JPH0970621A

JPH0970621A - 金属板の曲げ加工方法及び装置

Info

Publication number: JPH0970621A
Application number: JP22900395A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Watanabe; 憲一渡辺; Hidenori Shirasawa; 秀則白沢; Jiro Iwatani; 二郎岩谷; Motoyuki Miyahara; 征行宮原
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1995-09-06
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】単層金属板、複合金属板を曲げ加工すると
き、スプリングバックとかもめ現象を抑制する。【解決手段】ポンチ１とダイス３との協働で金属板４
を圧下して曲げ加工するとき、曲げ方向と反対側の板面
にダイス３を面接触した状態で外方にスライドして板面
を引き伸ばす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属板の曲げ加工方
法及び装置に関する。ここで、金属板とは単層金属板、
金属板と樹脂板とを積層した複合金属板（制振鋼板）、
異種類の金属板を積層した複合金属板を意味する。

【０００２】

【従来の技術】家具、電気部品、自動車部品等の各種機
械器具の構造部材には、金属板を金型で曲げ加工して用
いられる部品が多く存在している。また、これらの部材
には、部材自身や他の発生源から発生する振動や騒音を
防止するため、近年、その制振部材として、振動減衰機
能を有する粘弾性樹脂層を中間に配した制振鋼板をはじ
めとして、振動減衰機能を有する軟質金属層を中間に配
した複合金属板や、金属板間に空気層を形成させて積層
した複合金属板等が開発されて実用に供されている。

【０００３】また、軽量化の観点から、中間層として樹
脂や軽金属などの軽量材を用いた複合金属板も開発さ
れ、実用化され始めている。そして、これら複合金属板
は、その構造上、単層金属板と比較して深絞り等の成形
性に劣るため、主として曲げ加工用途に使用されてい
る。しかし、これらの金属板や複合金属板は通常の曲げ
加工に常套的に適用されるポンチとＶ型のダイスを用い
てプレス曲げ加工すると、金属板の場合は、曲げ加工終
了後に素材の弾性回復現象により所定の曲げ角度より角
度変化してしまうスプリングバック現象や、複合金属板
の場合には、そのスプリングバック現象に加え、本来平
坦であるべきフランジ部において、ある角度θをもって
曲げ方向の反対側に折れ曲がるという現象、いわゆる
「かもめ」現象が発生しやすいという問題点を有してい
る。

【０００４】そこで、金属板のスプリングバック現象や
「かもめ」現象による複合金属板の形状不良を防止する
ため、従来より、そのプレス曲げ加工方法及び曲げ金型
について各方面から種々の検討が加えられ、各種の提案
がなされている。これらの代表的なものを挙げると、ス
プリングバック現象に対しては、予めスプリングバック
による角度変化を見込み、所定の曲げ角度以下のポンチ
やダイスにより曲げ加工を行う方法が一般に採られてい
る。また、「かもめ」現象に対しては、制振鋼板の表
裏二枚の鋼板の板厚差を付け、その薄い方の鋼板を曲げ
外側にしてＶ曲げ加工する方法（特開昭６０−７２７２
４号公報）や、曲げ対象部位の表裏いずれかの表皮金属
板に切り欠き溝を設け、この切り欠き溝に沿ってＶ曲げ
加工する方法などのように、成形対象の複合金属板に、
予め何らかの処置や予備加工を施すもの：図７及び図８に示すように、ポンチ２１，３１の下降
に応動してＶ字状に角度を変更する鋼板受け２３，３３
等をダイス２２，３２に設けたＶ曲げ金型（特開昭６２
−１２７１２５、特開昭６２−１２７１２７号公報）や
図９に示すように、Ｖ型ダイス４２と複合金属板４０と
の間に、この複合金属板４０よりも厚い鋼板４１を配し
てＶ曲げ加工する方法（特開昭６２−１２７１２６号公
報）などのように、曲げ加工に際して、複合金属板の曲
げ外側の表皮金属板の移動を規制するもの：図１０に示すように、ポンチ５１の下降に応動し、一
定の背圧のもとで両側方に移動する対のダイス５２を設
けたＶ曲げ金型（特開昭６３−１３６２０号公報）など
のように、曲げ加工に際して、複合金属板５０の曲げ外
側の表皮金属板のフランジ部近傍に「しごき」を与える
もの：図１１の（ａ）図に示すように複合金属板６０に、曲
げ対象部位に沿う突条６１を形成し、次いで、同（ｂ）
図に示すように、この突条６１の突出方向と逆に曲げ加
工する方法（特開昭６３−４３６１８号公報）等のよう
に、予め、曲げ対象部位の中心部を曲げ方向と異なる方
向に曲げ加工を施すもの等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、それぞれ以下の問題点がある。すなわち、ま
ずスプリングバック現象に対する、予めスプリングバッ
クによる角度変化を見込む方法では、加工する金属板の
板厚や強度が変化するごとに角度変化量が変化するた
め、金型を多数用意する必要があることや、所定の曲げ
角度に加工できるまでの試行錯誤に時間がかかるなどの
問題が生じる。

【０００６】一方、「かもめ」現象に対しては、表皮
金属板に板厚差を付けたり、切欠や溝を設けたりする方
法では、「かもめ」現象の発生を抑止でき、かつシャー
プな曲げ線が得られるものの、その工程が煩雑になり生
産性に劣るだけでなく、構造強度に影響する表皮金属板
の不等厚や切欠・溝などのために、その用途範囲に大き
な制約が生じる。

【０００７】また、曲げ外側の表皮金属板の移動を規
制する金型や方法では、「かもめ」現象を抑制する効果
は認められるものの、その抑制効果には限界があり、更
に、図７および図８に示す金型ではその構造が複雑とな
り、また、図９に示す方法では曲げ加工性の都度にバッ
クアップ用の鋼板が必要で経済性に劣る。また、図１
０に示すように曲げ外側の表皮金属板に「しごき」を与
える金型では、その構造が複雑となるのに加え、「しご
き」により製品表面に疵が生じやすいという問題があ
る。

【０００８】また、図１１に示す方法では、「かも
め」現象の発生を抑止できるものの、その効果を得るた
めには曲げ部における表裏の表皮金属板の剥離が必至と
なるため腐食の問題が発生し、加えて、その曲げ工程が
２工程となり生産性に劣り、これらの問題点の解決が望
まれていた。本発明では、上記従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、汎用的な構成の曲げ金型
（ポンチとダイス）のもとで、スプリングバック現象お
よび「かもめ」現象の発生を抑制できる金属板の曲げ加
工方法及び加工装置の提供を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、単層金属板又
は複合金属板を、ポンチとダイスとの協働で圧下するこ
とにより曲げ加工する方法において、前述の目的を達成
するために次の技術的手段を講じている。すなわち、請
求項１に係る本発明方法では、前記の圧下をするとき、
曲げ方向と反対側の金属板の板面にダイスを面接触した
状態で外方にスライドして当該金属板の板面を引き伸ば
すことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明では、前記ダイスを楔形状に
形成してその楔角によって当該ダイスを外方にスライド
することができ（請求項２）、更には、圧下方向と反対
方向よりダイスを押しつけることにより当該ダイスを外
方にスライドすることができる（請求項３）。更に、本
発明は、単層金属板又は複合金属板を、ポンチとダイス
との協働で圧下することにより曲げ加工する装置におい
て、前述の目的を達成するために次の技術的手段を講じ
ている。

【００１１】すなわち、請求項４に係る本発明装置で
は、ポンチと、該ポンチと相対して配置されているダイ
スホルダーと、該ダイスホルダーの溝部に設置されてい
て曲げ方向と反対側の金属板の板面に面接触するダイス
と、を備え、前記圧下に基づいてダイスを溝部上で外方
にスライドして当該金属板の板面を引き伸ばす手段を有
することを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明では、ダイスを外方にスライ
ドする手段が、楔形状に形成したダイスの楔角であり
（請求項５）、更には、ダイスを外方にスライドする手
段が、圧下方向と反対方向よりダイスを押しつける押し
棒であることが望ましく（請求項６）、また、ダイス
は、ダイスホルダーの溝部において互いに均等にスライ
ドする分割ダイスであることが有利である（請求項
７）。

【００１３】上記の本発明についてより具体的にその作
用とともに説明すると、金属板または複合金属板を曲げ
加工する場合に発生するスプリングバック現象は、曲げ
加工時における、その曲げ部の表裏面のひずみ量の差に
起因する加工後の弾性回復量の差によって引き起こされ
るもので、一方、「かもめ」現象は、その曲げ部に生じ
る内外面の線長差に起因するフランジ部における表裏の
表皮金属板のズレによって引き起こされるものである。

【００１４】そこで、これらの現象を抑制するには、そ
の曲げ加工に際して、曲げ部における表裏面のひずみ量
の差を小さくするために、引張力を曲げ部両側から加え
ることが有効であるとともに、複合金属板の場合は曲げ
部両側における表裏の表皮金属板間のズレを規制し、曲
げ部における外側の表皮金属板に内側の表皮金属板より
も大きな伸び量の塑性変形を起こさせることが有効であ
る。

【００１５】そこで、本発明者等は、この観点より簡単
な金型構成で、金属板表面に疵をつけることなく、かつ
シャープな曲げ線を持つ曲げ加工品を得るため、鋭意研
究を行った結果、上記の発明を得るに至った。すなわ
ち、本発明においては、溝形状を持つダイスホルダーの
溝部に楔形状を有するダイス、具体的には左右に分割さ
れた楔形状をもつダイス（以下、スライド式分割ダイス
と呼ぶ）を置いて、Ｖ型形状を持つポンチにより金属板
または複合金属板を曲げ加工するのである。この曲げ加
工中に、ポンチの圧下によって、そのスライド式分割ダ
イスが外側にスライドできるようになっている。そし
て、この圧下のとき金属板外側表面または複合金属板の
外側表皮金属板の板面、具体的には曲げ方向と反対側の
板面にダイスを面接触した状態で外方にスライドさせこ
のときの摩擦力によって引き伸ばすことにより、先に述
べたように、金属板の曲げ部における表裏面のひずみ量
の差を小さくできるとともに、複合金属板の場合、曲げ
部両側における表裏の表皮金属板間のズレを規制し、曲
げ部における外側の表皮金属板に内側の表皮金属板より
も大きな伸び量の塑性変形を起こさせることができ、結
果として、スプリングバック現象および「かもめ」現象
を低減することが出来るのである。

【００１６】そして、本発明においては、スライド式分
割ダイスは、ポンチによる曲げ加工の下死点到達後にさ
らにポンチを圧下する時点で、外側にスライドするとと
もに、そのスライド距離は僅かな距離で効果が得られる
ため、シャープな曲げ線が得られるとともに、金属板表
面に疵をつけることはない。そして、さらにスプリング
バック現象や「かもめ」現象を安定して確実に低減する
ためには、ポンチを下降させ金属板を所定の角度まで曲
げたのち、さらに圧下を加える時に、スライド式分割ダ
イスを強制的に左右両側に押し広げるすなわち、圧下方
向と反対方向よりダイスを押しつけることによりスライ
ド式分割ダイスを確実に一定距離スライドさせることが
できるため、結果として、スプリングバック現象および
「かもめ」現象をさらに確実に低減することが出来るの
である。このとき、スライド式分割ダイスを強制的に左
右両側に押し広げる機構は、ダイスホルダー溝部中央下
部から棒または板（押し棒と呼ぶ）を突き上げることに
よる手段が有用であるが、その他の手段を用いても同様
の効果を得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の望ま
しい実施の形態につき説明すると、図に示す第１の実施
の形態において、先端にＶ型形状の圧下部１Ａを有する
ポンチ１と、Ｖ型形状の溝部２Ａを有するダイスホルダ
ー２とが図では上下に相対して配置されており、ダイス
ホルダー２の溝部２Ａ上には左右に分割されている楔形
状を有するダイス３が摺動自在に設置されており、制振
鋼板で示す金属板４がポンチとダイスとの協働作用で圧
下された成形初期を示している。

【００１８】この成形初期ののち、ポンチ１を圧下する
と、本第１の実施の形態ではダイス３が金属板４の曲げ
方向と反対側の板面に面接触した状態で楔角によって外
方にスライドすることでその面摩擦力によって引き伸ば
すことでスプリングバック現象及び「かもめ」現象を抑
制できるのであり、楔角がポンチの圧下と協働して実質
的にスライド手段とされている。

【００１９】

【実施例】本実施例で用いた金属板は、板厚＝０．８m
m、降伏応力＝１８．３kgf/mm²、引っ張り強さ＝３
１．３kgｆ/mm²の鋼板であり、複合金属板は、板厚＝
０．４mm、降伏応力＝１８．１kgf/mm²、引っ張り強さ
＝３１．７kgf/mm²の表皮鋼板の間に、厚さ＝０．０５
mmの樹脂を挟み込んだいわゆる制振鋼板である。

【００２０】まず、図１に示すスライド式分割ダイスに
よる曲げ加工について述べる。このとき、ダイスの滑り
やすさを変えるためにダイスホルダー角度を３０°，３
５°，４０°（したがって、スライド式分割ダイスの楔
角度を１５°，１０°，５°）と変化させた。そして、
上記の鋼板および制振鋼板をこの金型を用いて曲げ加工
した場合、１回押しでは十分な効果が得られず、押し回
数を４回に増やしたところ図３、図４に示すように、ス
プリングバック現象および「かもめ」現象を低減するこ
とが出来た。そして、ダイスホルダー角度が３０°の場
合がその効果がもっとも大きかった。

【００２１】なお、図３及び図４において●印は鋼板、
○印は制振鋼板を示している。次に、図２に基づいて本
発明の第２の実施の形態につき説明する。この図２にお
いて図１と共通する部分は共通符号を付して示してお
り、以下、相違点について説明する。中心に突き棒５を
立設した土台６に、スプリング部７を介して支持台８が
載置され、この支持台８上にダイスホルダー２が設置さ
れている。

【００２２】ダイスホルダー２における溝部２Ａの底
（中心）には、突き棒５をガイドとして摺動案内するガ
イド孔２Ｂが形成されており、突き棒５の先端５Ａはテ
ーパー面に形成されており、この先端５Ａにて押し広げ
られるダイス３の合わせ面側にはテーパー面の受け面３
Ａが形成されている。但し、先端５Ａと受け面３Ａはこ
れを球面状の当接としてもよい。

【００２３】スプリング部７は硬質ゴムよりなるゴム部
７Ａとこの上の鋼板製のバックアッププレート７Ｂとか
らなり、ゴム部７Ａの厚みが厚い程スプリングは軟らか
くなり、ポンチ１で圧下力を付与するとその荷重によっ
てスプリング部７が圧縮されダイスホルダー２が降下
し、相対的に突き棒５の先端５Ａがダイス３の受け面３
Ａを突き上げることにより、ダイス３を板面に面接触し
た状態で外方にスライドして該板面を引き伸ばすのであ
る。

【００２４】なお、スプリング部７はゴムの他、コイル
スプリング、板バネ等であってもよく、更には土台６と
支持台８間に、空気，油等のシリンダを介在したもので
も構わない。この第２の実施の形態においては、ダイス
３を外方にスライドする手段が、圧下方向と反対方向よ
りダイス３を押しつける押し棒であることから、ダイス
３については楔角をもたないものでも採用できるが、楔
角をもつダイスを採用することが有利である。

【００２５】なお、押し棒については、これが棒材（角
棒・丸棒）であっても板材であってもよい。また、スラ
イド手段としては、前述した楔角によるもの、突き棒に
よるものの他、ダイスをシリンダ等でスライドするもの
であってもよい。図２に示した実施の形態の実施例を説
明する。

【００２６】ただし、対象物（鋼板）については、図１
を参照して既述したものと同じである。この図２では、
スプリング部７の全厚を２８mmとし、この上に厚さ２０
mmの鋼製支持台８を介してダイスホルダー２を乗せた。
ポンチ１の圧下荷重によってゴムが圧縮され、ダイスホ
ルダーが下がり、押し棒がスライド式分割ダイスを押し
広げることにより、ダイスを面接触した状態でスライド
させた。

【００２７】図５、図６はこのときのスプリングバック
およびかもめ角度を示す。スプリングバックは低荷重で
も殆どゼロであり、「かもめ」現象も高荷重で完全に消
滅することが理解でき、このように、第１の実施の形態
の場合よりもばらつきが小さく安定して効果が得られ
た。なお、上記の第１・２の実施の形態ではポンチとダ
イス（金型）を、縦配置としているが、横配置とするこ
とによっても実施可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
簡単な構成の曲げ金型のもとで、シャープな曲げ線が得
られるとともに、金属板表面に疵をつけることはなく、
スプリングバック現象及び「かもめ」現象を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の加工初期の状況を示す断面
図である。

【図２】第２の実施の形態の加工初期の状況を示す断面
図である。

【図３】第１の実施の形態による圧下力とスプリングバ
ックとの関係を示すグラフである。

【図４】第１の実施の形態による圧下力とかもめ角度と
の関係を示すグラフである。

【図５】第２の実施の形態による圧下力とスプリングバ
ックとの関係を示すグラフである。

【図６】第２の実施の形態による圧下力とかもめ角度と
の関係を示すグラフである。

【図７】従来のＶ曲げ金型の説明図である。

【図８】従来の他のＶ曲げ金型の説明図である。

【図９】従来のＶ曲げ加工方法の説明図である。

【図１０】従来のまた他のＶ曲げ金型の説明図である。

【図１１】従来の他の曲げ加工方法の説明図である。

【符号の説明】

１ポンチ１Ａ圧下部２ダイスホルダー２Ａ溝部３ダイス４金属板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮原征行兵庫県加古川市金沢町１番地株式会社神戸製鋼所加古川製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単層金属板又は複合金属板を、ポンチと
ダイスとの協働で圧下することにより曲げ加工する方法
において、前記の圧下をするとき、曲げ方向と反対側の金属板の板
面にダイスを面接触した状態で外方にスライドして当該
金属板の板面を引き伸ばすことを特徴とする金属板の曲
げ加工方法。
【請求項２】ダイスを楔形状に形成してその楔角によ
って当該ダイスを外方にスライドすることを特徴とする
請求項１記載の曲げ加工方法。
【請求項３】圧下方向と反対方向よりダイスを押しつ
けることにより当該ダイスを外方にスライドすることを
特徴とする請求項１又は２に記載の曲げ加工方法。
【請求項４】単層金属板又は複合金属板を、ポンチと
ダイスとの協働で圧下することにより曲げ加工する装置
において、ポンチと、該ポンチと相対して配置されているダイスホ
ルダーと、該ダイスホルダーの溝部に設置されていて曲
げ方向と反対側の金属板の板面に面接触するダイスと、
を備え、前記圧下に基づいてダイスを溝部上で外方にス
ライドして当該金属板の板面を引き伸ばす手段を有する
ことを特徴とする金属板の曲げ加工装置。
【請求項５】ダイスを外方にスライドする手段が、楔
形状に形成したダイスの楔角であることを特徴とする請
求項４に記載の曲げ加工装置。
【請求項６】ダイスを外方にスライドする手段が、圧
下方向と反対方向よりダイスを押しつける押し棒である
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の曲げ加工装
置。
【請求項７】ダイスは、ダイスホルダーの溝部におい
て互いに均等にスライドする分割ダイスであることを特
徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の曲げ加工装
置。