JPH0366422A - プレス成形品の製造方法 - Google Patents
プレス成形品の製造方法Info
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- JPH0366422A JPH0366422A JP1203195A JP20319589A JPH0366422A JP H0366422 A JPH0366422 A JP H0366422A JP 1203195 A JP1203195 A JP 1203195A JP 20319589 A JP20319589 A JP 20319589A JP H0366422 A JPH0366422 A JP H0366422A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 14
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 abstract 6
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Classifications
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- 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
- B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
- B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
- B21D35/003—Simultaneous forming, e.g. making more than one part per stroke
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
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。
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〉
この発明は、形状が複雑な容器状部材や形状寸法に高精
度が要求される容器状部材等を能率良くプレス成形する
方法に関するものである。
度が要求される容器状部材等を能率良くプレス成形する
方法に関するものである。
（従来技術とその課題〉
近年、各種分野で使用されている設備・装置類や一般家
庭向けの様々な機器類等においては、性能の更なる向上
はもとより、コンパクト化やデザイン面からも厳しい改
善要求がなされるようになってきた。
庭向けの様々な機器類等においては、性能の更なる向上
はもとより、コンパクト化やデザイン面からも厳しい改
善要求がなされるようになってきた。
そのため、例えば容器状の部材においても、これまでの
ように外面の形状・寸法だけでなく内側の寸法精度に対
してまで厳しい要求がなされるようになり、このような
成形品を量産するための様々な提案もなされてきたが、
未だ工業的に十分満足できる手段を見出せないでいるの
が現状であった。
ように外面の形状・寸法だけでなく内側の寸法精度に対
してまで厳しい要求がなされるようになり、このような
成形品を量産するための様々な提案もなされてきたが、
未だ工業的に十分満足できる手段を見出せないでいるの
が現状であった。
つまり、容器状金属部品を量産しようとする場合に通常
は製造能率の高い“プレスによる絞り成形法”が採用さ
れるが、この絞り成形法には、−般に曲面の曲げ半径（
曲率）が小さくなると割れが発生して所定の成形品が得
られないと言う大きな問題がある。しかも、目的とする
容器状成形品が“側壁部の形状が複雑なもの”や“底部
の形状が複雑なもの”であったりすると絞り成形は一段
と困難であり、従ってこのような部材の製造には製造能
率の低い液圧或いはガス圧を利用したバルジ成形を採用
せざるを得なかった。
は製造能率の高い“プレスによる絞り成形法”が採用さ
れるが、この絞り成形法には、−般に曲面の曲げ半径（
曲率）が小さくなると割れが発生して所定の成形品が得
られないと言う大きな問題がある。しかも、目的とする
容器状成形品が“側壁部の形状が複雑なもの”や“底部
の形状が複雑なもの”であったりすると絞り成形は一段
と困難であり、従ってこのような部材の製造には製造能
率の低い液圧或いはガス圧を利用したバルジ成形を採用
せざるを得なかった。
もっとも、“底部の形状が複雑な製品”については、極
く浅い製品であればプレス成形による製造が一応は可能
ではあるが、この場合でも単純な絞り加工によったので
は所望の成形ができない。
く浅い製品であればプレス成形による製造が一応は可能
ではあるが、この場合でも単純な絞り加工によったので
は所望の成形ができない。
つまり、第６図に示したような“複雑な底部内面形状を
有する浅絞り成形品（例えば、ホイールディスク）”を
プレス成形しようとする場合には、一般にプレス成形時
における素材の尖鋭コーナ一部の割れを避は得ないこと
から、金型面のコーナ一部に目的製品形状以上のＲ（ア
ール〉を付与しておく必要があり、そのため１工程のプ
レス成形で製品を得ようとすると、その形状は第７図に
示される如き当初デザインしたものとは異な、りたイメ
ージになるのを如何ともし難かった。従って、目的とす
る製品形状に近づけるためには多数の煩雑な付加工程を
必要とするのみならず、それでも十分に満足できる寸法
精度を得ることは困難であった。
有する浅絞り成形品（例えば、ホイールディスク）”を
プレス成形しようとする場合には、一般にプレス成形時
における素材の尖鋭コーナ一部の割れを避は得ないこと
から、金型面のコーナ一部に目的製品形状以上のＲ（ア
ール〉を付与しておく必要があり、そのため１工程のプ
レス成形で製品を得ようとすると、その形状は第７図に
示される如き当初デザインしたものとは異な、りたイメ
ージになるのを如何ともし難かった。従って、目的とす
る製品形状に近づけるためには多数の煩雑な付加工程を
必要とするのみならず、それでも十分に満足できる寸法
精度を得ることは困難であった。
そこで、近年、成形素材として超塑性金属板を用い、こ
れをバルジ加工して複雑形状の部材を成形する方法が提
案されているが、バルジ成形は金型内への素材の流入を
拘束して行う成形方法であるため製品の減肉量が大きく
、製品としての必要な強度が得られない上、超低速成形
であるため実用的な方法とは言えないものであった。
れをバルジ加工して複雑形状の部材を成形する方法が提
案されているが、バルジ成形は金型内への素材の流入を
拘束して行う成形方法であるため製品の減肉量が大きく
、製品としての必要な強度が得られない上、超低速成形
であるため実用的な方法とは言えないものであった。
このようなことから、本発明の目的は１、形状が複雑な
成形品や外径、内部寸法に高精度を必要とする成形品を
工業的に十分に満足できる高い製造能率で一体成形し得
る手段を提供すゐことに置かれた。
成形品や外径、内部寸法に高精度を必要とする成形品を
工業的に十分に満足できる高い製造能率で一体成形し得
る手段を提供すゐことに置かれた。
く課題を解決すゐための手段〉
本発明者等は、上記目的を達成すべく様々な観点からの
研究を重ねたが、その結果、「これまではそのまま直接
バルジ成形等に供されていた“超塑性を有する金属板”
に対し、まずプレスによる通常の絞り加工を施して複数
の粗形状中間品とした後、これらと最終形状面を有する
中間金型とを交互に重ね合わせた上で、全体を金属板の
超塑性発現温度に保持しつつプレス金型間で二次成形す
ると、２工程を採るにもかかわらず非常に短い時間で、
しかも極端な板厚減少を伴うことなく“形状の複雑な製
品”或いは“高精度の寸法精度を有する製品”を一体成
形することが可能となる」との知見を得るに至った。
研究を重ねたが、その結果、「これまではそのまま直接
バルジ成形等に供されていた“超塑性を有する金属板”
に対し、まずプレスによる通常の絞り加工を施して複数
の粗形状中間品とした後、これらと最終形状面を有する
中間金型とを交互に重ね合わせた上で、全体を金属板の
超塑性発現温度に保持しつつプレス金型間で二次成形す
ると、２工程を採るにもかかわらず非常に短い時間で、
しかも極端な板厚減少を伴うことなく“形状の複雑な製
品”或いは“高精度の寸法精度を有する製品”を一体成
形することが可能となる」との知見を得るに至った。
この発明は、上記知見等に基づいてなされたものであり
、 「超塑性を有する金属板をプレス成形して粗形状品とし
、次いで下面に上金型の形状を、そして上面に下金型の
形状をそれぞれ備えた中間金型と前記粗形状品εを交互
に複数個重ね合わせて上下金型間に配置した後、超塑性
発現温度域にて再度仕上げプレス成形することにより、
複雑かつ高精度な製品を高能率で製造し得るようにした
点」に特徴を有するものである。
、 「超塑性を有する金属板をプレス成形して粗形状品とし
、次いで下面に上金型の形状を、そして上面に下金型の
形状をそれぞれ備えた中間金型と前記粗形状品εを交互
に複数個重ね合わせて上下金型間に配置した後、超塑性
発現温度域にて再度仕上げプレス成形することにより、
複雑かつ高精度な製品を高能率で製造し得るようにした
点」に特徴を有するものである。
ここで、超塑性を有する金属板εは、一般に知られてい
るように特定の温度域に昇温されると伸びが急激に上昇
する傾向を示す金属又は合金から成る板材を言い、チタ
ン又はチタン合金板、二相ステンレス鋼板、アル〔ニウ
ム合金板等を代表的なものとして挙げることができる。
るように特定の温度域に昇温されると伸びが急激に上昇
する傾向を示す金属又は合金から成る板材を言い、チタ
ン又はチタン合金板、二相ステンレス鋼板、アル〔ニウ
ム合金板等を代表的なものとして挙げることができる。
なお、前記「中間金型１とは、片面が通常の金型のダイ
スに相当する形状を、他面が通常の金型のポンチに相当
する形状をそれぞれ有し、かつそれらが所定の製品寸法
に対応した寸法とされた金型で、これら各面と通常金型
のポンチ及びダ・イス間にそれぞれ成形素材を配置して
プレス成形を実施するためのものであるが、その剛性は
通常の金型よりもかなり低くても差し支えない。
スに相当する形状を、他面が通常の金型のポンチに相当
する形状をそれぞれ有し、かつそれらが所定の製品寸法
に対応した寸法とされた金型で、これら各面と通常金型
のポンチ及びダ・イス間にそれぞれ成形素材を配置して
プレス成形を実施するためのものであるが、その剛性は
通常の金型よりもかなり低くても差し支えない。
以下、図面を参照しながら本発明に係るプレス成形品の
製造方法をより具体的に説明する。
製造方法をより具体的に説明する。
さて、本発明においてはプレス成形素材として超塑性金
属板が適用されるが、成形の第１１段階としては、第１
図（ａ）及び第１図（ｂ）の工程に従ったプレスによる
通常の成形が行われ、例えば第２図に示すような粗形状
の中間品が複数個予備成形される。
属板が適用されるが、成形の第１１段階としては、第１
図（ａ）及び第１図（ｂ）の工程に従ったプレスによる
通常の成形が行われ、例えば第２図に示すような粗形状
の中間品が複数個予備成形される。
そして、上記予備成形で得られた中間品は、第３図に示
す如き“型面のコーナ一部がシャー・ブに形取られた製
品デザイン通りの寸法を有する中間金型”と交互に積み
重ねられて積層状態とされる。
す如き“型面のコーナ一部がシャー・ブに形取られた製
品デザイン通りの寸法を有する中間金型”と交互に積み
重ねられて積層状態とされる。
続いて、成形の第２段階として、上記積層状態にされた
中間品と中間金型は、やはり製品デザイン通りの寸法を
有する上型及び下型で第１図（Ｃ）の如く保持され、全
体が素材の超塑性発現状態に昇温・保持されてからプレ
ス成形がなされるが、この操作によって所定の寸法精度
を満足したデザイン通りの製品（例えば第６図で示され
る如き製品〉を−度に複数個（積層した数）の単位で得
ることができる。
中間品と中間金型は、やはり製品デザイン通りの寸法を
有する上型及び下型で第１図（Ｃ）の如く保持され、全
体が素材の超塑性発現状態に昇温・保持されてからプレ
ス成形がなされるが、この操作によって所定の寸法精度
を満足したデザイン通りの製品（例えば第６図で示され
る如き製品〉を−度に複数個（積層した数）の単位で得
ることができる。
ここで、上記第２段階でのプレス速度（超塑性状態での
成形速度）は、中間品が１個であれば超塑性を発揮する
極低速度（例えば歪速度ａ−ｉ、ｏｘ１０− ”／ｓ）
で行う必要があるが、本発明におけるように中間品を複
数個積層した場合にはその数に比例させて速度上昇させ
ることが可能となり、製品１個当りに要する時間を大幅
に短縮することができる０例えば、中間品を１０個重ね
合わせて成形する場合には、成形速度は１個だけの場合
の１０倍とすることができる。これは、積み重ねたこと
によって全体の変位は大きくなるものの、１個当りの変
位が小さくなることによる。その結果、プレスの成形速
度を極低速にする必要がなくなり、従って特別なプレス
機を必要とすることもない。
成形速度）は、中間品が１個であれば超塑性を発揮する
極低速度（例えば歪速度ａ−ｉ、ｏｘ１０− ”／ｓ）
で行う必要があるが、本発明におけるように中間品を複
数個積層した場合にはその数に比例させて速度上昇させ
ることが可能となり、製品１個当りに要する時間を大幅
に短縮することができる０例えば、中間品を１０個重ね
合わせて成形する場合には、成形速度は１個だけの場合
の１０倍とすることができる。これは、積み重ねたこと
によって全体の変位は大きくなるものの、１個当りの変
位が小さくなることによる。その結果、プレスの成形速
度を極低速にする必要がなくなり、従って特別なプレス
機を必要とすることもない。
更に、第１段階でのプレス成形が粗形状であるためこの
結果得られる中間品段階での板厚減少は少なく、しかも
中間品に成形を加えることから第２段階での変形量も小
さいため、第２段階においても極端な板厚減少が生じる
ことはない。
結果得られる中間品段階での板厚減少は少なく、しかも
中間品に成形を加えることから第２段階での変形量も小
さいため、第２段階においても極端な板厚減少が生じる
ことはない。
次に、本発明の効果を実施例によって更に具体的に説明
する。
する。
〈実施例〉
厚さ：３，２ｍの超塑性を示す二相ステンレス鋼板を準
備し、通常のホイールディスク金型を使用したプレス成
形によって第４図（第４図（ａｌは平面図、第４図（ｂ
）は断面図）に示す如き粗形状の成形品（ホイールディ
スク中間品）を１０個製作した。
備し、通常のホイールディスク金型を使用したプレス成
形によって第４図（第４図（ａｌは平面図、第４図（ｂ
）は断面図）に示す如き粗形状の成形品（ホイールディ
スク中間品）を１０個製作した。
次いで、上記１０個の中間品を、所定の製品寸法通りで
かつシャープなデザインを持つ９個の中間金型と交互に
積み重ねた積層状態にし、これらを更に中間金型の下面
と同一寸法・形状の型面を有する上型及び中間金型の上
面と同一寸法・形状の型面を有する下型間に挟んで全体
を９００℃まで加熱した。
かつシャープなデザインを持つ９個の中間金型と交互に
積み重ねた積層状態にし、これらを更に中間金型の下面
と同一寸法・形状の型面を有する上型及び中間金型の上
面と同一寸法・形状の型面を有する下型間に挟んで全体
を９００℃まで加熱した。
上記加熱によって成形素材である二相ステンレス鋼板中
間品は超塑性発現状態となったが、この時点で低速のプ
レス成形を行ったところ中間品と中間金型との隙間がス
ムーズに充填され、目的とする“形状が複雑でかつその
コーナ一部がシャープな第７図（第７図（ａ）は平面図
、第７図（ｂ）は断面図）で示す如きホイールディスク
製品”を２０分の時間でＬＯ個得ることができた。
間品は超塑性発現状態となったが、この時点で低速のプ
レス成形を行ったところ中間品と中間金型との隙間がス
ムーズに充填され、目的とする“形状が複雑でかつその
コーナ一部がシャープな第７図（第７図（ａ）は平面図
、第７図（ｂ）は断面図）で示す如きホイールディスク
製品”を２０分の時間でＬＯ個得ることができた。
なお、第１表は、この実施例において得られたホイール
ディスク製品と同一成形素材を１回のバルジ加工だけで
成形したホイールディスク製品とにつき、成形に要した
時間及び製品各部（第５開山）の符号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、
Ｅ部）の寸法・形状を比較したものであるが、該第１表
より明らかなように、本発明に係る方法では成形能率及
び得られる製品（（支）Ａｍ Ｂ畝 Ｃ畝り諷 ８部
は第５図（ロ）の各符号位置に対応する。
ディスク製品と同一成形素材を１回のバルジ加工だけで
成形したホイールディスク製品とにつき、成形に要した
時間及び製品各部（第５開山）の符号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、
Ｅ部）の寸法・形状を比較したものであるが、該第１表
より明らかなように、本発明に係る方法では成形能率及
び得られる製品（（支）Ａｍ Ｂ畝 Ｃ畝り諷 ８部
は第５図（ロ）の各符号位置に対応する。
の寸法・形状が共に十分に満足できるのに対して、バル
ジ成形では板厚の減少が著しく、しかも成形効率も悪い
ことが確認できる。
ジ成形では板厚の減少が著しく、しかも成形効率も悪い
ことが確認できる。
く効果の総括〉
以上に説明した如く、この発明によれば、従来は実際上
成形が不可能であった“形状が複雑でかつそのコーナ一
部がシャープなプレス成形品”を容易かつ高精度で製造
することができ、金属成形品に対する厳しい形状要求に
も格別なコスト高を招くことなく十分に応じることが可
能となるなど、産業上有用な効果がもたらされる。
成形が不可能であった“形状が複雑でかつそのコーナ一
部がシャープなプレス成形品”を容易かつ高精度で製造
することができ、金属成形品に対する厳しい形状要求に
も格別なコスト高を招くことなく十分に応じることが可
能となるなど、産業上有用な効果がもたらされる。
第１図は、本発明に係るプレス成形品の製造工程を説明
する概念図であり、第１図（ａ）及び第１図（ｂ）は粗
形状品（中間品〉の成形工程を、そして第１図（Ｃ）は
超塑性成形工程をそれぞれ示している。 第２図は、粗形状品（中間品）例の説明図である。 第３図は、中間金型例の概略断面図である。 第４図は、実施例で得られた中間品の形状を説明した図
面であり、第４図（ａ）は平面図を、そして第４図（ｂ
）は断面図をそれぞれ示している。 第５図は、実施例で得られた製品の形状を説明した図面
であり、第５図（ａ）は平面図を、そして第５図（′ｂ
）は断面図をそれぞれ示している。 第６図は、複雑な底部内面形状を有する浅絞り成形品の
１例を説明した概略図である。 第７図は、１工程のプレス底形で得られる成形品の形状
限界を説明した概略図である。
する概念図であり、第１図（ａ）及び第１図（ｂ）は粗
形状品（中間品〉の成形工程を、そして第１図（Ｃ）は
超塑性成形工程をそれぞれ示している。 第２図は、粗形状品（中間品）例の説明図である。 第３図は、中間金型例の概略断面図である。 第４図は、実施例で得られた中間品の形状を説明した図
面であり、第４図（ａ）は平面図を、そして第４図（ｂ
）は断面図をそれぞれ示している。 第５図は、実施例で得られた製品の形状を説明した図面
であり、第５図（ａ）は平面図を、そして第５図（′ｂ
）は断面図をそれぞれ示している。 第６図は、複雑な底部内面形状を有する浅絞り成形品の
１例を説明した概略図である。 第７図は、１工程のプレス底形で得られる成形品の形状
限界を説明した概略図である。
Claims (1)
- 超塑性を有する金属板をプレス成形して粗形状品とし、
次いで下面に上金型の形状を、そして上面に下金型の形
状をそれぞれ備えた中間金型と前記粗形状品とを交互に
複数個重ね合わせて上下金型間に配置した後、超塑性発
現温度域にて仕上げプレス成形することを特徴とする、
プレス成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1203195A JPH0366422A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | プレス成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1203195A JPH0366422A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | プレス成形品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0366422A true JPH0366422A (ja) | 1991-03-22 |
Family
ID=16470039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1203195A Pending JPH0366422A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | プレス成形品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0366422A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016087014A1 (de) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Audi Ag | Verfahren und werkzeugsystem zur herstellung eines wenigstens eine markante blechformteilkante aufweisenden blechformteils |
-
1989
- 1989-08-05 JP JP1203195A patent/JPH0366422A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016087014A1 (de) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Audi Ag | Verfahren und werkzeugsystem zur herstellung eines wenigstens eine markante blechformteilkante aufweisenden blechformteils |
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