JP5686509B2 - Transfer press molding equipment - Google Patents
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Description
本発明は、トランスファープレス成形装置に関し、特に、鉄系、非鉄系、及び積層材等の各種金属材料をプレス成形する際の、成形不良現象の抑制、生産不具合発生の抑制、生産時の運転エネルギ節約、等に用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to a transfer Puresu molding apparatus, in particular, ferrous, non-ferrous, and the time of press-molding the various metal materials of the laminate or the like, the suppression of molding defects phenomena, inhibition of production defect occurs, the operation energy during production The present invention relates to a technique suitable for saving and the like.
金属材料のプレス成形は、生産性が高く、高精度に加工できることから、自動車、産業機械、電気機器、輸送用機器などの製造に広く用いられている。この中でもトランスファープレス成形と呼ばれる技術は特に生産性が高く、現在、数多くの部品生産に適用されている。また、近年、自動車分野においては衝突安全性確保とCO2排出量削減に繋がる車体軽量化を両立させるために、フロントサイドメンバー、リヤサイドメンバー、ロッカー、ピラー類等、複雑なプレス成形が必要となる部品へ高強度鋼板を適用しようとする試みが高まっており、これらの成形に使用されるトランスファープレス成形装置のさらなる精度改善、生産性向上が切望されている。 Metallic press molding is widely used for manufacturing automobiles, industrial machines, electrical equipment, transportation equipment, and the like because it is highly productive and can be processed with high precision. Technique called transfer Puresu molding Among these is high particularly productive, now being applied to a number of parts production. In recent years, in the automotive field, complex press molding has been required for front side members, rear side members, lockers, pillars, etc., in order to achieve both collision safety and weight reduction leading to CO 2 emission reduction. to the component there is an increasing attempt to apply the high strength steel sheet, a further improved accuracy of the transfer Puresu molding apparatus used in these molding, productivity improvement has been desired.
トランスファープレス成形の技術は、例えば特許文献1に開示されている。トランスファープレス成形とは、多工程で製造される製品の、各工程を加工するための何組かの独立した金型の間を連絡して、前工程の金型から次の工程の金型へ加工品をいっせいに送り届ける移送装置を使う、自動加工方法である。 Technology Transfer Puresu molding, for example, disclosed in Patent Document 1. The transfer Puresu molding of the products manufactured in multiple steps, and contact between the several sets of independent molds for processing each step, from the die of the previous step to mold the next step It is an automatic processing method that uses a transfer device that delivers processed products together.
トランスファープレス成形では、連続した何工程かの二次加工を同時に行いつつ、途中まったく人手を要せずして最終工程後に製品が取り出されるまで連続して加工工程が進められていく。その際に、それぞれの金型におけるプレス加工条件が時間的に一定であれば、プレス後の成形品の形状や厚み、表面状態は一定であるが、プレス加工を継続して行っているうちに、それぞれの金型におけるプレス加工条件が変動し、これが原因で割れやしわなどの突発的なプレス成形品の不良や、寸法精度のばらつきが発生することがある。 In transfer Puresu molding, while performing sequential what step of secondary processing simultaneously go machining process continuously is advanced until the product after the final step way at all by not requiring human intervention is taken out. At that time, if the press processing conditions in each mold are constant over time, the shape, thickness, and surface state of the molded product after pressing are constant. The press working conditions in each mold fluctuate, and this may cause sudden failure of the press-formed product such as cracks and wrinkles, and variations in dimensional accuracy.
トランスファープレス成形では、上述のように自動的かつ連続的に加工工程が進められていくことから生産性は高いが、生産性が高いが故に、条件変動が発生すると、これに伴う不良品の数は通常のプレスに比較すると多くなる。この条件変動に伴う不良品の発生は、特に上記の高強度鋼板のプレス成形の場合に顕著になる。 In transfer Puresu molding, high productivity since it will automatically and continuously machining process is advanced as described above, when there is a high productivity because, variable condition occurs, the number of defective products due to this Increases compared to a normal press. The occurrence of inferior goods due to this change in conditions becomes prominent particularly in the case of press forming of the above-described high-strength steel sheet.
しかしながら、これまでは、この条件変動の修正に関しては、最終工程後に製品が取り出され、不良品等の発生の確認後に行わざるを得なかった。従って、この条件変動の迅速な修正により高精度な生産が可能なトランスファープレス成形装置が待ち望まれていた。
(生産不具合発生の抑制)
また、従来のトランスファープレス成形装置では、自動的かつ連続的に加工工程が進められていくことに起因して、不良品が発生しても、正常部品に混入しその発見が困難になってしまう、不良品が発生した工程が明確にならず、対策が困難であるといった問題があった。
Until now, however, the correction of this condition variation has to be performed after the product is taken out after the final process and the occurrence of defective products or the like is confirmed. Therefore, highly accurate production can transfer Puresu molding apparatus has been awaited by rapid correction of this condition change.
(Suppression of production defects)
Further, in the conventional transfer Puresu forming apparatus automatically and due to the continuously the processing step will proceed, even defective occurs, the contaminating its discovery in normal component becomes difficult However, there is a problem that the process in which the defective product is generated is not clarified and the countermeasure is difficult.
さらに、従来のトランスファープレス成形装置では、不良品が発生しても、正常部品と同様に後工程で加工してしまうために、たとえば重なりしわが発生した不良品を後工程でプレスしてしまうことで型が破損してしまう、亀裂のある不良部品を後工程でトリムしてしまうことで、トリム屑がうまく排出できず詰まる、といった問題が発生することがあった。 Furthermore, in the conventional transfer Puresu molding apparatus also defective occurs, in order to become processed in a subsequent step as with normal parts, it would pressed in a subsequent step the defectives example overlapping wrinkles occurred In some cases, the mold is damaged, and a defective part having a crack is trimmed in a subsequent process, so that trim waste cannot be discharged well and is clogged.
これらの生産不具合が発生すると、その対策と復旧には多大な時間と労力が必要となってしまう。したがって、これらの生産不具合発生を抑制することが可能なトランスファープレス成形装置が待ち望まれていた。
(生産時の運転エネルギ節約)
また、従来のトランスファープレス成形装置では、不良品が発生しても、正常部品と同様に後工程で加工してしまう。不良品に対しても、正常部品と同様に加工を施すことは、トランスファープレス成形装置の運転エネルギ、具体的には消費電力、油圧、エア圧等を無駄に消費していることに他ならず、省エネルギやCO2排出量削減といった観点から問題であった。こういった運転エネルギの不要な消費を抑制することが可能なトランスファープレス成形装置が待ち望まれていた。
When these production failures occur, a great deal of time and effort are required for countermeasures and recovery. Therefore, these production defect occurrence transfer Puresu molding apparatus capable of suppressing has been awaited.
(Saving operating energy during production)
Further, in the conventional transfer Puresu molding apparatus also defective occurs, resulting in processed in a subsequent step as with normal parts. Against defective, is subjected to processing similar to the normal components, operating energy transfer Puresu molding apparatus, in particular power, hydraulic, nothing but the fact that wasting air pressure and the like It was a problem from the viewpoint of energy saving and CO 2 emission reduction. These were transfer Puresu molding apparatus capable of suppressing unnecessary consumption of operation energy has been awaited.
本発明は、トランスファープレス成形装置の高生産性を活かすべく、各金型のプレス成形条件が変動してもこれを速やかに、かつ適正に修正することで、加工の際に発生する不良品の数を従来の装置に比較して遥かに減少させることのできるトランスファープレス成形装置を提供すること、さらに、生産不具合発生の抑制、生産時の運転エネルギ節約が可能なトランスファープレス成形装置を提供することを課題とする。 The present invention, taking advantage of high productivity of the transfer Puresu molding apparatus, the mold of the press molding conditions quickly and can also vary, and by properly corrected, defective products generated during the machining providing a transfer Puresu molding apparatus which can be much more reduced compared to the number in the conventional apparatus, further inhibiting the production defect occurrence, to provide a transfer Puresu molding apparatus capable operating energy savings during production Is an issue.
本発明は、上記の課題を解決するために成されたもの位であり、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
(1)ポンチとダイとの相対的な移動によって被加工材を成形する複数の金型と、該複数の金型間で被加工材を搬送する被加工材搬送装置とを有し、前記複数の金型で被加工材を順次成形するトランスファープレス成形装置であって、先に成形する第1の金型は、前記ポンチ及びダイの少なくとも1つ以上を測定対象金型としたときに、該測定対象金型の内部に設置され、プレス成形中のストロークに応じて測定対象金型の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段と、該弾性歪が所定範囲を超えたとき又は所定範囲を下回ったときに成形異常を予測する成形異常予測手段とを有し、前記第1の金型の後に設置され被加工材の形状を矯正成形する第2の金型は、前記成形異常の予測結果に基づいて、プレス荷重、成形速度の少なくとも1種以上を制御する制御手段を有することを特徴とするトランスファープレス成形装置。
(2)さらに、前記第1の金型は、前記ポンチとダイとの相対的な移動に連動するパッド及びしわ押え金型の少なくとも1つ以上を有することを特徴とする(1)に記載のトランスファープレス成形装置。
(3)前記歪測定手段が、圧電素子または歪ゲージであることを特徴とする請求項1または(2)に記載のトランスファープレス成形装置。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the gist thereof is the following contents as described in the scope of claims.
(1) A plurality of molds for forming a workpiece by relative movement of a punch and a die, and a workpiece conveying device for conveying the workpiece between the plurality of molds, the plurality The first press mold is a first press mold for forming a workpiece in succession when at least one of the punch and the die is a measurement target mold. Strain measuring means installed inside the measurement target mold and measuring the elastic strain generated in the measurement target mold according to the stroke during press molding, and when the elastic strain exceeds a predetermined range or a predetermined range A molding abnormality prediction means for predicting a molding abnormality when it falls below, and a second mold that is placed after the first mold and corrects the shape of the workpiece is a prediction result of the molding abnormality. Based on the above, at least one kind of press load and molding speed Transfer press molding apparatus characterized by comprising control means for controlling the.
(2) Further, the first mold has at least one of a pad and a crease presser mold interlocked with the relative movement of the punch and the die. Transfer press molding equipment.
(3) The transfer press molding apparatus according to (1) or (2), wherein the strain measuring means is a piezoelectric element or a strain gauge.
本発明によれば、各金型のプレス成形条件が変動してもこれを速やかに、かつ適正に修正することで、加工の際に発生する不良品の数を従来の装置に比較して遥かに減少させることのできるトランスファープレス成形装置を提供することができるうえ、生産不具合発生の抑制、生産時の運転エネルギ節約が可能なトランスファープレス成形装置を提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。 According to the present invention, even if the press molding conditions of each mold fluctuate, this can be corrected promptly and appropriately, so that the number of defective products generated during processing is far greater than that of conventional devices. after which it is possible to provide a transfer Puresu forming apparatus which can reduce the suppression of the production defect occurrence, such as it can provide a transfer Puresu forming apparatus can be operated energy savings during production, significant on useful industrial There is an effect.
以下、図面を参照しながら、本発明に係わるトランスファープレス成形装置の各種の実施例を用いて説明する。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described with reference to various embodiments of the transfer Puresu molding apparatus according to the present invention.
まず、(1)、(3)に記載の発明について説明する。本発明にかかわるトランスファープレス成形装置の一例を図1に示す。 First, the invention described in (1) and (3) will be described. An example of the transfer Puresu molding apparatus according to the present invention shown in FIG.
図1は、本発明に関わるトランスファープレス成形装置を側面から見た図である。図1のトランスファープレス成形装置はポンチ101〜104とダイ201〜204を有する。ポンチ101とダイ201、ポンチ102とダイ202、ポンチ103とダイ203、ポンチ104とダイ204は、それぞれ相対的な移動によって被加工材501〜504を成形する金型を構成している。すなわち、図1では4工程の金型を有している。ポンチ101とダイ201は、第1工程目のプレス成形、特にフォーム成形を行う金型であり、被加工材501を加工するのに用いる。被加工材501はネストガイド901、またはその他図示しない位置決め手段によって位置決めをされた状態で加工を受ける。
Figure 1 is a view of the transfer Puresu molding apparatus according to the present invention from the side. Transfer Puresu molding apparatus of Figure 1 includes a
ポンチ102とダイ202は、第2工程目のプレス成形、特にフォーム成形を行う金型であり、先の第1工程目のプレス成形によって成形された被加工材501を再度加工するのに用いる。被加工材502はネストガイド901、またはその他図示しない位置決め手段によって位置決めをされた状態で加工を受ける。
The
ポンチ103とダイ203は、第3工程目のプレス成形、特にトリム成形を行う金型であり、先の第2工程目のプレス成形によって成形された被加工材502を再度加工するのに用いる。被加工材502は図示しない位置決め手段によって位置決めをされた状態で加工を受ける。
The
ポンチ104とダイ204は、第4工程目のプレス成形、特にリストライク成形を行う金型であり、先の第3工程目のプレス成形によって成形された被加工材503を再度加工するのに用いる。被加工材502は図示しない位置決め手段によって位置決めをされた状態で加工を受ける。
The
図1では一例として4工程の金型を示しているが、2工程以上の金型を有するトランスファープレス成形装置であれば、本発明を適用可能である。 It is shown a mold of 4 steps as an example in FIG. 1, if the transfer Puresu molding apparatus having two or more steps of the mold, the present invention is applicable.
また、図1のトランスファープレス成形装置は、被加工材搬送装置601、603と、図1には表示されていない被加工材搬送装置602を有する。これらの被加工材搬送装置について、図2を用いて詳細に説明する。
Also, transfer Puresu molding apparatus of FIG. 1 includes a
図2は、本発明に関わるトランスファープレス成形装置を上面から見た図である。被加工材搬送装置601は、図示しないディスタッカによってスタックから分離されたシート状の被加工材、またはコイルから図示しないシャーリング設備によって分離されたシート状の被加工材などを第一工程目直前まで搬送する装置である。この被加工材搬送装置601によって搬送され、トランスファープレス成形装置の第一工程目の金型に供給されるのを待っている被加工材が被加工材500である。被加工材搬送装置602は、前述した各工程の金型間で被加工材を搬送するための装置である。
Figure 2 is a view of the transfer Puresu molding apparatus according to the present invention from the upper surface. The
図2に示す被加工材搬送装置602は、製品送り方向を見て左右1本ずつ、計2本のフィンガレール604と、各フィンガレールに5個ずつ、計10個のフィンガ605から構成されている。
The
フィンガ605は、被加工材搬送装置601、または各工程金型に位置している被加工材を掴み(クランプ)、次工程まで搬送されたのちに離す(アンクランプ)機能を有している。フィンガ605には、かぎ爪のような形状を有して被加工材をひっかけることで上記機能を実現するものと、エア圧や電磁モーター等の駆動力によって駆動することで被加工材を掴むものとがある。駆動するタイプの場合、その駆動タイミングは、フィンガレール604や各工程金型の動作と同期するように調整される。
The
フィンガ605は、フィンガレール604に固定されるが、その固定位置は、フィンガレール604が動作した際に、上述したような機能、すなわち被加工材を掴み、次工程まで搬送されたのちに離す機能が阻害されることがないよう、調整された上で取り付けられる。
The
フィンガレール604は、前述したフィンガ605を用いて、被加工材搬送装置601、または各工程金型に位置している被加工材を次工程まで搬送する機能を有する。その動作は、クランプ、アドバンス、アンクランプ、リターンの4種の動作から構成されており、この4種の動作を順番に繰り返すことで、被加工材を搬送する機能を実現する。
The
クランプの動作は、図2で上側に位置するフィンガレール604は下方に、下側に位置するフィンガレールは上方に移動し、前述したフィンガ605を被加工材直近まで近づける、もしくは接触させる動作である。この動作の後にフィンガ605は被加工材を掴む。アドバンスの動作は、被加工材をフィンガ605で掴んだ状態のまま、図2の送り方向に移動し、各工程金型にある被加工材を全て次工程に搬送する動作である。この動作の後にフィンガ605は被加工材を離す。
The operation of the clamp is an operation in which the
アンクランプの動作は、図2で上側に位置するフィンガレール604は上方に、下側に位置するフィンガレールは下方に移動し、被加工材を離したフィンガ605を被加工材から遠ざける動作である。リターンの動作は、図2の送り方向と逆方向に移動し、次のクランプの動作に備える動作である。
The unclamping operation is an operation in which the
被加工材搬送装置603は、トランスファープレス成形装置の最終工程金型で成形された被加工材を、溶接や組み立てなど別の工程に搬送するための装置である。被加工材505は、この被加工材搬送装置603によって、まさに他の工程に搬送されようとしている被加工材である。
また、図1のトランスファープレス成形装置は、第1の金型として、ポンチ102、ダイ202の相対移動によって被加工材502を成形する金型を選定し、さらに測定対象金型として
ダイ202を選定し、そのダイ202の内部に歪測定手段702を設置している。
Also, transfer Puresu molding apparatus of FIG. 1, a first mold, a
被加工材502は、ダイ202によってポンチ102に押し付けられ、所定の形状に成形される。このとき、ポンチ102やダイ202の表面に造型された湾曲凸形状の近傍かつ金型内部に、以下に説明する歪測定手段702を設置し、そのひずみ量を監視することで、割れやしわ、スプリングバックなどの成形異常、または、金型かじりなどの金型異常を判定することが可能であることを我々は見出した。
The
効果的に割れやしわ、スプリングバックなどの成形異常を判定するためには、歪測定手段702の設置位置が重要である。歪測定手段702の望ましい設置位置を図3と図4に示す。 In order to determine molding abnormalities such as cracks, wrinkles, and springbacks effectively, the installation position of the strain measuring means 702 is important. A desirable installation position of the strain measuring means 702 is shown in FIGS.
図3はプレス機スライドにダイ202が設置されている場合、図4にはプレス機スライドにポンチ102が設置されている場合であるが、いずれの場合においても、歪測定手段702の設置位置は、ポンチ102及びダイ202を測定対象金型としたときに、測定対象金型、すなわちポンチ102とダイ202が成形下死点位置にあるときに、材料流出側のダイ肩R止まりよりもプレス方向側に位置することとする。
FIG. 3 shows the case where the
この理由は、第一に歪測定手段702の設置に起因する金型の破損、損傷を回避する為である。特にダイ202において、歪測定手段702は材料流出側のダイ肩R止まりよりもプレス方向側に位置していないと、歪測定手段702を設置するための穴加工において寸法精度が不足する危険性が高い。一般的に、歪測定手段702を設置するための穴加工にはドリル加工が用いられるが、このとき歪測定手段702を設置するための穴とダイ202表面との間にある肉が少ないと、ドリルの剛性不足により、肉の少ない方向へドリルが曲がってしまい、寸法精度が不足する問題が発生しやすくなる。この問題が発生すると、加工寸法は指定寸法より肉が少なくなる方向、すなわち破損などの危険性が高まる方向になってしまうため、この問題発生を回避するためには、歪測定手段702は材料流出側のダイ肩R止まりよりもプレス方向側に位置するのが望ましい。
また熱処理において割れが発生するなど、穴加工以外でも加工失敗の発生確率が高い。また穴加工や熱処理が成功したとしても、強度不足により金型を繰り返し使用している最中で破損する危険性が高い。
次に、図5a及び図5bは、上述の歪測定手段702の具体的構成例を示す図である。歪測定手段702の設置方法の一例としては、図5aの模式図に示すようにダイ202に貫通しないきり穴をあけて雌ネジを切り、きり穴の底に図5bに示すひずみセンサ902を入れ、プラグで軸力をかけて圧入する方法がある。ひずみセンサ902としては、歪ゲージ、圧電素子、光ファイバを用いたFBGセンサ等の使用が考えられるが、この際に、圧電素子またはひずみゲージを使用すると、施工費用を抑制しながら周波数応答特性の高い好適な測定が可能となる。
This is because the breakage of the mold caused by the installation of the strain measuring means 702 to first, is because to avoid damage. In particular the
The crack or the like occurs in the heat treatment, a high probability of occurrence of machining failure other than drilling. Even as the hole machining and heat treatment is successful, there is a high risk of corruption in the midst of repeated use of the mold by insufficient strength.
Next, FIGS. 5a and 5b are diagrams showing a specific configuration example of the strain measuring means 702 described above. As an example of the installation method of the strain measuring means 702, as shown in the schematic diagram of FIG. 5a, a hole that does not penetrate the
また、図1のトランスファープレス成形装置は、成形異常を予測し、プレス荷重、成形速度の少なくとも1種以上を制御する制御手段803と制御手段804を設置している。制御手段803は上述の歪測定手段702によって測定された弾性歪が所定範囲を超えたとき、又は所定範囲を下回ったときに、成形異常を予測し、第3工程目の金型のプレス荷重、成形速度の少なくとも1種以上を制御する。
Also, transfer Puresu molding apparatus of FIG. 1 predicts a molding abnormality is press load, the control means 803 and control means 804 for controlling at least one or more kinds of forming speed installed. When the elastic strain measured by the
制御手段804は上述の歪測定手段702によって測定された弾性歪が所定範囲を超えたとき、又は所定範囲を下回ったときに、成形異常を予測し、第3工程目の金型のプレス荷重、成形速度の少なくとも1種以上を制御する。
When the elastic strain measured by the
制御手段803または制御手段804によって成形異常を予測する方法について、図6を用いて説明する。図6は、歪測定手段702によるひずみ量測定結果を示したグラフである。横軸は成形ストロークSであり、被加工材502の成形が開始した時点でのプレス機スライド位置がSstart、成形下死点に達して被加工材502の成形が終了した時点でのプレス機スライド位置が、Sendである。また、縦軸はひずみ量を表している。ここでひずみ量は圧縮ひずみをプラスの値で表す。
A method for predicting molding abnormality by the control means 803 or 804 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a graph showing the result of strain measurement by the strain measuring means 702. The horizontal axis is the forming stroke S. The press slide position at the start of forming the
図中の点線G1とG2が、それぞれひずみ量所定範囲の上限と下限を表している。ここでひずみ量所定範囲の上限と下限の決定方法について説明する。複数回のプレス成形を行い、そのうち成形品に異常がないプレス成形時のひずみ量を採取する。異常がないプレス成形時のひずみ量を10以上集めてそれらを平均化したひずみ量を、成形異常を判定するための平均化ひずみ量とする。 The dotted lines G1 and G2 in the figure represent the upper and lower limits of the predetermined strain amount range, respectively. Here, a method for determining the upper limit and the lower limit of the predetermined strain amount range will be described. Perform press forming a plurality of times, and collect the amount of strain during press forming without any abnormality in the molded product. The strain amount obtained by collecting 10 or more strain amounts during press forming without abnormality and averaging them is defined as an average strain amount for determining molding abnormality.
また、前述した複数回のプレス成形において、成形品に異常があるプレス成形時のひずみ量を採取し、そのうち平均化ひずみ量を上回っているひずみ量を10以上集めてそれらを平均化したひずみ量を、ひずみ量所定範囲の上限とする。 In addition, in the multiple press forming described above, the amount of strain at the time of press forming in which there is an abnormality in the molded product is collected, and the amount of strain exceeding 10 times of the average strain amount is collected and averaged. Is the upper limit of the predetermined strain range.
また、前述した複数回のプレス成形において、成形品に異常があるプレス成形時のひずみ量を採取し、そのうち平均化ひずみ量を下回っているひずみ量を10以上集めてそれらを平均化したひずみ量を、ひずみ量所定範囲の下限とする。 In addition, in the multiple press forming described above, the amount of strain at the time of press forming in which there is an abnormality in the molded product is collected, and the strain amount that is averaged by collecting 10 or more strain amounts below the average strain amount. Is the lower limit of the predetermined strain range.
図6には、例として、ひずみ量測定結果1)、ひずみ量測定結果2)、ひずみ量測定結果3)の3つのひずみ量測定結果を図示してあるが、このうち、ひずみ量測定結果1)はひずみ量所定範囲の範囲内であるため、成形に問題なしと判定される。一方、ひずみ量測定結果2)はひずみ量所定範囲の上限を超過する部分があるため、成形異常と判定される。また、ひずみ量測定結果3)はひずみ量所定範囲の下限を下回る部分があるため、成形異常と判定される。以上のようにして、プレス成形品の成形異常を判定する。 FIG. 6 shows, as an example, three strain measurement results: strain measurement result 1), strain measurement result 2), and strain measurement result 3). Of these, strain measurement result 1 ) Is within the predetermined strain range, it is determined that there is no problem in molding. On the other hand, since the strain amount measurement result 2) has a portion exceeding the upper limit of the strain amount predetermined range, it is determined that the molding is abnormal. In addition, since the strain amount measurement result 3) has a portion below the lower limit of the strain amount predetermined range, it is determined that the molding is abnormal. As described above, the molding abnormality of the press-formed product is determined.
特に、成形ストロークSがSendの50%以上となる領域、すなわち成形後半において、ひずみ量測定結果がひずみ量所定範囲の下限を下回る部分がある場合(3の場合)、プレス成形品に割れ、またはネッキングが発生していると判定する。
特に、成形ストロークSがSendの50%以下となる領域、すなわち成形前半において、ひずみ量測定結果がひずみ量所定範囲の上限を上回る部分がある場合(2の場合)、プレス成形品にスプリングバック、または流入量異常が発生していると判定する。
特に、成形ストロークSがSendの50%以上となる領域、すなわち成形後半において、ひずみ量測定結果がひずみ量所定範囲の上限を上回る部分がある場合、プレス成形品にしわが発生していると判定する。
次に、制御手段803または制御手段804によって予測された各成形異常に対する、金型のプレス荷重、成形速度の制御方法を図7に示すフローチャートを用いて説明する。
In particular, the region forming stroke S is equal to or more than 50% of the Send, i.e. in the latter molding, if there is a portion where the strain amount measuring result is below the lower limit of the strain amount predetermined range (for 3), cracks press-or It is determined that necking has occurred .
In particular, the region forming stroke S is equal to or less than 50% of the Send, i.e. in the first half mold (in the case of 2) If there is a portion where the strain amount measuring result exceeds the upper limit of the strain amount predetermined range, spring back to press- Alternatively, it is determined that an inflow amount abnormality has occurred .
In particular, it determines a region forming stroke S is equal to or more than 50% of the Send, i.e. in the latter molding, if there is a portion exceeding the upper limit of the strain amount measuring result strain amount predetermined range, the wrinkle is generated in the press-molded article .
Next, a method for controlling the press load and molding speed of the mold for each molding abnormality predicted by the control means 803 or 804 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
図7に示すフローチャートでは、判定動作820:プレス成形開始?、処理動作821:金型ひずみ量の測定、判定動作822:プレス成形終了?、判定動作823:割れ、ネッキング発生?、処理動作824:各制御手段への指令01、判定動作825:スプリングバック、流入量異常発生?、処理動作826:各制御手段への指令02、判定動作827:しわ発生?、処理動作828:各種制御手段への指令03、処理動作829:各種制御手段への指令04、の10の動作を行う。以下、連続生産中にN枚目の被加工材を成形する時に行う動作を想定し、各動作について順番に説明する。 In the flowchart shown in FIG. 7, determination operation 820: start of press molding? , Processing operation 821: measurement of mold strain amount, determination operation 822: press forming completed? , Judgment operation 823: Cracking or necking occurred? , Processing operation 824: command 01 to each control means, determination operation 825: springback, inflow amount abnormality occurred? , Processing operation 826: command 02 to each control means, determination operation 827: wrinkle generated? , Processing operation 828: command 03 to various control means, processing operation 829: command 04 to various control means are performed. Hereinafter, assuming each operation performed when the N-th workpiece is formed during continuous production, each operation will be described in turn.
判定動作820:プレス成形開始?では、プレス成形が開始されたか否かを判定する。ここでプレス成形が開始されたと判定されるのは、待機位置で待機していたプレス機スライドが稼働を開始し、上下金型の型タッチ位置まで動作進展した時である。 Judgment operation 820: Press molding started? Then, it is determined whether press molding has been started. Here, it is determined that the press molding has started when the press machine slide that has been waiting at the standby position starts operating and the operation progresses to the die touch position of the upper and lower molds.
被加工材が下型の定位置にセットされている場合、スライドが上下金型の型タッチ位置まで動作進展すると、被加工材は上下の金型に挟まれ、成形が開始される。 When the work material is set at a fixed position of the lower die, when the slide moves to the die touch position of the upper and lower dies, the work material is sandwiched between the upper and lower dies, and molding is started.
被加工材が下型に投入されていない場合は、スライドが上下金型の型タッチ位置まで動作進展しても、被加工材の成形は開始されない。また、被加工材が下型の定位置に対してずれて投入されてしまった場合なども、上下金型の型タッチ位置まで動作進展するのと、被加工材の成形開始は同期しない場合が考えられる。このような場合でも、本発明では、プレス機スライドが上下金型の型タッチ位置まで動作進展した場合は全てプレス成形開始?=YESと判断して処理する。 When the workpiece is not put into the lower mold, the molding of the workpiece is not started even if the slide moves to the mold touch position of the upper and lower molds. In addition, even when the workpiece has been thrown away from the fixed position of the lower mold, the operation progresses to the mold touch position of the upper and lower molds and the molding start of the workpiece may not be synchronized. Conceivable. Even in such a case, in the present invention, when the press slide moves to the die touch position of the upper and lower molds, press molding is all started. = YES is processed.
プレス成形開始、すなわちスライドが上下金型の型タッチ位置まで動作進展したか否かを判定する方法としては、ひとつは上下金型の型タッチ位置に相当するプレス機クランク角度、またはプレス機スライド位置を予め求めておいて、その位置にスライドが到達するとリレーなどが駆動して信号を生成するようにしておき、その信号を受信したときプレス成形開始と判定する方法が考えられる。 One of the methods for determining whether or not the slide has started to move to the die touch position of the upper and lower molds is one of the press machine crank angle corresponding to the mold touch position of the upper and lower molds, or the press machine slide position. A method may be considered in which when a slide reaches the position, a relay or the like is driven to generate a signal, and when the signal is received, it is determined that press forming has started.
また、測定対象金型に設置するひずみ量測定手段からの信号出力をモニターし、所定の値まで出力が上昇したタイミングを上下金型の型タッチ位置に対応するとして、プレス成形開始を判定する方法もある。 Also, a method of determining the start of press molding by monitoring the signal output from the strain amount measuring means installed in the measurement target mold and corresponding to the mold touch position of the upper and lower molds when the output rises to a predetermined value. There is also.
プレス成形開始?=NOと判断された場合、判定動作820はプレス成形開始?=YESとなるまで判定待機を続ける。
Press forming started? If NO is determined, is the
処理動作821:金型ひずみ量の測定では、測定対象金型に設置されたひずみ量測定手段、例えば歪ゲージ、圧電素子、光ファイバを用いたFBGセンサー等により、金型のひずみ量を測定する。 Processing operation 821: In the measurement of the mold strain amount, the strain amount of the mold is measured by a strain amount measuring means installed in the measurement target mold, for example, a strain gauge, a piezoelectric element, an FBG sensor using an optical fiber, or the like. .
判定動作822:プレス成形終了?では、プレス成形が終了したか否かを判定する。ここでプレス成形が終了したと判定されるのは、プレス機スライドが成形下死点位置まで到達した時である。 Judgment operation 822: Press forming completed? Then, it is determined whether or not press molding has been completed. Here, it is determined that the press molding is completed when the press machine slide reaches the molding bottom dead center position.
プレス成形終了を判定する方法として、プレス機クランク角度が一般的な成形下死点位置である180度に到達した場合、または成形下死点位置におけるプレス機スライド位置を予め求めておき、その位置にスライドが到達した場合などにリレーなどが駆動して信号を生成するようにし、その生成信号を受信したときプレス成形終了と判定する方法が考えられる。 As a method of determining the end of press molding, when the press machine crank angle reaches 180 degrees which is a general molding bottom dead center position, or the press machine slide position at the molding bottom dead center position is obtained in advance, and the position For example, when a slide arrives, a relay or the like is driven to generate a signal, and when the generation signal is received, it is possible to determine that press forming has ended.
または、別途測定した成形速度の情報を用いる方法もある。この方法では、プレス機スライドがサインカーブに従って動作することが判明しており、さらにプレス成形開始時点での成形速度が判れば、プレス成形終了となる時刻も容易に算出が可能であるので、そのプレス成形終了となる時刻に到達した時点でプレス成形終了と判定する。プレス成形終了?=NOと判断された場合、判定動作822はプレス成形終了?=YESとなるまで処理動作821を反復する。
Alternatively, there is a method using information on molding speed measured separately. In this method, it is known that the press machine slide operates according to a sine curve, and if the molding speed at the start of press molding is known, the time at which press molding ends can be easily calculated. It is determined that the press forming is completed when the time when the press forming ends is reached. End of press molding? If NO is determined, is the
処理動作821の反復するサイクルについて、プレス成形時の割れなどの不良は、一般的に数ms程度の極めて短時間で発生する現象であるので、反復するサイクルも数ms以下の間隔で反復することが望ましい。測定機器の処理能力に問題がなければ1KHz以上のサンプリングレートで測定することが望ましい。
Regarding the repeated cycles of the
判定動作823:割れ、ネッキング発生?では、先に処理動作821によって測定された金型ひずみ量を前述の判定方法に基づいて判定した結果、割れ、ネッキングが発生しているか否かによって、その後の処理を区別する。
Judgment operation 823: Cracking or necking occurred? Then, as a result of determining the mold strain amount previously measured by the
割れ、ネッキングが発生しているプレス成形である場合は、処理動作824に進む。割れ、ネッキングが発生していないプレス成形でない場合は、判定動作825に進む。
In the case of press molding in which cracking and necking have occurred, the process proceeds to
判定動作825:スプリングバック、流入量異常発生?では、先に処理動作821によって測定された金型ひずみ量を前述の判定方法に基づいて判定した結果、スプリングバック、流入量異常が発生しているか否かによって、その後の処理を区別する。スプリングバック、流入量異常が発生しているプレス成形である場合は、処理動作826に進む。スプリングバック、流入量異常が発生していないプレス成形でない場合は、判定動作827に進む。
Judgment operation 825: Springback, inflow amount abnormality occurred? Then, as a result of determining the mold strain amount previously measured by the
判定動作827:しわ発生?では、先に処理動作821によって測定された金型ひずみ量を前述の判定方法に基づいて判定した結果、しわが発生しているか否かによって、その後の処理を区別する。
Judgment operation 827: Wrinkle generated? Then, as a result of determining the mold strain amount previously measured by the
しわが発生しているプレス成形である場合は、処理動作828に進む。しわが発生していないプレス成形でない場合は、処理動作829に進む。
In the case of press forming in which wrinkles are generated, the process proceeds to
処理動作824は、連続生産中にN枚目の被加工材を成形する時、歪測定手段702が設置されている第2工程目の成形において、割れ、ネッキングが発生していると判定された場合、各制御手段に対し以下のような指令を行う。
In the
制御手段803、制御手段804の両方に対してN発目の被加工材の成形速度をゼロとするよう指令を行う。すなわち、制御手段803が設置されている第3工程目の金型、また制御手段804が設置されている第4工程目の金型に、被加工材搬送装置602によってN枚目の被加工材が搬送されても、第2工程目の成形においてN枚目の被加工材に割れ、ネッキングが発生していると判定された場合、第3工程目と第4工程目の金型は作動せず、N枚目の被加工材は成形を受けない。この処理動作824を行うことにより、以下のような効果が発生する。
The
まず、割れが発生したN枚目の被加工材は第2工程目以降の成形を受けない為、4工程目すべての成形を受けた正常部品とは形状が大きく異なり、正常部品に混入する可能性が極めて低下する。また万が一混入したとしても形状が大きく異なるので容易に発見することが可能となる。 First, since the Nth workpiece that has cracked does not undergo molding in the second and subsequent steps, the shape differs significantly from normal components that have undergone molding in all four steps, and can be mixed into normal components. The properties are extremely reduced. Even if it is mixed, it can be easily discovered because the shape is greatly different.
また、割れが発生したN枚目の被加工材は第2工程目以降の成形を受けない為、割れが発生した異常工程が第2工程目であることが明確となり、割れを回避するための対策検討が容易となる。 In addition, since the N-th workpiece that has cracked is not subjected to molding after the second step, it becomes clear that the abnormal process in which the crack has occurred is the second step, and to avoid cracking. It is easy to examine measures.
また、割れが発生している被加工材に対して第3工程目のトリム成形を行うと、トリムされて廃棄される部分、すなわちトリム屑の形状が正常部品の場合と大きく異なるため、トリム屑がうまく排出出来ずにシューターが詰まってしまうという問題があった。 In addition, if trim processing in the third step is performed on the work material that has cracked, the trimmed waste part, that is, the shape of the trim scrap, is significantly different from that of a normal part. However, there was a problem that the shooter was clogged because it could not be discharged well.
割れが発生したN枚目の被加工材は第3工程目の成形を受けない為、上述のようなトリム屑の排出不良といったトラブルを回避することができる。 Since the N-th workpiece that has cracked is not subjected to the molding in the third step, it is possible to avoid troubles such as the above-described defective discharge of trim debris.
また、割れが発生している被加工材に対して第4工程のリストライク成形を行うと、被加工材の割れ部分に発生したバリなどによって金型が損傷してしまうという問題があった。割れが発生したN枚目の被加工材は第4工程目の成形を受けない為、上述のような金型が損傷してしまうといったトラブルを回避することができる。 In addition, when the fourth step of re-striking is performed on a work piece in which cracks have occurred, there is a problem in that the mold is damaged by burrs or the like generated in the crack portion of the work piece. Since the Nth workpiece to be cracked is not subjected to the molding in the fourth step, it is possible to avoid the trouble that the mold is damaged as described above.
また、割れが発生したN枚目の被加工材は第2工程目以降の成形を受けない為、トランスファープレス成形装置の運転エネルギ、具体的には消費電力、油圧、エア圧等を節約することができる。 Further, since N-th workpiece cracking occurs not subjected to molding in the second step and subsequent, operation energy transfer Puresu molding apparatus, that in particular to save power consumption, hydraulic, air pressure, etc. Can do.
処理動作826は、連続生産中にN枚目の被加工材を成形する時、歪測定手段702が設置されている第2工程目の成形において、スプリングバック、流入量異常が発生していると判定された場合、各制御手段に対し以下のような指令を行う。制御手段803に対しては、成形条件等の変更指令は行わない。制御手段804に対しては、N発目の被加工材の成形荷重を10%増加するよう指令を行う。
すなわち、制御手段803が設置されている第3工程目の金型に、被加工材搬送装置602によってN枚目の被加工材が搬送された時、第2工程目の成形においてN枚目の被加工材にスプリングバック、流入量異常が発生していると判定されても、第3工程目の金型は通常のトリム成形を行う。
That is, when the N-th workpiece is transported by the
また、制御手段804が設置されている第4工程目の金型に、被加工材搬送装置602によってN枚目の被加工材が搬送された時、第2工程目の成形においてN枚目の被加工材にスプリングバック、流入量異常が発生していると判定されている場合は、成形荷重を10%増加するよう指令を行う。この処理動作826を行うことにより、以下のような効果が発生する。
Further, when the N-th workpiece is transported by the
成形荷重を10%増加することで、スプリングバックが発生し形状凍結性に劣るN枚目の被加工材に対し、ポンチ肩など製品湾曲部の板厚方向、または製品ウェブ面の面内方向に付与される圧縮残留応力が増大し、これにより形状を矯正することができる。 By increasing the forming load by 10%, the N-th workpiece that has a springback and is inferior in shape freezing is applied in the thickness direction of the product curved part such as the punch shoulder or in the in-plane direction of the product web surface. The applied compressive residual stress is increased, whereby the shape can be corrected.
処理動作828は、連続生産中にN枚目の被加工材を成形する時、歪測定手段702が設置されている第2工程目の成形において、しわが発生していると判定された場合、各制御手段に対し以下のような指令を行う。
When the
制御手段803、制御手段804の両方に対してN発目の被加工材の成形速度をゼロとするよう指令を行う。すなわち、制御手段803が設置されている第3工程目の金型、また制御手段804が設置されている第4工程目の金型に、被加工材搬送装置602によってN枚目の被加工材が搬送されても、第2工程目の成形においてN枚目の被加工材にしわが発生していると判定された場合、第3工程目と第4工程目の金型は作動せず、N枚目の被加工材は成形を受けない。この処理動作828を行うことにより、以下のような効果が発生する。
The
まず、しわが発生したN枚目の被加工材は第2工程目以降の成形を受けない為、4工程目すべての成形を受けた正常部品とは形状が大きく異なり、正常部品に混入する可能性が極めて低下する。また万が一混入したとしても形状が大きく異なるので容易に発見することが可能となる。 First, because the Nth workpiece that has been wrinkled does not undergo molding in the second and subsequent steps, the shape is significantly different from normal components that have undergone molding in all four steps and can be mixed into normal components. The properties are extremely reduced. Even if it is mixed, it can be easily discovered because the shape is greatly different.
また、しわが発生したN枚目の被加工材は第2工程目以降の成形を受けない為、しわが発生した異常工程が第2工程目であることが明確となり、しわを回避するための対策検討が容易となる。 In addition, since the N-th workpiece with wrinkles is not subjected to molding after the second step, it is clear that the abnormal step in which wrinkles have occurred is the second step, so as to avoid wrinkles. It is easy to examine measures.
また、しわが発生している被加工材に対して第3工程目のトリム成形を行うと、トリムされて廃棄される部分、すなわちトリム屑の形状が正常部品の場合と大きく異なるため、トリム屑がうまく排出出来ずにシューターが詰まってしまうという問題があった。しわが発生したN枚目の被加工材は第3工程目の成形を受けない為、上述のようなトリム屑の排出不良といったトラブルを回避することができる。 In addition, when trimming in the third step is performed on the work material in which wrinkles are generated, the trimmed waste part, that is, the shape of the trim waste is greatly different from that of a normal part. However, there was a problem that the shooter was clogged because it could not be discharged well. Since the Nth work material in which wrinkles are generated does not receive the molding in the third step, it is possible to avoid troubles such as the above-described defective discharge of trim debris.
また、しわが発生している被加工材に対して第4工程のリストライク成形を行うと、被加工材のしわによって金型が損傷してしまうという問題があった。しわが発生したN枚目の被加工材は第4工程目の成形を受けない為、上述のような金型が損傷してしまうといったトラブルを回避することができる。 Further, when the fourth step of re-striking is performed on the workpiece on which wrinkles are generated, there is a problem that the mold is damaged by the wrinkles of the workpiece. Since the Nth work material in which wrinkles are generated is not subjected to the molding in the fourth step, it is possible to avoid the trouble that the mold is damaged as described above.
また、しわが発生したN枚目の被加工材は第2工程目以降の成形を受けない為、トランスファープレス成形装置の運転エネルギ、具体的には消費電力、油圧、エア圧等を節約することができる。 Further, since wrinkles N th workpiece generated do not undergo the forming of the second step and subsequent, operation energy transfer Puresu molding apparatus, that in particular to save power consumption, hydraulic, air pressure, etc. Can do.
処理動作829は、判定動作823、判定動作825、判定動作827のいずれにおいても成形不良発生が無いと判定された場合の処理であり、制御手段803、制御手段804に対して成形条件等の変更指令は行わない。
(即時性)
以下、本発明が、トランスファープレス成形装置を用いてプレス成形する際の成形不良現象の抑制、生産不具合発生の抑制、生産時の運転エネルギ節約、等に好適な技術であることを、他の手法と比較して述べる。
The
(Immediate)
Hereinafter, the present invention is the suppression of molding defects phenomena during press molding using a transfer Puresu forming apparatus, the suppression of the production defect occurs, the operation energy savings during production, it is a preferred technique etc, other methods Compared with
割れやしわ、スプリングバックといった成形不良現象の発生を判定する手段としては、本発明の歪測定手段702を用いる手法だけでなく、高速度カメラや赤外線カメラなどの各種撮像機器で被加工材を撮影する、といった手法の利用も考えられる。 As a means for determining the occurrence of molding defect phenomena such as cracks, wrinkles, and springback, not only the technique using the strain measuring means 702 of the present invention, but also photographing a workpiece with various imaging devices such as a high-speed camera and an infrared camera. It is possible to use a technique such as.
各種撮像機器を用いて被加工材を撮影する手法を、例えば本発明図1における歪測定手段702の代替手法として用いるとすると、各種撮像機器はダイ202とポンチ102の相対移動によって被加工材の加工が完了した後にダイ202が上昇して被加工材が各種撮像機器の視野内に入った後でなければ撮影は不可能である。
If a technique for photographing a workpiece using various imaging devices is used as, for example, an alternative technique of the strain measuring means 702 in FIG. 1 of the present invention, the various imaging devices are configured to move the workpiece by relative movement of the
しかし、多くのトランスファープレス成形装置では、被加工材が撮像機器の視野内に入る前に被加工材搬送装置602によってクランプされ、次工程へ搬送されてしまう。トランスファープレス成形装置のライン途中では被加工材は常に動き続けており、静止することはほとんど無い。静止することがない被加工材を各種撮像機器で撮影しようとしても、フォーカスが合いにくいといった問題や、視野内に入った被加工材の認識、すなわち被加工材の外周形状の認識が困難であるといった問題があり、トランスファープレス成形装置のライン途中における被加工材撮影は不可能であった。
However, in many of the transfer Puresu molding apparatus is clamped by a
本発明で述べたような、トランスファープレス成形装置のライン途中において割れやしわ、スプリングバックといった成形不良現象の発生を判定し、さらにライン途中で制御手段803、制御手段804を用いて成形速度や成形荷重といった成形条件を制御することで、形不良現象の抑制、生産不具合発生の抑制、生産時の運転エネルギ節約といった効果を得るためには、図7のフローチャートで述べたような、プレス成形開始からプレス成形終了までの間に測定を行える手段が不可欠であり、その手段として歪測定手段702は極めて好適な手段であった。 As described in the present invention, the transfer Puresu I palm cracking in the middle line of the molding device, to determine the occurrence of molding defects phenomena such springback, the control means 803 further halfway line, forming speed and molding using the control means 804 By controlling the molding conditions such as the load, in order to obtain the effects of suppressing the defective shape phenomenon, suppressing the production failure, and saving the operating energy during production, from the start of press molding as described in the flowchart of FIG. A means capable of performing measurement before the end of press forming is indispensable, and the strain measuring means 702 is a very suitable means as the means.
以上の理由から、本発明は、トランスファープレス成形装置を用いてプレス成形する際の成形不良現象の抑制、生産不具合発生の抑制、生産時の運転エネルギ節約、等に好適な技術である。 For these reasons, the present invention is the suppression of molding defects phenomena during press molding using a transfer Puresu molding apparatus, production defect occurrence suppression, operating energy savings in production, a preferred technique like.
次に、(2)に記載の発明について図8を用いて説明する。図8は、図1に対して、しわ押さえ金型301、しわ押さえ金型302、パッド402、パッド403が追加されている。これ以外の点については(1)に記載の発明に関する図1と同様の構成である。
Next, the invention described in (2) will be described with reference to FIG. In FIG. 8, a
上述の発明を基に、本発明例1として図1に示すプレス成形装置を試作し、プレス成形を行った。 Based on the above-mentioned invention, the press molding apparatus shown in FIG.
表1に被加工材として用いた鋼板の特性を示す。板厚1.8mm、引張強度590MPa級の鋼板を使用した。 Table 1 shows the characteristics of the steel sheet used as the workpiece. A steel plate having a plate thickness of 1.8 mm and a tensile strength of 590 MPa was used.
本成形では、測定対象金型としてポンチとダイの両方を選定し、図10に示すように歪測定手段702をポンチ102に1つ、ダイ202に1つ、計2つ設置した。
In this molding, both punches and dies were selected as measurement target molds, and two strain measuring means 702 were installed, one for the
2つの歪測定手段702はいずれも、ポンチ102とダイ202が成形下死点位置にあるときに、材料流出側のダイ肩R止まりよりも、矢印で示すプレス方向側に位置するように設置した。
Both of the two strain measuring means 702 were installed so as to be located on the pressing direction side indicated by the arrow from the die shoulder R stop on the material outflow side when the
歪測定手段702は、図5aに示したような、金型に貫通しないきり穴をあけて雌ねじを切り、きり穴の底に図5bに示したようなひずみセンサ902を入れて、プラグで軸力をかけて圧入する方法を用いた。
As shown in FIG. 5a, the strain measuring means 702 has a hole that does not penetrate the die and cuts an internal thread, and a
ひずみセンサ902としては、圧電素子センサを用いた。また、その圧電素子センサが測定する圧縮・引張ひずみの方向は、プレス方向と同一とした。
A piezoelectric element sensor was used as the
上述したように設置した歪測定手段702によって測定されたひずみ量は、図11に示すグラフにプロットされるようになった。そして、図11に既に示されている、成形異常を判定するためのひずみ量所定範囲(上限G1及び下限G2に挟まれる範囲)に収まっているか否かによって、金型異常や成形異常を判定した。 The amount of strain measured by the strain measuring means 702 installed as described above is plotted in the graph shown in FIG. Then, the mold abnormality or the molding abnormality is determined depending on whether or not the strain amount is within a predetermined range (a range between the upper limit G1 and the lower limit G2) already shown in FIG. .
本成形部材では、被加工材502の成形が開始した時点でのストロークは0mm、成形が完了下時点でのストロークは105mmである。また、図示されている成形異常を判定するための平均化ひずみ量G3は、まず100回のプレス成形を行い、成形品に異常がないことを確認した75回のプレス成形において、歪測定手段702により得られたひずみ量を平均することで得たものである。
In this molded member, the stroke when the molding of the
また、前述した100回のプレス成形において、成形品に異常があるプレス成形時のひずみ量を採取し、そのうち平均化ひずみ量を上回っているひずみ量のデータが11得られたので、それらを平均化したひずみ量をひずみ量所定範囲の上限G1とした。ひずみ量所定範囲の上限は、平均化ひずみ量G3に対して全ストローク範囲で100μεを加算したものとほぼ等しい結果となった。 In addition, in the above-described 100 times of press forming, the amount of strain at the time of press forming having an abnormality in the molded product was collected, and 11 pieces of strain amount data exceeding the average strain amount were obtained. The strain amount converted into the upper limit G1 of the strain amount predetermined range. The upper limit of the predetermined strain amount range was almost equal to the average strain amount G3 plus 100 με over the entire stroke range.
また、前述した100回のプレス成形において、成形品に異常があるプレス成形時のひずみ量を採取し、そのうち平均化ひずみ量G3を下回っているひずみ量のデータが14得られたので、それらを平均化したひずみ量をひずみ量所定範囲の下限G2とした。ひずみ量所定範囲の下限G2は、平均化ひずみ量G3に対して全ストローク範囲で80μεを減算したものとほぼ等しい結果となった。 In addition, in the above-described 100 times of press forming, the amount of strain at the time of press forming in which there is an abnormality in the molded product was collected, and 14 pieces of strain amount data below the average strain amount G3 were obtained. The strain amount averaged was taken as the lower limit G2 of the strain amount predetermined range. The lower limit G2 of the predetermined strain amount range was almost equal to the average strain amount G3 obtained by subtracting 80 με over the entire stroke range.
表2と表3に、本発明例1として試作したトランスファープレス成形装置を用いたプレス成形試験結果を示す。 Table 2 and Table 3 shows the press-molded test results using the transfer Puresu forming apparatus fabricated as the invention example 1.
本発明例1のプレス成形では、割れ、しわ、ネッキングといった成形不良が発生した部品は第2工程目以降の成形を受けない為、4工程目すべての成形を受けた正常部品とは形状が大きく異なり、正常部品に混入する可能性が極めて低下する。 In the press molding of Example 1 of the present invention, the parts having molding defects such as cracks, wrinkles, and necking are not molded after the second process, so the shape is larger than the normal parts subjected to all the moldings in the fourth process. Unlikely, the possibility of mixing in normal parts is extremely reduced.
本発明を用いないプレス成形では、成形不良が発生した部品が正常部品に混入する割合は335ppmであったが、本発明例1のプレス成形では成形不良が発生した部品は形状が大きく異なるので容易に発見することが可能であった為、正常部品への混入は発生しなかった。また、成形不良が発生した工程が第2工程目であることも明確にすることができた。 In the press molding not using the present invention, the ratio of the part in which the molding defect occurred to the normal part was 335 ppm, but in the press molding of the present invention example 1, the part in which the molding defect has occurred is greatly different in shape and easy. As a result, it was not possible to mix in normal parts. It was also possible to clarify that the process in which molding defects occurred was the second process.
本発明を用いないプレス成形では、割れ、しわといった成形不良が発生した部品に対して第3工程目のトリム成形を行うと、トリムされて廃棄される部分、すなわちトリム屑の形状が正常部品の場合と大きく異なるため、トリム屑がうまく排出出来ずにシューターが詰まってしまうという問題があった。本発明例1のプレス成形では、成形不良が発生した部品は第3工程目の成形を受けない為、上述のようなトリム屑の排出不良といったトラブルを回避することができる。 In press molding that does not use the present invention, when trim molding in the third step is performed on a part in which molding defects such as cracks and wrinkles have occurred, the trimmed and discarded part, that is, the shape of the trim scraps is normal part. Since it was very different from the case, there was a problem that trim waste could not be discharged well and the shooter was clogged. In the press molding of Example 1 of the present invention, a part in which a molding defect has occurred is not subjected to the molding in the third step, so that it is possible to avoid troubles such as the above-described defective trim dust discharge.
本発明を用いないプレス成形では、成形不良が発生した部品を第3工程目でトリム成形してしまうことによりシューターが詰まってしまう割合は221ppmであったが、本発明例1のプレス成形では成形不良が発生した部品は第3工程の成形を受けない為、トリム屑の排出不良といったトラブルは発生しなかった。 In the press molding not using the present invention, the ratio of clogging the shooter due to trim molding of the part in which molding failure occurred in the third step was 221 ppm. Since the defective part is not subjected to the molding in the third step, troubles such as defective trim dust discharge did not occur.
本発明を用いないプレス成形では、割れ、しわといった成形不良が発生した部品に対して第4工程のリストライク成形を行うと、部品の割れ部分に発生したバリや、しわなどによって金型が損傷してしまうという問題があった。本発明例1のプレス成形では、成形不良が発生した部品は第4工程目の成形を受けない為、上述のような金型が損傷してしまうといったトラブルを回避することができる。 In press molding that does not use the present invention, if the re-striking process in the fourth step is performed on a part in which molding defects such as cracks and wrinkles have occurred, the mold may be damaged by burrs or wrinkles generated in the cracked part of the part. There was a problem of doing. In the press molding of Example 1 of the present invention, a part in which molding failure has occurred is not subjected to the molding in the fourth step, so that it is possible to avoid the trouble that the mold is damaged as described above.
本発明を用いないプレス成形では、成形不良が発生した部品を第4工程でリストライク成形してしまうことにより金型が損傷してしまう割合は75ppmであったが、本発明例1のプレス成形では成形不良が発生した部品は第4工程の成形を受けない為、金型の損傷といったトラブルは発生しなかった。 In the press molding not using the present invention, the ratio of damage to the mold due to the rest-like molding of the part in which molding failure occurred in the fourth step was 75 ppm. Then, since the part in which the molding defect occurred was not subjected to the molding in the fourth step, troubles such as damage to the mold did not occur.
本発明を用いないプレス成形では、割れ、しわ、ネッキングといった成形不良が発生した部品に対しても全工程で成形を行うが、本発明例1のプレス成形では割れ、しわ、ネッキングといった成形不良が発生した部品は第2工程目以降の成形を受けない為、トランスファープレス成形装置の運転エネルギ、具体的には消費電力、油圧、エア圧等を節約することができる。 In press molding that does not use the present invention, molding is performed in all steps even on parts that have undergone molding defects such as cracks, wrinkles, and necking. However, the press molding of Example 1 of the present invention has molding defects such as cracks, wrinkles, and necking. since the generated parts not subjected to molding in the second step and subsequent, operation energy transfer Puresu molding apparatus, in particular it is possible to save power consumption, hydraulic, air pressure, etc..
表2、表3に示すように、本発明例1では、割れ、しわ、ネッキングの発生率が6.7%であり、これらの部品は第2工程目以降の成形を受けないので、費電力、油圧、エア圧のいずれも3.5%の消費エネルギを節約することが可能となった。 As shown in Tables 2 and 3, in Example 1 of the present invention, the occurrence rate of cracks, wrinkles, and necking is 6.7%, and these parts are not subjected to the molding after the second step, so the power consumption Both the hydraulic pressure and the air pressure can save 3.5% of energy consumption.
本発明例1では、スプリングバック、流入量異常といった成形不良が発生した部品に対し第4工程金型での成形時に成形荷重を10%増加することで、ポンチ肩など製品湾曲部 の板厚方向、または製品ウェブ面の面内方向に付与される圧縮残留応力を増大させ、これにより形状を矯正することができる。 In Example 1 of the present invention, by increasing the molding load by 10% at the time of molding in the fourth process mold for parts with molding defects such as springback and inflow abnormality, the thickness direction of the curved part of the product such as punch shoulder Alternatively, the compressive residual stress applied in the in-plane direction of the product web surface can be increased, thereby correcting the shape.
本発明を用いないプレス成形では、スプリングバック、流入量異常といった成形不良が発生する割合は5.1%であった。表2、表3に示すように、本発明例1でもスプリングバック、流入量異常といった成形不良は5.1%検出されているが、これらの部品に対し第4工程金型での成形時に成形荷重を10%増加することで形状を矯正することができたため、これら5.1%の部品も正常製品として使用することができた。すなわち、トランスファープレス成形装置の出側においては、結果としてスプリングバック、流入量異常といった成形不良の発生率をゼロにすることができた。 In press molding without using the present invention, the ratio of occurrence of molding defects such as springback and inflow abnormality was 5.1%. As shown in Tables 2 and 3, 5.1% of molding defects such as springback and inflow amount abnormality were detected in Example 1 of the present invention, but these parts were molded at the time of molding in the fourth step mold. Since the shape could be corrected by increasing the load by 10%, these 5.1% parts could also be used as normal products. That is, in the exit side of the transfer Puresu molding apparatus could be as a result spring-back, the incidence of defective molding such as flow rate abnormality to zero.
上述の発明を基に、本発明例2として図8に示すプレス成形装置を試作し、プレス成形を行った。 Based on the above-mentioned invention, the press molding apparatus shown in FIG.
表1に被加工材として用いた鋼板の特性は表1に示したものと同じである。板厚1.8mm、引張強度590MPa級の鋼板を使用した。 The characteristics of the steel sheet used as the workpiece in Table 1 are the same as those shown in Table 1. A steel plate having a plate thickness of 1.8 mm and a tensile strength of 590 MPa was used.
試作したトランスファープレス成形装置を用いて成形した部品形状を図12に示す。本部材は図12断面図A−Aもしくは断面B−Bに示すような断面を有する絞り成形部品である。 The molded part shape with a transfer Puresu molding apparatus prototype shown in Figure 12. This member is a drawn part having a cross section as shown in FIG. 12 cross sectional view AA or cross section BB.
本成形では、測定対象金型としてポンチとダイの両方を選定し、図13に示すように歪測定手段702をポンチ102に1つ、ダイ202に1つ、計2つ設置した。
In this molding, both punches and dies were selected as the measurement target molds, and two strain measuring means 702 were installed, one for the
2つの歪測定手段702はいずれも、ポンチ102とダイ202が成形下死点位置にあるときに、材料流出側のダイ肩R止まりよりも、矢印で示すプレス方向側に位置するように設置した。
Both of the two strain measuring means 702 were installed so as to be located on the pressing direction side indicated by the arrow from the die shoulder R stop on the material outflow side when the
歪測定手段702は、図5aに示したような、金型に貫通しないきり穴をあけて雌ねじを切り、きり穴の底に図5bに示したようなひずみセンサ902を入れて、プラグで軸力をかけて圧入する方法を用いた。
As shown in FIG. 5a, the strain measuring means 702 has a hole that does not penetrate the die and cuts an internal thread, and a
ひずみセンサ902としては、圧電素子センサを用いた。また、その圧電素子センサが測定する圧縮・引張ひずみの方向は、プレス方向と同一とした。
A piezoelectric element sensor was used as the
上述したように設置した歪測定手段702によって測定されたひずみ量は、図14に示すグラフにプロットされるようになった。そして、図14に既に示されている、成形異常を判定するためのひずみ量所定範囲(上限G4及び下限G5に挟まれる範囲)に収まっているか否かによって、金型異常や成形異常を判定した。 The amount of strain measured by the strain measuring means 702 installed as described above is plotted in the graph shown in FIG. Then, the mold abnormality and the molding abnormality are determined depending on whether or not they are within the predetermined strain amount range (a range between the upper limit G4 and the lower limit G5) for determining the molding abnormality already shown in FIG. .
本成形部材では、被加工材502の成形が開始した時点でのストロークは0mm、成形が完了下時点でのストロークは105mmである。また、図示されている成形異常を判定するための平均化ひずみ量G6は、まず100回のプレス成形を行い、成形品に異常がないことを確認した75回のプレス成形において、歪測定手段702により得られたひずみ量を平均することで得たものである。
In this molded member, the stroke when the molding of the
また、前述した100回のプレス成形において、成形品に異常があるプレス成形時のひずみ量を採取し、そのうち平均化ひずみ量を上回っているひずみ量のデータが11得られたので、それらを平均化したひずみ量をひずみ量所定範囲の上限G4とした。ひずみ量所定範囲の上限は、平均化ひずみ量G6に対して全ストローク範囲で100μεを加算したものとほぼ等しい結果となった。 In addition, in the above-described 100 times of press forming, the amount of strain at the time of press forming having an abnormality in the molded product was collected, and 11 pieces of strain amount data exceeding the average strain amount were obtained. The strain amount converted into the upper limit G4 of the strain amount predetermined range. The upper limit of the predetermined strain amount range was almost equal to the average strain amount G6 plus 100 με over the entire stroke range.
また、前述した100回のプレス成形において、成形品に異常があるプレス成形時のひずみ量を採取し、そのうち平均化ひずみ量G6を下回っているひずみ量のデータが14得られたので、それらを平均化したひずみ量をひずみ量所定範囲の下限G5とした。ひずみ量所定範囲の下限G5は、平均化ひずみ量G6に対して全ストローク範囲で80μεを減算したものとほぼ等しい結果となった。 In addition, in the above-described 100 times of press forming, the amount of strain at the time of press forming having an abnormality in the molded product was collected, and 14 pieces of strain amount data below the average strain amount G6 were obtained. The strain amount averaged was taken as the lower limit G5 of the strain amount predetermined range. The lower limit G5 of the predetermined strain amount range was almost equal to the average strain amount G6 obtained by subtracting 80 με over the entire stroke range.
表4と表5に、本発明例2として試作したトランスファープレス成形装置を用いたプレス成形試験結果を示す。 Table 4 and Table 5 shows the press-molded test results using the transfer Puresu forming apparatus fabricated as Example 2 of the present invention.
本発明例2のプレス成形では、割れ、しわ、ネッキングといった成形不良が発生した部品は第2工程目以降の成形を受けない為、4工程目すべての成形を受けた正常部品とは形状が大きく異なり、正常部品に混入する可能性が極めて低下する。 In the press molding of Example 2 of the present invention, the parts with molding defects such as cracks, wrinkles, and necking are not molded after the second process, so the shape is larger than the normal parts subjected to all the moldings in the fourth process. Unlikely, the possibility of mixing in normal parts is extremely reduced.
本発明を用いないプレス成形では、成形不良が発生した部品が正常部品に混入する割合は335ppmであったが、本発明例2のプレス成形では成形不良が発生した部品は形状が大きく異なるので容易に発見することが可能であった為、正常部品への混入は発生しなかった。 In the press molding not using the present invention, the ratio of the part in which the molding defect occurred to the normal part was 335 ppm. However, in the press molding of the present invention example 2, the part in which the molding defect has occurred is greatly different in shape and easy. As a result, it was not possible to mix in normal parts.
また、成形不良が発生した工程が第2工程目であることも明確にすることができた。本発明を用いないプレス成形では、割れ、しわといった成形不良が発生した部品に対して第3工程目のトリム成形を行うと、トリムされて廃棄される部分、すなわちトリム屑の形状が正常部品の場合と大きく異なるため、トリム屑がうまく排出出来ずにシューターが詰まってしまうという問題があった。本発明例2のプレス成形では、成形不良が発生した部品は第3工程目の成形を受けない為、上述のようなトリム屑の排出不良といったトラブルを回避することができる。 It was also possible to clarify that the process in which molding defects occurred was the second process. In press molding that does not use the present invention, when trim molding in the third step is performed on a part in which molding defects such as cracks and wrinkles have occurred, the trimmed and discarded part, that is, the shape of the trim scraps is the normal part. Since it was very different from the case, there was a problem that trim waste could not be discharged well and the shooter was clogged. In the press molding of Example 2 of the present invention, a part in which a molding defect has occurred is not subjected to the molding in the third step, so that it is possible to avoid troubles such as the above-described defective trim dust discharge.
本発明を用いないプレス成形では、成形不良が発生した部品を第3工程目でトリム成形してしまうことによりシューターが詰まってしまう割合は221ppmであったが、本発明例2のプレス成形では成形不良が発生した部品は第3工程の成形を受けない為、トリム屑の排出不良といったトラブルは発生しなかった。 In the press molding not using the present invention, the ratio of clogging the shooter due to trim molding of the part in which molding failure occurred in the third step was 221 ppm. Since the defective part is not subjected to the molding in the third step, troubles such as defective trim dust discharge did not occur.
本発明を用いないプレス成形では、割れ、しわといった成形不良が発生した部品に対して第4工程のリストライク成形を行うと、部品の割れ部分に発生したバリや、しわなどによって金型が損傷してしまうという問題があった。本発明例2のプレス成形では、成形不良が発生した部品は第4工程目の成形を受けない為、上述のような金型が損傷してしまうといったトラブルを回避することができる。 In press molding that does not use the present invention, if the re-striking process in the fourth step is performed on a part in which molding defects such as cracks and wrinkles have occurred, the mold may be damaged by burrs or wrinkles generated in the cracked part of the part. There was a problem of doing. In the press molding of Example 2 of the present invention, since the part in which the molding failure has occurred is not subjected to the molding in the fourth step, it is possible to avoid the trouble that the mold is damaged as described above.
本発明を用いないプレス成形では、成形不良が発生した部品を第4工程でリストライク成形してしまうことにより金型が損傷してしまう割合は75ppmであったが、本発明例2のプレス成形では成形不良が発生した部品は第4工程の成形を受けない為、金型の損傷といったトラブルは発生しなかった。 In the press molding not using the present invention, the ratio of damage to the mold due to the rest-like molding of the part in which molding failure occurred in the fourth step was 75 ppm. Then, since the part in which the molding defect occurred was not subjected to the molding in the fourth step, troubles such as damage to the mold did not occur.
本発明を用いないプレス成形では、割れ、しわ、ネッキングといった成形不良が発生した部品に対しても全工程で成形を行うが、本発明例2のプレス成形では割れ、しわ、ネッキングといった成形不良が発生した部品は第2工程目以降の成形を受けない為、トランスファープレス成形装置の運転エネルギ、具体的には消費電力、油圧、エア圧等を節約することができる。 In press molding that does not use the present invention, molding is performed in all steps even on parts that have undergone molding defects such as cracks, wrinkles, and necking. However, the press molding of Example 2 of the present invention has molding defects such as cracks, wrinkles, and necking. since the generated parts not subjected to molding in the second step and subsequent, operation energy transfer Puresu molding apparatus, in particular it is possible to save power consumption, hydraulic, air pressure, etc..
表4、表5に示すように、本発明例2では、割れ、しわ、ネッキングの発生率が6.7%であり、これらの部品は第2工程目以降の成形を受けないので、費電力、油圧、エア圧のいずれも3.5%の消費エネルギを節約することが可能となった。 As shown in Tables 4 and 5, in the present invention example 2, the occurrence rate of cracks, wrinkles and necking is 6.7%, and these parts are not subjected to the molding after the second step. Both the hydraulic pressure and the air pressure can save 3.5% of energy consumption.
本発明例2では、スプリングバック、流入量異常といった成形不良が発生した部品に対し第4工程金型での成形時に成形荷重を10%増加することで、ポンチ肩など製品湾曲部の板厚方向、または製品ウェブ面の面内方向に付与される圧縮残留応力を増大させ、これにより形状を矯正することができる。 In Example 2 of the present invention, by increasing the molding load by 10% at the time of molding in the fourth process mold for the parts with molding defects such as springback and inflow abnormality, the thickness direction of the curved part of the product such as the punch shoulder is increased. Alternatively, the compressive residual stress applied in the in-plane direction of the product web surface can be increased, thereby correcting the shape.
本発明を用いないプレス成形では、スプリングバック、流入量異常といった成形不良が発生する割合は5.1%であった。表4、表5に示すように、本発明例2でもスプリングバック、流入量異常といった成形不良は5.1%検出されているが、これらの部品に対し第4工程金型での成形時に成形荷重を10%増加することで形状を矯正することができたため、これら5.1%の部品も正常製品として使用することができた。すなわち、トランスファープレス成形装置の出側においては、結果としてスプリングバック、流入量異常といった成形不良の発生率をゼロにすることができた。 In press molding without using the present invention, the ratio of occurrence of molding defects such as springback and inflow abnormality was 5.1%. As shown in Tables 4 and 5, 5.1% of molding defects such as springback and inflow abnormality were detected in Example 2 of the present invention, but these parts were molded at the time of molding in the fourth process mold. Since the shape could be corrected by increasing the load by 10%, these 5.1% parts could also be used as normal products. That is, in the exit side of the transfer Puresu molding apparatus could be as a result spring-back, the incidence of defective molding such as flow rate abnormality to zero.
101:ポンチ、1工程目金型
102:ポンチ、2工程目金型
103:ポンチ、3工程目金型
104:ポンチ、4工程目金型
201:ダイ、1工程目金型
202:ダイ、2工程目金型
203:ダイ、3工程目金型
204:ダイ、4工程目金型
301:しわ押さえ金型、1工程目金型
302:しわ押さえ金型、2工程目金型
402:パッド、2工程目金型
403:パッド、3工程目金型
500:被加工材、加工前
501:被加工材、1工程目加工直前
502:被加工材、2工程目加工直前
503:被加工材、3工程目加工直前
504:被加工材、4工程目加工直前
505:被加工材、4工程目加工後
601:被加工材搬送装置、トランスファープレス成形装置入側
602:被加工材搬送装置、トランスファープレス成形装置工程間
603:被加工材搬送装置、トランスファープレス成形装置出側
604:フィンガレール
605:フィンガ
702:歪測定手段、2工程目金型
803:制御手段、3工程目金型
804:制御手段、4工程目金型
901:ネストガイド
902:ひずみセンサ
101: punch, first process mold 102: punch, second process mold 103: punch, third process mold 104: punch, fourth process mold 201: die, first process mold 202: die, 2 Process mold 203: Die, 3rd process mold 204: Die, 4th process mold 301: Wrinkle holding mold, 1st process mold 302: Wrinkle holding mold, 2nd process mold 402: Pad, 2nd step mold 403: Pad, 3rd step mold 500: Work material, Before processing 501: Work material, 1st process right before 502: Work material, 2nd process just before 503: Work material, 3 step th processing just before 504: workpiece, 4 step th processing just before 505: workpiece, 4 step th processed-601: workpiece transfer apparatus, the transfer Puresu molding apparatus inlet side 602: workpiece transfer apparatus, the transfer Puresu molding device process between 603: the pressure Material transfer apparatus, the transfer Puresu molding apparatus outlet side 604: finger rail 605: finger 702: strain measuring means, second step first mold 803: control unit, 3 steps th mold 804: control means, 4 step th Mold 901: Nest guide 902: Strain sensor
Claims (3)
先に成形する第1の金型は、前記ポンチ及びダイの少なくとも1つ以上を測定対象金型としたときに、該測定対象金型の内部に設置され、プレス成形中のストロークに応じて測定対象金型の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段と、該弾性歪が所定範囲を超えたとき又は所定範囲を下回ったときに成形異常を予測する成形異常予測手段とを有し、前記第1の金型の後に設置され被加工材の形状を矯正成形する第2の金型は、前記成形異常の予測結果に基づいて、プレス荷重、成形速度の少なくとも1種以上を制御する制御手段を有することを特徴とするトランスファープレス成形装置。 A plurality of molds for forming a workpiece by relative movement of a punch and a die, and a workpiece conveying device for conveying the workpiece between the plurality of molds, the plurality of molds A transfer press molding apparatus that sequentially molds the workpiece.
The first mold to be molded first is placed inside the measurement target mold when at least one of the punch and the die is a measurement target mold, and is measured according to the stroke during press molding. A strain measuring means for measuring the elastic strain generated inside the target mold, and a molding abnormality predicting means for predicting a molding abnormality when the elastic strain exceeds a predetermined range or falls below a predetermined range , The second mold that is installed after the first mold and corrects the shape of the workpiece is a control unit that controls at least one of the press load and the molding speed based on the prediction result of the molding abnormality. The transfer press molding apparatus characterized by having.
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