JP5414643B2 - Press die and press method using this press die - Google Patents

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Description

本発明は、プレス金型及びこのプレス金型を用いたプレス方法に関するものである。   The present invention relates to a press die and a press method using the press die.

例えば、大型の圧力容器などに用いるドーム状の隔壁(椀形状のプレス成型材)を成型するためのプレス金型として、平板状の元材を載せた下金型とこの下金型を押圧する上金型とを押圧方向軸回りに相対回転させつつ、上金型を下金型に押し付けるように構成されたものが知られている(例えば、特許文献1等参照)。
このプレス金型において、下金型には、得ようとする椀形状に対応した窪みが設けられており、これに対して上金型は、下金型の窪み内に嵌るように、側面視して下方凸の半月形を呈するような板状の押型とされている。またこの上金型の上部には、押圧方向軸回りに回転させるための回転装置と、下金型へ向けた昇降及び押圧を行うためのプレス装置とが設けられている。なお、回転装置としては、下金型を回転させるように構成されているものもあり、プレス金型においては、上金型又は下金型が押圧方向軸回りに回転可能となっている。
For example, as a press mold for molding a dome-shaped partition wall (a bowl-shaped press molding material) used for a large pressure vessel or the like, a lower mold on which a flat base material is placed and this lower mold are pressed. A configuration is known in which an upper mold is pressed against a lower mold while the upper mold is relatively rotated around a pressing direction axis (see, for example, Patent Document 1).
In this press mold, the lower mold is provided with a recess corresponding to the shape of the ridge to be obtained, while the upper mold is viewed from the side so as to fit into the recess of the lower mold. Thus, it is a plate-like stamp that exhibits a downwardly convex half-moon shape. In addition, a rotating device for rotating around the pressing direction axis and a pressing device for raising and lowering and pressing the lower die are provided on the upper die. Note that some rotating devices are configured to rotate the lower mold, and in the press mold, the upper mold or the lower mold can be rotated around the pressing direction axis.

このプレス金型を用いたプレス方法では、回転装置とプレス装置との交互駆動により、次のような手順を行っている。すなわち、上金型を下金型へ押し付ける毎に上金型を上昇させ、上昇後の上金型を押圧軸周りに適当量回転させてから再び上金型を下降させて下金型へ押し付けるという動作を1サイクルとして、これを複数サイクル繰り返させ、最終的に、下金型における窪み内の全周を上金型の下面で押圧できるようにしている。   In the pressing method using this press die, the following procedure is performed by alternately driving the rotating device and the pressing device. That is, each time the upper mold is pressed against the lower mold, the upper mold is raised, the upper mold after being raised is rotated by an appropriate amount around the pressing shaft, and then the upper mold is lowered again and pressed against the lower mold. This operation is repeated for a plurality of cycles, and finally, the entire circumference in the recess in the lower mold can be pressed by the lower surface of the upper mold.

特開昭54−126665号公報JP 54-126665 A

特許文献1に示されるような従来のプレス金型及びこのプレス金型を用いたプレス方法では、上金型で元材を押圧する際に、その押圧面(下方凸半月形の円弧面)に沿った方向の材料流れと、押圧面に略直角な方向の材料流れとが異なる現象が生じていた。詳しくは、円弧状の押圧面に沿った方向では元板との摩擦係数が大きく、押圧面に略直角方向では元板との摩擦係数が小さいため、上金型の押圧面において、交わる二方向への材料流動が相対的に大きくなるという現象が起こっていた。   In the conventional press die as shown in Patent Document 1 and the press method using this press die, when pressing the base material with the upper die, the pressing surface (downward convex meniscus arc surface) A phenomenon has occurred in which the material flow in the direction along the direction differs from the material flow in the direction substantially perpendicular to the pressing surface. Specifically, since the friction coefficient with the base plate is large in the direction along the arc-shaped pressing surface and the friction coefficient with the base plate is small in the direction substantially perpendicular to the pressing surface, the two directions intersecting on the pressing surface of the upper mold There was a phenomenon that the material flow to

係る状況下で、上金型を上昇後に上金型を回転させ、下金型へ押し付けるという動作サイクルが繰り返されることで、前記した材料流動は周方向に広がってゆくので、その結果、元材は、上金型の回転中心に相当する部分で径方向外方へ向かう材料流動が集中することになって、この中心部分が他箇所に比べて局部的な薄肉化(欠肉)を起こすものとなっていた。このような局部的な欠肉が発生すると、形成後のプレス成型材において形状異常となり問題となる。   Under such circumstances, the material flow described above spreads in the circumferential direction by repeating the operation cycle of rotating the upper mold after being raised and then pressing the upper mold against the lower mold. The material flow toward the radially outward direction is concentrated at the part corresponding to the center of rotation of the upper mold, and this central part causes local thinning (thinning) compared to other parts. It was. When such local thinning occurs, a shape abnormality occurs in the formed press-molded material, which causes a problem.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、椀形状のプレス成型材を成型する場合に、局部的な欠肉を生じさせないようにしたプレス金型及びこのプレス金型を用いたプレス方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and uses a press die and a press die that do not cause local thinning when molding a punch-shaped press molding material. An object is to provide a pressing method.

前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係るプレス金型は、元材を載せた下金型と該下金型を押圧する上金型とを有し、前記上金型又は下金型を押圧方向軸回りに回転させた後に前記上金型を下金型へ押し付けることで、元材を椀形状のプレス成型材へと成型するプレス金型において、前記下金型は、前記椀形状を形成可能な凹状の金型面を有し、前記上金型は立板形状とされていて、当該上金型の下端面は、前記下金型の金型面側に向かって突出する凸状押圧面とされていて、前記凸状押圧面の最も下方に突出した部位には、上方に凹状とされた切り欠き部が形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures.
That is, the press die according to the present invention has a lower die on which an original material is placed and an upper die that presses the lower die, and the upper die or the lower die is rotated about a pressing direction axis. After pressing the upper mold against the lower mold, the lower mold is a concave mold capable of forming the bowl shape. The upper mold has a vertical plate shape, and the lower end surface of the upper mold is a convex pressing surface that protrudes toward the mold surface of the lower mold. In addition, a cutout portion that is concave upward is formed in a portion that protrudes downwardly from the convex pressing surface.

なお、前記凸状押圧面は、前記凹状の金型面に嵌り込む円弧状押圧面とされているとよい。
前記切り欠き部の幅Wが、式(1)を満たすとよい。
0.05×R≦W≦0.75×R (1)
ただし、Rは円弧状押圧面の曲率半径である。
The convex pressing surface may be an arc-shaped pressing surface that fits into the concave mold surface.
It is preferable that the width W of the notch satisfies the formula (1).
0.05 × R ≦ W ≦ 0.75 × R (1)
Where R is the radius of curvature of the arcuate pressing surface.

一方、本発明に係るプレス方法は、前述したプレス金型を用いて椀形状のプレス成型材を形成することを特徴とする。
この場合、前記プレス金型による押圧で椀形状のプレス成型材を形成した後、該プレス成型材上に前記上金型の切り欠き部に対応して上方へ膨出した凸部が残存した際に、当該凸部を押圧して均すとよい。
On the other hand, the pressing method according to the present invention is characterized in that a bowl-shaped press-molded material is formed using the press mold described above.
In this case, after forming a bowl-shaped press-molded material by pressing with the press mold, a convex portion bulging upward corresponding to the notch of the upper mold remains on the press-molded material Furthermore, it is good to press the said convex part and level it.

本発明に係るプレス金型及びこのプレス金型を用いたプレス方法は、椀形状のプレス成型材を成型する場合に、局部的な欠肉を生じさせないようにすることができる。   The press die according to the present invention and the press method using this press die can prevent local thinning from occurring when molding a bowl-shaped press-molded material.

本発明に係るプレス金型の斜視図である。It is a perspective view of the press metal mold | die which concerns on this invention. 本発明に係るプレス金型の側面図である。It is a side view of the press die concerning the present invention. 本発明に係るプレス金型の上金型を示した図である。It is the figure which showed the upper metal mold | die of the press metal mold | die which concerns on this invention. (a)は切り欠き部を具備しない上金型(従来例)を用いた際に元材に生じる材料流動を示した模式図であり、(b)は本発明に係るプレス金型を用いた際に元材に生じる材料流動を示した模式図である。(A) is the schematic diagram which showed the material flow which arises in a base material when using the upper metal mold | die (conventional example) which does not comprise a notch part, (b) used the press metal mold | die concerning this invention. It is the schematic diagram which showed the material flow which arises in the original material in the case. プレス成型時の材料流れの実験結果を示した図である。It is the figure which showed the experimental result of the material flow at the time of press molding. 別実施形態で用いる上金型を示した図である。It is the figure which showed the upper metal mold | die used by another embodiment.

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図1〜図3は、本発明に係るプレス金型1の実施形態を示している。
図1及び図2に示すように、このプレス金型1は、工場床面等に設置される下金型2と、この下金型2の上方に設けられる上金型3とを有している。この下金型2の上に元材5を載せた状態で上金型3を下金型2に押し付けることで、元材5を椀形状のプレス成型材へとプレスする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show an embodiment of a press die 1 according to the present invention.
As shown in FIGS. 1 and 2, the press die 1 has a lower die 2 installed on a factory floor and the like, and an upper die 3 provided above the lower die 2. Yes. By pressing the upper mold 3 against the lower mold 2 in a state where the base material 5 is placed on the lower mold 2, the base material 5 is pressed into a bowl-shaped press molding material.

なお、元材5は、例えば、外周部を縁取るように起立リブ5aが設けられた皿形元材や、起立リブ5aのない円形の板材などが採用される。元板5の大きさとしては、直径(起立リブ5a付きの場合は内径)=2500mm以上が想定される。硬質な材料や高変形率の成型を行うときには、700℃〜1250℃程度に加熱した熱間プレス成型を行うようにすればよい。   In addition, the base material 5 employ | adopts the plate-shaped base material provided with the standing rib 5a so that an outer peripheral part may be bordered, the circular board | plate material without the standing rib 5a, etc., for example. As the size of the original plate 5, a diameter (inner diameter in the case of having the standing rib 5a) = 2500 mm or more is assumed. When molding a hard material or a high deformation rate, hot press molding heated to about 700 ° C. to 1250 ° C. may be performed.

下金型2は、その上面を下方に窪ませた凹状の金型面2aを有している。この金型面2aは、椀形状に対応した空間であって、平面視形状が円形で且つ側断面形状が半円形を呈するようになっている。
上金型3は、油圧や水圧などのプレス装置(図示略)によって昇降可能に設けられており、下金型2の上部に元材5や椀形のプレス成型材の出し入れ空間を確保可能とさせる上昇位置と、下金型2を押圧する下降(圧下)位置との上下間を昇降する。また当然に、このプレス装置により、上金型3は下降位置において下金型2を所定の押圧力(圧下力)で押し付け可能とされている。
The lower mold 2 has a concave mold surface 2a whose upper surface is recessed downward. The mold surface 2a is a space corresponding to a bowl shape, and has a circular shape in plan view and a semicircular side sectional shape.
The upper die 3 can be moved up and down by a press device (not shown) such as hydraulic pressure or water pressure, and a space for taking in and out the base material 5 and the bowl-shaped press molding material can be secured on the upper portion of the lower die 2. It moves up and down between the up position and the down (pressing) position where the lower mold 2 is pressed. Naturally, the upper die 3 can press the lower die 2 with a predetermined pressing force (a rolling force) at the lowered position by this pressing device.

また、上金型3の上部には、下金型2を押圧する方向に対する軸回りで当該上金型3を所定角度ずつ回転可能にする回転装置(図示略)が設けられている。この上金型3の回転中心は、下金型2を平面視した場合の金型面2a中心(円形中心)に合致されている。
そのため、上金型3が上昇位置にあるときにこの回転装置を動作させることにより、プレス時の上金型3の平面視回転角を毎回、変位させることが可能である。また回転装置の動作を繰り返すことによって、上金型3の平面視回転角を360°以上にわたって回転させることも可能となっている。
In addition, a rotating device (not shown) that allows the upper mold 3 to rotate by a predetermined angle around an axis with respect to a direction in which the lower mold 2 is pressed is provided on the upper mold 3. The rotation center of the upper mold 3 is matched with the center (circular center) of the mold surface 2a when the lower mold 2 is viewed in plan.
Therefore, by operating this rotating device when the upper mold 3 is in the raised position, it is possible to displace the rotation angle of the upper mold 3 in plan view during pressing every time. Further, by repeating the operation of the rotating device, the rotation angle of the upper mold 3 in plan view can be rotated over 360 ° or more.

上金型3は、立板形状(縦方向に起立した板状)とされていて、上部には回転装置及びプレス装置に連結される連結棒6が設けられている。この上金型3の下端面は、下金型2の金型面2a側に向かって突出する凸状押圧面3aとされている。この凸状押圧面3aは、金型面2aに嵌り込んだときに、金型面2aの内周面に沿うような円弧状押圧面とされている。   The upper die 3 has a vertical plate shape (a plate shape standing in the vertical direction), and a connecting rod 6 connected to a rotating device and a press device is provided on the upper part. The lower end surface of the upper mold 3 is a convex pressing surface 3 a that protrudes toward the mold surface 2 a of the lower mold 2. The convex pressing surface 3a is an arc-shaped pressing surface that fits the inner peripheral surface of the mold surface 2a when fitted into the mold surface 2a.

加えて、この上金型3において、凸状押圧面3aの最も下方に突出した部位には、上方に凹状とされた切り欠き部10が形成されている。この切り欠き部10は、上金型3の板厚方向(水平方向)をトンネル状に貫通している。
この切り欠き部10の幅W(図3に示すように下端側で開口する幅)は、式(1)を満たす大きさとされている。
0.05×R≦W≦0.75×R (1)
ただし、Rは凸状押圧面3aの曲率半径である。
ここにおいて、切り欠き部10の幅Wが0.05×R未満であると、プレス成型材の内面で生じる局部的な欠肉(プレス成型材の中央部の薄肉化)を防止することができないものであり、切り欠き部10の幅Wが0.75×Rを越えると、プレス成型材の外面に欠肉(薄肉化)が発生することが実験により確かめられている。より好ましくは、0.1×R≦W≦0.7×Rとするのがよい。
In addition, in the upper mold 3, a cutout portion 10 that is concave upward is formed in a portion that protrudes downwardly from the convex pressing surface 3a. The notch 10 penetrates the upper mold 3 in the thickness direction (horizontal direction) in a tunnel shape.
The width W of the notch 10 (the width that opens at the lower end side as shown in FIG. 3) is set to satisfy the formula (1).
0.05 × R ≦ W ≦ 0.75 × R (1)
However, R is the curvature radius of the convex pressing surface 3a.
Here, when the width W of the cutout portion 10 is less than 0.05 × R, it is not possible to prevent local thinning (thinning of the central portion of the press-molded material) that occurs on the inner surface of the press-molded material. It has been confirmed by experiments that when the width W of the cutout portion 10 exceeds 0.75 × R, thinning (thinning) occurs on the outer surface of the press-molded material. More preferably, 0.1 × R ≦ W ≦ 0.7 × R.

なお、上金型3の側面視形状は、その上端部13(曲率半径Rの中心から約R/2の範囲)を直線的に形成してもよい。
また、上金型3のエッジ部分は、全て面取りを施したR面11に形成しておくのが好ましい。このような面取りは、切り欠き部10の内側にも施してR面12に形成しておくのが好ましい。
Note that the upper mold 3 may be formed such that its upper end portion 13 (in the range of about R / 2 from the center of the radius of curvature R) is linearly formed as a side view shape of the upper mold 3.
Further, it is preferable that the edge portion of the upper mold 3 is formed on the R surface 11 which is all chamfered. Such chamfering is preferably performed on the inside of the notch 10 and formed on the R surface 12.

更に、切り欠き部10の上方凹み高さHは、式(2)を満たす大きさにすると好ましいことが実験により確かめられている。
0.05×W≦H≦0.5×W (2)
ここにおいて、切り欠き部10の凹み高さHが0.05×W未満であると、切り欠き部10内に在する材料が少なくなり(切り欠き部10に収容し得る元材の量が少なくなり)、プレス成型材の中央部の薄肉化に至るものとなり、欠肉を防止する効果が殆どないことが実験により確かめられている。
Furthermore, it has been experimentally confirmed that the upper recess height H of the notch 10 is preferably set to a size satisfying the expression (2).
0.05 × W ≦ H ≦ 0.5 × W (2)
Here, when the dent height H of the notch 10 is less than 0.05 × W, the material present in the notch 10 is reduced (the amount of the original material that can be accommodated in the notch 10 is small). It has been confirmed by experiments that the thickness of the center portion of the press-molded material is reduced and there is almost no effect of preventing the lack of thickness.

また、切り欠き部10の上方凹み高さHが0.5×Wを越えると、上金型3の強度が著しく低下するおそれが生じるため、好ましくない。
更に、上金型3の板厚tは、式(3)を満たす大きさにすると好ましいことが実験により確かめられている。
R/16≦t≦R/2 (3)
ただし、tは凸状押圧面3a(即ち、元材5との接触位置)での板厚とする。
ここにおいて、上金型3の板厚tがR/16未満であると、上金型3が薄すぎることとなって上金型3の押圧が高面圧となり、元材5が上金型3の側方で隆起変形するだけとなり、その結果、元材5に対する十分な圧下を行うことができなくなる。
Moreover, if the height H of the upper recess of the notch 10 exceeds 0.5 × W, the strength of the upper mold 3 may be significantly lowered, which is not preferable.
Furthermore, it has been confirmed by experiments that the plate thickness t of the upper mold 3 is preferably a size satisfying the expression (3).
R / 16 ≦ t ≦ R / 2 (3)
However, t is the plate thickness at the convex pressing surface 3a (that is, the contact position with the base material 5).
Here, if the plate thickness t of the upper mold 3 is less than R / 16, the upper mold 3 is too thin, and the pressing of the upper mold 3 becomes a high surface pressure, and the base material 5 becomes the upper mold. As a result, the original material 5 cannot be sufficiently reduced.

また、上金型3の板厚tがR/2を越えると、上金型3と元材5との接触面積が大きくなることに伴い、必要とされる圧下力も大きくなるため、プレス装置の圧下能力を超越してしまう(要するに能力不足となる)場合がでてくる。好ましくは、t=R/8とするのがよい。
次に、本発明に係るプレス金型1を用いて椀形状の板材を形成するプレス方法について説明する。
Further, when the plate thickness t of the upper mold 3 exceeds R / 2, the required rolling force increases as the contact area between the upper mold 3 and the base material 5 increases. There are cases where the over-rolling ability is exceeded (in short, the ability becomes insufficient). Preferably, t = R / 8.
Next, a pressing method for forming a bowl-shaped plate material using the press die 1 according to the present invention will be described.

プレス装置によって上金型3を上昇させ、下金型2の上部に加熱した元材5を載せた状態で上金型3を下降させ、更にこの上金型3を下金型2に押し付けるようにする。
初期の段階では、元材5が下金型2の金型面2a内で凹む(めり込む)程度となるように、上金型3の凸状押圧面3aで元材5を押圧し、上金型3を一旦上昇させる。そして上昇させた上金型3を回転装置によって押圧方向軸回りに所定角度回転させ、再び、プレス装置によって上金型3を下降させる。
The upper die 3 is raised by the press device, the upper die 3 is lowered with the heated base material 5 placed on the upper portion of the lower die 2, and the upper die 3 is pressed against the lower die 2. To.
At the initial stage, the base material 5 is pressed by the convex pressing surface 3a of the upper mold 3 so that the base material 5 is recessed (recessed) in the mold surface 2a of the lower mold 2. The mold 3 is raised once. Then, the raised upper die 3 is rotated by a predetermined angle around the axis in the pressing direction by the rotating device, and the upper die 3 is lowered again by the pressing device.

以降、元材5が下金型2の金型面2aの底に達するまで、このようなプレス装置の動作と回転装置の動作とを交互に組み合わせながら繰り返し行い、プレス成型を実施する。
このプレス中において上金型3が下降して元材5を押圧するとき、上金型3に設けられた切り欠き部10と元材5と接触状態は、凸状押圧面3aと元材5との接触状態とは異なると共に、切り欠き部10による押圧力は他の部分より小さい状況下となり、切り欠き部10内に収容される元材5は、材料流動が抑制される状態となる。
Thereafter, until the base material 5 reaches the bottom of the mold surface 2a of the lower mold 2, the operation of the pressing device and the operation of the rotating device are repeated alternately and the press molding is performed.
When the upper die 3 descends and presses the base material 5 during the pressing, the notch 10 provided on the upper die 3 and the base material 5 are in contact with each other in the convex pressing surface 3a and the base material 5. The pressing force by the notch 10 is smaller than the other parts, and the base material 5 accommodated in the notch 10 is in a state in which the material flow is suppressed.

図4は、元材5に起こる材料流動を調べた結果の模式平面図で、図4(a)は切り欠き部を具備しない上金型による比較例の場合であり、図4(b)は切り欠き部10を具備した上金型3による本発明の場合である。各図中の矢符の向きが材料流動の向きを表しており、矢符の長さが流動の程度(量)を表している。
図4(a),図4(b)の比較で明かなように、上金型が切り欠き部を具備していなければ上金型の中央付近で材料流動の大きな領域Xが存在し、その結果として、この材料流動の大きな領域Xで欠肉(プレス成型材の中央部の薄肉化)が起こることは明白である。
FIG. 4 is a schematic plan view of the result of examining the material flow occurring in the base material 5. FIG. 4 (a) is a case of a comparative example using an upper mold not having a notch, and FIG. 4 (b) This is the case of the present invention using the upper mold 3 provided with the notch 10. The direction of the arrow in each figure represents the direction of material flow, and the length of the arrow represents the degree (amount) of flow.
As is clear from the comparison between FIG. 4A and FIG. 4B, if the upper mold does not have a notch, there is a region X where the material flow is large near the center of the upper mold. As a result, it is apparent that the thinning (thinning of the central portion of the press-molded material) occurs in the region X where the material flow is large.

これに対し、上金型3が切り欠き部10を具備していれば、上金型3の側方は、中央付近も外周寄りも、小さく抑えられた材料流動がほぼ均一的に起こるものとなっている。従って、本発明に係るプレス金型1を用いて形成された椀形状のプレス成型材では、局部的な欠肉は起こらない。
なお、このようにして形成された椀形状のプレス成型材には、上金型3の切り欠き部10に対応して上方へ膨出した凸部が残存することがある。このような凸部は、後の機械加工で切削してもよいが、残存した凸部をポンチなどの押圧手段(図示略)によって押圧し、凸部を均す(潰す)ようにしてもよい。
On the other hand, if the upper mold 3 has the cutout portion 10, the material flow with small restraint occurs almost uniformly on the side of the upper mold 3 near the center and near the outer periphery. It has become. Therefore, in the punch-shaped press-molded material formed using the press die 1 according to the present invention, local lack of wall does not occur.
In addition, the convex part which protruded upwards corresponding to the notch part 10 of the upper metal mold | die 3 may remain | survive in the press-molded material of the bowl shape formed in this way. Such protrusions may be cut by subsequent machining, but the remaining protrusions may be pressed by a pressing means (not shown) such as a punch to level (crush) the protrusions. .

本発明のプレス金型1の寸法形状を決めるために行った実験の結果を、以下に示す。
実験では、上金型3において、切り欠き部10の幅Wと上方凹み高さHを種々に変えて、凸状押圧面3aの曲率半径Rに対する比率が変わるようにした状況下でプレスを行い、これらW,Hと欠肉(プレス成型材の中央部の薄肉化)の発生状況との相関を調べた。
元材5には、材質がS45Cであり、且つ外周部を縁取るように起立リブ5aが設けられた皿形元材を採用した。
The results of experiments conducted to determine the dimensions and shape of the press die 1 of the present invention are shown below.
In the experiment, in the upper mold 3, pressing was performed in a state in which the ratio of the convex pressing surface 3 a to the curvature radius R was changed by changing the width W of the cutout portion 10 and the height of the upper recess H in various ways. The correlation between these W and H and the occurrence of undercutting (thinning of the central portion of the press-molded material) was examined.
The base material 5 is a dish-shaped base material made of S45C and provided with standing ribs 5a so as to border the outer periphery.

元材5の外形寸法(図2参照)は、外径Dが240mm、内径dが180mm、外周部板厚h1が50mm、中央凹部内の板厚h2が25mmであった。また元材5は、プレス前に800℃に加熱した。
上金型3における凸状押圧面3aの曲率半径Rは95mm(即ち、プレスによって形成される椀形状板材の内径は190mmとなる)とし、上金型3の板厚tは10mm(約R/8)とした。
The outer dimensions (see FIG. 2) of the base material 5 were an outer diameter D of 240 mm, an inner diameter d of 180 mm, an outer peripheral plate thickness h1 of 50 mm, and a plate thickness h2 in the central recess of 25 mm. The base material 5 was heated to 800 ° C. before pressing.
The curvature radius R of the convex pressing surface 3a in the upper mold 3 is 95 mm (that is, the inner diameter of the bowl-shaped plate material formed by pressing is 190 mm), and the plate thickness t of the upper mold 3 is 10 mm (about R / 8).

欠肉の発生結果を表1、図5に示す。   Table 1 and FIG.

表1から、欠肉が発生しないため(○とするため)には、W/Rは0.05≦W/R≦0.75とする必要があり、H/Wは0.05≦H/W≦0.5とするのが好ましいことが確認された。
また、図5は、切り欠き部10の幅Wと凸状押圧面3aの曲率半径Rとの比率を変えた際の欠肉の発生状況を、上に凸状の椀形状のプレス成型材の内面及び外面の座標として示したグラフである。この図の横軸はW/Rであり、縦軸はプレス成型材の中央部(外頂面、内頂面)における材料の位置座標を示したものである。
From Table 1, W / R needs to be 0.05 ≦ W / R ≦ 0.75, and H / W is 0.05 ≦ H / It was confirmed that W ≦ 0.5 is preferable.
Further, FIG. 5 shows the occurrence of undercutting when the ratio between the width W of the notch 10 and the radius of curvature R of the convex pressing surface 3a is changed. It is the graph shown as the coordinate of an inner surface and an outer surface. In this figure, the horizontal axis represents W / R, and the vertical axis represents the position coordinates of the material in the central portion (outer top surface, inner top surface) of the press-molded material.

図5に示すプレス成型材では、外頂面では最終的な形状(切削後の形状)が座標値約57の値をとり、内頂面では最終的な形状(切削後の形状)が座標値約40の値をとる。
この図から明らかなように、外頂面においては、W/Rが大きな値を取る場合、材料の位置座標が最終的な形状が座標値(約57)を下回る、すなわち外面欠肉が発生していることがわかる。一方、内頂面においては、W/Rが小さな値を取る場合、材料の位置座標が最終的な形状が座標値(約40)を上回る、すなわち内面欠肉が発生していることがわかる。すなわち、W/Rが0.05≦W/R≦0.75であれば、製品の欠肉を防止することができる。より好ましくは0.1≦W/R≦0.7とすることで、欠肉を確実に防止できることを本願出願人らは確認している。
In the press-molded material shown in FIG. 5, the final shape (the shape after cutting) takes a coordinate value of about 57 on the outer top surface, and the final shape (the shape after cutting) takes a coordinate value on the inner top surface. It takes a value of about 40.
As is clear from this figure, on the outer top surface, when W / R takes a large value, the final position coordinate of the material is lower than the coordinate value (about 57), that is, the outer surface is thinned. You can see that On the other hand, on the inner top surface, when W / R takes a small value, it can be seen that the position coordinate of the material has a final shape exceeding the coordinate value (about 40), that is, the inner surface is thin. That is, if W / R is 0.05 ≦ W / R ≦ 0.75, the lack of product can be prevented. The applicants of the present application have confirmed that lack of thickness can be reliably prevented by more preferably 0.1 ≦ W / R ≦ 0.7.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、上金型3は、図6に示すように、高さの小さなものとして形成させることも可能である。また、上金型3の板厚tは、下すぼみのテーパ形(T1>T2)に形成することも可能である。言うまでもなく、この場合の下端側板厚T2をtとおいて、式(3)が適用されるものとする。このような下すぼみのテーパ形を採用すれば、上金型3により元材5を押圧後、上金型3を上昇させるときに、上金型3と元材5との離反(離型性)が確実且つ円滑に行われるものとなる利点がある。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed according to the embodiment.
For example, the upper mold 3 can be formed with a small height as shown in FIG. In addition, the plate thickness t of the upper mold 3 can be formed in a tapered shape (T1> T2). Needless to say, equation (3) is applied, where t is the lower end thickness T2 in this case. By adopting such a taper shape of the lower depression, when the upper die 3 is lifted after the base material 5 is pressed by the upper die 3, the upper die 3 and the base material 5 are separated (releasing properties). ) Is surely and smoothly performed.

なお、切り欠き部10における上方凹み高さHを低くすれば、切り欠き部10は扁平な形状になることを付言する。ただし、切り欠き部10は円弧状とすることが限定されるものではなく、例えば多角形状の凹部として形成することも可能である。
実施形態では、上金型3を回転自在として説明を行ったが、下金型2を回転可能な構造にすることも可能である。上金型3と下金型2の双方を回転させたりするようにしてもよい。
In addition, if the upper dent height H in the notch part 10 is made low, it will be added that the notch part 10 becomes a flat shape. However, the cutout portion 10 is not limited to an arc shape, and can be formed as, for example, a polygonal recess.
In the embodiment, the upper mold 3 is described as being rotatable, but the lower mold 2 may be configured to be rotatable. Both the upper mold 3 and the lower mold 2 may be rotated.

元材5の材質や形状、寸法などは特に限定されるものではなく、熱間でプレスすることも限定されず、冷間でもよい。
また、本実施形態では、プレス加工時において、上金型を上昇した後、上金型を押圧方向軸回りに回転させるようにしていたが、下金型を圧方向軸回りに回転させるようにしても何ら問題はない。
The material, shape, dimensions, and the like of the base material 5 are not particularly limited, and the hot pressing is not limited and may be cold.
In this embodiment, the upper mold is rotated about the pressing direction axis after the upper mold is raised during press working. However, the lower mold is rotated about the pressure direction axis. There is no problem.

1 プレス金型
2 下金型
2a 金型面
3 上金型
3a 凸状押圧面
5 元材
5a 起立リブ
6 連結棒
10 切り欠き部
11 R面
12 R面
13 上端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Press die 2 Lower die 2a Mold surface 3 Upper die 3a Convex pressing surface 5 Original material 5a Standing rib 6 Connecting rod 10 Notch part 11 R surface 12 R surface 13 Upper end part

Claims (5)

元材を載せた下金型と該下金型を押圧する上金型とを有し、前記上金型又は下金型を押圧方向軸回りに回転させた後に前記上金型を下金型へ押し付けることで、元材を椀形状のプレス成型材へと成型するプレス金型において、
前記下金型は、前記椀形状を形成可能な凹状の金型面を有し、
前記上金型は立板形状とされていて、当該上金型の下端面は、前記下金型の金型面側に向かって突出する凸状押圧面とされていて、
前記凸状押圧面の最も下方に突出した部位には、上方に凹状とされた切り欠き部が形成されていることを特徴とするプレス金型。
A lower mold on which an original material is placed and an upper mold for pressing the lower mold, and the upper mold or the lower mold is rotated about a pressing direction axis and then the upper mold is moved to the lower mold. In a press mold that molds the base material into a bowl-shaped press molding material,
The lower mold has a concave mold surface capable of forming the bowl shape,
The upper mold is a standing plate shape, and the lower end surface of the upper mold is a convex pressing surface protruding toward the mold surface side of the lower mold,
A press die characterized in that a notch portion that is concave upward is formed at a portion of the convex pressing surface that projects downward.
前記凸状押圧面は、前記凹状の金型面に嵌り込む円弧状押圧面とされていることを特徴とする請求項1に記載のプレス金型。   The press mold according to claim 1, wherein the convex pressing surface is an arc-shaped pressing surface that fits into the concave mold surface. 前記切り欠き部の幅Wが、式(1)を満たすことを特徴とする請求項2に記載のプレス金型。
0.05×R≦W≦0.75×R (1)
ただし、Rは円弧状押圧面の曲率半径である。
The press die according to claim 2, wherein the width W of the notch satisfies the formula (1).
0.05 × R ≦ W ≦ 0.75 × R (1)
Where R is the radius of curvature of the arcuate pressing surface.
請求項1〜3のいずれかに記載のプレス金型を用いて椀形状のプレス成型材を形成することを特徴とするプレス方法。   A press method comprising forming a bowl-shaped press-molded material using the press die according to any one of claims 1 to 3. 前記プレス金型による押圧で椀形状のプレス成型材を形成した後、該プレス成型材上に前記上金型の切り欠き部に対応して上方へ膨出した凸部が残存した際に、当該凸部を押圧して均すことを特徴とする請求項4に記載のプレス方法。   After forming a bowl-shaped press molding material by pressing with the press mold, when a convex portion bulging upward corresponding to the notch portion of the upper mold remains on the press molding material, The pressing method according to claim 4, wherein the convex portions are pressed and leveled.
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