JPH0790293B2 - Warm deep drawing method for aluminum plate - Google Patents
Warm deep drawing method for aluminum plateInfo
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- JPH0790293B2 JPH0790293B2 JP63315648A JP31564888A JPH0790293B2 JP H0790293 B2 JPH0790293 B2 JP H0790293B2 JP 63315648 A JP63315648 A JP 63315648A JP 31564888 A JP31564888 A JP 31564888A JP H0790293 B2 JPH0790293 B2 JP H0790293B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルミニウム板材の温間深絞り加工方法および
装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a warm deep drawing method and apparatus for an aluminum plate.
アルミニウム板材およびアルミニウム合金板材のうち軟
鋼板相当の強度を持つものは、軟鋼板に比べて延性が乏
しくr値が低いため深絞り性に劣っており、このことは
時に断面形状が異形の場合顕著である。しかしながら、
軟鋼板に替えてこれらのアルミニウム合金板材を使用で
きれば、大幅な重量軽減が可能となるので、これまでア
ルミニウム板材の温間深絞り加工についても様々な方法
が検討されてきた。Aluminum sheets and aluminum alloy sheets that have strength equivalent to mild steel sheets are inferior in deep drawability due to poor ductility and low r value compared to mild steel sheets, which is sometimes remarkable when the cross-sectional shape is irregular. Is. However,
If these aluminum alloy sheet materials can be used in place of mild steel sheets, the weight can be significantly reduced. Therefore, various methods have been studied so far for warm deep drawing of aluminum sheet materials.
温間深絞り加工は周知のとおり、被加工物を室温以上に
加熱して深絞り加工を行うものであるが、その際、如何
に深絞り性を高め、かつ焼付きやそれによるかじりを防
止できるかということが課題となる。このような課題を
解決するため従来より、特に加熱方法、潤滑剤、および
金型材料に付いての検討がなされてきた。As is well known, warm deep drawing is performed by heating the work piece to room temperature or higher to perform deep drawing, but at that time, how deep drawability is improved and seizure and galling due to it are prevented. The issue is whether it can be done. In order to solve such problems, conventionally, studies have been made particularly on heating methods, lubricants, and mold materials.
加熱方法としては、i)材料のみ加熱するもの、ii)材
料を加熱し、別に金型も加熱するもの、iii)金型を加
熱し、この熱で材料を加熱するもの等、があるが、特に
連続加工を指向する場合には上記iii)の方法が適用さ
れるのが一般的である。The heating method includes i) heating only the material, ii) heating the material and separately heating the mold, and iii) heating the mold and heating the material with this heat. Especially when directed to continuous machining, the method of iii) is generally applied.
潤滑剤については、大豆油、テトラフルオロエチレン
(通称テフロン:商品名)製のシート、ポリマー中にグ
ラファイトを混入させたもの、あるいは、グリースや潤
滑材にグラファイトや二硫化モリブデンまたは雲母を混
入させたもの、等がある。As the lubricant, soybean oil, a sheet made of tetrafluoroethylene (commonly called Teflon: trade name), a polymer mixed with graphite, or grease or a lubricant mixed with graphite, molybdenum disulfide or mica There are things, etc.
金型材料についての検討は少なく、特にステンレス鋼の
絞り用金型としては、鋼アルミニウム合金製のものが焼
付き防止の点などで効果的とされ、使用されている。There have been few studies on die materials, and as a die for drawing stainless steel, one made of steel aluminum alloy is considered to be effective in preventing seizure and is used.
そしてアルミニウム板材の温間深絞り加工においても上
記各項目についての検討がなされている。Also in the warm deep drawing of aluminum sheet material, the above-mentioned items are being studied.
しかしながら、未だアルミニウム板の温間深絞り加工
は、特に絞り深さや焼付きの点で満足できる結果が得ら
れておらず、アルミニウム材に関しては温間深絞りの温
度効果は期待できないとの報告(プレス技術:第25巻,
第9号,P68)もある。However, warm deep drawing of aluminum sheet has not yet been satisfactory in terms of drawing depth and seizure, and it is reported that the temperature effect of warm deep drawing cannot be expected for aluminum materials ( Pressing technology: Volume 25,
There is also No. 9, P68).
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、上記各加
工条件等の更なる詳究を行なうとともにそれら加工条件
等の多面的な検討を実施することで、上述の如く極めて
利用価値の高いアルミニウム板の効果的な温間深絞り加
工法を確立・実現し、提供することを目的とするもので
ある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is extremely useful as described above by further studying the above-mentioned processing conditions and the like and carrying out a multifaceted examination of the processing conditions and the like. The purpose is to establish, realize and provide an effective warm deep drawing method for aluminum sheets.
本発明に係るアルミニウム板材の温間深絞り加工方法
は、少なくとも深絞り用金型のダイスおよびブランクホ
ルダーにおける被加工材と接触する面とコーナー部とを
銅アルミニウム合金より構成した金型を使用すると共
に、加工前に、雲母粉末を重量比5%以上20%以下の範
囲で混入分散させた工業用潤滑材(グリース、石鹸、ワ
ックス、エマルジョン、動植物油脂、合成エステルのい
ずれか)を被加工材表面に塗布することを特徴とするも
の、および、少なくとも深絞り用金型のダイスおよびブ
ランクホルダーにおける被加工材と接触する面とコーナ
ー部とを銅アルミニウム合金より構成した金型を使用す
ると共に、前記ダイスおよびブランクホルダーの表面温
度を180℃以上300℃以下の範囲とし、かつポンチの表面
温度を前記ダイスおよびブランクホルダーの表面温度に
対し20℃〜250℃低く設定することを特徴とするもので
ある。The warm deep drawing method of an aluminum plate material according to the present invention uses a mold in which at least a surface of a die for deep drawing and a surface of a blank holder that come into contact with a workpiece and a corner portion are made of a copper aluminum alloy. At the same time, before processing, an industrial lubricant (any one of grease, soap, wax, emulsion, animal and vegetable fats and oils, synthetic ester) in which mica powder is mixed and dispersed in a range of 5% to 20% by weight is a processed material. What is characterized by being applied to the surface, and, at least with the die of the deep-drawing die and the die and the surface of the blank holder in contact with the workpiece in the blank holder, and a die made of a copper aluminum alloy, The surface temperature of the die and the blank holder is in the range of 180 ° C or higher and 300 ° C or lower, and the surface temperature of the punch is set to the die and The surface temperature of the rank holder to is characterized in that the set 20 ° C. to 250 DEG ° C. lower.
さらに上記2つの方法を併合して実施した場合には、際
立った効果を得ることができる。Further, when the above two methods are combined and carried out, a remarkable effect can be obtained.
銅アルミニウム合金は、摩擦係数が小さく滑り性がよい
ため特に深絞り用金型としては良好な性能を発揮する。
また、雲母を適量潤滑基剤中に混入することにより焼付
き防止作用が得られ、これを銅アルミニウム合金からな
る金型と併用することで双方の相乗効果により優れた焼
付き・かじり防止効果が発揮される。また、加工時の金
型およびポンチの表面温度を上記範囲に設定することに
よりアルミニウム板材の優れた深絞り性が得られる。The copper-aluminum alloy exhibits a good performance especially as a deep drawing mold because of its small friction coefficient and good slipperiness.
Also, by mixing an appropriate amount of mica in the lubricant base, seizure prevention effect can be obtained, and by using this together with a mold made of a copper aluminum alloy, an excellent seizure / galling prevention effect can be obtained due to the synergistic effect of both. To be demonstrated. Further, by setting the surface temperature of the die and the punch at the time of processing within the above range, excellent deep drawability of the aluminum plate material can be obtained.
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明に係るアルミニウム板材の温間深絞り加
工方法を実施するのに用いられる装置の一例を示したも
ので、全体として符号1が温間深絞り加工装置、Bは加
工すべきブランク(被加工物)、2はダイス、3はブラ
ンクホルダー、4はポンチ、5はブランクホルダー3を
押圧するための作動機構、6は断熱材である。本発明に
係る前記ブランクBはアルミニウム板材である。ポンチ
4の作動機構は略してある。また該温間深絞り加工装置
1はこの場合、図示の如く異形成形、すなわち同時に2
箇所の絞り部を形成するものとなっている。FIG. 1 shows an example of an apparatus used for carrying out the warm deep drawing method for an aluminum plate material according to the present invention. Reference numeral 1 is a warm deep drawing apparatus as a whole, and B is to be processed. A blank (workpiece), 2 is a die, 3 is a blank holder, 4 is a punch, 5 is an operating mechanism for pressing the blank holder 3, and 6 is a heat insulating material. The blank B according to the present invention is an aluminum plate material. The operation mechanism of the punch 4 is omitted. Further, in this case, the warm deep drawing apparatus 1 has a different shape as shown in FIG.
It is intended to form a narrowed portion.
前記ダイス2におけるブランクBと接触する面(接触
面)2aとコーナー部2b、および前記ブランクホルダー3
における接触面3aとコーナー部3bは銅アルミニウム合金
(Cu−Al合金)により構成されている。さらに本実施例
では、前記ポンチ4におけるブランクBと接触する面つ
まりポンチ頭部4aも銅アルミニウム合金で構成したもの
となっている。この場合の銅アルミニウム合金として
は、A15%〜15%を含む他、Pb,Fe,Zn,Mn,Ni,Co等の1種
または2種以上を各々10%(いずれも重量比)未満含有
するCu合金が好ましい。A surface (contact surface) 2a and a corner portion 2b of the die 2 which come into contact with the blank B, and the blank holder 3
The contact surface 3a and the corner portion 3b in are made of a copper aluminum alloy (Cu-Al alloy). Further, in this embodiment, the surface of the punch 4 that contacts the blank B, that is, the punch head 4a is also made of a copper aluminum alloy. In this case, the copper-aluminum alloy contains 15% to 15% of A, and also contains one or more of Pb, Fe, Zn, Mn, Ni, Co, etc. at less than 10% (all by weight). Cu alloys are preferred.
前記ダイス2およびブランクホルダー3には、これらを
加熱するためのヒーター7(ダイス加熱用)、8(ブラ
ンクホルダー加熱用)が、また前記ポンチ4には、これ
を加熱するためのヒーター9(ポンチ加熱用)および冷
却するための冷却水配管9′(ポンチ冷却用)がそれぞ
れ内臓されている。これらヒーター7,8,9は、電気式の
リングヒーター、パイプヒーター、バンドヒーター等い
ずれのものでもよく、前記ダイス2等の内部に直接挿入
されている。これらヒーター7,8,9、および冷却水配管
9′は第2図に簡略化して示すように、コントローラ
(温度制御手段)10,11,12によりそれぞれ加熱温度・冷
却水流量を制御されるようになっている。これらコント
ローラー10(ダイス用),11(ブランクホルダー用),12
(ポンチ用)のうち、ダイス用コントローラー10と、ブ
ランクホルダー用コントローラー11は、ダイス2、ブラ
ンクホルダー3の温度を検出してヒーター7,8を制御
し、ダイス2およびブランクホルダー3を予め入力設定
された一定温度に保持する機能を有している。またポン
チ用コントローラー12は、ポンチ4の温度を検出すると
ともに演算出力器13による信号に基づきポンチ加熱用ヒ
ーター9、及び又は冷却水配管9′内を流れる冷却水量
を制御するものとなっている。演算出力器13は、ダイス
用コントローラー10およびブランクホルダー用コントロ
ーラー11からの温度情報に基づきポンチ用コントローラ
ー12に制御信号を送出するものである。The die 2 and the blank holder 3 have heaters 7 (for heating the die) and 8 (for heating the blank holder) for heating them, and the punch 4 has a heater 9 (for punching). A cooling water pipe 9 '(for punch cooling) for cooling and a cooling water pipe 9'for cooling are respectively incorporated. These heaters 7, 8 and 9 may be any of electric ring heaters, pipe heaters, band heaters and the like, and are directly inserted inside the die 2 or the like. These heaters 7, 8, 9 and the cooling water pipe 9'are controlled so that the heating temperature and the cooling water flow rate are respectively controlled by controllers (temperature control means) 10, 11, 12 as shown in FIG. It has become. These controllers 10 (for dice), 11 (for blank holder), 12
Of the die (for punches), the die controller 10 and the blank holder controller 11 detect the temperatures of the die 2 and the blank holder 3 to control the heaters 7 and 8, and input the die 2 and the blank holder 3 in advance. It has the function of maintaining the constant temperature. The punch controller 12 detects the temperature of the punch 4 and controls the punch heating heater 9 and / or the amount of cooling water flowing in the cooling water pipe 9'on the basis of a signal from the arithmetic output device 13. The calculation output device 13 sends a control signal to the punch controller 12 based on the temperature information from the die controller 10 and the blank holder controller 11.
次に、上記構成となる温間深絞り加工装置1の作用と共
に、本発明に係る温間深絞り加工方法について説明す
る。Next, the operation of the warm deep drawing apparatus 1 having the above-mentioned configuration and the warm deep drawing method according to the present invention will be described.
第1図におけるブランクBの表面(画面)には、本図状
態となる前工程において、雲母粉末を重量比5%以上20
%以下の範囲で混入分散させた潤滑剤を塗布しておく。
これら潤滑剤としては、工業用潤滑剤、例えばグリー
ス、石鹸、ワックス、エマルジョン、動植物油脂、合成
エステルのいずれのものであってもよいが、300℃まで
変質しないもので、かつ室温で潤滑性に優れているもの
とする。On the surface (screen) of blank B in FIG.
%, The lubricant mixed and dispersed in the range of not more than% is applied in advance.
These lubricants may be industrial lubricants such as grease, soap, wax, emulsion, animal and vegetable oils and fats, synthetic esters, but do not deteriorate up to 300 ° C. and have lubricity at room temperature. It should be excellent.
ここで、混入分散させる前記雲母粉末量を重量比5%以
上とするのは、5%以下ではその効果(焼き付き防止効
果)が発現せず、また重量比20%以下とするのは、20%
を越えてもその効果が一定でかつ絞り深さも変化しない
ためコスト高となるためである。Here, the amount of the mica powder mixed and dispersed is not less than 5% by weight, the effect (anti-seizure preventing effect) is not exhibited at 5% or less, and 20% is not more than 20% by weight.
This is because the effect is constant and the drawing depth does not change even if the value exceeds, and the cost increases.
上記の如く潤滑剤が塗布されたブランクBは、図示され
ない送り機構により、第1図の如くダイス2とブランク
ホルダー3との間にセットされる。この間、前記ダイス
加熱用、ブランクホルダー加熱用、ポンチ加熱用の各ヒ
ーター7,8,9は通電され(あるいは冷却水配管9′に冷
却水が流され)、ダイス2およびブランクホルダー3の
表面温度が180℃〜300℃となるように、またポンチ4の
表面温度は、それらダイス2およびブランクホルダー3
の温度に対し20℃〜250℃の範囲で低い温度となるよう
に温度調整される。これらダイス2、ブランクホルダー
3、ポンチ4の表面温度は前記ダイス用コントローラー
10、ブランクホルダー用コントローラー11、およびポン
チ用コントローラー12の指令により、加工中にあっても
前記範囲内における一定値に保持される。The blank B coated with the lubricant as described above is set between the die 2 and the blank holder 3 as shown in FIG. 1 by a feeding mechanism (not shown). During this time, the heaters 7, 8 and 9 for heating the die, for heating the blank holder, and for heating the punch are energized (or cooling water is made to flow in the cooling water pipe 9 '), and the surface temperature of the die 2 and the blank holder 3 is increased. Is 180 ° C to 300 ° C, and the surface temperature of the punch 4 is such that the die 2 and the blank holder 3
The temperature is adjusted to be a low temperature in the range of 20 ° C to 250 ° C. The surface temperature of these dice 2, blank holder 3 and punch 4 is the die controller.
By a command from the controller 10 for blank holder 11, and the controller 12 for punch, it is held at a constant value within the above range even during processing.
ここにおいて、ダイス2およびブランクホルダー3の表
面温度を180℃以上とするのは、180℃未満ではブランク
Bの伸びが僅かしか増加せず、またr値も室温と変わら
ず低い値であり温間加工の温度効果が無いためであり
(第3図参照)、一方300℃以下とするのは、該温度を
越える温度では潤滑油が変質し、洗浄不能となるためで
ある。ダイス2およびブランクホルダー3の設定表面温
度は、加工すべきブランクBの材質(合金種類)および
加工内容によって異なり、一般に伸び率の低い材質程、
また加工抵抗の大きい(例えば異形、絞り深さが大、
等)もの程、上記範囲における高い温度に設定される。Here, the surface temperature of the die 2 and the blank holder 3 is set to 180 ° C. or higher because the elongation of the blank B is slightly increased below 180 ° C. and the r value is a low value which is the same as room temperature. This is because there is no processing temperature effect (see FIG. 3), while the reason why the temperature is 300 ° C. or lower is that the lubricating oil deteriorates at a temperature above this temperature and cleaning becomes impossible. The set surface temperatures of the die 2 and the blank holder 3 differ depending on the material (alloy type) of the blank B to be processed and the processing content.
In addition, the processing resistance is large (for example, irregular shape, large drawing depth,
Etc.) is set to a higher temperature in the above range.
また、ダイス2およびブランクホルダー3の表面温度に
対するポンチ4の表面温度差はブランクBを形成するア
ルミニウム板材の材質、およびその時のダイス2、ブラ
ンクホルダー3の設定加熱温度等に応じて決定されるが
詳しくは後述する。上記温度差を20℃以上とするのは、
ダイス2およびブランクホルダー3に挾まれたブランク
Bのフランジ部の変形抵抗を低くする一方でポンチ4の
コーナー部(屈曲部)に対する部分の強度を高くすべく
両所に強度差を得るためで、また温度差を250℃以下と
するのは、これ以上の温度差を付けた場合、ブランクの
コーナー部の伸びが低下し過ぎ、時に異形断面の場合破
断するおそれがあるからである。Further, the surface temperature difference of the punch 4 with respect to the surface temperature of the die 2 and the blank holder 3 is determined according to the material of the aluminum plate material forming the blank B and the set heating temperature of the die 2 and the blank holder 3 at that time. Details will be described later. The temperature difference above 20 ℃ is because
In order to reduce the deformation resistance of the flange portion of the blank B sandwiched between the die 2 and the blank holder 3 while increasing the strength of the portion with respect to the corner portion (bent portion) of the punch 4, the strength difference is obtained at both places. The reason why the temperature difference is 250 ° C. or less is that when a temperature difference more than this is applied, the elongation of the corner portion of the blank is excessively reduced, and there is a risk of breakage in the case of an irregular cross section.
さて、実際の加工に当たっては、加熱されたダイス2と
ブランクホルダー3との間にブランクBを挾み、その状
態で数十秒間保持した後、温度分布を確認し、その条件
で保持したブランクBをポンチ4により深絞りする。Now, in actual processing, the blank B is sandwiched between the heated die 2 and the blank holder 3 and held in that state for several tens of seconds, then the temperature distribution is confirmed and the blank B held under that condition is held. Is deeply drawn by the punch 4.
深絞りの加工中において、一般にアルミニウム合金板材
は軟鋼板に比べて弾性係数が小さいため焼付きを起こし
やすいものであるが、金型部分のブランクと接触する部
分、すなわちダイス2の接触面2aおよびコーナー部2b
と、ブランクホルダー3の接触面3aおよびコーナー部3b
と、ポンチ頭部4aとは、既に述べたように銅アルミニウ
ム合金からなるものとしているため、摩擦係数が小さく
なり滑り性が良好となり、鋳鉄製や合金工具鋼製のもの
に比べ焼き付き現象が減少するものとなる。この傾向は
室温においても見ることができ、本発明に如き温間加工
においてその効果は顕著なものとなる。そして、その結
果、絞り深さを増すことができる。During deep drawing, aluminum alloy sheets generally have a smaller elastic coefficient than mild steel sheets and are therefore prone to seizure. However, the portion of the die portion that comes into contact with the blank, that is, the contact surface 2a of the die 2 and Corner part 2b
And the contact surface 3a and the corner portion 3b of the blank holder 3
Since the punch head 4a is made of a copper-aluminum alloy as described above, the friction coefficient is small and the slipperiness is good, and the seizure phenomenon is reduced compared to those made of cast iron or alloy tool steel. It will be done. This tendency can be seen even at room temperature, and its effect becomes remarkable in the warm working as in the present invention. As a result, the aperture depth can be increased.
以下に、本発明に係る2つの実施例と、その結果をそれ
ぞれ表−1および表−2に示す。Two examples according to the present invention and the results are shown below in Table-1 and Table-2, respectively.
<実施例1> 潤滑剤基剤を石鹸系潤滑剤として、雲母粉末と他の物質
(グラファイト)を混入させたとき、および雲母粉末の
混入量の違いによる温間深絞り性の変化に付いて実験し
た。金型は第1図のものを使用した。<Example 1> With reference to a change in warm deep drawability when a mica powder and another substance (graphite) were mixed with a soap base lubricant as a lubricant base and due to a difference in the mixing amount of the mica powder. I experimented. The mold used was that shown in FIG.
実験条件 △潤滑剤基剤:石鹸系潤滑剤 △ブランク材質および板厚:アルミニウム合金板材 A5
182P−O−1mmt. △ダイス2及びブランクホルダー3の表面温度:250℃. △ポンチ4の表面温度:200℃. 表−1から明らかなように、混入する雲母粉末が重量比
5%未満では絞り深さが低く、焼付きおよびかじりが発
生する。また、混入量が20%を越えても絞り深さに変化
は見られなかった。混入剤をグラファイトとした場合に
は、本実施例のように加工温度を高温としても絞り深さ
が変わらず、加えて焼付き、かじりが生じた。Experimental conditions △ Lubricant base: Soap-based lubricant △ Blank material and plate thickness: Aluminum alloy plate A5
182P-O-1mmt. △ Surface temperature of die 2 and blank holder 3: 250 ° C. △ Punch 4 surface temperature: 200 ° C. As is clear from Table 1, when the content ratio of the mixed mica powder is less than 5% by weight, the drawing depth is low and seizure and galling occur. Moreover, no change was observed in the drawing depth even when the amount of mixture exceeded 20%. When graphite was used as the admixture, the drawing depth did not change even when the processing temperature was high as in this example, and additionally seizure and galling occurred.
いずれにしても、雲母粉末を適当量(重量比5%〜20
%)混入分散した循環剤を使用した場合、高温になるに
従いグラファイトよりも絞り深さが大きくなり、良好な
高温深絞り性を示している。In any case, an appropriate amount of mica powder (weight ratio 5% to 20%
%) In the case of using the circulating agent mixed and dispersed, the drawing depth becomes larger than that of graphite as the temperature becomes higher, and a good high temperature deep drawing property is exhibited.
またブランクサイズが、第1図の場合よりも大きく、ダ
イス2およびブランクホルダー3における銅アルミニウ
ム合金からなる部分からはみ出る大きさのものであった
場合、雲母粉末を重量比10%混入させた石鹸系潤滑剤で
あっても150℃以上でブランクと接触した工具鋼の部分
(銅アルミニウム合金以外の部分)に強い焼付き・かじ
りが発生した。Further, when the blank size is larger than that in FIG. 1 and is a size that protrudes from the part made of the copper aluminum alloy in the die 2 and the blank holder 3, a soap-based mixture containing 10% by weight of mica powder is used. Even with a lubricant, strong seizure and galling occurred on the part of the tool steel (the part other than the copper-aluminum alloy) that was in contact with the blank at 150 ° C or higher.
このことより、焼付きまたはかじりの発生防止には、ダ
イス2、ブランクホルダー3の材質と雲母粉末を5%〜
20%(重量比)混入分散した石鹸系潤滑材の相乗効果が
あると解せられる。Therefore, in order to prevent the occurrence of seizure or galling, the material of the die 2 and the blank holder 3 and the mica powder should be 5% to 5%.
It can be understood that there is a synergistic effect of the soap-based lubricant in which 20% (weight ratio) is mixed and dispersed.
<実施例2> 潤滑剤として石鹸系潤滑剤基剤に雲母粉末を重量比10%
混入したものを使用したときの、ダイス2およびブラン
クホルダー3の表面温度とポンチ4の表面温度とを変化
させた時の温間深絞り性の変化に付いて実験した。金型
は同じく第1図に示したものを使用した。<Example 2> 10% by weight of mica powder in a soap-based lubricant base as a lubricant
An experiment was carried out on the change in the warm deep drawing property when the surface temperature of the die 2 and the blank holder 3 and the surface temperature of the punch 4 when the mixed material was used were changed. The mold used was the one shown in FIG.
実験条件 △ブランク材質および板厚:アルミニウム合金板剤 A5
182P−O−1mmt. △潤滑剤:石鹸系潤滑剤+雲母粉末10%(重量比) 上記表−2より、ダイス2およびブランクホルダー3の
表面温度が180℃未満では絞り深さが浅いことが解る。3
00℃を越える温度の場合は、潤滑剤が変質し黄色に変色
し、洗浄困難となった。また、ポンチ4と、ダイス2お
よびブランクホルダー3の表面温度との差が20℃以下で
は深絞り深さが浅く、同じく温度差が250℃を越えた場
合にも深絞り深さが浅くなる。さらに、この表−2に示
されない幾つかの点についても調べた結果、第4図に示
すような結果が得られた。図中、鎖線で示す右上がりの
直線eは、T1(ダイス2およびブランクホルダー3の温
度)とT2(ポンチ4の温度)とが同じとなる点を示して
いる。本発明は図中、点a,b,c,d,aにより囲まれる範囲
を、アルミニウム板材の温間深絞り加工を行う領域とし
たものであるが、この図は、実用上は図中斜線にて示す
領域内での加工を行うことが好ましいことを示してい
る。すなわち、例えば前記T1が200℃の場合はT2は約120
℃に、またT1が250℃の場合はT2は約50〜190℃に、T1が
300℃の場合はT2は55℃近くに設定するのが最も良好な
結果を得ることができるわけである。概略的には、T1が
低温(上記範囲内における低温)の場合T2は比較的高温
側へ、またT2が高温(上記範囲内における高温)の場合
T2は比較的低温側へ、そしてT1が上記範囲内における中
間的温度である場合はT2は広い範囲に管理できる、とい
った傾向がある。Experimental conditions △ Blank material and plate thickness: Aluminum alloy plate A5
182P-O-1mmt. △ Lubricant: Soap-based lubricant + Mica powder 10% (weight ratio) From Table 2 above, it is understood that the drawing depth is shallow when the surface temperature of the die 2 and the blank holder 3 is less than 180 ° C. 3
At temperatures above 00 ° C, the lubricant deteriorated and turned yellow, making cleaning difficult. Further, when the difference between the punch 4 and the surface temperature of the die 2 and the blank holder 3 is 20 ° C. or less, the deep drawing depth is shallow, and when the temperature difference exceeds 250 ° C., the deep drawing depth is also shallow. Further, as a result of investigating some points not shown in Table-2, the result shown in FIG. 4 was obtained. In the figure, a straight line e that is rising to the right with a chain line indicates that T 1 (the temperature of the die 2 and the blank holder 3) and T 2 (the temperature of the punch 4) are the same. The present invention, in the figure, the area surrounded by points a, b, c, d, a is the area for performing warm deep drawing of aluminum sheet material, but this figure is practically indicated by diagonal lines in the figure. It is shown that it is preferable to perform processing within the area indicated by. That is, for example, when T 1 is 200 ° C., T 2 is about 120.
℃, and if T 1 is 250 ℃, T 2 is about 50-190 ℃, T 1 is
In the case of 300 ° C, the best result can be obtained by setting T 2 near 55 ° C. In general, when T 1 is low temperature (low temperature in the above range), T 2 is relatively high temperature side, and when T 2 is high temperature (high temperature in the above range)
T 2 are relatively to the cold side, and T 1 is the case where the intermediate temperature within the range T 2 are capable of managing a wide range, there is a tendency such.
一般に、アルミニウム板に限らず、深絞り加工において
このようにブランクの中心部と周辺部とに温度差をもた
らすことにより強度差を与え、それにより限界絞り比を
高めることは周知のことであるが、特にアルミニウム板
の場合には、ダイス2(およびブランクホルダー3)と
ポンチ4との表面温度を上記範囲に設定することにより
極めて顕著な効果を得ることができるものとなるわけで
ある。In general, it is well known that not only an aluminum plate but also a deep drawing process, a strength difference is given by causing a temperature difference between the central part and the peripheral part of the blank as described above, thereby increasing the limiting drawing ratio. Especially, in the case of an aluminum plate, by setting the surface temperature of the die 2 (and the blank holder 3) and the punch 4 in the above range, a very remarkable effect can be obtained.
このように、少なくとも深絞り用金型のダイス2および
ブランクホルダー3における被加工材と接触する面(接
触面2a,3a)とコーナー部2b,3bとを銅アルミニウム合金
より構成した金型を使用し、かつ加工前に、雲母粉末を
重量比5%以上20%以下の範囲で混入分散させた潤滑剤
を被加工材表面に塗布することによりアルミニウム板材
の温間深絞り加工を行なえば、焼付きやそれに伴うかじ
りを確実に防止し得、これによって絞り深さを増しかつ
アルミニウム板材の連続深絞り加工が可能となる。また
同様に、上記金型を使用し、ダイス2およびブランクホ
ルダー3の表面温度を180℃以上300℃以下の範囲とし、
かつポンチ4の表面温度をダイス2およびブランクホル
ダー3の表面温度に対して20℃〜250℃低く設定するこ
とにより深絞り深さを確実に増大させることができるも
のとなり、絞り形状が軸対象とならない異形の加工をす
る際においては特に有利なものとなる。As described above, at least the die 2 of the deep-drawing die and the surface of the blank holder 3 in contact with the workpiece (contact surfaces 2a, 3a) and the corners 2b, 3b are made of copper-aluminum alloy. In addition, before processing, if a warm deep drawing of the aluminum plate is performed by applying a lubricant in which the mica powder is mixed and dispersed in the range of 5% to 20% by weight to the surface of the workpiece, It is possible to reliably prevent the sticking and the galling that accompanies it, thereby increasing the drawing depth and enabling continuous deep drawing of the aluminum plate material. Similarly, using the above mold, the surface temperature of the die 2 and the blank holder 3 is set in the range of 180 ° C to 300 ° C,
Moreover, by setting the surface temperature of the punch 4 to be lower than the surface temperature of the die 2 and the blank holder 3 by 20 ° C. to 250 ° C., the deep drawing depth can be surely increased, and the drawing shape becomes an axial target. This is particularly advantageous when processing irregular shapes that do not result.
そして、これら上記方法を同時に実施した場合には、深
絞り深さを十分に大きくできるとともに、焼付きやかじ
りを生じせしめず、アルミニウム板材の深絞り連続加工
が可能となる。When these methods are simultaneously carried out, the deep drawing depth can be made sufficiently large, and seizure and galling do not occur, and continuous deep drawing of aluminum plate material becomes possible.
さらに、アルミニウム板材の温間深絞り加工装置1を上
記構成とすることにより、ダイス2、ブランクホルダー
3およびポンチ4の上記設定範囲における温度管理を確
実かつ自動的に行なうことはできるものとなる。特にポ
ンチ4には、ポンチ加熱用ヒーター9および冷却水配管
9′を設けた構成としたので、ダイス2およびブランク
ホルダー3の設定温度が変化した場合でも(特に高温に
設定された場合でも)確実にポンチ4の表面温度を上記
範囲内に設定し得、上記の如き良好な深絞り加工を行な
うことができるものとなる。ポンチ4の温度調整方法
は、図示は略すが、外部に配置したヒーターとクーラー
とにより温度調整した油をポンチ4内に流して温度制御
する方法でもよい。Further, by configuring the warm deep drawing apparatus 1 for aluminum plate material as described above, it becomes possible to reliably and automatically perform temperature control of the die 2, the blank holder 3, and the punch 4 in the above-mentioned set range. In particular, since the punch 4 is provided with the heater 9 for heating the punch and the cooling water pipe 9 ', even when the set temperatures of the die 2 and the blank holder 3 are changed (especially when set to a high temperature), the punch 4 is surely secured. In addition, the surface temperature of the punch 4 can be set within the above range, and good deep drawing can be performed as described above. Although not shown, the temperature adjustment method of the punch 4 may be a method of causing the oil whose temperature is adjusted by a heater and a cooler arranged outside to flow into the punch 4 to control the temperature.
なお、上記実施例においては、ポンチ4の頭部4aも銅ア
ルミニウム合金より形成した構成としたが、ブランクB
とダイス2およびブランクホルダー3との焼付き防止の
観点からすれば、少なくともそれらダイス2における接
触面2aとコーナー部2b、およびブランクホルダー3にお
ける接触面3aとコーナー部3bを銅アルミニウム合金によ
り構成したものであればよい。ただし、このようにポン
チ頭部4aも銅アルミニウム合金より構成すれば、本実施
例の如くポンチ4をも加熱する場合において、該ポンチ
4とブランクBとのかじりも防止し得て極めて効果的で
ある。また、金型(ダイス2およびブランクホルダー
3)全体を銅アルミニウム合金としても無論良いがコス
ト面で難があり、かつ上記効果に変化は生じない。In the above embodiment, the head 4a of the punch 4 was also made of a copper aluminum alloy, but the blank B
From the viewpoint of preventing seizure between the die 2 and the blank holder 3, the contact surface 2a and the corner portion 2b of the die 2 and the contact surface 3a and the corner portion 3b of the blank holder 3 are made of a copper aluminum alloy. Anything will do. However, if the punch head 4a is also made of a copper-aluminum alloy as described above, even when the punch 4 is also heated as in this embodiment, it is possible to prevent galling between the punch 4 and the blank B, which is extremely effective. is there. Further, although it is of course possible to use a copper-aluminum alloy for the entire die (die 2 and blank holder 3), it is difficult in terms of cost and the above-mentioned effects do not change.
また実施例では、ダイス加熱用ヒーター7およびブラン
クホルダー加熱用ヒーター8のそれぞれに対し、コント
ローラ10,11を設けた構成としているが、本実施例にお
いてはダイス2とブランクホルダー3とに相対的な温度
差は設けないものであるため、それらダイス加熱用ヒー
ター7とブランクホルダー加熱用ヒーター8とを1つの
コントローラーにて制御するようにしてもよい。In the embodiment, the controllers 10 and 11 are provided for the die heating heater 7 and the blank holder heating heater 8, respectively. However, in this embodiment, relative to the die 2 and the blank holder 3. Since the temperature difference is not provided, the heater 7 for heating the die and the heater 8 for heating the blank holder may be controlled by one controller.
さらに、本発明に係るアルミニウム板としては、工業用
純アルミニウム(JIS1000番系)のみでなく、JIS2000,3
000,4000,5000,6000,7000,8000番系等も含むものであ
り、かついずれかの合金においても上記効果を得ること
ができるものである。Further, as the aluminum plate according to the present invention, not only industrial pure aluminum (JIS1000 series) but also JIS2000,3
000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000 series are also included, and the above effects can be obtained in any alloy.
以上説明したとおり請求項1に係る発明によれば、アル
ミニウム板材の温間深絞り加工を行なうに際し焼付きや
それに伴うかじりを確実に防止し得、これによって深絞
り深さを増しかつ連続深絞り加工が可能となる。As described above, according to the invention of claim 1, it is possible to surely prevent seizure and galling associated therewith during warm deep drawing of an aluminum plate material, thereby increasing the deep drawing depth and continuous deep drawing. Processing is possible.
また請求項2に係る発明によれば、深絞り深さを増大さ
せることができ、特に絞り形状が軸対象とならない異形
深絞り加工に有利なものとなる。Further, according to the invention of claim 2, it is possible to increase the deep drawing depth, which is particularly advantageous for deformed deep drawing in which the drawing shape is not an axial object.
そして請求項3に係る発明によれば、深絞り深さを焼付
き・かじりを生じるさせることなく十分に大きくするこ
とができ、異形深絞りの連続加工をも可能なものとな
る。According to the invention of claim 3, the deep drawing depth can be made sufficiently large without causing seizure or galling, and continuous processing of deformed deep drawing is also possible.
第1図は本発明において用いられるアルミニウム板材の
温間加工装置の一実施例を示す立断面図、第2図は同装
置における加熱手段および制御手段を示す概略構成図、
第3図はアルミニウム板材の温度特性を示すグラフ、第
4図はダイス・ブランクホルダー温度およびポンチ温度
に対する最適加工領域を示すグラフである。 B……ブランク(被加工物)、 1……温間深絞り加工装置、2……ダイス、 2a……接触面、2b……コーナー部、 3……ブランクホルダー、3a……接触面、 3b……コーナー部、4……ポンチ、 7……ダイス加熱用ヒーター、 8……ブランクホルダー加熱用ヒーター、 9……ポンチ加熱用ヒーター、 (上記符号7,8,9は加熱手段) 9′……冷却水配管(冷却手段) 10……ダイス用コントローラー、 11……ブランクホルダー用コントローラー、 12……ポンチ用コントローラー。 (上記符号10,11,12は温度制御手段)FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an embodiment of an aluminum plate warm working apparatus used in the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing heating means and control means in the apparatus.
FIG. 3 is a graph showing the temperature characteristics of the aluminum plate material, and FIG. 4 is a graph showing the optimum processing area with respect to the die / blank holder temperature and the punch temperature. B: Blank (workpiece), 1 ... Warm deep drawing machine, 2 ... Die, 2a ... Contact surface, 2b ... Corner part, 3 ... Blank holder, 3a ... Contact surface, 3b ...... Corner part, 4 …… Punch, 7 …… Die heating heater, 8 …… Blank holder heating heater, 9 …… Punch heating heater, (the above-mentioned symbols 7, 8 and 9 are heating means) 9 ′ ... … Cooling water piping (cooling means) 10 …… Die controller, 11 …… Blank holder controller, 12 …… Punch controller. (The above symbols 10, 11, 12 are temperature control means)
Claims (3)
ランクホルダーにおける被加工材と接触する面とコーナ
ー部とを銅アルミニウム合金より構成した金型を使用す
ると共に、加工前に、雲母粉末を重量比5%以上20%以
下の範囲で混入分散させた工業用潤滑材(グリース、石
鹸、ワックス、エマルジョン、動植物油脂、合成エステ
ルのいずれか)を被加工材表面に塗布することを特徴と
するアルミニウム板材の温間深絞り加工方法。1. A die having at least a surface of a die for deep-drawing die and a blank holder which comes into contact with a workpiece and a corner portion are made of a copper aluminum alloy, and the mica powder is weighed before processing. Aluminum characterized by applying an industrial lubricant (any one of grease, soap, wax, emulsion, animal and vegetable oils and fats, synthetic ester) mixed and dispersed in a ratio of 5% or more and 20% or less to the surface of the work material. A warm deep drawing method for sheet materials.
ランクホルダーにおける被加工材と接触する面とコーナ
ー部とを銅アルミニウム合金より構成した金型を使用す
ると共に、前記ダイスおよびブランクホルダーの表面温
度を180℃以上300℃以下の範囲とし、かつポンチの表面
温度を前記ダイスおよびブランクホルダーの表面温度に
対し20℃〜250℃低く設定することを特徴とするアルミ
ニウム板材の温間深絞り加工方法。2. A die having at least a deep die die and a blank holder, the die contacting surface of which is in contact with a workpiece and a corner portion are made of a copper aluminum alloy, and the surface temperature of the die and the blank holder is used. To 180 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and the surface temperature of the punch is set to be 20 ° C. to 250 ° C. lower than the surface temperature of the die and the blank holder.
絞り加工方法において、前記ダイスおよびブランクホル
ダーの表面温度を180℃以上300℃以下の範囲とし、かつ
ポンチの表面温度を前記ダイスおよびブランクホルダー
の表面温度に対し20℃〜250℃低く設定することを特徴
とするアルミニウム板材の温間深絞り加工方法。3. The warm deep drawing method for an aluminum plate material according to claim 1, wherein the surface temperature of the die and the blank holder is in the range of 180 ° C. to 300 ° C., and the surface temperature of the punch is the die and the blank. A warm deep-drawing method for aluminum sheet material, characterized by setting the surface temperature of the holder 20 to 250 ° C lower.
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