JPH02192826A

JPH02192826A - 張出し成形方法

Info

Publication number: JPH02192826A
Application number: JP63301262A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sugimori; 真一杉森; Nobuyuki Yano; 矢野　伸之
Original assignee: Sankyo Aluminium Industry Co Ltd
Current assignee: Sankyo Aluminium Industry Co Ltd
Priority date: 1988-10-05
Filing date: 1988-11-28
Publication date: 1990-07-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【発明の目的】

（産業上の利用分野）この発明は、金属板材に模様や部品取付は部等の加工部
をプレス型により張出し成形するのに利用する張出し成
形方法に関するものである。（従来の技術）従来において、例えば、張出し成形された模様を有する
建築物用金属パネルを製造する工程として、第１７図に
示すように、金属板材１００に矩形のインゴットケース
状の加工部１０１を張出し成形するにあたっては、第１
６図に示すようなプレス型を用いていた。図中のプレス型は、固定された下型に、空洞から成る成
形部１０２ａを有するダイ１０２を備えると共に、昇降
可能な上型にポンチ１０３とブランクホルダ１０４とを
備えている。前記ブランクホルダ１０４は、ポンチ１０
３の側部を包囲する形態を成し、上型の下降時には前記
ポンチ１０３よりも先行するようになっている。上記のプレス型は、ダイ１０２上に金属板材１００を位
置決めしたのち、上型を下降させていくと、ブランクホ
ルダ１０４で金属板材１００をダイ１０２に上に押圧固
定するのに続いて、ポンチ１０３が成形部１０２ａに向
けて突出状態となり、前記ポンチ１０３とダイ１０２と
の間で金属板材１００に先の加工部１０１を張出し成形
する。（発明が解決しようとする課題）ここで、張出し成形では、成形不良が生じる原因の一つ
として、金属板材の弾性回復がある。つまり、上記した
ような張出し成形では、成形時の加工部１０１に引張応
力が生じ、とくに張出し基端側の曲げ部分Ｓ（第１６図
中に示す）において引張応力が最も大きくなるため、離
型後には、前記曲げ部分Ｓ以外の部分の弾性回復によっ
て張出し先端部分が基端側へ戻ろうとする状態になる。これにより、加工部１０１の変形が非加工部分に影響し
、金属板材１００に「そり」　「ねじれ」「べこ」とい
った面ひずみが生じたり、全体的に加工部張出し方向と
反対側へ湾曲状態になったりすることがあり、とくに、
加工部１０１を模様として多数配列させる場合には湾曲
の度合がより増大して成形品の形状精度を著しく損うこ
とがあるという問題点があり、このような問題点を解決
することが課題になっていた。なお、上記した面ひずみ
は、曲げ部分Ｓの残留応力により生じることもあり、加
工部１０１の形状等によってもその度合が異なるが、い
ずれにしても加工部１０１における応力分布の不均一が
原因である。また、上記した成形不良に対処するために、弾性回復を
見込んだ金型設計を行うことがあるが、これにはかなり
の経験を要し、そのうえ加工部の形状によっては面ひず
みを完全に無くすことが不可能であった。さらに、張出
し成形に際して、非成形部分の変形をも防ぐために、ブ
ランクホルタにビードを設けたり、ブランクホルダによ
る押圧力を高めたりすることが行われていたが、いずれ
の場合も上述した面ひずみを解消するに至らず、とくに
ビードの適用は、圧痕が形成されることから加工部を模
様として一個ずつ形成する場合などにおいて好ましくな
いことがあった。（発明の目的）この発明は、上記したような従来の課題に着目して成さ
れたものであり、弾性回復を見込んだ複雑な金型設計を
必要とせず、形状精度が損われることの無い良好な成形
品を得ることができる張出し成形方法を提供することを
目的としている。

【発明の構Ｉ！ｔ］（課題を解決するための手段）この発明による張出し成形方法は、プレス型により金属
板材に所定形状の加工部を張出し成形するに際し、前記
加工部の成形とともに、前記加工部の張出し基端側の曲
げ部分に生じる引張応力に対応した力で前記曲げ部分を
加工部張出し方向へ圧縮変形させる構成とすることによ
り、上記構成を従来の課題を解決するための手段として
いる。なお、引張応力に対応した曲げ部分への圧縮力は、金属
板材の板厚方向への圧縮量、および圧縮部分の幅などに
より決定することができ、例えば、プレス型のポンチに
これらの諸寸法を有する抑圧部を設けることにより、成
形時に前記圧縮力を得ることが可能となる。（発明の作用）この発明による張出し成形方法は、張出し成形される加
工部において最も引張応力が大である張出し基端側の曲
げ部分に、加工部の成形とともにその引張応力に応じた
力で加工部張出し方向に圧縮変形を与え、これにより生
じた板厚方向の圧縮応力で先の引張応力を相殺した状態
にし、且つ加工部の張出し先端側の弾性回復が非加工部
分に影響するのを防止し、さらには金属板材全体の面ひ
ずみを防止する。（実施例）実施例１第１図〜第３図は、この発明の張出し成形方法に適用可
能なプレス型の一例を説明する図である。なお、この実
施例１では、所定の板厚ｔを有するアルミニウム合金製
の金属板材Ｐに、張出し先端部Ａと所定の立上り角度Ｏ
ｏの傾斜部Ｂとを有する矩形のインゴットケース状の加
工部Ｃを張出し成形する場合を示している。プレス型１は、固定された下型に、加工部Ｃに対応した
凹状の成形部２を有するダイ３を備えると共に、昇降可
能な上型に、ポンチ４とこのポンチ４の側部を包囲する
状態で設けたブランクホルダ５とを備えている。前記ブ
ランクホルダ５は、上型の下降時にポンチ４よりも先行
するように、図示しないリテーナや弾性体により吊持さ
れておリ、ダイ３の押え面６に相対向している。前記成形部２は、水平な底部７と、前記底部７から所定
の傾斜角度θｄにて前記押え面６との境である肩部１０
に至る傾斜面８とを有している。また、前記ポンチ４の下面における縁部分全周には、加
工部Ｃの張出し基端側の曲げ部分Ｓに生じる引張応力に
対応した力で前記曲げ部分Ｓを加工部張出し方向（下方
向）へ圧縮変形させる手段として１段状の抑圧部９が形
成しである。前記抑圧部９は、前記ダイ３の肩部１０に
対応し、上型が下死点に到達した状態において、前記曲
げ部分Ｓを圧縮させる分に相当する突出寸法ａと幅寸法
すとを有している。上記のプレス型１は、ダイ３上に金属板材Ｐを位置決め
したのち、上型を下降させていくと、ブランクホルダ５
とダイ３の押え面６との間で金属板材Ｐを強固に挾持す
るのに続いて、ポンチ４が成形部２に向けて突出状態と
なり、前記ポンチ４とダイ３との間で加工部Ｃを張出し
成形すると共に、抑圧部９と肩部１０との間で前記加工
部Ｃにおける張出し基端側の曲げ部分Ｓを挟着して圧縮
変形させる。このとき、成形時における加工部Ｃには、
引張応力が生じ、とくに前記曲げ部分Ｓにおいて引張応
力が最大となるが、押圧部９と肩部１０との挟着により
生じた板厚方向の圧縮応力で先の引張応力を相殺した状
態にし、且つその圧縮変形により張出し先端側へ肉の流
れを生じさせて前記張出し先端側での弾性回復を抑止す
る。釆Ｊ１１ヱ第４図〜第６図は、この発明の張出し成形方法に適用可
能なプレス型の他の例を説明する図である。なお、先の
実施例１におけるプレス型の構成部位と同一の部位には
、同一符号を付して説明を省略する。この実施例２におけるプレス型１５は、各図中の一点鎖
線で示すように、ダイ３における肩部１０の直上にポン
チ４の抑圧部９が位置する構造になっている。これによ
り、上記プレス型１５は、押圧部９の幅寸法すが先の実
施例１の場合（第３図参照）よりも大きくなっている。そして、上記のプレス型１５を用い、抑圧部９の突出寸
法ａおよび幅寸法すや、成形部２における傾斜面８の傾
斜角度θｄを各々異ならせて、金属板材Ｐに多数の加工
部Ｃを並べて張出し成形する実験を行った。金属板材Ｐは、アルミニウム合金（ＡＩｌｏｏＦ−ＨＩ
３）であッテ、板厚ｔが２ｍｍ、たて横１０００ｍｍＸ
１０００ｍ１００Ｏものを使用した。成形部Ｃは、第７図〜第９図に示すように、張出し先端
部Ａの長辺ｅ１を５９ｍｍ、短辺ｆ１を５ｍｍとし、張
出し基端部の長辺ｅ２を６８　ｍ　ｍ、短辺ｆ２を１４
ｍｍとし、さらに張出し寸法りを２ｍｍ、傾斜部Ｂの立
上り角度θ０を２４°と設定した。また、前記金属板材
Ｐ上において、加工部Ｃをその短辺方向に１５ｍｍ間隔
で２８個、さらに各列毎に長辺方向に１５ｍｍ間隔でｌ
Ｏ個配列して、合計２８０個の加工部Ｃを成形すること
とし、この際、短辺方向をＸ方向、長辺方向をＹ方向と
した。そして、加圧力３０ｔで全加工部Ｃを端から順に成形し
、ざらに押圧部９や成形部２の諸寸法を各々異ならせて
複数の金属板材Ｐに同じ加工部Ｃを成形し、成形後にお
ける金属板材Ｐの反り量を測定した。この測定は、第１
０図に示すように、対辺の間３箇所に糸１１を平行に張
り、糸１１と金属板材Ｐとの最大間隔について行った。なお、この実施例では、３箇所の測定結果に大差が無か
ったため、中間の糸１１における間隔を反り量の代表値
とした。また、反り量は、第１１図に示すように、金属
板材Ｐが加工部Ｃの張出し方向と反対側に湾曲した状態
（実線の状態）において「＋」とし、その逆（仮想線の
状態）を「−」とした。実験の結果は、第１２図〜第１４図に示すように、抑圧
部９の突出寸法ａおよび幅寸法すを増大させていくと、
Ｘ方向の反り量がいずれも「＋」側から「−」側へ変化
していくことが判明し、成形部２の傾斜面角度θｄと加
工部Ｃの立上り角度θ０との差を増大させていくと、Ｘ
方向の反り量が主として「＋」の領域で増大していくこ
とが判明した。なお、Ｙ方向については、いずれも反り
量が１０ｍｍ以下であって、形状精度を損うほどの変形
が生じていないことが判明した。そして、押圧部９の突出寸法ａを０．４５ｍｍ〜０．５
５ｍｍ、幅寸法すを１　、８ｍｍ〜２　、２ｍｍ、成形
部２の傾斜面角度θｄと加工部Ｃの立上り角度θｏ　（
２４°）との差をＯ＠〜１５°としたときに、Ｘ方向お
よびＹ方向の反り量がいずれも１０ｍｍ以下、つまり形
状精度が充分に保たれている状態となり、局部的な「そ
り」や「ねじれ」および「べこ」等の全く無い良好な成
形品が得られることを確認した。また、この実施例２のように肩部１０の直上に抑圧部９
が位置するプレス型１５を用いると、より一層良好な成
形を実現することができた。これは、上記構造により成
形に適した押圧部９の幅寸法ｂ　（１，８ｍｍ〜２．２
ｍｍ）を容易に設定できることによるものであり、これ
と同時に、曲げ部分Ｓのコーナ一部およびその周辺の範
囲を充分に圧縮して、引張応力を相殺するのに見合った
圧縮応力が得られることによるものである。なお、上記したブし・ス型における諸寸法は、金属板材
および加工部の材質や寸法により当然変化する。前記加
工部の形状は、上記実施例の矩形のほか、正方形、丸形
あるいはさらに複雑なものとすることが可能であり、と
くに限定されることはない、また、押圧部９の形状など
も上記実施例のほかに、例えば第１５図（ａ）（ｂ）に
示すように、断面台形の突起状にしたり、その表面を曲
面にしたりすることができ、このとき、抑圧部の突出寸
法および幅寸法は、先にも述べたように、上型が下死点
に到達した状態において曲げ部分Ｓを圧縮させる分（実
際に金属板材に食い込む分）およびその幅の寸法である
。【発明の効果】以上説明してきたように、この発明の張出し成形方法は
、プレス型により金属板材に所定形状の加工部を張出し
成形するに際し、前記加工部の成形とともに、前記加工
部の張出し基端側の曲げ部分に生じる引張応力に対応し
た力で前記曲げ部分を加工部張出し方向へ圧縮変形させ
るようにしたため、加工部の形状に左右されることなく
１面ひずみの発生を防止して形状精度の高い良好な成形
品を得ることができると共に、成形とともに加工部の範
囲内で弾性回復による変形を抑止することから、−回の
工程で成形を完了することができ、さらに、金型設計の
容易化を図ることができるなどの優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明に適用可能なプレス型の
一例を説明する金属板材挾持状態および成形状態の各々
断面図、第３図は第２図中の成形された曲げ部分を拡大
した断面図、第４図および第５図はこの発明に適用可能
なプレス型の他の例を説明する各々断面図、第６図は第
５図中の成形された曲げ部分を拡大した断面図、第７図
は金属板材における加工部の配列を説明する平面図、第
８図および第９図は加工部の諸寸法を説明する凸側の平
面図および断面図、第１０図は金属板材の反り量の測定
要領を説明する斜視図、第１１図は金属板材の湾曲方向
を示す説明図、Ｐｇ１２図、第１３図および第１４図は
押圧部の突出寸法、幅寸法および成形部の傾斜面角度と
加工部の立上り角度との差を各々変化させたときのＸ方
向反り量の変化を説明するグラフ、＠１５図（ａ）（ｂ
）は抑圧部の他の形状例を説明する各々断面図、第１６
図は従来におけるプレス型を説明する断面図、第１７図
は第１６図に示すプレス型により成形される加工部の平
面図である。１．１５・・・プレス型、Ｐ・・・金属板材、Ｃ・・・加工部、Ｓ・・・曲げ部分。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プレス型により金属板材に所定形状の加工部を張
出し成形するに際し、前記加工部の成形とともに、前記
加工部の張出し基端側の曲げ部分に生じる引張応力に対
応した力で前記曲げ部分を加工部張出し方向へ圧縮変形
させることを特徴とする張出し成形方法。