JP4970900B2 - Press working method and molding apparatus used therefor - Google Patents
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Description
本発明はプレス加工法およびそれに用いる成形装置に関する。 The present invention relates to a press working method and forming shapes device Ru use therein.
フランジ部を有するハット曲げ形状製品などのプレス成形においては、プレス加工に伴うスプリングバックが生ずるため、金型形状に対する形状凍結性が低い。とくに最近自動車の部品などに使用されている高張力鋼板は、スプリングバック量が多い。このため、金型の製造に関しては、最終形状を確かめながら、いわゆるトライアルエラーで修正していく必要があり、生産効率が低い。スプリングバックの影響を低減する方法として、曲げ絞り工程後に胴突き成形(リストライク;決め押し)工程を設け、曲げ絞り工程で発生した金型形状に対する製品の変形を矯正する方法が採用されている。さらに特許文献1などは、種々の理論に基づくスプリングバックの抑制方法を提案している。
In press molding of a hat bent shape product having a flange portion, a spring back is generated due to press processing, so that the shape freezing property with respect to the mold shape is low. In particular, high-strength steel sheets used recently for automobile parts have a large amount of springback. For this reason, it is necessary to correct the mold with a so-called trial error while confirming the final shape, and the production efficiency is low. As a method for reducing the influence of the spring back, a method of correcting a product deformation with respect to the mold shape generated in the bending drawing step by adopting a barrel piercing (restricting) step after the bending drawing step is adopted. Further,
たとえば特許文献1は、金属板を断面コ字状あるいはL字状に成形するに際し、一旦所望の曲げ角度よりもオーバーベンドした後、略所望の折り曲げ角度まで曲げ戻すことにより、スプリングバックを緩和する方法を提案している。すなわち、一旦オーバーベンドした縦壁部の曲げ角に曲げ戻し加工を施して残留応力を開放することにより、天板に対する縦壁のスプリングバックを減少させる。
For example, in
また、特許文献2は、ハット型断面の成形品をプレス成形するとき、ポンチの根元部とダイとの間に隙間を開けて金属板にオーバーラン現象を生じさせると共に、上下二重にしたポンチのうち、下側のポンチでオーバーラン後の金属板を曲げ戻す成形方法を提案している。この方法も縦壁を絞り成形するときの残留応力を少なくし、天板に対する縦壁の角度を正確にし、反りを少なくする方法である。
特許文献3は、ブランクホルダを用いないポンチを用いて絞り成形し、最後にフランジ部を曲げ成形することにより、縦壁の反りを少なくするハット型断面部品の成形方法を開示している。この方法は絞り成形のときにブランクホルダを用いないことにより、曲げ戻しの工程を経由させず、それにより、反りを減少させるものである。
非特許文献1には、高張力鋼板をハット曲げして自動車の部品を成形するときのスプリングバックを抑制して形状凍結性を向上させるため、曲げ加工のときにワークの長手方向に圧縮力を付与し、板の表裏に渡って均一な圧縮ひずみを付加する技術が開示されている。
Non-Patent
非特許文献2はスプリングバックの発生メカニズムについて詳述しており、オーバーランによる縦壁の張力制御に言及している。さらに非特許文献2は、曲げ絞り加工の初期段階では皺押さえ力を小さくしておき、加工の最終段階で皺押さえ力を大きくして決め押しをする方法を先行する技術として紹介している。非特許文献2は、この方法は通常のプレスでは実現が困難であると述べた上で、曲げ絞り加工についで決め押し加工を行うと共に、決め押し加工のときに可変ビード成形を併用すること、決め押し加工のときに金型切削加工時のカスプ目をコイニングとして応用する方法を提案している。
他方、特許文献4には、それぞれ左右および中央の3個のブロックを組み合わせた下型および上型を用い、中央のブロックを交換することにより、複数種類の製品を形成することができる曲げ絞り型が開示されている。特許文献5にも、同様なブロック組み替え方式のハイドロフォーミング用金型が開示されている。
On the other hand,
特許文献1および特許文献2の加工法は、曲げ加工と曲げ戻し加工とを行うので、異なる金型を用いて2工程で加工する必要がある。そのため、2基の金型を要し、2台のプレスを用いるので設備や工具のコストが高くなる。なお、1台のプレスに2基の金型を並べ、トランスファー装置などの搬送装置を用いて加工することも可能であるが、通常は曲げ絞り型のダイハイトと曲げ戻し型のダイハイトは異なるため、それらを合わせるために手間がかかり、搬送装置が必要になる。また、特許文献3の加工法も、絞り成形とフランジ曲げ成形の2種類の金型を要する。
Since the processing methods of
他方、非特許文献1の加工法は、1回の加工(スライドの1行程)で加工を完了することができるが、ワークの長手方向に圧縮力を付与するため、絞り加工の途中でフランジ部をガイドによって拘束させるなど、特殊な成形技術が必要であり、金型も特殊なものが要求される。非特許文献2は、曲げ絞り加工と決め押し加工とをその順に行うため、従来の成形技術および金型をほぼそのまま利用できるメリットがあるが、特許文献1〜3と同様に2工程を要する。さらに曲げ絞り型と決め押し型ではダイハイトが異なるので、前述と同様の問題がある。
On the other hand, the processing method of Non-Patent
特許文献4および5は、1個の金型だけで、2種類の寸法が異なる製品を製造することができる。すなわち金型の形状を変化させることができる。ただし加工の途中に変化させることはできないため、プレスから取り外した状態で変形させる。また、成形の種類も変化させることはできず、同一の絞り成形の部分的な寸法を変化させる程度である。
In
本発明は非特許文献2の曲げ絞り工程と決め押し工程を行う加工方法に、特許文献4、5の金型を変化させるアイデアを組み合わせ、1台の金型で異なる成形に対応でき、1個のワークに対し、同一の金型で曲げ絞り成形と胴突き成形(決め押し)を順に行うことができるプレス加工法を提供することを技術課題としている。さらに本発明は、そのようなプレス加工法に適する成形装置を提供することを技術課題としている。
The present invention combines the idea of changing the dies described in
本発明のプレス加工法は、絞り工程または曲げ絞り工程と胴突成形工程とをその順に行うプレス加工法であって、前記絞り工程または曲げ絞り工程を、パンチと、ダイと、パンチまたはダイのいずれか一方に上下移動自在に設けられると共にワークを介して他方と当接する当接部材と、その当接部材の上下ストロークを制限/解除する手段とを備えた絞り型または曲げ絞り型により、第1の下死点まで加圧することにより行い、前記胴突き成形工程を、前記絞り型または曲げ絞り型からワークを取り出すことなく、その絞り型または曲げ絞り型を前記当接部材の上下ストロークを制限することにより、胴突き成形型に変化させ、第2の下死点まで加圧することによりワークを挟圧して行うことを特徴としている(請求項1)。第1の下死点の位置と第2の下死点の位置は通常は異なるが、同一であってもよい。このようなプレス加工法においては、前記第1の下死点による加圧と第2の下死点による加圧をサーボプレスによりスライドの1行程中に行うのが好ましい(請求項2)。 The press working method of the present invention is a press working method in which a drawing process or a bending drawing process and a body bump forming process are performed in this order, and the drawing process or the bending drawing process is performed by a punch, a die, and a punch or a die. By means of a drawing die or a bending drawing die provided with a contact member that is provided on either one so as to be vertically movable and abuts against the other through a workpiece, and means for limiting / releasing the vertical stroke of the contact member . 1 by pressing up to the bottom dead center, and the upper and lower strokes of the abutment member are limited to the drum mold or the bending diaphragm without taking out the workpiece from the diaphragm or bending diaphragm. In this way, the workpiece is changed to a barrel die and pressed to the second bottom dead center so as to clamp the workpiece (Claim 1) . The position of the first bottom dead center and the position of the second bottom dead center are usually different, but may be the same. In such a press working method, it is preferable that the pressurization by the first bottom dead center and the pressurization by the second bottom dead center are performed during one stroke of the slide by a servo press.
前記当接部材を、パンチに隣接して設けたブランクホルダおよび(または)ダイの内部に設けたノックアウト部材とするのが好ましい(請求項3)。さらに前記上下ストロークを制限/解除する手段を、当接部材とダイセットとの間に介在される制限位置と介在されない解除位置との間で移動自在に設けられる介在部材と、その介在部材を制限位置と解除位置との間で移動させる移動手段とから構成するのが好ましい(請求項4)。 The pre-Symbol abutment member, the blank holder and provided adjacent to the punch (or) preferably knockout member provided inside the die (claim 3). Further, the means for restricting / releasing the up / down stroke is limited to an interposition member provided movably between a restriction position interposed between the abutting member and the die set and a release position not interposed. It is preferable to comprise a moving means for moving between the position and the release position (claim 4 ).
本発明の成形装置(請求項5)は、パンチと、ダイと、パンチまたはダイのいずれか一方に上下移動自在に設けられると共にワークを介して他方と当接する当接部材と、その当接部材の上下ストロークを制限/解除する手段とを備えたプレス型と、そのプレス型をセットしたサーボプレスとからなり、そのサーボプレスが、前記当接部材のストロークを制限しない状態で第1の下死点まで加圧し、制限した状態で第2の下死点まで加圧するように構成されていることを特徴としている。このような成形装置では、前記当接部材が、パンチに隣接して設けたブランクホルダおよび(または)ダイの内部に設けたノックアウト部材であるものが好ましい(請求項6)。 A molding apparatus according to the present invention (Claim 5 ) includes a punch, a die, a contact member that is provided on one of the punches and the die so as to be vertically movable, and abuts against the other via a workpiece, and the contact member under and the flop-less provided with a means for limiting / releasing the upper and lower stroke consists of a servo press which sets its press die, the servo press is first in a state that does not limit the stroke of the contact member It is characterized by being configured to pressurize to the dead point and pressurize to the second bottom dead center in a restricted state . In such a forming apparatus, it is preferable that the contact member is a blank holder provided adjacent to the punch and / or a knockout member provided inside the die (claim 6 ).
また、前記上下ストロークを制限/解除する手段が、当接部材とダイセットとの間に介在される制限位置と介在されない解除位置との間で移動自在に設けられる介在部材と、その介在部材を制限位置と解除位置との間で移動させる移動手段とから構成されているものが好ましい(請求項7)。 Further, the means for restricting / releasing the vertical stroke includes an interposition member provided movably between a restriction position interposed between the contact member and the die set and a release position not interposed, and the interposition member. It is preferable to include a moving means for moving between the restriction position and the release position (Claim 7 ).
本発明のプレス加工法は、絞り型または曲げ絞り型から胴突き成形型に変形させることができる金型を用い、曲げ工程または曲げ絞り工程の後、同一の金型を胴突き成形型に変形させて胴突き成形工程を行う。そのとき、絞り工程または曲げ絞り工程を終えたワークは取り出さず、そのまま金型内に残している。そのため、ワークの位置ずれが発生せず、絞り工程または曲げ絞り工程の加工による変形も生じない。よって、ワークを胴突き成形工程の金型に押し込むときに生ずるかじりや焼き付きが生じにくい。さらに金型の製造および管理費用が節約でき、ワークの金型からの取り出しおよび金型への供給作業が少ないので、プレス加工が容易である。さらに各工程自体は従来の絞りないし曲げ絞り成形および胴突き成形でよく、金型を変形させる以外に特殊な機能を付加する必要はない。そのため、高度な技術も不要である。
また本発明のプレス加工法では、絞り成形または曲げ絞り成形のときには当接部材の上下ストロークを制限せず、絞り成形または曲げ絞り成形を行い、ついで当接部材の上下ストロークを制限することにより、当接部材と他方とでワークを挟圧し、胴突き成形を行うことができる。したがって、パンチ、ダイおよび当接部材を両方の成形に利用することができ、金型の工程別の変形もわずかで済む。
The press working method of the present invention uses a die that can be deformed from a drawing die or a bending drawing die to a barrel piercing die, and after the bending step or bending drawing step, the same die is deformed into a drum piercing die. Perform the barrel molding process. At that time, the work after the drawing process or the bending drawing process is not taken out and is left in the mold as it is. For this reason, the workpiece is not displaced, and deformation due to processing in the drawing process or the bending drawing process does not occur. Therefore, galling or seizure that occurs when the work is pushed into the mold in the barrel piercing process is unlikely to occur. Further, the manufacturing and management costs of the mold can be saved, and the work for taking out the workpiece from the mold and supplying the mold to the mold is small, so that the press working is easy. Further, each process itself may be a conventional drawing or bending drawing and barrel molding, and it is not necessary to add a special function other than deforming the mold. Therefore, advanced technology is also unnecessary.
Further, in the press working method of the present invention, at the time of drawing or bending drawing, the vertical stroke of the abutting member is not limited, but the drawing or bending drawing is performed, and then the vertical stroke of the abutting member is limited, The workpiece can be clamped between the abutting member and the other side to perform barrel piercing. Therefore, the punch, the die and the contact member can be used for both moldings, and the deformation of the mold for each process is small.
前記第1の下死点による加圧と第2の下死点による加圧をサーボプレスによりスライドの1行程中に行う場合(請求項2)は、絞り工程または曲げ絞り工程と胴突き成形工程のダイハイトが異なる場合でも、1台のプレスで加工することができ、成形時間が短くて済む。 In the case where the pressurization by the first bottom dead center and the pressurization by the second bottom dead center are performed by one servo press during one stroke of the slide (Claim 2), the drawing process or the bending drawing process and the barrel molding process are performed. Even when the die height is different, it can be processed with one press, and the molding time is short.
前記当接部材を、パンチに隣接して設けたブランクホルダおよび(または)ダイの内部に設けたノックアウト部材とする場合(請求項3)は、ブランクホルダおよび(または)ノックアウト部材を、絞り成形または曲げ絞り成形における本来の作用と、胴突き成形における挟圧作用とを奏させることができ、金型を簡易に構成できる。 When the contact member is a blank holder provided adjacent to the punch and / or a knockout member provided inside the die (Claim 3 ), the blank holder and / or the knockout member are drawn or formed. The original action in the bending drawing and the clamping action in the barrel molding can be achieved, and the mold can be simply configured.
前記上下ストロークを制限/解除する手段を、当接部材とダイセットとの間に介在される制限位置と介在されない解除位置との間で移動自在に設けられる介在部材と、その介在部材を制限位置と解除位置との間で移動させる移動手段とから構成する場合(請求項4)は、移動手段にはプレスの加圧力が加わらない。そのため、移動手段の構成が容易になる。また、介在部材も上下の加圧力を受けることができるだけの単純な形態にすることができる。 The means for restricting / releasing the vertical stroke includes an interposition member that is movably provided between a restriction position interposed between the abutting member and the die set and a release position not interposed, and the interposition member is restricted to the restriction position. And a moving means for moving between the release position (Claim 4 ), no pressing force is applied to the moving means. Therefore, the structure of a moving means becomes easy. Moreover, the interposition member can also be made into the simple form which can receive the up and down applied pressure.
本発明の成形装置(請求項5)は、プレス型を絞り型または曲げ絞り成形型にして第1の下死点まで加圧することにより、当接部材の上下ストロークを制限しない状態で絞り成形または曲げ絞り成形を行うことができる。そしてプレス型を胴突き成形型に変化させ、当接部材の上下ストロークを制限して第2の下死点まで加圧することにより、当接部材と他方とでワークを挟圧させる胴突き成形を行うことができる。したがって、パンチ、ダイおよび当接部材を両方の成形に利用することができ、金型の工程別の変形もわずかで済む。
そしてサーボプレスの特性により、スライドの1行程中に第1の下死点と、これとは異なる第2の下死点とをとるように加圧できる。そのため、短い時間内で両方の成形を確実に行うことができる。さらに両方の下死点位置を異なるようにすることができるので、それぞれの成形ごとに適切なダイハイトを選択できる。
The molding apparatus according to the present invention (Claim 5 ) is a drawing mold or a bending drawing mold that is pressed to the first bottom dead center, so that the vertical stroke of the contact member is not limited. Ru can be performed bend draw forming. And by changing the press die to Dozuki mold, by pressurizing to the second bottom dead center to limit the vertical stroke of the contact member performs Dozuki molded to nipped the workpiece between the contact member and the other be able to. Therefore, the punch, the die and the contact member can be used for both moldings, and the deformation of the mold for each process is small.
Depending on the characteristics of the servo press, the first bottom dead center and a second bottom dead center different from the first bottom dead center can be applied during one slide stroke. Therefore, both moldings can be reliably performed within a short time. Furthermore, since both bottom dead center positions can be made different, an appropriate die height can be selected for each molding.
このような成形装置において、前記当接部材が、パンチに隣接して設けたブランクホルダおよび(または)ダイの内部に設けたノックアウト部材である場合(請求項6)は、ブランクホルダおよび(または)ノックアウト部材を、絞り成形または曲げ絞り成形における本来の作用と、胴突き成形における挟圧作用とを1基で奏させることができ、金型を簡易に構成できる。 In such a forming apparatus , when the abutting member is a blank holder provided adjacent to the punch and / or a knockout member provided inside the die (Claim 6 ), the blank holder and / or With the knockout member, the original action in drawing or bending drawing and the pinching action in barrel molding can be achieved by a single unit, and the mold can be configured easily.
前記上下ストロークを制限/解除する手段が、当接部材とダイセットとの間に介在される制限位置と介在されない解除位置との間で移動自在に設けられる介在部材と、その介在部材を制限位置と解除位置との間で移動させる移動手段とから構成されている場合(請求項7)は、移動手段にはプレスの加圧力が加わらない。そのため、移動手段の構成が容易になる。また、介在部材も上下の加圧力を受けることができるだけの単純な形態にすることができる。 The means for restricting / releasing the vertical stroke includes an interposition member provided movably between a restriction position interposed between the abutting member and the die set and a release position not interposed, and the interposition member is placed at the restriction position. And the moving means for moving between the release positions (claim 7 ), the pressing force is not applied to the moving means. Therefore, the structure of a moving means becomes easy. Moreover, the interposition member can also be made into the simple form which can receive the up and down applied pressure.
つぎに図面を参照しながら本発明のプレス加工法および成形装置を説明する。図1aおよび図1bはそれぞれ本発明のプレス加工法によって加工された成形品の一例を示す平面図および端面図、図2はその成形品の斜視図、図3は本発明のプレス加工法に用いる曲げ絞り型の一実施形態を示す断面図、図4は図3の曲げ絞り型を胴突き型に変形させた状態を示す断面図、図5および図6は本発明のプレス加工法の手順を示す工程図、図7は本発明のプレス加工法に用いるプレス型の一実施形態を示す断面図、図8aおよび図8bはそれぞれ本発明のプレス加工法に用いるサーボプレスの作動状態の実施形態を示すスライドモーション図およびクランク軸の回転動作図、図9aおよび図9bはそれぞれ本発明のプレス加工法に用いるサーボプレスの作動状態の他の実施形態を示すスライドモーション図およびクランク軸の回転動作図である。 Next will be described a press working method Contact and molding apparatus of the present invention with reference to the drawings. 1A and 1B are a plan view and an end view showing an example of a molded product processed by the press working method of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the molded product, and FIG. 3 is used for the press working method of the present invention. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of a bending drawing mold, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the bending drawing mold of FIG. 3 is deformed into a barrel type, and FIGS. 5 and 6 show the procedure of the press working method of the present invention. FIG. 7 is a sectional view showing an embodiment of a press die used in the press working method of the present invention, and FIGS. 8a and 8b show an embodiment of an operating state of a servo press used in the press working method of the present invention. FIG. 9A and FIG. 9B are a slide motion diagram and a crank shaft rotation operation diagram, respectively, and FIG. 9A and FIG. 9B show another embodiment of the operating state of the servo press used in the press working method of the present invention. A rotation operation diagram.
始めに図1a、図1bおよび図2を参照して、曲げ絞り工程および胴突き成形工程を説明する。なお、曲げ絞り工程に代えて曲げ加工を含まない単純な絞り工程を行うこともできる。単純な曲げ加工は、曲げ角度を調節するだけでスプリングバックの影響を減少できるため、本発明の方法を採用するまでもない。曲げ絞り工程では、平坦な金属板を所定の形状に打ち抜いたブランク材10を断面ハット型の中間成形品11に成形する(第1工程)。胴突き成形工程では、曲げ絞り工程で得られた中間成形品11を再成形して最終成形品とする(第2工程)。ここで「ハット型」とは、図1bに示すように、天面13と、その天面の左右端から下方に延びる左右の側壁14と、それらの側壁14の下端から外向きに拡がるフランジ15とを備えた形状である。なお、実際にはこの第2工程の後に必要に応じてトリム工程、穴明け工程などの工程が付加される。
First, referring to FIGS. 1a, 1b, and 2, the bending drawing process and the barrel molding process will be described. In addition, it can replace with a bending drawing process and can also perform the simple drawing process which does not include a bending process. In simple bending, the influence of the springback can be reduced only by adjusting the bending angle, so it is not necessary to employ the method of the present invention. In the bending drawing step, a blank 10 obtained by punching a flat metal plate into a predetermined shape is formed into an intermediate molded
ブランク材10は図1aに示すように、途中で湾曲ないし屈曲した略「く」字状を呈しており、中間成形品11および最終成形品は、図2に示すように断面ハット型で、途中で湾曲しながら軸方向にほぼ同断面形状で連続した形態となる。曲げ線が直線の場合は単なる曲げ成形だけでも加工可能であるが、途中で湾曲しているので、その部分では絞り成形が必要である。また、途中に湾曲部がなくても、1工程でフランジ部を備えたハット型に成形するには、ブランクホルダ(皺押さえ)でフランジを形成するので、絞り成形に類似した成形となる。
As shown in FIG. 1a, the blank 10 has a substantially "<" shape that is curved or bent in the middle, and the intermediate molded
ブランク材10の材質はとくに制限されないが、本発明のスプリングバックを抑制できる利点を有効に活用するため、たとえば引っ張り強度590〜1470MPaの高張力鋼板、アルミニウムなどの、通常の加工ではスプリングバックが大きくなる材質が好ましい。ブランク材10の板厚は、たとえば0.5〜3.0mm程度である。
The material of the blank 10 is not particularly limited, but in order to effectively utilize the advantage of suppressing the spring back according to the present invention, for example, a high-strength steel plate having a tensile strength of 590 to 1470 MPa, aluminum, etc., the spring back is large in normal processing. Is preferred. The plate | board thickness of the
第1工程での曲げ絞り深さは最終成形品寸法と同等に設定し、第2工程でスプリングバックによる変形量を形状補正して最終成形品寸法とすることもできるが、通常は第1工程での曲げ絞り深さ(図3のh1)を最終成形品の深さ(図4のh2)より1〜6mm程度、あるいは2〜5mm程度深く成形する(h1>h2)。逆に曲げ絞り深さを最終製品の深さより浅くする場合もある(h1<h2)。中間成形品と最終成形品の幅Bは同一である。 The bending draw depth in the first step can be set to be equal to the final molded product size, and the deformation amount due to the spring back can be corrected in the second step to obtain the final molded product size. The depth of bending drawing (h1 in FIG. 3) is formed by about 1 to 6 mm or about 2 to 5 mm deeper than the depth of the final molded product (h2 in FIG. 4) (h1> h2). Conversely, the bending drawing depth may be made shallower than the final product depth (h1 <h2). The width B of the intermediate molded product and the final molded product is the same.
第1工程はたとえば図3の曲げ絞り型20で行うことができる。この曲げ絞り型20は、下型21と上型22とからなる。下型21は、下ダイセット23と、その下ダイセット23に固定したパンチ24と、そのパンチ24を囲むように上下移動自在に配置したブランクホルダ(皺押さえ)25と、その皺押さえ25の下面に固定され、下ダイセット23を貫通し、下端が図示しないダイクッションによって上方に付勢されるクッションピン26とを備えている。
The first step can be performed by, for example, the bending drawing die 20 of FIG. The bending drawing die 20 includes a
前記上型22は、上ダイセット28と、その上ダイセット28の下面にスペーサ29を介して固定されるホルダ30と、そのホルダ30の下面に固定され、加工時にワークを挟んで前記パンチ24と嵌合するダイ31と、ダイ31およびホルダ30の内部に上下移動自在に収容されるノックアウト32と、そのノックアウト32を吊り持ち保持し、上ダイセット28を貫通して図示しないスプリングなどで下向きに付勢されるノックアウトピン33とを備えている。ホルダ30の内面には段部34が設けられ、ノックアウト32の外面に形成された段部35と係合することができる。
The
前記金型20は、対象製品形状を創生するための機能部としてのパンチ24、ダイ31、ブランクホルダ25およびノックアウト32と、対象製品の大きさと使用プレス機械に関係する構造部としての上下のダイセット28、23、図示しないガイドポスト、そのガイドポストに沿って摺動するガイドブッシュ、前述のホルダ30やスペーサ29などのホルダ類とに大きく分けることもできる。
The
図3はプレスの第1の下死点での概略構造を示しており、この下死点ではパンチ24のブランクホルダ25から突出している高さh1が曲げ絞り工程による中間成形品11のワーク深さである。そして下ダイセット23の上面とブランクホルダ25の下面の間には第1のスペース37が設けられ、上ダイセット28の下面とノックアウト32の上面との間には第2のスペース38が設けられている。ダイ31とブランクホルダ25の間に中間成形品11のフランジ15を介在させた状態で下ダイセット23の下面から上ダイセット28の上面までの寸法H1がダイハイトである。このダイハイトは、プレスのスライドの下死点におけるボルスタとスライドの間の寸法であり、実際のプレス成形においては、絞り深さおよびフランジ15の寸法を正確にするため、スライドの下死点位置が重要である。
FIG. 3 shows a schematic structure at the first bottom dead center of the press. At this bottom dead center, the height h1 protruding from the
上記のように構成される曲げ絞り型20は、下型21をプレスのボルスタに固定し、上型22をスライドに固定し、スライドを上昇させた状態(図3および図5の工程S0)でブランクホルダ25の上にブランク材(図1aの10)を載せ、スライドを上下動させることにより中間成形品11を成形することができる。すなわち図5の工程S0からスライドが下降していくと、ダイ31がブランクの周囲をブランクホルダ25との間に挟み込む。そのとき、ブランク材の中央領域はパンチ24の上面とノックアウト32の下面との間に挟み込まれる。さらにスライドが下降すると、ブランク材11のワークダイ31とブランクホルダ25の間に挟まれていた部分がパンチ24の外面とダイ31の内面の間に滑り込み、側壁14が形成される(図5の工程A)。そのとき、ダイ31の内面下端の角で一旦屈曲された部位がダイ31とパンチ24の間に入って行くに連れて再び延ばされる。それによりワークに内部歪みが生じ、スプリングバックの原因となる。
The bending draw die 20 configured as described above is such that the
スライドの下降中は、ブランク材の中央領域はノックアウトピン33の付勢力によってパンチ24の上面に押しつけられている。そしてブランク材の周囲の部分はダイ31とブランクホルダ25の間にダイクッションの付勢力で挟圧されながら内側に滑っていく。それにより側壁14には皺がよらない。なお、ダイクッションの付勢力が強すぎるとワークに切れが生じ、弱すぎるとワークに皺がよる。そのためダイクッションの付勢力とストロークの関係は重要である。通常用いられているベローズタイプのダイクッションの場合、エア圧力の調整で初期の付勢力あるいは下死点の付勢力はある程度調整できるが、ストロークの全体に渡って制御することはできない。そのため、ブランク材の引き込み抵抗を増大したい場合は、ブランクホルダの上面にビードなどの抵抗部を設ける。
During the lowering of the slide, the central region of the blank is pressed against the upper surface of the
上記のようにハット型の中間成形品11を成形した後、プレスのスライドが途中まで上昇する(図6の工程C−D)。そのとき中間成形品11の左右の側壁14は下端側が拡がるようにスプリングバックする。それにより中間成形品11がダイ31に強く付着するが、ノックアウト32の付勢力により、中間成形品11が下方に押し出される。そしてスライドの上昇と共にダイ31によって押圧されていたブランクホルダ25がダイクッションの付勢力によって上昇し、中間成形品11はパンチ24からも抜き出される。このときブランクホルダ25の上昇量もダイクッションのロッキング装置により規制され、途中までしか上昇しない。
After the hat-shaped intermediate molded
このときのスライドの上昇ストロークは、中間成形品11の曲げ絞り深さh1より大きくすることもできるが、少なくするのが好ましい。たとえばスライドの上昇ストロークを[(h1−h2)+α]mm程度にする。αはたとえば3〜7mm程度である。それにより、上下の胴突きプレート40、39を挿入する隙間ができる。
At this time, the lift stroke of the slide can be made larger than the bending drawing depth h1 of the intermediate molded
また、ダイクッションの上昇量をロッキング装置などで制限してブランクホルダ25の上昇量を制限する。その場合、図6の工程C−Dのように上型22が上昇しても、ブランクホルダ25がパンチ24の上面より低い位置までしか上昇せず、中間成形品11は、パンチ24の周囲に被さったままで残る。すなわち中間成形品11はパンチ25から完全には抜けきらず、下部がパンチ25の外周と嵌合した状態で維持される。そのため、つぎの胴突き成形工程で中間成形品11の位置決めが確実である。また、中間成形品11の内面とパンチ25および中間成形品11の外面とダイ31とがほとんど摺接せず、かじりや焼き付きを防止することができる。また中間成形品11がノックアウト32を上昇させて上スライドコマ47が入り込む隙間が塞がれてしまう事態を避けることができる。
Further, the rising amount of the
図3の曲げ絞り工程が完了した後、図4に示すように同一の金型を用いて胴突き成形工程を行う。ただしこの工程の前、すなわち図6のC−D工程の間に下ダイセット23とブランクホルダ25の間の第1のスペース37に下胴突きプレート39が挿入され、上ダイセット28とノックアウト32との間の第2のスペース38に上胴突きプレート40が挿入される。そしてこの状態でプレスのスライドが下降すると、ダイ31とブランクホルダ25がフランジを挟圧した状態で下降し、プレスの下死点近辺で下胴突きプレート39によってブランクホルダ25の下降が妨げられ、胴突き成形が行われる(図6の工程B)。
After the bending drawing process of FIG. 3 is completed, the barrel piercing process is performed using the same mold as shown in FIG. However, before this process, that is, during the CD process of FIG. 6, the
同様にノックアウト32とパンチ24とが中間成形品11の天面13を挟圧した状態で下降し、プレスの下死点近辺で上胴突きプレート40によってノックアウト32の上昇が妨げられ、スライドの下死点で胴突き成形を行う。それによりワークのスプリングバックが抑制された、形状凍結性が高い完成品が得られる。なお、前述のように、実際にはこの後にトリミングや孔開けが行われる。
Similarly, the
図4の胴突き成形の後は、プレスのスライドが上昇して図3および図5のS0の工程に戻る。この状態でワークを取り出し、上下の胴突きプレート40、39を取り出す。そして新しいブランク材をブランクホルダ25に載せて次の曲げ絞り工程が行われる。
After the cylinder butt molding of FIG. 4, the slide of the press rises and returns to the step S0 of FIGS. In this state, the workpiece is taken out, and the upper and lower body thrust
図5および図6の成形において、プレスは通常のプレスでもよく、その場合はプレスの1回の昇降ごとに、上死点で停止され、その間に上下の胴突きプレート40、39を挿入したり、取り出したりする。また、曲げ絞り工程と胴突き成形工程とでダイハイトが異なる場合は、プレスの下死点位置の変更(ダイハイトの調整)を行う。サーボプレスの場合は、下死点位置の設定を変更するだけで足りる。サーボモータの回転をスライドの上下動に変換する機構としては、通常のクランク(クランクプレス)のほか、リンク(リンクプレス)、ネジ(スクリュープレス)あるいはボールスクリュー+ナックルリンクプレスのようにこれらを組み合わせた機構のいずれをも採用することができる。
In the molding of FIGS. 5 and 6, the press may be a normal press, in which case it is stopped at the top dead center for each raising and lowering of the press, and the upper and
図7に示す金型42は、前述の上下の胴突きプレート40、39の挿入および取り出しを自動的に行うようにしたものである。図7の左側は曲げ絞り工程の下死点の状態を示しており、右側は胴突き成形工程の下死点の状態を示している。この金型42では、下胴突きプレート39に代えて、下ダイセット23上にスライド自在に配置した下スライドコマ43を採用し、その下スライドコマ43をエアシリンダ44のロッド45の先端に連結している。それににより下スライドコマ43がブランクホルダ25と干渉しない位置(図5の左側)と干渉する位置(同右側)との間で駆動されるように構成している。
The
この実施形態では、下スライドコマ43の移動ストロークを短くするため、ブランクホルダ25の下面に切り欠き部46を設け、下スライドコマ43がブランクホルダ25の下側から抜けきらない状態でもブランクホルダ25と干渉しないようにしている。また、エアシリンダ43が伸びた状態(図7の右側)では、下スライドコマ43がパンチ24にできるだけ近い位置に来るようにしている。それにより中間成形品11のフランジ15の下方でブランクホルダ25に加わる加圧力を下ダイセット23に効率よく伝えることができる。
In this embodiment, in order to shorten the moving stroke of the
また、図4の上胴突きプレート40に代えて、上ダイセット28に沿ってスライド自在に設けられる上スライドコマ47を採用している。上スライドコマ47はエアシリンダ48のロッド49の先端に固定している。上スライドコマ47は、エアシリンダ48が伸びたとき、ノックアウト32の上方に移動し(図7の右側)、縮んだときはノックアウト32と干渉しない位置まで後退するようにしている(図7の左側)。他の点は図3、図4の金型20と実質的に同一であるので、同一の部分に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
Further, an
図7の金型42では、曲げ絞り工程のときに、中間成形品11の側壁14とフランジ15の境界部分にテーパ部50あるいはアール部(小径の湾曲部)を設け、胴突き工程でそのテーパ部50を押し潰してフランジの一部にしている。そしてそのときの潰し代を得るため、胴突き工程では曲げ絞り工程のときよりブランクホルダ25の下死点位置を高くしている。同様に側壁14と天面13の境界部についても、曲げ絞り工程ではテーパ部51あるいはアール部を設け、胴突き工程でそのテーパ部51ないしアール部を押し潰して天面13の一部にしている。そのため上ダイセット28の下死点位置も曲げ絞り工程のときより高い。なお、中間成形品11の絞り深さh1より完成品12の深さh2のほうが浅いので、ノックアウト32の下死点位置は両工程で同一である。しかし全体としては、曲げ絞り工程のときのダイハイトH1より胴突き成形工程のときのダイハイトH2の方が高い。
In the
他方、前記側壁14とフランジ15の境界部、あるいは側壁14と天面13の境界部のテーパ部ないしアール部を、側壁14の側に曲げ絞りしながら胴突き成形をすることもできる。その場合は第1工程の曲げ絞り工程の絞り深さh1よりも胴突き工程のときの絞り深さh2が深くなる。そして曲げ絞り工程のダイ31の下死点より胴突き成形工程のときのダイ31の下死点のほうが低い位置に来る。そのため、曲げ絞り工程のダイハイトH1よりも胴突き成形工程のダイハイトH2のほうが低くなることがある。
On the other hand, it is also possible to perform the barrel molding while bending the tapered portion or the rounded portion of the boundary portion between the
上記のことから、場合によっては第1工程のダイハイトH1と第2工程のダイハイトH2が同一になることも考えられる。その場合はダイハイトの調整ないし変更は不要である。ただし通常は、曲げ絞り工程で所定の形状に成形するため、製造した金型に合わせて適切なダイハイトの調整が必要であり、同様に胴突き成形工程においてもダイハイトの調整が必要である。そのため、一般的には第1工程のダイハイトH1と第2工程のダイハイトH2とは異なり、H1<H2となるか、H1>H2となるかのいずれかである。 From the above, it may be considered that the die height H1 in the first step and the die height H2 in the second step are the same in some cases. In that case, there is no need to adjust or change the die height. However, normally, since it is formed into a predetermined shape in the bending drawing process, it is necessary to adjust the die height appropriately according to the manufactured mold, and similarly, it is necessary to adjust the die height also in the barrel piercing process. For this reason, generally, the die height H1 in the first step and the die height H2 in the second step are either H1 <H2 or H1> H2.
このようなダイハイトの高さを変更しながら効率よく連続的にプレス加工するには、たとえば図8a、図8bに示すように、スライドモーションを任意に設定できるサーボプレスを用いるのが好ましい。図8a、図8bは第1工程のダイハイトH1が第2工程のダイハイトH2より低い場合である。図8aのグラフは時間(横軸)とスライド位置(縦軸)との関係を示している。上死点から下降してくるスライドは、曲げ絞り成形を行いながら符号Aの位置で第1の下死点に達し、上昇して符号Cの位置に至り、その位置で一旦停止する。 In order to efficiently and continuously press while changing the height of such a die height, it is preferable to use a servo press capable of arbitrarily setting a slide motion, for example, as shown in FIGS. 8a and 8b. 8a and 8b show the case where the die height H1 in the first step is lower than the die height H2 in the second step. The graph of FIG. 8a shows the relationship between time (horizontal axis) and slide position (vertical axis). The slide descending from the top dead center reaches the first bottom dead center at the position of symbol A while performing bending drawing, rises to the position of symbol C, and temporarily stops at that position.
図8bのクランク角度で見れば、クランク軸は0°から180°まで回転し(S1)、さらにその向きでA−Cまでに対応する角度だけ行き過ぎさせ(S2)、その位置て停止させる(S3)。そして図8aにおける停止時間、すなわち点C−Dの間に、図5の下スライドコマ43をブランクホルダ25と下ダイセット23の間に挿入し、上スライドコマ47をノックアウト32と上ダイセット28の間に挿入する。そして上下のスライドコマ47、43の挿入が完了した後、モータを逆回転させることによりクランク軸を逆回転させてスライドを下降させ(S4)、点Bの位置に来たときにモータを停止させる。図8bのクランク軸では、点Cから点Bまで逆方向に回転していることが分かる。この点Bが第2の下死点である。第2の下死点Bまで下降させた後、再びクランク軸を元の回転方向に回転させて、スライドを上死点まで駆動させる(S5)。この加工法では、第1工程のダイハイトH1が第2工程のダイハイトH2より「H2−H1」だけ低い。
In view of the crank angle in FIG. 8b, the crankshaft rotates from 0 ° to 180 ° (S1), and further overruns by an angle corresponding to A-C in that direction (S2) and stops at that position (S3). ). 8a is inserted between the
上記のようにサーボプレスでは、途中でモータの回転速度および回転方向の制御を行うことができるので、スライドの1行程の間に2回の下死点を実現することができ、実質的に2工程を行わせることができる。したがって効率的に曲げ絞り工程と胴突き成形工程とを連続的に行わせることができる。なお、サーボプレスのほか、ネジプレスやストロークの精密な制御が可能な油圧プレスでも可能であるが、生産効率の点から、サーボプレスが最も好ましい。 As described above, the servo press can control the rotational speed and direction of the motor on the way, so that two bottom dead centers can be realized during one slide stroke. The process can be performed. Therefore, it is possible to efficiently perform the bending drawing process and the cylinder piercing process continuously. In addition to the servo press, a screw press or a hydraulic press capable of precise control of the stroke can be used, but the servo press is most preferable from the viewpoint of production efficiency.
図9aおよび図9bは、第1工程の下死点Aが第2工程の下死点Bより高い場合のスライドモーションとクランク角の状態を示している。このストロークモーションでは、始めにクランク軸が180°より少ない角度だけ回転し(S11)、その位置で曲げ絞り工程を行う。ついでクランク軸が反対方向に回転し(S12)、その位置で停止する(S13)。そして停止中にスライドコマを移動させる。ついでクランク軸を元の正転方向に回転させ(S14)、プレスの下死点(第2の下死点)Bで胴突き成形工程を行う。その後はそのままクランク軸を順方向に回転させてプレスの上死点に至る(S15)。この加工法では、第1工程のダイハイトが第2工程のダイハイトより「H1−H2」だけ高い金型で曲げ絞り工程および胴突き成形工程を行うことができる。他の点は図8a、図8bの場合と同様である。 9a and 9b show the slide motion and crank angle state when the bottom dead center A of the first step is higher than the bottom dead center B of the second step. In this stroke motion, the crankshaft is first rotated by an angle smaller than 180 ° (S11), and a bending drawing process is performed at that position. Next, the crankshaft rotates in the opposite direction (S12) and stops at that position (S13). Then, the slide frame is moved while stopped. Next, the crankshaft is rotated in the original normal rotation direction (S14), and the cylinder piercing process is performed at the bottom dead center (second bottom dead center) B of the press. Thereafter, the crankshaft is rotated in the forward direction to reach the top dead center of the press (S15). In this processing method, it is possible to perform the bending drawing step and the barrel piercing step with a mold in which the die height in the first step is higher by “H1-H2” than the die height in the second step. The other points are the same as those in FIGS. 8a and 8b.
前記実施の形態では、上下のスライドコマ47、43をエアシリンダで駆動しているが、油圧シリンダで駆動することもできる。また、ソレノイドアクチュエータやモータなど、他の駆動手段を採用することもできる。エアシリンダなどの駆動手段は、サーボプレスの制御機器から信号を出して、伸縮などのタイミングをとることができる。安全のために、スライドコマ47、43が移動を完了してから第2工程を開始するようにインターロックをかけるのが好ましい。
In the above embodiment, the upper and
前記実施形態では上スライドコマ47あるいは上胴突きプレート40をノックアウト32と上ダイセット28の間に直接介在させているが、滑りをよくするためのスライドプレートなどをノックアウト32あるいは上ダイセット28あるいは両方に設け、それらの間に介在させてもよい。また、前記実施形態では、ノックアウト32の上下ストロークを制限/解除するため、上スライドコマ47あるいは上胴突きプレート40を採用しているが、ノックアウトピン33の上昇を規制/解除する部材を、たとえば上ダイセット28あるいはその上側に設けるなど、他の機構によりノックアウトの上下ストロークを制限/解除するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
下スライドコマ43あるいは下胴突きプレート39についても同様に、滑りをよくするためのスライドプレートなどをブランクホルダ25や下ダイセット23に設け、それらの間に介在させてもよい。また、クッションピン26の上下ストロークを規制/解除する部材を、たとえば下ダイセット23あるいはその下側に設けるなど、他の機構によりブランクホルダ25の上下ストロークを制限/解除するようにしてもよい。
Similarly, for the
図3あるいは図7の左の曲げ絞り工程では、中間製品11の天面はノックアウト32で、ノックアウトを下向きに付勢するバネの付勢力で押さえているだけであるが、曲げ絞り工程あるいは絞り工程で中間製品11の天面にマーキングするため、プレスの下死点で軽く面押し加工(胴突き加工)させるようにしてもよい。請求項1の絞り工程、曲げ絞り工程は、そのような軽い面押し成形を行う場合も含む。
3 or 7, the top surface of the
通常の加工では図4あるいは図7の右の胴突き工程の後にトリミング(トリム成形)やピアシング(ピアス成形)を行うが、これらは別のプレスで行うこともでき、同一のプレスで行うこともできる。トリミングやピアシングに要するスライドストロークは板厚程度であるので、ダイハイトを合わせることは比較的容易である。また、図8あるいは図9のようにサーボモータで第1下死点と第2下死点の2回の下死点で加工する場合、第1下死点と第2下死点の途中でトリミングあるいはピアシングを行うのが好ましい。それによりトリム型(ダイス)やピアシングのパンチが材料を2回打ちする(2回材料に入り込む)のを防ぐことができる。 In normal processing, trimming (trim forming) and piercing (piercing forming) are performed after the right barreling step in FIG. 4 or FIG. 7, but these can be performed by different presses or by the same press. . Since the slide stroke required for trimming and piercing is about the plate thickness, it is relatively easy to match the die height. In addition, when machining with two bottom dead centers of the first bottom dead center and the second bottom dead center with the servo motor as shown in FIG. 8 or FIG. 9, in the middle of the first bottom dead center and the second bottom dead center. Trimming or piercing is preferred. Thereby, it is possible to prevent the trim die (die) or the piercing punch from hitting the material twice (entering the material twice).
10 ブランク材
11 中間成形品
12 最終成形品
13 天面
14 側壁
15 フランジ
20 曲げ絞り型
21 下型
22 上型
23 下ダイセット
24 パンチ
25 ブランクホルダ
26 クッションピン
28 上ダイセット
29 スペーサ
30 ホルダ
31 ダイ
32 ノックアウト
33 ノックアウトピン
34 段部
35 段部
37 第1のスペース
38 第2のスペース
39 下胴突きプレート
40 上胴突きプレート
42 金型
43 下スライドコマ
44 エアシリンダ
45 ロッド
46 切り欠き部
47 上スライドコマ
48 エアシリンダ
49 ロッド
50 テーパ部
51 テーパ部
10
Claims (7)
前記絞り工程または曲げ絞り工程を、パンチと、ダイと、パンチまたはダイのいずれか一方に上下移動自在に設けられると共にワークを介して他方と当接する当接部材と、その当接部材の上下ストロークを制限/解除する手段とを備えた絞り型または曲げ絞り型により、第1の下死点まで加圧することにより行い、
前記胴突き成形工程を、前記絞り型または曲げ絞り型からワークを取り出すことなく、その絞り型または曲げ絞り型を前記当接部材の上下ストロークを制限することにより、胴突き成形型に変化させ、第2の下死点まで加圧することによりワークを挟圧して行うプレス加工法。 A press working method that performs a drawing process or a bending drawing process and a body bump forming process in that order,
The squeezing step or bending squeezing step is carried out by a punch, a die, a punch member or a die that is provided so as to be vertically movable, and a contact member that makes contact with the other through a workpiece, and a vertical stroke of the contact member By pressing to the first bottom dead center with a drawing die or a bending drawing die having means for restricting / releasing
The cylinder piercing step is changed to a cylinder piercing die by restricting the vertical stroke of the abutting member without taking out the workpiece from the drawing die or bending drawing die. Pressing method in which the workpiece is clamped by applying pressure to the bottom dead center.
そのプレス型をセットしたサーボプレスとからなり、
そのサーボプレスが、前記当接部材のストロークを制限しない状態で第1の下死点まで加圧し、制限した状態で第2の下死点まで加圧するように構成されている成形装置。 A punch, a die, a contact member that is provided on either the punch or the die so as to be movable up and down, and abuts against the other through a workpiece, and means for limiting / releasing the up / down stroke of the contact member and the flop-less was,
It consists of a servo press with the press mold set,
A molding apparatus in which the servo press is configured to pressurize to the first bottom dead center in a state where the stroke of the contact member is not limited, and pressurize to the second bottom dead center in a limited state .
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