JPH0966320A - 深絞り加工により傾斜立壁湾曲部を形成するAl又はAl合金板の成形方法 - Google Patents

深絞り加工により傾斜立壁湾曲部を形成するAl又はAl合金板の成形方法

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JPH0966320A
JPH0966320A JP7246949A JP24694995A JPH0966320A JP H0966320 A JPH0966320 A JP H0966320A JP 7246949 A JP7246949 A JP 7246949A JP 24694995 A JP24694995 A JP 24694995A JP H0966320 A JPH0966320 A JP H0966320A
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JP
Japan
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curved
flange
deep drawing
die
alloy sheet
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JP7246949A
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English (en)
Inventor
Kenichi Ogura
健一 小倉
Yoichiro Totsugi
洋一郎 戸次
Yoshihiro Matsumoto
義裕 松本
Shinichiro Nakamura
真一郎 中村
Akihito Sato
章仁 佐藤
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JFE Steel Corp
Furukawa Electric Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Toyota Motor Corp
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Al又はAl合金板をプレス成形法により深
絞り加工する際に、特に立壁部に発生し易いボディしわ
を低減させる。 【解決手段】 Al又はAl合金板の周縁部をダイス面
に押圧固定し、中央部をポンチで押圧することにより、
上記ダイス面に押圧固定されたAl又はAl合金板のフ
ランジ部と、該フランジ部と直交する方向に対して傾斜
した側面立壁部であって横方向に湾曲した立壁湾曲部と
を形成する深絞り成形加工法において、立壁湾曲部が該
フランジ部と直交する方向となす角度をθ、該立壁湾曲
部に生ずる擦傷(ショックマーク)の中央部でのフラン
ジ面の内側端縁からの長さをδ、該立壁湾曲部の横平面
上での湾曲扇形の中心角度をα、該Al又はAl合金板
をダイス面に押圧固定した際に形成されるダイスの内側
端縁との接触による円弧状の境界線の半径をγとしたと
きに、下式で示される条件で成形することを特徴とする
深絞り加工により傾斜立壁湾曲部を形成するAl又はA
l合金板の成形方法。 α・δ・sin θ・γ1/2 <380

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム又は
アルミニウム合金板を使用した深絞り成形品のうち、立
壁部がフランジ部に対して傾斜しているプレス成形品を
得るプレス成形法、特に自動車部品等のように傾斜した
立壁部が横方向に湾曲したような複雑形状を有するプレ
ス成形品を製造するプレス成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム又はアルミニウム合金板に
対して深絞り加工により成形品を得る場合に、その立壁
部がフランジ部に対して直角ではなく傾斜している成形
品を成形する方法は、例えば図1に示すようにダイス
(1)とその内径Dよりも小さい外径dを有するポンチ
(2)とを備えた加工成形機を用い、ダイス(1)にア
ルミニウム又はアルミニウム合金板(3)を当接させ、
フランジ部を図示していないしわ押え治具でダイス
(1)面に押し付けてポンチ(2)を移動して深絞り加
工を施す。従って得られる成形体はダイス面に密接して
いるフランジ部に対して立ち上った側壁である立壁部が
鉛直方向から傾斜したものとなる。
【0003】ところでこのような成形品の立壁部の特に
横方向に湾曲した立壁湾曲部にはフランジ部の材料の流
入に伴って縮み変形を生じ、これによる圧縮応力に起因
する塑性座屈、即ちボディしわと呼ばれる現象が発生す
る。このボディしわは外観品質を劣化させる為にプレス
成形時には種々の方法によってボディしわを抑制もしく
は低減する方策が実施されている。
【0004】具体的な方法としては、しわ押え力を大き
くしたりビードをフランジ部に設けて立壁部に掛かる張
力を大きくする等の対策があるが、実際の深絞り成形
品、特に図2に示す自動車部品の様に立壁部がフラット
面部(4)及び湾曲部(5)を有する様な複雑形状で
は、具体的な方策に関する検討は充分であるとは言えな
い。
【0005】更に、アルミニウム又はアルミニウム合金
板をプレス成形する際に、立壁部では鉄鋼材料よりボデ
ィしわが発生し易いとの指摘も有り、アルミニウム材料
の使用を阻害する一因となっている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる点に鑑み
てなされたものであり、アルミニウム又はアルミニウム
合金板を使用した成形品の立壁部がフランジ部に対して
直交する方向から傾斜している成形品のプレス成形にお
いて、プレス成形品の立壁湾曲部に発生するボディしわ
を抑制するプレス成形方法を提供することを目的とす
る。
【0007】即ち本発明の深絞り加工により傾斜立壁湾
曲部を形成するAl又はAl合金板の成形方法は、Al
又はAl合金板のフランジ部をダイス面に押圧し、該フ
ランジ部の内側をポンチで押圧することにより、上記ダ
イス面に押圧されたAl又はAl合金板のフランジ部
と、該フランジ部と直交する方向に対して傾斜した側面
立壁部であって横方向に湾曲した立壁湾曲部とを形成す
る深絞り成形加工法において、立壁湾曲部が該フランジ
部と直交する方向となす角度をθ、該立壁湾曲部に生ず
るショックマーク中央部のフランジ面の内側端縁からの
長さをδ、該立壁湾曲部の横平面上での湾曲扇形の中心
角度をα、該Al又はAl合金板をダイス面に押圧した
際に形成されるダイスの内側端縁との接触による円弧状
の境界線の半径をγとしたときに、下式で示される条件
で成形することを特徴とするものである。 α・δ・sin θ・γ1/2 <380
【0008】上記深絞り成形品の傾斜した立壁湾曲部に
おけるボディしわ抑制方法の検討において、先ず、ボデ
ィしわの発生度合は該立壁湾曲部におけるショックマー
クから算出される縮み変形量と対応することを見出し
た。さらに立壁湾曲部の形状、特に立壁湾曲部の横平面
内での曲率半径を最適化することがボディしわを抑制す
るのに有効であることを見出した。なお上記ショックマ
ークとは図1に示すようにAl又はAl合金板(3)の
ダイス(1)面の内側端縁と接触する材料がプレス成形
により立壁部に流入してゆく際に図中のダイス面の内側
端部のR面取り部(6)で擦られることによって生成す
る擦傷であって成形品の全周にわたって形成されるもの
である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明をさらに詳細に示
す。上記立壁湾曲部に発生するボディしわは、この立壁
湾曲部の形状が同じであればこの立壁湾曲部の縮み変形
量又は率がある一定値に達した時に発生するが、立壁湾
曲部の形状、特に立壁湾曲部の横平面内での円弧の曲率
半径が異なる場合にはボディしわが発生する限界の縮み
変形量が異なることを見出した。即ち、立壁湾曲部の曲
率半径が小さい場合には該曲率半径が大きい場合よりも
ボディしわが発生する限界の縮み変形量が大きくなり、
ボディしわの発生が抑制されることが判かった。
【0010】更に検討を進めたことにより、図3に示す
ように上記傾斜立壁湾曲部がフランジ部(7)と直交す
る方向に対してなす傾斜角度(θ)と、該立壁湾曲部で
の上記ショックマーク(8)までの、フランジ面の内側
端縁からの立壁部の縦方向に沿った長さであるショック
マーク長(δ)と、図2で示す該立壁湾曲部(5)の横
平面内での湾曲扇形のなす中心角度(α)とから次式に
より計算される立壁湾曲部の縮み変形量、α・δ・sin
θ及びAl又はAl合金板をダイス面に押圧固定した際
に形成されるダイスの内側端縁との接触による円弧状の
境界線の半径(γ)の積が、次式のようにある一定値
以下であればボディしわの発生が抑制されることを見い
出した。 α・δ・sin θ×γ1/2 <380 ……
【0011】なお上記立壁湾曲部の縮み変形量は、図1
に示すダイス(1)面にAl又はAl合金板(3)を押
し付ける力(しわ押え力:F)によっても変化する。即
ちしわ押え力(F)を変化させた場合はフランジ部から
の材料の流入抵抗が変化してショックマーク長が変わる
ことに起因するものである。具体的にはしわ押え力が大
きくなると材料が立壁湾曲部に流入しようとしても流入
できなくなるので立壁湾曲部の縮み変形量は低下するこ
とになる。またしわ押え力が小さくなるとフランジ部か
らの材料の流入抵抗は小さくなってショックマーク長は
長くなり、縮み変形量は大きくなる。
【0012】上述の考察による深絞り成形加工法に供す
る材料に関して、ここではアルミニウム又はアルミニウ
ム合金に限定しているが、上式の右辺の値を変更する
ことで他の材料、例えば鉄鋼材料や銅等についても適用
可能である。
【0013】なお、プレス成形の際の材料とポンチ底面
との摩擦係数を低減させることを目的とした表面処理、
例えば固形潤滑剤の塗布や潤滑性を付与した樹脂のコー
ティング等を施した場合、ボディしわの抑制もしくは低
減の効果が一層顕著になる。これは、材料の摩擦係数の
低減によってポンチ底部に接触している材料が成形品立
壁部に流出しやすくなることでショックマーク長が低下
し、ポディしわが抑制もしくは低減されるからである。
また、この様な処理を施した材料に関しては、処理を施
さない材料より大きなしわ押え力を負荷できるために、
フランジに発生するしわ、即ちフランジしわを抑制する
効果もある。
【0014】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。5000系合金である板厚1mmの5182−O材
(Al− 4.5wt%Mg−0.24wt%Mn)から直径 220mm
φ、又は 270mmφの円形のブランクを切り出し、表1に
示すようにポンチ径/ダイス径がφ 100mm/φ 140mmと
φ 150mm/φ 190mm(ダイス面の内側端部のR面取り部
(6)の曲率半径はいずれもR10mm)の図1に示すよう
な円錐台成形金型を使用し、しわ押え力をそれぞれ3to
n 及び8ton として深絞り加工を行った。この際成形高
さ(図3に示すH)を1mmづつ段階的に変化させていっ
て立壁部に0.02mmを越える高さのボディしわの発生が確
認できない状態での最大の成形高さを求めて限界の成形
高さとし、これらを本発明例として表1に併記した。な
おボディしわのうち目視又は手で触って確認できる最小
の高さは0.02mmであり、この0.02mmは一般的に外観品質
上の問題となるしわ高さの限界レベルである。従って本
実施例ではしわ高さが0.02mm以下の場合はボディしわの
発生は無しとした。
【0015】なお潤滑はフランジ部の材料の流入を容易
にする為に高粘度のプレス成形用潤滑油を塗布してあ
る。また成形した成形品についてはショックマーク長を
測定し、この測定値から成形品立壁部の縮み変形量及び
上記式の左辺の値を算出してこれらの値を表2に示し
た。
【0016】次に比較例3として上記本発明例1と同一
の円錐台成形金型を使用してしわ押え力を同じく3ton
とし、さらに本発明例1と同一条件での限界の成形高さ
(45.0mm)を越えて成形高さ47.0mmまで深絞り加工を実
施した場合のショックマーク長、立壁部の縮み変形量等
及びボディしわの発生の有無を調べ、その結果を表2に
示した。また比較例4として上記本発明例2と同一の円
錐台成形金型を使用してしわ押え力を5ton に下げ、成
形高さは本発明例2と同一条件での限界の成形高さ(4
0.0mm)のままで深絞り成形加工を実施した場合のショ
ックマーク長、立壁部の縮み変形量等及びボディしわの
発生の有無を調べ、その結果を表2に示した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】なお図1を参考にして、上記θは次式で求
めた。 また上記γは、R面取り部(6)の曲率が10mmであるこ
とから により求めた。
【0020】表1及び表2の本発明例1と2から明らか
なように、限界の成形高さにおいては、ダイス径の小さ
い方が大きい場合に比べて、成形品の立壁湾曲部に発生
する縮み変形量は大きいことが判る。また比較例3のよ
うに成形高さを更に高くしたり、比較例4のようにしわ
押え力を小さくしてフランジ部からの材料の流入が容易
になる条件で成形した場合には上記式の左辺の値は3
80を越え、ボティしわの発生が確認された。
【0021】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明のプレス成形
方法によれば、プレス成形品の立壁湾曲部に発生するボ
ディしわが抑制され、外観品質に優れたプレス成形品を
得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】傾斜立壁湾曲部を形成する深絞り加工法を示す
説明図である。
【図2】成形品の傾斜立壁湾曲部を示す要部斜視図であ
る。
【図3】傾斜立壁湾曲部の断面図である。
【符号の説明】
1 ダイス 2 ポンチ 3 Al又はAl合金板 4 フラット面部 5 湾曲部 6 R面取り部 7 フランジ部 8 ショックマーク
フロントページの続き (72)発明者 小倉 健一 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 戸次 洋一郎 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 松本 義裕 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 中村 真一郎 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 佐藤 章仁 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al又はAl合金板のフランジ部をダイ
    ス面に押圧し、該フランジ部の内側をポンチで押圧する
    ことにより、上記ダイス面に押圧されたAl又はAl合
    金板のフランジ部と、該フランジ部と直交する方向に対
    して傾斜した側面立壁部であって横方向に湾曲した立壁
    湾曲部とを形成する深絞り成形加工法において、立壁湾
    曲部が該フランジ部と直交する方向となす角度をθ、該
    立壁湾曲部に生ずるショックマーク中央部のフランジ面
    の内側端縁からの長さをδ、該立壁湾曲部の横平面上で
    の湾曲扇形の中心角度をα、該Al又はAl合金板をダ
    イス面に押圧した際に形成されるダイスの内側端縁との
    接触による円弧状の境界線の半径をγとしたときに、下
    式で示される条件で成形することを特徴とする深絞り加
    工により傾斜立壁湾曲部を形成するAl又はAl合金板
    の成形方法。 α・δ・sin θ・γ1/2 <380
JP7246949A 1995-08-31 1995-08-31 深絞り加工により傾斜立壁湾曲部を形成するAl又はAl合金板の成形方法 Pending JPH0966320A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017100165A (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 Jfeスチール株式会社 プレスしわ発生判定方法
WO2020090153A1 (ja) 2018-10-31 2020-05-07 Jfeスチール株式会社 プレス成形部品及びその製造方法

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CN112888514A (zh) * 2018-10-31 2021-06-01 杰富意钢铁株式会社 冲压成形部件以其制造方法
CN112888514B (zh) * 2018-10-31 2023-01-10 杰富意钢铁株式会社 冲压成形部件以其制造方法

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