JP4422518B2 - ハイドロフォーム加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車用部品等の製造に用いられる部品を製造するためのハイドロフォーム加工装置に関するものである。
ハイドロフォーム加工は、一般に加工対象材の両端をシールし、内部に充填した液体の圧力を上昇させるとともに管軸方向に押し込みを負荷し、所定の形状に成形を行なうものである。金型内部の形状は、製品の形状となっており、加工対象材が拡管しながらこの金型内部の形状に沿うため所望の形状を得ることができる。
これらの液圧による加工法では、図１に示すように、送液ポンプ５によって加工対象材１内に液体を充填してから増圧機６によって加工対象材内の液体の圧力を上昇させると同時に、軸押しパンチ３によって、加工対象材１の端部から管軸方向に押込みを負荷することによって、加工対象材の材料流動を促進している。図３に示すように、加工対象材の拡管加工部分が軸押しパンチから遠い場合、図４のように直管部で座屈（波型部）が発生することがあり、これを防止するため、図５のように可動金型７を用いて加工対象材の直管部が座屈しないよう保持する手段が講じられている（例えば、非特許文献１参照）。
しかし、加工対象材の直管部と可動金型が滑ってしまい、直管部を保持できず座屈が発生してしまう問題があった。
ＳＨＵＬＥＲ「ＭＥＴＡＬ ＦＯＲＭＩＮＧ ＨＡＮＤＢＯＯＫ」（第４０６頁）
本発明は、加工対象材の直管部と可動金型が滑ることを防止し、直管部での座屈がなく所望の形状を得ることができるハイドロフォーム加工装置を提供することを目的とする。
斯かる課題を解決するため、本発明の要旨とするところは、
金型２、軸押し手段３および液圧付与手段５を有するハイドロフォーム加工装置であって、加工対象材１と接する面において、軸押し手段と同一方向に移動自在で、表面粗さがＲａ＝２〜５μｍである可動金型７を有することを特徴とするハイドロフォーム加工装置である。
本発明により、可動金型の表面に適度な表面粗さを付与することによって、可動金型と直管部の滑りがなくなり、直管部での座屈のない所望の形状に成形が可能となる。
図６に本発明の実施形態を示す。金型２で型締めされた成形前の加工対象材１があり、その両端に軸押しパンチ３がある。また、金型２には可動金型７が内蔵され、加工対象材との接触面には適度な表面粗さ８が付与されている。
表面粗さＲａが２μｍより小さいと摩擦力が小さくなって可動金型７によって加工対象材１を把持できなくなり、５μｍより大きいと加工対象材１の表面に疵を付けるため、稼動金型表面の表面粗さはＲａ＝２〜５μｍと規定する。
可動金型への表面粗さ付与手段としては、機械加工，ローレットなどによる転写加工、あるいはショットブラストまたは溶射などによる粉体加工による。なお、金型２の開閉・型締め手段、軸押しシリンダおよび増圧機を図示していないが、ハイドロフォーム加工を実施するうえで当然必要な手段であることは言うまでもない。
成形開始後、軸押しパンチによって加工対象材に管軸方向の押込みがなされるとともに、可動金型が軸押しパンチとともに管軸方向に移動し、加工対象材の直管部を滑らずに把持する。これにより、加工対象材の直管部に座屈が発生することなく、所望の形状に成形することが可能になる。
外径＝６０．５ｍｍ、板厚＝３．２ｍｍ、素管長＝１０００ｍｍのＳＴＫＭ１１Ａの鋼管を加工対象材とし、片側の軸押し量１００ｍｍとしてハイドロフォーム加工を行なった。
図６に示す本発明例では、軸押し負荷時の液圧４００ＭＰａ、最高液圧１０００ＭＰａにて直管部の座屈なく所望の形状が得られた。一方、図５に示す比較例では、軸押し負荷時に座屈が発生しこれを解消するため軸押し負荷時の液圧を４５０ＭＰａに上げたところバーストしてしまい所望の形状を得ることのできる負荷経路を発見できなかった。
従来のハイドロフォーム加工装置を示す構成図である。 従来のハイドロフォーム加工装置を示す構成図である。 従来のハイドロフォーム加工装置を示す構成図である。 従来のハイドロフォーム加工装置を示す構成図である。 従来のハイドロフォーム加工装置を示す構成図である。 本発明例のハイドロフォーム加工装置を示す構成図である。
符号の説明
１ 加工対象材
２ 金型
３ 軸押しパンチ
４ 軸押しシリンダ
５ 送液ポンプ
６ 増圧機
７ 可動金型
８ 表面粗さ

Claims (1)

  1. 金型、軸押し手段および液圧付与手段を有するハイドロフォーム加工装置であって、加工対象材と接する面において、軸押し手段と同一方向に移動自在で、表面粗さがＲａ＝２〜５μｍである可動金型を有することを特徴とするハイドロフォーム加工装置。
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