JPH065724U

JPH065724U - プレス金型

Info

Publication number: JPH065724U
Application number: JP1210292U
Authority: JP
Inventors: 政利大石
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-03-11
Filing date: 1992-03-11
Publication date: 1994-01-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】プレス成形後のスプリングバックを防止して
成形精度を高める。【構成】上型１の素材保持面１３とこれに対向するブ
ランクホルダー３の素材保持面１４と補助ホルダー４の
素材保持面１５とによりプレス素材２０を上下から保持
した状態で上型１と下型２とによりプレス成形を行う場
合、初期成形時においてはプレス素材２０はクッション
装置５の支持力に対応する保持力によって保持されるの
で素材流れは比較的大きいが、後期成形時においては支
持力付与手段６により補助ホルダー４にさらに支持力が
加算されることから、該補助ホルダー４の素材保持面１
５における保持力が増加し、該プレス素材２０の素材流
れが抑制される。この結果、プレス素材２０にはその成
形後期において大きな引張力がかかり、これにより成形
後におけるスプリングバックが可及的に防止される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、絞り加工に供されるプレス金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

プレス金型によるプレス成形加工の一つに、例えば図３に示すように板状のプレス素材２０を絞り込んでこれを板厚方向に変形させて成形品２１を得る絞り加工がある。そして、この絞り加工を行う場合には、プレス素材２０の周縁部を適度の保持力で保持した状態で上型と下型(図示省略)によって成形を行う。

【０００３】この場合、成形品２１は、その成形完了時には同図に実線図示するように当初設計通りの形状を有していたとしても、離型後においてはスプリングバックによって同図に鎖線図示(符号２１′)するように“ソリ"が生じ、設計形状に対する精度が低下し、場合によっては製品として供し得ないことも起こり得る。

【０００４】このようなスプリングバックは弾性変形域での成形加工によって起こるものであることから、このスプリングバックを抑制するためにはプレス成形の後期段階において、略平面状の保持部２１bに近接する湾曲面状の絞り加工部２１aに所定の張力を付与してこの部分に確実に塑性変形を生ぜしめれすれば良い。具体的には、上記プレス素材２０に対する保持力をプレス成形の後期段階において一段と高めて絞り加工部２１aにおける素材流れを抑制してやれば良く、このような観点から提案された技術としては、例えば、実公昭６４ー３５４５号公報に開示される如きものが知られている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上掲公知例のものにおいては、ブランクホルダー全体を支持するクッション装置を、二段シリンダで構成し、上記ブランクホルダーに対する支持力 (即ち、プレス素材に対する保持力)をプレス加工の進行に伴って全体的に高低二段階に変更設定するようにしたものであることから、装置が大形化するという問題があった。

【０００６】そこで本考案は、よりコンパクトな構成によってプレス素材に対する保持力を変更可能としもって成形品におけるスプリングバックを効果的に抑制して成形精度の向上を図り得るようにしたプレス金型を提供せんとしてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案ではかかる課題を解決するための具体的手段として、湾曲面状の成形面を有し且つ固定配置される下型と、該下型の成形面に対応する湾曲面状の成形面と該成形面の湾曲部の端部に連続して側方へ延出する略平面状の保持面とを有するとともに所定のプレス力で上記下型側に押圧せしめられる上型と、上記上型の保持面に対応する略平面状の保持面を有するとともにクッション装置により上記上型の加圧方向に対向する方向へ向けて常時所定の支持力で弾性支持されたブランクホルダーと、該ブランクホルダーに設けられ且つ上記上型の加圧方向に対向する方向においては該ブランクホルダーと相対変位可能とされ、また該上型の加圧方向においては該ブランクホルダーとの相対変位が規制された状態でこれと一体的に移動可能に支持されるとともに、該ブランクホルダーとの相対変位が規制された状態においてはその上面が上記ブランクホルダーの保持面の一部を構成する補助ホルダーと、上記ブランクホルダーが上記上型のプレス力を受けて変位する場合にその変位量が所定変位量以上の範囲において上記補助ホルダーに対して所定の抵抗を付与する支持力付与手段とを備える一方、上記上型のプレス力を、上記クッション装置による上記ブランクホルダーに対する支持力と上記支持力付与手段による上記補助ホルダー４ーに対する支持力との合算値よりも大きな値に設定したことを特徴としている。

【０００８】

【作用】

本考案ではかかる構成とすることにより、成形の初期段階においては、支持力付与手段が非作動とされることから、プレス素材は上型の素材保持面とこれに対応するブランクホルダーと補助ホルダーの素材保持面とにより且つ該ブランクホルダーを支持するクッション装置の支持力に対応する保持力によって保持された状態で、上型と下型の各成形面によりプレス成形(絞り加工)が実行される。この場合、上記プレス素材に対する保持力が比較的小さいことから、成形に伴うプレス素材の素材流れは良好であり、塑性変形域のみならず弾性変形域での変形も起こり得る。従って、このままプレス成形が進行すれば、成形品に比較的大きなスプリングバックが発生することも考えられる。

【０００９】しかしながら本考案においては、さらにプレス成形が進行して後期成形段階に移行すると、支持力付与手段が作動して上記補助ホルダーに対して所定の支持力が付与されることにより上記不具合が防止されるものである。即ち、上型のプレス力はこの支持力付与手段による支持力と上記クッション装置の支持力との合算値よりも大きく設定されていることから、該補助ホルダーはブランクホルダーとの相対変位が規制された状態となっており、該補助ホルダーには上記クッション装置の支持力も同時に作用することとなる。この結果、上型の素材保持面とブランクホルダーの素材保持面との間におけるプレス素材に対する保持力は上記クッション装置の支持力に対応する値のまま維持されるが、上記上型の素材保持面と補助ホルダーの素材保持面との間におけるプレス素材に対する支持力は上記クッション装置の支持力と上記支持力付与手段の支持力との合算値に対応する値となり、プレス素材に対する保持力を全体的にみた場合には、初期成形段階よりも上記支持力付与手段の支持力に相当する値だけ増加することとなる。このようなプレス素材に対する保持力の増加は、絞り加工に伴うプレス素材の素材流れの抑制につながり、結果的に成形後期段階の成形品に成形初期段階よりも大きな引張力が作用し、弾性変形域をほぼ完全に脱した塑性変形域での成形が行なわれることとなる。従って、成形完了後の成形品においては、スプリングバックがほとんど生じないものである。

【００１０】

【考案の効果】従って、本考案のプレス金型によれば、プレス成形の進展に伴って、ブランクホルダー側に局部的に設けた補助ホルダーに対して支持力付与手段によって所定の支持力を付与せしめることでプレス素材に対する保持力を成形初期段階と後期段階とで変更させて塑性変形による成形を可能としもって成形後の成形品におけるスプリングバックを可及的に防止するようにしていることから、例えば上掲公知例のようにブランクホルダーを支持するクッション装置全体を二段シリンダで構成するような場合に比して、よりコンパクトな構成でありながら、成形品の成形精度をより一層高めることができるという実用的な効果が得られるものである。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案のプレス金型を添付図面に基づいて具体的に説明すると、図１Ａ及び図１Ｂには本考案の実施例にかかるプレス金型Ｚが示されている。このプレス金型Ｚは、図１Ａに示すような平板状のプレス素材２０に絞り加工を施して、図１Ｂに示すような湾曲状の絞り加工部２１aとこれに連続して側方へ略平板状に延出する平板部２１bとを有する成形品２１(具体的には、自動車のサイドフレームであって、上記絞り加工部２１aがサイドシルの構成部材となる)を得るためのものであって、プレス装置(図示省略)に支持されて上下方向(矢印ＡーＢ方向) に移動せしめられる上型１と、該上型１の下側において固定配置された下型２と、上記下型２の側方において上下方向に移動可能に配置されたブランクホルダー３と、該補助ホルダー４の内部に没入状態で配置された補助ホルダー４とを有している。以下、これら各部材の構造等について順次説明する。

【００１２】上記上型１は、その下面側に湾曲断面状に凹入する成形面１１を有するととしもに、その外側には略平面状に延びる平面部１３aと該平面部１３aの中間位置にあって凹凸状に形成されたビード形成部１３bとからなる素材保持面１３とを有している。一方、上記下型２は、その上面を、上記上型１の成形面１１に対応して湾曲面状に突出する成形面１２としている。そして、この上型１の成形面１１と下型２の成形面１２とによって上記プレス素材２０に所定の絞り加工を施してこれを湾曲面状の絞り加工部２１aとなすものである。

【００１３】上記ブランクホルダー３は、その上面を上記上型１の平面部１３aに対応する平面状の素材保持面１４としたブロック体で構成されるとともに、該上面の上記上型１のビード成形部１３bに対応する位置には後述の補助ホルダー４を収容する収容凹部７を形成している。そして、このブランクホルダー３は、上記下型２側に配置したクッション装置５により弾性支持された状態で、上記下型２の側面２aに沿って上下方向(矢印ＡーＢ方向)に移動可能とされている。尚、このクッション装置５は、ガススプリングで構成されるものであって、そのクッションロッド５１を上記ブランクホルダー３に連結しており、該ブランクホルダー３の自由状態(図１Ａの状態)においては該ブランクホルダー３を上記下型２の上面より所定量だけ上方まで持ち上げてこれを保持する一方、該ブランクホルダー３が上記上型１の下動に伴ってその下動力(プレス力)を受けた場合には該ブランクホルダー３に所定の支持力を付与したまま該ブランクホルダー３の下動(図１Ｂの状態)を許容するようになっている。

【００１４】上記補助ホルダー４は、上記ブランクホルダー３の収容凹部７に遊嵌合可能な大きさをもつ保持部４１と該保持部４１の下面に突設されたロッド状の脚部４２とを有している。そして、この補助ホルダー４は、その自由状態時(図１Ａの状態)においてはその自重によってその保持部４１の肩面４１aを上記収容凹部７の底面７aに当接させた状態で支持される。即ち、この補助ホルダー４は、ブランクホルダー３に対して下方への相対変位は規制されるものの、上方への相対変位は許容されるものである。尚、この場合、上記脚部４２の下端面で構成される当接面４２aは、上記ブランクホルダー３の下面３aから下方へ所定寸法だけ突出せしめられている。

【００１５】さらに、この補助ホルダー４の上面は、上記上型１のビード成形部１３bに対応した凹凸状の素材保持面１５とされており、該素材保持面１５と上記上型１のビード成形部１３bとの間で上記成形品２１の平板部２１bの中間位置に複数のビード２１cを形成するようになっている。

【００１６】一方、上記補助ホルダー４の下方には、所定の支持力をもつガススプリング６が配置されている。このガススプリング６は、実用新案登録請求の範囲中の支持力付与手段に該当するものであって、そのロッド６１を上方へ向けた状態で上記下型２側に取り付けられている。そして、このガススプリング６の上下方向(即ち、上記補助ホルダー４の移動方向)における取付位置は次のように設定されている。即ち、図１Ａに実線図示するように上記ブランクホルダー３が自由状態にある場合においては、そのロッド６１と上記補助ホルダー４の当接面４２aとは上下方向に大きく離間している。一方、この自由状態から上記補助ホルダー４が上型１の下動に伴ってブランクホルダー３と一体的に成形完了時位置(図１Ｂの位置)まで下動する場合には、この成形完了位置よりも所定量だけ手前(上方)の位置(図１Ａに鎖線図示する位置。符号３′参照)において上記ロッド６１が補助ホルダー４の当接面４２aに当接するようになっている。そして、この補助ホルダー４の当接面４２aがガススプリング６のロッド６１に当接した後は、該ガススプリング６は該補助ホルダー４に所定の支持力を付与し続けたまま上記上型１の下動力によってそのまま縮小変位し該補助ホルダー４の成形完了位置への下動を許容するようになっている。

【００１７】この場合、上記クッション装置５の上記ブランクホルダー３に対する支持力と上記ガススプリング６の上記補助ホルダー４に対する支持力の合算値は、上記プレス装置の下動力よりも小さくなるように設定されていることは勿論である。

【００１８】続いて、以上の如く構成されたプレス金型Ｚを使用してプレス素材２０から成形品２１を得る場合における作動等について説明すると、成形開始時には、先ず図１Ａに実線図示するように、上型１を上動させて該上型１と下型２との間にプレス素材２０の装着スペースを確保する。この場合、上記ブランクホルダー３は自由状態にあって、その上端面は上記下型２の上端面よりも上方に位置している。

【００１９】この状態において、上記上型１と下型２の間にプレス素材２０を差し入れてその内側部２０aを上記上型１及び下型２の各成形面１１,１２に対応させるとともに、その周辺部２０bを上記ブランクホルダー３及び補助ホルダー４に支持せしめる。これで準備作業が完了する。

【００２０】次に、プレス装置を作動させて上記上型１を次第に下動させる。すると、先ず上記上型１の素材保持面１３が上記プレス素材２０の周辺部２０bに当接する。従って、この状態でさらに上型１が下動することにより、該上型１の素材保持面１３とブランクホルダー３の素材保持面１４及び補助ホルダー４の素材保持面１５の間に上記クッション装置５の支持力に対応した荷重が作用し、該プレス素材２０の周辺部２０bはこれら各素材保持面１３〜１５によって上記クッション装置５の支持力に対応した保持力で保持されるとともに、該上型１のビード成形部１３bと補助ホルダー４の素材保持面１５とによりビード２１cが形成される。この場合、ビード２１cが形成されていることにより、例えば該ビード２１cを形成しない場合に比して、上記プレス素材２０を水平方向に引き抜く力対する抵抗力が増加し、それだけ該プレス素材２０に対する保持力が高くなる。このことは、上記クッション装置５の支持力を少ならしめてその小形化を図ることができるということである。

【００２１】プレス素材２０の周辺部２０bを保持した後、さらに上記上型１が下動すると、次に該プレス素材２０の内側部２０aが該上型１の成形面１１と下型２の成形面１２とに当接してこれらによる成形(絞り加工)が開始される。そして、この成形時においては、絞り成形の進行に伴う上記周辺部２０bに発生する“シワ"が上記上型１の素材保持面１３及びブランクホルダー３と補助ホルダー４の各素材保持面１４,１５によって抑制されるとともに、該周辺部２０b側から内側部２０a 側へ適度に素材流れが生じ、これらの相乗作用により上記内側部２０aは次第に湾曲面状に絞り成形される。

【００２２】ところで、このままの状態で最終段階まで成形が進行すると、上記プレス素材２０の素材流れがある程度許容されていることから弾性変形域での成形も行なわれ、これによって離型後の成形品２１にはスプリングバックが発生し易いことは既述の通りである。

【００２３】ところが、この実施例のものにおいては、成形が後期段階まで進んだ時点(即ち、ブランクホルダー３が図１Ａの鎖線図示位置まで下動した時点)で上記補助ホルダー４の脚部４２の当接面４２aが上記ガススプリング６のロッド６１に当接し、以後は上型１とブランクホルダー３及び補助ホルダー４は該ガススプリング６を押し縮めながら成形完了位置(図１Ｂの位置)まで下動を続ける。このため、上記ガススプリング６が作動を開始した時点以後においては、該ガススプリング６の支持力が上記補助ホルダー４の支持力として付加され、該補助ホルダー４は上記クッション装置５の支持力とガススプリング６の支持力とを合わせた力で支持されることとなる。

【００２４】このような補助ホルダー４の支持力の変化に伴うプレス素材２０に対する保持力を変化は図２に示す通りである。即ち、上記上型１がプレス素材２０に当接した時点(成形ストロークＳ₁)から上記脚部４２の当接面４２aがガススプリング６のロッド６１に当接する時点(成形ストロークＳ₂)までは上記クッション装置５の支持力に対応した保持力Ｆ₁であったものが、該ガススプリング６が作動した時点から以後においては該ガススプリング６の支持力を上記クッション装置５の支持力に加えた合算支持力に対応する保持力Ｆ₂に変化し、しかもこの大きな保持力Ｆ₂の状態が成形完了時点(成形ストロークＳ₃)まで持続されるものである。即ち、ブランクホルダー３と補助ホルダー４に対する支持力をともに高めずとも、該補助ホルダー４の支持力のみを局部的に高めることにより全体としてプレス素材２０に対する保持力を高めることがてきるものである。

【００２５】このように、絞り加工の後期段階においてプレス素材２０に対する保持力が一段と高められると、それだけ絞り成形に伴う素材流れが抑制されることとなり、上記内側部２０aにそれまで以上の引張力が作用し、確実に塑性成形域での成形が実現されるものである。この結果、離型後の成形品２１にはスプリングバックがほとんど生じず、その成形精度が高水準に維持されるものである。

【００２６】以上のように、この実施例のものにおいては本考案を適用してブランクホルダー３の一部に補助ホルダー４を組み入れるとともに、該補助ホルダー４に対する支持力を成形後期段階において局部的に高めることによってプレス素材２０の素材流れを適当に調整して塑性変形を確実ならしめもって成形完了後におけるスプリングバックの発生を可及的に防止するようにしたものであり、例えば上掲公知例のようにブランクホルダー３のクッション装置全体を二段構造として同様の目的を達成するようにしたものに比して、装置のコンパクト化を促進することができるものである。

【００２７】また、特に成形後期段階において支持力が高められる補助ホルダー４の部分にビード２１cを設定するようにした場合には、該ビード２１による素材流れの抑制作用が得られることから、上記クッション装置５の小形化も図れるものである。

【００２８】尚、この実施例においては支持力付与手段をガススプリング６で構成しているが、本考案はこれに限定されるものではなく、例えば該支持力付与手段として所定の弾性力をもつラバー体で構成することもできるものであり、特にこのようにラバー体で構成した場合には、装置の小形化及び低コスト化が図れるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本考案の実施例にかかるプレス金型の要部縦
断面図である。

【図１Ｂ】図１Ａの状態変化図である。

【図２】図１Ａに示したプレス金型における保持力と成
形ストロークとの相関図である。

【図３】プレス成形状態の説明図である。

【符号の説明】

１は上型、２は下型、３はブランクホルダー、４は補助
ホルダー、５はクッション装置、６はガススプリング、
７は収容凹部、１１及び１２は成形面、１３ないし１５
は素材保持面、２０はプレス素材、２１は成形品、４１
は補助ホルダーの保持部、４２は補助ホルダーの脚部、
５１はクッション装置のクッションロッド、６１はガス
スプリングのロッドである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】湾曲面状の成形面を有し且つ固定配置さ
れる下型と、該下型の成形面に対応する湾曲面状の成形面と該成形面
の湾曲部の端部に連続して側方へ延出する略平面状の保
持面とを有するとともに所定のプレス力で上記下型側に
押圧せしめられる上型と、上記上型の保持面に対応する略平面状の保持面を有する
とともにクッション装置により上記上型の加圧方向に対
向する方向へ向けて常時所定の支持力で弾性支持された
ブランクホルダーと、該ブランクホルダーに設けられ且つ上記上型の加圧方向
に対向する方向においては該ブランクホルダーと相対変
位可能とされ、また該上型の加圧方向においては該ブラ
ンクホルダーとの相対変位が規制された状態でこれと一
体的に移動可能に支持されるとともに、該ブランクホル
ダーとの相対変位が規制された状態においてはその上面
が上記ブランクホルダーの保持面の一部を構成する補助
ホルダーと、上記ブランクホルダーが上記上型のプレス力を受けて変
位する場合にその変位量が所定変位量以上の範囲におい
て上記補助ホルダーに対して所定の支持力を付与する支
持力付与手段とを備える一方、上記上型のプレス力を、上記クッション装置による上記
ブランクホルダーに対する支持力と上記支持力付与手段
による上記補助ホルダー４ーに対する支持力との合算値
よりも大きな値に設定したことを特徴とするプレス金
型。