storage unit is a battery of discharge capacitors.
第2のフレーム
第2のフレーム30は、第2の開放キャビティ33の範囲を画定する第2の中空体の形態である。
Second Frame The
ある特定の実施形態では、第2の開放キャビティ33は、好ましくは円形断面の円筒形状を有する。
In certain embodiments, the second
図1〜4に示すように、上記第2の中空体は、上部31及び側部32で形成され、その内壁321は第2の開放キャビティ33の範囲を画定する。
As shown in FIGS. 1 to 4, the second hollow body is formed by the
第2のフレーム30は、パンチ40がその長手方向軸Z’Zに沿って方向Z’Zに、その展開位置まで変位するときに、第2の開放キャビティ33がパンチ40を受承するようになるように、第1のフレーム20に対して配設される。第2のフレーム30の中空体の側部32の自由端322は、第1のフレーム20の第1の中空体の側部22の自由端222に略対面する。
The
第2の中空体及びパンチ40は、パンチ40が第2の開放キャビティ33内を自由に並進的に変位でき、これによってブランク50の厚さが、第2の開放キャビティ33の内壁321とパンチ40の側面42との間を通過できるような、寸法を有する。
In the second hollow body and the
ある好ましい実施形態では、パンチ40の側面42及び第2の中空キャビティ33の側壁32は、最終的なスタンピング部品の厚さ及び動作用クリアランスを除いて、略相補的な形状を有する。
In one preferred embodiment, the
ある非限定的な実施形態では、パンチ40が円形断面の円筒体の形状である場合、第2の開放キャビティ33は、パンチの外径より直径が大きな円形断面を有する円筒形である。
In one non-limiting embodiment, if the
図1〜4の例では、好ましくは、第2の開放キャビティ33の長手方向軸は、パンチ40の長手方向軸に一致する。
In the examples of FIGS. 1 to 4, preferably, the longitudinal axis of the second
スタンピング装置は更に、アンビル70を含む。
The stamping device further includes an
アンビル70は、第2の開放キャビティ33に格納される。上記アンビルは、第2の開放キャビティ33内で可動である。上記アンビルは、長手方向軸Z’Zに沿って並進運動できる。第2の変位手段72は、アンビル70を第2の開放キャビティ33内で並進的に変位させるように構成される。
The
第2の変位手段72は、手動又は自動で作動される。 The second displacement means 72 is manually or automatically operated.
ある例示的な実施形態では、第2の変位手段72は、少なくとも1つのリニア、液圧又は空気圧アクチュエータ、例えば第2のフレーム30とアンビル70との間で動作するシリンダ等を含む。この例示的な実施形態では、好ましくは、リニアアクチュエータの固定部分(例えばシリンダ本体)は、第2の開放キャビティ33に格納される。リニアアクチュエータの可動部分、例えばシリンダピストンは、第2の開放キャビティ23内で変位でき、これによって上記第2のキャビティ内でアンビル70を変位させる。特に有利な様式では、制御手段がアンビル70の第2の変位手段72を制御する。
In one exemplary embodiment, the second displacement means 72 includes at least one linear, hydraulic or pneumatic actuator, such as a cylinder operating between the
ある変形実施形態では、第2の変位手段72は、軸ZZ’に沿ってアンビル70を並進的に変位させるためにアンビルと協働できるスラストスクリュを支持する、支持体の形態である。
In one modification, the second displacement means 72 is in the form of a support that supports a thrust screw that can work with the anvil to laterally displace the
ある好ましい実施形態では、第1の変位手段43及び第2の変位手段72は同様である。 In one preferred embodiment, the first displacement means 43 and the second displacement means 72 are similar.
スタンピング装置は更にダイ80を含む。
The stamping device further includes a
ダイ80は、第2のフレーム30の側部32の自由端322に配置される。第2のフレーム30の側部32の自由端322は、ダイ80の下面81を形成する。
The
ある好ましい実施形態では、第2のフレーム30の第2の中空体の側部32は、ダイ80を形成する。
In one preferred embodiment, the
アンビル70及びダイ80は好ましくは、後述するスタンピング方法の間に上記アンビル及び上記ダイに対するブランク50の衝撃によって生成される高圧に耐えることができる十分な構造強度を有する金属材料、例えば鋼鉄で作製される。
The
パンチ40、アンビル70、ダイ80及び磁場生成手段60は、スタンピング装置10(図1)の初期位置、即ちスタンピング方法の開始前において、ブランク50が上記様々な要素の間で平坦に位置決めされるように、互いに対して配置される。
The
より具体的には、パンチ40は、上記パンチの後退位置又は中間位置において、その当接表面41が、ブランク50の第1の面51の一部分を受承するようになるように、位置決めされる。図1に示す例では、ブランクの当接表面41は、ブランク50の第1の面51の中央部を受承するように形成される。アンビル70及び磁場生成手段60は、ブランク50の同一の部分の各側に配置される。磁場生成手段60は、ブランク50の第1の面51に対面している。アンビル70の下面71は、ブランク50の第2の面52に対面している。
More specifically, the
アンビル70の下面71は、ブランクの別の部分の、ブランク50の第2の面52の反対側に配置される。図1に示す例では、ダイ80の下面81は、上記ブランクの周縁部の、ブランク50の第2の面52の反対側に配置される。
The
アンビル70の下面71は、ブランク50の第2の面52からある距離だけ離れて配置される。
The
好ましくは、図1に示すように、磁場生成手段60はこのようにして、位置決めされたままの状態で、ブランク50に対して、主にアンビル70の下面71の方向に、方向Z’Zに圧力を印加できる、及び圧力を印加するよう構成される。
Preferably, as shown in FIG. 1, the magnetic field generating means 60 thus remains positioned in the direction ZZ with respect to the blank 50, mainly in the direction of the
一実施形態では、図5に示すように、スタンピング装置10はブランクホルダ90を含む。ブランクホルダ90は、第1の中空体の側部22の自由端222と第2の中空体の側部32の自由端322との間に格納される。ブランクホルダ90は、上記ブランクがパンチ40上の所定の位置にあるとき、上記ブランクが、第2の中空体の側部32の自由端322においてブランクホルダとダイとの間で圧縮されるように、構成される。ブランクホルダの力の調整、及び/又はブランクホルダとダイとの間のクリアランスの調整により、しわの形成を防止又は制限することによって、ブランクの成形中のブランクの包み込みを調節する。
In one embodiment, as shown in FIG. 5, the stamping
ある例示的な実施形態では、ブランクホルダ90は、例えばガスばね等の圧縮手段によって第2のフレーム30の側部32の自由端322に押し付けられて保持される。
In one exemplary embodiment, the
これより、スタンピング方法の例を説明する。 From this, an example of the stamping method will be described.
ブランク50は、バケットタイプの深絞りスタンピングを形成するために、アンビル70の下面71の形状及び第2のフレーム30の側部32の内壁321に適合するように形成される。得られるバケットは、フランジ付きリムを含んでも含まなくてもよい。
The blank 50 is formed to fit the shape of the
事前のステップにおいて、ブランク50は、シートから所望の寸法(長さ及び幅、又は直径、並びに厚さ)に切断される。 In the pre-step, the blank 50 is cut from the sheet to the desired dimensions (length and width, or diameter, and thickness).
ステップa)と呼ばれる第1のステップでは、ブランク50はスタンピング装置10内に位置決めされる。
In a first step called step a), the blank 50 is positioned within the stamping
図1に示すように、略平坦な形状のブランク50は、第1のフレーム20と第2のフレーム30との間に位置決めされる。
As shown in FIG. 1, the substantially flat shaped blank 50 is positioned between the
一実施形態では、ブランク50は一方では、その中央部においてパンチ40上に配置される。ブランク50は、その第1の面51が上記パンチの当接表面41に当接するように配置される。
In one embodiment, the blank 50, on the one hand, is placed on the
ブランク50は、その第2の面52がアンビル70の下面71に対面するように配置される。アンビル70の下面71は、ブランク50の第2の面52から距離eだけ離れて位置決めされる。
The blank 50 is arranged so that its
距離eは、各打ち込み(後述する)におけるブランクの変形のための所望の深さを画定する。距離eを最大化することにより、打ち込みの回数が削減され、その結果として成形時間が削減される。 The distance e defines the desired depth for deformation of the blank at each drive (discussed below). By maximizing the distance e, the number of times of driving is reduced, and as a result, the molding time is reduced.
ブランク50は他方では、その周縁部において、ダイ80の下面81、従って第2のフレーム30の側部32の自由端322と、第1のフレーム20の側部22の自由端222との間に配置される。ブランク50の第2の面52は、ダイ80からある距離だけ離れて、ダイ80に対面している。ブランク50の第1の面51は、第1のフレーム20の側部22の自由端222に対面して配置される。
The blank 50, on the other hand, is located at its peripheral edge between the
ある例示的な実装形態では、ブランク50をパンチ40上に配置すると、上記パンチは方向Z’Zに沿ってその後退位置から並進的に変位して、ブランク50をずらすことにより、上記ブランクの周縁部にある上記ブランクの第2の面52が、第2のフレーム30の、従ってダイ80の下面81の側部32の自由端322のごく近傍(例えば1ミリメートル程度)に配置される。
In one exemplary implementation, when the blank 50 is placed on the
スタンピング装置10がブランクホルダ90を含む場合、ブランク50は、上記ブランクホルダによって、第2のフレーム30の側部32の自由端322に当接した状態で保持される。
When the
続いて上記方法は、磁気成形によってブランク50を変形させる、ステップb)と呼ばれる第2のステップを含む。 The method subsequently comprises a second step called step b) in which the blank 50 is deformed by magnetic molding.
磁場生成手段60の近傍に配置されたブランク50の中央部は、上記磁場生成手段60から発生した磁場にさらされ、これにより、軸方向の圧力がブランク50の第1の面51に対して印加され、上記ブランクをアンビル70の下面71に強く押し付ける。図2に示した矢印は、ブランク50に印加される軸方向の圧力を示す。
The central portion of the blank 50 arranged in the vicinity of the magnetic field generating means 60 is exposed to the magnetic field generated from the magnetic field generating means 60, whereby the axial pressure is applied to the
その結果、ブランク50は変形してアンビル70の下面71に当接する。
As a result, the blank 50 is deformed and comes into contact with the
図2に示すこのステップb)中、磁場生成手段60は、ブランク50の中央部を徐々に変形させて、求められる最終的なスタンプの深さPより小さい深さP1の第1のスタンプを得る。周縁部は、第2のフレーム30の側部32の自由端322に、従ってダイ80の下面81に押し付けられる。
During this step b) shown in FIG. 2, the magnetic field generating means 60 gradually deforms the central portion of the blank 50 to obtain a first stamp having a depth P1 smaller than the required final stamp depth P. .. The peripheral edge is pressed against the
アンビル70により、有利なことに、ブランクへの打ち込みの衝撃を制限し、ブランクに亀裂が生じるのを回避することが可能となる。
The
このステップb)の終了時には、ブランク50が変形され、第1のスタンプを有するようになる。 At the end of step b), the blank 50 is deformed to have a first stamp.
ステップc)と呼ばれる第3のステップでは、パンチ40及びアンビル70が変位される。
In a third step called step c), the
パンチ40は、第1の変位手段43によって、パンチの当接表面41がブランク50の第1の面51に再び押し付けられるまで、方向Z’Zに変位され、これによりブランク50の中央部は磁場生成手段60のごく近傍に戻る。図3に示すように、ブランク50の周縁部は、ダイ80からある距離だけ離れて保持される。
The
パンチ40の変位は、ステップb)中のブランク50の中央部の変位の方向と同じ方向に実施される。
The displacement of the
アンビル70は、第2の変位手段72によって方向Z’Zに変位される。
The
ある例示的な実装形態では、ダイ80に対するパンチ40及びアンビル70の相対変位は、逐次的に、好ましくは同時に実施される。
In one exemplary implementation, the relative displacements of the
パンチ40の変位及びアンビル70の変位は、必ずしも同じ量ではない。
The displacement of the
アンビル70は、方向Z’Zに十分な距離だけ変位され、これによりブランクの逐次的変形のための所望の深さが画定される。
The
ある例示的な実装形態では、パンチ40及びアンビル70相対変位は連続的に実施される。磁場生成手段60によるブランク50の成形は、パンチ40の変位及びアンビル70の変位に対して瞬間的であると考えられる。実際に、パンチ40の変位の期間、及びアンビル70の変位の持続時間は一般に、磁場生成手段60によって生成される磁気パルスの持続時間(数マイクロ秒程度)に比べて、極めて長い(1秒程度)。この実施形態の特定の場合では、上記第2のステップ及び第3のステップは、上記ステップの結果を変えることなく、同時に実施される。
In one exemplary implementation, the
第4のステップでは、ステップb)、c)は順次繰り返される。 In the fourth step, steps b) and c) are sequentially repeated.
ステップb)、c)は、得られることになる最終的なスタンピング部品の深さPを得るまで繰り返される。 Steps b) and c) are repeated until the final stamping component depth P to be obtained is obtained.
パンチ40及びアンビル70がダイ80に対して相対的に変位するに従って、上記磁場生成手段60は有利には、ブランク50の中央部にアンビル70の方向に軸方向の圧力を印加して、上記ブランクの中央部を上記アンビルに押し付ける。上記磁場生成手段60はまた、ブランク50に、第2のフレーム30の側部32の内壁321に向かって、ダイ80の方向の径方向の圧力を印加して、上記ブランクを上記内壁に押し付ける。図3、4に示した横矢印は、ブランク50に印加される径方向の圧力の方向を示す。第2のフレーム30の側部32の内壁321に対するブランク50のこの径方向の圧力により、有利なことに、上記ブランクを上記内壁の形状に完全に一致させることができる。
As the
ステップb)、c)の反復回数は、特にブランクを構成する材料、スタンピング部品の所望の深さに依存する。 The number of iterations of steps b) and c) depends in particular on the desired depth of the material and stamping parts that make up the blank.
スタンピング方法の終了時には、ブランクは、フランジ付きリムを有する又は有しないバケットタイプの深絞りスタンピング部品となった。 At the end of the stamping method, the blank became a bucket type deep drawing stamping component with or without a flanged rim.
図4の例では、バケットは、フランジ付きリムを有しないバケットタイプのものである。 In the example of FIG. 4, the bucket is of a bucket type without a flanged rim.
本発明は、非限定的な例として上述した好ましい実施形態、及び上記の変形例に限定されない。本発明は、当業者が想到する変形実施形態にも関する。 The present invention is not limited to the preferred embodiments described above as non-limiting examples and the above-mentioned modifications. The present invention also relates to a modified embodiment conceived by those skilled in the art.
以上の説明は、本発明の様々な特徴及び利点によって、本発明が設定した目的が達成されることを、明確に示す。特に、本発明は、スタンピング部品、特に深絞りスタンピング部品を、部品にしわ又は亀裂を生成することなく製造するために適合されたスタンピング装置を提供する。このようなスタンピング装置及び関連するスタンピング方法により、部品を高速で加工でき、有利には得られることになる部品に亀裂を生成するリスクなしに、優れた成形精度でブランクを変形させることができる。 The above description clearly shows that the various features and advantages of the present invention achieve the objectives set by the present invention. In particular, the present invention provides a stamping device adapted for manufacturing stamping components, especially deep drawing stamping components, without creating wrinkles or cracks in the components. With such a stamping device and related stamping methods, the part can be machined at high speed and the blank can be deformed with excellent molding accuracy without the risk of cracking the part which would be advantageous.
本発明はまた、有利なことに、フランジ付きエッジの製造を可能とする。 The present invention also advantageously allows the manufacture of flanged edges.
Claims (5)
−当接表面(41)を含むパンチ(40);
−アンビル(70);
−ダイ(80);
−前記パンチ(40)内において、前記当接表面(41)に配置された磁場生成手段(60)
を含み、
前記スタンピング装置は、初期位置において:
−前記パンチ(40)の前記当接表面(41)が、前記ブランク(50)の第1の面(51)の一部分を受承するように形成され;
−前記アンビル(70)及び前記磁場生成手段(60)が、前記ブランク(50)の同一の部分の各側に配置されるように形成され;
−前記磁場生成手段(60)が、前記第1の面(51)に対面し、前記アンビル(70)が、前記第1の面(51)の反対側の前記ブランク(50)の第2の面(52)に、前記第2の面からある距離だけ離れて対面し;
−前記ダイ(80)が、前記ブランク(50)の別の部分において前記第2の面(52)に対面して配置されるように形成され;
−前記磁場生成手段(60)が、前記ブランク(50)に対して、前記アンビル(70)の方向に、方向Z’Zに圧力を印加するように形成される
ように構成され、
前記スタンピング装置は、前記パンチ(40)を前記ダイ(80)に対して前記方向Z’Zに変位させるよう配設された第1の変位手段(43)、及び前記アンビル(70)を前記ダイ(80)に対して前記方向Z’Zに変位させるよう配設された第2の変位手段(72)を含む、装置(10)。 A blank (50) stamping device (10) for manufacturing stamping components, wherein the device is:
-Punch (40) including the contact surface (41);
-Anvil (70);
-Die (80);
-In the punch (40), the magnetic field generating means (60) arranged on the contact surface (41).
Including
The stamping device is in the initial position:
-The contact surface (41) of the punch (40) is formed to accept a portion of the first surface (51) of the blank (50);
-The anvil (70) and the magnetic field generating means (60) are formed so as to be arranged on each side of the same portion of the blank (50);
-The magnetic field generating means (60) faces the first surface (51), and the anvil (70) is the second of the blank (50) on the opposite side of the first surface (51). Face the surface (52) at a distance from the second surface;
-The die (80) is formed so as to be arranged to face the second surface (52) in another portion of the blank (50);
-The magnetic field generating means (60) is configured to be formed so as to apply pressure in the direction ZZ in the direction of the anvil (70) with respect to the blank (50).
The stamping device displaces the first displacement means (43) and the anvil (70) arranged so as to displace the punch (40) with respect to the die (80) in the direction Z'Z. A device (10) including a second displacement means (72) arranged to displace in the direction ZZ with respect to (80).
a)前記ブランク(50)を前記スタンピング装置内(10)に位置決めするステップ;
b)前記ブランク(50)を、磁場生成手段(60)によって生じた磁場にさらすことにより、圧力を前記ブランク(50)の第1の面(52)に方向Z’Zに印加して、前記ブランクをアンビル(70)に押し付けるステップ;
c)第1の変位手段(43)によってパンチ(40)を、第2の変位手段(72)によって前記アンビル(70)を、ダイ(80)に対して前記方向Z’Zに変位させるステップを含み、
前記ステップb)、c)は、完成品の前記スタンピング部品のための所望の形状が得られるまで繰り返される、方法。 A method for stamping a blank (50) with a magnetic pulse in order to manufacture a stamping component by the stamping device (10) according to any one of claims 1 to 4, wherein the method is as follows. Step:
a) A step of positioning the blank (50) in the stamping device (10);
b) By exposing the blank (50) to the magnetic field generated by the magnetic field generating means (60), pressure is applied to the first surface (52) of the blank (50) in the direction Z'Z, said. Steps to press the blank against the anvil (70);
c) A step of displacing the punch (40) by the first displacement means (43) and the anvil (70) by the second displacement means (72) in the direction Z'Z with respect to the die (80). Including
The steps b) and c) are repeated until the desired shape for the stamping part of the finished product is obtained.
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