JP6658293B2 - Ram head and press straightening method - Google Patents

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Description

本発明は、金属材をプレスすることにより当該金属材の形状を矯正するラムヘッド、及び当該ラムヘッドを用いた当該金属材のプレス矯正方法に関する。   The present invention relates to a ram head that corrects the shape of a metal material by pressing the metal material, and a press correction method for the metal material using the ram head.

金属材(例えば、管材、棒材及び板材等)の製造工程において形状不良が生じた場合に、その形状を矯正する方法の一つとして、プレス矯正が行われている。プレス矯正では、定盤(ベッド)の上に2つのシム板を所定の間隔で載置し、矯正対象である金属材(被矯正材)の矯正対象部位が当該シム板間に位置するように、当該被矯正材を当該シム板間に架け渡すように設置した後、当該矯正対象部位を工具(ラムヘッド)で上方からプレスすることにより、当該被矯正材の形状が矯正される。例えば、特許文献1には、鋼板のプレス矯正装置であって、上部敷棒(上記ラムヘッドに対応)及び下部敷棒(上記シム板に対応)を鋼板のパスラインの内外方向に移動させる駆動装置を備えたプレス矯正装置が開示されている。   When a shape defect occurs in a manufacturing process of a metal material (for example, a tube material, a bar material, a plate material, or the like), press straightening is performed as one method of correcting the shape. In press straightening, two shim plates are placed on a surface plate (bed) at a predetermined interval so that a portion to be corrected of a metal material to be corrected (a material to be corrected) is positioned between the shim plates. After the material to be corrected is installed so as to be bridged between the shim plates, the shape of the material to be corrected is corrected by pressing the portion to be corrected from above with a tool (ram head). For example, Patent Document 1 discloses a press straightening device for a steel sheet, which is a driving device that moves an upper stake (corresponding to the ram head) and a lower stake (corresponding to the shim plate) in and out of a pass line of the steel plate. Is disclosed.

ここで、例えば厚み80mm以上かつ降伏強度490MPa(50kgf/mm 以上であるような極厚高強度材に対してプレス矯正を行う場合には、他の鋼種に比べて大きなプレス荷重が必要になる。例えば、極厚高強度材の矯正では、設備能力の上限に近いプレス荷重でプレスが行われる。しかしながら、このような大きなプレス荷重でプレスを行ったとしても、変形が弾性域に留まってしまい、その形状を矯正できないケースがある。また、塑性変形を付与できる場合であっても、極小さな塑性歪しか与えられないことが多い。従って、極厚高強度材の形状を矯正するためには、相当な回数プレスを繰り返し行う必要があり、大幅な効率の低下を招いている。
Here, when press-straightening an extremely thick high-strength material having a thickness of 80 mm or more and a yield strength of 490 MPa (50 kgf / mm 2 ) or more, a large press load is required as compared with other steel types. become. For example, in the correction of extremely thick high-strength materials, pressing is performed with a pressing load close to the upper limit of the equipment capacity. However, even if the pressing is performed with such a large pressing load, there are cases where the deformation remains in the elastic range and the shape cannot be corrected. Further, even when plastic deformation can be applied, only a very small plastic strain is often applied. Therefore, in order to correct the shape of the extremely thick high-strength material, it is necessary to repeatedly perform pressing a considerable number of times, which causes a significant decrease in efficiency.

そこで、特許文献2には、鋼板を矯正するためのラムヘッドであって、当該鋼板と対向する面が、当該鋼板と接触する接触面と、当該鋼板と接触しない非接触面と、からなるラムヘッドが開示されている。つまり、特許文献2に記載のラムヘッドは、その鋼板と対向する面の一部が当該鋼板に向かって突出した形状を有しており、当該鋼板をプレスする際には、この突出した部位のみが当該鋼板と接触し、当該鋼板を押圧することとなる。   Therefore, Patent Literature 2 discloses a ram head for correcting a steel plate, in which a surface facing the steel plate includes a contact surface that contacts the steel plate and a non-contact surface that does not contact the steel plate. It has been disclosed. In other words, the ram head described in Patent Literature 2 has a shape in which a part of the surface facing the steel plate protrudes toward the steel plate, and when the steel plate is pressed, only the protruded portion is pressed. It comes into contact with the steel sheet and presses the steel sheet.

例えば、上記特許文献1に記載のプレス矯正装置では、断面略矩形の棒状の部材である上部敷棒によって鋼板がプレスされるが、この際、当該上部敷棒の当該鋼板との対向面の略全ての領域が当該鋼板と接触し、当該鋼板を押圧するため、当該上部敷棒と当該鋼板との接触圧が比較的小さくなってしまう。これは、プレス荷重が当該上部敷棒と当該鋼板との接触領域全体に作用するためであり、単位面積あたりの曲げ変形に供することができるプレス荷重は小さくなってしまうことを意味している。これに対して、特許文献2に記載のラムヘッドによれば、鋼板との接触面の面積がより小さいため、特許文献1に記載の上部敷棒を用いる場合に比べて、同一のプレス荷重であっても当該ラムヘッドと当該鋼板との間により大きな接触圧が生じることとなる。これは、単位面積あたりの曲げ変形に供することができるプレス荷重がより大きくなることを意味している。従って、接触領域に変形を集中的に与えることができるため、より少ない回数のプレスで鋼板の形状を矯正することが可能になり、製造コストの低減、及び製造効率の向上を実現することができる。   For example, in the press straightening device described in Patent Literature 1, a steel plate is pressed by a top bar, which is a rod-shaped member having a substantially rectangular cross section. Since all the regions come into contact with the steel plate and press the steel plate, the contact pressure between the upper berth and the steel plate becomes relatively small. This is because the press load acts on the entire contact area between the upper bar and the steel plate, and means that the press load that can be used for bending deformation per unit area is reduced. On the other hand, according to the ram head described in Patent Literature 2, since the area of the contact surface with the steel plate is smaller, the same press load is applied as compared with the case of using the upper floor bar described in Patent Literature 1. Even so, a larger contact pressure is generated between the ram head and the steel plate. This means that the press load that can be subjected to bending deformation per unit area becomes larger. Therefore, since deformation can be intensively applied to the contact area, it is possible to correct the shape of the steel sheet with a smaller number of presses, and it is possible to reduce manufacturing costs and improve manufacturing efficiency. .

特許第2506248号公報Japanese Patent No. 2506248 特開2010−260074号公報JP 2010-260074 A

しかしながら、特許文献2に記載のラムヘッドのように、鋼板との接触面の面積をより小さくしたラムヘッドを用いた場合には、鋼板に塑性変形をより付与しやすくなる反面、当該ラムヘッドと鋼板との接触部位における応力集中により、鋼板の表面にプレスに起因する疵(以下、押し込み疵ともいう)が発生してしまうことがある。このような押し込み疵が発生してしまうと、製品品質の低下につながるだけでなく、表面手入れの追加工程を行う必要があるため、製造効率が低下する恐れがある。   However, when a ram head having a smaller contact surface area with a steel sheet is used, as in the ram head described in Patent Document 2, plastic deformation is more easily applied to the steel sheet, but the ram head and the steel sheet are not Due to stress concentration at the contact portion, a flaw (hereinafter, also referred to as an indentation flaw) due to the press may be generated on the surface of the steel sheet. The occurrence of such indentation flaws not only leads to a reduction in product quality, but also necessitates an additional step of surface care, which may reduce manufacturing efficiency.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、被矯正材の形状を矯正するプレス矯正において、プレスに起因する当該被矯正材表面の押し込み疵の発生を抑えつつ、より少ないプレス回数で当該被矯正材を所望の形状に矯正することが可能な、新規かつ改良されたラムヘッド、及びプレス矯正方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a press straightening for correcting the shape of a material to be corrected, in which a pressing flaw on the surface of the material to be corrected is caused by a press. An object of the present invention is to provide a new and improved ram head and a press straightening method capable of straightening the material to be straightened into a desired shape with a smaller number of presses while suppressing the occurrence of the ram.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、金属板である被矯正材に対するプレス矯正において、2つのシム板の間に架け渡すように前記被矯正材が載置された状態で、前記被矯正材の前記2つのシム板の間の矯正対象部位をプレスするラムヘッドであって、前記被矯正材と対向しプレス時に前記被矯正材と接触する面が、下記数式(101)を満たす曲率κを有する、ラムヘッドが提供される。   In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, in a press straightening for a material to be corrected which is a metal plate, in a state where the material to be corrected is placed so as to bridge between two shim plates, A ram head for pressing a portion to be corrected between the two shim plates of the material to be corrected, wherein a surface facing the material to be corrected and contacting the material to be corrected at the time of pressing has a curvature κ that satisfies the following equation (101). A ram head is provided.

Figure 0006658293
:前記ラムヘッドの幅
α、β:補正係数
P:プレス荷重
L:2つの前記シム板の一方から前記ラムヘッドの幅方向の両端のうち前記一方のシム板に近い側の一端までの長さ
t:前記被矯正材の板厚
である。
Figure 0006658293
L d : width of the ram head α, β: correction coefficient P: press load L: length from one of the two shim plates to one end closer to the one shim plate among both ends in the width direction of the ram head t: The thickness of the material to be corrected.

また、当該ラムヘッドにおいては、前記被矯正材の板厚tは80mm以上であり、前記被矯正材の降伏強度は490MPa(50kgf/mm 以上であってもよい。
In the ram head, a thickness t of the material to be corrected may be 80 mm or more, and a yield strength of the material to be corrected may be 490 MPa (50 kgf / mm 2 ) or more.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記ラムヘッドを用いて前記被矯正材の形状を矯正するプレス矯正方法であって、前記被矯正材の板厚tは80mm以上であり、前記被矯正材の降伏強度は490MPa(50kgf/mm 以上である、プレス矯正方法が提供される。
According to another embodiment of the present invention, there is provided a press straightening method for correcting a shape of a material to be corrected using the ram head, wherein a thickness t of the material to be corrected is A press straightening method is provided, which is 80 mm or more, and the yield strength of the material to be straightened is 490 MPa (50 kgf / mm 2 ) or more.

以上説明したように本発明によれば、被矯正材の形状を矯正するプレス矯正において、プレスに起因する当該被矯正材表面の押し込み疵の発生を抑えつつ、より少ないプレス回数で当該被矯正材を所望の形状に矯正することが可能になる。   As described above, according to the present invention, in press straightening for correcting the shape of a material to be corrected, while suppressing occurrence of indentation flaws on the surface of the material to be corrected due to pressing, the material to be corrected is reduced in the number of presses. Can be corrected to a desired shape.

プレス矯正の概要について説明するための図である。It is a figure for explaining an outline of press straightening. プレス矯正中におけるラムヘッドと被矯正材との接触状態について説明するための図である。It is a figure for explaining a contact state of a ram head and a to-be-corrected material during press straightening. プレス矯正中におけるラムヘッドと被矯正材との接触状態について説明するための図である。It is a figure for explaining a contact state of a ram head and a to-be-corrected material during press straightening. プレス中におけるラムヘッド及び被矯正材についての弾塑性解析の結果を示す図である。It is a figure showing the result of the elasto-plastic analysis about the ram head and the material to be corrected during pressing. 本実施形態に係るプレス矯正装置の概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the press straightening device concerning this embodiment. 本実施形態に係るラムヘッドの延伸方向に垂直な断面を示す図である。It is a figure showing the section perpendicular to the extension direction of the ram head concerning this embodiment. 変形前の梁の形状を示す図である。It is a figure showing the shape of the beam before deformation. 図7に示す梁の変形後の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape after deformation | transformation of the beam shown in FIG. 図8に示す梁の変形量の差分ΔZに基づいて当該梁の上面の曲率半径Rを求める方法について説明するための図である。Based on a difference ΔZ amount of deformation of the beam shown in FIG. 8 is a diagram for explaining a method of determining the curvature radius R Z of the upper surface of the beam.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(1.本発明に想到した背景)
本発明の好適な実施形態について説明するに先立ち、本発明をより明確なものとするために、本発明者らが従来のプレス矯正について検討した内容について説明するとともに、その検討結果に基づいて本発明者らが本発明に想到した背景について説明する。なお、本発明は板材をプレス矯正の対象とするものである。以下の説明において、単に被矯正材と記載した場合には、特段の記載がない限りは、当該記載は板材のことを意味する。また、以下に示す各図面では、説明の便宜のため、被矯正材の変形を過剰に図示している場合がある。
(1. Background of the Invention)
Prior to describing the preferred embodiments of the present invention, in order to make the present invention clearer, the present inventors have described the contents of the study on the conventional press straightening, and based on the examination results, The background that the inventors came to the present invention will be described. In the present invention, the sheet material is subjected to press straightening. In the following description, when simply described as a material to be corrected, the description means a plate material unless otherwise specified. Further, in each of the drawings described below, the deformation of the material to be corrected may be excessively illustrated for convenience of explanation.

(1−1.プレス矯正の概要)
図1を参照して、プレス矯正の概要について説明する。図1は、プレス矯正の概要について説明するための図である。図1に示すように、プレス矯正では、所定の間隔で設置される2つのシム板120の間に矯正対象部位が位置するように、当該2つのシム板120の間に架け渡されるように被矯正材2を設置する。そして、鉛直方向に移動可能なラムヘッド801によって、当該被矯正材2の矯正対象部位を上方からプレスすることにより、被矯正材2の形状が矯正される。
(1-1. Outline of press straightening)
The outline of press correction will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of press correction. As shown in FIG. 1, in press straightening, a cover is placed between two shim plates 120 so as to be positioned between the two shim plates 120 installed at a predetermined interval. The correction material 2 is installed. Then, the shape of the material to be corrected 2 is corrected by pressing the portion to be corrected of the material to be corrected 2 from above by the ram head 801 movable in the vertical direction.

なお、以下の説明では、プレス方向(すなわち、鉛直方向)をZ軸方向と定義する。また、Z軸方向と互いに直交する方向であって、2つのシム板120の配列方向をX軸方向と定義する。また、X軸方向及びZ軸方向と互いに直交する方向をY軸方向と定義する。   In the following description, the pressing direction (that is, the vertical direction) is defined as the Z-axis direction. Further, a direction orthogonal to the Z-axis direction and an arrangement direction of the two shim plates 120 is defined as an X-axis direction. A direction orthogonal to the X-axis direction and the Z-axis direction is defined as a Y-axis direction.

図1では、従来の一般的なラムヘッド801を図示している。ラムヘッド801は、Y軸方向(すなわち、図1における紙面奥行き方向)に延伸する棒状の部材であり、その延伸方向と垂直な断面の形状は、図示するように略矩形形状である。また、ラムヘッド801は、その延伸方向と垂直な断面の面積が延伸方向において略一定である、断面形状が略一様な棒状の部材である。   FIG. 1 shows a conventional general ram head 801. The ram head 801 is a rod-shaped member extending in the Y-axis direction (that is, the depth direction in the drawing of FIG. 1), and has a substantially rectangular cross section perpendicular to the extending direction, as shown in the drawing. The ram head 801 is a rod-shaped member having a substantially uniform cross-sectional shape whose cross-sectional area perpendicular to the extending direction is substantially constant in the extending direction.

ここで、ラムヘッド801と同様に、シム板120も、Y軸方向に延伸する断面略矩形の棒状の形状を有する。なお、図1では、支点、力点、作用点の説明の便宜上、シム板120の断面形状を三角形としている。従って、図示する被矯正材2の断面(すなわち、x−z平面での断面)における変形は、延伸方向においてラムヘッド801及びシム板120が存在している領域の中の所定の長さの領域においては、Y軸方向において略一様(すなわち、Y軸方向におけるどの位置で当該断面を見ても、その形状が略同様)と近似することができる。つまり、この所定の領域においては、被矯正材2の変形は、Y軸方向と垂直なX−Z平面内での2次元の変形であるとみなすことができる。以下の説明では、このように、被矯正材2の変形を2次元の変形とみなすことができる上記所定の領域のことを、2次元変形領域とも呼称することとする。   Here, similarly to the ram head 801, the shim plate 120 also has a rod shape extending in the Y-axis direction and having a substantially rectangular cross section. In FIG. 1, the cross-sectional shape of the shim plate 120 is triangular for convenience of description of the fulcrum, the point of force, and the point of action. Therefore, the deformation in the cross section (that is, the cross section in the xz plane) of the material to be corrected 2 shown in FIG. Can be approximated to be substantially uniform in the Y-axis direction (that is, the shape is substantially the same no matter where the cross-section is viewed in the Y-axis direction). That is, in this predetermined region, the deformation of the material to be corrected 2 can be regarded as a two-dimensional deformation in an XZ plane perpendicular to the Y-axis direction. In the following description, the above-described predetermined area in which the deformation of the material to be corrected 2 can be regarded as a two-dimensional deformation will be referred to as a two-dimensional deformation area.

当該2次元変形領域は、被矯正材2のシム板120間に位置する部位(すなわち、矯正対象部位)の中で、ラムヘッド801及びシム板120の延伸方向(Y軸方向)における、当該ラムヘッド801及び当該シム板120の長さよりも短い所定の長さの領域として規定され得る。一般的には、延伸方向における長さは、ラムヘッド801の方がシム板120よりも短いため、2次元変形領域は、ラムヘッド801の長さによって規定され得る。なお、本発明者らによる検討の結果、当該2次元変形領域のラムヘッド801の延伸方向における長さは、ラムヘッド801の長さの約1/3程度の長さとみなすことができることが分かっている。   The two-dimensionally deformed region is the ram head 801 in the extending direction (Y-axis direction) of the ram head 801 and the shim plate 120 among the portions (that is, the portions to be corrected) located between the shim plates 120 of the material to be corrected 2. And a region having a predetermined length shorter than the length of the shim plate 120. Generally, the length in the stretching direction is shorter in the ram head 801 than in the shim plate 120, so that the two-dimensional deformation region can be defined by the length of the ram head 801. As a result of the study by the present inventors, it has been found that the length of the two-dimensional deformation region in the extending direction of the ram head 801 can be regarded as about 1 / of the length of the ram head 801.

この2次元変形領域においては、プレス矯正において矯正の対象としている被矯正材2の「形状」とは、当該被矯正材2のX−Z平面での断面の形状であるとみなすことができる。以下の説明では、プレス矯正時の被矯正材2の変形については、この2次元変形領域における変形について議論することとする。以下の説明において、矯正の対象という文脈で被矯正材2の形状に触れている部分については、特に記載のない限りは、当該形状は、被矯正材2のX−Z平面での断面の形状のことを意味しているものとする。   In the two-dimensional deformation region, the “shape” of the material to be corrected 2 to be corrected in press correction can be regarded as the shape of the cross section of the material to be corrected 2 in the XZ plane. In the following description, regarding the deformation of the material to be corrected 2 during press correction, the deformation in the two-dimensional deformation region will be discussed. In the following description, for a portion touching the shape of the material to be corrected 2 in the context of the object to be corrected, the shape is the cross-sectional shape of the material to be corrected 2 in the XZ plane unless otherwise specified. Shall mean.

図1では、上に向かって凸形状(状態A)の被矯正材2を、ラムヘッド801でプレスすることにより、板面が水平な形状(状態A)になるように矯正する場合における、被矯正材2の変形の様子を示している。図1に示すように、板面が水平な形状になるように被矯正材2を矯正する場合には、板面が水平になった状態よりも下方までラムヘッド801を押し込み(状態A)、その後除荷する必要がある。これは、金属材の変形における弾性復元(スプリングバック)を考慮しているからである。このように、プレス矯正では、被矯正材2のスプリングバック量を考慮して、最終的に所望の形状を得るためのラムヘッド801のストローク量(目標ストローク量)を決定している。なお、本明細書では、プレス矯正におけるラムヘッド801のストローク量を、ラムヘッド801の下端が被矯正材2と接触してから除荷するまで(下死点まで)の当該ラムヘッド801の下方への移動量として定義する。 In FIG. 1, in the case where the material to be corrected 2 having a convex shape (state A 1 ) is pressed upward by a ram head 801 so that the plate surface is corrected to have a horizontal shape (state A 3 ). The state of deformation of the material to be corrected 2 is shown. As shown in FIG. 1, when correcting the material to be corrected 2 so that the plate surface has a horizontal shape, the ram head 801 is pushed below the state where the plate surface is horizontal (state A 2 ), Then it is necessary to unload. This is because elastic recovery (spring back) in deformation of the metal material is considered. As described above, in the press correction, the stroke amount (target stroke amount) of the ram head 801 for finally obtaining a desired shape is determined in consideration of the springback amount of the material 2 to be corrected. In the present specification, the stroke amount of the ram head 801 in press correction is defined as the downward movement of the ram head 801 from when the lower end of the ram head 801 comes into contact with the material to be corrected 2 until the load is unloaded (to the bottom dead center). Defined as quantity.

(1−2.極厚高強度材に対するプレス矯正についての検討)
ここで、プレス矯正では、いわゆる極厚高強度材と呼ばれる、比較的板厚が厚く、かつ比較的降伏強度が大きい被矯正材2を対象する場合がある。なお、本明細書では、極厚高強度材を、板厚80mm以上、かつ降伏強度490MPa(50kgf/mm 以上の板材として定義する。
(1-2. Study on press straightening for extremely thick and high-strength materials)
Here, in the press straightening, there is a case where the straightened material 2 having a relatively large thickness and a relatively large yield strength, which is a so-called extra-thick high-strength material, is targeted. In this specification, an extremely thick high-strength material is defined as a plate having a thickness of 80 mm or more and a yield strength of 490 MPa (50 kgf / mm 2 ) or more.

このような極厚高強度材は塑性変形し難いため、そのプレス矯正では、例えば設備能力の限界に近いような比較的大きなプレス荷重によって、相当な回数繰り返しプレスが行われる。そのため、大幅な効率の低下を招いていた。また、極厚高強度材のプレス矯正では、そのプレス荷重が大きいために、プレスに起因する押し込み疵が被矯正材2の表面に生じてしまうことがある。このように、極厚高強度材に対するプレス矯正においては、より少ないプレス回数で所望の形状に矯正するとともに、その表面における押し込み疵の発生を抑制することが求められていた。   Since such an extremely thick high-strength material is unlikely to be plastically deformed, in the press straightening, a relatively large number of presses are performed repeatedly by a relatively large press load, for example, which is close to the limit of the facility capacity. Therefore, the efficiency has been greatly reduced. In press correction of an extremely thick high-strength material, the press load is large, so that a press-in flaw caused by the press may be generated on the surface of the material 2 to be corrected. As described above, in press straightening of an extremely thick and high-strength material, it has been required to correct the shape to a desired shape with a smaller number of presses and to suppress the occurrence of indentation flaws on the surface.

なお、例えば、プレス矯正をより効率良く行うために、従来、特許文献2に記載されているような被矯正材2との接触面積をより小さくしたラムヘッドが開発されている。当該ラムヘッドによれば、被矯正材2との接触面積がより小さいことにより、プレス時における当該ラムヘッドと当該被矯正材2との接触圧をより大きくすることができるため、より少ない回数のプレスで、より効率良くプレス矯正を行うことが可能になる。しかしながら、このような被矯正材2との接触面積をより小さくしたラムヘッドを用いた場合には、当該ラムヘッドと当該被矯正材2との接触部位における応力集中により、押し込み疵の発生がより顕著になってしまう。このように、特許文献2に記載のラムヘッドでは、効率の向上は実現できる可能性があるものの、押し込み疵の発生は抑制することができない。   For example, in order to perform press straightening more efficiently, a ram head having a smaller contact area with the material to be straightened 2 as described in Patent Document 2 has been developed. According to the ram head, the contact area between the ram head and the material to be corrected 2 at the time of pressing can be further increased due to the smaller contact area with the material to be corrected 2. Thus, it is possible to perform press straightening more efficiently. However, when such a ram head having a smaller contact area with the material to be corrected 2 is used, the occurrence of indentation flaws becomes more remarkable due to stress concentration at the contact portion between the ram head and the material to be corrected 2. turn into. As described above, in the ram head described in Patent Literature 2, although there is a possibility that the efficiency can be improved, the occurrence of the indentation flaw cannot be suppressed.

上記事情に鑑みて、本発明者らは、特に極厚高強度材に対するプレス矯正において、より少ないプレス回数で所望の形状に矯正することと、その表面における押し込み疵の発生をより抑制することと、を両立させるための技術について鋭意検討を行った。   In view of the above circumstances, the present inventors, in particular, in press correction for extremely thick high-strength material, to correct the desired shape with a smaller number of presses, and to further suppress the occurrence of indentation flaws on the surface. And intensive studies on the technology to achieve both.

本発明者らは、ラムヘッドと被矯正材との接触状態に注目した。具体的には、上述したように、従来のラムヘッド801は、その延伸方向と垂直な断面の形状が略矩形形状を有する。つまり、ラムヘッド801は、その下面、すなわち被矯正材2との接触面が所定の面積を有する平面形状を有する。一方、図1に示すように、プレス中において、被矯正材2の形状は、上に向かって凸形状である状態、板面が略水平な状態、又は下に向かって凸形状である状態に、変化し得る。従って、本発明者らは、被矯正材2を押し込んでいく過程で、ラムヘッド801と被矯正材2との接触状態が変化するのではないかと考えた。   The present inventors paid attention to the contact state between the ram head and the material to be corrected. Specifically, as described above, the conventional ram head 801 has a substantially rectangular shape in a cross section perpendicular to the extending direction. That is, the lower surface of the ram head 801, that is, the contact surface with the material to be corrected 2 has a planar shape having a predetermined area. On the other hand, as shown in FIG. 1, during pressing, the shape of the material to be corrected 2 is in a state of being convex upward, a state in which the plate surface is substantially horizontal, or a state of being convex downward. Can change. Therefore, the present inventors considered that the contact state between the ram head 801 and the material to be corrected 2 may change in the process of pushing the material to be corrected 2.

図2及び図3は、プレス矯正中におけるラムヘッド801と被矯正材2との接触状態について説明するための図である。ここでは、図1と同様に、一例として、上に向かって凸形状の被矯正材2をプレスして、その形状を板面が水平になるように矯正する場合について考える。   FIGS. 2 and 3 are views for explaining a contact state between the ram head 801 and the material to be corrected 2 during press correction. Here, as in FIG. 1, as an example, a case is considered where the material to be corrected 2 having a convex shape is pressed upward and the shape is corrected so that the plate surface is horizontal.

ここで、上述したように、プレス矯正では、少なくとも2次元変形領域においては、被矯正材2のX−Z平面での一断面での変形を考慮すればよい。従って、プレス矯正中における被矯正材2の変形は、当該断面における下面の2つのシム板120によってそれぞれ支持された点を支点とし、当該断面における上面のラムヘッド801との接点を荷重の作用点とする、梁の曲げと近似することができる。   Here, as described above, in the press correction, in at least the two-dimensional deformation region, the deformation of the material to be corrected 2 in one section on the XZ plane may be considered. Accordingly, the deformation of the material to be corrected 2 during press straightening is performed by using the points supported by the two lower shim plates 120 on the lower surface in the cross section as fulcrums, and using the contact point with the ram head 801 on the upper surface in the cross section as the load application point. Can be approximated by beam bending.

この考え方によれば、図2に示すように、プレスを開始した直後には、ラムヘッド801と被矯正材2の上に向かって凸形状の部位とが接触することとなるため、ラムヘッド801と被矯正材2とは、1点で接しているとみなすことができる。つまり、この場合には、被矯正材2の曲げ状態は、2点で支持されるとともに1点で荷重を受けて曲げられている状態(以下、3点曲げという)であるということができる。   According to this concept, as shown in FIG. 2, immediately after the press is started, the ram head 801 comes into contact with the portion having a convex shape toward the material 2 to be corrected. It can be considered that the correction material 2 is in contact with one point. That is, in this case, it can be said that the bending state of the material to be corrected 2 is a state where the material is supported at two points and is bent under a load at one point (hereinafter, referred to as three-point bending).

一方、図3に示すように、プレスが進行し、スプリングバックを考慮して被矯正材2が下に向かって凸形状になるまでラムヘッド801で被矯正材2を変形させた場合には、ラムヘッド801と被矯正材2とは、当該ラムヘッド801の幅方向(x軸方向)の両端に対応する2点で接しているとみなすことができる。つまり、この場合には、被矯正材2の曲げ状態は、2点で支持されるとともに2点で荷重を受けて曲げられている状態(以下、4点曲げという)であるということができる。   On the other hand, as shown in FIG. 3, when the material to be corrected 2 is deformed by the ram head 801 until the material to be corrected 2 has a downwardly convex shape in consideration of the spring back in consideration of the springback, the ram head The 801 and the material to be corrected 2 can be considered to be in contact at two points corresponding to both ends of the ram head 801 in the width direction (x-axis direction). That is, in this case, it can be said that the bending state of the material to be corrected 2 is a state where the material is supported at two points and is bent under a load at two points (hereinafter, referred to as four-point bending).

本発明者らは、このように、プレス矯正中には、プレスの進行に応じて、ラムヘッド801と被矯正材2との接触状態に応じて、被矯正材2の曲げ状態が3点曲げから4点曲げに変化していると考えた。なお、ここでは、断面形状が略一様な従来のラムヘッド801について検討したが、特許文献2に記載のラムヘッドも、被矯正材2との接触面積は小さいものの、その下面(接触面)の形状は平面形状であるため、同様のことが言える。   As described above, during the press straightening, the present inventors change the bending state of the material to be corrected 2 from three-point bending according to the contact state between the ram head 801 and the material to be corrected 2 according to the progress of the press. It was thought that it had changed to four-point bending. Here, the conventional ram head 801 having a substantially uniform cross-sectional shape was examined. However, the ram head described in Patent Document 2 also has a small contact area with the material to be corrected 2, but the shape of the lower surface (contact surface) thereof The same can be said for is a planar shape.

更に、本発明者らが、実際にプレス後の被矯正材2の表面に発生した押し込み疵について詳細に調査したところ、当該押し込み疵は、ラムヘッド801の幅方向の両端に対応する部位、すなわち4点曲げ時におけるラムヘッド801と被矯正材2との接触部位において顕著に発生していることが判明した。つまり、プレス中に被矯正材2が下に凸形状になり、4点曲げになった際には、ラムヘッド801と被矯正材2とが当該ラムヘッド801の下面の一部(幅方向の両端に対応する部位)でしか接触しなくなるため、当該接触部位の極めて小さな面積の領域において大きなプレス荷重が被矯正材2に作用することとなる。そのため、非常に大きな接触圧が被矯正材2に与えられることとなり、当該接触部位において押し込み疵が発生するのではないかと考えられる。なお、3点曲げの場合には、上記の説明では便宜的に荷重の作用点が1点と記載したが、実際には、平面形状であるラムヘッド801の下面のある一定以上の面積の領域が被矯正材2の上面と接していると考えられるため、その接触部位において押し込み疵は顕著には発生しないと考えられる。   Furthermore, when the present inventors investigated in detail the indentation flaws actually generated on the surface of the material to be corrected 2 after pressing, the indentation flaws correspond to the portions corresponding to both ends in the width direction of the ram head 801, that is, 4. It was found that remarkable occurrence occurred at the contact portion between the ram head 801 and the material to be corrected 2 during point bending. In other words, when the material to be corrected 2 has a downwardly convex shape during the pressing and is bent at four points, the ram head 801 and the material to be corrected 2 are partially connected to the lower surface of the ram head 801 (at both ends in the width direction). Therefore, a large press load acts on the material to be corrected 2 in a very small area of the contact portion. For this reason, an extremely large contact pressure is applied to the material to be corrected 2, and it is considered that a pushing flaw may be generated at the contact portion. In the case of three-point bending, in the above description, the point of application of the load is described as one point for convenience, but in reality, a region having a certain area or more on the lower surface of the ram head 801 having a planar shape is formed. Since it is considered that it is in contact with the upper surface of the material to be corrected 2, it is considered that indentation flaws are not significantly generated at the contact portion.

この仮説を確認するために、本発明者らは、プレス矯正時のラムヘッド801及び被矯正材2を模擬した計算モデルを作成し、弾塑性解析により、プレス中における被矯正材2の変形及び両者の接触面における接触圧を解析した。その結果を図4に示す。図4は、プレス中におけるラムヘッド801及び被矯正材2についての弾塑性解析の結果を示す図である。図4では、プレス中に被矯正材2が下方向に凸形状になり、4点曲げになった際の結果を示している。図4では、上段にシミュレーションの結果である被矯正材2の変形の様子を模擬的に図示し、下段にその変形時に対応するラムヘッド801と被矯正材2との接触圧のグラフを図示している。当該グラフでは、横軸に上段に示す被矯正材2のX軸方向の位置を取り、縦軸に接触圧を取り、両者の関係をプロットしている。   In order to confirm this hypothesis, the present inventors have created a calculation model simulating the ram head 801 and the material to be corrected 2 at the time of press correction, and have performed deformation and deformation of the material to be corrected 2 during pressing by elasto-plastic analysis. The contact pressure at the contact surface was analyzed. FIG. 4 shows the results. FIG. 4 is a diagram showing the results of elasto-plastic analysis of the ram head 801 and the material to be corrected 2 during pressing. FIG. 4 shows the result when the material to be corrected 2 has a downwardly convex shape during pressing and is bent at four points. In FIG. 4, the upper part schematically illustrates the deformation of the material to be corrected 2 as a result of the simulation, and the lower part illustrates a graph of the contact pressure between the ram head 801 and the material to be corrected 2 corresponding to the deformation. I have. In this graph, the horizontal axis indicates the position of the material to be corrected 2 shown in the upper row in the X-axis direction, and the vertical axis indicates the contact pressure, and the relationship between the two is plotted.

図4に示すように、弾塑性解析の結果、4点曲げになった場合には、ラムヘッド801の幅方向の両端の、当該ラムヘッド801と被矯正材2との接触部位に対応する位置において、非常に大きな接触圧が生じていることが分かった。当該結果は、上記の仮説を裏付けるものであると言える。なお、このように、プレス中に4点曲げとなり、その接触部位において非常に大きな接触圧が生じる要因は、ラムヘッド801の下面が平面形状であることに加えて、プレス中に当該ラムヘッドの偏平がほぼ生じない(すなわち、ラムヘッド801がほぼ弾性変形しない)からであると考えられる。   As shown in FIG. 4, as a result of the elasto-plastic analysis, when four-point bending is performed, at the positions corresponding to the contact portions between the ram head 801 and the material to be corrected 2 at both ends in the width direction of the ram head 801, It was found that a very large contact pressure occurred. The results can be said to support the above hypothesis. In addition, as described above, four-point bending occurs during the pressing, and a very large contact pressure is generated at the contact portion. In addition to the fact that the lower surface of the ram head 801 has a planar shape, the flatness of the ram head during the pressing is reduced. This is probably because the ram head 801 is hardly elastically deformed.

以上説明したように、本発明者らは、従来のラムヘッド801を用いたプレス矯正について詳細に検討を行うことにより、以下の知見を得た。すなわち、プレス矯正中には、被矯正材2の形状が変形するにつれて、ラムヘッド801と当該被矯正材2との接触状態が変化する。その際、下面が平面形状であるラムヘッド801を用いた場合には、被矯正材2が下方向に凸形状になった際に、当該ラムヘッド801の下面の幅方向の両端に対応する部位のみが被矯正材2と接触する、4点曲げの状態になる。4点曲げの状態においては、その極めて小さな面積である接触部位において大きなプレス荷重が被矯正材2に作用することとなるため、当該接触部位において押し込み疵が顕著に発生し得ると考えられる。また、このように下面の一部領域でのみプレス荷重が被矯正材2に作用することにより、被矯正材2の変形を効率良く行うことが困難になると考えられるため、このことは、プレス矯正の回数を増加させる原因にもなっていると考えられる。   As described above, the present inventors have obtained the following knowledge by conducting detailed studies on press straightening using the conventional ram head 801. That is, during press straightening, the contact state between the ram head 801 and the straightened material 2 changes as the shape of the straightened material 2 is deformed. At this time, when the ram head 801 having a flat lower surface is used, only the portions corresponding to both widthwise ends of the lower surface of the ram head 801 are formed when the material to be corrected 2 has a downwardly convex shape. A four-point bending state is brought into contact with the material to be corrected 2. In the four-point bending state, since a large press load acts on the material to be corrected 2 at the contact portion having an extremely small area, it is considered that a pressing flaw may be significantly generated at the contact portion. In addition, it is considered that the press load acts on the material to be corrected 2 only in a partial area of the lower surface, so that it becomes difficult to efficiently deform the material to be corrected 2. It is also considered to be the cause of increasing the number of times.

本発明者らは、以上の検討結果に基づいて、本発明に想到した。本発明によれば、プレス中におけるラムヘッドと被矯正材2との接触状態に注目することにより、特に極厚高強度材に対するプレス矯正において、より少ないプレス回数で所望の形状に矯正することと、その表面における押し込み疵の発生をより抑制することと、を両立させることが可能となる。以下、本発明者らが想到した本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。   The present inventors have arrived at the present invention based on the results of the above studies. According to the present invention, by paying attention to the contact state between the ram head and the material to be corrected 2 during pressing, particularly in press correction for extremely thick high-strength materials, it is possible to correct the shape to a desired shape with a smaller number of presses, It is possible to achieve both suppression of indentation flaws on the surface. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention conceived by the present inventors will be described in detail.

(2.プレス矯正装置の構成)
本発明の好適な一実施形態に係るプレス矯正装置の構成について説明する。図5は、本実施形態に係るプレス矯正装置の概略構成を示す図である。
(2. Configuration of press straightening device)
A configuration of a press straightening device according to a preferred embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of the press straightening device according to the present embodiment.

図5を参照すると、本実施形態に係るプレス矯正装置10は、プレスする際の基台となるベッド110と、ベッド110上に所定の間隔を有して載置される2つのシム板120と、ベッド110の上方に配置される押圧機構130と、プレス矯正装置10の駆動を統合的に制御する制御装置140と、を備える。   Referring to FIG. 5, the press straightening device 10 according to the present embodiment includes a bed 110 serving as a base for pressing, and two shim plates 120 placed on the bed 110 at a predetermined interval. , A pressing mechanism 130 disposed above the bed 110, and a control device 140 that integrally controls the driving of the press correction device 10.

シム板120は、例えば鋼等、十分な硬度を有する材料によって形成され、y軸方向(図5の紙面奥行き方向)に延伸する、断面略矩形の棒状の形状を有する。2つのシム板120の間隔は、適宜調整可能である。   The shim plate 120 is formed of a material having sufficient hardness, such as steel, for example, and has a rod-like shape having a substantially rectangular cross section and extending in the y-axis direction (the depth direction in the drawing of FIG. 5). The distance between the two shim plates 120 can be adjusted as appropriate.

押圧機構130は、Z軸方向(鉛直方向)に移動可能なシリンダー132と、シリンダー132の下端に取り付けられるラムヘッド131と、から構成される。シリンダー132は、例えば油圧によって、制御装置140からの制御により、指定した移動量だけ鉛直方向に移動可能に構成される。ラムヘッド131は、例えば鋼等、十分な硬度を有する材料によって形成され、Y軸方向(図3の紙面奥行き方向)に延伸する棒状の形状を有する。   The pressing mechanism 130 includes a cylinder 132 movable in the Z-axis direction (vertical direction), and a ram head 131 attached to a lower end of the cylinder 132. The cylinder 132 is configured to be movable in a vertical direction by a specified movement amount under the control of the control device 140 by, for example, hydraulic pressure. The ram head 131 is formed of a material having sufficient hardness, such as steel, for example, and has a rod-like shape extending in the Y-axis direction (the depth direction in the drawing of FIG. 3).

本実施形態では、ラムヘッド131の延伸方向に垂直な断面の形状は、当該延伸方向において略一様であり、当該断面における下面は円弧形状を有する。つまり、ラムヘッド131は、その下面が所定の曲率κを有するように形成される。図6に、図5におけるプレス矯正装置10からラムヘッド131のみを抜き出して示す。図6は、本実施形態に係るラムヘッド131の延伸方向に垂直な断面の形状を示す図である。図示するように、ラムヘッド131は、その延伸方向と垂直な断面における下面が曲率半径R(曲率κ=1/R)の円弧形状を有する。   In the present embodiment, the shape of the cross section perpendicular to the extending direction of the ram head 131 is substantially uniform in the extending direction, and the lower surface in the cross section has an arc shape. That is, the ram head 131 is formed such that its lower surface has a predetermined curvature κ. FIG. 6 shows only the ram head 131 extracted from the press straightening device 10 in FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of the ram head 131 according to the present embodiment. As illustrated, the lower surface of the ram head 131 in a cross section perpendicular to the extending direction has an arc shape with a radius of curvature R (curvature κ = 1 / R).

ラムヘッド131の下面に曲率κが付与されることにより、プレス中に被矯正材2が下方向に凸形状になった際に、ラムヘッド131の円弧状の下面と被矯正材2の上面とが、上述した従来のラムヘッド801のように下面が平面形状である場合に比べて、より広い接触面積で接触することとなる。従って、プレス荷重がより広い面積の領域を介して被矯正材2に作用することとなるため、一部の領域に応力集中することを防ぐことができ、押し込み疵の発生を低減することが可能になる。また、プレス荷重をより効率良く被矯正材2に作用させることが可能となるため、より少ない回数のプレスによって、被矯正材2を所望の形状に矯正することが可能になる。   By giving the curvature κ to the lower surface of the ram head 131, when the material to be corrected 2 has a downwardly convex shape during pressing, the arc-shaped lower surface of the ram head 131 and the upper surface of the material to be corrected 2 are: As compared with the case where the lower surface has a planar shape as in the above-described conventional ram head 801, the contact is made with a wider contact area. Therefore, since the press load acts on the material to be corrected 2 through the area having a larger area, it is possible to prevent stress concentration on a part of the area, and it is possible to reduce the occurrence of indentation flaws. become. Further, since the pressing load can be applied to the material to be corrected 2 more efficiently, the material to be corrected 2 can be corrected into a desired shape by a smaller number of presses.

このように、ラムヘッド131を用いることにより、より少ないプレス回数で、かつ押し込み疵の発生をより抑制しつつ、プレス矯正を行うことが可能になる。従って、より効率良くプレス矯正を行うことが可能となるとともに、押し込み疵に対する追加の工程を行う必要がなくなるため、生産性を向上させることも可能になる。なお、上述したように、極厚高強度材のプレス矯正においては、比較的大きなプレス荷重が必要となり、そのために押し込み疵の発生及びプレス回数の増加が顕著になり得る。従って、本実施形態に係るラムヘッド131は、特に極厚高強度材のプレス矯正に適用されることにより、その効果を更に発揮し得る。   As described above, by using the ram head 131, it is possible to perform the press correction with a smaller number of presses and further suppressing the occurrence of the indentation flaw. Accordingly, it is possible to perform press straightening more efficiently, and it is not necessary to perform an additional process for indentation flaws, so that productivity can be improved. As described above, in the press correction of an extremely thick and high-strength material, a relatively large press load is required, and therefore, the occurrence of indentation flaws and the increase in the number of presses can be remarkable. Therefore, the ram head 131 according to the present embodiment can further exert its effects by being applied to press straightening of a particularly thick and high-strength material.

このように、ラムヘッド131の下面に曲率κを付与したことが、本実施形態の大きな特徴の一つである。なお、ラムヘッド131の形状については、下記(3.ラムヘッドの形状)でより詳細に説明する。   As described above, one of the major features of the present embodiment is that the curvature κ is provided on the lower surface of the ram head 131. The shape of the ram head 131 will be described in more detail below (3. Shape of ram head).

プレス矯正装置10についての説明を続ける。図5では図示は省略しているが、プレス矯正装置10には、オペレータが各種の操作入力を行うための入力装置、及び操作のためのガイダンス等を出力する出力装置が設けられる。例えば、当該入力装置は、タッチパネル、スイッチ及びレバー等であり、オペレータは、当該入力装置を介して、シリンダー132の移動についての指示(プレスの開始、プレスの停止(すなわち、除荷)等)を入力することができる。当該指示に基づいて、制御装置140がシリンダー132を移動させる。また、当該出力装置は、例えば、ディスプレイ装置及びランプ等の表示装置や、スピーカ等の音声出力装置である。例えば、当該出力装置は、制御装置140からの制御によって、プレス矯正に係るガイダンス(例えば、被矯正材2の設置が終わりプレスを開始してよい旨のガイダンスや、プレスを終了する(すなわち、除荷する)旨のガイダンス等)を出力する。当該ガイダンスに基づいて、オペレータが上記入力装置を介した指示の入力を行うことができる。   The description of the press straightening device 10 will be continued. Although not shown in FIG. 5, the press straightening device 10 is provided with an input device for the operator to perform various operation inputs and an output device for outputting guidance for the operation. For example, the input device is a touch panel, a switch, a lever, or the like, and the operator issues an instruction (movement of the press, stop of the press (that is, unloading), etc.) for movement of the cylinder 132 via the input device. Can be entered. The control device 140 moves the cylinder 132 based on the instruction. The output device is, for example, a display device such as a display device and a lamp, or a sound output device such as a speaker. For example, under the control of the control device 140, the output device can provide guidance related to press correction (for example, guidance that the installation of the material to be corrected 2 is completed and press can be started, and press end (that is, exclusion of the press). Guidance) to load) is output. Based on the guidance, the operator can input an instruction via the input device.

プレス矯正を行う際には、被矯正材2が、ローラコンベアによって搬送され、ベッド110上の2つのシム板120に架け渡されるように設置される。通常は、Y軸方向(紙面奥行き方向)が板幅方向となり、X軸方向(紙面左右方向)が長手方向になるように、被矯正材2が搬送される。この際、被矯正材2の矯正対象部位が2つのシム板120の間であってラムヘッド131の直下に位置するように、被矯正材2が設置される。なお、ローラコンベアの駆動も、上記入力装置を介したオペレータによる指示により、制御装置140によって制御されてよい。この状態で、シリンダー132が下方に移動することにより、ラムヘッド131が被矯正材2を押圧し、当該被矯正材2の形状が矯正されることとなる。   When performing press straightening, the material to be straightened 2 is conveyed by a roller conveyor and installed so as to be bridged over two shim plates 120 on the bed 110. Normally, the material to be corrected 2 is transported such that the Y-axis direction (the depth direction in the drawing) is the plate width direction and the X-axis direction (the left-right direction in the drawing) is the longitudinal direction. At this time, the material to be corrected 2 is set so that the correction target portion of the material to be corrected 2 is located between the two shim plates 120 and directly below the ram head 131. The driving of the roller conveyor may also be controlled by the control device 140 in accordance with an instruction from the operator via the input device. In this state, when the cylinder 132 moves downward, the ram head 131 presses the material to be corrected 2 and the shape of the material to be corrected 2 is corrected.

制御装置140は、シリンダー132の鉛直方向の移動量、すなわちストローク量を制御することにより、被矯正材2を矯正する。例えば、オペレータが、上記入力装置を介して、スプリングバック量を考慮した、プレス後に所望の形状を得るための目標ストローク量を入力し、当該制御装置140がその入力された目標ストローク量に従ってシリンダー132を鉛直方向に移動させることにより、被矯正材2に対するプレス矯正が実行される。なお、目標ストローク量の計算には、例えば特開昭63−43722号公報や特開平2−192820号公報等に記載されているような、事前に取得した被矯正材2と同種の金属材の変形におけるプレス荷重とストローク量との関係に基づいて当該目標ストローク量を求める方法を用いることができる。ただし、本実施形態はかかる例に限定されず、目標ストローク量は、各種の公知の方法で計算されてよい。   The control device 140 corrects the material to be corrected 2 by controlling the amount of movement of the cylinder 132 in the vertical direction, that is, the amount of stroke. For example, the operator inputs, via the input device, a target stroke amount for obtaining a desired shape after pressing in consideration of the springback amount, and the control device 140 causes the cylinder 132 to operate in accordance with the input target stroke amount. Is moved in the vertical direction, thereby performing press correction on the material to be corrected 2. In addition, the calculation of the target stroke amount includes, for example, a metal material of the same type as the material to be corrected 2 acquired in advance as described in JP-A-63-43722 and JP-A-2-192820. A method for obtaining the target stroke amount based on the relationship between the press load and the stroke amount in the deformation can be used. However, the present embodiment is not limited to such an example, and the target stroke amount may be calculated by various known methods.

ここで、制御装置140は、演算処理を実行可能な装置であればよく、その具体的な構成は任意であってよい。例えば、制御装置140は、CPU(Central Processing Unit)等の各種のプロセッサであってもよいし、プロセッサとメモリ等の記憶素子がともに搭載された制御基板等であってもよい。また、制御装置140は、例えばPC(Personal Computer)等の汎用的な情報処理装置であってもよい。あるいは、制御装置140は、1台の装置でなくてもよく、複数の装置によって構成され、当該複数の装置が協働することにより制御装置140の機能が実現されてもよい。制御装置140を構成するプロセッサが所定のプログラムに従って演算処理を実行することにより、上述した制御装置140の機能が実現され、本実施形態に係るプレス矯正方法が実行され得る。   Here, control device 140 may be any device that can execute arithmetic processing, and its specific configuration may be arbitrary. For example, the control device 140 may be various processors such as a CPU (Central Processing Unit), or may be a control board or the like on which a processor and a storage element such as a memory are mounted. Control device 140 may be a general-purpose information processing device such as a personal computer (PC). Alternatively, the control device 140 may not be a single device, but may be configured by a plurality of devices, and the functions of the control device 140 may be realized by cooperation of the plurality of devices. The functions of the control device 140 described above are realized by the processor constituting the control device 140 executing arithmetic processing according to a predetermined program, and the press straightening method according to the present embodiment can be executed.

以上、プレス矯正装置10の概略構成について説明した。   The schematic configuration of the press straightening device 10 has been described above.

(3.ラムヘッドの形状)
ラムヘッド131の形状についてより詳細に説明する。ここでは、ラムヘッド131の下面の曲率κの決定方法について説明する。
(3. Ram head shape)
The shape of the ram head 131 will be described in more detail. Here, a method of determining the curvature κ of the lower surface of the ram head 131 will be described.

上述したように、本実施形態では、ラムヘッド131の下面に曲率κを付与することにより、被矯正材2が下に向かって凸形状になった場合であっても、より広い面積で当該ラムヘッド131の下面と当該被矯正材2の上面とが接触する状態を実現する。このとき、曲率κが小さ過ぎると、ラムヘッド131の下面が平面に近い形状になってしまうため、プレス中に被矯正材2が下に向かって凸形状になった場合に、ラムヘッド131が幅方向両端の2点のみで被矯正材2と接触している状態(すなわち、4点曲げの状態)になってしまい、押し込み疵の発生を効果的に抑制することができない。一方、曲率κが大き過ぎると、ラムヘッド131の下面が下方向に向かって大きく突出した形状になってしまうため、プレス中に被矯正材2が下に向かって凸形状になった場合に、当該ラムヘッド131の下面の幅方向中央の最も突出した部位1点のみで被矯正材2と接触している状態(すなわち、3点曲げの状態)になってしまい、当該接触部位において大きな接触圧が生じてしまい、押し込み疵の発生を効果的に抑制することができない。   As described above, in the present embodiment, by imparting the curvature κ to the lower surface of the ram head 131, even when the material to be corrected 2 has a downwardly convex shape, the ram head 131 has a larger area. And the upper surface of the material to be corrected 2 comes into contact. At this time, if the curvature κ is too small, the lower surface of the ram head 131 has a shape close to a flat surface. Therefore, when the material to be corrected 2 has a downwardly convex shape during pressing, the ram head 131 is moved in the width direction. Only two points at both ends are in contact with the material to be corrected 2 (ie, a four-point bending state), and the occurrence of indentation flaws cannot be effectively suppressed. On the other hand, if the curvature κ is too large, the lower surface of the ram head 131 has a shape that protrudes greatly downward, so that when the material to be corrected 2 has a downwardly convex shape during pressing, Only one point at the center of the lower surface of the ram head 131 that is most protruding in the width direction comes into contact with the material to be corrected 2 (ie, a three-point bending state), and a large contact pressure is generated at the contact point. As a result, the occurrence of indentation flaws cannot be effectively suppressed.

このように、ラムヘッド131の下面に付与すべき曲率κには、押し込み疵の発生を好適に抑制し得る所定の範囲が存在すると考えられる。本実施形態では、このような、押し込み疵の発生を好適に抑制し得るようなラムヘッド131の下面に付与すべき曲率κの範囲を規定し、下面の曲率κが当該範囲に含まれるようにラムヘッド131を形成する。   As described above, it is considered that the curvature κ to be provided to the lower surface of the ram head 131 has a predetermined range that can appropriately suppress the occurrence of the indentation flaw. In the present embodiment, the range of the curvature κ to be provided to the lower surface of the ram head 131 so that the occurrence of the indentation flaw can be suitably suppressed is defined, and the ram head is set so that the curvature κ of the lower surface is included in the range. 131 is formed.

以下、当該曲率κの範囲を規定する方法について説明する。まず、最も押し込み疵の発生が抑制され得る、理想的なラムヘッド131の下面の曲率κについて検討する。押し込み疵は、比較的小さい接触面積の部位にプレス荷重が集中することにより発生するのであるから、被矯正材2が下に向かって凸形状になった場合におけるラムヘッド131の下面と当該被矯正材2の上面との接触面の面積が大きければ、押し込み疵の発生をより抑えることが可能になる。つまり、この接触面積が最大になるような曲率κをラムヘッド131の下面に付与すれば、押し込み疵の発生を最も抑えることができる。   Hereinafter, a method of defining the range of the curvature κ will be described. First, the ideal curvature κ of the lower surface of the ram head 131, which can minimize the occurrence of indentation flaws, will be examined. Since the indentation flaw is generated by the concentration of the press load on a portion having a relatively small contact area, the lower surface of the ram head 131 and the material to be corrected when the material to be corrected 2 has a downwardly convex shape. If the area of the contact surface with the upper surface of 2 is large, it is possible to further suppress the occurrence of indentation flaws. That is, if the curvature κ that maximizes the contact area is given to the lower surface of the ram head 131, the occurrence of the push flaw can be suppressed most.

接触面積が最大になる場合とは、ラムヘッド131の下面の曲率κが、被矯正材2が下に向かって凸形状になった場合における当該被矯正材2の上面の曲率κと一致する場合である。従って、理想的なラムヘッド131の下面の曲率κは、当該被矯正材2の上面の曲率κであると言える。 And if the contact area is maximized, if the lower surface curvature of the ram head 131 kappa matches the curvature kappa Z of the upper surface of the to be straightened material 2 in the case where the correction material 2 becomes convex downward It is. Therefore, it can be said that the curvature kappa underside of the ideal ram head 131, the curvature kappa Z of the upper surface of the to be straightened material 2.

本実施形態では、この、被矯正材2が下に向かって凸形状になった場合における当該被矯正材2の上面の曲率κを、以下の手順で求める。すなわち、まず、図1に示すような下面が平面形状の従来のラムヘッド801を用いてプレス荷重Pが加えられ下に向かって凸形状になった場合における被矯正材2の変形量を、当該被矯正材2の変形を梁の変形に近似して求める。この際、被矯正材2上の互いに異なる2点における変形量を求めるとともに、その変形量の差ΔZを求める。次いで、求めた変形量の差ΔZを用いて、幾何学的な考察から、変形時における被矯正材2の上面の曲率半径Rを求める。当該曲率半径Rの逆数として曲率κを求めることができる。 In the present embodiment, the curvature κ Z of the upper surface of the material to be corrected 2 when the material to be corrected 2 has a downwardly convex shape is determined by the following procedure. That is, first, the deformation amount of the material to be corrected 2 when the pressing load P is applied using a conventional ram head 801 having a flat lower surface as shown in FIG. The deformation of the straightening member 2 is obtained by approximating the deformation of the beam. At this time, the amount of deformation at two different points on the material to be corrected 2 is obtained, and the difference ΔZ between the amounts of deformation is obtained. Then, using a deformation amount of the difference ΔZ obtained from geometrical considerations, determine the radius of curvature R Z of the upper surface of the straightening member 2 at the time of deformation. It can be determined curvature kappa Z as the inverse of the curvature radius R Z.

図7−図9を参照して、被矯正材2が下に向かって凸形状になった場合における当該被矯正材2の上面の曲率を求める方法についてより詳細に説明する。まず、梁の変形に近似して被矯正材2の変形量を求める手順について説明する。図7は、変形前の梁の形状を示す図である。図8は、図7に示す梁の変形後の形状を示す図である。なお、図8では、図7に示す梁の上面のみを図示している。   With reference to FIGS. 7 to 9, a method of obtaining the curvature of the upper surface of the correction target material 2 when the correction target material 2 has a downwardly convex shape will be described in more detail. First, a procedure for obtaining the deformation amount of the material to be corrected 2 by approximating the deformation of the beam will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a shape of a beam before deformation. FIG. 8 is a diagram illustrating a shape of the beam illustrated in FIG. 7 after deformation. FIG. 8 shows only the upper surface of the beam shown in FIG.

下面が平面形状のラムヘッド801によるプレス中における被矯正材2の変形は、図7に示すように、互いに異なる2つの支点203で支持されている梁201に対して、互い異なる2点において荷重Pが作用している場合における、当該梁201の変形と近似することができる。ここで、支点203は図3等に示すシム板120と被矯正材2との接点に対応する。つまり、支点203間の距離lは、シム板120間の間隔Lに対応している。また、荷重Pの作用点は、ラムヘッド801の幅方向の両端に対応する。つまり、この作用点間の間隔は、ラムヘッド801の幅Lに対応している。 As shown in FIG. 7, the deformation of the material to be corrected 2 during pressing by the ram head 801 having a flat lower surface causes a load P at two different points on the beam 201 supported by two different fulcrums 203. Can be approximated to the deformation of the beam 201 when. Here, the fulcrum 203 corresponds to a contact point between the shim plate 120 and the material to be corrected 2 shown in FIG. That is, the distance l between the fulcrum 203 corresponds to the distance L s between the shim plate 120. The points of action of the load P correspond to both ends of the ram head 801 in the width direction. That is, the spacing between the working point corresponds to the width L d of the ram head 801.

今、簡単のため、荷重Pが梁201の延伸方向の中心に対して対称な位置に作用しているとする。この場合、一方の支点203から当該支点203側の荷重Pの作用点までの距離をLとすれば、L=l−2Lと表すことができる。 Now, for simplicity, it is assumed that the load P acts on a position symmetrical with respect to the center of the beam 201 in the extending direction. In this case, if the distance from one supporting point 203 to the point of application of load P of the pivot 203 side by L, can be expressed as L d = l-2L.

以上説明した状況における梁201の変形について考える。当該状況では、梁201の変形は、0<x<l/2の範囲と、l/2<x<lの範囲とで、対称になるため、その一方の範囲についてのみ考えればよい(xは、梁201の一端を基準(ゼロ)とした、当該梁201の延伸方向における位置)。ここでは、0<x<l/2の範囲における梁201の変形について考える。   Consider the deformation of the beam 201 in the situation described above. In this situation, the deformation of the beam 201 is symmetrical in the range of 0 <x <l / 2 and the range of l / 2 <x <l, so only one of the ranges needs to be considered (x is , With one end of the beam 201 as a reference (zero) in the extending direction of the beam 201). Here, the deformation of the beam 201 in the range of 0 <x <l / 2 will be considered.

梁のたわみ式から、梁201が水平な状態を基準とした鉛直下方向への梁201の変形量yは、下記数式(1)、(2)のように求められる。ここで、Eは梁201(すなわち、被矯正材2)のヤング率、Iは梁201(すなわち、被矯正材2)の断面二次モーメントである。   From the deflection equation of the beam, the amount of deformation y of the beam 201 in the vertically downward direction based on the horizontal state of the beam 201 is obtained as in the following equations (1) and (2). Here, E is the Young's modulus of the beam 201 (that is, the material to be corrected 2), and I is the second moment of area of the beam 201 (that is, the material to be corrected 2).

Figure 0006658293
Figure 0006658293

ここで、図8に示すように、梁201の最大変形量をymax、荷重Pの作用点における変形量をyとする。最大変形量ymaxはx=l/2の点における変形量yであり、変形量yはx=Lの点における変形量yであるため、上記数式(1)、(2)から、これら変形量ymax、yを、それぞれ、下記数式(3)、(4)のように求めることができる。 Here, as shown in FIG. 8, the maximum deformation amount of the beam 201 is defined as y max , and the deformation amount at the point of application of the load P is defined as y L. Since the maximum deformation amount y max is the deformation amount y at the point of x = 1/2, and the deformation amount y L is the deformation amount y at the point of x = L, from the above equations (1) and (2), The deformation amounts y max and y L can be obtained as in the following equations (3) and (4), respectively.

Figure 0006658293
Figure 0006658293

この変形量ymaxと変形量yとの差をΔZと定義すると、上記数式(3)、(4)から、この変形量差ΔZは、下記数式(5)のように求めることができる。 When the difference between the deformation amount y max and the deformation amount y L is defined as ΔZ, the deformation amount difference ΔZ can be obtained from Expressions (3) and (4) as in Expression (5) below.

Figure 0006658293
Figure 0006658293

ここで、上記数式(5)において、Eは被矯正材2の材料によって決まる定数であるため、(1/8E)の部分は定数項としてまとめることができる。また、断面二次モーメントIについては、図7に示す梁201の厚み(すなわち、被矯正材2の板厚)をt、梁201の紙面奥行き方向の長さ(すなわち、被矯正材2の紙面奥行き方向の長さ。通常は被矯正材2の板幅方向の長さに対応する)をwとすれば、I=w×t/12と算出することができる。ここで、図1を参照して上述したように、被矯正材2は、2次元変形領域においては、ラムヘッド801及びシム板120の延伸方向に一様に変形するとみなすことができる。図7及び図8における梁201の変形は、2次元変形領域における被矯正材2の変形を考えていることになるため、当該長さwは、被矯正材2の板幅方向の長さのうち、2次元変形領域に対応する部分の長さを表していると言える。上述したように、2次元変形領域の被矯正材2の板幅方向の長さ(すなわち、2次元変形領域のラムヘッド801及びシム板120の延伸方向における長さ)は、ラムヘッド801の長さに応じて決定され得るため、ラムヘッド801の長さが変化しなければ、当該長さwは一定であると考えることができる。従って、当該長さwも定数項としてまとめることができる。更に、上記数式(5)では、変形量差ΔZを、梁201が弾性変形することを前提として導出しているが、実際には被矯正材2はプレス中に弾塑性変形するため、より厳密に変形量差ΔZを求めるためには、塑性変形に係る補正係数を導入することが好ましい。 Here, in the above formula (5), E is a constant determined by the material of the material to be corrected 2, so that the (1 / 8E) portion can be summarized as a constant term. 7, the thickness of the beam 201 shown in FIG. 7 (that is, the thickness of the material 2 to be corrected) is represented by t, and the length of the beam 201 in the depth direction of the paper surface (that is, the paper surface of the material 2 to be corrected). the depth direction length. Usually the corresponding) to the length of the plate width direction of the straightening member 2 if w, can be calculated as I = w × t 3/12 . Here, as described above with reference to FIG. 1, the material to be corrected 2 can be regarded as being uniformly deformed in the extending direction of the ram head 801 and the shim plate 120 in the two-dimensional deformation region. Since the deformation of the beam 201 in FIGS. 7 and 8 means that the material 2 to be corrected in the two-dimensional deformation region is considered, the length w is the length of the material 2 to be corrected in the plate width direction. It can be said that it represents the length of the portion corresponding to the two-dimensional deformation area. As described above, the length of the material to be corrected 2 in the plate width direction in the two-dimensional deformation region (that is, the length of the two-dimensional deformation region in the extending direction of the ram head 801 and the shim plate 120) is equal to the length of the ram head 801. If the length of the ram head 801 does not change, the length w can be considered to be constant. Therefore, the length w can also be summarized as a constant term. Further, in the above equation (5), the deformation amount difference ΔZ is derived on the assumption that the beam 201 is elastically deformed. However, since the material to be corrected 2 is elasto-plastically deformed during pressing, it is more strict. In order to obtain the deformation amount difference ΔZ, it is preferable to introduce a correction coefficient relating to plastic deformation.

以上の検討から、本実施形態では、上記数式(5)を改良した下記数式(6)に従って変形量差ΔZを算出する。下記数式(6)を用いることにより、塑性変形まで考慮してより精度良くΔZを求めることが可能になる。   From the above examination, in the present embodiment, the deformation amount difference ΔZ is calculated according to the following equation (6) obtained by improving the above equation (5). By using the following equation (6), it is possible to more accurately determine ΔZ in consideration of plastic deformation.

Figure 0006658293
Figure 0006658293

ここで、αは定数項に係る補正係数であり、具体的には、α=1/(8E)×1/(w/12)である。また、βは被矯正材2の塑性変形に対応する補正係数であり、0<β≦1の範囲を取り得る値である。β=1の場合が弾性変形に対応する。   Here, α is a correction coefficient related to a constant term, and specifically, α = 1 / (8E) × 1 / (w / 12). Β is a correction coefficient corresponding to the plastic deformation of the material 2 to be corrected, and is a value that can take a range of 0 <β ≦ 1. The case of β = 1 corresponds to elastic deformation.

上記数式(6)に含まれる物理量のうち、プレス荷重Pとしては、プレス条件として設定されている設定値を用いることができる。補正係数αについては、被矯正材2のヤング率Eは文献値等により既知であり、2次元領域の板幅方向における長さwはラムヘッド801の長さに応じて決定され得るため、適宜算出することができる。補正係数βは、例えば、プレス前に、被矯正材2と同種の金属材に対する実験やシミュレーション等を行うことにより、求めることができる。長さLは、プレス矯正装置10におけるシム板120とラムヘッド801との位置関係に応じて決定され得る。ラムヘッド801の幅Lは、当該ラムヘッド801の形状に応じて決定され得る。このように、荷重P、補正係数α、β、長さL、幅Lは、プレス矯正前に既知の値であり得るため、これらの値を用いて、上記数式(5)に従って、ΔZの値を求めることができる。 Of the physical quantities included in the above equation (6), as the press load P, a set value set as a press condition can be used. As for the correction coefficient α, the Young's modulus E of the material to be corrected 2 is known from literature values and the like, and the length w of the two-dimensional region in the plate width direction can be determined according to the length of the ram head 801. can do. The correction coefficient β can be obtained, for example, by performing an experiment, a simulation, or the like on a metal material of the same type as the material to be corrected 2 before pressing. The length L can be determined according to the positional relationship between the shim plate 120 and the ram head 801 in the press straightening device 10. Width L d of the ram head 801 can be determined according to the shape of the ram head 801. Thus, the load P, the correction coefficient alpha, beta, length L, a width L d, for which may be a known value before press straightening, using these values, in accordance with the above equation (5), of ΔZ The value can be determined.

この変形量差ΔZを用いて、図8に示す梁201の上面の曲率半径Rを求めることができる。この曲率半径Rを求める方法について、図9を参照して説明する。図9は、図8に示す梁201の変形量の差分ΔZに基づいて当該梁201の上面の曲率半径Rを求める方法について説明するための図である。 With this deformation amount difference [Delta] Z, it is possible to determine the radius of curvature R Z of the upper surface of the beam 201 shown in FIG. A method of obtaining the radius of curvature RZ will be described with reference to FIG. Figure 9 is a diagram for explaining a method of determining the curvature radius R Z of the upper surface of the beam 201 based on the deformation amount of the difference ΔZ of the beam 201 shown in FIG.

図9に示すように、半径Rの円弧の一部を考える。当該円弧が、図8に示す梁201の上面に対応しており、半径Rが、求めるべき梁201の上面の曲率半径Rである。 As shown in FIG. 9, consider a part of the arc of a radius R Z. The arc corresponds to the upper surface of the beam 201 shown in FIG. 8, the radius R Z is a radius of curvature R Z of the upper surface of the beam 201 to be determined.

当該円弧の両端E、Eが、荷重Pの作用点に対応するとすれば、当該円弧の中点Cから当該両端E、Eを結ぶ弦に下した垂線の長さが、上記で算出した変形量差ΔZに対応する。また、当該円弧の両端E、Eを結ぶ弦の長さが、ラムヘッド801の幅Lに対応する。 Ends E 1, E 2 of the arc, if corresponding to the working point of the load P, the length of the perpendicular line beat from the arc midpoint C in chord connecting the two ends E 1, E 2 are, above This corresponds to the calculated deformation amount difference ΔZ. The length of the chord connecting the two ends E 1, E 2 of the arc corresponds to the width L d of the ram head 801.

更に、当該円弧の円周角を2θとすれば、当該円弧の中心Oから当該円弧の両端E、Eを結ぶ弦に下した垂線の長さはRcosθと表現でき、また、当該弦の1/2の長さはRsinθと表現できる。従って、これらの長さを用いて、幾何学的に、下記数式(7)、(8)に示す関係を得ることができる。 Further, if the circumferential angle of the arc is 2θ, the length of a perpendicular line extending from the center O of the arc to a chord connecting both ends E 1 and E 2 of the arc can be expressed as R Z cos θ. The half length of the string can be expressed as R Z sin θ. Therefore, using these lengths, the relationships shown in the following mathematical expressions (7) and (8) can be obtained geometrically.

Figure 0006658293
Figure 0006658293

上記数式(7)、(8)を連立し、半径Rについて解くことにより、当該半径R、すなわち梁201の上面の曲率半径Rを求めることができる。具体的には、曲率半径Rは、下記数式(9)のように求められる。また、梁201の上面の曲率κは、当該曲率半径Rの逆数として下記数式(10)のように求めることができる。 The equation (7), simultaneous equations (8), by solving for the radius R Z, the radius R Z, that is, to determine the radius of curvature R Z of the upper surface of the beam 201. Specifically, the radius of curvature RZ is obtained as in the following equation (9). Further, the curvature κ Z of the upper surface of the beam 201 can be obtained as the reciprocal of the radius of curvature R Z as in the following Expression (10).

Figure 0006658293
Figure 0006658293

よって、上記数式(9)、(10)に、上記数式(6)から求めた変形量差ΔZの値を代入すれば、梁201の上面の曲率半径R、及び曲率κを求めることができる。このようにして求めた曲率κを下面が有するようにラムヘッド131を形成すれば、最も押し込み疵の発生を抑制し得る、理想的なラムヘッド131を実現することができる。 Therefore, by substituting the value of the deformation amount difference ΔZ obtained from the above equation (6) into the above equations (9) and (10), the curvature radius R Z and the curvature κ Z of the upper surface of the beam 201 can be obtained. it can. If the ram head 131 is formed such that the lower surface has the curvature κ Z obtained in this way, it is possible to realize an ideal ram head 131 that can minimize the occurrence of indentation flaws.

しかしながら、上記数式(10)から求めた曲率κを有するようにラムヘッド131の下面を形成したとしても、実際には、加工バラツキツ等により、この曲率κを正確には実現できない場合がある。また、上記数式(10)から求まる曲率κは、いわば理想的な曲率であり、実際には、この曲率κを含む所定の範囲内の曲率を下面が有するようにラムヘッド131を形成すれば、押し込み疵を十分抑制できる可能性がある。 However, even if the lower surface of the ram head 131 is formed so as to have the curvature κ Z calculated from the above equation (10), there is a case where the curvature κ Z cannot be realized accurately due to processing variations and the like. Further, the curvature κ Z obtained from the above equation (10) is an ideal curvature, so to speak, if the ram head 131 is formed such that the lower surface has a curvature within a predetermined range including the curvature κ Z in practice. There is a possibility that the indentation flaw can be sufficiently suppressed.

従って、本実施形態では、上記数式(10)から求まる曲率κに対して所定の範囲を設定し、当該範囲内に下面の曲率κが含まれるように、ラムヘッド131を形成することとする。具体的には、ラムヘッド131の下面の曲率κが下記数式(11)を満たすように、当該ラムヘッド131の下面の形状を形成する。 Therefore, in the present embodiment, a predetermined range is set for the curvature κ Z obtained from the above equation (10), and the ram head 131 is formed such that the lower surface includes the curvature κ. Specifically, the shape of the lower surface of the ram head 131 is formed so that the curvature κ of the lower surface of the ram head 131 satisfies the following mathematical expression (11).

Figure 0006658293
Figure 0006658293

ここで、係数A、Aは、それぞれ、曲率κの下限及び上限を規定する係数である(以下、曲率係数という)。曲率κの下限を規定する曲率係数Aは、プレス中に被矯正材2が下に向かって凸形状になった場合に、ラムヘッド131が幅方向両端の2点のみで接触している状態(すなわち、4点曲げの状態)にならないような値として適宜決定される。また、曲率κの上限を規定する曲率係数Aは、プレス中に被矯正材2が下に向かって凸形状になった場合に、ラムヘッド131が幅方向中央の1点のみで接触している状態(すなわち、3点曲げの状態)にならないような値として決定される。 Here, the coefficients A 1 and A 2 are coefficients defining the lower and upper limits of the curvature κ, respectively (hereinafter, referred to as curvature coefficients). Curvature factor A 1 which defines the lower limit of the curvature κ is a state in which the straightening member 2 in the press if it becomes convex toward the bottom, ram head 131 is in contact only at two points in the width direction at both ends ( That is, it is appropriately determined as a value that does not result in a four-point bending state). The curvature factor A 2 which defines the upper limit of the curvature κ, when the straightening member 2 becomes convex downward in the press, the ram head 131 is in contact only with one point in the width direction center It is determined as a value that does not result in a state (ie, a state of three-point bending).

なお、曲率係数A、Aの適切な値は、プレス条件(例えば、シム板120の間隔、被矯正材2の形状、被矯正材2の材料、及びプレス荷重等の、プレス矯正に影響する各種の条件)によって変化し得る。従って、当該曲率係数A、Aとしては、想定され得るプレス条件に対応する適切な値を、実験やシミュレーション等によって適宜求めればよい。なお、本発明者らによる検討の結果、少なくとも極厚高強度材に対するプレス矯正では、各種のプレス条件において、例えば曲率係数A=0.2、A=2.0とすることにより、押し込み疵の発生を抑制し得る曲率κが規定され得ることが分かっている。この曲率係数A、Aの具体例の詳細については、下記実施例において説明する。 Appropriate values of the curvature coefficients A 1 and A 2 affect the pressing conditions (for example, the interval between the shim plates 120, the shape of the material to be corrected 2, the material of the material to be corrected 2, and the press load). Various conditions). Therefore, as the curvature coefficients A 1 and A 2 , appropriate values corresponding to supposed pressing conditions may be appropriately obtained by experiments, simulations, and the like. In addition, as a result of examination by the present inventors, at least in press straightening for extremely thick high-strength materials, indentation is performed under various pressing conditions by, for example, setting a curvature coefficient A 1 = 0.2 and A 2 = 2.0. It has been found that the curvature κ that can suppress the generation of flaws can be defined. Details of specific examples of the curvature coefficients A 1 and A 2 will be described in Examples below.

本発明の効果について確認するとともに、上記数式(11)に示すラムヘッドの下面の曲率κの下限及び上限を規定する曲率係数A、Aの適切な範囲を確認するために、以下の実験を行った。当該実験では、下面に様々な曲率κを付したラムヘッドを用意し、当該ラムヘッドを図5に示すプレス矯正装置10と同様の構成を有する実際のプレス矯正装置に適用し、板材を被矯正材としたプレス矯正を行った。当該被矯正材としては、極厚高強度材を用い、当該被矯正材の板面が略水平に矯正されるようにプレス矯正を行った。プレス条件は以下の通りである。 In order to confirm the effects of the present invention and to confirm appropriate ranges of the curvature coefficients A 1 and A 2 that define the lower and upper limits of the curvature κ of the lower surface of the ram head shown in the above equation (11), the following experiment was performed. went. In the experiment, a ram head having various curvatures κ on its lower surface was prepared, and the ram head was applied to an actual press straightening device having the same configuration as the press straightening device 10 shown in FIG. Press straightening was performed. As the material to be corrected, an extremely thick high-strength material was used, and press correction was performed so that the plate surface of the material to be corrected was corrected substantially horizontally. The pressing conditions are as follows.

(プレス条件)
被矯正材の板厚t:170(mm)
被矯正材の板幅(ラムヘッド及びシム板の延伸方向における長さ):2100(mm)
2次元変形領域の被矯正材の板幅方向の長さw:100(mm)
被矯正材の降伏強度:784(MPa)(80(kgf/mm
被矯正材のヤング率E:2.1×10(N/mm
ラムヘッドの幅L:150(mm)
シム板間の間隔L:450(mm)
一方のシム板からラムヘッドの幅方向の両端のうち当該一方のシム板に近い一端までの距離L:150(mm)
プレス荷重:3000(ton)
(Press conditions)
Plate thickness t of the material to be corrected: 170 (mm)
Plate width of the material to be corrected (length in the stretching direction of the ram head and the shim plate): 2100 (mm)
Length w in the plate width direction of the material to be corrected in the two-dimensional deformation region: 100 (mm)
Yield strength of the material to be corrected: 784 (MPa) ( 80 (kgf / mm 2 ) )
Young's modulus E of the material to be corrected: 2.1 × 10 5 (N / mm 2 )
The width of the ram head L d: 150 (mm)
Interval L s between shim plates: 450 (mm)
Distance L from one shim plate to one end closer to the one shim plate among both ends in the width direction of the ram head: 150 (mm)
Press load: 3000 (ton)

これらの条件の下でのプレス矯正において、上記数式(6)を用いて変形量差ΔZを求めたところ、ΔZ=約1.0(mm)であった。なお、この際、簡単のため、被矯正材は弾性変形するものとし、補正係数β=1としている。更に、この変形量差ΔZの値を用いて上記数式(9)、(11)に従って曲率半径R及び曲率κを求めたところ、R=約2925(mm)、κ=約0.0003(1/mm)であった。 In the press straightening under these conditions, when the deformation amount difference ΔZ was calculated using the above equation (6), ΔZ = about 1.0 (mm). At this time, for simplicity, the material to be corrected is elastically deformed, and the correction coefficient β = 1. Further, using the value of the deformation amount difference ΔZ, the radius of curvature R Z and the curvature κ Z were obtained in accordance with the above equations (9) and (11). R Z = about 2925 (mm) and κ Z = about .0. 0003 (1 / mm).

本実験では、ラムヘッドの下面の曲率κをκ=A×κとし、この曲率係数Aを様々に変化させながら、複数の異なる曲率κを有するラムヘッドを作成した。そして、これらのラムヘッドを用いて実際に上記のプレス条件によってプレス矯正を行い、そのプレス後の被矯正材の表面の押し込み疵の有無を目視によって確認した。 In this experiment, the curvature of the lower surface of the ram head kappa and κ = A × κ Z, while variously changing the curvature coefficients A, created a ram head having a plurality of different curvatures kappa. Then, press correction was actually performed using these ram heads under the above-described press conditions, and the presence or absence of indentation flaws on the surface of the material to be corrected after the press was visually confirmed.

結果を下記表1に示す。表1では、曲率係数Aごとに、所望の形状に矯正するまでに要したプレス回数、及び押し込み疵の発生の有無をまとめて示している。   The results are shown in Table 1 below. In Table 1, for each curvature coefficient A, the number of presses required to correct the shape to a desired shape, and the presence or absence of indentation flaws are collectively shown.

Figure 0006658293
Figure 0006658293

上記表1に示すように、曲率係数Aが0.15以下であった場合には、プレス矯正後の被矯正材の表面において、ラムヘッドの幅方向両端部に対応する部位に押し込み疵が確認された。これは、ラムヘッドの下面の曲率κが小さ過ぎるために、プレス中に被矯正材が下に向かって凸形状になった際に、当該ラムヘッドの下面の幅方向両端部のみが当該被矯正材と接触している状態(すなわち、4点曲げの状態)となり、その接触部位において大きな接触圧が発生してしまったからであると考えられる。   As shown in Table 1 above, when the curvature coefficient A was 0.15 or less, indentation flaws were confirmed on the surface of the material to be corrected after press correction at the portions corresponding to both ends in the width direction of the ram head. Was. This is because the curvature κ of the lower surface of the ram head is too small, so that when the material to be corrected has a downwardly convex shape during pressing, only the both ends in the width direction of the lower surface of the ram head are the same as the material to be corrected. It is considered that this is because the contact state (that is, the state of four-point bending) occurred, and a large contact pressure was generated at the contact portion.

一方、曲率係数Aが2.25以上であった場合には、プレス矯正後の被矯正材の表面において、ラムヘッドの幅方向中央部に対応する部位に押し込み疵が確認された。これは、ラムヘッドの下面の曲率κが大き過ぎるために、プレス中に被矯正材が下に向かって凸形状になった際に、当該ラムヘッドの下面の幅方向中央部のみが当該被矯正材と接触している状態(すなわち、3点曲げの状態)となり、その接触部位において大きな接触圧が発生してしまったからであると考えられる。   On the other hand, when the curvature coefficient A was 2.25 or more, indentation flaws were confirmed at the portion corresponding to the center in the width direction of the ram head on the surface of the material to be corrected after press correction. This is because the curvature κ of the lower surface of the ram head is too large, so that when the material to be corrected has a downwardly convex shape during pressing, only the center in the width direction of the lower surface of the ram head is the same as the material to be corrected. It is considered that this is because a contact state (that is, a three-point bending state) was caused, and a large contact pressure was generated at the contact portion.

また、表1から、曲率係数Aが小さい場合には、被矯正材を所望の形状に変形させるためにより多くのプレス回数を要したのに対して、曲率係数Aが大きくなるにつれて当該プレス回数は低下していき、曲率係数Aが所定の値以上になると、当該プレス回数は略一定になった。これは、曲率係数Aが小さく、4点曲げによって被矯正材の変形がなされる場合には、被矯正材にプレス荷重が作用する面積が極小さいために、プレスによる被矯正材の変形が効率良く行われないことを示している。   Also, from Table 1, when the curvature coefficient A is small, the number of presses required to deform the material to be corrected into a desired shape increased, whereas the number of presses increased as the curvature coefficient A increased. When the curvature coefficient A became smaller than a predetermined value, the number of presses became substantially constant. This is because, when the material to be corrected is deformed by the four-point bending because the curvature coefficient A is small, the area where the press load acts on the material to be corrected is extremely small. It indicates that it is not done well.

表1に示す結果から、プレス回数を低減しつつ、押し込み疵の発生を抑制するためには、例えば、曲率係数Aを0.2〜2.00の間の値にすることが好ましいと考えられる。換言すれば、0.2×κ≦κ≦2.0×κを満たす曲率κをラムヘッドの下面に付与し、当該ラムヘッドを用いてプレス矯正を行うことにより、プレス回数を低減しつつ、押し込み疵の発生を抑制することが可能となる。 From the results shown in Table 1, in order to suppress the occurrence of indentation flaws while reducing the number of presses, for example, it is considered preferable to set the curvature coefficient A to a value between 0.2 and 2.00. . In other words, by giving a curvature κ satisfying 0.2 × κ Z ≦ κ ≦ 2.0 × κ Z to the lower surface of the ram head and performing press correction using the ram head, while reducing the number of presses, It is possible to suppress the occurrence of indentation flaws.

更に、本発明者らは、上記の条件以外の様々なプレス条件(極厚高強度材、及び極厚高強度材以外の被矯正材を含む)において同様の実験を行った。その結果、いくつかのプレス条件において、好ましい曲率係数Aの範囲について同様の結果が得られた。その中でも、極厚高強度材についてのプレス矯正では、試行したいずれのプレス条件においても、好ましい曲率係数Aの範囲について同様の結果が得られた。当該結果から、少なくとも極厚高強度材に対するプレス矯正では、好適に、曲率係数Aを0.2〜2.0の間の値にすることにより、プレス回数を低減しつつ、押し込み疵の発生を抑制することが可能になると考えられる。   Furthermore, the present inventors conducted similar experiments under various pressing conditions other than the above conditions (including a very thick high strength material and a material to be corrected other than the very thick high strength material). As a result, under some pressing conditions, similar results were obtained in a preferable range of the curvature coefficient A. Among them, in the press straightening of the extremely thick high-strength material, a similar result was obtained in the preferable range of the curvature coefficient A under any of the trial press conditions. From the results, at least in press straightening of extremely thick high-strength material, by suitably setting the curvature coefficient A to a value between 0.2 and 2.0, the number of presses can be reduced, and the occurrence of indentation flaws can be reduced. It is considered possible to suppress it.

(4.補足)
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
(4. Supplement)
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that those skilled in the art to which the present invention pertains can conceive various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

10 プレス矯正装置
110 ベッド
120 シム板
130 押圧機構
131、801 ラムヘッド
132 シリンダー
140 制御装置
201 梁
203 支点
Reference Signs List 10 press straightening device 110 bed 120 shim plate 130 pressing mechanism 131, 801 ram head 132 cylinder 140 control device 201 beam 203 fulcrum

Claims (3)

金属板である被矯正材に対するプレス矯正において、2つのシム板の間に架け渡すように前記被矯正材が載置された状態で、前記被矯正材の前記2つのシム板の間の矯正対象部位をプレスするラムヘッドであって、
前記被矯正材と対向しプレス時に前記被矯正材と接触する面が、下記数式(101)を満たす曲率κを有する、
ラムヘッド。
Figure 0006658293
:前記ラムヘッドの幅
α、β:補正係数
P:プレス荷重
L:2つの前記シム板の一方から前記ラムヘッドの幅方向の両端のうち前記一方のシム板に近い側の一端までの長さ
t:前記被矯正材の板厚
である。
In the press straightening of the material to be corrected, which is a metal plate, a portion to be corrected between the two shim plates of the material to be corrected is pressed in a state where the material to be corrected is placed so as to bridge between two shim plates. A ram head,
A surface facing the material to be corrected and contacting the material to be corrected at the time of pressing has a curvature κ that satisfies the following equation (101):
Ram head.
Figure 0006658293
L d : width of the ram head α, β: correction coefficient P: press load L: length from one of the two shim plates to one end closer to the one shim plate among both ends in the width direction of the ram head t: The thickness of the material to be corrected.
前記被矯正材の板厚tは80mm以上であり、前記被矯正材の降伏強度は490MPa(50kgf/mm 以上である、
請求項1に記載のラムヘッド。
The thickness t of the material to be straightened is 80 mm or more, and the yield strength of the material to be straightened is 490 MPa (50 kgf / mm 2 ) or more.
The ram head according to claim 1.
請求項1に記載のラムヘッドを用いて前記被矯正材の形状を矯正するプレス矯正方法であって、
前記被矯正材の板厚tは80mm以上であり、前記被矯正材の降伏強度は490MPa(50kgf/mm 以上である、
プレス矯正方法。
A press straightening method for correcting the shape of the material to be corrected using the ram head according to claim 1,
The thickness t of the material to be straightened is 80 mm or more, and the yield strength of the material to be straightened is 490 MPa (50 kgf / mm 2 ) or more.
Press straightening method.
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