JPH0739980A - 薄肉ウエブリブ部材の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加圧ヘッドに対の楔機構を備えるプレス装置
を用い、ウエブ面から傾斜して大きく突出させた薄肉傾
斜リブまたは厚さに対する高さ比の大きな薄肉リブを有
する薄肉ウエブリブ部材をネットシェイプに成形する。 【構成】 対の分割上金型を楔機構で保持した加圧ヘッ
ドの圧下により、対の分割上金型同士の押圧接近と下金
型に対する圧下とを同時に行い、かつ対の分割上金型同
士の押圧接近量よりも下金型に対する圧下量を高めてウ
エブ部の加圧を完了させる第１工程と、対の分割上金型
同士の押圧接近のみを行ってリブ部の加圧を完了させる
第２工程とを連続して行う。 【効果】 リブ部厚の大きい間にウエブ部厚を最終厚ま
で減少させることでリブ部へのメタルフローを促進さ
せ、その後にリブ部厚のみを最終厚まで減少させること
で金型面圧の上昇を抑えることができ、よって金型変形
や引け欠陥を生じさせることなく所期の薄肉ウエブリブ
部材を成形できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄肉ウエブリブ部材の
成形方法に関し、詳細には、プレス型鍛造によってウエ
ブ面から傾斜して大きく突出する薄肉傾斜リブまたは厚
さに対する高さ比の大きな薄肉リブを有する薄肉ウエブ
リブ部材をネットシェイプに成形する薄肉ウエブリブ部
材の成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、航空機や車両等における開閉部の
ヒンジ等として用いられるウエブリブ部材、すなわち基
部となす平板状のウエブ面から板状のリブを大きく突出
させたウエブリブ部材については、信頼性の面からプレ
ス型鍛造等により一体成形されたものが採用され、ま
た、軽量化のためにより薄肉で比強度の高いものが要求
されている。そして一般に、これらウエブリブ部材をプ
レス型鍛造によってネットシェイプに一体成形するに
は、被成形材の一部を圧下方向に対して逆の方向に流動
させる一種の後方押出によってリブを成形する方法が採
用されている。

【０００３】しかし、ウエブ面から傾斜して突出させた
傾斜リブを有する薄肉ウエブリブ部材では、そのウエブ
を成形する圧下方向に対してリブが傾斜しているので、
通常のプレス型鍛造ではネットシェイプに成形すること
ができず、その後工程としてウエブを仕上げる機械加工
が必要となる。また、厚さに対する高さ比の大きな薄肉
リブを有する薄肉ウエブリブ部材では、その薄肉リブを
後方押出によって所期の高さに成形するには、非常に大
きな圧下力を被成形材に加える必要があり、金型の耐面
圧強度や被成形材の加工性等によって、その成形高さに
限界（対象とする材料の特性により異なるが、例えば純
Ｔｉ材では通常、リブ高さ／リブ幅の比の限界が８程
度、Ａｌ材では通常15程度）が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、このような薄
肉ウエブリブ部材をネットシェイプに成形するには、基
部となるウエブに圧下を加えて、リブを形成するための
材料を後方押出すると共に、その材料に両横方向からの
押圧を加えて減厚させることが必要となる。すなわち、
その成形には、縦（上下）方向および横（両側）方向か
らの圧下を必要とし、それを達成するには、縦方向に加
圧する機構に加えて横方向に加圧する機構を備えたプレ
ス装置を用いるか、または、例えばＲＲ鍛造装置として
知られているもののように、縦方向の加圧を加圧ヘッド
に設けた楔機構によって横方向の加圧に変換できる機能
を備えたプレス装置を用いることが考えられる。

【０００５】しかし、前者のプレス装置は、縦・横方向
の加圧機構を設けるハウジングの外形寸法が大きくなる
上に構造が複雑で高価なものとなり、実際には適用し難
い。一方、後者のプレス装置は、上下方向の加圧機構を
備えるものであれば良く、しかも成形用の金型をダイセ
ットの形態に纏めることができるので、既に比較的厚肉
なウエブリブ部材の成形には適用されている。しかし、
この後者のプレス装置を用いて、より薄肉なウエブリブ
部材を加圧成形するには、楔機構で規定される縦および
横方向の双方の加圧を適正に制御しない限り、健全なネ
ットシェイプ成形品を得ることができず、また、その適
正な加圧方法が未だ解明されてなく、本発明が対象とす
る薄肉ウエブリブ部材の成形には適用されていなかっ
た。すなわち従来の技術には、前記要求に実用上効果的
に対応できるものがなく、それら薄肉ウエブリブ部材を
プレス型鍛造にてネットシェイプにかつ効率良く成形で
きる新たな成形方法の開発が必要とされていた。

【０００６】本発明は、上記課題を解決すべくなされた
もので、加圧ヘッドに楔機構を備えるプレス装置を用い
て、ウエブ面から傾斜して大きく突出させた薄肉傾斜リ
ブまたは厚さに対する高さ比の大きな薄肉リブを有する
薄肉ウエブリブ部材をネットシェイプにかつ効率良く成
形できる薄肉ウエブリブ部材の成形方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明係る薄肉ウエブリ
ブ部材の成形方法は、対向面にリブ成形面部を有してな
る対の分割上金型それぞれを傾斜面部で摺動可能に保持
する対の楔機構を加圧ヘッドに備えるプレス装置を用
い、その加圧ヘッドの下アンビルに対する相対圧下によ
り、対の分割上金型同士を押圧接近させると共に、この
対の分割上金型をアンビル上に配置された下金型に対し
て相対圧下させて、板状のウエブ面から突出させた薄肉
リブを有する薄肉ウエブリブ部材を成形するに際し、上
記目的を達成するために、以下の技術的手段を講じたこ
とを特徴とする。

【０００８】すなわち、第１の発明は、対の分割上金型
同士の押圧接近と下金型に対する圧下とを同時に行い、
かつ対の分割上金型同士の押圧接近量よりも下金型に対
する圧下量を高めてウエブ部の加圧を完了させる第１工
程と、対の分割上金型同士の押圧接近のみを行ってリブ
部の加圧を完了させる第２工程とを連続して行うことを
特徴とする。

【０００９】第２の発明は、対の分割上金型の下金型に
対する圧下のみを行う第１工程と、対の分割上金型同士
の押圧近接と下金型に対する圧下とを同時に行ってウエ
ブ部の加圧を完了させる第２工程と、対の分割上金型同
士の押圧接近のみを行ってリブ部の加圧を完了させる第
３工程とを順次連続して行うことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明では、対向面にリブ成形面部を有してな
る対の分割上金型それぞれを傾斜面部で摺動可能に保持
する対の楔機構を加圧ヘッドに備えるプレス装置を用
い、その加圧ヘッドの下アンビルに対する相対圧下によ
り、対の分割上金型同士を押圧接近させると共に、この
対の分割上金型をアンビル上に配置された下金型に対し
て相対圧下させるので、下金型上に配した素材に縦方向
および横方向からの加圧を加えて、板状のウエブ面から
傾斜して突出させた薄肉リブを有する薄肉ウエブリブ部
材に加圧成形することができる。

【００１１】ここで、薄肉ウエブ面から大きく突出させ
た薄肉傾斜リブを有する薄肉ウエブリブ部材を上記構成
のもとで加圧成形する場合の問題点を、その薄肉傾斜リ
ブと薄肉ウエブにおけるメタルフローの観点から解明す
る。

【００１２】いま、対象として考えている薄肉ウエブリ
ブ部材の成形手順を、その成形手順の説明図である〔図
５〕および〔図６〕のグラフを参照しながら、リブ部
(r) の成形工程（以下、工程Ｒという）と、ウエブ部
(w) の成形工程（以下、工程Ｗという）とに分解して検
討する。ここで、対の分割上金型の下金型に対する圧下
による縦方向の加圧は工程Ｗに対応し、対の分割上金型
同士の押圧近接による横方向の加圧は工程Ｒに対応する
ものである。

【００１３】まず、簡便な成形手順として、〔図５〕の
(a)図に示すように、工程Ｒを終えた後に工程Ｗを連続
して実施する成形方法を考えると、リブ部(r) を成形し
た後の工程Ｗにおいて、リブ部(r) の厚さｔ_r が小さく
なっているために、ウエブ部(w) からリブ部(r) へのメ
タルフローを起こさせるための金型面圧が次第に大きく
なって金型の許容面圧に到達し、金型に変形や割れを生
じさせるため、加圧成形を最後まで完了させることがで
きない。その状態を〔図６〕のグラフ中に点線(1R)およ
び(1W)で示す。なお、同グラフ中の(Ms)点はブランク形
状を、(Mf)点は目標とする最終形状をそれぞれ示す。

【００１４】すなわち、リブ部(r) へのメタルフローを
起こさせるためには、ウエブ部(w)の外周方向へのメタ
ルフローを規制する必要があり、また、外周方向へのメ
タルフローを規制される一方で、リブ部(r) へのメタル
フローが低下して行く状態において、そのウエブ部(w)
に対して縦方向の大きな加圧力が加わると容易に金型の
許容面圧に到達する。その反面、リブ部(r) での高さ方
向のメタルフローは、その目的より成形が完了するまで
規制されることがないので、横方向の大きな加圧力が加
わるとリブ部(r) の減厚が進展することになり、その成
形の最終段階近くまで金型面圧の上昇を低く抑えて許容
面圧に到達することを回避できる。

【００１５】一方、上記金型面圧の限界条件となるウエ
ブ部厚ｔ_w は、〔図６〕のグラフ中に曲線(p) で示すよ
うに、そのウエブ部(w) からの材料を流し込むリブ部
(r) の厚さｔ_r が大きくなるほど小さくなるので、その
限界ウエブ厚が最終ウエブ厚以下となる領域、つまり成
形力限界曲線(p) に未達の領域のみで工程Ｒを進めるこ
とができる。従って、そのままでは成形力限界曲線(p)
を越えてウエブ部厚ｔ_wを薄くできず、そのためには、
初期の工程Ｒでのリブ部厚ｔ_r を低く設定し、続いて工
程Ｗを中途まで進め、更に残された工程Ｒを完了させ、
続いて残された工程Ｗを完了させるという手順が必要に
なる。

【００１６】ここで、従来、比較的厚肉なウエブリブ部
材の成形に一般的に採用されている成形手順、つまり工
程Ｗと工程Ｒを同時に実施して最終形状に達するまで加
圧する成形方法を考えると、その加圧には縦方向の分力
が含まれるため、上記と同様の問題が生じる。また、こ
のことが薄肉ウエブリブ部材を加圧成形するに大きな阻
害要因となっていた。その状態を〔図６〕のグラフ中に
点線(2R-W)で示す。

【００１７】次いで、別の簡便な成形手順として、〔図
５〕の (b)図に示すように、工程Ｗを終えた後に工程Ｒ
を連続して実施する成形方法を考えると、ウエブ部(w)
を成形する工程Ｗにおいて、リブ部厚ｔ_r とウエブ部厚
ｔ_w の比が次第に大きくなっていくため、ウエブ部から
リブ部へのメタルフローが不足するようになり、リブ部
(r) の付け根部の下面側に引け欠陥が生じ、加圧成形を
最後まで完了させることができない。その状態を〔図
６〕のグラフ中に点線(3W)で示す。

【００１８】一方、上記引け欠陥の限界条件となるウエ
ブ部厚ｔ_w は、〔図６〕のグラフ中に曲線(m) で示すよ
うに、そのウエブ部(w) からの材料を流し込むリブ部
(r) のリブ部厚ｔ_r が小さくなるほど大きくなるので、
初期の工程Ｗではその限界ウエブ厚までしか進めること
ができず、その後は引け欠陥の限界条件に沿って、つま
りメタルフロー限界曲線(m) 上に沿って、工程Ｒと工程
Ｗとを繰り返すか、ないしは同時に行うことが必要とな
る。

【００１９】ここで、上記各成形手順で生じる限界条件
を整理して考察すると、まず、金型面圧の限界条件はリ
ブ部厚ｔ_r が大きいと小さくなる。また、工程Ｗ（縦方
向の加圧）だけを進めると、金型許容面圧に到達するこ
とが回避できないが、工程Ｒ（横方向の加圧）だけでは
金型面圧を低く抑えて回避可能である。一方、引け欠陥
の限界条件は、工程Ｗでのリブ部厚ｔ_r とウエブ部厚ｔ
_w の比をある範囲内に抑えると回避できる。従って、リ
ブ部厚ｔ_r が最終厚さより大きい間には、金型面圧およ
び引け欠陥の限界条件を避けて、ウエブ部厚ｔ_w を最終
厚さまで減厚することが可能であり、また、ウエブ部厚
ｔ_w を最終厚さまで減厚させた後は、金型面圧の限界条
件を避けられる工程Ｒだけでリブ部厚ｔ_r を最終厚に減
厚でき、よってその全加圧過程において金型面圧および
引け欠陥の限界条件を避けて、目的とする薄肉ウエブリ
ブ部材の成形を完了させることができる。

【００２０】すなわち、これを〔図６〕のグラフにより
説明すると、同グラフ中の(Ms)点から、一点鎖斜線で区
分した領域を経て、成形力限界(P) およびメタルフロー
限界(m) が小さくて共に外れる範囲(V) 内に向けて、工
程Ｗと工程Ｒとを同時または順次繰り返して行い、これ
により金型面圧および引け欠陥の限界条件を避けて、ウ
エブ部厚ｔ_w を最終厚さまで減少させ、続いて、実線(4
R)で示すように、残された工程Ｒを行い、つまり金型面
圧の上昇が抑え易い横方向の加圧力を加えて、リブ部厚
ｔ_r を最終厚みまで減少させることで、その全加圧過程
において、金型面圧および引け欠陥の限界条件を避けて
成形を完了させることができる。

【００２１】また、上記ブランク形状を表す点(Ms)から
一点鎖斜線で区分した領域を経て、範囲(V) 内に向けて
加圧する手順を考察すると、工程Ｒを優先させた手順で
は、リブ部厚ｔ_r を早期に狭めるので得策ではなく、一
方、工程Ｗをメタルフロー限界(m) の寸前まで先行させ
た後に、その限界曲線に沿って工程Ｒと工程Ｗとを行う
手順では、分割上金型の縦・横方向の加圧制御が複雑に
なり実用に適さない。

【００２２】従って、その好ましい手順としては、１つ
は、工程Ｒと工程Ｗを同時に行い、かつ工程Ｒよりも工
程Ｗの加圧量を高めて、同グラフ中に実線(4W-R)で示す
ように、(Ms)点から(V) 範囲の略中心となる(G) 点に向
かう比率の加圧を実施し、リブ部厚ｔ_r の大きい間にウ
エブ部厚ｔ_w を最終の厚みまで減少させる方法であり、
また１つは、同グラフ中に実線(4'W) で示すように、工
程Ｗをメタルフロー限界(m) からみて余裕のあるところ
まで先行させ、続いて工程Ｒと工程Ｗとを同時に行い、
同グラフ中に実線(4'W-R) で示すように、(V) 範囲の略
中心となる(G)点に向かう比率の加圧を実施し、リブ部
厚ｔ_r の大きい間にウエブ部厚ｔ_w を最終の厚みまで減
少させる方法である。そして、これに続いて、実線(4R)
で示すように、残された工程Ｒを行ってリブ部厚ｔ_r を
最終厚みまで減少させることで、その全加圧過程におい
て、金型面圧および引け欠陥の限界条件を避けて成形を
完了させることができ、また対の分割上金型の加圧制御
も容易となる。

【００２３】ここで、第１の発明では、対の分割上金型
同士の押圧接近と下金型に対する圧下とを同時に行い、
かつ対の分割上金型同士の押圧接近量よりも下金型に対
する圧下量を高めてウエブ部の加圧を完了させる第１工
程（上記工程Ｗ＋工程Ｒ）と、対の分割上金型同士の押
圧接近のみを行ってリブ部の加圧を完了させる第２工程
（上記工程Ｒ）とを連続して行うので、その全加圧成形
過程において金型面圧および引け欠陥の限界条件を避け
ることができ、よって金型変形や引け欠陥を生じさせる
ことなく、所期の薄肉ウエブリブ部材をネットシェイプ
にかつ効率良く成形することができる。

【００２４】また、第２の発明では、対の分割上金型の
下金型に対する圧下のみを行う第１工程（上記工程Ｗ）
と、対の分割上金型同士の押圧近接と下金型に対する圧
下とを同時に行ってウエブ部の加圧を完了させる第２工
程（上記工程Ｗ＋工程Ｒ）と、対の分割上金型同士の押
圧接近のみを行ってリブ部の加圧を完了させる第３工程
（上記工程Ｒ）とを順次連続して行うので、その全加圧
成形過程において金型面圧および引け欠陥の限界条件を
避けることができ、よって金型変形や引け欠陥を生じさ
せることなく、所期の薄肉ウエブリブ部材をネットシェ
イプにかつ効率良く成形することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。〔図１〕は本発明の実施例の薄肉ウエブリ
ブ部材の成形に用いたプレス装置の概要構成を示す正断
面図である。

【００２６】〔図１〕に示すプレス装置は、上部にメイ
ンラム(2) 、下部に図示省略のノックアウト機構を備え
た極一般的な構成のプレス本体(1) の作業部に、対の楔
機構(4),(4')を有する加圧ヘッド(3) と、この加圧ヘッ
ド(3) に伸縮可能な複数の連結ロッド(7) を介して間隔
を隔てて連結された下アンビル(6) と、それら加圧ヘッ
ド(3) と下アンビル(6) の間に配された対の分割上金型
(8),(8')および下金型(9) とをダイセットの形態で配置
してなる。

【００２７】ここで、加圧ヘッド(3) は、その両下側部
で対向して配され、かつ互いの対向面に下方に向かって
広がる傾斜摺動面部(4a),(4a')を設けた対の楔機構(4),
(4')を備えると共に、その対の楔機構(4),(4')の内側部
に、出力軸を下方に向けた対の補助シリンダ(5),(5')を
備えてなる。

【００２８】また、対の分割上金型(8),(8')は、互いの
対向面に、成形対象とする薄肉ウエブリブ部材の傾斜リ
ブを成形する成形面部(8a),(8a')を備えてなるもので、
それぞれの外側面部を対の楔機構(4),(4')の傾斜摺動面
部(4a),(4a')に斜め方向に摺動移動可能に係合されると
共に、上面部を補助シリンダ(5),(5')の出力軸の端面に
水平方向に摺動移動可能に係合保持されて、下金型(9)
の上方で対をなして配置されている。

【００２９】また、下金型(9) は、成形対象とする薄肉
ウエブリブ部材のウエブの外郭形状に合わせた平面外郭
形状の主受圧金型(9a)と、この主受圧金型(9a)に上下方
向に摺動移動可能に外嵌めされ、上部外周に拡径部をも
つ筒状の外縁規定金型(9b)と、その主受圧金型(9a)と外
縁規制金型(9b)とを下方から保持し、かつ、外縁規制金
型(9b)をバネ(10)を介して所定量上下動させる保持凹部
(9d)を設けた保持金型(9c)とを備えてなる。また、その
保持金型(9c)は、下アンビル(6) 上に固定配置される一
方、主受圧金型(9a)は、前記図示省略のノックアウト機
構の作動によって単独で上昇可能とされている。

【００３０】このプレス装置は、上記構成配置のもと
で、メインラム(2) の作動により加圧ヘッド(3) を圧下
させ、その圧下動によって対の分割上金型(8),(8')を、
互いに近接する水平方向に押圧接近させると共に、下金
型(9) に向けて同期して圧下させることのできるものと
されている。

【００３１】第１実施例として、上記プレス装置を用
い、基部となす薄肉平板状のウエブ面から斜めに突出さ
せた薄肉傾斜リブを有する薄肉ウエブリブ部材を、その
成形手順の説明図である〔図２〕に示す手順にて加圧成
形した。

【００３２】まず、〔図１〕に示すように、下金型(9)
の主受圧金型(9a)上に所定温度に加熱されたブランク
(B) を装入する。なお、本実施例でのブランク(B) は、
Ｔｉ合金材からなり、平面外郭形状を外縁規制金型(7b)
内に僅少の間隙をもって挿入できる形状とされると共
に、リブ成形対象部となる中央部を上方に膨出させた縦
断面形状に予備成形されてなるものである。

【００３３】そして第１工程として、プレス装置(1) の
メインラム(2) によって、加圧ヘッド(3) を一定速度で
圧下させる一方、対の補助シリンダ(5),(5')を作動させ
て、〔図２〕の (a)図に示すように、この加圧ヘッド
(3) の楔機構(4),(4')に係合保持されている分割上金型
(8),(8')同士を押圧接近させると共に、下金型(9) に向
けて圧下させた。

【００３４】このとき、対の分割上金型(8),(8')同士の
押圧接近量よりも下金型(9) に対する圧下量を高め、か
つ下金型(9) に対する圧下は、その下金型(9) の外縁規
定金型(9b)の上部外周の拡径部が保持金型(9c)の上面に
当接して停止するまで行わせ、これによってリブ部(r)
を最終厚さの約1.5 倍とする中間段階で止める一方、ウ
エブ部(w) を最終厚さまで減厚させた。

【００３５】続いて第２工程として、下金型(9) の外縁
規定金型(9b)の下降が停止すると同時に、対の補助シリ
ンダ(5),(5')の背圧を逃がし、〔図２〕の (b)図に示す
ように、対の分割上金型(8),(8')の下金型(9) に対する
圧下を止める一方、その対の分割上金型(8),(8')同士を
押圧接近させ、中間段階のリブ部(r) を最終厚さまで減
厚させて加圧成形を完了し、所期の形状の薄肉ウエブリ
ブ部材を得た。

【００３６】上記手順で成形する本実施例では、その第
１工程において、ウエブ部(w) は、外縁規定金型(9b)の
下降停止にて規定される主受圧金型(9a)への対の分割上
金型(8),(8')の圧下によって所定の厚さに成形されると
共に、その圧下によるウエブ部(w) での外周方向のメタ
ルフローは外縁規定金型(9b)にて規定される。一方、リ
ブ部(r) の減厚は中間段階で止められているので、つま
り対の分割上金型(8),(8')の対向する成形面部(8a),(8
a')間の間隔は未だ広い間隔とされているので、その圧
下によるブランク(B) のメタルフローは抵抗の低いリブ
部(r) に向かって流れ、対の分割上金型(8),(8')の成形
面部(8a),(8a')間で高さを高める。従って、その第１工
程では、金型面圧の限界条件を避けて、ウエブ部(w) を
最終厚さまで減厚させることができる。また、対の分割
上金型(8),(8')同士の押圧接近速度と下金型(9) に対す
る圧下速度は、一定の比率に設定すれば良く、その作動
制御も容易である。

【００３７】また第２工程において、リブ部(r) は、対
の分割上金型(8),(8')同士の押圧接近によって、それら
の成形面部(8a),(8a')間に沿う斜め上方へのメタルフロ
ーを生じて所定の厚さに成形されるが、成形に必要な材
料は第１工程によって両者間に流し込まれており、か
つ、その目的より上方へのメタルフローは、成形が完了
するまで規制されないので、比較的小さな加圧力でリブ
部(r) の減厚が進展し、引け欠陥を生じることなく高さ
を高める。従って、その第２工程では、金型面圧の限界
条件を回避し、かつ引け欠陥を生じることなく、リブ部
(r) を最終厚さまで減厚させることができ、よって所期
の薄肉ウエブリブ部材をネットシェイプに、かつ引け欠
陥の無い良好な製品として加圧成形することができる。
また、以上の第１および第２工程を通じて、加圧ヘッド
(3) は一定速度で圧下させれば良いのでプレス装置(1)
の作動制御が容易であり、その加圧成形を効率良く行う
ことができる。

【００３８】続いて第２実施例として、上記プレス装置
を用い、上記と同じ薄肉傾斜リブを有する薄肉ウエブリ
ブ部材を、その成形手順の説明図である〔図３〕に示す
手順にて加圧成形した。

【００３９】まず、第１実施例と同様に、所定温度に加
熱されたＴｉ合金材からなるブランク(B) を下金型(9)
の主受圧金型(9a)上に装入する。

【００４０】そして第１工程として、プレス装置(1) の
メインラム(2) によって、加圧ヘッド(3) を一定速度で
圧下させる一方、対の補助シリンダ(5),(5')の背圧をブ
ロックして、〔図３〕の (a)図に示すように、この加圧
ヘッド(3) の楔機構(4),(4')に係合保持されている分割
上金型(8),(8')を下金型(9) に向けて圧下させて、ウエ
ブ部(w) を減厚させた。このとき、対の分割上金型(8),
(8')の対向する成形面部(8a),(8a')間の間隔はリブ部
(r) の最終厚さの約 2〜 2.5倍に設定し、ウエブ部(w)
の減厚は約50％の中間段階で止めた。

【００４１】続いて第２工程として、加圧ヘッド(3) の
圧下を継続させる一方、対の補助シリンダ(5),(5')を作
動させて、〔図３〕の (b)図に示すように、対の分割上
金型(8),(8')同士を押圧接近させると共に、下金型(9)
に向けて圧下させた。このとき、対の分割上金型(8),
(8')同士の押圧接近量と下金型(9) への圧下量とを略等
しくし、かつ下金型(9) に対する圧下は、その下金型
(9) の外縁規定金型(9b)の上部外周の拡径部が保持金型
(9c)の上面に当接して停止するまで行わせ、これによっ
てリブ部(r) を最終厚さの約 1.5倍とする中間段階で止
める一方、ウエブ部(w) を最終厚さまで減厚させた。

【００４２】続いて第３工程として、下金型(9) の外縁
規定金型(9b)の下降が停止すると同時に、対の補助シリ
ンダ(5),(5')の背圧を逃がし、〔図３〕の (c)図に示す
ように、対の分割上金型(8),(8')の下金型(9) に対する
圧下を止める一方、その対の分割上金型(8),(8')同士を
押圧接近させて、中間段階で止めていたリブ部(r) を最
終厚さまで減厚させて、その加圧成形を完了し、所期の
形状の薄肉ウエブリブ部材を得た。

【００４３】上記手順で成形する本実施例では、その第
１工程において、ウエブ部(w) は、主受圧金型(9a)への
対の分割上金型(8),(8')の圧下によって中間段階の厚さ
に成形されると共に、その圧下によるウエブ部(w) での
外周方向のメタルフローは外縁規定金型(9b)にて規定さ
れる。一方、リブ部(r) の厚さは、つまり対の分割上金
型(8),(8')の成形面部(8a),(8a')間の間隔は広い間隔に
設定されているので、その圧下によるブランク(B) のメ
タルフローは抵抗の低いリブ部(r) に向かって流れ、対
の分割上金型(8),(8')の成形面部(8a),(8a')間で高さを
高める。従って、その第１工程では、ウエブ部(w) を減
厚させる一方で、リブ部(r) への円滑なメタルフローを
起こさせることができ、よって引け欠陥の限界条件を避
けることができる。また、対の分割上金型(8),(8')の下
金型(9) に対する圧下速度は、加圧ヘッド(3) の圧下速
度と等しくて良く、その作動制御も容易である。

【００４４】また第２工程において、ウエブ部(w) は、
外縁規定金型(9b)の下降停止にて規定される主受圧金型
(9a)への対の分割上金型(8),(8')の圧下によって所定の
厚さに成形されると共に、その圧下によるウエブ部(w)
での外周方向のメタルフローは外縁規定金型(9b)にて規
定される。一方、リブ部(r) の減厚は中間段階で止めら
れているので、つまり対の分割上金型(8),(8')の対向す
る成形面部(8a),(8a')間の間隔は未だ広い間隔とされて
いるので、その圧下によるブランク(B) のメタルフロー
は抵抗の低いリブ部(r) に向かって流れ、対の分割上金
型(8),(8')の成形面部(8a),(8a')間で高さを高める。従
って、その第２工程では、金型面圧および引け欠陥の限
界条件を避けて、ウエブ部(w) を最終厚さまで減厚させ
ることができる。また、対の分割上金型(8),(8')同士の
押圧接近速度と下金型(9) に対する圧下速度は、一定の
比率に設定すれば良く、その作動制御も容易である。

【００４５】また第３工程において、リブ部(r) は、対
の分割上金型(8),(8')同士の押圧接近によって、それら
の成形面部(8a),(8a')間に沿う斜め上方へのメタルフロ
ーを生じて所定の厚さに成形されるが、成形に必要な材
料は第１および第２工程によって両者間に流し込まれて
おり、かつ、その目的より上方へのメタルフローは、成
形が完了するまで規制されないので、比較的小さな加圧
力でリブ部(r) の減厚が進展し、引け欠陥を生じること
なく高さを高める。従って、その第３工程では、金型面
圧の限界条件を回避し、かつ引け欠陥を生じることな
く、リブ部(r) を最終厚さまで減厚させることができ、
よって、第１実施例と同様に、所期の薄肉ウエブリブ部
材をネットシェイプに、かつ引け欠陥の無い良好な製品
として加圧成形することができる。また、以上の第１〜
第３工程を通じて、第１実施例と同様に、加圧ヘッド
(3) は一定速度で圧下させれば良いのでプレス装置(1)
の作動制御が容易であり、その加圧成形を効率良く行う
ことができる。

【００４６】なお、上記２実施例では、薄肉平板状のウ
エブ面から斜めに突出させた薄肉傾斜リブを有する薄肉
ウエブリブ部材の成形例について述べたが、本発明方法
は、ウエブ面から傾斜せずに突出させ、かつ厚さに対す
る高さ比の大きな薄肉リブを有する薄肉ウエブリブ部材
についても、上記２実施例と同様な成形手順のもとで、
ネットシェイプに、かつ引け欠陥の無い良好な製品とし
て、効率良く加圧成形することができる。

【００４７】また、上記２実施例では、上部にメインラ
ムを備えたプレス装置を用いたが、これは１例であっ
て、本発明方法では、縦方向の加圧力を加圧ヘッドに設
けた楔機構によって横方向の加圧に変換できる機能を備
えてなるプレス装置であれば、例えば〔図４〕に示すよ
うに、上部に固定クロスヘッド(13)、下部にメインラム
(12)を備えたプレス本体(11)の作業部に、〔図１〕で示
したものと同構成のダイセットを配置してなるプレス装
置を用いることができることは言うまでもない。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係る薄肉ウエブリブ部材の成形
方法によれば、楔機構を備えるプレス装置を用いて、薄
肉なウエブ面から傾斜して突出する薄肉傾斜リブまたは
厚さに対する高さ比の大きな薄肉リブを有する薄肉ウエ
ブリブ部材をネットシェイプにかつ効率良く成形するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の薄肉ウエブリブ部材の成形に
用いたプレス装置の概要構成を示す正断面図である。

【図２】本発明の第１実施例の薄肉ウエブリブ部材の成
形手順の説明図である。

【図３】本発明の第２実施例の薄肉ウエブリブ部材の成
形手順の説明図である。

【図４】本発明の薄肉ウエブリブ部材の成形に用いられ
る別のプレス装置の概要構成を示す正断面図である。

【図５】本発明に関わる薄肉ウエブリブ部材の成形手順
とメタルフローとの関係を説明するための概念図であ
る。

【図６】本発明に関わる薄肉ウエブリブ部材の成形手順
と金型面圧および引け欠陥の限界条件との関係を説明す
るためのグラフである。

【符号の説明】

(1) --プレス装置、(2) --メインラム、(3) --加圧ヘッ
ド、(4),(4')--楔機構、(4a),(4a')--傾斜摺動面部、
(5),(5')--補助シリンダ、(6) --下アンビル、(7) --連
結ロッド、(8),(8')--分割上金型、(8a),(8a')--成形面
部、(9) --下金型、(9a)--主受圧金型、(9b)--外縁規定
金型、(9c)--保持金型、(9d)--保持凹部、(10)--バネ、
(B) --ブランク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金丸 信夫 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向面にリブ成形面部を有してなる対の
   分割上金型それぞれを傾斜面部で摺動可能に保持する対
   の楔機構を加圧ヘッドに備えるプレス装置を用い、その
   加圧ヘッドの下アンビルに対する相対圧下により、対の
   分割上金型同士を押圧接近させると共に、この対の分割
   上金型をアンビル上に配置された下金型に対して相対圧
   下させて、板状のウエブ面から突出させた薄肉リブを有
   する薄肉ウエブリブ部材を成形するに際し、対の分割上
   金型同士の押圧接近と下金型に対する圧下とを同時に行
   い、かつ対の分割上金型同士の押圧接近量よりも下金型
   に対する圧下量を高めてウエブ部の加圧を完了させる第
   １工程と、対の分割上金型同士の押圧接近のみを行って
   リブ部の加圧を完了させる第２工程とを連続して行うこ
   とを特徴とする薄肉ウエブリブ部材の成形方法。
2. 【請求項２】 対向面にリブ成形面部を有してなる対の
   分割上金型それぞれを傾斜面部で摺動可能に保持する対
   の楔機構を加圧ヘッドに備えるプレス装置を用い、その
   加圧ヘッドの下アンビルに対する相対圧下により、対の
   分割上金型同士を押圧接近させると共に、この対の分割
   上金型をアンビル上に配置された下金型に対して相対圧
   下させて、板状のウエブ面から突出させた薄肉リブを有
   する薄肉ウエブリブ部材を成形するに際し、対の分割上
   金型の下金型に対する圧下のみを行う第１工程と、対の
   分割上金型同士の押圧近接と下金型に対する圧下とを同
   時に行ってウエブ部の加圧を完了させる第２工程と、対
   の分割上金型同士の押圧接近のみを行ってリブ部の加圧
   を完了させる第３工程とを順次連続して行うことを特徴
   とする薄肉ウエブリブ部材の成形方法。