JPH0824972B2 - 板材の深絞り性改善法 - Google Patents
板材の深絞り性改善法Info
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- JPH0824972B2 JPH0824972B2 JP61249142A JP24914286A JPH0824972B2 JP H0824972 B2 JPH0824972 B2 JP H0824972B2 JP 61249142 A JP61249142 A JP 61249142A JP 24914286 A JP24914286 A JP 24914286A JP H0824972 B2 JPH0824972 B2 JP H0824972B2
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- Japan
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- force
- wrinkle
- deep
- blank
- punching force
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は板材の深絞り方法に係り、特に軽量鋼板クラ
ッド材等々の新材料の板材並びに従来の極薄鋼板やプラ
スチック板用に好適な深絞り性改善法に関するものであ
る。
ッド材等々の新材料の板材並びに従来の極薄鋼板やプラ
スチック板用に好適な深絞り性改善法に関するものであ
る。
（従来の技術及び解決しようとする問題点） 鋼板などの加工法の１つである深絞り法はパンチとし
わ押えを備えたプレス機で板材を加工する方法である
が、他の加工法に比べて板材ブランクのフランジ部にし
わが発生するという固有の問題があり、従来より様々な
しわ押え方式が提案されている。
わ押えを備えたプレス機で板材を加工する方法である
が、他の加工法に比べて板材ブランクのフランジ部にし
わが発生するという固有の問題があり、従来より様々な
しわ押え方式が提案されている。
代表的なしわ押え方式としては一定荷重方式、一定面
圧方式、しわ押え力可変方式（河合方式）などがあり、
一定荷重方式は従来より広く行われている方法で加工中
のしわ押え力を一定にする方法であり、一定面圧方式は
フランジ面にかかる面圧が常に一定になるようにしわ押
え力を制御する方法であり、しわ押え力可変方式はある
しわ高さ以上にしわを成長させないための必要最小限の
しわ押え力を与える方法である。
圧方式、しわ押え力可変方式（河合方式）などがあり、
一定荷重方式は従来より広く行われている方法で加工中
のしわ押え力を一定にする方法であり、一定面圧方式は
フランジ面にかかる面圧が常に一定になるようにしわ押
え力を制御する方法であり、しわ押え力可変方式はある
しわ高さ以上にしわを成長させないための必要最小限の
しわ押え力を与える方法である。
しかし乍ら、近年、自動車用に広く使われ始めたクラ
ッド鋼板である鋼板／ポリプロピレン／鋼板の３層クラ
ッド構造の軽量鋼板、或いは超塑性金属などのように従
来にない新しい特性をもった新材料が出現するようにな
り、これらが耐しわ性が悪く、成形限界も低いなどのた
め、従来のしわ押え方式では手順が複雑であるなど対処
しきれず実用化が困難であった。そのため、新規なしわ
押え方式による深絞り性改善法の出現が望まれていた。
ッド鋼板である鋼板／ポリプロピレン／鋼板の３層クラ
ッド構造の軽量鋼板、或いは超塑性金属などのように従
来にない新しい特性をもった新材料が出現するようにな
り、これらが耐しわ性が悪く、成形限界も低いなどのた
め、従来のしわ押え方式では手順が複雑であるなど対処
しきれず実用化が困難であった。そのため、新規なしわ
押え方式による深絞り性改善法の出現が望まれていた。
本発明は、かゝる状況に鑑みてなされたものであっ
て、各種材質の板材の深絞り法で成形限界及び絞り深さ
の向上並びに肉厚の均一化が可能であり、特に軽量鋼板
などの新材料の加工に好適な深絞り改善法を提供するこ
とを目的とするものである。
て、各種材質の板材の深絞り法で成形限界及び絞り深さ
の向上並びに肉厚の均一化が可能であり、特に軽量鋼板
などの新材料の加工に好適な深絞り改善法を提供するこ
とを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者は、まず従来のし
わ押え方式に種々検討を加えたところ、一定しわ押え方
式に関して設定するしわ押え力が高すぎるとパンチ力が
供試材の破断荷重に達し破断となるが、逆に低すぎると
しわが発生することから、深絞り加工中にしわ押え力を
変化させる可変しわ押え方式において各加工行程ででき
るだけ大きなしわ押え力をかけることとし、その際、し
わ押え力に限界が存在することを考慮してしわやパンチ
力に及ぼす可変しわ押え力の影響を調べ改善を試みた結
果、パンチ力の破断荷重を１つの尺度とすること、すな
わち、各深絞り行程で材料が破断しないぎりぎりのしわ
押え力（最大しわ押え力）を加えることにより、しわに
対して十分な抑制及び矯正応力を有し、たとえ一旦しわ
が発生しても成形後期でしわが矯正され、成形限界（限
界絞り比）が向上すると共に絞り深さも向上することを
知見し、この知見に基づいて本発明をなしたものであ
る。
わ押え方式に種々検討を加えたところ、一定しわ押え方
式に関して設定するしわ押え力が高すぎるとパンチ力が
供試材の破断荷重に達し破断となるが、逆に低すぎると
しわが発生することから、深絞り加工中にしわ押え力を
変化させる可変しわ押え方式において各加工行程ででき
るだけ大きなしわ押え力をかけることとし、その際、し
わ押え力に限界が存在することを考慮してしわやパンチ
力に及ぼす可変しわ押え力の影響を調べ改善を試みた結
果、パンチ力の破断荷重を１つの尺度とすること、すな
わち、各深絞り行程で材料が破断しないぎりぎりのしわ
押え力（最大しわ押え力）を加えることにより、しわに
対して十分な抑制及び矯正応力を有し、たとえ一旦しわ
が発生しても成形後期でしわが矯正され、成形限界（限
界絞り比）が向上すると共に絞り深さも向上することを
知見し、この知見に基づいて本発明をなしたものであ
る。
すなわち、本発明に係る板材の深絞り性改善法は、要
するに、深絞り行程においてパンチ力を常に監視し、該
パンチ力が板材ブランクの破断荷重の直下の値を、全行
程にわたり常に維持するように或いは行程後期にのみ常
に維持するように、可変しわ押え力を連続して制御する
ことを特徴とするものである。
するに、深絞り行程においてパンチ力を常に監視し、該
パンチ力が板材ブランクの破断荷重の直下の値を、全行
程にわたり常に維持するように或いは行程後期にのみ常
に維持するように、可変しわ押え力を連続して制御する
ことを特徴とするものである。
以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
（実施例） しわ押え方式に関しては、本発明は従来のしわ押え方
式の１つである可変しわ押え方式のカテゴリーに属する
が、原理は基本的に相違している。すなわち、従来の可
変しわ押え方式は各加工行程にわたりしわを発生させな
いための必要最小限のしわ押え力を与える方法であるの
に対し、本発明は一定のしわ発生を許容するものの最終
製品にしわが残留しにくい、いわば最大しわ押え方式を
採用している。
式の１つである可変しわ押え方式のカテゴリーに属する
が、原理は基本的に相違している。すなわち、従来の可
変しわ押え方式は各加工行程にわたりしわを発生させな
いための必要最小限のしわ押え力を与える方法であるの
に対し、本発明は一定のしわ発生を許容するものの最終
製品にしわが残留しにくい、いわば最大しわ押え方式を
採用している。
第１図は本発明における加工行程とパンチ力及びしわ
押え力の関係を示したものである。なお、横軸は深絞り
の加工行程を表わす量として瞬間ブランク半径をダイス
半径で除した瞬間絞り比（DR＊）である。
押え力の関係を示したものである。なお、横軸は深絞り
の加工行程を表わす量として瞬間ブランク半径をダイス
半径で除した瞬間絞り比（DR＊）である。
同図において、パンチ力（荷重）Ｐは全行程にわたり
常に板材ブランクの破断荷重P0より僅かに低い値を示
し、各絞り比につき材料が破断しないぎりぎりの状況で
結果的に最大のしわ押え力（最大しわ押え力）Max・BHF
が与えられる。但し、この最大しわ押え力は、しわ押え
力を高めていくとパンチ力が材料の破断荷重に達し破断
となるが、破断に至る直前でしわ押え力を緩めるときの
しわ押え力であって、材料が破断する直前のしわ押え力
の最大値と定義され、敢えて計算又は実験により予め求
める必要はない。すなわち、第１図に示した一定パンチ
力曲線が維持されるようにパンチ力を加工行程中に常に
監視し、パンチ力が材料の破断荷重よりやや低い値、例
えば破断荷重の90％以上の一定の値となるようにしわ押
え力を加え或いは緩める制御を連続的に行えば、そのと
きのしわ押え力が結果的に最大しわ押え力となる。この
方式はいわば一定パンチ力方式と称することができる。
常に板材ブランクの破断荷重P0より僅かに低い値を示
し、各絞り比につき材料が破断しないぎりぎりの状況で
結果的に最大のしわ押え力（最大しわ押え力）Max・BHF
が与えられる。但し、この最大しわ押え力は、しわ押え
力を高めていくとパンチ力が材料の破断荷重に達し破断
となるが、破断に至る直前でしわ押え力を緩めるときの
しわ押え力であって、材料が破断する直前のしわ押え力
の最大値と定義され、敢えて計算又は実験により予め求
める必要はない。すなわち、第１図に示した一定パンチ
力曲線が維持されるようにパンチ力を加工行程中に常に
監視し、パンチ力が材料の破断荷重よりやや低い値、例
えば破断荷重の90％以上の一定の値となるようにしわ押
え力を加え或いは緩める制御を連続的に行えば、そのと
きのしわ押え力が結果的に最大しわ押え力となる。この
方式はいわば一定パンチ力方式と称することができる。
次にこの一定パンチ力方式による本発明の深絞り法を
図面を参照しつゝ説明する。
図面を参照しつゝ説明する。
第２図は本発明法を実施するためのプレスの一例で、
コンピュータ制御複動油圧プレスを示しており、図中左
側はプレス前の状態を示し、右側はプレス中の状態を示
している。このプレスはアウターラム１とインナーラム
２を有し、アウターラム１にはブランクホルダー（しわ
押え）３が固定されており、このブランクホルダー３に
よってダイ４上のブランク５が押えられる。一方、イン
ナーラム２にはパンチ６が接続されている。これらのア
ウターラム１及びインナーラム２は各々油圧式で駆動さ
れる。７はパンチ力を測定するためにインナーラム２に
ボルトで固定されたロードセルであり、８はインナーラ
ム２の変位を測定するためのマグネスケールであり、ま
たアウターラム１にもしわ押え力を測定するためにロー
ドセル９が取付けられ、アウターラム１の変位を測定す
るためにトランスデューサー10が設けられている。な
お、11はパンチ６のガイドである。
コンピュータ制御複動油圧プレスを示しており、図中左
側はプレス前の状態を示し、右側はプレス中の状態を示
している。このプレスはアウターラム１とインナーラム
２を有し、アウターラム１にはブランクホルダー（しわ
押え）３が固定されており、このブランクホルダー３に
よってダイ４上のブランク５が押えられる。一方、イン
ナーラム２にはパンチ６が接続されている。これらのア
ウターラム１及びインナーラム２は各々油圧式で駆動さ
れる。７はパンチ力を測定するためにインナーラム２に
ボルトで固定されたロードセルであり、８はインナーラ
ム２の変位を測定するためのマグネスケールであり、ま
たアウターラム１にもしわ押え力を測定するためにロー
ドセル９が取付けられ、アウターラム１の変位を測定す
るためにトランスデューサー10が設けられている。な
お、11はパンチ６のガイドである。
上記構成のプレスは第３図に示すコントロールシステ
ムによって作動する。インナーラム２の変位ｌに基づく
加工行程において、ロードセル７でパンチ力Ｐを常に測
定し、増幅器、A/D変換器を介して中央情報処理装置（C
PU）12に入力される。中央情報処理装置12では、ブラン
ク（例、鋼板（0.4mm）／ポリプロピレン（0.2mm）／鋼
板（0.4mm）の３層クラッド構造、総板厚1.0mm）の破断
荷重P0とパンチ力Ｐとが比較される。実際には破断荷重
P0よりも僅かに低い値P0′が設定されており、P0′＜Ｐ
のときにはD/A変換器、増幅器、サーボバルブ13を介し
てアウターラム１によりしわ押え力を緩めるように制御
し、逆にP0′＞Ｐのときには同様にしてアウターラム１
によりしわ押え力を高めるように制御する。これにより
全加工行程にわたって一定のパンチ力で深絞りが行わ
れ、結果的に最大しわ押え力が加えられる。
ムによって作動する。インナーラム２の変位ｌに基づく
加工行程において、ロードセル７でパンチ力Ｐを常に測
定し、増幅器、A/D変換器を介して中央情報処理装置（C
PU）12に入力される。中央情報処理装置12では、ブラン
ク（例、鋼板（0.4mm）／ポリプロピレン（0.2mm）／鋼
板（0.4mm）の３層クラッド構造、総板厚1.0mm）の破断
荷重P0とパンチ力Ｐとが比較される。実際には破断荷重
P0よりも僅かに低い値P0′が設定されており、P0′＜Ｐ
のときにはD/A変換器、増幅器、サーボバルブ13を介し
てアウターラム１によりしわ押え力を緩めるように制御
し、逆にP0′＞Ｐのときには同様にしてアウターラム１
によりしわ押え力を高めるように制御する。これにより
全加工行程にわたって一定のパンチ力で深絞りが行わ
れ、結果的に最大しわ押え力が加えられる。
なお、この方式は加工中にしわ押え力が変化する、
絞り比に対してしわ押え力のかけ方が一義的に求ま
る、本方式はそれ自体既に破断限界を含む加工法であ
る、等の理由から、従来の限界絞り比の求め方が適用で
きない。本方式の限界絞り比を求めるには、例えば、第
４図に示すように、縦軸に最終製品の容器側壁に残留し
たしわ高さをとり、許容しわ高さを10μｍの如く適宜設
定することによって限界絞り比LDRが約2.26の如く求ま
る。したがって、この限界絞り比LDR以下では必ず10μ
ｍ以下のしわ無し製品が得られる。第１図に示すよう
に、しわ押え力が下がる行程の中期にたとえ一旦しわが
発生しても、後期により大きなしわ押え力をかけるた
め、しわが矯正され、最終製品にしわが残留しにくく、
成形限界が向上する。
絞り比に対してしわ押え力のかけ方が一義的に求ま
る、本方式はそれ自体既に破断限界を含む加工法であ
る、等の理由から、従来の限界絞り比の求め方が適用で
きない。本方式の限界絞り比を求めるには、例えば、第
４図に示すように、縦軸に最終製品の容器側壁に残留し
たしわ高さをとり、許容しわ高さを10μｍの如く適宜設
定することによって限界絞り比LDRが約2.26の如く求ま
る。したがって、この限界絞り比LDR以下では必ず10μ
ｍ以下のしわ無し製品が得られる。第１図に示すよう
に、しわ押え力が下がる行程の中期にたとえ一旦しわが
発生しても、後期により大きなしわ押え力をかけるた
め、しわが矯正され、最終製品にしわが残留しにくく、
成形限界が向上する。
第５図は上記一定パンチ力方式によってDR2.18で深絞
り成形して得られた成形容器の側壁部の肉厚分布の一例
（△印）を示したもので、従来の一定荷重式のしわ押え
方式の場合（○印）に比べ、常に大きなしわ押え力をか
けるため、成形容器の肉厚分布も全体的に薄い。その結
果、口辺部での肉厚の増加が抑えられているが、反面パ
ンチ肩部に相当する箇所ではより一層減少している。こ
のように肉厚分布の違いから本発明によれば同じブラン
ク径から最も深い容器が得られ、材料歩留りの向上も可
能である。
り成形して得られた成形容器の側壁部の肉厚分布の一例
（△印）を示したもので、従来の一定荷重式のしわ押え
方式の場合（○印）に比べ、常に大きなしわ押え力をか
けるため、成形容器の肉厚分布も全体的に薄い。その結
果、口辺部での肉厚の増加が抑えられているが、反面パ
ンチ肩部に相当する箇所ではより一層減少している。こ
のように肉厚分布の違いから本発明によれば同じブラン
ク径から最も深い容器が得られ、材料歩留りの向上も可
能である。
一方、成形容器に対して均肉化が要求される場合、本
発明では、上記一定パンチ力方式を若干変形することに
より容易に均肉化が達成される。すなわち、第６図のパ
ンチ力曲線に示すように、加工行程の前期の最大しわ押
え力をカットする方法、つまり、工程前期のしわ押え力
を緩めて肉厚の減少を抑え、後期には最大しわ押え力を
加えて増肉を抑制するべく、パンチ力を前期で材料の破
断荷重に近づくように緩やかに増大させて後期の一定パ
ンチ力に連続させる曲線をたどるように監視する方式
（一定パンチ力改善方式）である。この改善方式によれ
ば、肉厚分布は第５図の●印に示したように均肉化され
る。
発明では、上記一定パンチ力方式を若干変形することに
より容易に均肉化が達成される。すなわち、第６図のパ
ンチ力曲線に示すように、加工行程の前期の最大しわ押
え力をカットする方法、つまり、工程前期のしわ押え力
を緩めて肉厚の減少を抑え、後期には最大しわ押え力を
加えて増肉を抑制するべく、パンチ力を前期で材料の破
断荷重に近づくように緩やかに増大させて後期の一定パ
ンチ力に連続させる曲線をたどるように監視する方式
（一定パンチ力改善方式）である。この改善方式によれ
ば、肉厚分布は第５図の●印に示したように均肉化され
る。
なお、上記実施例ではプレスとして複動油圧プレスに
よる例を示したが、他の形式のプレスを使用できること
は云うまでもないが、パンチ力を常に監視する必要上、
コンピータ制御されるプレスが好ましい。また、軽量鋼
板以外の他の材質のブランクの深絞りにも適用できる。
よる例を示したが、他の形式のプレスを使用できること
は云うまでもないが、パンチ力を常に監視する必要上、
コンピータ制御されるプレスが好ましい。また、軽量鋼
板以外の他の材質のブランクの深絞りにも適用できる。
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、深絞りすべき
板材の破断荷重を尺度としてパンチ力を常に監視し、最
大しわ押え力を予測計算することなく可変しわ押え力を
制御するものであるので、いかなる材料であっても成形
限界及び容器深さが向上し、また肉厚の均一化も可能で
あり、材料の歩留りの向上にも大変有利である。特に軽
量鋼板等の新材料の板材並びに従来の極薄鋼板やプラス
チック板などの深絞りに好適である。
板材の破断荷重を尺度としてパンチ力を常に監視し、最
大しわ押え力を予測計算することなく可変しわ押え力を
制御するものであるので、いかなる材料であっても成形
限界及び容器深さが向上し、また肉厚の均一化も可能で
あり、材料の歩留りの向上にも大変有利である。特に軽
量鋼板等の新材料の板材並びに従来の極薄鋼板やプラス
チック板などの深絞りに好適である。
第１図は本発明による一定パンチ力方式のパンチ力曲線
を示す図、 第２図は本発明の実施例に使用するプレスの一例を概略
的に示す断面図、 第３図は上記プレスによるコントロールシステムのブロ
ック図、 第４図は本発明での限界絞り比の求め方を示す説明図、 第５図は深絞りされた成形容器の側壁部の肉厚分布を示
す図、 第６図は本発明による一定パンチ力改善方式のパンチ力
曲線を示す図である。 １…アウターラム、２…インナーラム、３…ブランクホ
ルダー、４…ダイ、５…ブランク（板材）、６…パン
チ、７、９…ロードセル、12…中央情報処理装置、13…
サーボバルブ。
を示す図、 第２図は本発明の実施例に使用するプレスの一例を概略
的に示す断面図、 第３図は上記プレスによるコントロールシステムのブロ
ック図、 第４図は本発明での限界絞り比の求め方を示す説明図、 第５図は深絞りされた成形容器の側壁部の肉厚分布を示
す図、 第６図は本発明による一定パンチ力改善方式のパンチ力
曲線を示す図である。 １…アウターラム、２…インナーラム、３…ブランクホ
ルダー、４…ダイ、５…ブランク（板材）、６…パン
チ、７、９…ロードセル、12…中央情報処理装置、13…
サーボバルブ。
Claims (2)
- 【請求項１】パンチとしわ押えを備えたプレス機によっ
て板材ブランクを深絞りするに際し、深絞り行程におい
てパンチ力を常に監視し、該パンチ力が板材ブランクの
破断荷重の直下の値を全行程にわたり常に維持するよう
に可変しわ押え力を連続して制御することを特徴とする
板材の深絞り性改善法。 - 【請求項２】パンチとしわ押えを備えたプレス機によっ
て板材ブランクを深絞りするに際し、深絞り行程におい
てパンチ力を常に監視し、行程前期では該パンチ力が行
程中に板材ブランクの破断荷重に徐々に近づくように、
また行程後期では該パンチ力が板材ブランクの破断荷重
の真下の値を常に一定に維持するように、それぞれ可変
しわ押え力を連続して制御することを特徴とする板材の
深絞り性改善法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61249142A JPH0824972B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 板材の深絞り性改善法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61249142A JPH0824972B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 板材の深絞り性改善法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63104729A JPS63104729A (ja) | 1988-05-10 |
| JPH0824972B2 true JPH0824972B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=17188546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61249142A Expired - Lifetime JPH0824972B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 板材の深絞り性改善法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824972B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0237922A (ja) * | 1988-07-26 | 1990-02-07 | Nissan Motor Co Ltd | 絞り成形方法 |
| JP2671687B2 (ja) * | 1991-12-06 | 1997-10-29 | 住友金属工業株式会社 | 金属クラッド板の深絞り成形方法 |
| DE4229155C2 (de) * | 1992-09-01 | 1994-06-23 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur selbsttätigen, iterativen Prozeßoptimierung von Ziehvorgängen in Pressen |
| JP2011050971A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Jfe Steel Corp | 鋼板の熱間プレス成形方法 |
| CA2844983C (en) | 2011-08-19 | 2019-08-27 | 3M Innovative Properties Company | Method of forming deep-drawn paint film laminated sheet metal and articles made therefrom |
| CN109936036B (zh) * | 2017-12-15 | 2022-02-25 | 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 | 改善端子正向力的方法 |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP61249142A patent/JPH0824972B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63104729A (ja) | 1988-05-10 |
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