JPH0976015A

JPH0976015A - プレスの曲げ方法および装置

Info

Publication number: JPH0976015A
Application number: JP7238216A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Yasuda; 俊也安田; Satoshi Sugiyama; 聡杉山; Shinichi Ezaka; 真一江坂; Nobuyuki Morikawa; 伸之森川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1997-03-25
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JP3624970B2

Abstract

(57)【要約】【課題】板金プレスにおいて高精度に曲げ加工できか
つ加工時間を短縮可能な高精度曲げ加工方法を提供す
る。【解決手段】芯金１１とダイ３１、３２とでワーク１
０を圧縮するとき、パンチ４１を下降し、パンチ４１の
斜面４３とダイ３１、３２の斜面の接触摺動によりダイ
の内壁面と芯金１１の外周面との押圧によりワーク１０
の板厚方向に全周から圧縮荷重を一様に作用させる。こ
のため、ダイ３１、３２の内壁面に形成される微小な凸
部がワーク１０の外周面に当接し押圧されることによ
り、ワーク１０の外周面に微小な凹溝が形成されるの
で、ワーク１０の外周面に圧縮応力が発生し、スプリン
グバックが抑制される。これにより、プレスの曲げ加工
と同時にスプリングバックを抑制する加工を行うため、
矯正曲げ加工なしに高精度の曲げ加工が短時間に行え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板金プレスの曲げ
加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公昭５８−３９０１３号公報には、板
金ブラケットにパンチで押圧し、パンチの外周に形成さ
れる凸部により板金ブラケットの軸受収容部の内面に溝
を形成し、次いで円筒状パンチにより上記溝の山部を削
除し必要内径に仕上げる。これにより板金ブラケットの
径方向および円周方向の応力を低減し、板金ブラケット
から金型を取り外しても、上記円筒状パンチで決まる板
金ブラケットの内径を保持することが開示されている。

【０００３】また特開昭５１−１１７９６１号公報に
は、プレスにより軸受等の嵌合面を成形する方法であっ
て、プレスのパンチあるいはダイのいずれかに複数個の
逃げ部を設け、プレス工程によりこの逃げ部にワークの
余肉を逃がすことにより嵌合面を成形する嵌合面の成形
方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さらに、円筒状の部品
を製作する従来の方法の一つとして、平板をＵ字形状に
曲げ、その後円筒形状に丸め、次いでＯ字状に曲げ精度
を向上させる矯正曲げを行なう方法が知られている。こ
の曲げ加工方法の手順について図１２および図１３に基
づいて説明する。まず平板の材料（ワーク）１をＵ曲げ
台２の上に載せてＵ曲げパンチ３で押圧する（工程１、
２、３）。その後Ｕ字状に曲がった材料１に円筒状の芯
金５を挿入し、Ｏ曲げパンチ４を下降させて押圧する
（工程４、５）。次いで、矯正曲げ工程でＯ曲げパンチ
４を上昇し、材料１を角度α回転し（工程６）、再度Ｏ
曲げパンチ４を下降し（工程７）、矯正曲げする。こう
して、材料１が一周するまで、材料１の回転と曲げ矯正
荷重の付加とを交互に繰り返し、曲げ矯正後、Ｕ曲げ台
２からＯ曲げパンチ４を上昇し、さらに芯金５を抜き取
ると、矯正曲げされた材料１としてのワークが得られる
（工程８）。

【０００５】この多回押えによる矯正方法は、ワークの
みを回転し、繰り返し荷重をかけて全周方向から一様に
仮想荷重をかけた状態とみることができる。この多回押
えによると、加工時間が長いという問題がある。一般
に、板金プレスの曲げ加工をする場合に曲げ加工の精度
を低下させる原因のひとつとしては、スプリングバック
が考えられる。このスプリングバックは、上記公報にも
記載されるように、曲げ型例えばＯ曲げ型から材料を取
り出すと、材料がＯ曲げ形状から元の形状に戻ろうとす
る現象をいい、いわゆる「跳ね返り」のことを言う。こ
のような跳ね返り（スプリングバック）を均一化する方
法は公知であっても、曲げ加工と同時にスプリングバッ
クを抑制する特別な曲げ加工方法および装置は従来より
知られていない。

【０００６】本発明者は、Ｏ字状曲げまたは矯正曲げを
する場合、Ｏ字状に曲げ加工したワークが型内で拘束さ
れワークを型から外す前において、材料の内周壁に圧縮
応力が発生し、材料の外周壁には引張応力が発生し、除
荷すると反力が働いてワークは元の形状に戻ろうとする
点に着目し、本発明を完成した。また曲げ精度を向上す
る方法としては、上記矯正曲げ以外の方法として切削加
工やしごき加工等があるが、切削加工によると加工時間
が長くなり、しごき加工によると肉厚が不均一になり高
い精度が得られない。

【０００７】本発明の目的は、曲げ加工と同時にスプリ
ングバックを抑制する加工を行う曲げ加工方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、高精度に曲げ加工
できかつ加工時間を短縮可能な高精度曲げ加工方法を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段、作用および発明の効果】
本発明の曲げ加工方法は、請求項１記載の構成を採用す
る。したがって、板金プレスの曲げ加工において、ワー
クの外径側になる面に微小の凹形状を施すため、ワーク
の外周に発生する引張応力が低減され、ワークの外径側
になる面の凹形状近傍に圧縮応力が発生する。このた
め、スプリングバックが抑制されるので、寸法精度が向
上するという効果がある。

【０００９】本発明の曲げ加工装置は、請求項２記載の
構成を採用する。したがって、芯金とダイとでワークを
加工するとき、パンチの押圧時のくさび状作用により前
記ダイと前記芯金とによりワークの板厚方向に全周から
圧縮荷重を一様に作用させる。この圧縮荷重は、ミクロ
的には、ダイの凸部によりワークの外周に部分的に大き
く作用する。このため、ダイの外周面に形成される微小
な凸部がワークの外周面に当接し押圧されることによ
り、ワークの外周面に微小な凹溝が形成されるので、ワ
ークの外周面に圧縮応力が発生し、スプリングバックが
抑制される。したがって、矯正曲げ加工なしに、高精度
の曲げ加工が行える。

【００１０】本発明の請求項３記載の曲げ加工装置は、
請求項２記載の構成において、請求項３の構成を採用す
る。したがって、ワークの外周面に微小な凹溝が形成さ
れ、ワークの内周面に微小な凸形状が形成されるため、
ワークの両面での歪みの進行に伴う応力変化によりスプ
リングバックを抑制する。ここにいう応力変化は、曲げ
の外側の引張応力を圧縮応力に変える手段１、または、
曲げの内側の圧縮応力を小さくする手段２である。

【００１１】本発明の請求項４または５記載の曲げ加工
装置は、請求項３記載の構成において、ダイの微小な凸
部と芯金の微小な凹部とが周方向に相応する位置または
周方向にシフトする位置に配置される形態を示す。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。平板から円筒状の寸法精度の高精度な
中空円筒体を形成する曲げ加工方法を実施するための装
置を図１〜図９に基づいて説明する。この曲げ加工方法
を実施するための装置は、芯金１１と基台２１とダイ３
１とパンチ４１からなる。以下これらの構成要素を順に
説明する。

【００１３】(1) 芯金芯金１１は、図３に示すように、段付き丸棒状であっ
て、外径Ｄ₁ の中実円筒部１２と、これよりも外径の小
さい外径Ｄ₂ の中実円筒部１３とが一体に形成されてい
る。この中実円筒部１２の自由端側の底部にはねじ穴１
４が形成されている。芯金１１は、図１に示すように、
基台２１にボルト２２によりねじ止め固定されている。

【００１４】ワーク１０は、平板部材からＵ字曲げを行
ない、次いで、スリットＳを有するＯ字曲げをして形成
したＯ曲げ済みのワークである。このワーク１０の外径
ｄ₁、内径ｄ₂ である。そして、ｄ₂ ≧Ｄ₂ 、Ｄ₂ ＜Ｄ₁
の関係がある。ｄ₂ とＤ₂の関係については、一般的な
表現としては、ｄ₂ ＝Ｄ₂ でよいが、ワークと芯金との
嵌め合いのためのクリアランス（例えば0.02〜0.08mm）
が必要である。ただし、ワークにはスリットがあるた
め、実際はＤ₂ よりｄ₂ が小さくてもｄ₂ を大きくでき
るので芯金へのワークの抜き差しは可能である。ワーク
１０のセット時、芯金１１の中実円筒部１３の先端側か
らワーク１０を挿入する。すると芯金１１の段付き部１
５にワーク１０の一端が係止される。

【００１５】(2) 基台基台２１は、図１に示すように芯金１１がボルト２２に
より固定される部材であって、平坦な案内面２３を有す
る。この案内面２３上を後述するダイ３１、３２、３
３、３４（３３、３４は図８に示す。）の端面３１２、
３２２、３３２、３４２（３３２、３４２は図示せず）
が接触し、摺動可能である。またこの基台２１の外周に
は円環状の凸部２４が形成される。この凸部２４は、そ
の内周壁２５が後述するパンチ４１の外周面をパンチ押
圧方向に案内する役割がある。

【００１６】(3) ダイダイ３１、３２、３３、３４は、これらを組み合わせる
と、図５、６に示すように円錐台状であり、４つの部品
からなっている。このダイ３１、３２、３３、３４の円
弧状内壁面には図７、９に示すように軸方向に延びる微
小な凸形状の円弧状凸部３５０が形成されている。図７
は図５に示すVII 部分の拡大図である。このダイ３１、
３２、３３、３４の微小な凸部を有する内壁面３１１、
３２１、３３１、３４１はワーク１０の外周面に当接可
能である。また、これらの内壁面３１１、３２１、３３
１、３４１は円弧状で、その組み合わせたときの内部に
できる円筒状の穴径Ｄ₃ は、ワーク１０の外径ｄ₁ にほ
ぼ等しい。

【００１７】これらのダイ３１、３２、３３、３４は図
１に示すように基台２１の案内面２３上を芯金１１の中
心方向に矢印１６、１７方向に摺動可能となる端面３１
２、３２２、３３２、３４２を有する。また、円錐台の
斜面の一部を形成する斜面３１３、３２３、３３３、３
４３を有する。これらの斜面３１３、３２３、３３３、
３４３は、後述するパンチ４１の内壁に形成される円錐
台状斜面４３の傾斜角と一致している。

【００１８】(4) パンチパンチ４１は、図１に示すように、基本外形が円筒状
で、フランジ４４と円筒部４５が一体に形成されてい
る。そしてフランジ４４と円筒部４５の中心部に円筒穴
４６が形成され、この円筒穴４６に続いて斜面４３によ
り円錐台状穴４７が形成される。この円錐台状穴４７を
形成する斜面４３は、前記ダイ３１、３２、３３、３４
の斜面３１３、３２３、３３３、３４３の傾斜角と一致
している。そして図１に示す状態からパンチ４１を下降
すると、パンチ４１の斜面４３がダイ３１、３２、３
３、３４の斜面３１３、３２３、３３３、３４３に当接
し、ダイ３１、３２、３３、３４を芯金１１の中心軸方
向に図示矢印１６、１７方向に滑らせる。すると、ダイ
３１、３２、３３、３４の内周壁に形成される凸状の内
周面３１１、３２１、３３１、３４１がワーク１０の外
周面を押圧し、その内周面３１１、３２１、３３１、３
４１の凸部がワーク１０の外周面を押圧する。これによ
りワーク１０の外周面に生ずる引張応力を低減し、反対
にワーク１０の外周面に圧縮応力を発生させることにな
る。この微小な凸部を有する内周面３１１、３２１、３
３１、３４１の押圧により応力変化が発生しスプリング
バックが抑制される。したがって、ワーク１０の曲げ加
工精度が一様に固定される。すなわちパンチ４１を上昇
し、ダイ３１、３２、３３、３４を取り外しワーク１０
を抜き取ったとき、ワーク１０の形状が元に戻るような
スプリングバックは低減される。したがって全周均一に
破壊限界に近い圧縮力を受けたときの高精度な寸法精度
にワーク１０が曲げ加工される。

【００１９】次に、曲げ加工の手順について説明する。
まず、図３に示すように芯金１１の小径側の中実円筒部
１３の先端側からワーク１０を挿入し、次いで図４に示
すように、芯金１１をガイドとしての基台２１に取付け
ねじ固定する。次いで図５に示すように、基台２１にダ
イ３１、３２、３３、３４をセットし、図１に示すよう
な状態にする。その後、パンチ４１を図１に示す状態か
ら下降し、ダイ３１、３２、３３、３４を押圧する。す
ると、ダイ３１、３２、３３、３４が図１に示す矢印１
６、１７方向に中心側に押し寄せられ、ダイ３１、３
２、３３、３４の凸状の内周面３１１、３２１、３３
１、３４１がワーク１０の外周面をその中心方向に押圧
する。これによりワーク１０の外周面に微小な凹溝が形
成されながら曲げられる。

【００２０】この実施例によると、ワーク１０の周りに
ダイ３１、３２、３３、３４をセットし、パンチ４１を
下降すると、ダイ３１、３２、３３、３４の斜面３１
３、３２３、３３３、３４３とパンチ４１の斜面４３が
テーパ面により嵌合するためパンチ荷重に比例してワー
ク１０に曲げ荷重がかかる。曲げと同時にワーク１０の
外側にＯ状溝が形成され、このときワークの外周面に圧
縮応力が発生する。したがって、この圧縮応力がスプリ
ングバックを抑制する。

【００２１】すなわち、本実施例では、曲げ精度に多大
な影響を及ぼすスプリングバックを抑制する圧縮応力が
ワークの外周面近傍に発生する。これによりスプリング
バックを効果的に抑制し、曲げ精度の高いワーク加工を
行なえる。本発明の他の実施例としてダイの内周壁に形
成する凸形状は、図９に示す円弧状の凸部３５０の他
に、図１０Ｂ、Ｃ、Ｄに示すように、三角形、台形、四
角形等、の各断面形状の凸起３６０、３７０、３８０に
することもできる。

【００２２】また図１１に示すように、ダイの内周壁と
芯金の外周壁との表面形状については、図１１Ａに示す
ようにダイの内周壁に円弧状凸部３５０、芯金１１の外
周壁に円弧状凹部４５０を形成し、円弧状凸部３５０と
円弧状凹部４５０とを周方向に交互にシフトして配置す
る例、また図１１Ｂに示すようにダイの内周壁に円弧状
凸部３５０、芯金１１の外周壁に円弧状凹部４５０を形
成し、円弧状凸部３５０と円弧状凹部４５０とを周方向
に同位置に配置する例、また図１１Ｃに示すようにダイ
の内周壁に三角状凸部３６０、芯金１１の外周壁に四角
状凹部４５０を形成し、三角状凸部３６０と四角状凹部
４８０とを周方向に交互にシフトして配置する例が挙げ
られる。さらに異形状の凹部と凸部を同径同位置または
同形交互位置に配置してもよいし、または同形状の凹部
と凸部とを同径同位置または同形交互位置に配置するよ
うにしても良い。

【００２３】本発明の板金プレスの曲げ加工によりエア
バルブ、モータヨーク、ベアリングリテーナ等のパイプ
部品、プレス曲げ部品等を高精度に製造することができ
る。また、本発明を適用可能なワークの形状は円筒状に
限らず、多角形の筒状でもよい。本発明は、Ｖ曲げ等の
曲げ加工全般に適用することができる。従来例の多回押
えにより２０回荷重をかけた場合の円筒度が０．０５
４、加工時間が１００秒であった。

【００２４】これに対し、上記実施例では、１回荷重を
かけただけで従来例以上の曲げ精度が得られた。上記実
施例では、円筒度は０．０４５、加工時間は２０秒であ
った。これより加工時間および段取り時間が従来例より
も実施例の方がかなり優れていることが判明した。この
曲げ精度が向上したメカニズムのひとつは、ダイに凸形
状を施し、ワークの外周面をＯ形状に形成しながら曲げ
ることにより、ワークの外周面近傍に圧縮応力を発生さ
せることでスプリングバックを抑制した結果であるもの
と考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にによる曲げ加工を実施するた
めの装置の断面図である。

【図２】ダイを上から見た概略模式図である。

【図３】曲げ加工方法を実施するための工程図である。

【図４】曲げ加工方法を実施するための工程図である。

【図５】曲げ加工方法を実施するための工程図である。

【図６】ダイをセットした状態を示す斜視図である。

【図７】図５に示すVII 部分拡大図である。

【図８】曲げ加工方法を実施するための工程図である。

【図９】芯金とダイの位置関係を示す拡大図である。

【図１０】ダイの内周壁面がもつ凸部の変形例を示す図
である。

【図１１】ダイの内周壁面の凸部と芯金の外周壁面の凹
部の組み合わせの変形例を示す図である。

【図１２】従来例の曲げ加工工程を示す図である。

【図１３】従来例の曲げ加工工程を示す図である。

【符号の説明】

１０ワーク１１芯金１２中実円筒部１３中実円筒部２１基台２３案内面２４凸部２５内周壁３１、３２、３３、３４ダイ４１パンチ４２外周面４３斜面４７円錐台状穴３１１、３２１、３３１、３４１内壁面３１２、３２２、３３２、３４２端面３１３、３２３、３３３、３４３斜面（テーパ
面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森川伸之愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板金プレスの曲げ加工において、ワーク
を曲げ加工するとき、ワークの外径側になる面に微小の
凹形状を施し加工することを特徴とする曲げ加工方法。
【請求項２】請求項１記載の曲げ加工方法を実施する
ための曲げ加工装置であって、円筒状に粗加工したワークを挿入可能な芯金と、前記芯金に挿入したワークの外周に配置され、ワークの
外周面を押圧可能な複数個のダイと、前記芯金と前記ダイとでワークを加工するとき、くさび
状作用により前記ダイと前記芯金とによりワークの板厚
方向に圧縮荷重を作用させるパンチとを備え、前記ダイは、前記ワークの外周面に微小な凹溝が形成さ
れるように該外周面に当接可能な微小な凸部を有するこ
とを特徴とする曲げ加工装置。
【請求項３】前記芯金は、前記ワークの内周面に微小
な凸形状が形成されるように、該ワークの内周面に当接
可能な微小な凹部を外周面に有することを特徴とする曲
げ加工装置。
【請求項４】前記ダイの微小な凸部と前記芯金の微小
な凹部とが周方向に相応する位置に配置されることを特
徴とする請求項３記載の曲げ加工装置。
【請求項５】前記ダイの微小な凸部と前記芯金の微小
な凹部とが周方向にシフトする位置に配置されることを
特徴とする請求項３記載の曲げ加工装置。