JP2560416B2 - 絞りプレス型 - Google Patents

絞りプレス型

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JP2560416B2 JP63129135A JP12913588A JP2560416B2 JP 2560416 B2 JP2560416 B2 JP 2560416B2 JP 63129135 A JP63129135 A JP 63129135A JP 12913588 A JP12913588 A JP 12913588A JP 2560416 B2 JP2560416 B2 JP 2560416B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば車両のボデー部品を絞り成形する
ために用いられる曲線部とこれに連続する直線部とで角
部が形成された製品の絞りプレス型に関する。
〔従来の技術〕
一般的に、絞りプレス型は、下型の素材押え面と上型
の素材押え部材の素材押え面とにより素材の外周縁部を
押圧挾持し、この状態でポンチを素材に押し当てて絞り
成形を行うように構成されている。この絞り成形時、ポ
ンチの下降に従って絞りプロファイルの内部へ向かって
(正確にはダイキャビティに向かって)素材が流入す
る。この素材の流れを所望するように制御するために素
材押え面の全周又は一部に絞りビードを設けることは、
よく行われている。
たとえば、第7図に示すような絞り形状をもつ製品P
を得ようとするとき、第8図に示すように下型14の素材
押え面3の直辺部12にのみ絞りプロファイル9の直線部
10と平行に絞りビード8を設けることがある(参考:プ
レス成形難易ハンドブック〔吉田清太監修、S62.3.20発
行〕P.326図7・44)。これは素材押え面3のコーナー
部13に位置する素材よりも直辺部12に位置する素材の方
が絞り成形途中の素材流入量が大きいため、直辺部12に
位置する素材にコーナー部13により大きい素材流入に対
する抵抗力を与える必要があるからである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このような従来例では素材の流れる量は、絞
りビードで制御できるものの、素材の流れる方向までは
制御できないため、成形不良の発生や成形可能な形状に
限界があった。そのことの説明として事例をもって以下
に示す。
第9図に示されるように素材押え面3の直辺部12で
は、素材流入方向が矢印aで示すようにその各点で平行
となる(このように、素材の流れが平行な状態でフラン
ジ成形される場合を、以降、平行フランジ成形と呼
ぶ)。このような場合、素材がある一点方向に流れない
ため、シワ・ワレが発生しないが、素材押え面3のコー
ナー部13(説明の便宜上、ハッチングで示す)では、そ
のコーナー部13に位置する素材上の各点が矢印bに示す
ように、ほぼ絞りプロファイル9の曲線部11の曲率中心
Oに向かって流入する縮みフランジ成形となる。このた
め、ブランクホールド力が小さい場合には、第10図に示
すように素材押え面3のコーナー部13に位置する素材が
重なり合ってシワSが発生していた。
また、やがてこのシワが下型側壁部へ流入するとポン
チ・下型間の板厚分の隙間を埋めるように引き延ばされ
る。しかし、絞り深さが大きい場合には、コーナー部に
位置する素材の移動量も直辺部と同様に多く、この隙間
に素材の重なり状のシワが生じて詰まった場合には、素
材の流入量が不足し第10図に示すようにワレTが生じる
ことになる。
また、ブランクホールド力が適切な場合には、コーナ
ー部13に位置する素材にはシワが生じないがコーナー部
に材料が集中するためコーナー部13に位置する素材その
ものの変形による流入抵抗力が生じる。そのため、直辺
部に比べコーナー部の流入抵抗力が増大するのでコーナ
ー部の下型側壁部もしくは、コーナー部のポンチ肩Rで
ワレが生じやすくなる。
それ故、このワレ対策においても、また成形できる絞
り深さの点でも限界があり、現状の絞りビードでは十分
でないという問題があった。
このように、素材押え面が直辺部とコーナー部とから
なる場合、そのコーナー部に位置する素材にシワ・ワレ
が発生する主な要因は、コーナー部の素材は絞り成形途
中、縮みフランジ成形されるからと考えられる。
そこで本発明は、従来コーナー部で生じていたシワ・
ワレの低減及び成形限界の拡大を狙うため、コーナー部
に発生するこの縮みフランジ成形を素材の各点がそれぞ
れ略平行に流れる平行フランジ成形に変えることを課題
とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために本発明の絞りプレス型は、
下型の素材押え面と素材押え部材の素材押え面とで素材
を挟持した後、ポンチにより絞り成形が行われる曲線部
とこれに連続する直線部とで角部が形成された製品の絞
りプレス型において、前記素材押え面のコーナー部に、
該コーナー部の曲線部の中心点と該曲線部の曲率中心と
を結ぶ直線と略平行でかつ該直線を挟んで所定間隔をあ
けて互いに平行な複数の絞りビードが設けられているこ
とを特徴とする。
〔作用〕
このように、絞り成形途中、素材の縮みフランジ成形
が行われる部位に相当する素材押え面、つまり素材押え
面のコーナー部に絞りプロファイルの曲線部の中心点と
曲線部の曲率中心とを結ぶ直線に略平行にかつこの直線
を挟む様に絞りビードを配置したことにより、略平行に
設けた各々の絞りビードに挟まれているコーナー部の素
材は、前記絞りビードによって、この絞りビードと交わ
る方向へ流れ難くなるため、その素材の各点が略平行に
流れるようになり、従来縮みフランジ成形されていた部
位が伸びフランジ成形も縮みフランジ成形もされない、
いわゆる平行フランジ成形されるようになる。
このため、従来のようにブランクホールド力が小さい
場合には、素材が集まって重なるということがなくな
り、シワ発生は防止できる。また、この結果素材が下型
凹部内に流入するとき下型とポンチの間に詰まることに
起因するワレの発生が防止できる。
一方、ブランクホールド力が適切である場合について
は以下の様に、絞り成形途中の素材Wに生じる応力の推
移の点で説明する。
従来の技術の項で述べた従来成形法と本成形法の応力
の推移を第4図に示す。点線は従来法について示してお
り素材押え面のコーナー部に位置する素材は、縮みフラ
ンジ成形により応力の最大値σが生じる。この応力の
最大値σが素材の引張り強さσに至るとワレが生じ
る。一方、本成形法については実線に示す通りである。
一般にコーナー部の絞りプロファイル長さに比べ直辺部
の絞りプロファイル長さの方が長いので、つまり縮みフ
ランジ率が小さくなるので、縮みフランジ成形の生じる
直辺部に位置する素材にかかる応力B′は、コーナー部
に位置する素材にかかる応力C′より小さな値となる。
その結果、素材の引張り強さσと直辺部に位置する素
材に生じる応力の最大値σとの差が拡大するため、本
成形法の方が従来成形法と比べワレが生じにくくなるこ
とがわかる。また、従来とは反対にコーナー部に位置す
る素材は、平行な流入となり応力C′が一定となるので
シワ・ワレが生じにくくなる。
このように第4図の応力推移グラフより本成形法の方
が、応力の最大値が従来法に比べ低減できるのでワレが
生じにくくなるのが判る。
〔実施例〕
以下、第1図〜第3図を参考にして、本発明の一実施
例を説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る絞りプレス型1を示
す。下型14は絞り成形される製品の形状に対応した凹部
2を有し、この凹部2の周囲には下型素材押え面3が形
成されている。素材押え部材4は下型1の上方に図示し
ない駆動手段により昇降自在に設けられ、その下面は上
型素材押え面5となり下型素材押え面3と協働して素材
Wの外周部を挟持する。ポンチ6は、下型14の上方に図
示しない駆動手段により昇降自在に設けられ素材押え部
材4の中央に形成された開口7を通過し、下型1の凹部
2内へ没入可能である。
下型素材押え面3と上型素材押え面5には、絞り成形
時における凹部2内への素材流入を適度に制御するため
絞りビード8が形成される。絞りビード8の形状に関し
て、上型素材押え面5上の絞りビードは隆起状を呈し、
下型素材押え面3上の絞りビードは溝状を呈しており、
これらは素材押え面3、5が近接した時、相互に対向す
る。最近接して対向した時の、この隆起状の絞りビード
と溝状の絞りビードとの間隔は、ちょうど板厚と同じ間
隔とした。本実施例においてこの絞りビード8は、第2
図に示すように設けられている。即ち、素材押え面3、
5の各コーナー部13に各々2本の絞りビード8が絞りプ
ロファイル9の曲線部11の中心点Xと曲率中心Oとを結
ぶ直線と平行に、かつこの直線を挟んで等間隔に配置さ
れている。絞りプロファイル9の形状は左右対称であ
り、素材押え面3、5の4カ所のコーナー部13における
素材流入条件を等しくするためこの絞りビード8は、絞
りプロファイル9の直線部10から135゜の角度でもって
設定した。
以上のような構成をとることにより、素材押え面3、
5のコーナー部13における素材の流入を以下に示す作用
により、平行流入とすることができる。
素材Wが下型1上に載せられ、次に素材押え部材4が
下降し、下型素材押え面3と上型素材押え面5との間で
素材Wを押圧挾持した後、ポンチ6が下降してきて、絞
り成形が行われることになる。この絞り成形途中、ポン
チ6の加工力により素材押え面3、5で挾持された素材
Wが凹部2内へ引きこまれるが、素材押え面3、5のコ
ーナー部13に、上記したようにビード8が、絞りプロフ
ァイル9の曲線部11の中心点Xと曲率中心Oとを結ぶ直
線と平行になる様、配置されているため、この2本の平
行な絞りビード8で挟まれた部分の素材は、その素材の
各点が絞りビード8と略平行に流れていることになる。
これは、絞りビード8の配置方向と直角の方向には素材
が流れにくい上、絞りビード8の配置方向と略平行に素
材が引張られるためである。結果として、第3図に示す
ように、素材押え面3のコーナー部13に相当する素材
W、厳密には2本の平行な絞りビード8で挟まれた部分
の素材は、その素材上の各点が矢印Cで示すように絞り
ビード8と略平行に、凹部2内へ流入するのである。
また、素材押え面3、5の直辺部12に相当する素材
は、その素材の各点が、ある一点方向に収束して流れる
縮みフランジ成形がなされることになる。ただこの場
合、縮みフランジ率は小さいため、シワ・ワレを引き起
こすようなことはない。つまり、従来の第8図に示す絞
りビード配置では、第9図に示す様に、コーナー部13で
縮みフランジ成形、そして直辺部12で平行フランジ成形
が行われていたが、本発明の絞りビード配置を採用する
ことにより、従来とは逆に、直辺部12で縮みフランジ成
形を、コーナー部13で平行フランジ成形を行わせるよう
にした。
本実施例では、以下に示す成形条件で絞り成形を行っ
たが、直辺部・コーナー部ともに絞り成形品には、シワ
・ワレの発生は認められなかった。
ブランクホールド圧力:120ton 絞り深さ:103mm 鋼板:プレス成形用鋼板 厚み1.5mm 絞りプロファイル曲線部の曲率半径:80mm 絞りプロファイル直線部の長さ:l11010mm l2: 720mm なお、この実施例では、絞りプロファイルと平行方向
の絞りビードは設けられていないが、第5図に示す様
に、従来通り素材流動を抑制するために適宜設けてもよ
い。
また、成形途中絞りビードに代わって局部可動ポンチ
が素材を拘束する成形法に適用すると、一層材料の歩留
りが向上する。なぜなら、これによりコーナー部に、シ
ワ・ワレが生じにくくなり局部ポンチ側壁部での素材流
入コントロールができるからである。
さらに、本実施例は、平行な2本の絞りビードを構成
する隆起状のものは両方とも上型に、これらに対向する
溝状のものは両方とも下型に設けたが、第6図に示すよ
うに、隆起状のものを1つは上型に、もう1つは下型に
段違いに設けて絞りビードを構成してもよい。
〔発明の効果〕
このように、素材押え面のコーナー部に複数の絞りビ
ードを設け、この絞りビードは、絞りプロファイル曲線
部の中心点と曲率中心とを結ぶ直線に平行に、かつ、こ
の直線を挟むように配置したことにより、コーナー部の
素材が絞り成形途中、その各点が絞りビードと平行に下
型凹内部に流入するようになる。このため、従来のよう
にコーナー部の素材が一点に集まって重なるということ
がなくなり、シワ発生を防止することができる。
また、この結果、素材が下型凹部内に流入するとき、
型にひっかかることがなくなり、大きな引張力が素材に
働かず、ワレ発生をも防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例を示す、絞りプレス型の斜視
図、 第2図は、第1図の部分拡大図、 第3図は、本発明における成形途中の素材の流入方向を
示す模式図、 第4図は、従来、及び本発明における応力−ストローク
線図、 第5図は、本発明の他の実施例で、コーナー部のみを示
す斜視図、 第6図は、本発明の更に他の実施例を示す、絞りビード
配置部位の断面図、 第7図は、絞り製品を示す斜視図、 第8図は、従来の絞りビード配置を示す、絞りプレス型
の斜視図、 第9図は、従来例における成形途中の素材の流入方向を
示す模式図、 第10図は、従来例におけるシワ・ワレの発生状況を示
す、絞り成形品の斜視図である 1……絞りプレス型 12……直辺部 14……下型 2……凹部 3、5……素材押え面 4……素材押え部材 6……ポンチ 7……開口 8……絞りビード 9……絞りプロファイル 10……直線部 11……曲線部 13……コーナー部 O……曲率中心 X……中心点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B21D 24/00 B21D 24/00 Z

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下型の素材押え面と素材押え部材の素材押
    え面とで素材を挟持した後、ポンチにより絞り成形が行
    われる曲線部とこれに連続する直線部とで角部が形成さ
    れた製品の絞りプレス型において、 前記素材押え面のコーナー部に、該コーナー部の曲線部
    の中心点と該曲線部の曲率中心とを結ぶ直線と略平行で
    かつ該直線を挟んで所定間隔をあけて互いに平行な複数
    の絞りビードが設けられていることを特徴とする絞りプ
    レス型。
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