JP2735334B2

JP2735334B2 - 変形可能なパンチによってシート材料をプレス加工する方法と装置

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Publication number: JP2735334B2
Application number: JP1344963A
Authority: JP
Inventors: ガブリエル・ド・スメ
Original assignee: IZOFUORUMU
Current assignee: IZOFUORUMU
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: BR8906856A; ATE97352T1; FR2641216B1; US5016458A; EP0376808A1; AU624460B2; CZ283165B6; CS751589A3; HU205287B; AU4700789A; HUT54541A; ES2047698T3; JPH02284724A; RU1829978C; DD296012A5; DE68910794T2; CN1025297C; CN1043646A; FR2641216A1; CA2006773A1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、プランジヤーの下の変形可能なパンチによ
りシート材料、特に例えば自動車産業において有用な大
きい極薄のシート金属ブランクおよび／または複雑な形
状を有するシート金属ブランクをプレス加工する方法お
よび装置に関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする課題大きい寸法で複雑な形状の部品のプレス加工は、一般
に複動プレスで実施される。これ等の機械は、主とし
て、ダイを収容する固定されたテーブルと、２つの独立
のスライド、即ち、ブランクホルダを装着する外側スラ
イドと、パンチを装着しラムと呼ばれる中心スライドと
を備えている。最初に、外側スライドおよびブランクホ
ルダは、降下してシートブランクのクランプを維持し、
次にパンチは、中心スライドの作用の下でシートブラン
クに接触する様になるまで急速に降下し、プレス加工段
階中降下を継続し、最後に、中心スライドおよび外側ス
ライドは、ほゞ同時に上昇する。

この通常の方法は、ダイおよびパンチの剛性と、ブラ
ンクホルダによるシートのクランプとが非均等な変形を
生じさせ、これがシートの小さい最初の厚さに鑑みて過
度な薄さを生じ易い特定の領域における延びと、しわの
形成を生じるシートブランクを厚くする傾向のある他の
領域における収縮とを生じるため、例えば0.45mm以下の
厚さを有する極薄シートのプレス加工を許容しない。

更に、高い弾性限界を有する鋼に関し、この通常のプ
レス加工方法は、ブランクホルダ下のしわの形成を回避
するために、大抵の機械が提供不能であるシートブラン
クへブランクホルダにより非常に高い圧力を加えること
を必要とする。

また、「ゲリン法（Guerin method）」と呼ばれる方
法は、周知であり、これでは、弾性材料塊上に休止する
シートは、パンチによつて成形される。該パンチは、ダ
イを形成する弾性材料に押込まれ、ダイは、シートブラ
ンクをパンチに向つて付勢する。従つて、弾性材料の作
用は、ダイの作用である。この方法の主な欠点は、この
方法が著しいエネルギを消費する上に、しわの形成を回
避し得ないことである。正に、弾性材料の変形によつて
生じる圧力勾配は、弾性材料の塊の上側面が接近される
際に低減し、就中、角度成形の実現の際、シートブラン
クは、その周辺において不充分に保持される。

また、半球形および／または回転型の簡単な形状を成
形するのに圧力下の流体を使用する成形方法は、周知で
ある。しかしながら、この方法は、回転の形状および／
または軸対称の形状を有する部品にのみ使用可能であ
る。

弾性クツシヨン上で行われるプレス加工方法は、仏国
特許第2,564,339号、仏国特許第2,590,814号によつて公
知である。この方法では、成形すべきシートブランク
は、弾性クツシヨン上に置かれ、ブランクホルダを装着
する外側スライドは、弾性クツシヨンの塊の流れを生じ
させて、得られるべき仕上げられる部品の表面積にほゞ
等しい表面積を予成形段階の終りにシートブランクに与
える様にシートブランクの中央部分を変形させる如くシ
ートブランクの周辺部分上に加えられ、次に、パンチ
は、部品を最終的に成形する様にシートブランクの中央
部分上に中央スライドによつて加えられる。

しかしながら、この方法は、応力を形成し、該応力
は、本発明による方法によつて新規な態様で克服可能で
ある。

正に、弾性クツシヨンの平衡状態への復帰の瞬間に、
即ち、プランジヤおよびブランクホルダの上昇の瞬間
に、特に大きい寸法の部品の場合に部品の押潰しを生じ
得る成形された部品への該弾性クツシヨンの吸引作用が
生じる。更に、弾性クツシヨンの最初の状態への復帰
は、方向において中心から周辺へ生じ、これが吸引作用
を増大することに注目されたい。

また、弾性材料上のプレス加工と、流体圧力下のプレ
ス加工とを同時に使用するプレス加工方法は、仏国特許
第2,859,719号によつて公知である。シートブランクの
上部に配置される弾性材料に基づく要素は、弾性材料の
塊によつて構成されるだけではなく、流体によつて膨脹
可能な袋をも有し、これは、該方法をハイドロフオーミ
ング法に類似させる。更に、この方法は、予成形された
シートブランクが得られるべき仕上げられる部品の表面
積にほゞ等しい表面積を取る第１予成形段階を有してい
ない。

課題を解決するための手段本発明の目的は、弾性材料のクツシヨンの有効さおよ
び長い寿命を保持するが、自動車部品の様な中位の深さ
であるが大きい面積のものでその中央部分が実際上回転
の形状ではないが展開不能な複雑な形状を示し吸引の問
題がなく下記で説明するその他の利点を有するプレスさ
れた部品を得るのを可能にする新規な方法を提供するこ
とである。

従って、本発明は、プレスにおいて弾性材料から成る
クッションによってシート材料、特にシート金属をプレ
ス加工する方法において、該方法が、周辺部分が下側ブ
ランクホルダを形成し中央部分がダイを構成するサポー
ト上に、成形すべきシートブランクを設置する工程と、
外側スライドをスライドさせて、該シートブランクの周
辺部分を上側ブランクホルダで押さえる工程と、次にラ
ムを作動させてパンチを押し込む工程とを備え、前記パ
ンチを押し込む工程は、加工で得られるべき仕上げ部品
の表面積にほぼ等しい表面積を前記ブランクに与えるた
めに、該ブランクを予備成形するように前記ラムを作動
させて変形可能な前記パンチである弾性クッションで該
シートブランクを押し込む工程と、次に前記ラムを作動
させて前記弾性クッションの下降を継続しながら、該部
品を最終的に成形するために前記ダイの底の全部または
一部を変位する工程とを備えている。

本発明の他の特徴によると、シートブランクへの上側
周辺ブランクホルダの作用の際、シートブランクの端縁
部分は、局部的な領域においてフランジ付けされる。

また、本発明は、弾性材料から成るクツシヨンと、そ
の周辺部分が下側ブランクホルダを形成しその中央部分
がダイを構成する成形すべきシートブランクのサポート
と、上側シートホルダを装着する外側スライドを有しシ
ートブランクを予成形する装置と、パンチに作用するラ
ムを有しシートブランクを最終的に成形する装置とを備
え、弾性材料から成るクツシヨンが、シートブランクの
上側に配置され、垂直方向に可動なパンチに結合される
シート材料、特にシート金属のブランクをプレス加工す
る装置を提供する。

本発明の他の特徴によると、弾性クツシヨンは、一定
の体積を有し、包被内に設置される変形可能で非圧縮性
の材料によつて構成され、ダイは、固定された部分と、部品の最終成形を達成す
る目的のためにコアの変位を制御する装置と協働する垂
直方向に可動なコアとを有し、ダイは、固定されたコアと、部品の最終成形を達成す
る目的のために可動な部分の変位を制御する装置と協働
する垂直方向に可動な部分とを有し、ダイの全体は、垂直方向に可動であり、部品の最終成
形を達成する目的のために該ダイの変位を制御する装置
と協働する。

本発明の一層良好な理解は、添付図面を参照して例と
してのみ与えられる下記の説明によつて得られる。

実施例第１図に示すプレス加工装置は、ダイ３に対する凹所
をその中央部分が構成するベース１を備え、ダイ３は、
ベース１と１つ物でもよく、得られるべき仕上げられる
部品の輪郭に相当するダイ空所ないし成形用の形状部す
なわちインプレシヨンをその上側部分に有している。

ベース１は、一方ではダイ３のインプレシヨンよりも
高いレベルに配置されブランクホルダ２を形成する内側
部分と、他方ではシートブランク20の端縁部分のフラン
ジ付けのための領域2aを構成する上側部分とを有してい
る。

更に、ダイ３は、コア５が滑つて嵌入する空所４を有
し、コア５は、仕上げられる部品の輪郭を形成する様に
ダイ３のインプレシヨンを完成する上側面を有してい
る。

第１図に示す第１実施例によると、コア５は、可動で
あり、その変位を制御する装置６と協働し、装置６は、
例えば多板ブレーキ、ばね、ジヤツキ、または任意のそ
の他の好適な装置を備えてもよい。

プレス加工装置は、上側周辺ブランクホルダ９をその
下側部分が構成する体部７をベース１の上に有してい
る。

上側周辺ブランクホルダ９は、ベース１に嵌入可能で
下側ブランクホルダ２に到達可能な様にベース１に使用
される寸法よりも小さい外側寸法を有している。

体部７は、パンチ11がその中に延びる縦穴10を有して
いる。該パンチ11は、弾性材料から成るクツシヨン12
と、上部の板13とを有している。更に、体部７は、その
周辺に２枚の夫々重なるフランジ14,15を有している。

第１フランジ14は、ジヤツキ16を支持し、ジヤツキ16
の夫々のロツドは、第２フランジ15の夫々のオリイフイ
ス17を貫通して延び、パンチ11の板13と協働し、成形段
階の終りにおいてパンチを持上げる装置を構成し、恐ら
くは上側ブランクホルダ９によつて加えられる圧力を制
御する。

シートブランク20は、局部的な領域に角20aを形成す
る切除部分を有し、角20aは、ブランクがベース１の上
側面に設置されるとき、第２図に示す様にブランクの端
縁部分をフランジ成形するために所定の領域2aに当接す
る。従つて、端縁部分のフランジ成形は、後で理解され
る様に、ベース１の上側部分の領域2aに対応するシート
ブランクの周辺端縁部分の限られた領域において達成さ
れる。

シートブランク20は、次の態様で成形される。

第１に、シートブランク20は、ベース１の上側側面に
置かれ、領域2a上に角20aによつてのみ休止する（第３
図）。コア５は、ダイ３のインプレシヨンより上に突出
し、コアの変位を制御する装置６は、好適な装置（図示
せず）によつて固定される。

第１段階では、フランジ15によつて体部７を支持する
プレスの外側スライド21（第４図）は、次第に降下し、
従つて、上側ブランクホルダ９は、シートブランク20が
領域20aに当接する領域においてシートブランクの湾曲
する端縁部分のフランジ成形を生じる。

従つて、この第１段階の際、本発明の条件とは異なる
条件において高い収縮を受けるシートブランク20の周辺
部分の局部的な領域は、シートブランクの端縁部分のフ
ランジ成形をこれ等の領域に生じる様に所定の領域2aと
ブランクホルダ９との間に維持され、これにより、収縮
されるべき金属を保持することが可能である。

次に、プレスのラム22は、パンチ11の板13に接触する
様になり、弾性クツシヨン12の降下を生じさせ、クツシ
ヨン12の作用面は、シートブランク20に接触する様にな
る。

この降下の際、コア５が突出ている（第５図）ため、
弾性クツシヨン12は、圧縮され、この圧縮作用の効果の
下で、ブランクの予成形を生じて、得られるべき最終部
品のものにほゞ等しい表面積をブランクに与える様な態
様でシートブランク20の変形を生じさせる。

第６図は、部品を最終的に成形する段階を示す。ラム
22は、その下方位置に降下し、弾性クツシヨン12によつ
て降下の第１部分の際に予成形された部品の最終成形を
生じる。

中心ラム22およびパンチ11の降下と同時に、装置６が
解放され、従つて、可動コア５は、仕上げられる部品の
成形に必要なシートの展開された表面を解放する様に後
退される。

弾性クツシヨン12によつてもたらされるダイ３に対す
るシートブランク20の当接による圧縮応力は、シートブ
ランクの表面の全体に加えられる引張り応力に該弾性ク
ツシヨンの作用によつて変換され、利用可能な体積の全
体にわたりブランクの変位を生じる。

予成形段階および成形段階の際の弾性クツシヨンの降
下中、シートブランク20の端縁部分は、下側ブランクホ
ルダ２と上側ブランクホルダ９との間を摺動する様に保
持され、局部的な領域2aにおけるブランクのフランジ付
き端縁部分の高さは、低減する。

更に、これ等の段階の際、パンチ11の板13は、ジヤツ
キ16を圧縮し、これは、シートブランク20の周辺端縁部
分に上側ブランクホルダ９によつて加えられる力を調節
する作用をも有している。

成形された部品を解放する段階は、最初にラム22を上
昇することによつて実施され、これは、パンチ11を解放
する。ジヤツキ16の作用の下で、パンチ11は、上昇し
て、それと共に弾性クツシヨン12を選ぶ。弾性クツシヨ
ン12は、周辺から中心への方向において成形された部品
から離れる様に移動され、従つて、空気は、成形された
部品とクツシヨンの外側面との間に進入し、これによ
り、吸引作用を回避する。

次に、外側スライド21は、上昇してそれと共に体部７
を運び、第１図に示す様な形状を有してもよい成形され
た部品を最後に解放する。

第７図乃至第10図に示す変形例によると、ダイ３を装
着するベース１は、垂直方向に可動であり、この目的の
ために底板30に当接し、底板30は、例えば多板ブレー
キ、ばね、ジヤツキまたは任意のその他の好適な装置に
よつて構成されベースの変位を制御する装置31と協働す
る。

前述の列の様に、ダイ３は、コア32がその中に延びる
空所４を有し、コアの上側面は、仕上げられる部品を製
造するためにダイ３のインプレシヨンを完成する。この
変形では、コア32は、固定されている。

外側スライド21の作用の下で体部７によつて加えられ
る力の制御と、降下とは、外側スライドと体部との間に
間挿され柱34によつて案内されるばね33によつて行われ
る。

局部的な領域においてシートブランクの周辺端縁部分
にフランジ成形し（第８図）ブランクを予成形する（第
９図）操作は、上側ブランクホルダ９およびパンチ11の
継続する降下によつて前述の変形と同一の態様で実施さ
れ、ベース１の変位を制御する装置は、固定される。

他方、成形操作（第10図）と同時に、ベース１の変位
を制御する装置31は、この成形操作の際にダイ３の降下
によつてシートの展開される表面を解放する様に解放さ
れる。

第11図に示す第２変形例では、ベース１は、固定さ
れ、垂直方向に可動なのは、ダイ３の全体である。ダイ
３は、例えば多板ブレーキ、ばね、ジヤツキまたは任意
のみの他の好適な装置によつて構成されダイの変位を制
御する装置31と協働する。部品は、前述の変形のものと
同一の態様で成形される。

第12図に示す別の変形例では、プレス加工装置は、得
られるべき仕上げられる部品の表面積によつて定められ
る体積に対する弾性クツシヨン12の過剰な体積を吸収す
る装置を備えている。正に、予成形段階の際、弾性クツ
シヨン12の降下は、シートブランクの中央部分を変更
し、予成形段階の終りにおいて得られるべき仕上げられ
る部品の表面積にほゞ等しい表面積をブランクに与え
る。シートブランクの最終成形のために弾性クツシヨン
12を継続して降下することは、クツシヨン内の圧力の増
大を生じ、製造すべき部品に依存して恐らくは予成形段
階と最終成形段階との間でクツシヨンの体積の差異を生
じる。

この目的のため、パンチ11（第12図）は、ばね40また
は任意のその他の同様な装置が間挿される上側部分11a
と、下側部分11bとを有している。これ等のばね40は、
弾性クツシヨンの余分な体積を吸収するために特定の圧
力以上で圧縮される。

弾性クツシヨンの余分な体積を吸収する装置は、例え
ばクツシヨンの近くで体部７の側壁に配置されてもよ
い。

第13図に示す線図では、曲線Ｉは、外側スライド21の
サイクルを示し、曲線IIは、ラム22のサイクルを示す。
外側スライド21は、距離Ａにわたつて移動し、ラム22
は、距離Ｂにわたつて移動する。

この線図では、各サイクルに対して、局部的な領域に
おけるシートブランクの端縁部分のフランジ成形をＣで
示し、シートブランクの保持をＤで示し、シートブラン
クの周辺端縁部分の保持をＤで示し、予成形操作をＥで
示し、部品の最終成形操作をＦで示す。

局部的な領域における端縁部分のフランジ成形と、弾
性クツシヨンの使用との組合わせは、低い変形能力を有
する薄いシートによつて複雑な非展開性形状の部品を得
るのを可能にする。

弾性クツシヨンは、一定の体積を有し、包被内に設置
可能な変形不能で非圧縮性の材料によつて構成されても
よい。この材料は、エラストーマまたはこれ等の条件を
満足する任意のその他の製品でもよい。

説明は、シートブランク、即ち薄く通常金属シートの
成形に関してなされたが、本発明の方法の範囲は、この
用途に制限される様に全く意図されないことが理解され
ねばならない。本発明による方法は、薄いシートまたは
特に樹脂材料の板に実施可能である。

従つて、この説明では、用語の「シート」は、本発明
の範囲を金属製品に制限することなく材料の薄いシート
の一般的な意味を与えられねばならない。

本発明の方法および装置の利点は、所与の複動プレス
に対して、仏国特許第2,564,339号、仏国特許第2,590,8
14号に開示される弾性クツシヨンに比し仕上げられるプ
レスされた部品の可能な寸法における増大にある。

これは、弾性クツシヨンの体積が前述の方法における
よりも小さいと述べてもよい。

更に、仕上げられた部品の空間的存在は、通常のプレ
ス加工において遭遇するものと同様であり、設備の変更
を必要とすることなく次の操作の機械化を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプレス加工装置を構成する種々な
要素の分解斜視図、第２図はプレス加工する前のダイへ
のシートブランクの設置を示すダイの図式的な斜視図、
第３図乃至第６図は部品を成形する継続する段階の際の
第１図の線３−３に沿う図式的な断面図、第７図は本発
明によるプレス加工装置の第１変形の分解斜視図、第８
図乃至第10図は部品を成形する継続する段階の際の第７
図の線８−８に沿う図式的な断面図、第11図は本発明に
よるプレス加工装置の第２変形の断面図、第12図は本発
明によるプレス加工装置の第３変形の断面図、第13図は
部品の予成形および成形の際の本発明による装置のサイ
クルを示す線図である。１……ベース、２……下側ブランクホルダ、３……ダイ、5,32……コア、 6,31……変位制御装置、９……上側周辺ブランクホル
ダ、11……パンチ、12……弾性クツシヨン、20……シー
トブランク、21……外側スライド、22……ラム。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プレスにおいて弾性材料から成るクッショ
ンによってシート材料、特にシート金属をプレス加工す
る方法において、該方法が、周辺部分が下側ブランクホルダ（２）を形成し中央部分
がダイ（３）を構成するサポート上に、成形すべきシー
トブランクを設置する工程と、外側スライド（21）をスライドさせて、該シートブラン
クの周辺部分を上側ブランクホルダ（９）で押さえる工
程と、次にラム（22）を作動させてパンチ（11）を押し込む工
程とを備え、前記パンチを押し込む工程は、加工で得られるべき仕上げ部品の表面積にほぼ等しい表
面積を前記ブランクに与えるために、該ブランクを予備
成形するように前記ラム（22）を作動させて変形可能な
前記パンチである弾性クッションで該シートブランクを
押し込む工程と、次に前記ラムを作動させて前記弾性クッションの下降を
継続しながら、該部品を最終的に成形するために前記ダ
イの底の全部または一部を変位する工程とを備えることを特徴とする方法。
【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
て、前記シートブランクへの前記上側ブランクホルダの
作用の際に、該シートブランクの端縁部分のフランジ形
成を局部的な領域に行う手順を備える方法。
【請求項３】シート材料、特にシート金属のブランクを
プレス加工するプレス加工装置において、弾性材料から
成るクッションと、成形すべき前記シートブランクのサ
ポートとを備え、該サポートの周辺部分が、下側ブラン
クホルダを形成し、該サポートの中央部分が、ダイを構
成し、更に、上側ブランクホルダを装着する外側スライ
ドを有し前記シートブランクを予成形する装置と、パン
チに作用するラムを有し該シートブランクを最終的に成
形する装置とを備え、弾性材料の前記クッションが、該
シートブランクの上側に配置され、垂直方向に可動な該
パンチに結合されるプレス加工装置。
【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載のプレス加工
装置において、前記弾性クッションが、一定の体積を有
し、包被内に設置される変形可能で非圧縮性の材料によ
って構成されるプレス加工装置。
【請求項５】特許請求の範囲第３項に記載のプレス加工
装置において、前記ダイが、固定された部分と、前記部
品の最終成形を達成するためにコアの変位を制御する装
置と協働する垂直方向に可動なコアとを有するプレス加
工装置。
【請求項６】特許請求の範囲第３項に記載のプレス加工
装置において、前記ダイが、固定されたコアと、前記部
品の最終成形を達成するために可動な部分の変位を制御
する装置と協働する垂直方向に可動な部分とを有するプ
レス加工装置。
【請求項７】特許請求の範囲第３項に記載のプレス加工
装置において、前記ダイの全体が、垂直方向に可動であ
り、前記部品の最終成形を達成するために該ダイの変位
を制御する装置と協働するプレス加工装置。
【請求項８】特許請求の範囲第３項から第７項のいづれ
か１つの項に記載のプレス加工装置において、前記シー
トブランクの周辺領域における前記上側ブランクホルダ
のクランプ作用を制御する装置を備えるプレス加工装
置。
【請求項９】特許請求の範囲第３項から第８項のいづれ
か１つの項に記載のプレス加工装置において、得られる
べき前記最終部品の表面積によって定められる体積に対
して前記弾性クッションの余分な体積を吸収する装置を
備えるプレス加工装置。
【請求項１０】特許請求の範囲第９項に記載のプレス加
工装置において、前記弾性クッションの余分な体積を吸
収する前記装置が、前記パンチに配置されるプレス加工
装置。
【請求項１１】特許請求の範囲第９項に記載のプレス加
工装置において、前記弾性クッションの余分な体積を吸
収する前記装置が、該弾性クッションの近くに配置され
るプレス加工装置。