JP4922037B2 - Aluminum alloy sheet press forming method and press forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、オイルパンなどの成形が難しい大型形状の自動車メンバー部材(パネル)を成形可能とする、アルミニウム合金板のプレス成形方法およびプレス成形装置に関する。以下、アルミニウムをAlとも言う。   The present invention relates to a press forming method and a press forming apparatus for an aluminum alloy plate that can form a large-sized automobile member member (panel) that is difficult to form, such as an oil pan. Hereinafter, aluminum is also referred to as Al.

オイルパンなどの自動車部品や車体の骨格を形成するメンバー部品等には、周知の通り、鋼製(鋼板)パネルに代わり、アルミニウム合金製パネルも使用されている。これらアルミニウム合金製パネルは、鋼板と同様に、アルミニウム合金板 (ブランク、パネル成形用素材板) を金型によりプレス成形した、パネル成形品 (プレス成形品:以下、単にパネルとも言う) が使用されている。   As is well known, aluminum alloy panels are used in place of steel (steel plate) panels for automobile parts such as oil pans and member parts that form the skeleton of a vehicle body. These aluminum alloy panels are panel molded products (press molded products: simply referred to as panels hereinafter) in which aluminum alloy plates (blanks, panel molding material plates) are press-molded with a mold, as with steel plates. ing.

こうした自動車部品、例えばオイルパンは、近年の自動車設計の多様化にもより、特にプレス成形が難しくなっている。この理由は、鋼板に比してアルミニウム合金板の成形性が劣ることと、これらオイルパンの形状自身に起因する。   Such automobile parts, such as oil pans, are particularly difficult to press-mold due to the recent diversification of automobile design. This is because the formability of the aluminum alloy plate is inferior to that of the steel plate and the shape of the oil pan itself.

図4に、オイルパンの代表的な形状例を斜視図で示す。図4のように、オイルパン1aは、パネル上部に平面的な成形面2、3を有し、これら成形面2、3同士の断面高さが急変する段差部(縦壁部)4を有するような成形品パネルである。5、6、7は、平面的な成形面2、3を囲む周囲の縦壁部で、5は側壁、6は後壁、7は前壁である。また、周囲を囲む平面的な成形面8はフランジ乃至余肉部である。   FIG. 4 is a perspective view showing a typical shape of the oil pan. As shown in FIG. 4, the oil pan 1 a has flat molding surfaces 2 and 3 at the upper part of the panel, and has a stepped portion (vertical wall portion) 4 in which the cross-sectional height of these molding surfaces 2 and 3 changes suddenly. Such a molded product panel. 5, 6 and 7 are surrounding vertical wall portions surrounding the planar molding surfaces 2 and 3, 5 is a side wall, 6 is a rear wall, and 7 is a front wall. The planar molding surface 8 surrounding the periphery is a flange or a surplus part.

また、図5に、他の自動車メンバー部品1bの代表的な形状例を斜視図で示す。図5のように、自動車メンバー部品1bは、パネル上部に平面的な成形面2、3を有し、図5のオイルパンと同様に、これら成形面2、3同士の断面高さが急変する段差部(縦壁部)4を有する。なお、ここで、自動車メンバー部品1bはHAT型断面形状を有し、6、7は空間であり(あるいは後壁、前壁の場合もある)、両側の8、8はフランジ乃至余肉部である。   FIG. 5 is a perspective view showing a typical shape example of another automobile member part 1b. As shown in FIG. 5, the automobile member part 1 b has flat molding surfaces 2 and 3 at the upper part of the panel, and the cross-sectional heights of these molding surfaces 2 and 3 change suddenly in the same manner as the oil pan of FIG. 5. A step portion (vertical wall portion) 4 is provided. Here, the automobile member part 1b has a HAT cross-sectional shape, 6 and 7 are spaces (or may be a rear wall and a front wall), and 8 and 8 on both sides are flanges or surplus parts. is there.

このようなパネル上部に平面的な成形面2、3を有し、かつ、これら成形面2、3の断面高さが急変するような段差部4を有する自動車部品、自動車メンバー部品を、アルミニウム合金板からプレス成形する場合、成形品パネルの成形面表面にしわが生じやすい。具体的には、前記図4や図5で示すように、断面高さが低い側の成形面(上面)3に9aとして、また、その側壁5の面(側面)に9bとして、各々しわが生じやすい。   Automotive parts and automobile member parts having flat molding surfaces 2 and 3 at the upper part of the panel and having stepped portions 4 such that the sectional heights of these molding surfaces 2 and 3 change suddenly are made of aluminum alloy. When press-molding from a plate, wrinkles tend to occur on the molding surface of the molded product panel. Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the wrinkle is formed as 9a on the molding surface (upper surface) 3 on the side having a low cross-sectional height, and as 9b on the surface (side surface) of the side wall 5. Prone to occur.

このようなしわの発生は、平面的な成形面2、3同士の断面高さが急変するような段差部(縦壁部)4を有する、オイルパン1a乃至自動車メンバー部品1bを、アルミニウム合金板にて成形する場合に特有の問題である。   Such wrinkles are caused by an oil pan 1a to an automobile member part 1b having a step part (vertical wall part) 4 in which the cross-sectional heights of the flat molding surfaces 2 and 3 are suddenly changed. This is a problem specific to molding with

断面高さが低い側の成形面3に生じるしわ9aは、素材板相当部分が下死点近傍までパンチと接触せずに自由に変形するために生じる。また、側壁面(側面)5に生じるしわ9bは、段差部4の前後で側壁高さが異なるために、成形に伴う材料流入量にも差が生じ、この材料流入量の差を解消するために生じるしわである。このような成形面(上面)3や側壁面(側面)5の両方に、しわ9a、9bが発生する問題は、非接触部位を有する前記成形品パネル特有の問題である。即ち、このような段差部4の無いパネル成形品では、このような上面や側面の両方にしわが発生するような問題は生じにくい。   The wrinkles 9a generated on the molding surface 3 on the side having a low cross-sectional height are generated because the portion corresponding to the blank plate is freely deformed without contacting the punch to the vicinity of the bottom dead center. Further, the wrinkles 9b generated on the side wall surface (side surface) 5 have different side wall heights before and after the stepped portion 4, so that a difference also occurs in the material inflow amount due to molding, so as to eliminate the difference in the material inflow amount. It is a wrinkle that occurs. The problem that wrinkles 9a and 9b occur on both the molding surface (upper surface) 3 and the side wall surface (side surface) 5 is a problem peculiar to the molded product panel having a non-contact portion. That is, in such a panel molded product without the stepped portion 4, such a problem that wrinkles are generated on both the upper surface and the side surface hardly occurs.

このようなオイルパン1aをプレス装置によりプレス成形する場合の、通常の方法を、プレス中の板およびプレス装置の状態を示す図8で説明する。図8はプレス途中におけるアルミニウム合金板の変形状態を表す断面図である。通常では、ダイス22とブランクホルダー(しわ押さえ部材)20とによって、アルミニウム合金板30の周縁部31(フランジ乃至余肉相当部分8)を挟持した上で、ボルスタ(基台)21上に固定されたパンチ11に向けて、ダイス22を相対的に移動(下降)させ、アルミニウム合金板30を成形する。   A normal method in the case where such an oil pan 1a is press-molded by a press apparatus will be described with reference to FIG. 8 which shows the state of the plate being pressed and the press apparatus. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a deformed state of the aluminum alloy plate during pressing. Normally, the peripheral portion 31 (flange or surplus portion 8) of the aluminum alloy plate 30 is sandwiched between the die 22 and the blank holder (wrinkle pressing member) 20 and then fixed on the bolster (base) 21. The die 22 is relatively moved (lowered) toward the punch 11 to form the aluminum alloy plate 30.

この際、成形中のアルミニウム合金板30において、オイルパン1aのパネル上部の平面的な成形面2相当部分は32、成形面3相当部分は33、これら成形面2、3同士の断面高さが急変する段差部(縦壁部)4相当部分は34である。また、後壁6相当部分は36、前壁7相当部分は37、側壁5相当部分は38(パンチ相当部分17c)、フランジ乃至余肉部8相当部分は周縁部31である。   At this time, in the aluminum alloy plate 30 being formed, the portion corresponding to the flat forming surface 2 at the upper part of the panel of the oil pan 1a is 32, the portion corresponding to the forming surface 3 is 33, and the cross-sectional heights of these forming surfaces 2 and 3 are the same. A portion corresponding to the step portion (vertical wall portion) 4 that changes suddenly is 34. The portion corresponding to the rear wall 6 is 36, the portion corresponding to the front wall 7 is 37, the portion corresponding to the side wall 5 is 38 (punch equivalent portion 17c), and the portion corresponding to the flange or surplus portion 8 is the peripheral portion 31.

図8に示すように、成形途上のアルミニウム合金板の、断面高さが低い側のパネル成形面3に相当する部分33では、ダイス22あるいはパンチ11に接触しない部分の長さ(距離)は比較的長くなる。即ち、この板部分33の、ダイス22あるいはパンチ11に接触しない部分の長さは、ダイス22側の成形面25、26の肩R部に当接するBポイントから、パンチ11側の成形面13の肩R部に当接するCポイントまでと、比較的長くなる。これは、成形パネルにおける段差4(相当部分34)の存在、即ち、段差4の断面高さが高く、かつ急変するために、これに相当するダイス22の成形面25あるいはパンチ11の成形面14の高さが高く、かつこれらの高さが急変することによる。   As shown in FIG. 8, the length (distance) of the portion 33 not corresponding to the die 22 or the punch 11 is compared in the portion 33 corresponding to the panel forming surface 3 on the side having a low cross section of the aluminum alloy plate being formed. Become longer. That is, the length of the portion of the plate portion 33 that does not contact the die 22 or the punch 11 is determined from the point B that contacts the shoulder R portion of the molding surfaces 25 and 26 on the die 22 side to the length of the molding surface 13 on the punch 11 side. It becomes comparatively long to C point which contacts the shoulder R part. This is because the presence of the step 4 (corresponding portion 34) in the molded panel, that is, the sectional height of the step 4 is high and changes suddenly, so the molding surface 25 of the die 22 or the molding surface 14 of the punch 11 corresponding thereto. This is because the heights of these are high and these heights change suddenly.

このような場合、このBポイントからCポイントまでの板部分33(成形面3相当部分)は、下死点近傍までパンチ11乃至ダイス22と接触せずに自由に変形する。このため、BポイントからCポイントまでの板部分33(成形面3相当部分)は、成形中に作用する避けられない不均一な張力により、容易にしわを生じてしまう。この結果、前記図4や図5で示すように、板部分33が成形された、断面高さが低い側の成形面3の面に9aとしてしわが生じやすくなる。また、図8に見られるように、段差部4の前後で、成形面2、3の成形高さが異なる(成形高さの差が生じる)ために、成型時にはフランジ部からパンチ部へ向かう材料流入にも差が生じる。したがって、この材料流入量の差を解消するために、その側壁5の面にも9bとして、しわが生じやすくなる。   In such a case, the plate portion 33 (the portion corresponding to the molding surface 3) from the B point to the C point is freely deformed without contacting the punch 11 or the die 22 to the vicinity of the bottom dead center. For this reason, the plate portion 33 (the portion corresponding to the molding surface 3) from the B point to the C point is easily wrinkled due to inevitable non-uniform tension acting during molding. As a result, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, wrinkles are likely to occur as 9a on the surface of the molding surface 3 on which the plate portion 33 is molded and the cross-sectional height is low. Further, as shown in FIG. 8, since the molding heights of the molding surfaces 2 and 3 are different before and after the step portion 4 (the difference in molding height occurs), the material from the flange portion to the punch portion during molding. There is also a difference in inflow. Therefore, in order to eliminate this difference in the amount of material inflow, wrinkles are likely to occur on the surface of the side wall 5 as 9b.

これに対する対策としては、図11にプレス装置の断面を部分的に示すように、ブランクホルダー20上に、ドロービード61、62を設けて、板30に対し張力を作用させる方法が一般的である。即ち、板30の周辺部に、このドロービード61、62を設けることで、プレス成形の早い段階から、板30に張力を加えることにより前記しわ発生を防止する方法が汎用されている。   As a countermeasure against this, a method of providing draw beads 61 and 62 on the blank holder 20 and applying a tension to the plate 30 is generally used, as shown in FIG. That is, a method is widely used in which the draw beads 61 and 62 are provided on the periphery of the plate 30 to prevent the occurrence of wrinkles by applying tension to the plate 30 from an early stage of press molding.

また、この他、大きな折り曲げ部分を端部に有するようなアルミニウム合金フードアウタパネルをプレス成形する場合に、しわ押さえ開始前もしくはしわ押さえ開始時に、しわの原因となる凹部の発生が予想される、板の成形面中心部を予め成形することも提案されている(例えば、特許文献1参照) 。この方法では、板成形開始前またはしわ押え開始時に、パンチのパネル(製品)成形面の高さを、しわ押さえ部材の上面よりも所定寸法だけ高くして、板の成形面中心部を予め成形する。   In addition to this, when press-molding an aluminum alloy hood outer panel having a large bent portion at the end, it is expected that a recess that will cause wrinkles will be generated before or when wrinkle pressing starts. It has also been proposed to previously mold the center portion of the molding surface (see, for example, Patent Document 1). In this method, the height of the panel (product) forming surface of the punch is made higher than the upper surface of the wrinkle holding member by a predetermined dimension before the start of plate forming or at the start of wrinkle presser, and the center portion of the plate forming surface is previously formed. To do.

更に、大きな折り曲げ部分を有し、この折り曲げ部分とパネル本体部分とを結ぶ輪郭線がパネル本体前方に向かって湾曲した形状を持つ自動車フードアウタパネルに、アルミニウム合金板をプレス成形する方法も提案されている(例えば、特許文献2参照) 。即ち、この方法は、板端部の前記折り曲げ部分に相当する部分の内、プレス成形時のしわ押さえ面に相当する部分が、プレス成形時のしわ押さえ部材面形状に適応する形状になるように、前記アルミニウム合金板端部を予め曲げ加工して曲げ部を形成した後、この曲げ部のしわ押さえ面に相当する部分を含めてしわ押さえしながら、プレス成形する方法である。そして、前記アルミニウム合金板端部を予め曲げ加工を、パネル本体の成形のためのパンチ部分とは独立して動く、分割されたパンチによって行うことも提案されている。
特開2001-58218号公報 (全文) 特開2004-188445 号公報 (全文)
Further, a method has been proposed in which an aluminum alloy plate is press-formed on an automobile hood outer panel having a large bent portion and a contour line connecting the bent portion and the panel body portion curved toward the front of the panel body. (For example, see Patent Document 2). That is, in this method, the portion corresponding to the wrinkle pressing surface during press molding out of the portion corresponding to the bent portion of the plate end is shaped to fit the wrinkle pressing member surface shape during press molding. In this method, the end portion of the aluminum alloy plate is bent in advance to form a bent portion, and then press-molded while pressing the portion including the portion corresponding to the wrinkle pressing surface of the bent portion. It has also been proposed that the end portion of the aluminum alloy plate is bent in advance by a divided punch that moves independently of the punch portion for forming the panel body.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-58218 (full text) JP 2004-188445 A (full text)

前記図11のような、素材板の周辺に形成されたドロービードを成形して張力を加える、汎用的なしわ発生防止方法では、本発明が対象とするオイルパンのような、成形深さが深く、上部の平面的な成形面同士の断面高さが急変する段差部を有する成形品では、板素材が成形中に破断する問題が生じやすい。このために、パネルのしわ抑止効果を十分に発揮できない。   In the general wrinkle generation prevention method in which a draw bead formed around the material plate is formed and tension is applied as shown in FIG. 11, the forming depth is deep like the oil pan targeted by the present invention. In a molded product having a step portion in which the cross-sectional height between the upper planar molding surfaces changes suddenly, a problem that the plate material breaks during molding tends to occur. For this reason, the wrinkle suppression effect of a panel cannot fully be exhibited.

即ち、素材板の周辺にドロービードを成形することで、素材板に張力を加え、成形面3に生じるしわ9a、側壁5に生じるしわ9bを低減させることができる。しかし、十分に、これらのしわを消せるだけの張力を加えると、本発明が対象とするオイルパンなどのような、成形深さが深く、断面高さが変化するような成形品に対しては、前記図8の成形品の角部、A、B、C、D、F、Gなどに、板厚減少や板の破断を招き、十分なしわ抑制効果が発揮されない。特に、しわ発生につながる前記BポイントからCポイントまでのアルミニウム合金板の33(成形面3相当部分)や側壁段差部分における、しわの防止と、破断の防止の両立は難しい。   That is, by forming a draw bead around the blank, it is possible to apply tension to the blank and reduce wrinkles 9a generated on the molding surface 3 and wrinkles 9b generated on the side walls 5. However, if enough tension is applied to eliminate these wrinkles, for molded products with a deep molding depth and varying cross-sectional height, such as the oil pan targeted by the present invention. The corners, A, B, C, D, F, G, etc. of the molded product of FIG. 8 cause a reduction in the plate thickness and breakage of the plate, and the effect of suppressing wrinkles is not sufficiently exhibited. In particular, it is difficult to prevent wrinkling and breakage in the aluminum alloy plate 33 (part corresponding to the molding surface 3) and the side wall step portion from the B point to the C point that lead to wrinkling.

以下、前記BポイントからCポイントまでのアルミニウム合金板の33(成形面3相当部分)を非接触部位(前記パネルの下死点近傍まで第一のパンチ11と接触しない部位)33とも言う。   Hereinafter, the aluminum alloy plate 33 (part corresponding to the molding surface 3) from the B point to the C point is also referred to as a non-contact portion (a portion that does not contact the first punch 11 to the vicinity of the bottom dead center of the panel).

このように、本発明が対象とするオイルパンなどの自動車部品やメンバー部品では、しわを防止するために必要なドロービードを設けると、この板厚減少の傾向が無視できないほどに大きくなる。この結果、素材板のパンチ肩部A、C、Fや、ダイスの肩部B、D、G等での割れが生じやすくなる。したがって、素材板の周辺に形成されたドロービードを成形する汎用的なしわ発生防止方法では、しわ発生防止と割れ発生防止とを両立させることができない。   As described above, in automobile parts such as oil pans and member parts targeted by the present invention, if a draw bead necessary for preventing wrinkles is provided, the tendency of this reduction in plate thickness becomes so large that it cannot be ignored. As a result, cracks are likely to occur at the punch shoulders A, C, and F of the blank and the shoulders B, D, and G of the die. Therefore, the general wrinkle generation preventing method for forming a draw bead formed around the material plate cannot achieve both the wrinkle generation prevention and the crack generation prevention.

また、特許文献1 の方法は、本発明が対象とするような、オイルパンなどの自動車部品やメンバー部品に対して、やはり、しわ発生につながる前記BポイントからCポイントまでのアルミニウム合金板の非接触部位(前記パネルの下死点近傍まで第一のパンチ11と接触しない部位)33(成形面3相当部分)の自由な変形を拘束できない。このため、しわ発生防止効果が薄い。   Further, the method of Patent Document 1 is applied to the non-aluminum alloy plate from the B point to the C point, which also leads to wrinkle generation, for automobile parts such as oil pans and member parts as the object of the present invention. Free deformation of the contact portion (the portion that does not contact the first punch 11 until the vicinity of the bottom dead center of the panel) 33 (the portion corresponding to the molding surface 3) cannot be restrained. For this reason, the effect of preventing wrinkle generation is weak.

更に、特許文献2の方法は、パネル稜線部を、分割パンチにより、板の前後方向(車体長手方向)への曲げ加工により形成する点がユニークである。しかし、この板の前後方向の曲げ加工条件や分割パンチの設計条件の設定が難しく、この点で実用的ではない問題がある。   Further, the method of Patent Document 2 is unique in that the panel ridge line portion is formed by bending the plate in the front-rear direction (vehicle body longitudinal direction) with a divided punch. However, it is difficult to set the bending conditions in the longitudinal direction of the plate and the design conditions of the divided punch, and there is a problem that is not practical in this respect.

一方、これらの成形上の問題が依然ある中で、ベークハード性やリサイクル性に優れ、耐力が高いAl−Mg−Si系(6000系)などのアルミニウム合金板の自動車車体アウタパネルへの適用のニーズは、地球環境保護のための自動車の軽量化やエネルギー吸収性による車体安全性強化の必要性のために、益々高まっている。   On the other hand, while these molding problems still exist, needs for application of aluminum alloy plates such as Al-Mg-Si (6000 series), which have excellent bake hardness and recyclability, and high proof strength, to automobile body outer panels Are increasing due to the need for vehicle weight reduction and energy absorption to enhance vehicle safety to protect the global environment.

本発明はこのような事情に着目して、オイルパンなどの自動車部品や、自動車メンバー部品であって、成形が難しい形状の大型パネルを成形可能とする、アルミニウム合金板のプレス成形方法およびプレス成形装置を提供しようとするものである。   The present invention pays attention to such a situation, and press molding method and press molding of an aluminum alloy plate that enables molding of a large-sized panel that is difficult to form, such as automobile parts such as oil pans and automobile member parts. The device is to be provided.

上記目的を達成するための、本発明アルミニウム合金板のプレス成形方法の要旨は、上部の平面的な成形面同士の断面高さが急変する段差部を有する成形品パネルに、アルミニウム合金板をプレス成形する方法であって、パネルを成形する第一のパンチの前記平面的な成形面のうちの断面高さが低い側の成形面に相当するパンチ部位の一部を、第二のパンチに分割して、この第二のパンチを第一のパンチに対して別個に変位できるように弾性的に支持し、ダイス外周に設けられたしわ押さえ面と、それに相対して設けられたブランクホルダーにより、アルミニウム合金板の外周部を挟持した上で、第一のパンチとダイスとを相対的に移動させて、アルミニウム合金板をプレス成形するに際し、プレス成形開始時には、第一のパンチに対する第二のパンチの相対的な位置を、プレス下死点での第一のパンチに対する第二のパンチの相対的な位置に比べて、予めダイス側に変位させて、第二のパンチをアルミニウム合金板における前記断面高さが低い側の成形面部位と接触させる一方、第一のパンチによる成形が進むにつれて、第一のパンチとダイスとの相対的な接近によるダイスの圧縮力を作用させて、第二のパンチを弾性的に下降させることである。本発明が対象とする成形品パネルは、自動車のメンバー部品であることが好ましい。また、この自動車のメンバー部品はオイルパンであることが好ましい。   In order to achieve the above object, the gist of the press forming method of the aluminum alloy plate of the present invention is to press an aluminum alloy plate on a molded product panel having a step portion in which the cross-sectional height of the upper flat forming surfaces changes suddenly. A method of molding, wherein a part of a punch portion corresponding to a molding surface having a lower sectional height of the first molding surface of the first punch for molding a panel is divided into second punches. Then, the second punch is elastically supported so as to be separately displaceable with respect to the first punch, and a wrinkle holding surface provided on the outer periphery of the die and a blank holder provided in relation thereto, When the aluminum alloy plate is press-molded by relatively moving the first punch and the die after sandwiching the outer peripheral portion of the aluminum alloy plate, Compared to the relative position of the second punch relative to the first punch at the bottom dead center of the press, the relative position of the punch is displaced to the die side in advance, and the second punch is placed on the aluminum alloy plate. While making contact with the molding surface portion on the side having a lower cross-sectional height, as the molding by the first punch proceeds, the compression force of the die due to the relative approach between the first punch and the die is applied, The punch is elastically lowered. The molded product panel targeted by the present invention is preferably a member part of an automobile. The member part of the automobile is preferably an oil pan.

また、上記目的を達成するための、本発明アルミニウム合金板のプレス成形装置の要旨は、上記要旨あるいは後述する好ましい態様のいずれかのアルミニウム合金板のプレス成形方法に用いるプレス成形装置であって、ダイス外周に設けられたしわ押さえ面と、それに相対して設けられたブランクホルダーにより板の外周部を挟持した上で、パンチとダイスとを相対的に移動させて板をプレス成形するものであり、第一のパンチの前記平面的な成形面のうちの断面高さが低い側の成形面に相当するパンチ部位の一部を、第二のパンチに分割して、この第二のパンチを第一のパンチに対して別個に変位できるように弾性的に支持したことである。   In order to achieve the above object, the gist of the aluminum alloy sheet press forming apparatus of the present invention is a press forming apparatus used in the above-described gist or the aluminum alloy sheet press forming method according to a preferred embodiment described later. The plate is press-molded by relatively moving the punch and the die after sandwiching the outer periphery of the plate with the wrinkle holding surface provided on the outer periphery of the die and the blank holder provided relative to it. A part of the punch portion corresponding to the molding surface having the lower cross-sectional height of the planar molding surface of the first punch is divided into second punches, and the second punches are divided into the second punches. It is elastically supported so that it can be displaced separately with respect to one punch.

本発明では、上記要旨のように、前記パネルの中央部を成形する第一のパンチに対して、これと別個に変位できる第二のパンチを少なくとも一つ以上用いて、前記図8における、アルミニウム合金板における前記断面高さが低い側の成形面部位、即ち、非接触部位(前記パネルの下死点近傍まで第一のパンチ11と接触しない部位)と接触させる。   In the present invention, as described in the above gist, at least one second punch that can be displaced separately from the first punch for forming the central portion of the panel is used. The alloy plate is brought into contact with a molding surface portion having a low cross-sectional height, that is, a non-contact portion (a portion that does not contact the first punch 11 up to the vicinity of the bottom dead center of the panel).

これによって、この非接触部位に張力を発生させ、しわ発生につながる前記BポイントからCポイントまでの板部位33(成形面3相当部分)の自由な変形を拘束するとともに張力を加え、この板非接触部位33におけるしわ9a発生を防止することを特徴とする。また、第二のパンチの作用により、側壁にも上下方向の張力が新たに加わり、それによって、側壁部のしわ9bを防止することも可能となる。   As a result, tension is generated at the non-contact portion, and free deformation of the plate portion 33 (corresponding to the molding surface 3) from the B point to the C point, which leads to wrinkle generation, is restrained and tension is applied. It is characterized in that the generation of wrinkles 9a at the contact portion 33 is prevented. In addition, due to the action of the second punch, a vertical tension is newly applied to the side wall, thereby preventing wrinkles 9b on the side wall.

即ち、本発明では、先ず、プレス成形装置において、前記パネルを成形する第一のパンチの前記平面的な成形面のうちの、断面高さが低い側の成形面に相当するパンチ部位の一部を、第二のパンチに分割し、この第二のパンチは第一のパンチに対して別個に変位できるように弾性的に支持されるように構成する。   That is, in the present invention, first, in a press molding apparatus, a part of a punch portion corresponding to a molding surface having a lower cross-sectional height of the planar molding surface of the first punch for molding the panel. Is divided into second punches, which are configured to be elastically supported so that they can be displaced separately with respect to the first punch.

以上のプレス成形装置構成を前提として、本発明では、第一のパンチが、ダイスとの協働でアルミニウム合金板を成形する際に、プレス成形開始時に、第一のパンチに対する第二のパンチの相対的位置を、プレス下死点での相対的位置に比べて予めダイス側に変位させる。言い換えると、プレス成形開始時には、第一のパンチに対する第二のパンチの相対的な位置が、プレス下死点での第一のパンチに対する第二のパンチの相対的な位置に比べて、ダイス側に変位しているように、これらパンチ同士を連動させる。   Assuming the above press molding apparatus configuration, in the present invention, when the first punch forms an aluminum alloy plate in cooperation with a die, the second punch is compared with the first punch at the start of press molding. The relative position is displaced in advance to the die side as compared with the relative position at the press bottom dead center. In other words, at the start of press molding, the relative position of the second punch with respect to the first punch is larger than the relative position of the second punch with respect to the first punch at the press bottom dead center. These punches are interlocked so as to be displaced to each other.

これによって、プレス成形開始時には、前記図8における、アルミニウム合金板における前記断面高さが低い側の成形面部位、即ち板非接触部位33と弾性的に接触させる一方、第一のパンチによる成形が進むにつれて、第二のパンチを弾性的に下降させる。   Thus, at the start of press forming, the aluminum alloy plate in FIG. 8 is elastically brought into contact with the forming surface portion on the side having a low cross-sectional height, that is, the plate non-contact portion 33, while forming by the first punch is performed. As it proceeds, the second punch is lowered elastically.

したがって、第一のパンチがダイスとの協働でアルミニウム合金板を成形する際に、第二のパンチが、プレス成形開始時には(成形の早い段階には)、前記図8における、アルミニウム合金板における前記断面高さが低い側の成形面部位(板非接触部位)33と接触あるいは更に進んでこの部位を成形する。これによって、アルミニウム合金板における前記断面高さが低い側の成形面部位33および側壁部38に与える張力を作用(付与、制御)させるとともに、しわを防止することが可能となる。   Therefore, when the first punch forms the aluminum alloy plate in cooperation with the die, the second punch is in the aluminum alloy plate in FIG. 8 at the start of press forming (at an early stage of forming). This part is formed by contacting or further proceeding with the molding surface part (plate non-contact part) 33 on the side having a low cross-sectional height. As a result, it is possible to act (apply and control) the tension applied to the molding surface portion 33 and the side wall portion 38 of the aluminum alloy plate having the lower cross-sectional height, and to prevent wrinkles.

この結果、本発明が対象とするオイルパンなどをアルミニウム合金板からプレス成形する場合でも、前記自由変形部位あるいは側壁部38に張力を作用させ、しわを防止することができる。即ち、前記図4、5などのように、パネル上部に平面的な成形面2、3を有し、かつ、これら成形面2、3の断面高さが急変するような段差部4を有する自動車部品や自動車メンバー部品をアルミニウム合金板からプレス成形する場合でも、しわを防止することができる。   As a result, even when an oil pan or the like targeted by the present invention is press-formed from an aluminum alloy plate, it is possible to prevent wrinkles by applying tension to the free deformation portion or the side wall portion 38. That is, as shown in FIGS. 4 and 5 and the like, the automobile has the flat molding surfaces 2 and 3 at the upper part of the panel and the stepped portion 4 such that the sectional height of the molding surfaces 2 and 3 changes suddenly. Even when parts and automobile member parts are press-formed from an aluminum alloy plate, wrinkles can be prevented.

このため、成形の比較的初期から発生するしわに対しても、抑制効果を発揮でき、前記した図4、5などで示した、成形面3の面のしわ9a、また、側壁5の面のしわ9bの発生を各々防止できる。   For this reason, it is possible to exert a suppressing effect on wrinkles generated from a relatively early stage of molding, and the wrinkles 9a on the surface of the molding surface 3 and the surfaces of the side walls 5 shown in FIGS. The generation of wrinkles 9b can be prevented.

そして、本発明では、以上説明したしわ抑制の作用効果(第二のパンチによる素材板の拘束と張力付与の機能)の他に、第二のパンチによる、製品(成形パネル)の破断を防止できる効果も有している。即ち、第二のパンチは、第一のパンチによる成形工程の早い段階から、素材板の板非接触部位33と弾性的に接触するので、パンチから素材板に加わる成形力の一部を、第二のパンチより伝えることができる。   And in this invention, the fracture | rupture of the product (molded panel) by a 2nd punch can be prevented other than the effect of the wrinkle suppression demonstrated above (restraint of a raw material board and the function of tension | tensile_strength provision by a 2nd punch). It also has an effect. That is, since the second punch elastically contacts the plate non-contact portion 33 of the material plate from an early stage of the molding process by the first punch, a part of the molding force applied from the punch to the material plate is reduced. I can tell you from the second punch.

従来の成形方法では、成形の前半ではパンチから素材板に加わる成形力は、第一のパンチの成形面12のみから伝えられる。このため、図8のA、Fなどの部位に高い応力集中が生じ、場合によっては、これらの部位に破断が生じる。一方、本発明では、図1に見られるように、第二のパンチと素材板とは、パンチ上面の成形面16でも接触するために、金型から素材板に成形力を伝える範囲が広くなり、これらのA、Fなどの部位でも応力集中を低減できる。   In the conventional molding method, the molding force applied from the punch to the blank plate in the first half of molding is transmitted only from the molding surface 12 of the first punch. For this reason, high stress concentration occurs in the parts such as A and F in FIG. 8, and in some cases, breakage occurs in these parts. On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 1, since the second punch and the material plate are also in contact with the molding surface 16 on the upper surface of the punch, the range in which the molding force is transmitted from the mold to the material plate is widened. , Stress concentration can be reduced even in these parts such as A and F.

言い換えると、本発明では、成形初期において素材板と接する、パンチの面積を大きくでき、パンチから素材板への荷重伝達(成形力伝達)がより広い範囲でなされ、成形途中の割れを防止できる。   In other words, in the present invention, the area of the punch that comes into contact with the material plate at the initial stage of molding can be increased, load transmission from the punch to the material plate (forming force transmission) can be made in a wider range, and cracking during molding can be prevented.

この結果、成形工程中のしわ発生を防止するとともに、成形初期においては、パンチ肩部などでの破断を防止できる。また、張力レベルを一定値以下に制御できることで、下死点近くにおいて、材料が極端に板厚減少し、破断することを防止できる。   As a result, it is possible to prevent wrinkling during the molding process and to prevent breakage at the punch shoulder or the like at the initial stage of molding. Further, since the tension level can be controlled to a certain value or less, it is possible to prevent the material from being extremely reduced in thickness and broken near the bottom dead center.

以上のように、本発明では、前記難成形におけるしわ発生防止と割れ発生防止とを両立させることができ、オイルパンや自動車メンバー部品のアルミニウム合金製パネルであって、成形が難しい形状の大型パネルであっても、成形が可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to achieve both the prevention of wrinkles and the prevention of cracks in the difficult molding, and an aluminum alloy panel for oil pans and automobile member parts, which is a large panel that is difficult to form. Even so, molding becomes possible.

以下に本発明の実施の形態について図を用いて詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(プレス装置の基本構成)
先ず、本発明プレス装置を図1〜3を用いて説明する。図1、2は、上型であるダイス22と、下型である第一の本体パンチ11、第二のパンチ15、18、およびブランクホルダー(しわ押さえ部材)20とを組み合わせた態様を示している。
(Basic configuration of press machine)
First, the press device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 show a mode in which a die 22 that is an upper die, a first main body punch 11 that is a lower die, second punches 15 and 18, and a blank holder (wrinkle pressing member) 20 are combined. Yes.

図1、2において、第二のパンチ15、18を除く、これらプレス装置の基本動作は従来と同じである。即ち、ダイス22とブランクホルダー(しわ押さえ部材)20とによって、アルミニウム合金板30の周縁部31(フランジ乃至余肉相当部分8)を挟持した上で、ボルスタ(基台)21上に固定されたパンチ11に向けて、ダイス22を相対的に移動(下降)させ、アルミニウム合金板30をオイルパンなど自動車部品やメンバー部品のアルミニウム合金製パネルに成形する。   In FIGS. 1 and 2, the basic operation of these pressing devices, excluding the second punches 15 and 18, is the same as the conventional one. That is, the peripheral portion 31 (flange or surplus portion 8) of the aluminum alloy plate 30 is sandwiched between the die 22 and the blank holder (wrinkle pressing member) 20 and then fixed on the bolster (base) 21. The die 22 is relatively moved (lowered) toward the punch 11, and the aluminum alloy plate 30 is formed on an aluminum alloy panel of an automobile part or member part such as an oil pan.

なお、プレス装置は、前提として、下側のパンチ11は、ボルスタ21に固定されて動かず、成形は、上側のダイス22の方が下降して行なうものである。この点、下側のパンチ11側を上昇させるようにしても良く、要は、パンチ11とダイス22とが相対的に移動するものであれば良い。   In the press apparatus, the lower punch 11 is fixed to the bolster 21 and does not move, and the upper die 22 is moved downward. In this respect, the lower punch 11 side may be raised, and the point is that the punch 11 and the die 22 may move relatively.

ここで、第一のパンチ11は、本体パンチとして、アルミニウム合金板30の各相当部分、オイルパンのパネル上部の平面的な成形面2の相当部分32、成形面3の相当部分33、これら成形面2、3同士の断面高さが急変する段差部(縦壁部)4の相当部分34、後壁6の相当部分36、前壁7の相当部分37、側壁5の相当部分38を各々成形する。   Here, the first punch 11 serves as a main body punch, corresponding portions of the aluminum alloy plate 30, the corresponding portion 32 of the flat forming surface 2 on the upper part of the oil pan panel, the corresponding portion 33 of the forming surface 3, and these forming portions. The corresponding portion 34 of the stepped portion (vertical wall portion) 4 where the cross-sectional heights of the surfaces 2 and 3 change suddenly, the corresponding portion 36 of the rear wall 6, the corresponding portion 37 of the front wall 7, and the corresponding portion 38 of the side wall 5 are respectively formed. To do.

このため、第一のパンチ11は、上記アルミニウム合金板30の各相当部分に接触する成形面を有する。具体的には、平面状の成形面12(板32部分に接触)、平面状の成形面13(板33部分に接触)、段差状(縦壁状)の成形面14(板34部分に接触)、縦壁状の成形面17a(板36部分に接触)、縦壁状の成形面17b(板37部分に接触)、縦壁状の側壁成形面17c(板38部分に接触)などを有する。   For this reason, the first punch 11 has a forming surface that contacts each corresponding portion of the aluminum alloy plate 30. Specifically, the planar molding surface 12 (contacts the plate 32 portion), the planar molding surface 13 (contacts the plate 33 portion), and the stepped (vertical wall-shaped) molding surface 14 (contacts the plate 34 portion). ), A vertical wall-shaped molding surface 17a (contacts the plate 36 portion), a vertical wall-shaped molding surface 17b (contacts the plate 37 portion), a vertical wall-shaped side wall molding surface 17c (contacts the plate 38 portion), and the like. .

(分割パンチ構成)
図1において、第一のパンチ11から分割された第二のパンチ15は、パネルを成形する第一の本体パンチ11の、成形パネルにおける前記平面的な成形面2、3のうちの、断面高さが低い側の成形面3に相当するパンチ部位13の一部を分割して形成されている。この第二のパンチ15は、第一のパンチ11に対して別個に(独立して)変位できるように、バネ40などの弾性体(弾性支持機構)によって弾性的に支持されるように構成する。
(Split punch configuration)
In FIG. 1, the second punch 15 divided from the first punch 11 has a cross-sectional height of the planar molding surfaces 2 and 3 of the molded panel of the first main body punch 11 for molding the panel. A part of the punch portion 13 corresponding to the molding surface 3 on the lower side is divided and formed. The second punch 15 is configured to be elastically supported by an elastic body (elastic support mechanism) such as a spring 40 so that it can be displaced separately (independently) with respect to the first punch 11. .

図2は、第二のパンチを15と18の2個を順に並べて設けた以外は、図1のプレス装置と同じ構成である。これら第二のパンチ15、18は、各々バネ40などの弾性体(弾性支持機構)によって弾性的に支持される。   FIG. 2 has the same configuration as that of the press apparatus of FIG. 1 except that two second punches 15 and 18 are arranged in order. These second punches 15 and 18 are each elastically supported by an elastic body (elastic support mechanism) such as a spring 40.

前記図4、5で示した、パネル上部に平面的な成形面2、3を有し、かつ、これら成形面2、3の断面高さが急変するような段差部4を有する自動車部品やメンバー部品では、成形途上のアルミニウム合金板の、ダイス22あるいはパンチ11に接触しない部分の長さが比較的長くなる。   4 and 5, the automobile parts and members having the flat molding surfaces 2 and 3 at the upper part of the panel and the stepped portion 4 such that the sectional height of the molding surfaces 2 and 3 changes suddenly. In the part, the length of the aluminum alloy plate that is in the process of being formed does not contact the die 22 or the punch 11 is relatively long.

即ち、図8に示す通常の(従来の)単一のパンチを用いた成形方法では、成形途上のアルミニウム合金板の、断面高さが低い側のパネル成形面3に相当する板非接触部位33では、ダイス22あるいはパンチ11に接触しない部分の長さが比較的長くなる。図8において、この板非接触部位33の、ダイス22あるいはパンチ11に接触しない部分の長さは、ダイス22側の成形面25、26の肩R部に当接するBポイントから、パンチ11側の成形面13の肩R部に当接するCポイントまでである。   That is, in the forming method using a normal (conventional) single punch shown in FIG. 8, a plate non-contact portion 33 corresponding to the panel forming surface 3 on the side having a low cross section of the aluminum alloy plate being formed. Then, the length of the portion that does not contact the die 22 or the punch 11 is relatively long. In FIG. 8, the length of the portion of the plate non-contact portion 33 that does not contact the die 22 or the punch 11 is determined from the point B contacting the shoulder R portion of the molding surfaces 25 and 26 on the die 22 side to the punch 11 side. Up to C point that contacts the shoulder R portion of the molding surface 13.

従来において、このBポイントからCポイントまでの板非接触部位33(成形面3相当部分)が、下死点近傍までパンチ11乃至ダイス22と接触せずに自由に変形する場合には、この板非接触部位33は、前記した通り、不均一に引張られることによる肉余りが生じやすくなる。この結果、前記図4や図5で示すように、板非接触部位33が成形された、断面高さが低い側の成形面3の面(上面)にしわ9aが生じる。また、その側壁5の面(側面)にも、平面的な成形面2、3の高さが大きく異なることから、材料流入の大きさも急変し、この流入差を解消するためのしわ9bが生じる。   Conventionally, when the plate non-contact portion 33 (part corresponding to the molding surface 3) from the B point to the C point is freely deformed without contacting the punch 11 or the die 22 to the vicinity of the bottom dead center, this plate is used. As described above, the non-contact portion 33 is likely to have a surplus due to being pulled non-uniformly. As a result, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, wrinkles 9a are generated on the surface (upper surface) of the molding surface 3 on which the plate non-contact portion 33 is molded and the cross-sectional height is low. Further, since the heights of the planar molding surfaces 2 and 3 are also greatly different on the surface (side surface) of the side wall 5, the magnitude of the material inflow also changes suddenly, and wrinkles 9b for eliminating this inflow difference are generated. .

(分割パンチの機能)
これに対して、図1、2における、第二のパンチ15および/または18は、第一のパンチに対する相対的位置として、プレス下死点での相対的位置に比べて、成形開始時には、ダイス22側に予め変位させるように、弾性的に支持させている。
(Function of split punch)
On the other hand, the second punch 15 and / or 18 in FIGS. 1 and 2 is a relative position with respect to the first punch, compared with the relative position at the bottom dead center of the press. It is supported elastically so as to be displaced in advance to the 22 side.

このような第二のパンチの構成によって、図1、2における、第二のパンチ15および/または18は、プレス成形前半、特にプレス成形開始時に、上記BポイントからCポイントまでの板非接触部位33(成形面3相当部分)と弾性的に接触をもつ。具体的には、この板非接触部位33は、パンチ11本体側の肩R部A、ダイス22側の成形面25、26の肩R部に当接するBポイント、第二のパンチ15の肩R部のEポイント(E1、E2のポイント)、第一のパンチ11側の成形面13の肩R部に当接するCポイント、ダイアール部のDポイントDで、金型との接触をもつ。   1 and 2, the second punches 15 and / or 18 shown in FIGS. 1 and 2 are not in contact with the plate from the B point to the C point in the first half of press molding, particularly at the start of press molding. It has elastic contact with 33 (part corresponding to molding surface 3). Specifically, the plate non-contact portion 33 includes a shoulder R portion A on the punch 11 main body side, a B point that abuts on a shoulder R portion of the molding surfaces 25 and 26 on the die 22 side, and a shoulder R of the second punch 15. E point (E1, E2 point) of the part, C point contacting the shoulder R part of the molding surface 13 on the first punch 11 side, and D point D of the dial part have contact with the mold.

この結果、前記上記BポイントからCポイントまでの板非接触部位33(成形面3相当部分)が、下死点近傍まで金型と接触しない長さは、大幅に短くなる。また、上記BポイントからCポイントまでの板非接触部位33を含めて、プレス成形前半の成形中の板に対して、右上がりに傾いた斜めの矢印で示す方向に、適当な張力が付与される。   As a result, the length in which the plate non-contact portion 33 (the portion corresponding to the molding surface 3) from the B point to the C point does not contact the mold until near the bottom dead center is significantly shortened. In addition, appropriate tension is applied in the direction indicated by the slanting arrow inclined upward to the plate in the first half of press molding including the plate non-contact portion 33 from the B point to the C point. The

このため、上記板非接触部位33(成形面3相当部分)の自由変形は抑制され、成形中に、この板非接触部位33が、不均一に引張られたり、かつ、材料流入による肉余りが生じたりすることが抑制される。この効果は、断面高さが低い側の成形面3の面側(上面側)にも、その側壁5の面側(側面側)にも両方発揮される。この結果、前記図4や図5で示したような、断面高さが低い側の成形面3の面(上面)に9aとして、その側壁5の面(側面)にも9bとして、各々発生するしわが抑制される。   For this reason, free deformation of the plate non-contact part 33 (part corresponding to the molding surface 3) is suppressed, and during the molding, the plate non-contact part 33 is pulled unevenly and a surplus due to material inflow is left. Occurrence is suppressed. This effect is exhibited both on the surface side (upper surface side) of the molding surface 3 on the side having a low cross-sectional height and on the surface side (side surface side) of the side wall 5. As a result, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, 9a is generated on the surface (upper surface) of the molding surface 3 on the side having a low cross section height, and 9b is also generated on the surface (side surface) of the side wall 5. Wrinkles are suppressed.

(分割パンチの態様)
以上の機能(効果)を発揮するために、第二のパンチ15は、図1、2のように、パネルを成形する第一の本体パンチ11の断面高さが低い側の成形面3に相当するパンチ部位13の面内(上記板非接触部位33に対応する面内)の一部を分割する形で、第一のパンチ11から分割する必要がある。
(Division punch mode)
In order to exhibit the above functions (effects), the second punch 15 corresponds to the molding surface 3 on the side where the cross section height of the first main body punch 11 for molding the panel is low as shown in FIGS. It is necessary to divide from the first punch 11 so as to divide a part of the surface of the punch portion 13 to be cut (in the surface corresponding to the plate non-contact portion 33).

分割パンチの他の態様を示す、図3のように、パンチ部位13の面内であれば、第二のパンチ15を、必ずしも段差形成面14の近傍に設ける必要はなく、段差形成面14から、ある程度離れたパンチ部位13の部位を分割しても良い。   As shown in FIG. 3 showing another aspect of the divided punch, the second punch 15 is not necessarily provided in the vicinity of the step forming surface 14 as long as it is within the surface of the punch portion 13. A part of the punch part 13 that is separated to some extent may be divided.

これに対して、例えば、図9のように、第一の本体パンチ11の断面高さが高い側の成形面2に相当するパンチ部位12の一部を分割して、バネ51により支持した分割パンチ50とした場合には、特に上記板非接触部位33から位置的に外れている。このため、上記板非接触部位33部分に、第二のパンチ50が接触せず、この部分の自由変形を防止できない。この結果、後述する実施例の通り、上記分割パンチの機能(効果)が発揮されず、断面高さが低い側の成形面3の面側(上面側)にも、その側壁5の面側(側面側)にも両方、しわ9a、9bが各々発生しやすくなる。   On the other hand, for example, as shown in FIG. 9, a part of the punch portion 12 corresponding to the molding surface 2 on the side where the cross section height of the first main body punch 11 is high is divided and supported by the spring 51. In the case where the punch 50 is used, the punch 50 is particularly dislocated from the plate non-contact portion 33. For this reason, the second punch 50 does not come into contact with the plate non-contact portion 33, and free deformation of this portion cannot be prevented. As a result, the function (effect) of the above-described divided punch is not exhibited as in the examples described later, and the surface side (upper surface side) of the molding surface 3 on the side having a low cross-sectional height is also on the surface side of the side wall 5 ( Both side wrinkles 9a and 9b are likely to occur.

また、分割パンチ15の代わりに、図10のように、ダイス22側の成形面を分割して、分割ダイス52とした場合、後述する実施例の通り、上記分割パンチの効果は、断面高さが低い側の成形面3の面側(上面側)には発揮されるものの、その側壁5の面側(側面側)には発揮されず、これら両方に効果を発揮することができない。この結果、この成形面3の面側(上面側)のしわ9aの発生は抑制されるものの、断面高さが低い側の成形面3の側壁5の面(側面)のしわ9bの発生は抑制されない。   Further, when the forming surface on the die 22 side is divided into the divided die 52 instead of the divided punch 15 as shown in FIG. 10, the effect of the divided punch is as shown in FIG. Although it is exhibited on the surface side (upper surface side) of the molding surface 3 on the lower side, it is not exhibited on the surface side (side surface side) of the side wall 5, and the effect cannot be exhibited on both. As a result, the generation of wrinkles 9a on the surface side (upper surface side) of the molding surface 3 is suppressed, but the generation of wrinkles 9b on the surface (side surface) of the side wall 5 of the molding surface 3 on the side having a low cross-sectional height is suppressed. Not.

なお、この図10では、ダイス22側の成形面24(断面高さが低い側のパネル成形面3に相当する成形面)を分割して、分割ダイス52とし、バネ53により弾性的に支持している。   In FIG. 10, the molding surface 24 on the die 22 side (the molding surface corresponding to the panel molding surface 3 on the side having a low cross-sectional height) is divided into divided dies 52 and elastically supported by springs 53. ing.

設ける第二のパンチ15の数や間隔、成形面の大きさなどは、断面高さが低い側のパネル成形面3や、これに相当するパンチ成形面13の大きさや形状に応じて、上記した機能(効果)が発揮できるように適宜設計する。例えば、図2のパンチ成形面13が図1よりも大きい乃至長さが長い場合に、図1と同等の張力を成形中の板(特に上記BポイントからCポイントまでの板非接触部位33)に付与したい場合に、図2のように、設ける第二のパンチ15の数を増す。また、図2のパンチ成形面13は図1と同じ大きさ乃至長さだが、パネル形状精度の要求が、図1の場合よりも厳しいなどの場合に、より細かく張力をかけて制御するために、図2のように、設ける第二のパンチ15の数を増す。   The number and interval of the second punches 15 to be provided, the size of the molding surface, etc. are described above according to the size and shape of the panel molding surface 3 on the side having a low cross-sectional height and the punch molding surface 13 corresponding thereto. Design appropriately so that the function (effect) can be demonstrated. For example, when the punch forming surface 13 in FIG. 2 is larger or longer than that in FIG. 1, a plate being formed with the same tension as FIG. 1 (particularly the plate non-contact portion 33 from the B point to the C point). 2 is increased, the number of second punches 15 to be provided is increased as shown in FIG. 2 is the same size or length as in FIG. 1, but in order to control with finer tension when the panel shape accuracy requirement is more severe than in FIG. As shown in FIG. 2, the number of second punches 15 to be provided is increased.

(分割パンチの支持機構)
これら第二のパンチ15、18の支持は、各々バネ40などの弾性体(弾性支持機構)によって、弾性的に行う。このバネ40による弾性的支持によって、第二のパンチ15、18を、第一のパンチ11に対して別個に変位できるようにすることができる。即ち、成形前半、特に成形開始時の、第一のパンチ11に対する第二のパンチ15、18の相対的な位置を、プレス下死点での第一のパンチ11に対する第二のパンチ15、18の相対的な位置に比べて、ダイス側に予め変位させることができる。この結果、第二のパンチ15、18をアルミニウム合金板における断面高さが低い側の成形面部位33と、弾性的に接触させることができる。
(Support mechanism for split punch)
Each of the second punches 15 and 18 is elastically supported by an elastic body (elastic support mechanism) such as a spring 40. By the elastic support by the spring 40, the second punches 15 and 18 can be separately displaced with respect to the first punch 11. In other words, the relative positions of the second punches 15 and 18 with respect to the first punch 11 at the start of molding, particularly at the start of molding, are determined as the second punches 15 and 18 with respect to the first punch 11 at the press bottom dead center. Compared to the relative position, the die can be displaced in advance. As a result, the second punches 15 and 18 can be elastically brought into contact with the molding surface portion 33 on the side having a low cross-sectional height in the aluminum alloy plate.

一方、バネ40による弾性的支持によって、第一のパンチ11による成形が進むにつれ、第一のパンチ11とダイス22との相対的な接近に応じて、第二のパンチ15、18に、ダイス22によって上方から圧縮力を作用させ、第二のパンチ15、18を弾性的に下降させる(下方に沈み込ませる)ことができる。このため、プレス下死点では、第二のパンチ15、18のダイスに対する相対位置が、プレス成形中に比べて、第一のパンチ11側の方に移動する。これによって、所定の成形面の高さの差を有する製品形状が得られる。   On the other hand, as the molding by the first punch 11 progresses due to the elastic support by the spring 40, the second punch 15, 18 is moved to the die 22 according to the relative approach between the first punch 11 and the die 22. By applying a compressive force from above, the second punches 15 and 18 can be elastically lowered (sunk downward). For this reason, at the press bottom dead center, the relative position of the second punches 15 and 18 with respect to the die moves toward the first punch 11 as compared to during press molding. Thereby, a product shape having a difference in height of a predetermined molding surface is obtained.

バネ40による第二のパンチ15、18の弾性的支持によって、成形が進行するにつれて、第二のパンチのダイスに向かう移動を停止させ、ダイスとの間に板を挟持した状態を維持しながら成形することができる。   Due to the elastic support of the second punches 15 and 18 by the spring 40, as the molding proceeds, the movement of the second punch toward the die is stopped, and the molding is performed while maintaining the state in which the plate is sandwiched between the die. can do.

また、このような弾性的支持の態様は、第二のパンチとバネやダイクッションなどの弾性支持機構(手段)とを組み合わせることで可能であり、比較的単純な金型構成で達成可能であり、設備上好ましい。これに対して、第一のパンチに対して、第二のパンチの変位を独立的に制御するような機構を設けた場合、プレス装置は設備的に複雑になる。   Further, such an elastic support mode can be achieved by combining the second punch and an elastic support mechanism (means) such as a spring or a die cushion, and can be achieved with a relatively simple mold configuration. It is preferable in terms of equipment. On the other hand, when a mechanism for independently controlling the displacement of the second punch is provided for the first punch, the press apparatus becomes complicated in terms of equipment.

(プレス装置の具体的な態様)
図1、2において、パンチ11は、ボルスタ上に剛体的に取り付けられる。一方第二のパンチ15、18は、前記したバネ40や、あるいはガススプリングなどの弾性体を介して、ボルスタ21に結合されており、第二のパンチ15、18に上方から圧縮力が作用すれば下方に沈み込む構造となっている。別の態様として、第二のパンチ15を、前記した通り、複数個設け、各々別個の油圧などの駆動装置を介して、上型に対して、各々別個に進退可能(昇降可能)なように構成しても良い。
(Specific embodiment of press device)
1 and 2, the punch 11 is rigidly mounted on the bolster. On the other hand, the second punches 15 and 18 are coupled to the bolster 21 via the elastic body such as the spring 40 or the gas spring described above, and a compressive force is applied to the second punches 15 and 18 from above. For example, the structure sinks downward. As another embodiment, a plurality of second punches 15 are provided as described above, and each of the second punches 15 can be moved forward and backward (movable up and down) individually with respect to the upper die via a drive device such as a separate hydraulic pressure. It may be configured.

上型のダイス22は、昇降装置に連結されたスライド( 図示しない) に取り付けられている。ダイス22は、成形品中央の成形面2、3や段差4に各々相当する、24、26(成形面2、3に相当)、25(段差4に相当)などの成形面を各々有している。   The upper die 22 is attached to a slide (not shown) connected to the lifting device. The dies 22 have molding surfaces such as 24, 26 (corresponding to the molding surfaces 2 and 3), 25 (corresponding to the step 4) corresponding to the molding surfaces 2 and 3 and the step 4 at the center of the molded product, respectively. Yes.

また、ダイス22の最外周部には、下型のブランクホルダー(しわ押さえ部材)20のしわ押さえ面(上面)20a、20aと各々対向する位置に、外枠状のしわ押さえ面(成形品周縁部のフランジ8に相当)27、27が形成されている。ブランクホルダー20は、クッションピン23により保持されており、プレス装置の下部の油圧機構で発生する上向きの力が、クッションピン23を介して、ブランクホルダー20に伝えられ、しわ押さえ力としてブランクを保持するのに使われる。   Further, an outer frame-shaped wrinkle pressing surface (periphery of the molded product) is provided on the outermost peripheral portion of the die 22 at positions facing the wrinkle pressing surfaces (upper surface) 20a, 20a of the lower die blank holder (wrinkle pressing member) 20, respectively. 27 and 27 are formed. The blank holder 20 is held by a cushion pin 23, and an upward force generated by a hydraulic mechanism at the lower part of the press device is transmitted to the blank holder 20 through the cushion pin 23, and the blank is held as a wrinkle holding force. Used to do.

(成形の具体的な態様)
図1、2を用いて、本発明アルミニウム合金板のプレス成形の具体的な態様を説明する。
(Specific Mode of Molding)
A specific embodiment of press forming of the aluminum alloy plate of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1、2のプレス装置にアルミニウム合金板30をセットした成形開始前の状態では、板30の最周縁部31が、ダイス22の周辺部に位置するしわ押さえ面27、27と、ブランクホルダー20、20のしわ押さえ面20a、20aとによって、適当なしわ押さえ力で挟持される。このしわ押さえ力は、通常のアルミニウム合金板のプレス成形で用いられる範囲で良い。ここで、ブランクホルダー20は、アルミニウム合金板30がセットされる前は、各々クッションピン23により、上限位置に保持されている。   In the state before the start of molding in which the aluminum alloy plate 30 is set in the press device of FIGS. 1 and 2, the outermost peripheral portion 31 of the plate 30 is provided with the wrinkle holding surfaces 27 and 27 positioned at the peripheral portion of the die 22 and the blank holder 20. , 20 with the appropriate wrinkle pressing force. This wrinkle holding force may be in a range used in press forming of a normal aluminum alloy plate. Here, the blank holder 20 is held at the upper limit position by the cushion pin 23 before the aluminum alloy plate 30 is set.

(成形前半:第二のパンチの作用)
図1、2のように、例えば、ダイス22が成形の下死点位置より上方65mmの位置まで下降した状態では、このダイス22の下降にあわせて、ブランクホルダー20、20は、その一部であるしわ押さえ面20a、20aと、ダイス22の周辺に位置するしわ押さえ面27、27との協働により、アルミニウム合金板30を挟持した状態のまま、沈み込む動きをする。
(First half of molding: second punch action)
As shown in FIGS. 1 and 2, for example, when the die 22 is lowered to a position 65 mm above the bottom dead center position of the molding, the blank holders 20 and 20 are part of the die 22 as the die 22 is lowered. With the cooperation of the wrinkle pressing surfaces 20a, 20a and the wrinkle pressing surfaces 27, 27 located around the die 22, the aluminum alloy plate 30 is sandwiched and moved down.

この状態で、第一のパンチ11の成形開始に引き続き、第二のパンチ15が前記板非接触部位33との接触、あるいは成形を開始する。このために、第二のパンチ15、18を、できるだけ早いタイミングで、板非接触部位33への接触あるいは成形を開始すべく、予めダイス22側に向けて変位させた状態としている。即ち、第一のパンチ11に対する第二のパンチ15の相対的な位置を、プレス下死点での第一のパンチ11に対する第二のパンチ15の相対的な位置に比べて、ダイス22側に予め変位させている。   In this state, following the start of molding of the first punch 11, the second punch 15 starts contacting or molding with the plate non-contact portion 33. Therefore, the second punches 15 and 18 are in a state of being displaced in advance toward the die 22 side in order to start contact or molding to the plate non-contact portion 33 at the earliest possible timing. That is, the relative position of the second punch 15 with respect to the first punch 11 is closer to the die 22 than the relative position of the second punch 15 with respect to the first punch 11 at the press bottom dead center. It is displaced in advance.

ここで、前記非接触部位を解消して、素材板に与える張力を制御できるとともに、素材板のしわ変形を防止する効果を発揮さえできれば、第二のパンチ15、18を、板非接触部位33へ、単に接触させるか、あるいは積極的にこの部位を成形するかは、適宜選択される。但し、通常のプレス成形条件では、前記非接触部位(前記パネルの下死点近傍まで第一のパンチと接触しない部位)と単に接触するだけではなく、更に進んでこの部位を成形する方が好ましい。この部位を成形する方が、前記非接触部位を解消して、素材板に与える張力を制御するとともに、素材板端部のしわ変形を防止できる効果を発揮しやすいからである。   Here, if the non-contact portion can be eliminated and the tension applied to the material plate can be controlled and the effect of preventing the wrinkle deformation of the material plate can be exhibited, the second punches 15 and 18 are attached to the plate non-contact portion 33. Whether to simply make contact or to positively form this portion is appropriately selected. However, under normal press molding conditions, it is preferable not only to contact the non-contact part (the part that does not contact the first punch to the vicinity of the bottom dead center of the panel) but to further proceed to form this part. . This is because forming this portion easily eliminates the non-contact portion, controls the tension applied to the material plate, and easily exerts the effect of preventing wrinkle deformation of the end portion of the material plate.

(第一パンチによる板の成形)
ダイス22は第一のパンチ11に向かって引き続き下降し、第一のパンチ11による板30の成形が進行する。即ち、第一のパンチ11の製品形成面12、13、14などが、ダイスの製品形成面24、25、26などとの協働で、板を前記パネル部位2、3、4に成形する。
(Forming the plate with the first punch)
The die 22 continues to descend toward the first punch 11 and the forming of the plate 30 by the first punch 11 proceeds. That is, the product forming surfaces 12, 13, 14 and the like of the first punch 11 cooperate with the product forming surfaces 24, 25, 26 and the like of the die to form the plate into the panel portions 2, 3, and 4.

この際、前記した通り、既に板非接触部位33と接触乃至板非接触部位33の成形を開始している第二のパンチ15、18によって、第一のパンチ11により成形される板30は、パンチ11本体側の肩R部A、ダイス22側の成形面25、26の肩R部に当接するBポイント、第二のパンチ15、18側の成形面16、19の肩R部に当接するE1、E2ポイント、パンチ11側の成形面13の肩R部に当接するCポイント、ダイアール部のDポイントで、金型との接触をもち、拘束される。   At this time, as described above, the plate 30 formed by the first punch 11 by the second punches 15 and 18 that have already started forming the plate non-contact portion 33 and the contact or plate non-contact portion 33, The punch 11 body side shoulder R part A, the die 22 side molding surface 25, contact the shoulder R part of the 26, the second punch 15, 18 side molding surface 16, 19 contact the shoulder R part At the points E1 and E2, the point C contacting the shoulder R portion of the molding surface 13 on the punch 11 side, and the point D of the dial portion, contact with the mold is restricted.

これによって、第一のパンチ11が、ダイス22との協働で、アルミニウム合金板30を成形する際に、板非接触部位33に対し、金型から張力を与えて拘束しながら成形することが可能となる。このため、本発明が対象とするオイルパンなど、前記した図4、5などのように、パネル上部に平面的な成形面2、3を有し、かつ、これら成形面2、3の断面高さが急変するような段差部4を有する自動車部品やメンバー部品をアルミニウム合金板からプレス成形する場合でも、前記自由変形部位を解消して、この板(成形中のパネル)の領域全般に亙って、張力を作用させることができる。   As a result, when the first punch 11 forms the aluminum alloy plate 30 in cooperation with the die 22, the first punch 11 can be formed while restraining the plate non-contact portion 33 by applying tension from the mold. It becomes possible. For this reason, as shown in FIGS. 4 and 5 such as the oil pan which is the subject of the present invention, the flat upper surfaces of the panel have the molding surfaces 2 and 3, and the sectional heights of these molding surfaces 2 and 3 are high. Even when an automobile part or member part having a stepped portion 4 whose height changes abruptly is press-formed from an aluminum alloy plate, the above-mentioned free deformation portion is eliminated and the entire region of this plate (panel being formed) is covered. Thus, tension can be applied.

この結果、成形の比較的初期から発生するしわに対しても、抑制効果を発揮でき、前記した図4、5などで示した、成形面3の面のしわ9a、また、側壁5の面のしわ9bの発生を各々防止できる。また、パンチから素材板に加わる成形荷重は、第一のパンチ11の成形面12に加えて、第二のパンチ15、18側の成形面16、19からも伝わり、金型の肩部A、Fなどでの板部位の応力集中が緩和され、破断を防止できる。   As a result, it is possible to exert a suppressing effect on wrinkles generated from a relatively early stage of molding, and the wrinkles 9a on the surface of the molding surface 3 and the surfaces of the side walls 5 shown in FIGS. The generation of wrinkles 9b can be prevented. Further, the molding load applied from the punch to the material plate is transmitted from the molding surfaces 16 and 19 on the second punch 15 and 18 side in addition to the molding surface 12 of the first punch 11, and the shoulder A of the mold, Stress concentration at the plate portion due to F or the like is relaxed, and breakage can be prevented.

(成形後半:成形下死点近傍)
上記した状態以降で、引き続き、ダイス22が第一パンチ11に向かって、成形下死点から32mm上方の位置まで移動(下降)した場合を説明する。この状態では、第二のパンチ15、18によるしわ抑制作用、即ち、第二パンチ15、18による板非接触部位33への接触あるいは成形の機能は、接触あるいは成形の進行とともに増大する。そして、ダイス22の成形面26と、第二のパンチ15、18の成形面16、19とが、板非接触部位33を隙間なく挟持する位置で最大となる。
(The second half of molding: Near bottom dead center of molding)
After the above-described state, a case will be described in which the die 22 moves (lowers) toward the first punch 11 to a position 32 mm above the molding bottom dead center. In this state, the wrinkle suppressing action by the second punches 15 and 18, that is, the function of contacting or forming the plate non-contact portion 33 by the second punches 15 and 18 increases with the progress of contact or forming. The molding surface 26 of the die 22 and the molding surfaces 16 and 19 of the second punches 15 and 18 are maximized at a position where the plate non-contact portion 33 is sandwiched without a gap.

しかし、この機能は、これ以降の成形工程で、さらに増大させる必要は無く、それ以降はほぼ同程度で良い。即ち、上記第一のパンチ11が、ダイス22に向かって32mmまで相対的に移動(上昇)した状態より以降は、同程度の張力を与えるだけでよい。前記した通り、成形面3の上面のしわ9a、また、側壁5の側面のしわ9bが発生するか否かは、第一のパンチ11による上記成形工程の前半で決まる。   However, this function does not need to be further increased in the subsequent molding steps, and may be approximately the same thereafter. That is, after the first punch 11 is relatively moved (raised) up to 32 mm toward the die 22, it is only necessary to apply the same level of tension. As described above, whether or not the wrinkle 9 a on the upper surface of the molding surface 3 and the wrinkle 9 b on the side surface of the side wall 5 are generated is determined in the first half of the molding process using the first punch 11.

(第二のパンチの下降)
一方、本発明では、この成形工程の後半では、成形品製品の最終形状を得るために、成形が進行してダイス22が下死点に近づくにつれて、第二のパンチ15、18を弾性的に下降させる。この弾性的な下降自体は、第一のパンチ11とダイス22との相対的な接近に応じて、ダイス22によって、第二のパンチ15、18に上方から圧縮力を作用させれば可能である。即ち、第二のパンチ15、18を支持するバネ40が、ダイス22の上方からの圧縮力によって縮み、第二のパンチ15、18を弾性的に下降させる(下方に沈み込ませる)ことができる。
(Descent of second punch)
On the other hand, in the present invention, in the latter half of the molding process, in order to obtain the final shape of the molded product, the second punches 15 and 18 are elastically moved as the molding progresses and the die 22 approaches the bottom dead center. Lower. This elastic lowering itself is possible by applying a compressive force from above to the second punches 15 and 18 by the die 22 in accordance with the relative approach between the first punch 11 and the die 22. . That is, the spring 40 that supports the second punches 15 and 18 can be contracted by the compressive force from above the die 22, and the second punches 15 and 18 can be elastically lowered (sunk downward). .

第二のパンチ15、18の弾性的な下降によって、プレス下死点では、第二のパンチ15、18のダイスに対する相対位置が、プレス成形中に比べて、第一のパンチ11側の方に移動する。最終的には、第二のパンチ15、18は、下方へ降下しきった位置で停止し、製品形状と同じ段差を形成しつつ、パネルへの成形を終了させる。これによって、第二のパンチの作用により、プレス成形中の成形金型の形状が、最終製品形状と違っているにもかかわらず、最終製品形状パネルを精度よくプレス成形できる。   Due to the elastic lowering of the second punches 15 and 18, the relative position of the second punches 15 and 18 with respect to the die is closer to the first punch 11 side at the press bottom dead center than during press molding. Moving. Eventually, the second punches 15 and 18 stop at a position where they are lowered downward, and finish forming the panel while forming the same step as the product shape. Thereby, the final product shape panel can be accurately press-formed by the action of the second punch, even though the shape of the molding die during press molding is different from the final product shape.

以上のように成形されたパネル成形品は、部分的な成形や、トリミング加工されるなどして、オイルパンなどの自動車部品やメンバー部品パネルに仕上げられる。   The panel molded product molded as described above is finished into an automotive part such as an oil pan or a member part panel by being partially molded or trimmed.

本発明では、以上説明したように、パネル成形時のしわ発生防止と割れ発生防止とを両立させることができる。この結果、本発明によれば、オイルパンなどの自動車部品やメンバー部品など、成形が難しい形状の大型パネルであっても、成形が可能となる。   In the present invention, as described above, it is possible to achieve both prevention of wrinkling and prevention of cracking during panel molding. As a result, according to the present invention, even a large-sized panel that is difficult to be molded, such as an automobile part such as an oil pan or a member part, can be molded.

(アルミニウム合金)
本発明で用いるアルミニウム合金は、剛性、強度、成形性、耐食性など、パネル用途の要求特性に応じた、AA乃至JIS規格に規定される乃至含まれる、3000系、5000系、6000系、7000系などから選択されるアルミニウム合金材料が適宜選択される。
(Aluminum alloy)
The aluminum alloy used in the present invention includes 3000 series, 5000 series, 6000 series, and 7000 series that are specified or included in AA to JIS standards according to required characteristics for panel use such as rigidity, strength, formability, and corrosion resistance. An aluminum alloy material selected from the above is appropriately selected.

以下に、本発明の実施例を説明する。AA5182−O材のアルミニウム合金板を、図4に示した形状のオイルパン1aに絞り成形した。そして、成形品のしわ発生状況を調査した。   Examples of the present invention will be described below. An aluminum alloy plate of AA5182-O material was drawn into an oil pan 1a having the shape shown in FIG. And the wrinkle generation situation of a molded article was investigated.

このアルミニウム合金板の0.2%耐力は130MPa、引張強さは250MPa、伸びは30%、板厚は1.0mmとした。また、成形した、オイルパン1aの各部の形状、寸法は図6(a)、(b)に示す通りとした。図6で表示している数値の単位はmmである。   The aluminum alloy plate had a 0.2% proof stress of 130 MPa, a tensile strength of 250 MPa, an elongation of 30%, and a plate thickness of 1.0 mm. Moreover, the shape and dimension of each part of the molded oil pan 1a were as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). The unit of the numerical value displayed in FIG. 6 is mm.

発明例で使用したプレス装置はパンチを分割したプレス装置10(単動型メカニカルプレス機)を用い、発明例1は図1、発明例2は図3のプレス装置を各々用いた。また、比較例1は図8の従来の一体パンチによるプレス装置を用いた。比較例2は図10のプレス装置を用いた。比較例3は図9のプレス装置を用いた。材料と金型間の潤滑には、市販の洗浄防錆油(粘度3.9cSt)を用い、成形速度は5spmとし、しわ押さえ力は200kNとした。   The press apparatus used in the invention example used a press apparatus 10 (single-acting mechanical press machine) in which the punch was divided. The invention example 1 used the press apparatus shown in FIG. 1, and the invention example 2 used the press apparatus shown in FIG. In Comparative Example 1, the conventional press device using an integral punch shown in FIG. 8 was used. In Comparative Example 2, the press apparatus shown in FIG. 10 was used. In Comparative Example 3, the press apparatus shown in FIG. 9 was used. For lubrication between the material and the mold, a commercially available cleaning rust preventive oil (viscosity 3.9 cSt) was used, the molding speed was 5 spm, and the wrinkle holding force was 200 kN.

発明例の成形方法は、前記した段落0067〜0079の具体的な態様とした。ここで、第一のパンチ11に対する第二のパンチ15の相対的な位置を、プレス下死点での第一のパンチ11に対する第二のパンチ15の相対的な位置に比べて、ダイス22側に予め70mmだけ変位させた。これによって、第一のパンチ11による素材板の成形に引き続き、第二のパンチ15を、板非接触部位33への接触あるいは成形を開始すべく、予め浮かせた状態とした。   The molding method of the invention example was a specific embodiment of the above paragraphs 0067-0079. Here, the relative position of the second punch 15 with respect to the first punch 11 is compared with the relative position of the second punch 15 with respect to the first punch 11 at the press bottom dead center. Previously displaced by 70 mm. Thus, following the forming of the material plate by the first punch 11, the second punch 15 is brought into a floating state in advance so as to start contact with or form the plate non-contact portion 33.

成形品のしわ発生の評価は、成形面3の上面のしわ9a、また、側壁5の側面のしわ9bの両方に対して、発生状況を各々目視にて評点し、各成形試験5回の平均評点数が高いものを良品とした。上面のしわ9aの評点は、重なりしわが複数発生の場合を1点、重なりしわが1本発生のみの場合を3点、重なりしわが発生していない場合を5点とした。側面のしわ9bの評点は、重なりしわが1本でも発生の場合を1点、深さ5mm以上のしわが発生の場合を2点、深さ5mm以下、3mmmを超えるしわが発生の場合を3点、深さ3mm以下のしわが発生の場合を4点、いずれのしわも無い場合を5点とした。   The evaluation of the occurrence of wrinkles in the molded product was performed by visually evaluating the occurrence of both the wrinkles 9a on the upper surface of the molding surface 3 and the wrinkles 9b on the side surfaces of the side walls 5, and averaged five times for each molding test. A product with a high score was regarded as a non-defective product. The score of the upper wrinkle 9a was 1 point when multiple overlapping wrinkles occurred, 3 points when only 1 overlapping wrinkle occurred, and 5 points when no overlapping wrinkles occurred. The side wrinkle 9b has a score of 1 point when even one wrinkle occurs, 2 points when a wrinkle with a depth of 5 mm or more occurs, 3 points when a wrinkle with a depth of 5 mm or less and more than 3 mm is generated. In the case where wrinkles with a depth of 3 mm or less were generated, 4 points were given, and when no wrinkles were given, 5 points were given.

図7に示す通り、発明例1、2では、上面のしわ9aの評点が5であり、しわが発生しておらず、側面のしわ9bも評点が3であり、しわが深さ5mm以下に抑制されている。   As shown in FIG. 7, in Invention Examples 1 and 2, the score of the upper surface wrinkle 9a is 5, no wrinkle is generated, the side wrinkle 9b also has a score of 3, and the wrinkle has a depth of 5 mm or less. It is suppressed.

これに対して、比較例3は上面のしわ9aの評点が3であり、重なりしわが発生している。比較例1は上面のしわ9a、側面のしわ9bともに、評点が1であり、この両方の面にしわが発生している。比較例2は上面のしわ9aの評点が1であり、特に側面のしわ9bが発生している。   On the other hand, in Comparative Example 3, the score of the upper wrinkle 9a is 3, and overlapping wrinkles are generated. In Comparative Example 1, both the upper wrinkle 9a and the side wrinkle 9b have a score of 1, and wrinkles are generated on both surfaces. In Comparative Example 2, the score of the upper surface wrinkle 9a is 1, and the side surface wrinkle 9b is particularly generated.

なお、成形品の割れも各々目視にて評価した結果、発明例、比較例ともに割れは発生していなかった。これらの実施例から、本発明成形方法の、難成形パネルを成形するに際してのしわを抑制する効果が裏付けられる。   In addition, as a result of visually evaluating the cracks of the molded products, no cracks occurred in the inventive examples and the comparative examples. From these Examples, the effect of suppressing wrinkles when molding a difficult-to-form panel by the molding method of the present invention is supported.

本発明によれば、以上説明したように、パネル成形時のしわ発生防止と割れ発生防止とを両立させることができる。この結果、オイルパンなどの自動車部品やメンバー部品など、成形が難しい形状の大型パネルであっても、成形が可能となる。このため、自動車部品やメンバー部品用途に、成形素材としてのアルミニウム合金板の用途を大きく拡大するものであり、工業的な価値が大きい。   According to the present invention, as described above, it is possible to achieve both prevention of wrinkling and prevention of cracking during panel molding. As a result, even large panels that are difficult to form, such as automobile parts such as oil pans and member parts, can be formed. For this reason, the use of the aluminum alloy plate as a forming material is greatly expanded for automobile parts and member parts, and the industrial value is great.

本発明の一態様を示すプレス装置の断面図である。It is sectional drawing of the press apparatus which shows 1 aspect of this invention. 本発明の他の態様を示すプレス装置の断面図である。It is sectional drawing of the press apparatus which shows the other aspect of this invention. 本発明のパンチ分割の他の態様を示すパンチの断面図である。It is sectional drawing of the punch which shows the other aspect of the punch division | segmentation of this invention. オイルパンの一態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the one aspect | mode of an oil pan. 他の自動車部品の一態様を示す斜視図である。It is a perspective view showing one mode of other automobile parts. 成形試験したオイルパンの形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shape of the oil pan which carried out the shaping | molding test. 成形試験した各オイルパン例のしわ発生の評点を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the score of wrinkle generation | occurrence | production of each oil pan example which carried out the shaping | molding test. 従来の成形方法の一態様を示すプレス装置の断面図である。It is sectional drawing of the press apparatus which shows the one aspect | mode of the conventional shaping | molding method. パンチ分割の他の態様である比較例を示すパンチの断面図である。It is sectional drawing of the punch which shows the comparative example which is another aspect of punch division | segmentation. パンチ分割の他の態様である比較例を示すパンチの断面図である。It is sectional drawing of the punch which shows the comparative example which is another aspect of punch division | segmentation. 従来の成形方法を示すプレス装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the press apparatus which shows the conventional forming method.

符号の説明Explanation of symbols

1:オイルパン、2、3:成形面上面、4:段差部、
5、6、7:側壁(縦壁)、8:フランジ、9:しわ、10:プレス装置、
11:第一のパンチ、12、13、14、17:パンチ成形面、
15、18、50、52:第二のパンチ、16、19:第二のパンチ成形面、
40、51、53:バネ、20:ブランクホルダー、21:ボルスタ、
22:ダイス、23:クッションピン、24、25、26:ダイス成形面、
30:板、31:板の最周縁部、32〜37:板の成形面、
1: oil pan, 2, 3: top surface of molding surface, 4: stepped portion,
5, 6, 7: side wall (vertical wall), 8: flange, 9: wrinkle, 10: press device,
11: 1st punch, 12, 13, 14, 17: Punch molding surface,
15, 18, 50, 52: second punch, 16, 19: second punch forming surface,
40, 51, 53: Spring, 20: Blank holder, 21: Bolster,
22: Die, 23: Cushion pin, 24, 25, 26: Die molding surface,
30: plate, 31: outermost peripheral portion of plate, 32-37: molding surface of plate,

Claims (4)

上部の平面的な成形面同士の断面高さが急変する段差部を有する成形品パネルに、アルミニウム合金板をプレス成形する方法であって、パネルを成形する第一のパンチの前記平面的な成形面のうちの断面高さが低い側の成形面に相当するパンチ部位の一部を、第二のパンチに分割して、この第二のパンチを第一のパンチに対して別個に変位できるように弾性的に支持し、ダイス外周に設けられたしわ押さえ面と、それに相対して設けられたブランクホルダーにより、アルミニウム合金板の外周部を挟持した上で、第一のパンチとダイスとを相対的に移動させて、アルミニウム合金板をプレス成形するに際し、プレス成形開始時には、第一のパンチに対する第二のパンチの相対的な位置を、プレス下死点での第一のパンチに対する第二のパンチの相対的な位置に比べて、予めダイス側に変位させて、第二のパンチをアルミニウム合金板における前記断面高さが低い側の成形面部位と接触させる一方、第一のパンチによる成形が進むにつれて、第一のパンチとダイスとの相対的な接近によるダイスの圧縮力を作用させて、第二のパンチを弾性的に下降させることを特徴とするアルミニウム合金板のプレス成形方法。   A method of press-molding an aluminum alloy plate on a molded product panel having a stepped portion in which the cross-sectional height of the upper planar molding surfaces changes suddenly, and the planar molding of the first punch for molding the panel A part of the punch portion corresponding to the molding surface with the lower cross-sectional height of the surface is divided into the second punch so that the second punch can be separately displaced with respect to the first punch. The first punch and the die are relative to each other after the outer peripheral portion of the aluminum alloy plate is sandwiched between the wrinkle holding surface provided on the outer periphery of the die and the blank holder provided opposite thereto. When the aluminum alloy plate is press-molded, the relative position of the second punch with respect to the first punch is changed to the second punch with respect to the first punch at the press bottom dead center. punch Compared to the relative position, it is displaced in advance to the die side, and the second punch is brought into contact with the molding surface portion on the side of the aluminum alloy plate where the cross-sectional height is low, while the molding by the first punch proceeds. A press forming method of an aluminum alloy plate, wherein a compressive force of a die due to a relative approach between the first punch and the die is applied to lower the second punch elastically. 前記成形品パネルが自動車のメンバー部品である請求項1に記載のアルミニウム合金板のプレス成形方法。   The method of press-forming an aluminum alloy plate according to claim 1, wherein the molded product panel is a member part of an automobile. 前記自動車のメンバー部品がオイルパンである請求項2に記載のアルミニウム合金板のプレス成形方法。   The aluminum alloy sheet press forming method according to claim 2, wherein the member part of the automobile is an oil pan. 請求項1から3のいずれかのアルミニウム合金板のプレス成形方法に用いるプレス成形装置であって、ダイス外周に設けられたしわ押さえ面と、それに相対して設けられたブランクホルダーにより板の外周部を挟持した上で、パンチとダイスとを相対的に移動させて板をプレス成形するものであり、第一のパンチの前記平面的な成形面のうちの断面高さが低い側の成形面に相当するパンチ部位の一部を、第二のパンチに分割して、この第二のパンチを第一のパンチに対して別個に変位できるように弾性的に支持したことを特徴とするアルミニウム合金板のプレス成形装置。   A press forming apparatus for use in the press forming method for an aluminum alloy plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer peripheral portion of the plate is formed by a wrinkle holding surface provided on the outer periphery of the die and a blank holder provided opposite thereto. The plate is press-molded by relatively moving the punch and the die, and the molding surface on the side having the lower cross-sectional height of the planar molding surface of the first punch is used. An aluminum alloy plate characterized in that a part of the corresponding punch portion is divided into second punches and elastically supported so that the second punches can be displaced separately with respect to the first punches. Press molding equipment.
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