JP7056812B1 - Manufacturing method of press equipment and press-molded products - Google Patents
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Abstract
プレス装置1は、第1加工面2aを有する第1金型部2と、第2加工面3aを有する第2金型部3と、第1金型部2を支持する第1支持部4と、第2金型部3を支持する第2支持部5とを備える。第1金型部2及び第2金型部3の少なくとも一方の金型部は、プレス方向から見て第1加工面2a及び第2加工面3aが重なる重複領域R1の少なくとも一部に、無負荷状態でのプレス方向の寸法がプレス方向から見て直交する2方向において均一でない隙間S1、S2を有する。重複領域R1の重心Gと外縁の間の中央線より内側となる内側領域R1uにおける隙間S1の無負荷状態での最小寸法は、外側領域R1sにおける隙間S1の無負荷状態での最小寸法より小さい。【選択図】図5The press device 1 includes a first die portion 2 having a first machined surface 2a, a second die portion 3 having a second machined surface 3a, and a first support portion 4 for supporting the first die portion 2. , A second support portion 5 that supports the second mold portion 3 is provided. At least one of the first mold portion 2 and the second mold portion 3 is absent in at least a part of the overlapping region R1 where the first machined surface 2a and the second machined surface 3a overlap when viewed from the pressing direction. It has gaps S1 and S2 in which the dimensions in the press direction under load are not uniform in two directions orthogonal to each other when viewed from the press direction. The minimum dimension of the gap S1 in the inner region R1u inside the center line between the center of gravity G and the outer edge of the overlapping region R1 in the unloaded state is smaller than the minimum dimension of the gap S1 in the outer region R1s in the unloaded state. [Selection diagram] FIG. 5
Description
本発明は、プレス装置及びプレス成形品の製造方法に関する。 The present invention relates to a press device and a method for manufacturing a press-molded product.
一般的に、プレス装置は、一対の金型の間にプレス対象材を配置して、一対の金型を互いに近づけることで、プレス対象材を金型の加工面の形に応じた形状にプレス成形する。一対の金型は、プレス方向に相対運動可能な一対の支持部材にそれぞれ支持される。一対の支持部材は、例えば、スライダ及びボルスタである。プレス成形時には、支持部材から金型へプレス荷重が加わる。この際に、金型から支持部材への反力によって、支持部材がたわむ場合がある。このたわみは、プレス成形品の形状精度に影響を及ぼし得る。 Generally, in a press device, a press target material is placed between a pair of dies and the pair of dies are brought close to each other to press the press target material into a shape corresponding to the shape of the machined surface of the die. Mold. The pair of dies are supported by a pair of support members that can move relative to each other in the press direction. The pair of support members are, for example, a slider and a bolster. During press molding, a press load is applied from the support member to the die. At this time, the support member may bend due to the reaction force from the mold to the support member. This deflection can affect the shape accuracy of the press-molded product.
特開2016-179486号公報(特許文献1)では、プレス成形時の反力により金型に生じるたわみを抑制するためのプレス装置が提案されている。このプレス装置は、金型と支持部材との間に配設された剛性分布部材を備える。剛性分布部材は、プレス方向の圧縮に対する剛性がプレス方向に直交する平面内で所定の分布を示す。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-179486 (Patent Document 1) proposes a press device for suppressing bending generated in a die due to a reaction force during press molding. This press device includes a rigidity distribution member disposed between the die and the support member. The stiffness distribution member exhibits a predetermined distribution in a plane in which the stiffness with respect to compression in the press direction is orthogonal to the press direction.
また、特許第4305645号公報(特許文献2)では、板成形シミュレーションを行い、成形ストロークに応じた金型のたわみ分布を求めることが開示されている。 Further, Japanese Patent No. 4305645 (Patent Document 2) discloses that a plate forming simulation is performed to obtain a bending distribution of a mold according to a forming stroke.
上記従来のプレス装置では、剛性分布部材を準備する必要がある。1つの部材において、剛性を異ならせ、任意の剛性の分布を得るのは容易ではない。また、プレス機の支持部(例えば、スライド及びボルスタ)のたわみを低減するために、支持部の構造、又はそのバックアップ構造を変更する方法もある。これは、大規模な高コストな対策であり、その効果も限定的である場合が多い。 In the above-mentioned conventional press device, it is necessary to prepare a rigidity distribution member. It is not easy to obtain an arbitrary distribution of rigidity by varying the rigidity in one member. There is also a method of changing the structure of the support portion or the backup structure thereof in order to reduce the deflection of the support portion (for example, a slide and the bolster) of the press machine. This is a large-scale, high-cost measure, and its effect is often limited.
本開示は、簡単な構成で、金型の支持部のたわみによるプレス成形への影響を低減できるプレス装置、及びプレス成形品の製造方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present disclosure to provide a press device capable of reducing the influence of bending of a support portion of a die on press molding with a simple configuration, and a method for manufacturing a press-molded product.
本発明の実施形態におけるプレス装置は、プレス対象材をプレス成形するプレス装置である。前記プレス装置は、プレス成形時に前記プレス対象材の一方の面に接する第1加工面を有する第1金型部と、プレス成形時に前記プレス対象材の他方の面に接する第2加工面を有する第2金型部と、前記第1金型部を支持する第1支持部と、前記第1支持部に対してプレス方向に往復運動可能であり、前記第2金型部を支持する第2支持部とを備える。前記第1金型部及び前記第2金型部の少なくとも一方の金型部は、プレス方向から見て前記第1加工面及び第2加工面が重なる重複領域の少なくとも一部に、無負荷状態でのプレス方向の寸法がプレス方向から見て直交する2方向において均一でない隙間を有する。前記重複領域の重心と前記重複領域の外縁の任意の位置とを結ぶ線分の中点の集合である中央線の内側となる内側領域における隙間の無負荷状態でのプレス方向の最小寸法は、前記中央線の外側となる外側領域における隙間の無負荷状態でのプレス方向の最小寸法より小さい。 The press device according to the embodiment of the present invention is a press device that press-molds a material to be pressed. The press device has a first die portion having a first processed surface in contact with one surface of the press target material during press forming, and a second processed surface in contact with the other surface of the press target material during press forming. A second mold portion that can reciprocate in the press direction with respect to the second mold portion, the first support portion that supports the first mold portion, and the first support portion, and supports the second mold portion. It is equipped with a support part. At least one of the first mold portion and the second mold portion is in a no-load state in at least a part of the overlapping region where the first processed surface and the second processed surface overlap when viewed from the pressing direction. Has a gap that is not uniform in two directions in which the dimensions in the press direction are orthogonal to each other when viewed from the press direction. The minimum dimension in the pressing direction of the gap in the inner region inside the center line, which is the set of the midpoints of the line segments connecting the center of gravity of the overlapping region and the arbitrary position of the outer edge of the overlapping region, in the no-load state is It is smaller than the minimum dimension in the pressing direction in the no-load state of the gap in the outer region outside the center line.
本開示によれば、簡単な構成で、プレス装置の金型の支持部のたわみによるプレス成形への影響を低減できる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce the influence on press molding due to the bending of the support portion of the die of the press device with a simple configuration.
(構成1)
本発明の実施形態におけるプレス装置は、プレス対象材をプレス成形するプレス装置である。前記プレス装置は、プレス成形時に前記プレス対象材の一方の面に接する第1加工面を有する第1金型部と、プレス成形時に前記プレス対象材の他方の面に接する第2加工面を有する第2金型部と、前記第1金型部を支持する第1支持部と、前記第1支持部に対してプレス方向に往復運動可能であり、前記第2金型部を支持する第2支持部とを備える。前記第1金型部及び前記第2金型部の少なくとも一方の金型部は、無負荷状態において、プレス方向から見て前記第1加工面及び第2加工面に重なる重複領域の少なくとも一部において、プレス方向の寸法が均一でない隙間を有する。(Structure 1)
The press device according to the embodiment of the present invention is a press device that press-molds a material to be pressed. The press device has a first die portion having a first processed surface in contact with one surface of the press target material during press forming, and a second processed surface in contact with the other surface of the press target material during press forming. A second mold portion that can reciprocate in the press direction with respect to the second mold portion, the first support portion that supports the first mold portion, and the first support portion, and supports the second mold portion. It is equipped with a support part. At least one of the first mold portion and the second mold portion is at least a part of an overlapping region overlapping the first machined surface and the second machined surface when viewed from the pressing direction in a no-load state. Has a gap in which the dimensions in the pressing direction are not uniform.
プレス装置によるプレス成形では、第1金型部の第1加工面と第2金型部の第2加工面の間にプレス対象材が配置される。第1加工面及び第2加工面(以下単に、加工面と称する場合がある。)は、プレス成形品の狙い形状に応じた形状を有する。第1支持部と第2支持部がプレス方向において相対的に近づくことで、第1金型部と第2金型部の間のプレス対象材がプレス成形される。プレス成形において、第1加工面は、プレス対象材の一方の面に接し、第2加工面は、プレス対象材の一方の面とは反対側の他方の面に接する。第1金型部と第2金型部が最も近づいた状態、すなわち、下死点における第1加工面と第2加工面の間の空間形状(クリアランス)によってプレス成形品の形状が決定される。なお、加工面の形状は、プレス成形品の狙い形状と必ずしも同じでなくてもよい。例えば、スプリングバック(弾性回復)等のプレス後の弾性変形の量を考慮して、プレス成形品の狙い形状とは異なる形状を加工面の形状としてもよい。 In press molding by a press device, the material to be pressed is arranged between the first processed surface of the first die portion and the second processed surface of the second die portion. The first machined surface and the second machined surface (hereinafter, may be simply referred to as a machined surface) have a shape corresponding to the target shape of the press-molded product. When the first support portion and the second support portion are relatively close to each other in the pressing direction, the press target material between the first die portion and the second die portion is press-formed. In press forming, the first processed surface is in contact with one surface of the material to be pressed, and the second processed surface is in contact with the other surface opposite to one surface of the material to be pressed. The shape of the press-molded product is determined by the state in which the first die portion and the second die portion are closest to each other, that is, the space shape (clearance) between the first machined surface and the second machined surface at bottom dead center. .. The shape of the machined surface does not necessarily have to be the same as the target shape of the press-molded product. For example, in consideration of the amount of elastic deformation after pressing such as springback (elastic recovery), a shape different from the target shape of the press-molded product may be used as the shape of the machined surface.
上記構成1では、プレス装置は、無負荷状態で、第1金型部又は第2金型部の少なくとも一方(以下、単に金型部と称する場合がある。)において、プレス方向から見て加工面と重なる重複領域においてプレス方向の寸法が均一でない隙間が設けられる。プレス成形時には、プレス荷重により第1支持部及び第2支持部の少なくとも一方(以下、単に支持部と称する場合がある。)がたわむ場合がある。支持部のたわみによって金型部が変形する。発明者らは、無負荷状態で上記の均一でない隙間を金型部に設けることで、プレス成形時の支持部のたわみによる金型部の変形を、この均一でない隙間で吸収することができることを見出した。そのため、上記のように無負荷状態で金型部に均一でない隙間を設けることで、プレス成形の支持部のたわみによる金型部の変形を低減できる。その結果、支持部のたわみによる金型部の加工面の変形も低減することができる。このようにして、簡単な構成で、金型の支持部のたわみによるプレス成形への影響を低減できる。プレス成形への影響は、例えば、割れやしわ、プレス成形品の形状精度の低下といった成形不良が挙げられる。
In the
なお、無負荷状態は、金型部にプレス荷重が加わっていない状態である。また、第1金型部及び第2金型部の少なくとも一方の金型部が有する隙間は、第1金型部と第1支持部の間の隙間、又は、第2金型部と第2支持部の間の隙間であってもよいし、第1金型部又は第2金型部の内部の隙間であってもよい。第1金型部又は第2金型部の内部の隙間は、例えば、第1金型部又は第2金型部を構成する複数部材の間の隙間であってもよい。このように、隙間は、金型部を又は金型部に接する部材のうち隣り合う2つの部材の間の隙間とすることができる。すなわち、隣り合う2つの部材の一方の部材の面と、これに対向する他方の部材の面との間に上記の隙間が設けられる。隣り合う2つの部材は、2つとも金型部の構成部材であってもよいし、一方が金型部に接する支持部の構成部材であってもよい。一例として、上記の無負荷状態における隙間は、隣り合う2つの部材の一方の部材のプレス方向に突出する凸面と、この凸面に相対する他方の部材の平面との間の隙間とすることができる。 The no-load state is a state in which no press load is applied to the die portion. Further, the gap between the first mold portion and at least one of the second mold portions is the gap between the first mold portion and the first support portion, or the gap between the second mold portion and the second mold portion. It may be a gap between the support portions, or it may be a gap inside the first mold portion or the second mold portion. The gap inside the first mold portion or the second mold portion may be, for example, a gap between a plurality of members constituting the first mold portion or the second mold portion. In this way, the gap can be a gap between two adjacent members of the member in contact with the mold portion or the mold portion. That is, the above-mentioned gap is provided between the surface of one member of two adjacent members and the surface of the other member facing the surface. Both of the two adjacent members may be constituent members of the mold portion, or one of them may be a constituent member of the support portion in contact with the mold portion. As an example, the gap in the no-load state can be a gap between a convex surface of one member of two adjacent members protruding in the press direction and a plane of the other member facing the convex surface. ..
上記構成1において、前記第1金型部及び前記第2金型部の少なくとも一方の金型部は、プレス方向から見て前記第1加工面及び第2加工面が重なる重複領域の少なくとも一部に、無負荷状態でのプレス方向の寸法がプレス方向から見て直交する2方向において均一でない隙間を有してもよい。この場合、前記重複領域の重心と前記重複領域の外縁の任意の位置とを結ぶ線分の中点の集合である中央線の内側となる内側領域における隙間の無負荷状態でのプレス方向の最小寸法は、前記中央線の外側となる外側領域における隙間の無負荷状態でのプレス方向の最小寸法より小さくてもよい。これにより、簡単な構成で、金型の支持部のたわみによるプレス成形への影響を低減できる。例えば、第1金型部及び第2金型部を中心としてプレス方向へ椀状に凹むように第1支持部及び第2支持部が撓む場合に、効率よく隙間で撓みを吸収することができる。
In the
プレス方向から見た重複領域の外縁は閉じた線(環状)になる。そのため、重心と外縁の任意の点とを結ぶ線の中点の集合である中央線は、閉じた線(環状)となる。なお、内側領域及び外側領域のそれぞれにおける隙間のプレス方向の最小寸法は、内側領域及び外側領域のそれぞれにおいて隙間のプレス方向の寸法が最小となる点における隙間のプレス方向の寸法である。 The outer edge of the overlapping region seen from the pressing direction is a closed line (annular). Therefore, the central line, which is a set of midpoints of lines connecting the center of gravity and an arbitrary point on the outer edge, is a closed line (annular). The minimum dimension of the gap in the pressing direction in each of the inner region and the outer region is the dimension in the pressing direction of the gap at the point where the dimension in the pressing direction of the gap is minimized in each of the inner region and the outer region.
プレス方向から見て直交する2方向において、内側領域における無負荷状態での隙間のプレス方向の最小寸法が、外側領域における無負荷状態での隙間のプレス方向の最小寸法より小さくてもよい。これにより、第1金型部及び第2金型部を中心とする椀状の撓みを、隙間によって、より効率よく吸収できる。例えば、重複領域の長手方向及び短手方向の両方において、内側領域の無負荷状態での隙間の最小寸法が外側領域の無負荷状態での隙間の最小寸法より小さくてもよい。 In the two directions orthogonal to each other in the pressing direction, the minimum dimension of the gap in the inner region in the no-load state in the pressing direction may be smaller than the minimum dimension of the gap in the outer region in the no-load state in the pressing direction. As a result, the bowl-shaped bending centered on the first mold portion and the second mold portion can be more efficiently absorbed by the gap. For example, in both the longitudinal direction and the lateral direction of the overlapping region, the minimum dimension of the gap in the unloaded state of the inner region may be smaller than the minimum dimension of the gap in the unloaded state of the outer region.
(構成2)
上記構成1において、無負荷状態における前記重複領域の前記隙間に対する下死点における前記隙間のプレス方向の変形量は、無負荷状態の前記第1加工面及び前記第2加工面に対する下死点における前記第1加工面及び前記第2加工面のプレス方向の変形量よりも大きくてもよい。これにより、簡単な構成で、金型の支持部のたわみによるプレス成形への影響を低減できる。(Structure 2)
In the
例えば、無負荷状態の前記第1加工面及び前記第2加工面の形状は、下死点における前記第1加工面及び前記第2加工面の形状と同じになるように、無負荷状態における前記隙間が構成されてもよい。なお、無負荷状態の第1加工面及び第2加工面の形状と、下死点における第1加工面及び第2加工面の形状が同じである形態には、プレス成形品の形状精度への影響が無視できる程度に微小に形状が変化している場合も含まれるものとする。 For example, the shape of the first machined surface and the second machined surface in the no-load state is the same as the shape of the first machined surface and the second machined surface at bottom dead center. A gap may be configured. In addition, in the form in which the shapes of the first machined surface and the second machined surface in the no-load state and the shapes of the first machined surface and the second machined surface at the bottom dead center are the same, the shape accuracy of the press-molded product is improved. It shall also include the case where the shape is slightly changed to the extent that the influence can be ignored.
(構成3)
前記重複領域のうち前記第1加工面及び前記第2加工面がプレス成形において前記プレス対象材のプレス方向の変位に寄与する成形面領域における前記隙間のプレス方向の最小寸法は、前記成形面領域の外側の周辺領域の前記隙間のプレス方向の最小寸法より小さくてもよい。これにより、金型の成形面を中心とする領域における金型の支持部のたわみによるプレス成形への影響を効率よく低減できる。(Structure 3)
Of the overlapping regions, the minimum dimension of the gap in the forming surface region in which the first processed surface and the second processed surface contribute to the displacement of the material to be pressed in the pressing direction in the pressing direction is the forming surface region. It may be smaller than the minimum dimension in the pressing direction of the gap in the peripheral region outside the. As a result, the influence of the bending of the support portion of the mold in the region centered on the molding surface of the mold on the press molding can be efficiently reduced.
(構成4)
上記構成1~3のいずれかにおいて、前記第1金型部及び前記第2金型部の少なくとも一方の金型部は、無負荷状態において、プレス方向から見て前記領域の外縁より内側の方が前記隙間のプレス方向の寸法が小さくなる部分を含んでもよい。(Structure 4)
In any of the
発明者らは、プレス方向から見て第1加工面及び第2加工面に重なる領域の外縁より内側の方の隙間を小さくすることで、支持部のたわみによる金型部の変形を隙間により吸収しやすくできることを見出した。上記構成4のように、加工面と重なる領域の外縁の部分の隙間よりも内側の部分の隙間を小さくすることで、支持部のたわみによる金型部の変形をより低減することができる。
By reducing the gap on the inner side of the outer edge of the region overlapping the first machined surface and the second machined surface when viewed from the pressing direction, the inventors absorb the deformation of the die portion due to the deflection of the support part by the gap. I found that it can be done easily. By making the gap in the inner portion smaller than the gap in the outer edge portion of the region overlapping the machined surface as in the
(構成5)
上記構成1~4のいずれかにおいて、前記隙間は、前記第1金型部の前記第1支持部に相対する面の凹凸、又は前記第2金型部の前記第2支持部に相対する面の凹凸の少なくとも一方によって設けられてもよい。これにより、金型部の支持部に近い位置に、支持部のたわみによる変形を吸収する隙間を設けることができる。(Structure 5)
In any of the
(構成6)
上記構成5において、前記第1金型部の前記第1支持部に相対する面の凹凸、又は前記第2金型部の前記第2支持部に相対する面の凹凸の少なくとも一方は、無負荷状態において、プレス方向から見て前記重複領域の外縁より内側の方がプレス方向の突出度合いが大きくなる部分を含んでもよい。これにより、支持部のたわみによる金型部の変形をより低減することができる。(Structure 6)
In the
例えば、前記第1金型部の前記第1支持部に相対する面、又は前記第2金型部の前記第2支持部に相対する面の少なくとも一方は、無負荷状態において、プレス方向から見て前記重複領域の外縁から内側に入るにしたがって突出度合いが大きくなる傾斜面を含んでもよい。 For example, at least one of the surface of the first mold portion facing the first support portion or the surface of the second mold portion facing the second support portion is viewed from the pressing direction in a no-load state. It may include an inclined surface whose degree of protrusion increases as it enters the inside from the outer edge of the overlapping region.
(構成7)
上記構成1~6のいずれかにおいて、前記隙間は、前記第1金型部と前記第1支持部の間に挿入された挿入板、又は前記第2金型部と前記第2支持部との間に挿入された挿入板の少なくとも一方によって設けられてもよい。これにより、金型部の支持部に近い位置に、支持部のたわみによる変形を吸収する隙間を設けることができる。また、挿入板を取り替えることで、隙間の形態を容易に変更できる。なお、前記挿入板は、例えば、厚みが均一でない挿入板であってもよい。(Structure 7)
In any of the
(構成8)
上記構成7において、前記第1金型部と前記第1支持部の間に挿入された挿入板、又は前記第2金型部と前記第2支持部の間に挿入された挿入板の少なくとも一方は、無負荷状態において、プレス方向から見て前記重複領域の外縁より内側の方が、厚みが大きくなる部分を含んでもよい。これにより、支持部のたわみによる金型部の変形をより低減することができる。(Structure 8)
In the
例えば、前記第1金型部と前記第1支持部の間に挿入された挿入板、又は前記第2金型部と前記第2支持部の間に挿入された挿入板の少なくとも一方は、無負荷状態において、プレス方向から見て前記重複領域の外縁から内側に入るにしたがって厚みが大きくなる部分を含んでもよい。例えば、挿入版は、前記重複領域の外縁から内側に入るにしたがって厚みが大きくなるよう傾斜する傾斜面を含んでもよい。 For example, at least one of the insertion plate inserted between the first mold portion and the first support portion or the insertion plate inserted between the second mold portion and the second support portion is absent. In the loaded state, a portion whose thickness increases from the outer edge of the overlapping region to the inside when viewed from the pressing direction may be included. For example, the insert plate may include an inclined surface that is inclined so as to increase in thickness from the outer edge of the overlapping region to the inside.
(構成9)
上記1~8のいずれかにおいて、前記第1金型部及び前記第2金型部の少なくとも一方は、前記第1加工面又は前記第2加工面を含む加工面部と、前記加工面部を取り付けるベース部を有してもよい。この場合、前記隙間は、前記第1金型部又は前記第2金型部の少なくとも一方において、前記加工面部と前記ベース部との間に設けられてもよい。さらに、前記隙間は、前記加工面部の前記ベース部に相対する面又は前記ベース部の前記加工面部に相対する面の凹凸によって設けられてもよい。これにより、金型部の加工面に近い位置に、支持部のたわみによる変形を吸収する隙間を設けることができる。そのため、プレス成形品の形状精度に影響を及ぼす加工面の変形を低減しやすくなる。(Structure 9)
In any of the above 1 to 8, at least one of the first mold portion and the second mold portion is a machined surface portion including the first machined surface or the second machined surface, and a base to which the machined surface portion is attached. It may have a part. In this case, the gap may be provided between the machined surface portion and the base portion in at least one of the first mold portion and the second mold portion. Further, the gap may be provided by the unevenness of the surface of the machined surface portion facing the base portion or the surface of the base portion facing the machined surface portion. As a result, it is possible to provide a gap for absorbing the deformation due to the bending of the support portion at a position close to the machined surface of the mold portion. Therefore, it becomes easy to reduce the deformation of the machined surface which affects the shape accuracy of the press-molded product.
(構成10)
上記構成9において、前記加工面部の前記ベース部に相対する面又は前記ベース部の前記加工面部に相対する面の凹凸は、無負荷状態において、プレス方向から見て前記重複領域の外縁より内側の方がプレス方向の突出度合いが大きくなる部分を含んでもよい。これにより、支持部のたわみによる金型部の変形をより低減することができる。(Structure 10)
In the above configuration 9, the unevenness of the surface of the machined surface portion facing the base portion or the unevenness of the surface of the base portion facing the machined surface portion is inside the outer edge of the overlapping region when viewed from the pressing direction in a no-load state. It may include a portion where the degree of protrusion in the pressing direction is larger. This makes it possible to further reduce the deformation of the mold portion due to the deflection of the support portion.
例えば、前記加工面部の前記ベース部に相対する面又は前記ベース部の前記加工面部に相対する面は、無負荷状態において、プレス方向から見て前記重複領域の外縁から内側に入るにしたがって突出度合いが大きくなる傾斜面を含んでもよい。 For example, the surface of the machined surface portion facing the base portion or the surface of the base portion facing the machined surface portion has a degree of protrusion as it enters the inside from the outer edge of the overlapping region when viewed from the pressing direction in a no-load state. May include an inclined surface in which is increased.
(構成11)
上記構成1~10のいずれかにおいて、前記第1金型部及び前記第2金型部の少なくとも一方は、前記第1加工面又は前記第2加工面を含む加工面部と、前記加工面部を取り付けるベース部を有してもよい。前記隙間は、前記第1金型部又は前記第2金型部の少なくとも一方において、前記加工面部と前記ベース部の間に挿入された挿入板によって設けられてもよい。これにより、金型部の加工面に近い位置に、支持部のたわみによる変形を吸収する隙間を設けることができる。また、挿入板を取り替えることで、隙間の形態を容易に変更できる。前記挿入板は、例えば、厚みが均一でない挿入板であってもよい。(Structure 11)
In any of the
(構成12)
上記構成11において、前記加工面部と前記ベース部の間に挿入された挿入板は、無負荷状態において、プレス方向から見て前記重複領域の外縁より内側の方が、厚みが大きくなる部分を含んでもよい。これにより、支持部のたわみによる金型部の変形をより低減することができる。(Structure 12)
In the above configuration 11, the insertion plate inserted between the machined surface portion and the base portion includes a portion where the thickness is larger on the inner side than the outer edge of the overlapping region when viewed from the pressing direction in a no-load state. It may be. This makes it possible to further reduce the deformation of the mold portion due to the deflection of the support portion.
例えば、前記加工面部と前記ベース部の間に挿入された挿入板は、無負荷状態において、プレス方向から見て前記重複領域の外縁から内側に入るにしたがって厚みが大きくなる部分を含んでもよい。例えば、挿入版は、前記重複領域の外縁から内側に入るにしたがって厚みが大きくなるよう傾斜する傾斜面を含んでもよい。 For example, the insertion plate inserted between the machined surface portion and the base portion may include a portion whose thickness increases from the outer edge of the overlapping region to the inside when viewed from the pressing direction in a no-load state. For example, the insert plate may include an inclined surface that is inclined so as to increase in thickness from the outer edge of the overlapping region to the inside.
(製造方法)
プレス装置を用いたプレス成形品の製造方法も、本発明の実施形態に含まれる。本発明の実施形態における製造方法は、前記プレス装置の第1支持部に支持された第1金型部と、第2支持部に支持された第2金型部の間に、プレス対象材を配置する工程と、前記第1支持部と前記第2支持部をプレス方向に相対的に近づけ、前記第1金型部の第1加工面を前記プレス対象材の一方の面に接触させ、前記第2金型部の第2加工面を前記プレス対象材の他方の面に接触させて、プレス成形を行う工程とを有する。前記第1金型部及び前記第2金型部の少なくとも一方の金型部は、プレス方向から見て前記第1加工面及び第2加工面が重なる重複領域の少なくとも一部に、無負荷状態でのプレス方向の寸法がプレス方向から見て直交する2方向において均一でない隙間を有する。前記プレス成形において、前記領域の少なくとも一部における前記隙間のプレス方向の寸法は、前記無負荷状態の時よりも均一に近づく。なお、この製造方法は、上記構成1~12のいずれかのプレス装置を用いて実行することができる。(Production method)
A method for manufacturing a press-molded product using a press device is also included in the embodiment of the present invention. In the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, the material to be pressed is placed between the first die portion supported by the first support portion of the press device and the second die portion supported by the second support portion. In the step of arranging, the first support portion and the second support portion are relatively close to each other in the pressing direction, and the first processed surface of the first die portion is brought into contact with one surface of the press target material. The present invention includes a step of bringing the second processed surface of the second die portion into contact with the other surface of the material to be pressed to perform press molding. At least one of the first mold portion and the second mold portion is in a no-load state in at least a part of the overlapping region where the first processed surface and the second processed surface overlap when viewed from the pressing direction. Has a gap that is not uniform in two directions in which the dimensions in the press direction are orthogonal to each other when viewed from the press direction. In the press molding, the dimensions of the gap in the press direction in at least a part of the region are closer to more uniform than in the no-load state. It should be noted that this manufacturing method can be carried out using any of the press devices of the
上記製造方法によれば、無負荷状態で上記の均一でない隙間を金型部に設けることで、プレス成形時の支持部のたわみによる金型部の変形を、この均一でない隙間で吸収することができる。その結果、支持部のたわみによる金型部の加工面の変形も低減することができる。このようにして、簡単な構成で、金型の支持部のたわみによるプレス成形への影響を低減できる。 According to the above manufacturing method, by providing the above-mentioned non-uniform gap in the mold portion in a no-load state, it is possible to absorb the deformation of the mold portion due to the deflection of the support portion during press molding in this non-uniform gap. can. As a result, it is possible to reduce the deformation of the machined surface of the mold portion due to the deflection of the support portion. In this way, with a simple structure, the influence of the bending of the support portion of the die on the press molding can be reduced.
プレス方向から見た無負荷状態の前記重複領域の長手方向及び短手方向の両方において、前記重複領域の重心と外縁の中央より内側の内側領域における隙間のプレス方向の最小寸法は、重心と外縁の中央より外側の外側領域における隙間のプレス方向の最小寸法より小さくてもよい。 The minimum dimensions of the gap in the inner region inside the center of gravity of the overlapping region and the outer edge in both the longitudinal direction and the lateral direction of the overlapping region in the no-load state when viewed from the pressing direction are the center of gravity and the outer edge. It may be smaller than the minimum dimension of the gap in the pressing direction in the outer region outside the center of the.
無負荷状態における前記成形面領域の前記隙間のプレス方向の寸法に対する下死点における前記成形面領域の前記隙間のプレス方向の寸法の変化量は、無負荷状態の前記第1加工面及び前記第2加工面の形状に対する下死点における前記形状の変化量よりも大きくてもよい。 The amount of change in the press-direction dimension of the gap in the molded surface region at the bottom dead center with respect to the press-direction dimension of the gap in the molded surface region in the no-load state is the change in the press-direction dimension of the gap in the molded surface region. 2. It may be larger than the amount of change in the shape at the bottom dead center with respect to the shape of the machined surface.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated. In addition, in order to make the explanation easy to understand, in the drawings referred to below, the configuration is shown in a simplified or schematic manner, or some constituent members are omitted.
[実施形態]
図1は、本実施形態におけるプレス装置の構成例を示す側面図である。図1に示すプレス装置1は、第1金型部2、第2金型部3、第1支持部4、第2支持部5、フレーム6及びスライド駆動部7を備える。[Embodiment]
FIG. 1 is a side view showing a configuration example of a press device according to the present embodiment. The
第1支持部4は、一例としてボルスタである。第1支持部4は、第1金型部2を支持する。すなわち、第1金型部2は、第1支持部4に取り付けられ、固定される。第1金型部2は、第1加工面2aを有する。第1加工面2aは、プレス成形時にプレス対象材Wの一方の面に接する。第1加工面2aの形状は、プレス成形品の狙い形状と同じとしてもよい。或いは、第1加工面2aの形状は、プレス成形品の狙い形状から、スプリングバック(弾性回復)等のプレス成形の弾性変形の量だけ差し引いた形状としてもよい。
The
第2支持部5は、一例としてスライド(ラム)である。第2支持部5は、第2金型部3を支持する。すなわち、第2金型部3は、第2支持部5に取り付けられ、固定される。第2金型部3は、第2加工面3aを有する。第2加工面3aは、プレス成形時にプレス対象材Wの他方の面(一方の面の反対側の面)に接する。第2加工面3aの形状は、プレス成形品の狙い形状と同じとしてもよい。或いは、第2加工面3aの形状は、プレス成形品の狙い形状から、スプリングバック(弾性回復)等のプレス成形の弾性変形の量だけ差し引いた形状としてもよい。
The
第2支持部5は、第1支持部4に対してプレス方向に往復運動可能である。図1に示す例では、第1支持部4は、フレーム6に対して固定される。第2支持部5は、フレーム6に対してプレス方向に往復運動可能に取り付けられる。図1において、プレス方向を矢印Pで示している。スライド駆動部7は、第2支持部5をフレーム6に対してプレス方向に往復運動させる。スライド駆動部7の駆動方式は、例えば、機械式又は液圧式とすることができる。機械式の例として、クランク機構、ナックル機構、又はリンク機構等が挙げられる。液圧式のスライド駆動部7の例として、油圧シリンダを有するものが挙げられる。また、スライド駆動部は、機械式又は液圧式のいずれの場合でも、サーボモータを用いて駆動制御する構成であってもよい。
The
図1に示す例では、フレーム6は、第1支持部4(ボルスタ)を載せるベッド、ベッドから上方に伸びるコラム、及びコラムの上に架け渡されるクラウンを有する。クラウンと第2支持部5との間にスライド駆動部7が配置される。
In the example shown in FIG. 1, the
図1は、無負荷状態のプレス装置1を示している。無負荷状態において、第1金型部2は隙間S1を有し、第2金型部3は隙間S2を有する。無負荷状態における隙間S1、S2のプレス方向の寸法は、プレス方向から見て第1加工面2a及び第2加工面3aに重なる重複領域R1の少なくとも一部において均一でない。
FIG. 1 shows a
隙間S1、S2は、プレス装置の構成部材の、プレス方向に突出する凸面又はプレス方向に凹む凹面と、これに相対する(対向する)プレス装置の構成部材のプレス方向に垂直な面との間の空間とすることができる。 The gaps S1 and S2 are between a convex surface protruding in the pressing direction or a concave surface recessed in the pressing direction of the constituent members of the pressing device and a surface perpendicular to the pressing direction of the constituent member of the pressing device facing (opposing) the convex surface. Can be a space of.
図1に示す例では、重複領域R1の中央部の隙間S1、S2のプレス方向の寸法は、重複領域R1の端部の隙間S1、S2のプレス方向の寸法より小さくなっている。重複領域R1の外縁から内側に向かって隙間S1、S2のプレス方向の寸法が徐々に小さくなっている。すなわち、隙間S1、S2のプレス方向の寸法は、重複領域R1の中央部で最も小さく、重複領域R1の中央部から端に近づくに従って大きくなっている。このように、隙間S1、S2は、重複領域R1の外縁から内側に入るにしたがって小さくなる部分を有することが好ましい。これにより、プレス成形時の第1及び第2支持部4、5のたわみによる第1及び第2金型部2、3の変形を、隙間S1、S2で吸収しやすくなる。
In the example shown in FIG. 1, the dimensions of the gaps S1 and S2 at the center of the overlapping region R1 in the pressing direction are smaller than the dimensions of the gaps S1 and S2 at the ends of the overlapping region R1 in the pressing direction. The dimensions of the gaps S1 and S2 in the pressing direction gradually decrease from the outer edge of the overlapping region R1 toward the inside. That is, the dimensions of the gaps S1 and S2 in the press direction are the smallest in the central portion of the overlapping region R1 and increase as they approach the end from the central portion of the overlapping region R1. As described above, it is preferable that the gaps S1 and S2 have a portion that becomes smaller as it enters the inside from the outer edge of the overlapping region R1. As a result, the deformations of the first and
図1は、重複領域の長手方向に垂直な方向から見た側面図である。図1は、長手方向の隙間S1、S1の形状を示している。図1に示す例では、重複領域R1の長手方向において、重複領域R1の重心Gと外縁E1の中央より内側の内側領域R1uにおける隙間S1、S2のプレス方向の最小寸法は、重心Gと外縁E1の中央より外側の外側領域R1sにおける隙間S1、S2のプレス方向の最小寸法より小さい。また、図示省略するが、重複領域R1の短手方向においても、内側領域R1uの隙間S1、S2の最小寸法は、外側領域R1sの最小寸法より小さい。このように無負荷状態の隙間S1、S2を構成することで、プレス装置1のたわみを効率よく隙間S1、S2で吸収し、下死点における第1加工面2a及び第2加工面3aの変形を抑制することができる。なお、長手方向及び短手方向は、プレス方向からみ直交する2方向の一例である。
FIG. 1 is a side view seen from a direction perpendicular to the longitudinal direction of the overlapping region. FIG. 1 shows the shapes of the gaps S1 and S1 in the longitudinal direction. In the example shown in FIG. 1, in the longitudinal direction of the overlapping region R1, the minimum dimensions of the gaps S1 and S2 in the inner region R1u inside the center of gravity G and the outer edge E1 of the overlapping region R1 in the pressing direction are the center of gravity G and the outer edge E1. It is smaller than the minimum dimension in the press direction of the gaps S1 and S2 in the outer region R1s outside the center of. Further, although not shown, the minimum dimension of the gaps S1 and S2 in the inner region R1u is smaller than the minimum dimension of the outer region R1s even in the lateral direction of the overlapping region R1. By configuring the gaps S1 and S2 in the no-load state in this way, the deflection of the
また、図1に示す例では、成形面領域R2における隙間S1、S2のプレス方向の最小寸法は、成形面領域R2の外側の周辺領域R3の隙間S1、S2のプレス方向の最小寸法より小さい。成形面領域R2は、重複領域R1のうち第1加工面2a及び第2加工面3aがプレス成形においてプレス対象材のプレス方向の変位に寄与する領域である。成形面領域R2は、プレス方向からみて重複領域R1に含まれる領域である。成形面領域R2では、下死点において、第1加工面2a及び第2加工面3aの形状に合わせてプレス対象材がプレス方向に変位する。このように無負荷状態の隙間S1、S2dを構成することで、プレス装置1のたわみを効率よく隙間S1、S2で吸収し、下死点における第1加工面2a及び第2加工面3aの変形を抑制することができる。
Further, in the example shown in FIG. 1, the minimum dimension of the gap S1 and S2 in the molding surface region R2 in the pressing direction is smaller than the minimum dimension of the gap S1 and S2 in the peripheral region R3 outside the molding surface region R2 in the pressing direction. The molding surface region R2 is a region of the overlapping region R1 in which the first
プレス装置1を用いて、プレス成形品を製造する場合、まず、プレス対象材を、第1金型部2と第2金型部3との間に配置する。次に、スライド駆動部7により、第1支持部4に対して第2支持部5を近づける。第2金型部3が下死点に到達するまで、第2支持部5は移動する。下死点において、第1金型部2の第1加工面2aがプレス対象材Wの一方の面に接し、第2金型部3の第2加工面3aがプレス対象材Wの他方の面に接する。
When a press-molded product is manufactured using the
図2は、図1に示すプレス装置1の第2金型部3が下死点にある状態を示す図である。下死点において、第1金型部2及び第2金型部3には、第1支持部4及び第2支持部5からプレス荷重が加わっている。第1支持部4及び第2支持部5には、第1金型部2及び第2金型部3から反力が作用する。第1支持部4及び第2支持部5はこの反力によりたわむ。これらのたわみにより第1金型部2及び第2金型部3も変形する。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which the
図2に示す例では、下死点において第1金型部2及び第2金型部3は、無負荷状態の隙間S1、S2を埋めるように変形している。下死点における隙間S1a、S2aは、無負荷状態の隙間S1、S2より狭くなっている。無負荷状態の隙間S1、S2のプレス方向の寸法は、プレス成形において、無負荷状態の時よりも均一に近づくように変化する。すなわち、無負荷状態における隙間S1、S2は、プレス成形における第1金型部2及び第2金型部3の変形を吸収するように変形する。これにより、プレス成形時の第1支持部4及び第2支持部5のたわみによる第1金型部2の第1加工面2a及び第2金型部3の第2加工面3aの変形を低減することができる。
In the example shown in FIG. 2, at the bottom dead center, the
図1及び図2に示す例では、無負荷状態における重複領域R1の隙間S1、S2に対する下死点における隙間S1、S2のプレス方向の変形量は、無負荷状態の第1加工面2a及び第2加工面3aに対する下死点における第1加工面2a及び第2加工面3aのプレス方向の変形量よりも大きい。このように、無負荷状態の隙間S1、S2は、下死点における第1加工面2a及び第2加工面3aの形状が、無負荷状態の第1加工面2a及び第2加工面3aと略同じになるように構成される。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the amount of deformation of the gaps S1 and S2 at the bottom dead center with respect to the gaps S1 and S2 of the overlapping region R1 in the no-load state is the first processed
プレス荷重により第1支持部4及び第2支持部5にたわみが生じると、それと結合されている第1金型部2及び第2金型部3も同様にたわみを生じる。その結果、第1金型部2の第1加工面2a及び第2金型部3の第2加工面3aにもたわみに起因した変形が生じ得る。下死点における第1加工面2aと第2加工面3aの間の空間形状(クリアランス)は、プレス成形品の形状を決定する。そのため、第1加工面2a及び第2加工面3aの変形は、プレス成形品の割れ、しわといった成形性や、プレス成形品の形状精度を低下させる要因となる。
When the
上記例では、無負荷状態における第1金型部2及び第2金型部3の隙間S1、S2によって、プレス成形中のプレス装置1の第1支持部4及び第2支持部5のたわみを吸収できる。これにより、金型部の材料との接触部である加工面が変形する量を低減することが可能になる。結果として、プレス成形品の形状精度を向上することができる。
In the above example, the deflections of the
図1に示す例では、隙間S1は、第1金型部2の内部に設けられ、隙間S2は、第2金型部3の内部に設けられる。詳細は後述するが、変形例として、隙間S1が設けられる位置は、第1金型部2と第1支持部4の間であってもよい。隙間S2が設けられる位置は、第2金型部3と第2支持部5の間であってもよい。また、隙間S1、S2は、第1金型部2、第2金型部3の面に凹凸を設けることで形成されてもよい。或いは、隙間S1、S2は、第1金型部2、第2金型部3に挿入された挿入板によって形成されてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the gap S1 is provided inside the
図1に示す例では、第1金型部2は、ベース部21と加工面部22を有する。加工面部22は、第1加工面2aを含む。ベース部21には、加工面部22が取り付けられる。ベース部21は、第1支持部4に取り付けられる。第2金型部3は、ベース部31と加工面部32を有する。加工面部32は、第2加工面3aを含む。ベース部31には、加工面部32が取り付けられる。ベース部31は、第2支持部5に取り付けられる。
In the example shown in FIG. 1, the
加工面部22、32は、例えば、インサート金型である。ベース部21、31は、例えば、インサート受け部である。インサート受け部は、例えば、プレス方向に凹む凹部を有する。この場合、インサート金型は、インサート受け部の凹部に挿入された状態で固定される。なお、インサート受け部は、凹部でインサート金型を受ける構成に限られない。
The machined
図1に示す例では、第1金型部2の加工面部22のベース部21に相対する面に設けられた凹凸により隙間S1が形成されている。第2金型部3の加工面部32のベース部31に相対する面に設けられた凹凸により隙間S2が形成されている。加工面部22、32の凹凸は、ベース部21、31に向かって凸となる形状である。加工面部22、32に相対するベース部21、31の面は、プレス方向に垂直な平面となっている。
In the example shown in FIG. 1, the gap S1 is formed by the unevenness provided on the surface of the machined
変形例として、加工面部22、32に相対するベース部21、31の面の凹凸によって隙間S1、S2が形成されてもよい。この場合、ベース部21、31の凹凸は、プレス方向に突出する凸面であってもよい。また、この場合、ベース部21、31に相対する加工面部22、32の面は、プレス方向に垂直な平面となる。
As a modification, the gaps S1 and S2 may be formed by the unevenness of the surfaces of the
このように、無負荷状態における隙間S1、S2は、プレス方向に突出する凸面を有する部材と、この凸面に相対する平面を有する部材の間の隙間とすることができる。この場合、プレス荷重がかかると、凸面の突出した部分が、対向する面に真っ先に接触して、荷重を受ける。これにより、プレス荷重によるたわみを隙間で吸収し易くなる。 As described above, the gaps S1 and S2 in the no-load state can be a gap between a member having a convex surface protruding in the press direction and a member having a plane facing the convex surface. In this case, when a press load is applied, the protruding portion of the convex surface first comes into contact with the facing surface and receives the load. This makes it easier to absorb the deflection due to the press load in the gap.
図3は、第1金型部2及び第2金型部3において、隙間S1、S2を形成する構成の変形例を示す図である。図3に示す例では、隙間S1は、第1金型部2において、加工面部22とベース部21の間に挿入された厚みが均一でない挿入板23によって設けられる。すなわち、隙間S1は、挿入板23と加工面部22又はベース部21との間の空間により形成される。隙間S2は、第2金型部3において、加工面部32とベース部31の間に挿入された厚みが均一でない挿入板33によって設けられる。すなわち、隙間S2は、挿入板33と加工面部32又はベース部31との間の空間により形成される。
FIG. 3 is a diagram showing a modified example of the configuration in which the gaps S1 and S2 are formed in the
挿入板23、33の厚みは、中央部が最も厚く、中央部から周縁に近づくにつれて薄くなっている。挿入板23、33は、凸レンズ状である。挿入板23、33の一方の面は平面であり、一方の面と反対側の他方の面は凸の曲面である。このように、挿入板23、33は、重複領域R1の端部に近い位置の厚みが、端部から遠い重複領域R1の内側の位置の厚みより薄くなる部分が含まれてもよい。これにより、第1支持部4及び第2支持部5のたわみによる第1加工面2a及び第2加工面3aの変形をより低減することができる。挿入板23、33は、第1加工面2a及び第2加工面3aに向かって凸となるよう配置されている。これとは逆に、第1加工面2a及び第2加工面3aから遠ざかる方向に凸になるように、挿入板23、33が配置されてもよい。
The thickness of the
図4は、図3に示す第1金型部2をプレス方向(上方)から見た平面図である。図4では、挿入板23を破線で示している。図4に示す例では、プレス方向から見て、挿入板23は、第1加工面2aと略同じ形状を有する。すなわち、プレス方向から見て、第1加工面2aに重なる領域の全体に重なるように挿入板23が設けられる。なお、第1加工面2aに重なる領域の少なくとも一部に重なるように挿入板23が設けられてもよい。また、第1加工面2aに重なる領域の全体を含むように挿入板23が設けられてもよい。例えば、プレス方向から見て、第1加工面2aを含み、且つ、第1加工面2aより広い範囲に挿入板23が設けられてもよい。挿入板33も、同様に、プレス方向から見て、第2加工面3aの全体と重なるよう設けられてもよいし、少なくとも一部に重なるように設けられてもよい。
FIG. 4 is a plan view of the
第1加工面2aの全体は、プレス方向から見て、第2加工面3aと重なる。そのため、図4の例では、第1加工面2aの外縁が重複領域R1の外縁となる。挿入板23は、重複領域R1の全体と重なる。プレス方向から見て、重複領域R1の重心Gと外縁の間の中央線より内側が内側領域R1uであり、中央線より外側が外側領域R1sである。図4では、重心Gと外縁の間の中央線が、一点鎖線ARで示されている。重複領域R1の重心Gと外縁の間の中央線は、重心Gと外縁の任意の点とを結ぶ線分の中点の集合である。
The entire first machined
図4において、線2aRは、成形面領域R2の外縁を示す。成形面領域R2では、第1加工面2a及び第2加工面3aのいずれもプレス方向に凸又は凹む形状を有する。
In FIG. 4, the line 2aR indicates the outer edge of the molding surface region R2. In the forming surface region R2, both the first processed
図5は、図4に示す第1金型部2において、無負荷状態における隙間S1のプレス方向の寸法の分布を示す図である。図6は、下死点における隙間S1のプレス方向の寸法の分布を示す図である。図5では、無負荷状態における隙間S1のプレス方向の寸法が等しい位置を示す等高線を点線で示している。等高線は0.025mm毎に示される。図5及び図6では、隙間S1の寸法の範囲ごとに異なるハッチングで示されている。小さい寸法範囲は、濃いハッチングで示される。最もハッチングが濃い領域は、隙間S1のプレス方向の寸法が0~0.025mmの領域を示す。
FIG. 5 is a diagram showing the distribution of dimensions of the gap S1 in the press direction in the
図5に示す例では、無負荷状態において挿入板23によって形成される隙間S1は、全体として、外側領域R1sより内側領域R1uの方が小さくなるよう形成される。重心Gから外側に近づく程、隙間S1が大きくなる。その結果、重複領域R1の長手方向と短手方向の両方において、内側領域R1uにおけるプレス方向の隙間S1の最小寸法は、外側領域R1sにおけるプレス方向の隙間S1の最小寸法より小さくなる。このように、長手方向及び短手方向の両方(すなわち、プレス方向から見て直交する2方向)で隙間S1の勾配をつけることで、プレス装置のたわみを効率よく吸収することができる。重複領域R1の長手方向は、プレス方向から見て最も寸法が長くなる方向である。短手方向は、プレス方向から見て長手方向に垂直な方向である。図4~図6では、x方向が長手方向、y方向が短手方向である。
In the example shown in FIG. 5, the gap S1 formed by the
図5に示す例では、無負荷状態において、成形面領域R2よりも周辺領域R3の方が隙間S1のプレス方向の寸法が大きくなっている。成形面領域R2における隙間S1のプレス方向の最小寸法は、成形面領域R2の外側の周辺領域R3の隙間S1のプレス方向の最小寸法より小さい。この構成は、重複領域の長手方向及び短手方向の両方で見られる。これにより、プレス装置の成形面領域の変位と、その周辺領域の変位との差によって生じるたわみを、隙間S1が効率よく吸収できる。 In the example shown in FIG. 5, in the no-load state, the peripheral region R3 has a larger dimension of the gap S1 in the pressing direction than the molding surface region R2. The minimum dimension of the gap S1 in the forming surface region R2 in the pressing direction is smaller than the minimum dimension of the gap S1 in the peripheral region R3 outside the forming surface region R2 in the pressing direction. This configuration is found in both the longitudinal and lateral directions of the overlap area. As a result, the gap S1 can efficiently absorb the deflection caused by the difference between the displacement of the molding surface region of the press device and the displacement of the peripheral region thereof.
図6に示す例では、下死点において、隙間S1は、重複領域R1の全体において、隙間S1は、0~0.025mmとなっている。すなわち、下死点において、隙間S1は、外側領域R1s及び内側領域R1uの両方で無負荷状態より小さく且つ均一に近づいている。
In the example shown in FIG. 6, at the bottom dead center, the gap S1 is 0 to 0.025 mm in the entire overlapping region R1. That is, at the bottom dead center, the gap S1 is smaller and more uniform than the no-load state in both the outer region R1s and the inner region R1u.
挿入板23、33の形状により、隙間S1、S2の形状が決まる。挿入板23、33を異なる形状のものと交換することで、隙間S1、S2の形状を変えることができる。挿入板23、33により隙間S1、S2を設ける構成とすることで、隙間S1、S2の形状の変更が容易になる。これにより、例えば、トライアンドエラーの手法を用いて、隙間S1、S2を、たわみによる変形を低減するのにより適した形状とすることが可能になる。
The shapes of the gaps S1 and S2 are determined by the shapes of the
図7は、第1金型部2及び第2金型部3において、隙間S1、S2を形成する構成の他の変形例を示す図である。図7に示す例では、隙間S1は、第1金型部2と第1支持部4の間に設けられる。隙間S2は、第2金型部3と第2支持部5の間に設けられる。隙間S1は、第1金型部2の、第1支持部4に相対する面の凹凸により設けられる。隙間S1は、第1金型部2の凹凸を有する面と第1支持部4の間の空間である。第1金型部2に相対する第1支持部4の面は、プレス方向に垂直な平面である。隙間S2は、第2金型部3の、第2支持部5に相対する面の凹凸により設けられる。隙間S2は、第2金型部3の凹凸を有する面と第2支持部5の間の空間である。第2金型部3に相対する第2支持部5の面は、プレス方向に垂直な平面である。
FIG. 7 is a diagram showing another modified example of the configuration in which the gaps S1 and S2 are formed in the
第1金型部2の第1支持部4に相対する面の凹凸は、無負荷状態において、プレス方向から見て第1加工面2a及び第2加工面3aに重なる重複領域R1の外縁より内側の方がプレス方向の突出度合いが大きくなる部分を含む。第2金型部3の第2支持部5に相対する面の凹凸は、無負荷状態において、重複領域R1の外縁より内側の方がプレス方向の突出度合いが大きくなる部分を含む。これにより、第1支持部4及び第2支持部5のたわみによる第1加工面2a及び第2加工面3aの変形をより低減することができる。
The unevenness of the surface of the
図8は、図7に示す第1金型部2において、無負荷状態における隙間S1のプレス方向の寸法の分布を示す図である。図9は、下死点における隙間S1のプレス方向の寸法の分布を示す図である。図8において、隙間S1の等高線(点)は、0.05mm毎に引かれている。図8及び図9において、最も濃いハッチングは、隙間S1のプレス方向の寸法が0~0.05mmである範囲を示す。
FIG. 8 is a diagram showing the distribution of dimensions of the gap S1 in the press direction in the
図8に示す例では、重複領域R1における内側領域R1uより外側領域R1sの方が隙間S1のプレス方向の寸法が大きくなる。また、重複領域R1及びその外側の領域において、内側より外側の方が隙間S1の寸法が大きくなる。すなわち、重心Gから外側へ行くにしたがって、隙間S1が大きくなる傾向にある。重複領域R1における隙間S1の最小寸法は、重複領域R1の外側の領域の隙間S1の最小寸法より小さい。これにより、第1加工面2a及び第2加工面3a及びその外側の領域において、プレス装置のたわみを隙間S1で吸収することができる。
In the example shown in FIG. 8, the outer region R1s has a larger dimension in the press direction of the gap S1 than the inner region R1u in the overlapping region R1. Further, in the overlapping region R1 and the region outside the overlapping region R1, the dimension of the gap S1 is larger on the outer side than on the inner side. That is, the gap S1 tends to increase toward the outside from the center of gravity G. The minimum dimension of the gap S1 in the overlapping region R1 is smaller than the minimum dimension of the gap S1 in the region outside the overlapping region R1. As a result, the deflection of the press device can be absorbed by the gap S1 in the first
また、図8に示す例では、成形面領域R2より周辺領域R3の方が、隙間S1が大きい。成形面領域R2における隙間S1のプレス方向の最小寸法は、周辺領域R3の隙間S1のプレス方向の最小寸法より小さい。周辺領域R3の外縁は、ベース部21の外縁である。周辺領域R3においても、外縁から内側に入るほど、隙間S1が小さくなる傾向にある。この傾向は、長手方向及び短手方向の両方において見られる。
Further, in the example shown in FIG. 8, the gap S1 is larger in the peripheral region R3 than in the molding surface region R2. The minimum dimension of the gap S1 in the molding surface region R2 in the pressing direction is smaller than the minimum dimension of the gap S1 in the peripheral region R3 in the pressing direction. The outer edge of the peripheral region R3 is the outer edge of the
図9に示す例では、下死点において、重複領域R1の全体において、隙間S1は、0~0.05mmとなっている。すなわち、下死点において、隙間S1は、重複領域R1及びその外側の領域の両方で無負荷状態より小さく且つ均一に近づいている。 In the example shown in FIG. 9, at the bottom dead center, the gap S1 is 0 to 0.05 mm in the entire overlapping region R1. That is, at the bottom dead center, the gap S1 is smaller and uniformly approaches than the no-load state in both the overlapping region R1 and the region outside the overlapping region R1.
図10は、図7に示す例のさらなる変形例を示す図である。図10に示す例では、隙間S1は、第1金型部2と第1支持部4の間に挿入される挿入板23により設けられる。すなわち、隙間S1は、挿入板23と第1支持部4との間の空間により形成される。隙間S2は、第2金型部3と第2支持部5の間に挿入される挿入板33により設けられる。すなわち、隙間S2は、挿入板33と第2支持部5との間の空間により形成される。
FIG. 10 is a diagram showing a further modification of the example shown in FIG. 7. In the example shown in FIG. 10, the gap S1 is provided by an
挿入板23、33の厚みは、中央部が最も厚く、中央部から周縁に近づくにつれて薄くなっている。挿入板23、33は、凸レンズ状である。挿入板23、33の金型部に接する一方の面は平面であり、一方の面と反対側の他方の面は凸の曲面である。このように、挿入板23、33は、重複領域R1の端部に近い位置の厚みが、端部から遠い重複領域R1の内側の位置の厚みより薄くなる部分が含まれてもよい。これにより、第1支持部4及び第2支持部5のたわみによる第1加工面2a及び第2加工面3aの変形をより低減することができる。
The thickness of the
(解析結果)
プレス装置をモデル化したデータを用いて、プレス成形シミュレーションを実行し、プレス成形品の形状精度を解析した。解析モデルとして、図3に示す構成の挿入板23、33及び隙間S1、S2を有するプレス装置のモデル(モデル1)及び、図3において、挿入板23、33を設けず、隙間S1、S2がない構成のプレス装置のモデル(モデル2)を用いてシミュレーションを行った。モデル1、モデル2とも、フレーム6、支持部4、5及び金型部2、3はいずれも弾性変形する弾性体とした。さらに、モデル2と同じ形状で、金型部2、3全体を剛体としたモデル(モデル3)についてもシミュレーションを行った。シミュレーションの結果としてプレス成形品の形状を得た。モデル1、2のプレス成形品の形状を、モデル3のプレス成形品の形状と比較した。具体的には、モデル1、2のそれぞれのプレス成形品と、モデル3のプレス成形品との形状の差を数値化した精度差分を算出した。(Analysis result)
Using the data that modeled the press device, a press molding simulation was executed and the shape accuracy of the press molded product was analyzed. As an analysis model, a model of a press device having the
解析の結果、挿入板を設けたモデル1のプレス成形品の精度差分は、挿入板を設けないモデル2のプレス成形品の精度差分の半分程度になった。これにより、挿入板を設けて無負荷状態での隙間を形成することで、プレス成形品の形状精度を向上できることがわかった。また、モデル1の場合、プレス加工下死点における金型の第1加工面2a、第2加工面3aのたわみが、モデル2の場合にくらべて小さいことが確認された。これにより、挿入板を設けて無負荷状態での隙間を形成することで、加工面のたわみを低減することができて、たわみによるプレス成形品の形状精度の低下を改善できることがわかった。
As a result of the analysis, the accuracy difference of the press-molded product of the
以上、本発明の実施形態について説明した。本実施形態におけるプレス装置1は、例えば、金属のプレス対象材をプレス成形するプレス装置として用いることができる。一例として、超ハイテン(引張強度780MPa以上)の鋼材(超高強度鋼板)をプレス対象材とするプレス装置として、上記プレス装置1を用いてもよい。プレス装置の支持部のたわみによる金型の加工面の変形による形状精度不良は、特にハイテンをプレス対象材としたプレス成形において顕著になる傾向がある。そのため、本実施形態におけるプレス装置1及び製造方法を、ハイテンの鋼材のプレス成形に好適に適用できる。
The embodiment of the present invention has been described above. The
本実施形態におけるプレス装置は、これに限られないが、例えば、プレス荷重が10~2000tonfのプレス装置に適用できる。特に、プレス荷重が100tonf以上のプレス装置に本実施形態のプレス装置を用いることができる。この場合、超ハイテンの鋼材のプレス成形品の寸法精度への撓みの影響を抑えることができる。 The press device in the present embodiment is not limited to this, and can be applied to, for example, a press device having a press load of 10 to 2000 tonf. In particular, the press device of the present embodiment can be used for a press device having a press load of 100 tonf or more. In this case, it is possible to suppress the influence of bending on the dimensional accuracy of the press-formed product of the ultra-high-tensile steel material.
なお、本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、上記例では、挿入板23、33は、厚みが均一でない板であるが、挿入板23、33の厚みは均一であってもよい。この場合、例えば、重複領域R1において、挿入板23、33を配置する場所と配置していない場所の双方を設けてもよい。この場合も、重複領域R1においてプレス方向の寸法が均一でない隙間S1、S2を形成することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above example, the
また、図1に示す例では、第1支持部4がフレーム6に固定され、第2支持部5がフレーム6に対してプレス方向に移動する構成であるが、第1支持部4に対して第2支持部5がプレス方向に往復運動する構成はこれに限られない。例えば、第2支持部5がフレーム6に固定され、第1支持部4がフレームに対して往復運動する構成であってもよい。或いは、第1支持部4及び第2支持部5の双方が、フレーム6に対してプレス方向に往復運動するよう構成されてもよい。
Further, in the example shown in FIG. 1, the
図1に示す例では、第1加工面2aがプレス方向において突出する凸部を含み、第2加工面3aがプレス方向において凹む凹部を含む。すなわち、第1金型部2はパンチであり、第2金型部3はダイである。これに対して、第1金型部2がダイであり、第2金型部3がパンチであってもよい。また、第1金型部及び第2金型部の他に、金型部が設けられてもよい。例えば、絞り成形をするプレス装置において、ブランクホルダ等の金型部が、補助金型部として、第1金型部及び第2金型部に加えて、設けられてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the first
図1に示す例では、第1金型部2及び第2金型部3が、いずれも、加工面部とベース部の複数の部材で構成されている。これに対して、第1金型部2又は第2金型部3の少なくとも一方は、1つの部材で一体的に構成されてもよい。この場合、一体的に1つの部材で構成された金型部と、支持部との間に隙間が設けられることになる。
In the example shown in FIG. 1, both the
図1に示す例では、第1支持部4に1つの第1金型部が取り付けられ、第2支持部に1つの第2金型部が取り付けられる。これに対して、第1支持部4に複数の第1金型部が取り付けられ、第2支持部に複数の第2金型部が取り付けられてもよい。この場合、例えば、1つの支持部の複数の金型部のうち、1つの金型部でプレス成形したプレス対象材を、他の金型部に移動させて再度プレス成形するといったトランスファー型のプレス成形を行うことができる。
In the example shown in FIG. 1, one first mold portion is attached to the
図1に示す例では、第1金型部2と第2金型部3の両方に隙間S1、S2が設けられる。これに対して、第1金型部2又は第2金型部3の一方に隙間を設け、他方に隙間を設けない構成としてもよい。この場合でも、支持部のたわみによる金型部の変形を低減する効果は得られる。
In the example shown in FIG. 1, gaps S1 and S2 are provided in both the
以上、本発明の一実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-mentioned embodiment can be appropriately modified and carried out within a range not deviating from the gist thereof.
1:プレス装置
2:第1金型部
3:第2金型部
4:第1支持部
5:第2支持部
21、31:ベース部
22、32:加工面部
23、33:挿入板
S1、S2:隙間
W:プレス対象材
R1:重複領域
R1u:内側領域
R1s:外側領域
1: Pressing device 2: 1st die part 3: 2nd die part 4: 1st support part 5:
Claims (13)
プレス成形時に前記プレス対象材の一方の面に接する第1加工面を有する第1金型部と、
プレス成形時に前記プレス対象材の他方の面に接する第2加工面を有する第2金型部と、
前記第1金型部を支持する第1支持部と、
前記第1支持部に対してプレス方向に往復運動可能であり、前記第2金型部を支持する第2支持部とを備え、
前記第1金型部及び前記第2金型部の少なくとも一方の金型部は、プレス方向から見て前記第1加工面及び第2加工面が重なる重複領域の少なくとも一部に、無負荷状態でのプレス方向の寸法がプレス方向から見て直交する2方向において均一でない隙間を有し、
前記重複領域の重心と前記重複領域の外縁の任意の位置とを結ぶ線分の中点の集合である中央線の内側となる内側領域における隙間の無負荷状態でのプレス方向の最小寸法は、前記中央線の外側となる外側領域における隙間の無負荷状態でのプレス方向の最小寸法より小さい、プレス装置。A press device that press-molds the material to be pressed.
A first die portion having a first machined surface in contact with one surface of the material to be pressed during press molding, and a first die portion.
A second die portion having a second machined surface in contact with the other surface of the material to be pressed during press forming, and a second die portion.
The first support portion that supports the first mold portion and
It is capable of reciprocating in the press direction with respect to the first support portion, and is provided with a second support portion that supports the second mold portion.
At least one of the first mold portion and the second mold portion is in a no-load state in at least a part of the overlapping region where the first processed surface and the second processed surface overlap when viewed from the pressing direction. Has non-uniform gaps in two directions where the dimensions in the press direction are orthogonal to each other when viewed from the press direction.
The minimum dimension in the pressing direction of the gap in the inner region inside the center line, which is the set of the midpoints of the line segments connecting the center of gravity of the overlapping region and the arbitrary position of the outer edge of the overlapping region, in the no-load state is A pressing device smaller than the minimum dimension in the pressing direction in the unloaded state of the gap in the outer region outside the center line.
前記隙間は、前記第1金型部又は前記第2金型部の少なくとも一方において、前記加工面部と前記ベース部との間に設けられ、且つ、
前記隙間は、前記加工面部の前記ベース部に相対する面又は前記ベース部の前記加工面部に相対する面の凹凸によって設けられる、請求項1~8のいずれか1項に記載のプレス装置。At least one of the first mold portion and the second mold portion has a machined surface portion including the first machined surface or the second machined surface, and a base portion to which the machined surface portion is attached.
The gap is provided between the machined surface portion and the base portion in at least one of the first mold portion and the second mold portion, and is provided.
The press device according to any one of claims 1 to 8, wherein the gap is provided by the unevenness of the surface of the machined surface portion facing the base portion or the surface of the base portion facing the machined surface portion.
前記隙間は、前記第1金型部又は前記第2金型部の少なくとも一方において、前記加工面部と前記ベース部の間に挿入された挿入板によって設けられる、請求項1~10のいずれか1項に記載のプレス装置。At least one of the first mold portion and the second mold portion has a machined surface portion including the first machined surface or the second machined surface, and a base portion to which the machined surface portion is attached.
One of claims 1 to 10, wherein the gap is provided by an insertion plate inserted between the machined surface portion and the base portion in at least one of the first mold portion and the second mold portion. The press device described in the section.
前記プレス装置の第1支持部に支持された第1金型部と、第2支持部に支持された第2金型部の間に、プレス対象材を配置する工程と、
前記第1支持部と前記第2支持部をプレス方向に相対的に近づけ、前記第1金型部の第1加工面を前記プレス対象材の一方の面に接触させ、前記第2金型部の第2加工面を前記プレス対象材の他方の面に接触させて、プレス成形を行う工程とを有し、
前記第1金型部及び前記第2金型部の少なくとも一方の金型部は、プレス方向から見て前記第1加工面及び第2加工面が重なる重複領域の少なくとも一部に、無負荷状態でのプレス方向の寸法がプレス方向から見て直交する2方向において均一でない隙間を有し、
前記重複領域の重心と前記重複領域の外縁の任意の位置とを結ぶ線分の中点の集合である中央線の内側となる内側領域における隙間の無負荷状態でのプレス方向の最小寸法は、前記中央線の外側となる外側領域における隙間の無負荷状態でのプレス方向の最小寸法より小さく、
前記プレス成形において、前記重複領域の少なくとも一部における前記隙間のプレス方向の寸法は、前記無負荷状態の時よりも均一に近づく、プレス成形品の製造方法。A method for manufacturing a press-molded product using a press device.
A step of arranging the material to be pressed between the first die portion supported by the first support portion of the press device and the second mold portion supported by the second support portion.
The first support portion and the second support portion are relatively close to each other in the pressing direction, the first processed surface of the first mold portion is brought into contact with one surface of the press target material, and the second mold portion is formed. The second processed surface of the above is brought into contact with the other surface of the material to be pressed to perform press forming.
At least one of the first mold portion and the second mold portion is in a no-load state in at least a part of the overlapping region where the first processed surface and the second processed surface overlap when viewed from the pressing direction. Has non-uniform gaps in two directions where the dimensions in the press direction are orthogonal to each other when viewed from the press direction.
The minimum dimension in the pressing direction of the gap in the inner region inside the center line, which is the set of the midpoints of the line segments connecting the center of gravity of the overlapping region and the arbitrary position of the outer edge of the overlapping region, in the no-load state is It is smaller than the minimum dimension in the pressing direction in the no-load state of the gap in the outer region outside the center line.
A method for manufacturing a press-molded product, wherein in the press-molding, the dimensions of the gap in the press direction in at least a part of the overlapping region are closer to uniform than in the no-load state.
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