JP4007184B2 - Hydraulic molding method and hydraulic molding apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧成形方法および液圧成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属板材から成形品を得るための従来の液圧成形においては、金属板材を向かい合わせて位置決めし、金属板材の周囲を溶接し、その内部に液圧を注入することで、所定形状に成形している(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−85944号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、目的とする成形品が湾曲部を有する場合、成形不具合(しわ)が発生する虞がある。例えば、湾曲部における内側の周長は、外側の周長より短い。したがって、液圧成形の際に、湾曲部の内側に対応する金属板材は、材料余りを生じ、成形不具合が発生する可能性がある。
【0005】
特に、成形不具合が生じた部位が、局部的に長い形状であった場合、応力集中によって、強度が低下する問題を有する。一方、金属板材を厚肉化することで、強度を確保する場合、コストが上昇してしまう。
【0006】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、成形不具合の発生を抑制し、安定的な成形品形状を得ることができる液圧成形方法および液圧成形装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、少なくとも2つの板材から湾曲部を有する成形品を得るための液圧成形方法であって、
成形品の湾曲部における内側に湾曲した曲面に対応する、外側に湾曲した成形面と、前記成形面に形成される開口部とを有する第1成形型と、
前記成形品の湾曲部における外側に湾曲した曲面に対応する、内側に湾曲した成形面を有する第2成形型とによって、板材を型締めし、
前記開口部から外側に前進自在に配置されている可動式型部品を、前進させ、液圧成形の初期において供給される液圧によって、前記可動式型部品に当接している板材の内側に湾曲している曲面に、凸部を形成した後、前記可動式型部品を後退させる
ことを特徴とする液圧成形方法である。
【0008】
上記目的を達成するための請求項8に記載の発明は、少なくとも2つの板材から湾曲部を有する成形品を得るための液圧成形装置であって、
成形品の湾曲部における内側に湾曲した曲面に対応する、外側に湾曲した成形面と、前記成形面に形成される開口部とを有する第1成形型と、
前記開口部から外側に前進自在に配置される可動式型部品と、
前記成形品の湾曲部における外側に湾曲した曲面に対応する、内側に湾曲した成形面を有し、前記第1成形型と連携し、板材を型締めして成形するための第2成形型と、
前記可動式型部品を、前進させ、液圧成形の初期において供給される液圧によって、前記可動式型部品に当接している板材の内側に湾曲している曲面に、凸部を形成した後、前記可動式型部品を後退させるための駆動手段と
を有することを特徴とする液圧成形装置である。
【0009】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は以下の効果を奏する。
【0010】
請求項1に記載の発明によれば、液圧成形の初期において供給される液圧によって、前進している可動式型部品に当接している板材の内側に湾曲した曲面に、凸部が形成される。したがって、内側に湾曲した曲面と外側に湾曲した曲面との周長差が削減あるいは解消され、成形不具合(しわ)の発生が抑制される。また、成形不具合が発生した場合であっても、材料余りの発生個所が凸部によって分散されているため、成形不具合の成長が防がれる。
【0011】
さらに、凸部が形成された後において、可動式型部品を後退させることによって、液圧の上昇に伴って凸部が平坦化され、凸部は消滅する。
【0012】
したがって、成形不具合の発生を抑制し、安定的な成形品形状を得ることができる液圧成形方法を提供することができる。
【0013】
請求項8に記載の発明によれば、液圧成形の初期において供給される液圧によって、駆動手段によって前進させられた可動式型部品に当接している板材の内側に湾曲した曲面に、凸部を形成することができる。したがって、内側に湾曲した曲面と外側に湾曲した曲面との周長差が削減あるいは解消され、成形不具合の発生が抑制される。また、成形不具合が発生した場合であっても、材料余りの発生個所が凸部によって分散されているため、成形不具合の成長が防がれる。
【0014】
さらに、凸部が形成された後において、可動式型部品を、駆動手段によって、後退させることができるため、液圧の上昇に伴って凸部を平坦化させ、凸部を消滅させることが可能である。
【0015】
したがって、成形不具合の発生を抑制し、安定的な成形品形状を得ることができる液圧成形装置を提供することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【0017】
図1は、本発明の実施の形態に係る板材を説明するための斜視図、図2は、図1の板材から得られる湾曲部を有する成形品の一例を説明するための断面図である。
【0018】
本発明の実施の形態に係る湾曲部を有する成形品は、例えば、アスクル部品、サイドメンバ部品、ボディサイド部品であり、軽量化と高剛性化とを両立させた自動車部品を提供するために適用される。当該成形品は、少なくとも2つの板材10,20から構成され、内側に湾曲した曲面11と外側に湾曲した曲面21を有し、内側の周長は、外側の周長より短い。
【0019】
板材10,20は、例えば、アルミニウム合金やステンレス鋼からなり、縁部が略全周に渡ってあるいは部分的に溶接されることで、互いに接合されている。溶接方法としては、例えば、シーム溶接、アーク溶接、レーザ溶接が挙げられる。
【0020】
また、内側に湾曲した曲面11を形成する板材10は、両端に余肉となる延長部12を有している。外側に湾曲した曲面21を形成する板材20は、一端に、液圧を供給するための貫通孔22が形成されている。なお、符号100は、溶接部である。
【0021】
図3は、本発明の実施の形態に係る液圧成形装置を説明するための断面図である。当該液圧成形装置は、上型(第1成形型)30と、パッド51と、下型(第2成形型)40と、パッド駆動手段と、ポンチ60と、液圧供給手段とを有する。なお、延長部12を有する板材10は、上型30に面して配置され、貫通孔22が形成されている板材20は、下型40に面して配置される。
【0022】
上型30は、下型40に対して近接離間可能であり、外側に湾曲した成形面31と、開口部32と、凹部33とを有する。成形面31は、成形品の湾曲部における内側に湾曲した曲面11に対応する。開口部32は、成形面31の中央部を挟んだ両側に、形成されている。凹部33は、接合された板材10,20の間に、液圧を供給するためのゲートを形成するために使用される。
【0023】
パッド51は、開口部32の内側に配置された可動式型部品であり、上型30の開口部32から外側に、前進自在である。また、パッド51の前端は、略直角の縁部を有する平坦な端面を有している。
【0024】
下型40は、内側に湾曲した成形面41を有し、上型30と連携し、板材10,20を型締めして成形するために使用される。成形面41は、成形品の湾曲部における外側に湾曲した曲面21に対応する。
【0025】
パッド駆動手段は、パッド51を駆動するための油圧シリンダ(往復動運動手段)52と、油圧シリンダ52に油圧を供給するためのチューブ53,54とを有する。パッド駆動手段は、パッド51を、前進させ、液圧成形の初期において供給される液圧によって、パッド51に当接している板材10の内側に湾曲している曲面に、凸部が形成された後、パッド51を後退させることができる。
【0026】
したがって、凸部の形成によって、内側に湾曲した曲面と外側に湾曲した曲面との周長差が削減あるいは解消され、成形不具合(しわ)の発生が抑制される。また、成形不具合が発生した場合であっても、材料余りの発生個所が凸部によって分散されているため、成形不具合の成長が防がれる。
【0027】
さらに、凸部が形成された後、駆動手段によって、パッド51を後退させることができるため、液圧の上昇に伴って凸部を平坦化させ、凸部を消滅させることが可能である。つまり、成形不具合の発生を抑制し、安定的な成形品形状を得ることができる。
【0028】
また、パッド51が前進自在に配置される開口部32は、成形面31の中央部を挟んだ両側に、形成されているため、成形不具合の発生あるいは成長を、確実に抑制することができる。
【0029】
なお、成形品に残留する虞のあるパッド51の跡(例えば、前端の縁部の跡)を軽減あるいは消失させるためには、供給される液圧を利用して、凸部を徐々に成形することが望ましい。また、パッド駆動手段は、液圧を検出するためのセンサ(不図示)を有することが望ましい。この場合、パッド51を、液圧の上昇に伴って徐々に後退させることが可能であり、パッド51の後退と凸部の平坦化とがスムーズに進行する。したがって、成形品に残留する虞のあるパッド51の跡あるいは凸部13の跡を、さらに軽減あるいは消失させることがでる。
【0030】
ポンチ(張力付加手段)60は、板材10の延長部12をフランジングするための雄型部品であり、上型30に設けられ、型締めの際に、板材10の延長部12を折り曲げることによって、板材10,20に張力を生じさせるために使用される。これによって、2次的なシワやネッキングを防ぐことができる。
【0031】
なお、張力付加手段は、液圧成形の際に、板材10,20に張力を付加することができる構成であれば、ポンチ60に限定されない。また、張力を生じさせるための延長部は、板材20に設けることも可能である。この場合、ポンチは、下型40に設けられることになる。
【0032】
液圧供給手段は、外部の液圧発生装置(不図示)からの配管ラインに連結されている液圧導入口71と、液圧導入口71に連通しているノズル部72とを有する。ノズル部72の先端部は、液圧注入口が形成されており、板材20の貫通孔22の内径サイズに略等しい断面形状を有している。液圧を供給するための流体は、例えば、水である。
【0033】
ノズル部72の先端部は、型締めの際、板材20の貫通孔22を貫通して進出し、板材10を上型30の凹部33に押圧して変形させることによって、液圧を供給するためのゲートを形成する。したがって、ノズル部72の先端部と板材20との間に隙間が生じないため、ノズル部72の液圧注入口から板材10,20の間に注入される流体の漏れを防止することができる。
【0034】
以上のように、本実施の形態においては、成形不具合の発生を抑制し、安定的な成形品形状を得ることができる液圧成形装置を提供することができる。
【0035】
次に、本発明の実施の形態に係る液圧成形方法を説明する。図4は、板材のセットを説明するための断面図、図5は、図4に続く、型締めの開始を説明するための断面図、図6は、図5に続く、フランジングおよび型締めの完了を説明するための断面図、図7は、図6に続く、液圧成形の初期を説明するための断面図、図8は、図7に続く、液圧成形の完了を説明するための断面図である。
【0036】
まず、図4に示されるように、例えば、縁部が略全周に渡ってあるいは部分的に溶接され、互いに接合されている板材10,20が、上型30と下型40の間のセットされる。板材10,20は、必要に応じて予備成形されている。
【0037】
なお、板材20の貫通孔22に、ノズル部72の先端部が位置決めされるように、板材10,20は配置される。また、パッド51は、パッド駆動手段の油圧シリンダ52が駆動されることで、上型30の開口部32から外側に、前進している。
【0038】
次に、図5に示されるように、上型30を降下(上型30と下型40とを相対的に接近)させることで、型締めが開始する。板材10,20は、上型30の開口部32から外側に前進しているパッド51と当接することで変形する。また、板材10の延長部12は、ポンチ60の前端と当接する。
【0039】
そして、図6に示されるように、上型30がさらに降下することによって、フランジングおよび型締めが完了し、板材10,20は拘束される。詳述すると、ポンチ60は、板材10の延長部12を折り曲げることによって、板材10,20に張力を生じさせる。
【0040】
また、液圧供給手段のノズル部72の先端部は、板材20の貫通孔22を貫通して進出し、板材10を上型30の凹部33に押圧して変形させることによって、液圧を供給するためのゲートを形成する。したがって、ノズル部72の先端部と板材20との間に隙間が生じない。
【0041】
次に、図7に示されるように、外部の液圧発生装置から供給される流体を、ノズル部72の先端部に形成されている液圧注入口から、ゲートを経由して板材10,20の間に注入する。この際、ノズル部72の先端部と板材20との間に隙間が生じないため、流体の漏れが防止される。
【0042】
板材10,20の間に形成される空間の液圧が、上昇するに伴って、パッド51に当接している板材10の内側に湾曲している曲面11に、凸部13が徐々に形成される。したがって、凸部の形成によって、内側に湾曲した曲面と外側に湾曲した曲面との周長差が削減あるいは解消され、成形不具合の発生が抑制される。液圧成形の初期において供給される(凸部が形成される際の)液圧P1は、例えば、20MPa(200bar)である。
【0043】
なお、パッド51が前進自在に配置される開口部32は、成形面31の中央部を挟んだ両側に、形成されているため、成形不具合の発生あるいは成長を、確実に抑制される。また、凸部が徐々に成形されるため、成形品に残留する虞のあるパッド51の跡が、軽減あるいは消失する。
【0044】
その後、板材10,20の間に形成される空間の液圧が、さらに上昇するに伴って、パッド51を徐々に後退させる。その結果、凸部が平坦化され、凸部は消滅する。この際、成形不具合が発生した場合であっても、材料余りの発生個所が凸部によって分散されているため、成形不具合の成長が防がれる。
【0045】
なお、板材10,20は、折り曲げられた板材10の延長部12によって、張力が付加されているため,2次的なシワやネッキングが防がれる。また、パッド51は、液圧の上昇に伴って徐々に後退させられるため、パッド51の後退と凸部の平坦化とがスムーズに進行する。したがって、成形品に残留する虞のあるパッド51の跡あるいは凸部13の跡が、軽減あるいは消失する。
【0046】
そして、板材10,20の間に形成される空間の液圧が、最終圧力に到達し、図8に示されるように、上型30の成形面31と下型40の成形面41の内面形状に合致した外面形状に、板材10,20が成形される。液圧成形の完了において供給される最終液圧P2は、例えば、100MPa(1000bar)である。
【0047】
次に、液圧の供給を停止して除圧した後、上型30が上昇(上型30と下型40とが相対的に離間)することで型開きされる。そして、成形品が取り出され、必要に応じて、折り曲げられた板材10の延長部12の切断などのトリミングを施すことで、最終的な製品が得られる。
【0048】
以上のように、本実施の形態においては、成形不具合の発生を抑制し、安定的な成形品形状を得ることができる液圧成形方法を提供することができる。
【0049】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【0050】
例えば、パッドの前端は、略直角の縁部を有する平坦な端面を有しているものに限定されず、図9に示されるように、曲面状の縁部を有している前端を備えたパッド51Aや、図10に示されるように、波状の凹凸が形成された端面を有する前端を備えたパッド51Bを適用することもできる。なお、これらの場合、凸部を構成する材料の流れが、スムーズに進行するため、成形品に残留する虞のあるパッドの跡あるいは凸部の跡を、さらに軽減あるいは消失させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る板材を説明するための斜視図である。
【図2】 図1の板材から得られる湾曲部を有する成形品の一例を説明するための断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態に係る液圧成形装置を説明するための断面図である。
【図4】 本発明の実施の形態に係る液圧成形方法における板材のセットを説明するための断面図である。
【図5】 図4に続く、型締めの開始を説明するための断面図である。
【図6】 図5に続く、フランジングおよび型締めの完了を説明するための断面図である。
【図7】 図6に続く、液圧成形の初期を説明するための断面図である。
【図8】 図7に続く、液圧成形の完了を説明するための断面図である。
【図9】 本発明の実施の形態に係る液圧成形装置におけるパッドの変形例を説明するための断面図である。
【図10】 本発明の実施の形態に係る液圧成形装置におけるパッドの別の変形例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
10…板材、
11…曲面、
12…延長部、
13…凸部、
20…板材、
21…曲面、
22…貫通孔、
30…上型(第1成形型)、
31…成形面、
32…開口部、
33…凹部、
40…下型(第2成形型)、
41…成形面、
51,51A,51B…パッド(可動式型部品)、
52…油圧シリンダ、
53,54…チューブ、
60…ポンチ(雄型部品)、
71…液圧導入口、
72…ノズル部、
100…溶接部、
1…初期液圧、
2…最終液圧。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic forming method and a hydraulic forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In conventional hydraulic forming to obtain a molded product from a metal plate material, the metal plate material is positioned facing each other, the periphery of the metal plate material is welded, and the hydraulic pressure is injected into the inside of the metal plate material. (For example, refer to Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-85944
[Problems to be solved by the invention]
However, when the target molded product has a curved portion, there is a possibility that molding defects (wrinkles) may occur. For example, the inner circumference of the curved portion is shorter than the outer circumference. Therefore, during the hydraulic forming, the metal plate material corresponding to the inside of the curved portion may cause a surplus of material and may cause a molding failure.
[0005]
In particular, when the part where the molding defect has occurred has a locally long shape, there is a problem that the strength decreases due to stress concentration. On the other hand, when the strength is ensured by increasing the thickness of the metal plate, the cost increases.
[0006]
The present invention has been made in order to solve the problems associated with the prior art described above, and provides a hydraulic molding method and a hydraulic molding apparatus that can suppress the occurrence of molding defects and obtain a stable molded product shape. The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for achieving the above object is a hydraulic forming method for obtaining a molded product having a curved portion from at least two plate materials,
A first mold having a molding surface curved outward and corresponding to a curved surface curved inward in the curved portion of the molded article; and an opening formed in the molding surface;
The plate material is clamped by the second molding die having a molding surface curved inward, corresponding to the curved surface curved outward in the curved portion of the molded product,
The movable mold part, which is disposed so as to be able to advance forward from the opening, is advanced and curved inward of the plate material in contact with the movable mold part by the hydraulic pressure supplied in the initial stage of hydraulic forming. After forming a convex part on the curved surface, the movable mold part is retracted.
[0008]
The invention according to claim 8 for achieving the above object is a hydraulic forming apparatus for obtaining a molded product having a curved portion from at least two plate materials,
A first mold having a molding surface curved outward and corresponding to a curved surface curved inward in the curved portion of the molded article; and an opening formed in the molding surface;
A movable mold part which is disposed so as to be able to move forward outward from the opening;
A second molding die having a molding surface curved inward, corresponding to a curved surface curved outward in the curved portion of the molded article, in cooperation with the first molding die, and clamping and molding a plate material; ,
After the movable mold part is moved forward and a convex portion is formed on the curved surface curved inward of the plate material in contact with the movable mold part by the hydraulic pressure supplied in the initial stage of the hydraulic molding And a hydraulic pressure forming apparatus having drive means for retracting the movable mold part.
[0009]
【The invention's effect】
The present invention configured as described above has the following effects.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, the convex portion is formed on the curved surface curved inward of the plate member in contact with the moving movable mold part by the hydraulic pressure supplied in the initial stage of the hydraulic molding. Is done. Therefore, the circumference difference between the curved surface curved inward and the curved surface curved outward is reduced or eliminated, and the occurrence of molding defects (wrinkles) is suppressed. Further, even when molding defects occur, the occurrence of molding defects can be prevented because the portions where excess material is generated are dispersed by the convex portions.
[0011]
Furthermore, after the convex part is formed, the convex part is flattened as the hydraulic pressure rises by retracting the movable mold part, and the convex part disappears.
[0012]
Therefore, it is possible to provide a hydraulic molding method capable of suppressing the occurrence of molding defects and obtaining a stable molded product shape.
[0013]
According to the eighth aspect of the present invention, the liquid pressure supplied in the initial stage of the hydraulic forming is convex to the curved surface curved inward of the plate member in contact with the movable mold part advanced by the driving means. The part can be formed. Therefore, the circumference difference between the curved surface curved inward and the curved surface curved outward is reduced or eliminated, and the occurrence of molding defects is suppressed. Further, even when molding defects occur, the occurrence of molding defects can be prevented because the portions where excess material is generated are dispersed by the convex portions.
[0014]
Furthermore, since the movable mold part can be moved backward by the driving means after the convex portion is formed, it is possible to flatten the convex portion and eliminate the convex portion as the hydraulic pressure increases. It is.
[0015]
Therefore, it is possible to provide a hydraulic molding apparatus that can suppress the occurrence of molding defects and obtain a stable molded product shape.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a perspective view for explaining a plate material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining an example of a molded product having a curved portion obtained from the plate material of FIG.
[0018]
The molded article having a curved portion according to the embodiment of the present invention is, for example, an ASKUL part, a side member part, or a body side part, and is applied to provide an automobile part that achieves both weight reduction and high rigidity. Is done. The molded article is composed of at least two plate members 10 and 20, and has a curved surface 11 curved inward and a curved surface 21 curved outward, and the inner circumference is shorter than the outer circumference.
[0019]
The plate members 10 and 20 are made of, for example, an aluminum alloy or stainless steel, and the edges are joined to each other by being welded over substantially the entire circumference or partially. Examples of the welding method include seam welding, arc welding, and laser welding.
[0020]
Moreover, the board | plate material 10 which forms the curved surface 11 curved to the inside has the extension part 12 used as surplus at both ends. The plate member 20 forming the curved surface 21 curved outward is formed with a through hole 22 for supplying hydraulic pressure at one end. In addition, the code | symbol 100 is a welding part.
[0021]
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the hydraulic forming apparatus according to the embodiment of the present invention. The hydraulic molding apparatus includes an upper mold (first molding mold) 30, a pad 51, a lower mold (second molding mold) 40, a pad driving unit, a punch 60, and a hydraulic pressure supply unit. The plate member 10 having the extension 12 is disposed facing the upper mold 30, and the plate member 20 in which the through hole 22 is formed is disposed facing the lower mold 40.
[0022]
The upper mold 30 can be moved close to and away from the lower mold 40, and has a molding surface 31 that is curved outward, an opening 32, and a recess 33. The molding surface 31 corresponds to the curved surface 11 curved inward in the curved portion of the molded product. The openings 32 are formed on both sides of the center portion of the molding surface 31. The recess 33 is used to form a gate for supplying hydraulic pressure between the joined plate members 10 and 20.
[0023]
The pad 51 is a movable mold part disposed inside the opening 32, and can advance forward from the opening 32 of the upper mold 30. The front end of the pad 51 has a flat end surface having a substantially right-angled edge.
[0024]
The lower die 40 has a molding surface 41 that is curved inward, and is used to cooperate with the upper die 30 and mold the plate members 10 and 20 by clamping. The molding surface 41 corresponds to the curved surface 21 curved outward in the curved portion of the molded product.
[0025]
The pad drive means includes a hydraulic cylinder (reciprocating motion means) 52 for driving the pad 51 and tubes 53 and 54 for supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder 52. The pad driving means moves the pad 51 forward, and a convex portion is formed on the curved surface curved inside the plate member 10 in contact with the pad 51 by the hydraulic pressure supplied in the initial stage of hydraulic forming. Thereafter, the pad 51 can be retracted.
[0026]
Therefore, the formation of the convex portion reduces or eliminates the circumferential length difference between the curved surface curved inward and the curved surface curved outward, thereby suppressing the occurrence of molding defects (wrinkles). Further, even when molding defects occur, the occurrence of molding defects can be prevented because the portions where excess material is generated are dispersed by the convex portions.
[0027]
Furthermore, since the pad 51 can be retracted by the driving means after the convex portion is formed, it is possible to flatten the convex portion and eliminate the convex portion as the hydraulic pressure increases. That is, generation | occurrence | production of a shaping | molding malfunction can be suppressed and a stable molded product shape can be obtained.
[0028]
Moreover, since the opening part 32 by which the pad 51 is arrange | positioned freely is formed in the both sides which pinched | interposed the center part of the molding surface 31, generation | occurrence | production or growth of a shaping | molding malfunction can be suppressed reliably.
[0029]
In order to reduce or eliminate the trace of the pad 51 that may remain in the molded product (for example, the trace of the edge of the front end), the convex portion is gradually molded using the supplied hydraulic pressure. It is desirable. The pad driving means preferably has a sensor (not shown) for detecting the hydraulic pressure. In this case, the pad 51 can be gradually retreated as the hydraulic pressure increases, and the retreat of the pad 51 and the flattening of the convex portion proceed smoothly. Therefore, the trace of the pad 51 or the trace of the convex portion 13 that may remain in the molded product can be further reduced or eliminated.
[0030]
The punch (tension applying means) 60 is a male part for flanging the extension part 12 of the plate material 10 and is provided in the upper mold 30 by bending the extension part 12 of the plate material 10 at the time of clamping. It is used to generate tension on the plate members 10 and 20. As a result, secondary wrinkles and necking can be prevented.
[0031]
The tension applying means is not limited to the punch 60 as long as the tension can be applied to the plate members 10 and 20 during the hydraulic forming. An extension for generating tension can be provided on the plate 20. In this case, the punch is provided in the lower mold 40.
[0032]
The hydraulic pressure supply means has a hydraulic pressure inlet 71 connected to a piping line from an external hydraulic pressure generator (not shown), and a nozzle portion 72 communicating with the hydraulic pressure inlet 71. The tip of the nozzle portion 72 is formed with a hydraulic pressure inlet and has a cross-sectional shape substantially equal to the inner diameter size of the through hole 22 of the plate member 20. The fluid for supplying the hydraulic pressure is, for example, water.
[0033]
The tip portion of the nozzle portion 72 advances through the through hole 22 of the plate material 20 during mold clamping, and supplies the hydraulic pressure by pressing the plate material 10 against the concave portion 33 of the upper die 30 to be deformed. Form the gate. Accordingly, no gap is generated between the tip of the nozzle portion 72 and the plate member 20, so that leakage of fluid injected between the plate members 10 and 20 from the hydraulic pressure inlet of the nozzle portion 72 can be prevented.
[0034]
As described above, in the present embodiment, it is possible to provide a hydraulic molding device that can suppress the occurrence of molding defects and obtain a stable molded product shape.
[0035]
Next, the hydraulic forming method according to the embodiment of the present invention will be described. 4 is a cross-sectional view for explaining a set of plate materials, FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the start of mold clamping, following FIG. 4, and FIG. 6 is a flanging and mold clamping following FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the initial stage of hydraulic forming following FIG. 6, and FIG. 8 is for explaining the completion of hydraulic forming following FIG. 7. FIG.
[0036]
First, as shown in FIG. 4, for example, the plate members 10 and 20 whose edges are welded over the entire circumference or partially and joined together are set between the upper mold 30 and the lower mold 40. Is done. The plate members 10 and 20 are preformed as necessary.
[0037]
The plate members 10 and 20 are arranged so that the tip of the nozzle portion 72 is positioned in the through hole 22 of the plate member 20. Further, the pad 51 is advanced outward from the opening 32 of the upper mold 30 by driving the hydraulic cylinder 52 of the pad driving means.
[0038]
Next, as shown in FIG. 5, mold clamping is started by lowering the upper mold 30 (relatively approaching the upper mold 30 and the lower mold 40). The plate members 10 and 20 are deformed by coming into contact with the pad 51 that is advanced outward from the opening 32 of the upper mold 30. Further, the extension portion 12 of the plate member 10 contacts the front end of the punch 60.
[0039]
Then, as shown in FIG. 6, when the upper die 30 is further lowered, the flanging and clamping are completed, and the plate members 10 and 20 are restrained. More specifically, the punch 60 causes the plate members 10 and 20 to be tensioned by bending the extension 12 of the plate member 10.
[0040]
Further, the tip of the nozzle portion 72 of the hydraulic pressure supply means advances through the through hole 22 of the plate material 20 and supplies the hydraulic pressure by pressing the plate material 10 against the concave portion 33 of the upper mold 30 to be deformed. A gate is formed for the purpose. Accordingly, no gap is generated between the tip of the nozzle portion 72 and the plate member 20.
[0041]
Next, as shown in FIG. 7, the fluid supplied from the external hydraulic pressure generator is supplied from the hydraulic pressure inlet formed at the tip of the nozzle portion 72 to the plate members 10 and 20 via the gate. Inject in between. At this time, since no gap is generated between the tip of the nozzle portion 72 and the plate member 20, fluid leakage is prevented.
[0042]
As the hydraulic pressure in the space formed between the plate members 10 and 20 rises, the convex portion 13 is gradually formed on the curved surface 11 that is curved inside the plate member 10 that is in contact with the pad 51. The Therefore, the formation of the convex portion reduces or eliminates the circumferential length difference between the curved surface curved inward and the curved surface curved outward, thereby suppressing the occurrence of molding defects. The hydraulic pressure P 1 supplied at the initial stage of the hydraulic forming (when the convex portion is formed) is, for example, 20 MPa (200 bar).
[0043]
In addition, since the opening part 32 where the pad 51 is arrange | positioned freely is formed in the both sides which pinched | interposed the center part of the shaping | molding surface 31, generation | occurrence | production or growth of a shaping | molding fault is suppressed reliably. Further, since the convex portion is gradually formed, the trace of the pad 51 that may remain in the molded product is reduced or eliminated.
[0044]
Thereafter, the pad 51 is gradually retracted as the hydraulic pressure in the space formed between the plate members 10 and 20 further increases. As a result, the convex portion is flattened and the convex portion disappears. At this time, even if a molding defect occurs, the occurrence of molding defects is prevented because the portions where the material surplus is generated are dispersed by the convex portions.
[0045]
In addition, since the tension | tensile_strength is added to the board | plate materials 10 and 20 by the extension part 12 of the bent board | plate material 10, secondary wrinkles and necking are prevented. Further, since the pad 51 is gradually retracted as the hydraulic pressure increases, the retreat of the pad 51 and the flattening of the convex portion proceed smoothly. Therefore, the trace of the pad 51 or the trace of the convex portion 13 that may remain in the molded product is reduced or eliminated.
[0046]
Then, the hydraulic pressure in the space formed between the plate members 10 and 20 reaches the final pressure, and the inner surface shape of the molding surface 31 of the upper mold 30 and the molding surface 41 of the lower mold 40 as shown in FIG. The plate members 10 and 20 are formed in an outer surface shape that matches the above. The final hydraulic pressure P 2 supplied at the completion of the hydraulic forming is, for example, 100 MPa (1000 bar).
[0047]
Next, after the supply of the hydraulic pressure is stopped and the pressure is released, the upper mold 30 is raised (the upper mold 30 and the lower mold 40 are relatively separated) to open the mold. Then, the molded product is taken out and, if necessary, a final product is obtained by performing trimming such as cutting of the extended portion 12 of the bent plate member 10.
[0048]
As described above, in the present embodiment, it is possible to provide a hydraulic molding method capable of suppressing the occurrence of molding defects and obtaining a stable molded product shape.
[0049]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
[0050]
For example, the front end of the pad is not limited to one having a flat end surface having a substantially right-angled edge, but has a front end having a curved edge as shown in FIG. As shown in FIG. 10, the pad 51 </ b> A or a pad 51 </ b> B having a front end having an end surface on which wavy irregularities are formed can be applied. In these cases, since the flow of the material constituting the convex portion proceeds smoothly, it is possible to further reduce or eliminate the trace of the pad or the convex portion that may remain in the molded product. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view for explaining a plate material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining an example of a molded product having a curved portion obtained from the plate material of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a hydraulic forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a set of plate members in the hydraulic forming method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the start of mold clamping, continued from FIG. 4;
6 is a cross-sectional view for explaining the completion of flanging and mold clamping, following FIG. 5;
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the initial stage of hydraulic forming following FIG. 6;
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the completion of hydraulic forming following FIG. 7;
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a modification of the pad in the hydraulic forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining another modified example of the pad in the hydraulic forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 ... board material,
11 ... curved surface,
12 ... Extension part,
13 ... convex part,
20 ... board material,
21 ... curved surface,
22 ... through hole,
30 ... Upper mold (first mold),
31 ... molding surface,
32 ... opening,
33 ... concave,
40 ... Lower mold (second mold),
41 ... molding surface,
51, 51A, 51B ... pads (movable mold parts),
52 ... Hydraulic cylinder,
53, 54 ... Tube,
60 ... Punch (male part),
71 ... hydraulic inlet,
72 ... Nozzle part,
100 ... welded part,
P 1 ... Initial hydraulic pressure,
P 2 ... Final hydraulic pressure.

Claims (14)

少なくとも2つの板材から湾曲部を有する成形品を得るための液圧成形方法であって、
成形品の湾曲部における内側に湾曲した曲面に対応する、外側に湾曲した成形面と、前記成形面に形成される開口部とを有する第1成形型と、
前記成形品の湾曲部における外側に湾曲した曲面に対応する、内側に湾曲した成形面を有する第2成形型とによって、板材を型締めし、
前記開口部から外側に前進自在に配置されている可動式型部品を、前進させ、液圧成形の初期において供給される液圧によって、前記可動式型部品に当接している板材の内側に湾曲している曲面に、凸部を形成した後、前記可動式型部品を後退させる
ことを特徴とする液圧成形方法。
A hydraulic forming method for obtaining a molded product having a curved portion from at least two plate materials,
A first mold having a molding surface curved outward and corresponding to a curved surface curved inward in the curved portion of the molded article; and an opening formed in the molding surface;
The plate material is clamped by the second molding die having a molding surface curved inward, corresponding to the curved surface curved outward in the curved portion of the molded product,
The movable mold part, which is disposed so as to be able to advance forward from the opening, is advanced and curved inward of the plate material in contact with the movable mold part by the hydraulic pressure supplied in the initial stage of hydraulic forming. A hydraulic forming method, comprising: forming a convex portion on a curved surface, and then retracting the movable mold part.
前記開口部は、前記成形面の中央部を挟んだ両側に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液圧成形方法。The hydraulic forming method according to claim 1, wherein the opening is formed on both sides sandwiching a central portion of the forming surface. 前記可動式型部品の後退を、前記液圧の上昇に伴って徐々に実行することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液圧成形方法。The hydraulic molding method according to claim 1 or 2, wherein the retraction of the movable mold part is gradually executed as the hydraulic pressure increases. 前記可動式型部品の前端は、曲面状の縁部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液圧成形方法。The hydraulic molding method according to claim 1, wherein a front end of the movable mold part has a curved edge. 前記可動式型部品の前端は、波状の凹凸が形成された端面を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液圧成形方法。The hydraulic forming method according to any one of claims 1 to 4, wherein the front end of the movable mold part has an end face on which wavy irregularities are formed. 液圧成形の際に、前記板材に張力を付加することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の液圧成形方法。The hydraulic forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein tension is applied to the plate material during the hydraulic forming. 前記板材の少なくとも1つは、両端に延長部を有しており、型締めの際に、前記延長部を折り曲げることによって、前記張力を生じさせることを特徴とする請求項6に記載の液圧成形方法。The hydraulic pressure according to claim 6, wherein at least one of the plate members has extension portions at both ends, and the tension is generated by bending the extension portions at the time of clamping. Molding method. 少なくとも2つの板材から湾曲部を有する成形品を得るための液圧成形装置であって、
成形品の湾曲部における内側に湾曲した曲面に対応する、外側に湾曲した成形面と、前記成形面に形成される開口部とを有する第1成形型と、
前記開口部から外側に前進自在に配置される可動式型部品と、
前記成形品の湾曲部における外側に湾曲した曲面に対応する、内側に湾曲した成形面を有し、前記第1成形型と連携し、板材を型締めして成形するための第2成形型と、
前記可動式型部品を、前進させ、液圧成形の初期において供給される液圧によって、前記可動式型部品に当接している板材の内側に湾曲している曲面に、凸部を形成した後、前記可動式型部品を後退させるための駆動手段と
を有することを特徴とする液圧成形装置。
A hydraulic forming apparatus for obtaining a molded product having a curved portion from at least two plate materials,
A first mold having a molding surface curved outward and corresponding to a curved surface curved inward in the curved portion of the molded article; and an opening formed in the molding surface;
A movable mold part which is disposed so as to be able to move forward outward from the opening;
A second molding die having a molding surface curved inward, corresponding to a curved surface curved outward in the curved portion of the molded article, in cooperation with the first molding die, and clamping and molding a plate material; ,
After the movable mold part is moved forward and a convex portion is formed on the curved surface curved inward of the plate material in contact with the movable mold part by the hydraulic pressure supplied in the initial stage of the hydraulic molding And a drive means for moving the movable mold part backward.
前記開口部は、前記成形面の中央部を挟んだ両側に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の液圧成形装置。The hydraulic forming apparatus according to claim 8, wherein the openings are formed on both sides sandwiching a central portion of the molding surface. 前記可動式型部品の後退は、前記液圧の上昇に伴って徐々に実行されることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の液圧成形装置。The hydraulic molding apparatus according to claim 8 or 9, wherein the retraction of the movable mold part is gradually executed as the hydraulic pressure increases. 前記可動式型部品の前端は、曲面状の縁部を有することを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載の液圧成形装置。The hydraulic forming apparatus according to any one of claims 8 to 10, wherein a front end of the movable mold part has a curved edge. 前記可動式型部品の前端は、波状の凹凸が形成された端面を有することを特徴とする請求項8〜11のいずれか1項に記載の液圧成形装置。The hydraulic forming apparatus according to any one of claims 8 to 11, wherein a front end of the movable mold part has an end face on which wavy irregularities are formed. 液圧成形の際に、前記板材に張力を付加するための張力付加手段を有することを特徴とする請求項8〜12のいずれか1項に記載の液圧成形装置。The hydraulic forming apparatus according to any one of claims 8 to 12, further comprising tension applying means for applying tension to the plate material during the hydraulic forming. 前記板材の少なくとも1つは、両端に延長部を有しており、型締めの際に、前記延長部を折り曲げることによって、前記張力を生じさせるための雄型部品を有することを特徴とする請求項13に記載の液圧成形装置。At least one of the plate members has an extension part at both ends, and has a male part for generating the tension by bending the extension part at the time of clamping. Item 14. The hydraulic forming apparatus according to Item 13.
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