JPH06170453A - アルミニウムまたはその合金材の複合温間成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は絞り成形に適した形状と張り出し成形
に適した形状とが組合された形状のアルミニウムまたは
その合金材からなる製品を、一つの金型を用いた１度の
温間成形法により成形できる複合温間成形方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】端面部に突出部を有するポンチ１１と、ダイス
１２と、しわ押え体１３と、ポンチに設けられ突出部に
より張り出し成形されるアルミニウムまたはその合金材
の部分を加熱する加熱体１４と、ダイスとしわ押え体と
で挟持されるアルミニウムまたはその合金材の部分を加
熱する加熱体１５とを具備する金型を用いてアルミニウ
ムまたはその合金材を成形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】本発明はヒータを有する金型を用
いるアルミニウムまたはその合金材の複合温間成形方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にポンチ、ダイスおよびしわ押え体
を用いてアルミニウムまたはその合金材に対してプレス
成形加工を行う場合には、その成形性を向上させる方法
として、しわ押え体を加熱した状態で成形を行う温間深
絞り成形方法と、ポンチを加熱して行う温間張り出し成
形方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウムまたはその合金材によって、例えば図２に示すよ
うに全体的には深絞り成形により成形する形状でありな
がら、底部（ポンチの端面部に相当する部分）に張り出
し成形により成形する形状の部分を有する製品１を成形
するには、温間深絞り成形方法を採用するか、あるいは
温間張り出し成形方法を採用するか、その判断が困難で
あって、このことから現実的には温間成形が有効に活用
されていない。

【０００４】図２に示される製品１は、フランジ部１
ａ，胴部１ｂ，底部１ｃおよび張り出し部２を有してい
る。製品１は、全体がアルミニウムまたはその合金に板
材で形成された円形の底付きの容器をなしており、深絞
り成形により成形される形状である。

【０００５】そして、この製品１の底部１ｃの中央には
膨らませて突き出した張り出し部２が形成されており、
この張り出し部２が張り出し成形により成形するに適し
た形状の部分である。

【０００６】すなわち、アルミニウムまたはその合金材
からなる上記のような形状の製品は、温間深絞り成形方
法または温間張り出し成形方法のいずれかを単独で実施
するだけでは成形することが困難である。

【０００７】このため、従来は上記のような深絞り成形
に適した形状と張り出し成形に適した形状とが組合され
た形状を有するアルミニウムまたはその合金材からなる
製品に対しては、温間深絞り成形方法と温間張り出し成
形方法を夫々個別に行って製品を製造しているので、製
造工程の数が多くなるとともに、製品の寸法精度に悪影
響を与えているという不具合があった。

【０００８】なお、深絞り成形に適した形状と張り出し
成形に適した形状とが組合された形状を有する製品を鋼
材で成形する場合には、一つの金型を用いて成形するこ
とが行われている。

【０００９】しかし、アルミニウムまたはその合金材は
鋼材に比較して材料の伸び、強度がともに低く成形性が
悪いために、鋼材成形用の金型を用いてアルミニウムま
たはその合金材を成形すると、材料に割れが発生してし
まい製品として成形することができない。

【００１０】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、深絞り成形に適した形状と張り出し成形に適した形
状とが組合された形状をもつ製品を、一つの金型を用い
た１度の温間成形により、アルミニウムまたはその合金
材で成形することができる複合温間成形方法を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段と作用】前記目的を達成す
るために本発明のアルミニウムまたはその合金材の複合
温間成形方法は、端面部に突出部を有するポンチと、ダ
イスと、しわ押え体と、前記ポンチに設けられ前記突出
部により張り出し成形されるアルミニウムまたはその合
金材の部分を加熱する加熱体と、前記ダイスと前記しわ
押え体とで挟持される前記アルミニウムまたはその合金
材の部分を加熱する加熱体とを具備する金型を用いて、
前記アルミニウムまたはその合金材を成形することを特
徴とする。

【００１２】すなわち、本発明の複合温間成形方法は、
全体が深絞り成形に適した形状であり、底部に張り出し
成形に適した形状の張り出し部を持つ製品をアルミニウ
ムまたはその合金材で温間成形するものである。

【００１３】そこで、深絞り成形を行うためにポンチ、
ダイスおよびしわ押え体を備え、ポンチの底面部に張り
出し部を成形するために突出部を有する金型を使用す
る。さらに、温間深絞り成形を行うために加熱体により
ダイスとしわ押え体とで挟持固定されるアルミニウムま
たはその合金材の部分を加熱し、また温間張り出し成形
を行うためにポンチの突出部により張り出し成形される
アルミニウムまたはその合金材の部分を加熱する。

【００１４】さらに、説明を加える。

【００１５】深絞り成形は、製品のフランジ部となる被
加工材の部分（ダイスとしわ押え体で挟持される部分）
を加熱し、製品の底部となる被加工材の部分（ポンチの
端面部に相当する部分）を冷却すると、フランジ部とな
る被加工材の部分の材料強度が低くなってダイスの内部
に流入しやすくなる。

【００１６】また、製品の底部となる被加工材の部分が
冷却されていることで材料強度の低下がなく、このため
フランジ部となる被加工材の部分からの材料を引く力が
維持されて絞り加工に有利である。

【００１７】張り出し成形は、フランジ部となる被加工
材の部分のダイスへの流入がほとんどない成形であり、
このため被加工材の伸びが大きいほど高い成形品が得ら
れ、その点で底部を加熱することが有効である。

【００１８】製品の形状が上記のように各成形法の夫々
の特徴がそのまま活かせるものであれば、成形に際して
はどちらかの成形法を選択するだけでよい。しかし、自
動車部品のように全体的には深絞り成形が適した形状で
あるものの、部分的に張り出し成形が適した形状をもっ
た製品を成形するに際しては、温間絞り成形あるいは温
間張り出し成形を単独に実施することが困難になる。

【００１９】そして、ポンチの全体に加熱部を設けた場
合には、フランジ部となる被加工材の部分のダイスへの
流入がない張り出し成形であれば成形性が向上する。し
かし、フランジ部となる被加工材の部分のダイスへの流
入がある深絞り成形では製品の底部となる被加工材の部
分が加熱されて材料強度が低下するので、かえって成形
性が低下する結果となる。

【００２０】しわ押え体のみに加熱部を設けた場合に
は、全体的な絞り成形性は向上するが、製品の底部とな
る被加工材の部分に部分的に形成される張り出しの成形
性が室温での成形性と同じであるから、例えば鋼板では
成形できる高さの高い形状がアルミニウム材料では成形
が厳しくなる。

【００２１】従って、本発明では、ポンチの端面部の一
部に加熱部を設けて張り出し部に相当する被加工材の部
分だけ加熱し、被加工材の成形性（伸び）を向上させる
ことが特徴のひとつである。

【００２２】この結果、全体的には深絞り成形が適した
形状であるものの、部分的に張り出し成形が適した形状
の部分をもったアルミニウムまたはその合金からなる製
品を、一種類の金型を用いた１度の温間成形で成形でき
る。

【００２３】なお、成形を対象とする製品の形状、ポン
チ、ダイスまたはしわ押えなど使用する金型部品の形
状、使用する成型加工装置、加熱体などについては特定
されない。

【００２４】

【実施例】本発明の実施例について説明する。

【００２５】本発明の複合温間成形方法の一実施例につ
いて図１を参照して説明する。

【００２６】この実施例は図２に示す製品１を成形する
ものである。

【００２７】この複合温間成形方法に用いる金型につい
て説明する。

【００２８】図中１１は丸形をなすポンチ、１２はポン
チ１１と組合されるダイス、１３はしわ押え体である。
ポンチ１１の端面部の中央には、製品１の張り出し部２
に対応する張り出し部１１ａが形成されている。

【００２９】ポンチ１１の端面部の中央の内部には加熱
体の一例である電気ヒータ１４が設けられており、突出
部１１ａを介してアルミニウム板材２１を加熱するよう
になっている。

【００３０】また、ダイス１２に１５は加熱体１の一例
である電気ヒータ１５が設けられており、ダイス１２と
しわ押え体１３との間で挟持されるアルミニウム板材２
１の部分を加熱するようになっている。

【００３１】アルミニウム板材２１（アルミニウムまた
はその合金材）で製品を成形する場合について説明す
る。

【００３２】アルミニウム板材２１をダイス１２としわ
押え１３との間に配置し、その周縁部をダイス１２とし
わ押え体１３とで挟持固定する。ポンチ１１を上昇して
アルミニウム板材２１の中央部をダイス１２の内部に押
し込む。また、ポンチ１１の突出部１１ａでアルミニウ
ム板材２１の一部を張り出す。

【００３３】そして、一方の電気ヒータ１４でポンチ１
１の突出部１１ａを介してアルミニウム板材２１を加熱
するとともに、他方の電気ヒータ１５でアルミニウム板
材２１を加熱する。

【００３４】このように温間成形加工を行いポンチ１１
とダイス１２とでアルミニウム板材２１を深絞り成形し
て底部付きの容器を成形する。すなわち、ダイス１２と
しわ押え１３とで挟持されるアルミニウム板材２１の部
分で製品１のフランジ部１ａを、ポンチ１１とダイス１
２との間にあるアルミニウム板材２１の部分で製品１の
胴部１ｂを、ポンチ１１の端面部で押されるアルミニウ
ム板材２１の部分で製品１の底部１ｃを形成する。

【００３５】また、製品１の底部１ｃとなるアルミニウ
ム板材２１の部分の中央をポンチ１１の突出部１１ａで
張り出して製品１の張り出し部２を張り出し成形する。

【００３６】ここで、しわ押え体１３に設けた電気ヒー
タ１５により、ダイス１２としわ押え体１３に挟持され
た製品１のフランジ部１ａとなるアルミニウム板材２１
の部分を加熱するので、ポンチ１１でアルミニウム板材
２１を深絞り成形する時にアルミニウム板材２１の成形
性が向上する。

【００３７】ポンチ１１の底部の中央に設けた電気ヒー
タ１５により，製品１の張り出し部２に相当するアルミ
ニウム板材２１の部分を加熱するので、アルミニウム板
材２１の成形性（伸び）が向上する。

【００３８】この結果、図２に示す製品１、すなわち全
体的には絞り成形が適した形状であるものの、部分的に
張り出し成形が適した形状をもった製品１を、アルミニ
ウム板材２１により、一種類の金型を用いた１度の温間
成形で無理なく且つ精度良く成形することができる。

【００３９】電気ヒータ１４によりアルミニウム板材２
１を加熱する温度は、１５０〜２５０℃である。電気ヒ
ータ１５によりアルミニウム板材２１を加熱する温度
は、１５０〜２５０℃である。

【００４０】次に具体例について説明する。

【００４１】図２に示す製品２を成形した。本発明例と
して金型におけるポンチとしわ押え体を加熱した。従来
例として、一つはポンチのみ加熱した。二つはしわ押え
のみを加熱した。使用した板材２１は、板厚１．０mmの
アルミニウム板材（５１８２ーＯＩ）である。

【００４２】成形に際しては、表１に示すように図１に
示す製品１の全体高さＨと張り出し部２の高さｈを変え
た。図１に示すようにポンチ１１の直径は２００mm、突
出部１１ａの直径３０mmである。またアルミニウム板材
を加熱する温度を変えた。

【００４３】

【表１】 表１から明らかなように本発明方法によれば従来方法と
比較して、製品の全体的高さＨおよび張り出し部の高さ
ｈが高い形状を有する成形品を得ることができることが
わかる。

【００４４】すなわち、従来方法においてしわ押え体ま
たははポンチの一方のみに加熱体を設けて被加工材を加
熱した場合、通常知られている温間深絞り成形または温
間張り出し成形のいずれかの効果が生じ、製品１の全体
高さＨの増大または張り出し部２の高さｈの増大の一方
のみが向上できるだけである。すなわち、製品１の全体
高さＨの増大または張り出し部２の高さｈの増大の両者
を同時に向上させる効果を得ることができない。

【００４５】加熱温度は高いほど成形性向上の点で有利
であるが、要求する製品形状、作業の容易さ、作業環境
などを考慮して最終的に決定する必要がある。また、ポ
ンチは部分的に加熱する部分を除いた箇所を冷却できる
ので、さらに複合温間成形の効果を発揮することができ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、深
絞り成形に適した形状と張り出しが適した形状とが組合
された形状のアルミニウムまたはその合金材からなる製
品を一つの金型で１度で温間成形できる複合温間成形方
法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルミニウムまたはその合金材の複合
温間成形方法の一実施例を示す図。

【図２】本発明の成形方法により成形された製品の一例
を示す例を示す図。

【符号の説明】

１…製品、１１…ポンチ、１２…ダイス、１３…しわ押
え、１４，１５…加熱ヒータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端面部に突出部を有するポンチと、ダイ
   スと、しわ押え体と、前記ポンチに設けられ前記突出部
   により張り出し成形されるアルミニウムまたはその合金
   材の部分を加熱する加熱体と、前記ダイスと前記しわ押
   え体とで挟持される前記アルミニウムまたはその合金材
   の部分を加熱する加熱体とを具備する金型を用いて、前
   記アルミニウムまたはその合金材を成形することを特徴
   とするアルミニウムまたはその合金材の複合温間成形方
   法。