JPH02284724A - 変形可能なパンチによってシート材料をプレス加工する方法と装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、プランジャー下の変形可能なパンチによりシ
ート材料、特に例えば自動車産業において有用な大きい
極薄のシート金属ブランクおよび／または蝮雑な形状を
有するシート金属ブランクをプレス加工する方法および
装置ｇに関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする課題大きい寸法
で複雑な形状の部品のプレス加工は、一般に複動プレス
で実施される。これ等の機械は、主として、ダイを収容
する固定されたテーブルと、２つの独立のスライド、即
ち、ブランクホルダを装着する外側スライドと、パンチ
を装着しラムと呼ばれる中心スライドとを備えている。

最初に、外側スライドおよびブランクホルダは、降下し
てシートブランクのクランプを維持し、次にパンチは、
中心スライドの作用の下でシートブランクに接触する様
になるまで急速に降下して、プレス加工段暗中降下を縦
続ｌ〜、最後に、中心スライドおよび外側スライドは、
はソ同時に上昇する。

この通常の方法は、ダイおよびパンチの剛性と、ブラン
クホルダによるシートのクランプとが非均等な変形を生
じさせ、これがシートの小さい最初の厚さに鑑みて過度
な薄さを生じ易い特定の領域におけろ延びと、しわの形
成を生じるシートブランクを厚くする傾向のある他の領
域における収縮とを生じろため、例えば０．４５ｍｒｓ
以下の厚さを有ｔ　ろ極薄シートのプレス加工を許容し
ない。

更に、昼い弾性限界を有する鋼に関し、この通常のプレ
ス加工方法は、ブランクホルダ下のしわの形成を回避す
るために、大抵の機械が提供不能であるシートブランク
へブランクホルダにより非常に高い圧力を加えることを
必要とする。

また、「ゲリン法（Ｇｕｅｒｉｎ　ｍｅｔｈｏｄ　）　
Ｊど呼ばれろ方法は、周知であり、これでは、弾性材料
塊上に休止するシートは、パンチによって成形される。

該パンチは、ダイを形成する弾性拐料に押込まれ、ダイ
は、シートブランクをパンチに向って付勢する。従って
、弾性材料の作用は、ダイの作用である。この方法の主
な欠点は、この方法が著しいエネルギを消費する土に、
しわの形成を回避し得ないことである。正に、弾性材料
の変形によって生じろ圧力勾配は、弾性材料の塊の上側
面が接近される際に低減し、就中、角度成形の実現の際
、シートブランクは、その周辺において不充分に保持さ
れる。

また、半球形および／または回転型の簡岸な形状を成形
するのに圧力下の流体を使用する成形方法は、周知であ
る。しかｌ−ながら、この方法は、回転の形状および／
または軸対称の形状を有する部品にのみ使用可能である
。

弾性クッション上で行われるプレス加工方法は、仏国特
許第２，５６４，３３９号、仏国特許第２．５９０，８
１４号によって公知である。この方法では、成形すべき
シートブランクは、弾性クッション上に置かれ、ブラン
クホルダを装着する外側スライドは、弾性クッションの
塊の流れを生じさせて、得られろべき仕上げられる部品
の表面積にほゞ等しい表面積を予成形役惜の終りにシー
トフランクに与える様にシートブランクの中央部分を変
形させろ如くシートブランクの周辺部分上に加えられ、
次に、パンチは、部品を最終的に成形する様にシートブ
ランクの中央部分上に中心スライドによって加えられる
。

しかしながら、この方法は、応力を形成し、該応力は、
本発明による方法によって新規な態様で克服可能である
。

正に、弾性クッションの平衡状態へのゆ帰の瞬間に、即
ち、プランジャおよびブランクホルダの上昇の瞬間に、
特に大きい寸法の部品の場合に部品の押潰しを生じ得る
成形された部品への該弾性クッションの吸引作用が生じ
る。更に、弾性クッションの最初の状態への復帰は、方
向において中心から周辺へ生じ、これが吸引作用を増大
することに注目されたい。

また、弾性材料十のプレス加工と、流体圧力下のプレス
加工とを同時に使用するプレス加工力法は、仏国特許第
２，８５９，７１９号によって公知である。シートブラ
ンクの土師に配置される弾性材料に基づく要素は、弾性
材料の塊によって構成されろだけではなく、流体によっ
て膨張可能な袋をモ有し、これは、該方法をハイドロフ
ォーミング法に類似させる。更に、この方法は、予成形
されたシートブランクが得られるべき仕上げられる部品
の表面積にほゞ等しい表面積を取る第１予成形段階を有
していない。

課題を解決するための手段 本発明の目的は、弾性材料のクッションの有効さおよび
長い寿命を保持するが、自動車部品の様な中位の深さで
あるが大きい面積のものでその中央部分が実際上回転の
形状ではないが展開不能な複雑な形状を示し吸引の問題
がなく下記で説明するその他の利点を有するプレスされ
た部品を得るのを可能にする新規な方法を提供すること
である。

従って、本発明は、その周辺部分が下側ブランクホルダ
を形成しその中央部分がダイを構成するサポート上に成
形すべきシートブランクを設置し、外側スライドの作用
の下でシートブランクの周辺部分に上側ブランクホルダ
を加えた後、ラムの作用の下でパンチを加える手順を備
え、弾性月利から成るクッションによってプレスにおい
てシート材料、特に金属シートをプレス加工する方法を
提供し、該方法は、更に、第１手順の際に、ブランクの
予成形を行って、得られるべき仕上げられる部品の表面
積にはｙ等しい表面積をブランクに与える様に、ラムの
作用の下で、変形可能なパンチを形成する弾性クッショ
ンをシートブランクに加え、次に、第２手順の際に、ラ
ムの作用の下で弾性クッションの降下を継続すると同時
に、部品の最終形状を生じる様にダイの底の全部または
一部を変位する手順を備えている。

本発明の他の特徴によると、シートブランクへの上側周
辺ブランクホルダの作用の際、シートブランクの端縁部
分は、局部的な領域においてフランジ付けされる。

また、本発明は、弾性材料から成るり゛ツションと、そ
の周辺部分が下側ブランクホルダを形成しその中央部分
がダイを構成する成形すべきシートブランクのサポート
と、上側シートホルダを装着する外側スライドを有しシ
ートブランクを予成形する装置と、パンチに作用するラ
ムを有しシートブランクを最終的に成形する装置とを備
え、弾性材料から成るクッションが、シートブランクの
上側に配置され、垂直方向に可動なパンチに結合される
シート材料、特にシート金属のブランクをプレス加工す
る装置を掃供する。

本発明の他の特徴によると、弾性クッションは、一定の
体積を有し、包被内に設置される変形可能で非圧縮性の
材料によって構成され、 ダイは、固定された部分と、部品の最終成形を達成する
目的のためにコアの変位を制御する装置と協働する垂直
方向に可動なコアとを有し、ダイは、固定されたコアと
、部品の最終成形を達成する目的のために可動な部分の
変位を制御する装置と協働する垂直方向に可動な部分と
を有し、ダイの全体は、垂直方向に可動であり、部品の
最終成形を達成する目的のために該ダイの変位を制御す
る装置と協働する。

本発明の一層良好な理解は、添付図面を参照して例とし
てのみ与えられる下記の説明によって得られる。

実施例 第１図に示すプレス加工装置は、ダイ３に対する凹所を
その中央部分が構成するベースｌを備え、ダイ３は、ベ
ース１と１つ物でもよく、得られるべき仕上げられる部
品の輪郭に相当するダイ空所ないし成形用の形状部すな
わちインブレジョンをその上側部分に有している。

ベース１は、一方ではダイ３のインブレジョンよりも高
いレベルに配置されブランクホルダ２を形成する内側部
分と、他方ではシートブランク２０の端縁部分の７ラン
ジ付けのための領域２ａを構成する上側部分とを有して
いる。

更に、ダイ３は、コア５が滑って嵌入する空所４を有し
、°コア５は、仕上げられる部品の輪郭を形成する様に
ダイ３のインプレジョンを完成する上側面を有している
。

第１図に示す第１実施例によると、コア、５は、可動で
あり、その変位を制御する装置６と協働し、装［６は、
例えば多板ブレーキ、ばね、ジヤツキ、または任意のそ
の他の好適な装置を備えてもよい。

プレス加工装置は、上側周辺ブランクホルダ９をその下
側部分が構成する体部７をベース１の上に有している。

上側周辺ブランクホルダ９は、ベース１に嵌入可能で下
側ブランクホルダ２に到達可能な様にベース１に使用さ
れる寸法よりも小さい外側寸法を有している。

体部７は、パンチ１１がその中に延びる縦穴ｌＯを有し
ている。該パンチ１１は、弾性材料から成るクッション
１２と、上部の板１３とを有している。更に、体部７は
、その周辺に２枚の夫々重なる７ランジ１４．１５をＭ
している。

第１７ランジ１４は、ジヤツキ１６を支持し、ジヤツキ
１６の夫々のロンドは、第２７ランジ１５の夫々のオリ
イフイス１７を貫通して延び、パンチ１１の板１３と協
働し、成形段階の終りにおいてパンチを持上げる装置を
構成し、恐らくは上側ブランクホルダ９によグ（加えら
れる圧力を制御する。

シートブランク２０は、局部的な領域に角２０ａを形成
する切除部分を有し、角２０ａは、ブランクがベース１
の上側面に設置されるとき、第２図に示す様にブランク
の端縁部分をフランジ成形するために所定の領域２ａに
当接する。従って、端縁部分のフランジ成形は、後で理
解される悼Ｋ、ベースｌの上側部分の領域２ａに対応す
るシートブランクの周辺端縁部分の限られた領域にお（
・て達成される。

シートブランク２０は、次の態様で成形される。

第１に、シートブランク２０は、ベース１の上側面に置
かれ、領域２ａ上に角２０ａによってのみ休止する（第
３図）。コア５は、ダイ３のインプレジョンより上に突
出し、コアの変位を制御する装置６は、好適な装置（図
示せず）によって固定される。

第１段階では、フランジ１５によって体部７を支持する
プレスの外側スライド２１（第４図）は、次第に降下し
、従って、上世「ブランクホルダ９は、シートブランク
２０が領域２ａに当接する領域においてノートブランク
の湾曲する端縁部分のフランジ成形を生じろ。

従って、この第１段階の際、本発明の条件とは異なる条
件において高い収縮を受けろシートブランク２０の周辺
部分の局部的な領域は、シートフランクの端縁部分のフ
ランジ成形をこれ等の領域に生じる様に所定の領域２ａ
とブランクホルダ９との間に維持され、これにより、収
縮されるべき金属を保持することが可能である。

次に、プレスのラム２２は、パンチ１１の板１３に接触
する様になり、弾性クッション１２の降下を生じさせ、
クッション１２０作用面は、シートブランク２０に接触
する様になる。

この降下の際、コア５が突出ている（第５図）ため、弾
性クッション１２は、圧縮され、この圧縮作用の効果の
下で、ブランクの予成形を生じて、得られるべき最終部
品のものにほゞ等しい表面積をブランクに与える様な態
様でシートブランク２０の変形を生じさせる。

第６図は、部品を最終的に成形する段階を示す。

ラム２２は、その下方位置に降下し、弾性クッション１
２によって降下の第１部分の際に予成形された部品の最
終成形を生じろ。

中心ラム２２およびパンチ１１の降下と同時に、装置６
が解放され、従って、可動コア５は、仕上げられる部品
の成形に必要なシートの展開された表面を解放する様に
後退される。

弾性クッション１２によってもたらされるダイ３に対す
るシートブランク２００当接による圧縮応力は、シート
ブランクの表面の全体に加えられる引張り応力に該弾性
クッションの作用によって変換され、利用可能な体積の
全体にわたりブランクの変位を生じる。

予成形段階および成形段階の際の弾性クッションの降下
中、シートブランク２０の端縁部分は、下側ブランクホ
ルダ２と上側ブランクホルダ９との間を摺動する様に保
持され、局部的な領域２ａにおけるブランクのフランジ
付き端縁部分の高さは、低減する。

更に、これ等の段階の際、パンチ１１の板１３は、ジヤ
ツキ１６を圧縮し、これは、シートブランク２０の周辺
端縁部分に上側ブランクホルダ９によって加えられる力
を調節する作用をも有して（・る。

成形された部品を解放する段階は、最初にラム２２を上
昇することによって実施され、これは、パンチエ１を解
放する。ジヤツキ１６の作用の下で、パンチ１１は、上
昇して、それと共に弾性クッション１２を運ぶ。弾性ク
ッション１２は、周辺から中心への方向において成形さ
れた部品から離れろ様に移動され、従って、空気は、成
形された部品とクッションの外側面との間に進入し、こ
れにより、吸引作用を回避する。

次に、外側スライド２１は、上昇してそれと共に体部７
を運び、第１図に示す様な形状を有してもよい成形され
た部品を最後に解放する。

第７図乃至第１０図に示す変形例によると、ダイ３を装
着するベースｌは、垂直方向に可動であり、この目的の
ために底板３０に当接し、底板３０は、例えば多板ブレ
ーキ、ばね、ジヤツキまたは任意のその他の好適な装置
によって構成されベースの変位を制御する装置３１と協
働する。

前述の例の様に、ダイ３は、コア３２がその中に延びる
空所４を有し、コアの上側面は、仕上げられる部品を製
造するためにダイ３のインプレジョンを完成する。この
変形では、コア３２は、固定されている。

外側スライド２１０作用の下で体部７によって加えられ
る力の制御と、降下とは、外側スライドと体部との間に
間挿され柱３４によって案内されるばね３３によって行
われる。

局部的な領域においてシートブランクの周辺端縁部分に
フランジ成形しく第８図）ブランクを予成形する（第９
図）操作は、上側ブランクホルダ９およびパンチ１１の
継続する降下によって前述の変形と同一の態様で実施さ
れ、ベース１の変位を制御する装置は、固定される。

他力、成形操作（第１０図）と同時に、ベースｌの変位
を制御する装置３１は、この成形操作の際にダイ３の降
下によってシートの展開されろ表面を解放する様に解放
される。

第１１図に示す第２変形例では、ベースｌは、固定され
、垂直方向に可動なのは、ダイ３の全体である。ダイ３
は、例えば多板ブレーキ、ばね、ジヤツキまたは任意の
みの他の好適な装置によって構成されダイの変位を制御
する装置３１と協働する。部品は、前述の変形のものと
同一の態様で成形される。

第１２図に示す別の変形例では、プレス加工装置は、得
られるべき仕上げられる部品の表面積によって定められ
る体積に対する弾性クッション１２の過剰な体積を吸収
する装置を備えている。

正に、予成形段階の際、弾性クッション１２の降下は、
シートブランクの中央部分を変形１．、予成形段階の終
りにおいて得られるべき仕上げられる部品の表面積にほ
ゞ等１−い表面積をブランクに力える。シートブランク
の最終成形のために弾性クッション１２を継続して降下
することは、クッション内の圧力の増大を生じ、製造す
べき部品に依存して恐らくは予成形段階と最終成Ｙ段階
との間でクッションの体積の差異を生じる。

この目的のため、バンチ１１（第１２図）は、ばね４０
または任意のその他の同様な装置が間挿される上側部分
１１ａと、下側部分１１ｂとを有している。これ等のば
ね４０は、弾性クッションの余分な体積を吸収するため
に特定の圧力以」：で圧縮される。

弾性クッションの余分な体積を吸収する装置は、例えば
クッションの近くで体部７の側壁に配置されてもよい。

第１３図に示す線図では、曲線１は、外側スライド２１
のサイクルを示し、曲線■は、ラム２２のサイクルを示
す。外側スライド２１は、距離Ａにわたって移動し、ラ
ム２２は、距離Ｂにわたって移動する。

この線図では、各サイクルに対して、局部的な領域にお
けるシートブランクの端縁部分のフランジ成形をＣで示
し、シートブランクの保持をＤで示し、シートブランク
の周辺端縁部分の保持ｉ−Ｉ）で示し、予成形操作をＥ
で示し、部品のＭ組成形操作をＦで示す。

局部的な領域における端縁部分のフランジ成形と、弾性
クッションの使用との組合わせは、低い変形能力を有す
る薄いシートによって蝮雑な非展開性形状の部品を得る
のを可能にする。

弾性クッションは、一定の体積を有し、包被内に設置可
能な変形不能で非圧縮性の月利によって構成されてもよ
い。この材料は、エラストーマまたはこれ等の条件を満
足する任意のその他の製品でもよい。

説明は、シートブランク、即ち薄く通常金属シートの成
形に関してなされたが、本発明の方法の範囲は、この用
途に制限される様に全く意図されないことが理解されね
ばならない。本発明による方法は、薄いシートまたは特
に樹脂材料の板に実施可能である。

従って、この説明では、用語の「シート」は、本発明の
範囲を金属製品に制限することなく月利の薄いシートの
一般的な意味を与えられねばならない。

本発明の方法および装置の利点は、所与のネタｇ＋プレ
スに対して、仏国特許第２，５６４，３３９号、仏国特
許第２，５９０，８１４号に開示されろ弾性クッション
に比し仕」＝げられるプレスされた部品の可能な寸法に
おける増大にある。

これは、弾性クッションの体積が前述の方法におけろよ
りも小さいと述べてもよい。

更に、仕上げられた部品の空間的存在は、通常のプレス
加工において遭遇するものと同様であり、設備の変更を
必要とすることなく次の操作の機械化を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプレス加工装置を構成する種々な
要素の分解斜視図、第２図はプレス加工する前のダイへ
のシートブランクの設置を示すダイの図式的な斜視図、
第３図乃至第６図は部品を成形する継続する段階の際の
第１図の線３−３に沿う図式的な断面図、第７図は本発
明によるプレス加工装置の第１変形の分解斜視図、第８
図乃至第１０図は部品を成形する継続する段階の際の第
７図の線８−８に沿う図式的な断面図、第１１図は本発
明によるプレス加工装置の第２変形の断面図、第１２図
は本発明によるプレス加工装置の第３変形の断面図、第
１３図は部品の予成形および成形の際の本発明による装
置のサイクルを示す線図である。 １・・ベース、　　２・・・下側ブランクホルダ、３・
・ダ　イ、　　５，３２・・・コ　ア、６．３１・・・
変位制御装置、　９・・上側周辺ブランクホルダ、　　
１１・・・パンチ、　　１２・・弾性クッション、　　
２０・・・シートブランク、　　２１・・・外側スライ
ド、　　２２・・・ラ　ム。 （外４名） ＦＩＧ、１３ 手 続 捕 正 書 １、事件の表示 千成１年特許願第３４４９６３号 つ 発明の名称 変形１ｊ能なパンチによってシート飼料をプレスカｌ江
する方法と装置 ３゜ 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名　称　　イゾフォルム ４、代理人 住所 東京都千代ｊ８１区大手町二丁目２番１号新大ｆ町ビル
　２０６区 ５、補正の対象 出願人の代表者名を記載した願書 手 続 補 正 」ｉ １．１を件の表示 平成１年特許願第３４４９６３号 ２゜ ３゜ 発明の名称 変形可能なパンチによってシート材料をプレス加工する
方法と装置 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名　称　イゾフォルム ４、代理人 住　所　東京都千代ＩＰ区大手町二丁目２番１号新大手
町ビル　２０６区 ５゜ 補正の対象 図面の第１３図 ＦＩＧ、１３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プレスにおいて弾性材料から成るクッションによつ
   てシート材料、特にシート金属をプレス加工する方法に
   おいて、その周辺部分が下側ブランクホルダを形成しそ
   の中央部分がダイを構成するサポート上に成形すべきシ
   ートブランクを設置し、外側スライドの作用の下で該シ
   ートブランクの周辺部分に上側ブランクホルダを加え、
   次に、ラムの作用の下でパンチを加える手順を備え、更
   に、第１段階の際に、得られるべき仕上げられる部品の
   表面積にほゞ等しい表面積を前記ブランクに与える様な
   態様で該ブランクの予成形を行う様に変形可能なパンチ
   を形成する弾性クッションを該シートブランク上に加え
   、次に、第２段階の際に、前記ラムの作用の下で該弾性
   クッションの降下を継続すると同時に、該部品を最終的
   に成形するために前期ダイの底の全部または一部を変位
   する手順を備える方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前記
   シートブランクへの前記上側ブランクホルダの作用の際
   に、該シートブランクの端縁部分のフランジ形成を局部
   的な領域に行う手順を備える方法。 ３、シート材料、特にシート金属のブランクをプレス加
   工するプレス加工装置において、弾性材料から成るクッ
   ションと、成形すべき前記シートブランクのサポートと
   を備え、該サポートの周辺部分が、下側ブランクホルダ
   を形成し、該サポートの中央部分が、ダイを構成し、更
   に、上側ブランクホルダを装着する外側スライドを有し
   前記シートブランクを予成形する装置と、パンチに作用
   するラムを有し該シートブランクを最終的に成形する装
   置とを備え、弾性材料の前記クッションが、該シートブ
   ランクの上側に配置され、垂直方向に可動な該パンチに
   結合されるプレス加工装置。 ４、特許請求の範囲第３項に記載のプレス加工装置にお
   いて、前記弾性クッションが、一定の体積を有し、包被
   内に設置される変形可能で非圧縮性の材料によつて構成
   されるプレス加工装置。 ５、特許請求の範囲第３項に記載のプレス加工装置にお
   いて、前記ダイが、固定された部分と、前記部品の最終
   成形を達成するためにコアの変位を制御する装置と協働
   する垂直方向に可動なコアとを有するプレス加工装置。 ６、特許請求の範囲第３項に記載のプレス加工装置にお
   いて、前記ダイが、固定されたコアと、前記部品の最終
   成形を達成するために可動な部分の変位を制御する装置
   と協働する垂直方向に可動な部分とを有するプレス加工
   装置。 ７、特許請求の範囲第３項に記載のプレス加工装置にお
   いて、前記ダイの全体が、垂直方向に可動であり、前記
   部品の最終成形を達成するために該ダイの変位を制御す
   る装置と協働するプレス加工装置。 ８、特許請求の範囲第３項から第７項のいづれか１つの
   項に記載のプレス加工装置において、前記シートブラン
   クの周辺領域における前記上側ブランクホルダのクラン
   プ作用を制御する装置を備えるプレス加工装置。 ９、特許請求の範囲第３項から第８項のいづれか１つの
   項に記載のプレス加工装置において、得られるべき前記
   最終部品の表面積によつて定められる体積に対して前記
   弾性クッションの余分な体積を吸収する装置を備えるプ
   レス加工装置。 １０、特許請求の範囲第９項に記載のプレス加工装置に
   おいて、前記弾性クツシヨンの余分な体積を吸収する前
   記装置が、前記パンチに配置されるプレス加工装置。 １１、特許請求の範囲第９項に記載のプレス加工装置に
   おいて、前記弾性クッションの余分な体積を吸収する前
   記装置が、該弾性クッションの近くに配置されるプレス
   加工装置。