JPH0536133B2 - - Google Patents

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
受ける部分に生じるしわによる。

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防ぎ、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
ギの他の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わる。

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、成形すべき板を支持
装置上に置き、板の周辺部に第１の外側スライド
即ちブランク保持装置を作用させ、次に板の中央
部に第２の中央スライドを作用させる形式のプレ
ス成形方法において、板の周辺部をブランク保持
装置の下で滑動するのをゆるしつつ該周辺部を外
側スライドの少なくとも１個の能動部によつて成
形することにより、完成部品のある部分におい
て、成形すべき部分に対して最初の板の厚さを有
する過剰部分を補償し、同時に中央スライドを動
かして支持装置の中央部分の面に板を押付けて板
の中央部分の曲り部を成形する。

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、支持装置には外側ス
ライドに対応する周辺部のみ弾性であり中央スラ
イドに接する附近まで延長する弾性部材を設け
る。

この実施例は比較的厚い材料の角度付き部分の
成形に好適であり、支持材料のシヨアー硬度は70
〜100とする。

比較的硬い弾性材料の欠点は上述した通りエネ
ルギー消費が大きい。しかし、面積が小さいた
め、弾性材料に凹凸を形成するためのエネルギー
も比較例減少し、採用可能の技法となる。

本発明によるプレス成形装置は、成形すべき板
を置く支持装置と、第１の外側スライド即ちブラ
ンク保持装置と第２の中央スライドとを設けたも
のにおいて、第１の外側スライドに少くとも１個
の能動部を備え、該能動部は成形すべき容積に対
してほゞ最初の板厚を有する過剰部を補償するよ
うに形状づけられた浮出部とされ、能動部は板の
周辺部に対して中央スライドの作用に関連して同
時に作用する。

好適な実施例によつて、外側スライドの浮出部
とした能動部は外側スライドとは別個に直線運動
可能の素子に支持されて支持装置に形成した相補
形部分と共働する。

別の実施例によつて、スライドの能動部は摩擦
防止性を有する。

他の実施例によつて、弾性支持装置の材料を外
側スライドの能動部に相当する周辺部の位置とし
中央スライドの部分の附近に延長させる。

この例では支持装置材料のシヨアー硬度は70〜
100を好適とする。

作 用 本発明による能動部によつて、長方形部材の隅
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、裂けを生せずに容
易に行ない得る。

実施例 第１〜４図は本発明プレス成形装置の第１の実
施例を示し、第１図は成形作業前の位置であり、
既知の複働プレスの一部であり、本発明に関連す
る部分のみを示す。

外側スライド即ちブランク保持装置１は外周部
材１とポンチを形成する中央スライド２を有して
上部にあり、成形すべき板金ブランク７はダイス
を形成する支持装置４上にある。外周部材１０に
は隅部にロツド３０に形成した能動部１１を有
し、ブランク保持装置１に形成した開口内を直線
運動可能とする。能動部１１は所要の形状とし、
成形すべき容積に対する過剰面積に対応する。成
形部品の例を第６図に示す。

支持部材４は硬い材料例えば金属とし、ダイス
を形成し、外周部３１内に中空又は凹み部３２を
ロツド３０の能動部１１の相補形として形成す
る。支持部材４の中央部３３はダイス底を形成
し、完成部品の中央部の形状とする。

外側スライド１の外周部１０の外縁にシム又は
パツキン素子３４を有し、支持部材４の外周部３
１に接触させ、これによつて板金ブランク７の保
持状態で過剰材料が共働部分１１，３２内で動く
即ち滑動するのを可能にする。

第１図に示す第１段階では板金ブランク７を所
定位置に置き、ブランク保持装置１の外側スライ
ドを上げ、可動素子３０、中央スライド２を上げ
る。

第２図に示す第２段階ではブランク保持装置の
外側スライド１とポンチ２とを下してシート７に
接触させる。この段階の間は可動素子３０は動か
ず、最初の突出位置に対してブランク保持装置内
に引込み板は変形応力を受けることなくブランク
保持装置による外周部への制御されたクランプ作
用のみを受ける。

第３図に示す段階では部品は能動的に形成さ
れ、図示の通り、可動素子３０とポンチ２とは共
に同時に下降し、能動部１１と相補部３２の作用
により、成形すべき部品のある部分で、過剰面積
を順次吸収する。板はブランク保持装置下の制御
された滑りによつてポンチに対して緊張条件を保
つ。

第４図に示す段階ではポンチの作動部はダイス
３３の底部に達し、可動素子３０の能動部１１に
相補部３２と共働して板７をクランプする。これ
によつて、成形すべき完成部品の容積に対して板
の過剰面積を吸収する。このため収縮によるしわ
の発生又は板の一部での厚さの減少を防ぐ。

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（摩擦防止性）ための処理を行な
うこともできる。

第５図は本発明の他の実施例を示し、外側スラ
イド即ちブランク保持装置１は第１の実施例の型
式とし、能動部１１即ち浮出部がブランク保持装
置１に形成した開口内を直進運動可能に支持され
る。

上述の可動部１１に対向した凹み４０内に比較
的硬い弾性材料４１を充填し、この材料内に浮出
部１１の相補形の凹みが形成され、この部分１１
は板７に作用し、成形すべき容積に対する板の過
剰部に相当する形状を隅部に残す。

ポンチを形成する中央スライド２の効果の下で
板金ブランクの中央部が成形される時に、可動素
子３０は同時にポンチの動きに関連して下降し、
第１の実施例と同様の効果を生ずる。

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
角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角隅に所要形
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空部を形成し、
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。

商品の形状によつて生ずる材料の過剰に基く圧
縮応力は浮出部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
い薄い鋼板から成形部品の製造に主用途がある
が、各種金属の厚い板プレス成形にも適用し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明によるプレス成形
過程を示す図、第５図は他の実施例によるプレス
成形装置を示す図、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、１０，３１……外周部、１１……能動部
（浮出部）、１３……隅部、１３ａ……ベース、１
４……側部、１５……縁部、３０……可動素子
（ロツド）、３２……凹み、３３……ダイス、４１
……弾性材料。

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、成形すべき板を支持装置
   上に置き、板の周辺部に第１の外側スライド即ち
   プランク保持装置を作用させ、次の板の中央部に
   第２の中央スライドを作用させる方法において、
   板の周辺部をブランク保持装置の下で滑動するの
   をゆるしつつ該周辺部を前記外側スライドの少な
   くとも１つの能動部によつて成形することによ
   り、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
   償し、同時に前記中央スライドを動かして支持装
   置の中央部分の面に板を押付けて板の中央部分の
   曲り部を成形することを特徴とする板金プレス成
   形方法。 ２ 前記外側スライドの能動部面が摩擦防止性を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のプレス成形方法。 ３ 成形すべき板を置く支持装置と、第１の外側
   スライド即ちブランク保持装置と、第２の中央ス
   ライドとを設けたプレス成形装置において、第１
   の外側スライドは少なくとも１個の能動部を備
   え、該能動部は成形すべき容積に対してほゞ最初
   の板厚を有する過剰部を補償するように形状づけ
   られた浮出部とされ、上記能動部が板の周辺部に
   対して中央スライドの作用に関連して同時に作用
   することを特徴とするプレス成形装置。 ４ 前記外側スライドの浮出部とした能動部が外
   側スライドとは別個に直線運動可能の素子に支持
   されて支持装置に形成した相補形部分と共働する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のプ
   レス成形方法。 ５ 前記支持装置が外側スライドの能動部に相当
   する周辺部に弾性材料を含み、該弾性材料が中央
   スライドの部分の附近に延長していることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載のプレス成形方
   法。 ６ 前記弾性材料をシヨアー硬度70〜100とする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のプ
   レス成形方法。 ７ 前記第１のスライドの能動部が摩擦防止性を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載のプレス成形方法。