JPH07155853A

JPH07155853A - 金属板のプレス成形方法

Info

Publication number: JPH07155853A
Application number: JP5301866A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Takeda; 謙三武田; Hiroshi Kiyama; 啓木山; Hiroya Miyaoka; 博也宮岡; Tetsuya Wakabayashi; 徹也若林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-12-01
Filing date: 1993-12-01
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は温間プレス成形法を改良し形状精度
を向上させるようにした成形方法に関する。【構成】プレス金型１のパンチ肩部２ａに第１の加熱
用電極６を設けて、ブランク材Ｗのパンチ肩部当接部Ｗ
ｐを成形開始前から硬化温度域に加熱する。また、ブラ
ンクホルダ５に第２の加熱用電極７を設けて、ブランク
材Ｗのブランクホルダ当接部Ｗｈを１００℃〜２００℃
に加熱する。そして、第１、第２の加熱用電極６、７を
ダイス３の下死点直前に停止させ、ブランクホルダ当接
部Ｗｈについては水冷パイプ８によって常温附近まで冷
却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は温間プレス成形法を改良
し形状精度を向上させるようにした成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属を室温よりは高く再結晶温度
よりは低い温度範囲で加熱して塑性加工するような温間
成形法が知られており、このような温間成形法におい
て、加工部位等に応じて選択的に局部加熱し、成形する
ような方法が知られている。そして、例えば特公昭５２
−９５９１号の場合は金属板の凹凸の歪取り装置に適用
しており、特公平４−１３０４９号の場合は深絞り装置
に適用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば金属板
が鋼材である場合には、通常１５０℃〜５００℃の温度
範囲に加熱して成形していることから、複雑な形状を成
形した時等にあっては、成形後に熱収縮によって製品に
捩れが生じたり、そりが発生する等の虞れがあった。ま
た、例えば局部的に硬化温度域まで加熱して部分的に硬
度を高めて加工したような場合には、引張り強度が増し
た状態で加工されているため、残留応力が残りやすく、
スプリングバックによって成形精度が低下しやすくなる
という問題もあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明はパンチを備えたプレス金型によって金属板
を成形するようにしたプレス成形方法において、金属板
のパンチ肩部当接部に温度制御可能な加熱手段を臨ま
せ、この加熱手段によって金属板のパンチ肩部当接部を
成形開始前から硬化温度域に加熱するとともに、この加
熱を成形完了直前に停止するようにした。また、ブラン
クホルダで保持した金属板をプレス金型によって成形す
るようにしたプレス成形方法において、金属板のブラン
クホルダ当接部に温度制御可能な加熱手段を臨ませ、こ
の加熱手段によって金属板のブランクホルダ当接部を１
００℃〜２００℃に加熱するとともに、この加熱を成形
完了前に停止させ且つ冷却手段によって同部を常温附近
まで冷却するようにした。また、これらの成形方法を併
用するようにした。

【０００５】

【作用】金属板のパンチ肩部当接部を硬化温度域（例え
ば鋼材であれば青熱ぜい性域温度である約３００℃前
後）に加熱することで、同部の引張り特性を向上させて
成形するが、成形完了（例えば上型の下死点）直前に加
熱を停止して、型から開放する時点の成形品の温度を低
めることで、残留応力が少なくなり、スプリングバック
量が抑制される。つまり、成形完了直前に加熱を停止す
ると、型開放時には同部の温度は約１００℃〜２００℃
程度に低下し、このため材料は軟化し、引張り強さも下
がってスプリングバック量が減少する。また、熱収縮に
よる変形量も少なくなる。

【０００６】また、金属板のブランクホルダ当接部を１
００℃〜２００℃に加熱することで同部を軟化させ、同
部を伸び易くして同部からの材料の流れ込みを促進させ
つつ成形するが、成形完了（例えば上型の下死点）直前
に加熱を停止するとともに、常温附近まで冷却すること
で、下がっていた同部の引張り強度が高まりしわの発生
が抑制される。また熱収縮量も少なくなる。

【０００７】そして、両者を併用すれば、より円滑な成
形が行われ且つ成形品の成形精度を保持することが出来
る。ここで加熱手段とは、例えば加熱用電極による抵抗
加熱、レーザー照射熱、カートリッジヒータ熱、又は高
周波加熱等である。

【０００８】

【実施例】本発明の金属板のプレス成形方法の実施例に
ついて添付した図面に基づき説明する。図１は本発明の
成形方法を行うプレス金型の要部断面図、図２は成形工
程図、図３、図４は各加熱手段による加熱制御の説明図
で、図３が鋼板の場合、図４がアルミ板の場合、図５は
温度による機械的特性の変化を示す説明図である。

【０００９】本プレス成形方法は、図１に示すようなプ
レス金型１によって行われ、このプレス金型１は、パン
チ２に対して上下動自在なダイス３を備えている。

【００１０】そしてこのパンチ２の周囲には、クッショ
ンピン４によって支持されるブランクホルダ５が設けら
れ、このブランクホルダ５と前記ダイス３によって保持
したブランク材をパンチ２とダイス３で成形するように
している。

【００１１】つまり、図２に示すように、ブランクホル
ダ５上に載置されたブランク材Ｗは、ダイス３が降下す
ると、先ずダイス３とブランクホルダ５によってブラン
クホルダ当接部Ｗｈが挟持され、更にダイス３が降下し
ブランクホルダ５もこれに連れて降下すると、パンチ２
のパンチ肩部２ａ（図１）にブランク材Ｗのパンチ肩部
当接部Ｗｐが当接した後、同部に大きな引張り応力をか
けながら所望の形状に成形してゆく。

【００１２】そこで、本案ではパンチ肩部２ａに温度調
整可能な第１の加熱用電極６を配設してパンチ肩部当接
部Ｗｐに当接させることが出来るようにするとともに、
この第１の加熱用電極６をパンチ肩部２ａの陵線に沿っ
て（例えば図１の紙面垂直方向に）複数配設し、各電極
６がブランク材Ｗに当接した時点で自動的にパンチ肩部
２ａの陵線に沿って電流を流すことが出来るようにする
ことで、電流の流れた方向に沿ってジュール熱を発生さ
せるようにしている。

【００１３】そして、この第１の加熱用電極６による加
熱温度は素材の硬化温度域に調整しており、例えば鋼板
であれば約３００℃程度である。因みに、この第１の加
熱用電極６による加熱の代りに高周波加熱等を用いるよ
うにしても良い。

【００１４】一方、ダイス３には温度調整可能な第２の
加熱用電極７を配設してブランク材Ｗのブランクホルダ
当接部Ｗｈに当接させることが出来るようにするととも
に、この第２の加熱用電極７をブランクホルダ５に沿っ
て（例えば図１の紙面垂直方向に）複数配設し、各電極
７がブランク材Ｗに当接した時点で自動的にブランクホ
ルダ５に沿って電流を流すことが出来るようにすること
で、電流の流れた方向に沿ってジュール熱を発生させる
ようにしている。

【００１５】そして、この第２の加熱用電極７による加
熱温度は軟化温度の約１００℃〜２００℃である。因み
に、この第２の加熱用電極７の代りにレーザ照射熱、或
いはカートリッジヒータ熱等を用いるようにしても良
い。

【００１６】ここで、ブランクホルダ５には水冷パイプ
８を埋め込んでいる。

【００１７】この水冷パイプ８は第２の加熱用電極７に
よって局部的に加熱されたブランクホルダ当接部Ｗｈを
冷却するためのものである。

【００１８】ところで、以上のような構成によるプレス
金型１での成形方法を説明する前に、図５に基づいて、
温度変化に伴うブランク材１（鋼板）の機械的特性の変
化を説明する。尚、図中、ＴＳは引張り強さ（ｋｇ／mm
²）、ＹＰは降伏点（ｋｇ／mm²）、ＥＬは伸び（％）を
示し、横軸は温度を示す。

【００１９】鋼板の温度を高めて温間成形した場合、変
形応力は温度上昇に伴って単純に減少するのではなく、
約３００℃附近で一旦引張り強さが上昇した後、軟化す
る。

【００２０】つまり、約３００℃附近のＢで示される領
域は、引張り強さや硬さが大きくなり、それより温度が
低いＡ₁の領域とか、温度が高いＡ₂の領域では引張り強
さ等は低下する。そして、この引張り強さが一旦向上す
る領域を青熱ぜい性域と呼んでいる。

【００２１】そこで、本案の場合はパンチ肩部当接部Ｗ
ｐを青熱ぜい性域に加熱することで同部の引張り強さ等
を高め、ブランクホルダ当接部Ｗｈを１００℃〜２００
℃に加熱することで同部をＡ₁の領域にして軟化させて
加工する。

【００２２】すなわち、図２（イ）に示すように、プレ
ス金型１にブランク材Ｗをセットした後ダイス３を降下
させ、（ロ）に示すように、ダイス３とブランクホルダ
５がブランク材Ｗを挟持すると同時に第２の加熱用電極
７が通電するようにし、それとほぼ同時に第１の加熱用
電極６もブランク材Ｗに接触して通電するようにしてい
る。

【００２３】そして、それぞれブランクホルダ当接部Ｗ
ｈとパンチ肩部当接部Ｗｐを上記のような温度範囲に加
熱することによって、パンチ肩部当接部Ｗｐを硬化さ
せ、ブランクホルダ当接部Ｗｈを軟化させては変形抵抗
を少なくする。つまり、ブランクホルダ当接部Ｗｈから
材料が流入しやすくなって成形しやすい。

【００２４】次に、（ハ）に示すように、ダイス３が下
死点に達する直前に第１、第２の加熱用電極６、７によ
る通電を停止し、同時にブランクホルダ５の水冷パイプ
８に冷却水を導入してブランクホルダ当接部Ｗｈを冷却
する。

【００２５】このため、例えば図３に示すように、パン
チ肩部当接部Ｗｐの温度は約３００℃から約１００℃〜
２００℃程度に低下し、ブランクホルダ当接部Ｗｈの温
度は常温近い温度まで低下する。

【００２６】従って、ブランクホルダ当接部Ｗｈの変形
抵抗が大きくなる一方、パンチ肩部当接部Ｗｐは相対的
に変形抵抗が小さくなり、優先的に歪が導入されてしわ
の消滅、形状出しが進む。

【００２７】そして、（ニ）に示すように、ダイス３が
下死点に達すると最終形状に成形され離型される。この
際、成形品の温度は温間成形の温度より低下しているこ
とから、離型後の熱変形は小さく、また、パンチ肩部当
接部Ｗｐの引張り強さが小さくなる温度で成形されるの
で残留応力が小さくなりスプリングバックも改善され
る。

【００２８】尚、この成形方法は鋼板のみならず他の金
属でも可能であり、例えば図４に示すようなアルミ板の
場合でも有効である。つまり、所定温度に冷却したパン
チ２に第１の加熱用電極６を埋め込んでおき、下死点直
前にこの第１の加熱用電極６で加熱することによって、
前記と同様の原理によってプレス成形することが出来
る。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明の金属板の成形方
法は、金属板のパンチ肩部当接部を硬化温度域に加熱す
ることで、同部の引張り強さを高めて成形し、成形完了
直前に加熱を停止して、型から開放する時点の成形品の
温度を低めるようにしたため、残留応力が少なくなりス
プリングバックが改善される。また、金属板のブランク
ホルダ当接部を１００℃〜２００℃に加熱することで同
部を軟化させ、同部からの材料の流れ込みを促進させ且
つ同部を伸び易くして成形するとともに、成形完了直前
に加熱を停止して常温附近まで冷却するようにしたた
め、しわの発生等が抑制される。また熱収縮量も少なく
なる。また、両者を併用することで成形品の成形精度を
保持することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形方法を行うプレス金型の要部断面
図

【図２】成形工程図

【図３】鋼板をブランク材とする場合の各加熱手段によ
る加熱制御の説明図

【図４】アルミ板をブランク材とする場合の各加熱手段
による加熱制御の説明図

【図５】温度による機械的特性の変化の１例を示す説明
図

【符号の説明】

１プレス金型２パンチ２ａパンチ肩部６第１の加熱用電極７第２の加熱用電極８水冷パイプＷブランク材Ｗｈブランクホルダ当接部Ｗｐパンチ肩部当接部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者若林徹也埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パンチを備えたプレス金型によって金属
板を成形するようにしたプレス成形方法において、前記
金属板のパンチ肩部当接部に温度制御可能な加熱手段を
臨ませ、この加熱手段によって金属板のパンチ肩部当接
部を成形開始前から硬化温度域に加熱するとともに、こ
の加熱を成形完了直前に停止することを特徴とする金属
板のプレス成形方法。
【請求項２】ブランクホルダで保持した金属板をプレ
ス金型によって成形するようにしたプレス成形方法にお
いて、前記金属板のブランクホルダ当接部に温度制御可
能な加熱手段を臨ませ、この加熱手段によって金属板の
ブランクホルダ当接部を１００℃〜２００℃に加熱する
とともに、この加熱を成形完了前に停止させ且つ冷却手
段によって同部を常温附近まで冷却することを特徴とす
る金属板のプレス成形方法。
【請求項３】請求項１に係る成形方法と、請求項２に
係る成形方法を併用することを特徴とする金属板のプレ
ス成形方法。