JPH0224610B2 - - Google Patents

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JPH0224610B2
JPH0224610B2 JP60105756A JP10575685A JPH0224610B2 JP H0224610 B2 JPH0224610 B2 JP H0224610B2 JP 60105756 A JP60105756 A JP 60105756A JP 10575685 A JP10575685 A JP 10575685A JP H0224610 B2 JPH0224610 B2 JP H0224610B2
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JP
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support device
plate
press
central
elastomer
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JP60105756A
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Do Sume Gaburieru
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YUNION SHIDERYURUJIKU DEYU NOORU E DO RESUTO DO RA FURANSU USINOR
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YUNION SHIDERYURUJIKU DEYU NOORU E DO RESUTO DO RA FURANSU USINOR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B5/00—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups
    • B30B5/02—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups wherein the pressing means is in the form of a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/10—Stamping using yieldable or resilient pads

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Facsimile Transmission Control (AREA)
  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は板金プレス成形方法並びに装置に関
し、自動車工業等に使用する大寸法の特に薄い鋼
板又は二面の角度の比較的狭い形状の板に好適な
プレス成形方法並びに装置に関する。
従来の技術および発明が解決しようとする問題点 計算機計算の進歩は車体構造設計の分野で自動
車設計者が使用し、特に最終素子と称する解析方
法は部品設計に使用する時間を著しく短縮し、部
品の応力下の挙動は極めて近似した値を得られ
る。それ故、応力の程度に応ずる板の形状と厚さ
を最適とすることが理論上可能となつた。
しかし、厚さの下限は現在のプレス成形技法で
は制限があり、厚さ約55/100mm以下の鋼板を車体
部品に使用できない。この理由は、プレス成形板
の絞りを受ける部分に生ずる裂け、及び収縮を受
ける部分に生ずるしわによる。
大寸法の部品のプレス成形は通常は機械的又は
液圧複働プレスによる絞り作業によつて行なう。
この機械には通常は固定のダイスと、２個の独立
作動のスライド、即ちポンチを保持したラム又は
ピストンプランジヤとした中央スライドと、ブラ
ンクを保持してポンチによる絞りを反作用によつ
て保持する外側スライドとを有する。この作動は
通常は次の通りである。第１にブランク保持装置
を急速に下降させてブランクの動くのを附ぎ、第
２に、ポンチを急速に下降させて板に接触させ、
第３にポンチを遅く下降させてプレス成形即ち絞
り、を行ない、第４に中央スライドとブランク保
持装置とを急速に上昇させる。
この通常の技法はフランス特許756767号に記載
され、プレス成形作業の全部を絞りによつて行な
い、それ故板の厚さの減少を生ずる。この既知の
方法は特に薄い材料、即ち厚さ0.50mm以下の板の
プレス成形は不可能であり、ダイスとポンチの剛
性とブランク保持装置による板のクランプとが不
規則変形を生じ、ある部分では伸びによつて著し
い厚さの減少を生じ、最初より更に薄くなり、他
の部分では収縮によつて板は厚くなろうとする
が、実際上は薄板のバツクリング抵抗が小さいた
めしわを生ずる。バツクリング抵抗は厚さの二乗
の関数で変化する。更に、部品の形状並びに工具
の製作上の公差に基く局部応力の変化は裂けを生
ずる。しわの形成を避けるために、上述のフラン
ス特許にはブランク保持装置内に取付けて他の部
分に比してポンチの生ずる絞りが不十分な部分で
別の絞りを生じさせる。
この問題点は比較的厚い板の角度付き部分を成
形する時にも生ずるが特に薄い板では問題が大き
くなる。
グエリン法と称される既知の方法は、シヨアー
硬度約90のエラストマー塊上に休止する金属板を
ポンチによつて成形する。板金のブランクをポン
チに密接させて部品の精度を良くする必要があ
る。この方法の大きな欠点はエネルギ消費が大き
い点にあり、即ち、部品の形状に応じた凹凸を形
成するに必要な板金ブランク成形に必要なエネル
ギの他に成形作業間部品の全面上にエラストマー
によつて生ずる磨擦力が加はる。
このため、現存のプレスではこの方法で大寸法
の部品を製造できない。
更に、この方法はしわが生じ易い。エラストマ
ーの変形によつて生ずる圧力勾配はエラストマー
の塊の上部に近接するに従つて減少し、特に角度
付き形状の製造に際して板周辺部は不十分な保持
となる。この作業は単働プレスによつて行なうた
めである。
他の既知の成形方法は加圧流体を使用して半球
形の簡単な形状を成形する。しかし、この技法は
複雑な形状に適用できない。即ち、板をダイスに
接触させるのはこの技法では不可能である。
かくして、近年の鋼板の高拡張力の機械的特性
の著しい進歩に拘らず、特に薄い板の車体部品等
の部品の製造は不可能である。
本発明の目的は角度付き部分を有する金属板特
に著しく薄い0.50mm以下の鋼板を有利経済的に大
量生産可能の成形方法と装置を得るにある。高拡
張力（HEL）鋼板とはＥ＞350MPa以上の板を称
する。
問題点を解決するための手段 本発明によるほゞ一定厚さの金属板を複働プレ
スでプレス成形する方法は、成形すべき板を弾性
材料からなる支持装置上に置き、板の周辺部にブ
ランク保持装置を構成する第１の外側スライドを
作用させ、次に板の中央部に第２の中央スライド
を作用させる方法において、前記板を第１の外側
スライドの下側を滑動し得るようにして、該板の
周辺部に作用する第１の外側スライドを作用さ
せ、かつ板の中央部に最終部品の面積にほゞ等し
い面積を与えるように該中央部を変形すべく支持
装置の材料の流れを生ぜしめることにより板を予
備成形し、次に中央スライドを動かして支持装置
の最終流れによる板の角度部分と中央部分を成形
することを特徴とする。
好適な実施例によつて、支持装置を弾性材料と
し、外側スライドの能動部の成形すべき部分に対
する最終部品のある部分での過剰部分に対して板
をほゞ一定厚さとする補償のための作用間に支持
装置の一部が流れを生じて板の中央部を変形して
最終部品の面積にほゞ等しい面積に作用させ、次
に中央スライドを動かして支持装置の最終の流れ
による板の角度部分と中央部分とを成形する。
この実施例は特に著しく薄い板に好適であり、
板の周辺部のある部分の成形作用と板の中央部の
成形とを同時に行ない、上述の実施例と同様にな
る。この実施例では中央スライドの一部がダイス
底部の役割を行ない、流動性支持装置がポンチの
役割となつて板をダイス底部に押圧して角度付き
部分を成形する。
本発明は最初の平面の板金ブランクの面積と成
形ブランクの面積との間を等しくする原理を基本
とし、所要のプレス成形部品の形状に正確に相当
し、ブランク保持装置の下で成形された別の周辺
部を加算した値となり、保守は容易である。板の
厚さがほゞ等しいため、応力も等しくなり、後述
する。
本発明の実施例によつて、第１段階において中
央スライドを支持装置材料の流れの効果の下で板
の中央部の変形を制御する位置とする。
外側スライドの能動面及び支持装置面に摩擦防
止装置を設ける。
支持装置を構成する材料を硬度の低いエラスト
マーとし、例えば30以下10以上とする。
支持装置の材料を成形作業自体の後に減圧す
る。
支持装置材料を冷却する。
本発明によるプレス成形装置は、弾性材料から
なりかつその上に成形されるべき板が置かれる支
持装置と、ブランク保持装置を構成する第１の外
側スライダと、第２の中央スライダとを備え、前
記弾性材料からなる支持装置は30以下のシヨアー
硬度をもつエラストマーよりなり、該支持装置が
前記外側スライダと中央スライダとに対応する面
積の全体を占めることを特徴とする。
支持装置の材料は容易流動可能とし、例えばシ
ヨアーＡ硬度30以下好適な例で10以上とし、変形
所要エネルギー即ち熱として放散するエネルギー
を最小とするためには硬度10以下とすることもで
きる。
別の実施例によつて、支持装置とスライドの能
動部は摩擦防止性を有する。
第１段階で支持装置材料内に入り、第２段階に
おいて成形作業後に引込ませ得る装置を備える。
支持装置の材料を材料内部で冷却する装置を備
える。
支持装置から完成部品を離す装置を備える。
作 用 本発明による能動部によつて、長方形部材の偶
に形成する過剰部分を外方に滑らせることによつ
て薄い板のプレス成形をしわ、裂けを生ぜずに容
易に行ない得る。
実施例 第１〜５図に示す装置は本発明方法と装置の一
実施例を示し、該実施例では外周スライド１の突
出能動部１１と中央スライド２の同時共働相対運
動が得られる。
第１図に示す装置は成形作業前の位置では複働
プレスの通常の構成素子を有する。外側スライド
即ちブランク保持装置１はダイスを形成する外周
部材１０を有し、外周部材１０の隅部に所要形状
の浮出部１１を外周部材１０と一体に形成する。
浮出部１１の形状は例えば第６図に示す生産すべ
き部品の成形すべき容積に対する過剰面積に対応
する。浮出部の能動面は十分に磨き成形作業間の
過剰材料の変位を可能とする。この能動面は材料
の滑りを容易にするための処理を行なうこともで
きる。
中央スライド２はダイス底部２ａを支持し、上
方位置にあり、成形すべき板金ブランク７は容器
３内の支持装置４の中央に置く。この場合、後の
説明に明らかな通り、ダイスとポンチの機能を反
対にすることもできる。容易に流れる弾性材料の
支持装置は材料の変形によつてポンチの機能とな
る。
シヨアー硬度30より低く、好適な例で10より高
いエラストマーの重要な特性として急速に、好適
な例で１秒以下で初期位置に戻る材料で支持装置
４を形成する。例えば天然ゴム発泡材のシヨアー
硬度約15で、変形からの戻り時間約１秒の材料を
使用する。他の既知のゲル又は発泡材で高塑性度
の材料、例えばシリコーンエラストマー、又は液
充填空隙を有するこの材料の発泡剤も使用でき
る。
複合支持装置として、シヨアー硬度10〜20のシ
リコーンエラストマーをベースとしたほゞ平行側
面の部材上側の全部又は横側部の一部上に比較的
薄い被膜、例えば厚さ10〜15mmの強い硬い材料、
例えばシヨアー硬度50のシリコーン又は摩擦防止
性を有するテフロンで覆うこともできる。
引込可能の素止５を膨張可能の袋又は柱として
エラストマー内に突出させ支持装置４の一部を形
成する。挿入容積は成形作業後のエラストマーの
回復容積にほゞ等しくする。
支持装置４に合成樹脂材料、例えばテフロンの
板８を覆い、板７とエラストマーとの間に介挿
し、所要に応じてエラストマーに接着又は溶接
し、主要な機能は成形作業間板金の滑動を容易に
する。更に上述の複合構造のエラストマーを保護
する。
支持装置４内に導管６を通して冷却流体例えば
圧縮空気を循環させる。他の導管９は特に圧縮空
気使用の時に、完成部品を剥す。支持装置４の冷
却のために、金属ワイヤ又は金属粉充填材を埋込
み、熱伝達を良くする。
第２図には部品の予備成形段階を示す。ブラン
ク保持装置スライド１は外周ダイス１０と共に下
降する。このダイスは板金ブランク７に接触し、
ブランク７はエラストマー支持装置４を反作用に
よつて圧縮する。エラストマーは外周圧縮作用の
効果によつて中央部への流れを生じ、板金ブラン
クの中央部を変形させる。
板金ブランクの上方への膨らみは、中央スライ
ド２に固定されたダイス底部２ａによつて制限さ
れ、金属の異方性又は非対称部品形状に基く不時
の誤変形を防ぐ。本発明の一特長によつて、外周
ダイス１０を有するブランク保持装置１の下降を
調整可能の機械的止め部１２，１６によつて制限
し、板金ブランクの中央部の変形部の表面積が生
産すべき完成部品の中央部表面積にほゞ等しくな
るようにする。
第３図は部品の最終成形段階を示す。中央スラ
イド２のダイス底部２ａは下部位置まで下り、前
の作業で予備成形された板７の中央部の最終成形
を行なう。
底部２ａが板の頂部に接触したことによる圧縮
応力は板の反対側に作用するエラストマー４の作
用によつてダイス底部２ａの存在によつて補償さ
れない全板面に生ずる引張応力に変換され、板を
すべての利用可能容積内で変位させる。
この圧縮応力と引張応力とは互に相殺され、但
しエラストマーの降伏を除き、部品は最小の厚さ
変化で最終成形される。特に薄い板の成形の特別
な場合は厚さ変化を必要とする。
第４図は柱５を引込めてエラストマー支持装置
４の圧縮力を除いた状態を示す。この作業の目的
はエラストマーの形状回復の反作用によつて成形
部品の変形するのを防ぐ。
第９図はダイスを有する２個のスライド１，２
を同時に上げて成形部品７を解放する段階を示
す。エラストマー支持装置４の加熱を制限するた
めに、特に大量生産条件では圧縮空気を導管６内
に送入する。支持装置４の冷却は更に第５図に示
す圧縮抜き段階でも行なうことができる。更に、
圧縮空気を導管９に通して部品７を分離する。
第６図は本発明による板金HELの部品を示し、
Ｅ＝60Kg／mm2、厚さ40／100mm、ほゞ長方形の面
積1.5m2とする。第７，８図の断面図は隅部１３
を成形する時に過剰面積が部品の隅部のベース１
３ａに向けて変位し、外周ダイス１０の浮出部１
１の形状に相当する。成形後に既知の作業によつ
て不要な縁部１５を除去して部品を最終形状とす
る。
第６図に示す形状等の長方形側部の部品は第９
図に示す平面長方形板から長方形部分50を板の各
隅から切取れば成形できる。
しかし、この部品をプレス成形作業で生産する
ためには正方形部50が存在し、過剰材料となる。
本発明の目的は厚い部分又は厚さ減少部分が生ず
るのを防ぎ、しわ又は裂けの生ずるのを防いで著
しく薄い板を深い角形状に成形可能とする。
上述のプレス成形による隅部成形技法は上述の
問題点の解決となる。
発明の効果 本発明によるプレス成形ダイスは各隅に所要形
状の浮出部１１を有し、浮出部は成形すべき部品
の各隅部のベースに順次凹形の中室部を形成し、
この面積は過剰材料、例えば第１０図に示す長方
形部品製造の場合の第９図に示す正方形部50の面
積に相当する。
部品の形状によつて生ずる材料の過剰に基く圧
縮応力は工具の形状によつて生ずる相当引張応力
によつて補償され、材料の過剰を吸収する。
本発明による方法は、最初の薄い材料であつて
も板金ブランクの厚さの減少の最大値を制限し、
応力集中を防ぎ、しわを生ずることなく隅部を成
形する。
更に、本発明の装置は現存の複働プレスに適合
させ得る。
本発明は自動車車体部品、航空機外殻等の著し
く薄い鋼板から成形部品の製造に主用途がある
が、各種金属の厚い板のプレス成形にも適用し得
る。
エラストマーのクツシヨン上でのプレス成形の
場合はエラストマーに接する板の側面の表面条件
は完全に保たれる。このため予じめ被覆した板を
プレス成形の時に表面被覆のフイルム、例えばペ
ンキ接着剤又は他の有機被覆のフイルムを損傷す
ることはない。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第５図は本発明によるプレス成形
過程を示す図、第６図は本発明によつて成形した
平行側部を有する部品の斜視図、第７図、第８図
は第６図の１２−１２線、１３−１３線に沿う部
分断面図、第９図、第１０図はプレス成形過剰部
分の概念を示す図である。 １……ブランク保持装置（外側スライド）、２
……中央スライド、４……支持部材、５……引込
可能素子、７……板金ブランク、８……合成樹脂
被覆、１０……外周部、１１……能動部（浮出
部）、１３……隅部、１３ａ……ベース、１４…
…側部、１５……縁部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ほゞ一定厚さの金属板を複働プレスでプレス
    成形する方法であつて、成形すべき板を弾性材料
    からなる支持装置上に置き、板の周辺部にブラン
    ク保持装置を構成する第１の外側スライドを作用
    させ、次に板の中央部に第２の中央スライドを作
    用させる方法において、前記板を第１の外側スラ
    イドの下側を滑動し得るようにして該板の周辺部
    に作用する第１の外側スライドを作用させ、かつ
    板の中央部に最終部品の面積にほゞ等しい面積を
    与えるように該中央部を変形すべく支持装置の材
    料の流れを生ぜしめることにより板を予備成形
    し、次に中央スライドを動かして支持装置の最終
    流れによる板の角度部分と中央部分を成形するこ
    とを特徴とする板金プレス成形方法。 ２ 前記板の予備成形の間に、板の周辺部を前記
    外側スライドの少なくとも１つの能動部の作用に
    よつて成形して完成部品のある部分において成形
    される容積に対して最初の板の厚さを有する過剰
    部分を補償することを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載のプレス成形方法。 ３ 第１段階において中央スライドを支持装置に
    よる材料の流れの効果の下で板の中央部の変形を
    制限する位置とすることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項又は第２項記載のプレス成形方法。 ４ 前記外側スライドの能動部面及び支持装置面
    に摩擦防止装置を設けることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項記載
    のプレス成形方法。 ５ 前記支持装置を構成する材料をシヨアー硬度
    の低いエラストマーとすることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項記
    載のプレス成形方法。 ６ 前記エラストマーは好ましくはシヨアー硬度
    30以下で10以上とすることを特徴とする特許請求
    の範囲第５項記載の方法。 ７ 前記エラストマーはシリコンエラストマーで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第５項又は
    第６項の方法。 ８ 前記支持装置は低いシヨアー硬度をもつシリ
    コーンエラストマーをベースとした材料塊と、そ
    の上面および側面の少くとも一部をより強靭でよ
    り硬度の大きい材料からなる薄い被膜で覆つた複
    合支持装置よりなることを特徴とする特許請求の
    範囲第５項乃至第７項のいずれかによる方法。 ９ 成形作業終了後支持装置を構成する材料を減
    圧することを特徴とする特許請求の範囲第１項な
    いし第８項のいずれか１項記載のプレス成形方
    法。 １０ 前記支持装置の材料塊を冷却することを特
    徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項のい
    ずれか１項記載のプレス成形方法。 １１ 弾性材料からなりかつその上に成形される
    べき板が置かれる支持装置と、ブランク保持装置
    を構成する第１の外側スライダと、第２の中央ス
    ライダとを備え、前記弾性材料からなる支持装置
    は30以下のシヨアー硬度をもつエラストマーより
    なり、該支持装置が前記外側スライダと中央スラ
    イダとに対応する面積の全体を占めることを特徴
    とするプレス成形装置。 １２ 前記第１の外側スライドは成形すべき容積
    に対して板のほゞ一定の厚さの過剰部に対応する
    形状の浮出部とした少なくとも１個の能動部を備
    えたことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
    載のプレス成形装置。 １３ 前記エラストマーのシヨアー硬度を好適な
    例として30以下10以上とすることを特徴とする特
    許請求の範囲第１２項記載のプレス成形装置。 １４ 前記エラストマーはシリコンエラストマー
    であることを特徴とする特許請求の範囲第１１項
    又は第１３項記載のプレス成形装置。 １５ 前記支持装置は低いシヨアー硬度をもつシ
    リコンエラストマーをベースとした材料塊と、そ
    の上面および側面の少くとも一部をより強靭でよ
    り硬度の大きい材料からなる薄い被膜で覆つた複
    合支持装置よりなることを特徴とする特許請求の
    範囲第１１項ないし第１４項のいずれか１項記載
    のプレス成形装置。 １６ 前記支持装置とスライドの能動部とが摩擦
    防止性を有することを特徴とする特許請求の範囲
    第１１項ないし第１５項のいずれか１項記載のプ
    レス成形装置。 １７ 第１段階において支持装置材料の塊内に入
    り、第２段階において引込ませ得る装置を備える
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１１項ないし
    第１６項のいずれか１項記載のプレス成形装置。 １８ 支持装置の材料を材料内部で冷却する装置
    を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１１
    項ないし第１７項のいずれか１項記載のプレス成
    形装置。 １９ 完成部品を支持装置材料から離す装置を備
    えることを特徴とする特許請求の範囲第１１項な
    いし第１８項のいずれか１項記載のプレス成形装
    置。
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