JPH0531537A - 難加工金属薄板の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、高強度の軽金属などの難加工金属
（合金も含む）からなる薄板に対してクラックの発生を
伴なわずに無理なく且つ能率良く凹部を形成することが
できるる難加工金属薄板の加工方法を提供することを目
的とする。 【構成】凹部の底面の面積に比較して小さい断面積を持
つポンチで薄板に窪みを形成する加工を繰り返して薄板
の一部を凹部と同じ平面形状に張り出す加工を複数回に
分けて行い、これら各加工毎に張り出し深さを順次増大
させながら薄板に凹部を形成する第一の工程と、薄板を
型受け体に載せ、仕上げ型を薄板の凹部に押し込んで凹
部を最終形状に仕上げる第二の工程とを具備し、第一の
工程は、複数種類のポンチを用意し、これらポンチを選
択し交換してポンチ加工を行うことすることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は難加工金属からなる薄板
にプレスにより凹部を形成する加工方法に関する。

【０００２】本明細書において金属とは、純金属および
その合金を意味するものである。

【０００３】

【従来の技術】近来、工業界では軽金属材料の高強度
化、高靭性化が要求され、Ａｌ合金、Ｍｇ合金、Ｔｉ、
Ｔｉ合金などの高強度金属の用途が増大している。これ
に伴いこれら高強度の軽金属からなる薄板に凹部を形成
した製品の需要も増大している。

【０００４】従来、高強度の軽金属からなる薄板に凹部
を形成するためには、プレスによる深絞り加工が採用さ
れていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】Ａｌ合金、Ｍｇ合金、
Ｔｉ、Ｔｉ合金などの高強度の軽金属は、高強度である
反面成形性が悪く難加工金属と呼ばれている。このた
め、高強度の軽金属、すなわち難加工金属からなる薄板
に対して深絞り加工により凹部を形成する加工方法に
は、次に述べる問題がある。

【０００６】深絞り加工は、ポンチとダイスを用い、板
をダイスの上に載せ、ポンチで薄板をダイスの中に押し
込むことにより凹部を張り出して形成する方法である。
すなわち、深絞り加工は、形成すべき凹部の底面と同じ
大きさの断面積を有するポンチを使用し、このポンチを
用いて薄板に凹部を張り出し形成する。

【０００７】このため、ポンチによって形成される薄板
の凹部は、半径方向に引っ張り力を、周方向に圧縮力を
夫々受けて変形する。すなわち、凹部の形成時に、凹部
の底面はポンチの底面に押されてポンチの移動とともに
凹部張り出し方向に向けて移動するために面積の変化が
ほとんどないが、凹部の周縁面部はポンチの移動ととも
に凹部張り出し方向に向けて引っ張られて伸長する。

【０００８】ところが、難加工金属は伸び特性が悪いの
で、凹部の形成時に凹部の周縁面部に張り出し方向に沿
う引っ張り力が加わると、凹部の周縁面部がこの引っ張
り力に対処して張り出し方向に充分伸びることができ
ず、この結果凹部の周縁面部にクラックが発生すること
がある。

【０００９】このように難加工金属からなる薄板に対し
て深絞り加工により凹部を形成する場合には、凹部にク
ラックが発生して加工歩留まりが低い。

【００１０】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、難加工金属からなる薄板に対して無理無く且つ能率
良く凹部を形成し、凹部の形成に伴うクラックの発生を
防止して高い品質の製品を得ることができる難加工金属
薄板の加工方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の難加工金属薄板の加工方法は、難加工金属か
らなる薄板に、この薄板から張り出す凹部を形成する方
法であって、前記凹部の底面の面積に比較して小さい断
面積を持つポンチおよびこのポンチを囲む受け体と、前
記ポンチを受けるポンチ受け体とを用意し、前記押え体
で前記薄板を押えつつ、前記ポンチで前記薄板を前記凹
部の深さ寸法に比較して小さい深さ寸法をもって前記ポ
ンチ受け体に向けて押し込んで前記薄板に窪みを形成す
る加工を繰り返し、前記薄板を前記凹部と同じ平面形状
に張り出す凹部形成加工を複数回に分けて行い、これら
各凹部形成加工毎に張り出し深さを順次増大させながら
前記薄板に凹部を形成する第一の工程と、前記凹部と同
じ寸法形状を持つ仕上げ型およびこの仕上げ型を受ける
型受け体を用意し、前記薄板を前記型受け体に載せ、前
記仕上げ型を前記薄板の前記凹部に押し込んで前記凹部
を最終形状に仕上げる第二の工程とを具備し、第一の工
程において前記ポンチで前記薄板に窪みを形成する加工
は、前記ポンチが前記薄板を押し込む深さを前記ポンチ
の直径で除した値が，０．１％ないし３０％となる範囲
で行い、且つ前記第一の工程は、複数種類のポンチを用
意し、これらポンチを加工の進行に応じて選択し交換す
ることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明の加工方法では、凹部全体をポンチによ
り薄板に多数の小さな伸び変形を与える加工を積み重ね
て形成し、また凹部の周縁面部に伸びを与えるだけでな
く底面部にも伸びを与えて凹部を形成している。さら
に、ポンチにより薄板に窪みを形成する１回の加工の加
工度を特定して、この加工が基板に対して深絞り加工の
ように不均一な伸び変形を与えないようにしている。従
って、基板を無理無く変形させて凹部を張り出して変形
させることができる。

【００１３】特に第一の工程は、複数種類のポンチを用
意し、これらポンチを加工の進行に応じて選択し交換し
て加工を行うので、ポンチを用いた加工を能率的に行
い、精度の高い凹部を迅速に形成することができる。ま
た、複雑な形状の凹部も、ポンチの種類の選択により容
易に形成することがができる。

【００１４】本発明において対象とする難加工金属に
は、Ａｌ合金、Ｍｇ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金などの軽金属
が挙げられる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に加工方法を図面に示す実施例
について説明する。

【００１６】この加工方法の実施例は、図２３に示すよ
うに難加工金属からなる薄板１に平面矩形をなす凹部２
を形成する方法を対象としている。なお、凹部２の底面
部には一対の溝部４を形成する。

【００１７】この実施例の加工方法に用いる加工装置を
図２ないし図９について説明する。

【００１８】図１０はベース、１１はベース１０の上面
に設けたフレ−ム１３に支持されたポンチユニット、１
２はポンチユニット１１の真下に位置してベース１０に
設けられた受け体ユニットである。

【００１９】ポンチユニット１１は図８および図９に示
すように上下方向に配置された円柱をなすポンチ１４、
このポンチ１４の周囲を囲んで配置された円弧状をなす
複数の押え体１５およびこれらを装着したユニット本体
１１ａを備えている。ポンチ１４は薄板１に窪み３を形
成するもので、薄板１の凹部２の底面部の面積に比較し
て遥かに小さい面積、例えば凹部２の１／２５の大きさ
を有している。押え体１５は、ポンチ１４が薄板１に窪
みを形成する時にポンチ１４の周囲に位置する薄板１の
部分を押さえて窪み３の形成を可能にするとともに、窪
み３にしわが発生することを押えるものである。これら
ポンチ１４と各押え体１５は図示しない例えば空気圧シ
リンダにより夫々個別に駆動され昇降される。

【００２０】このポンチユニット１１は複数種類のもの
が用意され、ポンチ加工の進行に応じて選択し交換して
使用される。このための構成は後述する。

【００２１】受け体ユニット１２は図８および図９に示
すように上下方向に配置された円柱をなすポンチ受け体
１６、このポンチ受け体１６の周囲を囲んで配置された
円弧状をなす複数の押え体１７を備えている。ポンチ受
け体１６は、ポンチ１４が薄板１に窪みを形成する時に
薄板１を介してポンチ１４を受けるもので、ポンチ１４
の直径よりやや大きい直径を有している。押え体１７
は、ポンチ１４が薄板１に窪みを形成する時にポンチ側
の押え体１５とともにポンチ１４の周囲に位置する薄板
１の部分を押さえて窪み３の形成を可能にするためのも
のである。これらポンチ受け体１６と各押え体１７は図
示しない例えば空気圧シリンダにより夫々個別に駆動さ
れ昇降される。

【００２２】なお、加工装置は、薄板１の凹部２を形成
するに際して仕上げ工程で使用する仕上げ型３６および
この型３６を受ける型受け体３７を装備し、且つ仕上げ
型３６を駆動する例えば図示しない空気圧シリンダを設
けている。

【００２３】ポンチ１４とポンチ受け体１６との間に薄
板１を水平に保持し移動する機構について述べる。図中
１８はベース１１の上側に水平に配置された昇降板で、
ベース１０に直立して設けたガイド棒１９に上下方向
（Ｚ方向）に昇降自在に支持される。２０は上下方向に
沿って設けられた送りねじで、この送りねじ２０は昇降
板１９に設けたねじ孔に螺挿されている。送りねじ２０
は図示しない部材に支持されたモータ２１より回転され
る。

【００２４】２２、２３および２４は移動体で、これら
移動体２２、２３、２４は昇降板１８においてＸ方向に
間隔を存して配置され、昇降板１８にＹ方向に沿って敷
設されたガイドレール２５に移動自在に支持されてい
る。２６はＸ方向に沿って配置された送りねじで、この
送りねじ２６は移送体２２に設けたねじ孔に螺挿されて
いる。送りねじ２６は昇降板１８に設けたモータ２７に
より回転される。

【００２５】２８は図示Ｘ方向に沿って配置された送り
ねじで、この送りねじ２８は移動体２２、２３、２４に
設けられたねじ孔に螺挿される。移動体２４には図示し
ないモータが搭載され、このモータにより送りねじ２８
が回転されてＸ方向に移動される。２９はガイド棒で、
移動体２２、２３にＸ方向に移動自在に挿通されてい
る。送りねじ２８の先端は、薄板１を保持する保持体３
０に回転自在に支承され連結されている。ガイド棒２９
は先端を保持体３０に固定して保持体３０を支えてい
る。

【００２６】３０、３１は薄板１を保持するために一対
の保持体である。一方の保持体３０は送りねじ２８とガ
イド棒２９に支持されている。３２、３３はＸ方向に沿
って配置された一対の送りねじで、これら送りねじ３
２、３３は保持体３０の両端部に回転自在および移動自
在に支承されている。送りねじ３２、３３は保持体３０
の両端部に設けた図示しないモータにより回転され、こ
の回転に伴いＸ方向に移動される。各保持体３０、３１
の互いに対向する側部に夫々一対の挟持体３４、３４が
取り付けられている。これら挟持体３４、３４は薄板１
の側縁を挟んで例えば図示しないボルトを設けて締め付
けることにより薄板１を挟持するものである。なお、送
りねじ３２、３３の間隔は薄板１のＹ方向の長さより大
きく設定されている。

【００２７】この加工装置において薄板１を保持および
移動する動作について説明する。

【００２８】一対の保持体３０、３１で薄板１を保持す
る。保持体３０に設けたモータにより送りねじ３２、３
３を回転移動すると保持体３１がＸ方向に沿って移動し
て一対の保持体３０、３１の間隔が変化する。そこで、
一対の保持体３０、３１の間に薄板１を水平に配置し、
保持体３０、３１の間隔を薄板１のＸ方向の長さに調整
する。保持体３０、３１に設けた挟持体３４、３４が薄
板１のＸ方向の側縁を挟持固定する。この場合、薄板１
の上側にポンチユニット１１に位置し、薄板１の下側に
受け体ユニット１２が位置する。

【００２９】そして、移動体２４に搭載したモータの駆
動により送りねじ２８をＸ方向に移動させると、保持体
３０がＸ方向に移動し、送りねじ３２、３３を介して保
持体３１が移動する。このため、保持体３０、３１に保
持された薄板１がＸ方向に移動する。モータを細く駆動
することにより、薄板１を小さなピッチで間欠的に移動
させることができる。また、モータ２７により送りねじ
２６をＹ方向に移動させると、移動体２３がＹ方向に移
動し、送りねじ２８を介して移動体２２、２３、２４が
ガイトレール２５上をＹ方向に移動する。このため、保
持体３０、３１がＹ方向に移動して薄板１がＹ方向に移
動する。モータ２７を細く駆動することにより、薄板１
を小さなピッチで間欠的に移動させることができる。モ
−タ２１により送りねじ２０を回転して昇降板１８をＺ
方向に移動させると、保持体３０、３１がＺ方向に移動
して薄板１がＺ方向に移動する。モータ２１を細く駆動
することにより、薄板１を小さなピッチで間欠的に移動
させることができる。

【００３０】次にポンチユニット１１を保持し交換する
ための構成について図３ないし図７について説明する。

【００３１】ポンチユニット１１のユニット本体１１ａ
は、ポンチ１４および各押え体１５を収めるために円筒
形をなして垂直に配置される。ユニット本体１１ａの上
端部には環条部３８、３９が上下に間隔を存して形成さ
れている。また、図４および図５に示すようにフレーム
１３にはポンチユニット１１を挿通するための孔４０が
形成されている。フレーム１３には、空気圧シリンダ４
１が設けられ、この空気圧シリンダ４１に設けたピンス
トン４２には係合体４３が取り付けてある。この係合体
４３は、フレーム１３の孔４０にポンチユニット本体１
１を挿通した時に、ユニット本体１１ａの上端部の環条
部３９に係合するものである。なお、フレーム１３には
ユニット本体１１ａの内部の空気シリンダに駆動用高圧
空気を供給する空気供給管４４が設けられ、これはユニ
ット本体１１ａに対して接続および離脱できるようにな
っている。

【００３２】図３に示すようにフレーム１３に隣接して
ポンチ保持用の円盤４５が水平に配置され、この円盤４
５は図示しない回転軸４６により間欠的に回転される。
この円盤４５には円周方向に間隔を存して複数の孔４７
が形成されている。これら各孔４７には、直径が異なる
ポンチ１４を有する複数種類のポンチユニット１１が夫
々嵌合保持されている。

【００３３】フレーム１３と円盤４５との間にはアーム
４８が水平に設けられ、このアーム４８は図示しない回
動昇降機構により駆動される回動昇降軸４９に取り付け
られている。図６および図７に示すようにアーム４８に
は空気圧シリンダ５０が設けられ、この空気圧シリンダ
５０に設けたピンストン５１には係合体５２が取り付け
てある。この係合体５２は、円盤４５の孔４７にポンチ
ユニット本体１１を保持した時に、ユニット本体１１ａ
の上端部の環条部３８に係合するものである。このよう
な構成に基づいてポンチユニット１１の交換を行う場合
について説明する。

【００３４】ポンチユニット１１をフレーム１３に装着
する場合には、ポンチユニット１１をフレーム１３の孔
４０に挿通し、空気圧シリンダ４１の駆動により係合体
４３をユニット本体１１ａの環条部３９に係合する。こ
れによりポンチユニット１１がフレーム１３に保持され
る。空気供給管４４をポンチユニット１１に設けたポン
チおよび押え体駆動用の空気圧シリンダに接続する。こ
の状態でポンチユニット１１を駆動する。

【００３５】ポンチユニット１１を交換する場合には、
回動昇降軸４９によりアーム４８をフレーム１３の上側
に回動して下降する。アーム４８の空気圧シリンダ５０
の駆動により係合体５２をユニット本体１１ａの環条部
３８に係合する。これによりポンチユニット１１がアー
ム４８に保持される。フレーム１３の空気圧シリンダ４
１の駆動により係合体４３をユニット本体１１ａの環条
部３９から外す。これによりポンチユニット１１がフレ
ーム１３の保持から解除される。なお、空気供給管４４
をユニット本体１１ａから外しておく。

【００３６】回動昇降軸４９によりアーム４８を上昇し
てフレーム１３の上側から円盤４５の上側まで回動し、
再びアーム４８を下降させる。この時、アーム４８が保
持していたポンチユニット１１を円盤４５において空い
ている孔４７に嵌合する。空気圧シリンダ５０の駆動に
より係合体５２をユニット本体１１ａの環条部３８から
外す。そして、円盤４５を回動して、円盤４５の孔４７
に嵌合されているポンチユニット１１のうち交換するポ
ンチユニット１１をアーム４８の下側に位置させる。空
気圧シリンダ５０の駆動により係合体５２をユニット本
体１１ａの環条部３８に係合する。その後、アーム４８
をフレーム１３の上側に回動して下降し、前述の動作と
は逆の動作によりポンチユニット１１をアーム４８に保
持する。このようにしてポンチユニット１１の交換を行
う。

【００３７】次に加工装置を用いて薄板１に凹部２を形
成する加工方法について説明する。

【００３８】凹部２の形成に際しては、ポンチユニット
１１および受け体ユニット１２が一定位置に静止し、薄
板１を前記したようようにＸ、ＹおよびＺの各方向に変
位させる。この実施例ではポンチ１４による加工は３段
階に分けて行うものとする。加工に際しては、図１０な
いし図１５に示すように凹部２ａ、２ｂ、２ｃを形成す
るポンチ１４を有するポンチユニット１１と、図１６に
示すように凹部２ｃの周縁面部を矯正するポンチ３５を
備えたポンチユニット１１と、溝部４を形成するポンチ
５３をポンチユニット１１とを用意しておく。

【００３９】凹部２ａ、２ｂ、２ｃを形成するポンチ１
４を有するポンチユニット１１は、はじめにフレーム１
３の保持しておく。ポンチユニット１１を保持する円盤
４５には、凹部２ｃの周縁面部を矯正するポンチ３５を
備えたポンチユニット１１と、溝部２ｄを形成するポン
チ５３をポンチユニット１１を保持しておく。

【００４０】また、前述のように保持体３０、３１で薄
板１を保持する、この場合、保持体３１を保持体３０か
ら離れる方向にやや移動して、保持体３０、３１の間で
Ｘ方向に沿う引っ張り力を与える。

【００４１】先ず、図１、図１０および図１１に示すよ
うに薄板１に第一段階の凹部２を形成する。図１（ａ）
に示すようにポンチユニット１１では空気圧シリンダに
より押え体１５を薄板１の上面まで下降し、受け体ユニ
ット１２では空気圧シリンダにより押え体１７を薄板１
の下面まで上昇して、両者で薄板１を押える。受け体ユ
ニット１２のポンチ受け体１６は、薄板１に対してポン
チ１４の加工深さと同じ距離を存して下降させておく。
ポンチユニット１１のポンチ１４を空気圧シリンダによ
り下降し、ポンチ１４の真下に位置する薄板１の部分を
薄板１の下側に向けて押し出す。ここで、ポンチ１４を
囲む複数の押え体１５と受け体１６を囲む複数の押え体
１７がポンチ１４の真下に位置する薄板１の部分を押さ
えている。このため、ポンチ１４の下端がその真下に位
置する部分を下側に向けて押すと、この部分のみを各押
え体１７の間に上側から押し込むことができる。ポンチ
１４を第一段階の加工に必要な加工深さと同じ距離をも
って下降させる。ポンチ１４が所定距離だけ下降すると
ポンチ１４に押された薄板１の部分の下端がポンチ受け
体１６の上端に到達して停止する。これにより薄板１に
はポンチ１４の直径に応じた大きさ直径と、ポンチ１４
の下降距離に応じた深さをもった窪み３が下側に向けて
張り出し形成される。この場合、各押え体１５、１７が
薄板１を押えるので、窪み３にしわが発生しない。

【００４２】窪み３を形成した後に、ポンチ１４および
押え体１５を上昇させとともに、受け体１６および押え
体１７を下降して夫々を薄板１から離す。

【００４３】図１（ｄ）に示すように薄板１を例えばＸ
方向に沿って例えば窪み３の直径の１／４の距離だけ薄
板中央部に向けて変位させる。

【００４４】図１（ｂ）に示すようにポンチユニット１
１の各押え体１４を下降し、受け体ユニット１２の各押
え体１７を上昇して、両者で薄板１を押える。この場
合、一部の押え体１５および押え体１７は薄板１の未加
工の平面部を押え、他の押え体１５および押え体１７は
加工済みの窪み３の部分を押える。ポンチ受け体１６を
薄板１に対してポンチ１４の加工深さと同じ距離を存し
た位置に上昇させる。ポンチ１４を下降してその真下に
位置する部分を押え体１７の内側に押し込み、ポンチ受
け体１６まで押し下げる。これにより薄板１には窪み３
に隣接し、且つ一部が窪み３に重なって２個目の窪み３
が形成される。

【００４５】さらに、図１（ｄ）に示すように薄板１を
例えばＸ方向に沿って窪み３の直径の１／４の距離だけ
移動させ、前述したようにポンチユニット１１および受
け体ユニット１２を動作して、図１（ｃ）に示すように
薄板３に３個目の窪み３を形成する。Ｘ方向に沿って複
数個に窪み３を形成した後、薄板１をＹ方向に窪み３の
半径分だけ移動させ、再び薄板１にＸ方向に沿って複数
個の窪み３を並べて形成する。

【００４６】このように凹部２の底面の面積に比較して
小さい断面積を持つポンチ１４で薄板１を凹部２に比較
して小さい深さ寸法もって窪み３を張り出し形成する加
工を繰り返して、図１０および図１１に示すように薄板
１において多数に窪み３が並んだ底面部を持ち、且つ凹
部２より深さが小さい第一段階の凹部２ａを形成する。

【００４７】ここで、ポンチ１４で薄板１に窪み３を形
成する加工は、ポンチ１４が薄板１を押し込む深さをポ
ンチ１４の直径で除した値が，０．１％ないし３０％と
なる範囲で行う。この範囲でポンチ加工を行うことによ
り、薄板１に深絞り加工のように不均一な伸び変形を与
えることを防止できる。この加工度が０．１％未満であ
るとポンチ加工を能率良く行うことができず、３０％を
越えると薄板１に不均一な伸び変形が発生する。好まし
くは１０％ないし２０％である。

【００４８】また、ポンチ加工に際して、ポンチ１４を
囲む複数の押え体１５と受け体１６を囲む複数の押え体
１７が夫々個別に動作して、ポンチ１４の真下に位置す
る薄板１の部分を押える。このため、各押え体１５、１
７がポンチ加工すべき薄板１の部分をその形状に応じて
適切な状態で確実に押えて、ポンチ１４により窪み３を
確実且つ容易に形成できるとともに、窪み３にしわが発
生することも防止できる。

【００４９】なお、薄板１に引っ張り力を加えて薄板１
を緊張させてポンチ加工に際して押さえ体１５が薄板１
を押さえることをバックアップしている。このため、ポ
ンチ加工に際してさらに精度良く窪み３を形成すること
ができる。従って、凹部２ａの底面部は多数の窪み３が
一定の高さで整然と並んで形成される。 第一段階の凹
部２ａを形成した後に、図１２および図１３に示すよう
に第二段階の凹部２ｂを形成する。この第二段階の凹部
２ｂの深さは例えば第一段階の凹部２ａと同じである。
そこで、薄板１を第二段階の凹部２ｂの深さに相当する
距離をもって上昇させる。そして、前記と同じようにポ
ンチ１４により凹部２ｂに底面部に多数の窪み３を並べ
て形成して、凹部２ａの下部にさらに下側に伸びる凹部
２ｂを形成する。この場合、第一段階の凹部２ａに形成
した各窪み３に対して位置をずらして形成して、凹部２
ｂの底面部の平坦度を高める。

【００５０】さらに、続けて同じ動作により図１４およ
び図１５に示すように第二段階の凹部２ｂの底面部に多
数の窪み３を並べて形成して、凹部２ｂの底面部の下部
を伸ばして第三段階の凹部２ｃを形成する。ここでは、
窪み３を第二段階の凹部２ｂの窪み３に対して位置をず
らして形成して、凹部２ｃの底面部の平坦度を高める。

【００５１】さらに、図１６および図１７に示すように
凹部２ｃの底面部の周縁および凹部２ｃの周縁面部をポ
ンチ３５により連続的に押圧して、これらの部分の平坦
度を高める。ポンチ３５はポンチ１４より直径の小さな
ものを用いる。この場合、前述のの動作によりポンチ１
４を有するポンチユニット１１をフレーム１３から外し
て円盤４５に移し、これに代えてポンチ１４を有するポ
ンチユニット１１を円盤４５から外してフレーム１３に
装着する。

【００５２】次いで、図１３および図１４に示すように
薄板１の凹部２ｃに対して仕上げ加工を行う。すなわ
ち、加工装置において仕上げ型３６と、この型３６を受
ける型受け体３７を用意する。仕上げ型３６は薄板１の
凹部２の最終形状と同じ形状をなすとともに、外周部に
押え部を有するものであり、型受け体３７はダイス形を
なしている。仕上げ型３６は加工装置に設けた専用の駆
動装置に装着する。

【００５３】そして、薄板１の凹部２を型受け体３６に
嵌合し、薄板１に非加工部を型受け体３６の上面にのせ
る。仕上げ型３６を加工して薄板１の凹部２に嵌合す
る。仕上げ型３６の押え部は薄板１の非加工部を押え
る。これにより薄板１に必要とする最終形状をもつ凹部
２を形成する。すなわち、凹部２は図２２に示すように
底面部と周縁面部が直角をなすものである。

【００５４】さらに、凹部２の底面部に溝４を形成する
加工を行う。

【００５５】図２０および図２１に示すように凹部２の
底面部にポンチ５３により窪みの列を２列にわたり形成
して溝部４を形成する。この場合、前述のの動作により
ポンチ３５を有するポンチユニット１１をアーム１３か
ら外して円盤４５に移し、これに代えてポンチ５３を有
するポンチユニット１１を円盤４５から外してアーム１
３に装着する。

【００５６】次いで、図２２に示す仕上げ型５４を用い
て溝部４に対して仕上げ加工を行う。 これまでのべた
実施例において、ポンチユニット１１を用いた加工を行
うために、直径の異なる３種類のポンチユニット１１を
用意し、これらポンチユニットを加工の進行に応じて選
択し交換して使用している。すなわち、凹部２を形成す
るため加工では、始めにポンチ１４を有するポンチユニ
ット１１を使用し、次いでポンチ３５を有するポンチユ
ニット１１を使用している。このようなポンチを使い分
けた加工により所定の形状を有する凹部２を精度良く、
且つ能率的に形成することができる。

【００５７】また、ポンチ３５を有するポンチユニット
１１からポンチ５３を有するポンチユニット１１を用い
て凹部２の底面部にポンチ加工を行うことにより、凹部
２と溝部４とを組合せた複雑な形状をものも容易に形成
することができる。

【００５８】本実施例の加工装置は図１７に示すように
制御装置５５を用いてポンチユニット１１、受け体ユニ
ット１２、各モータの駆動を制御する、すなわち、ポン
チ１４が薄板１に加工部の形状を検査して、次に加工す
る加工部の加工量を決定して、ポンチユニット１１、受
け体ユニット１２、各モータの夫々の駆動を制御する。

【００５９】図２１に示す製品を形成するために薄板を
加工する方法の具体的な一例を挙げる。薄板はアルミニ
ウム合金(AA5182)からなるもので、縦１０００mm×横２
０００mm×厚さ１mmである。凹部は縦６００mm×横１２
００mm×深さ２５mmである。凹部を形成するための加工
に際しては、直径２００mmのポンチを使用し、一回の加
工深さは１２．５mmである。

【００６０】なお、本発明は前述した実施例に限定され
ず、種々変形して実施することができる。例えば受け体
ユニット１２に設けた押え体１７はポンチ受け体１６と
一体に形成しても良い。

【００６１】本発明が対象する製品は前述した実施例に
限定されず、図１８および図１９に示すように薄板１に
図２５および図２６に示す形状の凹部２を形成するもの
も対象にできる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の難加工金属
薄板の加工方法によれば、ポンチにより薄板に多数の小
さな伸び変形を与えて最終的に形成しようとする凹部に
比較して深さが浅い凹部を張り出して形成し、この凹部
を複数段に重ねて形成することにより所定深さの凹部を
張り出して形成するので、凹部全体を薄板の小さな伸び
の変形の積み重ねにより形成でき、また凹部の周縁面部
に伸びを与えるだけでなく底面部にも伸びを与えて凹部
を形成できる。そして、ポンチにより薄板に窪みを形成
する１回の加工の加工度を特定して、このポンチ加工が
薄板に対して深絞り加工のように不均一な伸び変形を与
えることを防止できる。

【００６３】特に第一の工程は、複数種類のポンチを用
意し、これらポンチを加工の進行に応じて選択し交換し
てポンチ加工を行うので、ポンチ加工を能率的に行い、
精度の高い凹部を迅速に形成することができる。また、
複雑な形状の凹部も、ポンチの種類の選択により容易に
形成することができる従って、難加工金属からなる薄板
を無理無く変形させてクラックの発生を伴なわずに凹部
を能率良く形成し、難加工金属からなる薄板に凹部を形
成する製品を高い歩留まりをもって製作できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）ないし（ｃ）は夫々本発明の難加工金属
薄板の加工方法の一実施例においてポンチが基板を加工
する過程を示す図。 （ｄ）はポンチ加工時における薄板の移動過程を示す
図。

【図２】同実施例において使用する加工装置を示す斜視
図。

【図３】同実施例の加工装置においてポンチを交換する
機構の概略的構成を示す斜視図。

【図４】同加工装置においてポンチを加工位置に保持す
る機構を示す平面図。

【図５】同加工装置においてポンチを加工位置に保持す
る機構を示す側面図。

【図６】同加工装置においてポンチを交換位置に保持す
る機構を示す平面図。

【図７】同加工装置においてポンチを交換位置に保持す
る機構を示す側面図。

【図８】同実施例において使用するポンチおよびポンチ
受け体を示す正面図。

【図９】（ａ）はポンチを示す下面図。 （ｂ）はポンチ受け体を示す平面図

【図１０】本発明の一実施例において薄板に凹部を形成
する過程においてポンチ加工を施した薄板を示す平面
図。

【図１１】薄板に凹部を形成する過程においてポンチ加
工を施した薄板を示す断面図。

【図１２】薄板に凹部を形成する過程においてポンチ加
工を施した薄板を示す平面図。

【図１３】薄板に凹部を形成する過程においてポンチ加
工を施した薄板を示す断面図。

【図１４】薄板に凹部を形成する過程においてポンチ加
工を施した薄板を示す平面図。

【図１５】薄板に凹部を形成する過程においてポンチ加
工を施した薄板を示す断面図。

【図１６】薄板に凹部を形成する過程においてポンチ加
工を施した薄板を示す平面図。

【図１７】薄板に凹部を形成する過程においてポンチ加
工を施した薄板を示す断面図。

【図１８】薄板に凹部を形成する過程において仕上げ加
工を示す断面図。

【図１９】薄板に凹部を形成する過程において仕上げ加
工を示す断面図。

【図２０】凹部にさらに凹部を形成するポンチ加工を施
した薄板を示す平面図。

【図２１】凹部にさらに凹部を形成するポンチ加工を施
した薄板示す断面図。

【図２２】凹部に形成した凹部を仕上げる加工に使用す
る型を示す斜視図。

【図２３】凹部を形成した薄板を示す斜視図。

【図２４】本発明の一実施例における加工装置の作動を
示すブロック図。

【図２５】凹部を形成した薄板の他の例を示す平面図。

【図２６】凹部を形成した薄板の他の例を示す断面図。

【符号の説明】

１…薄板、２…凹部、１４…ポンチ、１５…押え体、１
６…ポンチ受け、１７…押え体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 難加工金属からなる薄板に、この薄板か
   ら張り出す凹部を形成する方法であって、 前記凹部の底面の面積に比較して小さい断面積を持つポ
   ンチおよびこのポンチを囲む受け体と、前記ポンチを受
   けるポンチ受け体とを用意し、前記押え体で前記薄板を
   押えつつ、前記ポンチで前記薄板を前記凹部の深さ寸法
   に比較して小さい深さ寸法をもって前記ポンチ受け体に
   押し込んで前記薄板に窪みを形成する加工を繰り返し、
   前記薄板を前記凹部と同じ平面形状に張り出す凹部形成
   加工を複数回に分けて行い、これら各凹部形成加工毎に
   張り出し深さを順次増大させながら前記薄板に凹部を形
   成する第一の工程と、 前記凹部と同じ寸法形状を持つ仕上げ型およびこの仕上
   げ型を受ける型受け体を用意し、前記薄板を前記型受け
   体に載せ、前記仕上げ型を前記薄板の前記凹部に押し込
   んで前記凹部を最終形状に仕上げる第二の工程とを具備
   し、 第一の工程において前記ポンチで前記薄板に窪みを形成
   する加工は、前記ポンチが前記薄板を押し込む深さを前
   記ポンチの直径で除した値が，０．１％ないし３０％と
   なる範囲で行い、且つ前記第一の工程は、複数種類のポ
   ンチを用意し、これらポンチを加工の進行に応じて選択
   し交換することを特徴とする難加工金属薄板の加工方
   法。