JP5557374B2 - Press mold - Google Patents
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Description
本発明は、プレス成形金型に関し、特に、ブランク材を引き伸ばしながらパンチの成形面に押し付けて意匠面を成形する張り出し成形に用いられる金型に関する。 The present invention relates to a press mold, and more particularly, to a mold used for overhang molding in which a blank is stretched and pressed against a molding surface of a punch to mold a design surface.
例えば特許文献1に示されているプレス成形金型は、図10及び図11に示すように、成形面103aを有するパンチ103と、パンチ103に対して相対的に昇降可能に設けられたダイ101と、パンチ103の周囲に設けられた昇降可能なブランクホルダ102とを有する。この金型では、まず、ダイ101を相対的に降下させてダイ101とブランクホルダ102とでブランク材Wの端部を挟持し(図10参照)、この状態でダイ101及びブランクホルダ102を降下させてブランク材Wをパンチ103の成形面103aに押し付けて引き伸ばすことで、ブランク材Wを塑性変形させて所定の形状に成形する(図11参照)。
For example, as shown in FIGS. 10 and 11, a press-molding die disclosed in
張り出し加工を行うプレス成形金型では、しわの発生を防止しながらブランク材を十分に引き伸ばすために、ブランク材の端部を保持する必要がある。このようにブランク材の端部を保持する機構としては、上記特許文献1に示されているように、昇降可能なブランクホルダを設けることが一般的である。この場合、プレス成形金型には、少なくともパンチ,ダイ,ブランクホルダの3点の部材が必要となる。また、金型の駆動機構として、ダイ(又はパンチ)を昇降させる駆動機構、及び、ブランクホルダを昇降させる駆動機構が必要となる。
In a press mold that performs an overhang process, it is necessary to hold the end of the blank material in order to sufficiently stretch the blank material while preventing the generation of wrinkles. As a mechanism for holding the end portion of the blank material in this way, as shown in
しかし、プレス成形に対する低コスト化の要求は厳しく、金型の製造コストの削減や、プレス成形時の駆動エネルギーの削減等が求められている。 However, the demand for cost reduction for press molding is severe, and it is required to reduce the manufacturing cost of the mold and drive energy during press molding.
また、ブランクホルダをダイで押し下げる際、ブランクホルダに所定のクッション圧(押し下げ力に対抗する力)を付与することにより、ダイとブランクホルダとでブランク材の端部を挟持することができる。しかし、ブランクホルダのクッション圧を一定に維持することは困難であるため、クッション圧がばらつくことによりブランク材の端部の保持力が異なり、製品の加工品質が不安定となる恐れがある。 In addition, when the blank holder is pushed down by the die, the end of the blank material can be held between the die and the blank holder by applying a predetermined cushion pressure (a force against the pushing force) to the blank holder. However, since it is difficult to keep the cushion pressure of the blank holder constant, there is a possibility that the holding force at the end of the blank material differs due to the variation of the cushion pressure and the processing quality of the product becomes unstable.
本発明の解決すべき課題は、プレス成形金型の製造コスト及び駆動エネルギーを削減すると共に、加工品質を安定させることにある。 The problem to be solved by the present invention is to reduce the manufacturing cost and driving energy of the press mold and stabilize the processing quality.
前記課題を解決するために、本発明は、成形面を有するパンチと、パンチに対して相対的に接近又は離反可能に設けられたダイとを備え、ブランク材を前記成形面に押し付けながら引き伸ばして成形する張り出し成形に用いられるプレス成形金型であって、パンチに、前記成形面の外周を囲むように凹部を形成すると共に、ダイに、前記凹部に挿入される凸部を形成し、ダイとパンチとを相対接近させて前記凸部を前記凹部に挿入することにより、前記凸部と前記凹部とでブランク材の端部を折り曲げて保持する保持機構と、ブランク材のうち、前記保持機構による折り曲げ部よりも内側の領域を前記凸部で前記凹部に押し込むことにより、ブランク材を前記成形面に押し付けながら引き伸ばす引き伸ばし機構とを設け、ブランク材の前記折り曲げ部よりも外側の領域を、前記凸部と前記凹部とで挟持した状態で、ダイとパンチとを相対接近させてブランク材を引き伸ばし、ブランク材の前記折り曲げ部よりも外側の領域を挟持する前記凸部の壁面及びこれに対向する前記凹部の壁面を、前記成形面の周方向に沿って山部と谷部とが交互に現れる同位相の波形形状としたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a punch having a molding surface and a die provided so as to be relatively close to or away from the punch, and stretches the blank material while pressing it against the molding surface. A press-molding die used for overmolding to form, wherein a punch is formed with a recess so as to surround the outer periphery of the molding surface, and a die is formed with a protrusion inserted into the recess, A holding mechanism that folds and holds the end portion of the blank material at the convex portion and the concave portion by inserting the convex portion into the concave portion with the punch relatively approached, and among the blank material, by the holding mechanism by pushing the area inside the bent portion into the recess in the convex portion, provided the stretching mechanism stretching while pressing the blank to the forming surface, the folding of the blank In a state where the region outside the bent portion is sandwiched between the convex portion and the concave portion, the die and the punch are relatively approached to stretch the blank material, and the region outside the bent portion of the blank material is sandwiched. The wall surface of the convex portion and the wall surface of the concave portion facing the convex portion have a waveform shape having the same phase in which peaks and troughs appear alternately along the circumferential direction of the molding surface .
このプレス成形金型では、凸部を凹部に挿入することによりブランク材の端部を折り曲げて保持することにより、ブランク材が成形面側に引き込まれることを規制する。こうして端部を折り曲げて保持した後、ブランク材の折り曲げ部よりも内側の領域を凸部で凹部に押し込むことにより、ブランク材を成形面に押し付けて引き伸ばす。このように、ダイ(凸部)及びパンチ(凹部)のみでブランク材の保持及び引き伸ばしを行うことができるため、ブランクホルダが不要となり、部品点数が削減されると共に、ブランクホルダを駆動する駆動エネルギーが不要となる。また、折り曲げ機構によりブランク材を保持する力は、金型の寸法精度、特に、パンチに形成される凸部とダイに形成される凹部の寸法精度に依存するためばらつきが少なく、加工品質を安定させることができる。 In this press molding die, the end of the blank material is bent and held by inserting the convex portion into the concave portion, thereby restricting the blank material from being drawn to the molding surface side. After the end portion is bent and held in this manner, the blank material is pressed against the molding surface and stretched by pushing the region inside the bent portion of the blank material into the concave portion by the convex portion. Thus, since the blank material can be held and stretched only by the die (convex portion) and the punch (concave portion), the blank holder becomes unnecessary, the number of parts is reduced, and the driving energy for driving the blank holder Is no longer necessary. In addition, the force that holds the blank material by the bending mechanism depends on the dimensional accuracy of the mold, especially the dimensional accuracy of the protrusions formed on the punch and the recesses formed on the die, so there is little variation and stable processing quality. Can be made.
上記のプレス成形金型において、ブランク材の折り曲げ部よりも外側の領域を凸部と凹部とで挟持すれば、ブランク材の端部を確実に保持することができる。このとき、ブランク材の折り曲げ部よりも外側の領域を挟持する凸部の壁面と凹部の壁面とを、成形面の周方向に沿って山部と谷部とが交互に現れる同位相の波形形状とすれば、例えば両壁面を成形面の周方向と平行に形成した場合と比べて、ブランク材の成形面側への引き込みを規制する効果が高められ、ブランク材の端部をより確実に保持することができる。 In the above press molding die, if the region outside the bent portion of the blank material is sandwiched between the convex portion and the concave portion, the end portion of the blank material can be reliably held. At this time, the in-phase corrugated shape in which peaks and valleys alternately appear along the circumferential direction of the molding surface between the wall surface of the convex portion and the wall surface of the concave portion that sandwich the outer region of the bent portion of the blank material. Then, for example, compared with the case where both wall surfaces are formed parallel to the circumferential direction of the molding surface, the effect of restricting the blank material from being drawn into the molding surface side is enhanced, and the end of the blank material is held more securely. can do.
以上のように、本発明のプレス成形金型によれば、ブランクホルダを省略できるため、金型の製造コスト及び駆動エネルギーが削減できると共に、プレス成形の加工品質を安定させることができる。 As described above, according to the press molding die of the present invention, since the blank holder can be omitted, the manufacturing cost and driving energy of the die can be reduced, and the processing quality of press molding can be stabilized.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本発明の一実施形態に係るプレス成形金型1を示す。このプレス成形金型1は張り出し成形に用いられる金型であり、例えば自動車のドアアウタを成形するものである。プレス成形金型1は、パンチ10と、ダイ20と、ダイ20をパンチ10に対して相対的に接近又は離反させる駆動機構(例えばシリンダやサーボモータ等、図示省略)とを備える。本実施形態では、パンチ10を固定側とすると共にダイ20を移動側とし、パンチ10の上方でダイ20を昇降させる場合を示す。尚、以下の説明では、図1の左右方向を「幅方向」と言い、幅方向で金型の中心側(成形面11側)を「内側」、金型の中心から離反する側を「外側」と言う。
FIG. 1 shows a press molding die 1 according to an embodiment of the present invention. This
パンチ10は、製品(ドアアウタ)の意匠面を成形するための成形面11を有する。パンチ10には、成形面11の外周を囲むように凹部12が形成され、本実施形態では、成形面11を全周にわたって囲む環状の凹部12が形成される。凹部12の外側(成形面11から離反する側)には全周にわたって当接面13が形成され、図示例では、当接面13が成形面11よりも上方に配される。
The
凹部12は、底面12aと、外側の壁面12bと、内側の壁面12cとで構成される。底面12aは、略水平に形成され、成形面11よりも下方に配される。外側の壁面12bは、底面12aの外側端部から上方に立ち上がり、本実施形態では底面12aから鉛直上方に立ち上がる。内側の壁面12cは、底面12aの内側端部から上方に立ち上がり、本実施形態では底面12aから上向き内側に傾斜して立ち上がる。外側の壁面12bは、図4に示すように、成形面11の周方向(図中の上下方向)で山部と谷部とが交互に現れる波形形状に形成される。外側の壁面12bの波形形状は、例えばピッチPを10〜20mm程度、山部と谷部との高低差Hを3〜5mm程度に設定される。
The
ダイ20は、図1に示すように、パンチ10の成形面11との間にブランク材Wを挟持して所定の形状に成形する押さえ面21を有する。押さえ面21は、成形面11と上下方向で対向し、成形面11に対応した形状を成す。ダイ20には、押さえ面21の外周を囲むように凸部22が形成され、本実施形態では、押さえ面21を全周にわたって囲む環状の凸部22が形成される。凸部の外側には当接面23が形成され、図示例では、当接面23が押さえ面21よりも上方に配される。
As shown in FIG. 1, the
凸部22は、先端面22aと、外側の壁面22bと、内側の壁面22cとで構成され、パンチ10の凹部12に対応した形状を成す。先端面22aは、略水平に形成され、パンチ10の凹部12の底面12aと上下方向で対向している。外側の壁面22bは、先端面22aの外側端部から上方に立ち上がり、本実施形態では先端面22aから鉛直上方に立ち上がる。内側の壁面22cは、先端面22aの内側端部から上方に立ち上がり、本実施形態では、先端面22aから上向き内側に傾斜して立ち上がる。外側の壁面22bは、凹部12の外側の壁面12bに対応した形状に形成され、押さえ面21の周方向で山部と谷部とが交互に現れる波形形状に形成される(図4参照)。凹部12の外側の壁面12b及び凸部22の外側の壁面22bの波型形状は同位相に形成され、微小隙間を介して対向する。
The
以下に、上記構成のプレス成形金型1を用いたプレス成形方法(張り出し成形方法)を説明する。 Below, the press molding method (extrusion molding method) using the press molding die 1 of the said structure is demonstrated.
まず、図1に示すように、ダイ20をパンチ10から離反させた状態(すなわちダイ20を上昇させた状態)で、パンチ10とダイ20との間にブランク材Wを配置する。図示例では、パンチ10の外側端部に形成された当接面13の上にブランク材Wが載置される。
First, as shown in FIG. 1, the blank material W is disposed between the
次に、図2に示すように、ダイ20を降下させてダイ20の凸部22をパンチ10の凹部12に上方から挿入する。これにより、図3に拡大して示すように、凸部22の先端面22aによりブランク材Wが上方から押圧されると共に、凸部22の外側の角部22dと凹部12の外側の壁面12bとでブランク材Wの端部が折り曲げられる。このブランク材Wの折り曲げ部W1が凸部22の角部22dに巻きつくことにより、ブランク材Wの内側への引き込みが規制される。ブランク材Wの折り曲げ部W1よりも外側の領域W2は、凹部12の外側の壁面12bと凸部22の外側の壁面22bとで挟持され、上方に立ち上がる。本実施形態では、図4に示すように、両壁面12b,22bを同位相の波形形状に形成し、これらの間にブランク材Wを挟持することで、ブランク材Wの内側への引き込みを確実に規制することができる。このとき、凸部22の外側の壁面22bと凹部12の外側の壁面12bとの間の微小隙間は、大きすぎるとブランク材Wを保持する効果が得られず、小さすぎるとブランク材Wを切断する恐れがあるため、ブランク材の厚さと同じかそれよりも僅かに小さく設定される。例えば、厚さ0.6mmのブランク材Wを加工する場合であれば、壁面12b,22bの間の微小隙間は0.55〜0.6mm程度に設定される。また、図3に示すように、凸部22の外側の角部22dを丸みを帯びた曲面状に形成することにより、ブランク材Wの切断を確実に防止できる。
Next, as shown in FIG. 2, the
さらにダイ20を降下させると、図5に示すように、凸部22が凹部12にさらに挿入される。このとき、ブランク材を、凸部22の先端面22aで成形面11を越えて下方に押し込むことで、ブランク材Wの中央部W0が成形面11に押し付けられて引き伸ばされる。詳しくは、図6に拡大して示すように、ブランク材Wの折り曲げ部W1及びその外側領域W2を凸部22と凹部12とで保持しながら、ブランク材Wの折り曲げ部W1よりも内側の領域(被押圧部)W3が凸部22の先端面22aで下方に押し下げられる。このとき、成形面11と凸部22の先端面22aとの間に幅方向の隙間を介して高低差が生じることで、ブランク材Wの被押圧部W3の内側に傾斜部W4が形成される。凸部22でブランク材Wの被押圧部W3を押し下げることで、傾斜部W4を引き伸ばしながら、ブランク材Wの中央部W0を成形面11に押し付けて引き伸ばす。
When the die 20 is further lowered, the
さらにダイ20を降下させると、図7に示すように、ダイ20の当接面23がパンチ10の当接面13に当接し、型締めが完了する。こうして、ブランク材Wの中央部W0がパンチ10の成形面11に押し付けられながら引き伸ばされて塑性変形すると共に、中央部W0をパンチ10の成形面11とダイ20の押さえ面21とで挟持することで、ブランク材Wが所定の形状に成形される。このとき、ブランク材Wの端部(W1〜W4)は、パンチ10の凹部12とダイ20の凸部22とで挟持される。
When the die 20 is further lowered, as shown in FIG. 7, the
その後、ダイ20を上昇させ、成形品が金型から取り出される(図示省略)。この型開き時には、パンチ10とダイ20との間が瞬間的に真空状態となる。このとき、例えば図11に示すようにブランクホルダ102を設けた場合、パンチ103とブランクホルダ102との間に隙間Sが形成されるため、この隙間Sを介して型開き時にゴミ等の異物が侵入する恐れがある。隙間Sにフィルタを設ければ異物の侵入を防ぐことができるが、ブランクホルダ102はパンチ103に対して可動であり、且つ、隙間Sはパンチ103の全周に設けられるため、隙間Sにフィルタを設けることは困難である。そこで、本実施形態のようにブランクホルダを廃止することで、図11に示すような隙間Sが形成されず、異物の侵入の恐れも無い。この場合、パンチ10とダイ20との間の真空状態を早期に解除するために、図7に示すようにパンチ10を貫通し、成形面11に一端が開口する貫通穴14を形成してもよい。この場合、貫通穴14を介して異物が侵入することを防止するためにフィルタ(図示省略)を設けることが好ましい。尚、このような貫通穴は、ダイ20に設けても良い。
Thereafter, the
本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、当接面13を成形面11よりも上方に設けているが、これに限らず、例えば図9に示すように、当接面13を成形面11の上端部よりも下方に配しても良い。このプレス成形金型1’によると、凸部22が、凹部12に挿入される前にブランク材Wに当接するため、凸部22及び成形面11でブランク材を少し湾曲させた後、凸部22が凹部12に挿入されてブランク材の端部が保持される。一方、上記実施形態のように、当接面13を成形面よりも上方に配すれば、ブランク材Wの端部を凸部22と凹部12とで保持した後、ブランク材Wが成形面11に押し付けられて引き伸ばされる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the
このように、当接面13と成形面11との相対的な高さを調整することにより、ブランク材Wの端部を保持するタイミングを任意に設定することができる。すなわち、プレス成形による変形量が大きい場合(例えば図9に示すように成形面11の曲率が比較的大きい場合)には、当接面13を成形面11よりも下方に設け、ブランク材をある程度変形させてから端部を保持することで、材料を破断させることなく成形することができる。一方、プレス成形による変形量が小さい場合(例えば図1に示すように成形面11の曲率が比較的小さい場合)には、当接面13を成形面11よりも上方に設け、ブランク材Wの端部を保持してから成形面11に押し付けることで、材料を十分に引き伸ばして良好な意匠面を得ることができる。また、ブランク材Wの変形量及び引き伸ばし量を場所によって異ならせたい場合は、当接面13と成形面11との相対的な高さを、例えば成形面11の周方向で異ならせても良い。
Thus, the timing which hold | maintains the edge part of the blank material W can be arbitrarily set by adjusting the relative height of the
また、上記のようなプレス成形金型は、ブランク材Wの端部に形成される折り曲げ部W1で端部の意匠面側への引き込みを完全に規制する場合に限らず、折り曲げ部W1を介して端部を意匠面側に多少流入させてもよい。この場合でも、折り曲げ部W1により材料の引き込みが妨げられることで、ブランク材Wが外側に引き伸ばされ、所定の形状に成形される。 In addition, the press mold as described above is not limited to the case where the bending portion W1 formed at the end portion of the blank material W completely restricts the drawing of the end portion to the design surface side, but via the bending portion W1. The end may be slightly allowed to flow into the design surface side. Even in this case, the blank material W is stretched to the outside and is formed into a predetermined shape by preventing the material from being pulled in by the bent portion W1.
また、上記の実施形態では、パンチ10に形成される凹部12及びダイ20に形成される凸部22が、成形面11を全周にわたって囲むように環状に形成されているが、必ずしも凹部12及び凸部22を全周で連続させる必要はなく、例えば金型の角部付近で凹部や凸部を分断してもよい。
In the above embodiment, the
1 プレス成形金型
10 パンチ
11 成形面
12 凹部
13 当接面
20 ダイ
21 押さえ面
22 凸部
23 当接面
W ブランク材
DESCRIPTION OF
Claims (1)
パンチに、前記成形面の外周を囲むように凹部を形成すると共に、ダイに、前記凹部に挿入される凸部を形成し、
ダイとパンチとを相対接近させて前記凸部を前記凹部に挿入することにより、前記凸部と前記凹部とでブランク材の端部を折り曲げて保持する保持機構と、ブランク材のうち、前記保持機構による折り曲げ部よりも内側の領域を前記凸部で前記凹部に押し込むことにより、ブランク材を前記成形面に押し付けながら引き伸ばす引き伸ばし機構とを設け、
ブランク材の前記折り曲げ部よりも外側の領域を、前記凸部と前記凹部とで挟持した状態で、ダイとパンチとを相対接近させてブランク材を引き伸ばし、
ブランク材の前記折り曲げ部よりも外側の領域を挟持する前記凸部の壁面及びこれに対向する前記凹部の壁面を、前記成形面の周方向に沿って山部と谷部とが交互に現れる同位相の波形形状としたプレス成形金型。 A press-molding die used for overhang molding, which includes a punch having a molding surface and a die provided so as to be relatively close to or away from the punch, and stretches and shapes a blank material against the molding surface. There,
A punch is formed with a recess so as to surround the outer periphery of the molding surface, and a die is formed with a protrusion inserted into the recess,
A holding mechanism that folds and holds an end portion of the blank material at the convex portion and the concave portion by inserting the convex portion into the concave portion with the die and the punch relatively approached, and the holding member among the blank materials. A stretch mechanism that stretches while pressing the blank material against the molding surface by pressing the inner region of the bent portion by the mechanism into the concave portion by the convex portion ; and
With the region outside the bent portion of the blank material sandwiched between the convex portion and the concave portion, the die and the punch are relatively approached to stretch the blank material,
On the wall surface of the convex portion that sandwiches the outer region of the bent portion of the blank material and the wall surface of the concave portion that opposes the same, peaks and valleys appear alternately along the circumferential direction of the molding surface. Press mold with phase waveform .
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