JPH10314855A - 板材の雄型成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形品のダレ、変形を抑制した雄型成形方法
を提供する。 【解決手段】 ベースプレート１の周縁部に外周枠２を
取り付け、またベースプレート１の中央部に支持具３が
載置する。更に支持具３の頂点に板材４が当接するよう
に、ボルト１０によって外周枠２の上面に板材４を把持
させる。この状態の治具一式をＮＣ立型フライス盤のテ
ーブルに固定する。次いで、雄型加工等高線データと周
囲加工等高線データを組み合わせた成形等高線データに
基づいて、工具５を周囲成形加工と雄型成形加工を交互
に繰り返すように移動させ、支持具３によって支持され
た板材４を上から一層ずつ又は複層ずつ押圧成形して行
き、雄型形状に加工する。このとき、工具５は、常に外
周枠２の周辺領域から中央に向かって移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は板材の成形方法、特
に所望の雄型形状に板材を押圧成形する板材の雄型成形
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車のホイールキャップは、プ
レス加工により大量生産されるのが一般的であるが、注
文生産で多種類のホイールキャップを少量又は一品生産
する場合がある。このような少量又は一品物のホイール
キャップを製作する場合、従来はそれらの形状ごとに成
形型を製作すると製作費用がかさむため、通常板金職人
により一品ずつ生産していた。しかしながら、かかる場
合一品を製作する時間が長時間化し、製造コストがかさ
むという問題があった。

【０００３】そこで、少量多品種の生産の場合におい
て、形状ごとに成形型を製作することなく、生産コスト
を削減する成形方法が、特開昭４８−４８３５８号公報
の「板金素材のスピニング成形方法」及び特開平７−１
３２３２９号公報の「板材の成形方法及びその成形装
置」に提案されている。

【０００４】すなわち、特開昭４８−４８３５８号公報
には、図９に示すように、雌型２３に板金素材である板
材４の周縁部を把持させ、雌型２３ごと所定のプログラ
ムに従って前後左右に徐々に移動させながら、垂直軸の
周りに高速回転する成形用ロール部材によって雌型２３
全面に順次押しつけて板材４を雌型に成形する成形方法
が開示されている。

【０００５】また、特開平７−１３２３２９号公報の板
材の成形方法は、図１４に示すような数値制御立型フラ
イス盤（以下、「ＮＣ立型フライス盤」という）を用い
て板材を加工する方法であるが、このＮＣ立型フライス
盤のテーブル３０には、板材の周縁を保持する治具２０
が固定され、ＮＣ立型フライス盤には、板材を徐々に押
圧成形するインクリメンタル成形工具５が装着されてい
る。

【０００６】上記治具２０は、図１５に示すように、ベ
ースプレート１の四隅にそれぞれガイドポスト１２が取
り付けられ、ベースプレート１の中心には、板材を下か
ら支える下側工具１３が取り付けられている。上側プレ
ート１４の四隅には、それぞれガイドポスト穴１４ａが
設けられ、上側プレート１４の中心には、下側工具穴１
４ｂが設けられている。従って、ガイドポスト１２及び
下側工具１３は、それぞれガイドポスト穴１４ａ及び下
側工具穴１４ｂに嵌め込まれる。これにより、上側プレ
ート１４は上下にスムーズにスライドすることができ
る。成形用の板材である板材４は、上側プレート１４上
に置かれ、更に板材４の上に中央部に大きく開口した開
口６ａを有する板材固定枠６が載せられる。ボルトを板
材固定枠６の四隅に設けられた穴１６ｂ及び上側プレー
ト１４に設けられた穴１４ｃを貫通しネジ止めされるこ
とによって、板材４が固定される。

【０００７】一方、ＮＣ立型フライス盤には、予め作成
しておいた計画形状に等高線データが記憶されている。

【０００８】従って、図１６に示すように、治具２０一
式をＮＣ立型フライス盤のテーブル３０に載せ固定し、
ＮＣ立型フライス盤に取り付けられた棒状のインクリメ
ンタル成形工具５を回転移動させながら、予め作成して
おいた計画形状に等高線データに従って、上から一層毎
に押圧成形していくことによって、板材が所望の形状に
加工される。この押圧成形時に、上側プレート１４は、
インクリメンタル成形工具５の押圧成形に応じて、下方
にスライドする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開昭４８−４８３５８号公報の成形方法では、図１０
に示すように、板材４が雄型３３の製品形状部と干渉し
てしまい、板材４の周縁部を雄型３３に把持させること
がことができない。従って、上記公報の成形方法では、
雄型成形加工を行うことは不可能であった。

【００１０】また、上述の特開平７−１３２３２９号公
報の板材の成形方法及びその成形装置を用いて、例えば
図１１、図１２及び図１３の破線で示す雄型成形計画形
状の成形パネルを押圧成形しようとした場合、板材４の
剛性が小さいために押圧に負けて図１１、図１２の実線
で示すように、平面部の形状にずれ（いわゆる、ダレ）
が生じたり、また図１３に示すように断面が変形してし
まうという問題があった。

【００１１】本発明は上記従来の課題に鑑みたものであ
り、その目的は、ダレ、断面変形等することなく、板材
を雄型形状にインクリメンタル成形する成形方法を提供
することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る板材の成形方法は、以下の特
徴を有する。

【００１３】（１）板材を徐々に押圧成形し所望の雄型
形状に加工する板材の雄型成形方法であって、所望の雄
型成形形状を有する雄型形状支持具を外周枠で囲み、前
記雄型形状支持具の頂点に前記板材が当接するように前
記外周枠上面に板材の周縁部を把持し、前記雄型形状支
持具と外周枠との間に存在する周囲空間領域の周囲加工
等高線データと雄型加工等高線データとを組み合わせた
成形等高線データに基づいてインクリメンタル成形工具
を移動させ、前記雄型形状支持具により支持された前記
板材を徐々に押圧成形し雄型形状に加工する。

【００１４】従って、板材を雄型形状支持具によって支
持させると共に、雄型形状と周辺領域形状を併せて徐々
に押圧して雄型形状を成形していくため、ダレ、変形等
の成形不良の発生を抑制することができ、精度良く板金
加工を行うことができる。

【００１５】（２）上記（１）に記載の板材の成形方法
において、前記成形等高線データは、前記雄型加工等高
線データと周囲加工等高線データの一又は複数等高線分
の等高線データをそれぞれ交互に組み合わせて作成され
た成形等高線データであり、この成形等高線データに基
づいて前記インクリメンタル成形工具を移動させ、雄型
成形加工と周囲成形加工を交互に繰り返して行き前記板
材を一層ずつ又は複層ずつ雄型形状に押圧成形してい
く。

【００１６】従って、板材の剛性が小さいとしても、雄
型成形加工と周囲成形加工を交互に繰り返して行き、板
材を一層ずつ又は複層ずつ雄型形状に押圧成形していく
ため、平面部の形状にずれ（いわゆる、ダレ）が生じた
り、断面が変形してしまうことを抑制することができ
る。

【００１７】（３）上記（１）から（２）のいずれかに
記載の板材の成形方法において、前記雄型形状支持具の
表面部分の一部に軟性部材がはめ込まれ、前記はめ込み
部分に前記インクリメンタル成形工具を押圧して前記板
材に部分的な加工を行う。

【００１８】従って、部分加工用の型を製作することな
く、部分的飾り加工も併せて精密に行うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施の形
態を説明する。

【００２０】実施の形態１．図１〜図７を用いて、本実
施形態の板材の成形方法について説明する。尚、本実施
形態では、従来技術で説明した特開平７−１３２３２９
号公報の板材の成形方法及びその成形装置を基本的に用
いて、インクリメンタル成形を行っているので、従来の
成形装置と同様の構成要素には同一の符号を付しその説
明を省略する。

【００２１】本実施形態の成形方法に用いる装置構成
は、次の通りである。図１に示すように、ベースプレー
ト１の周縁部には、外周枠２が取り付けられている。ま
た、ベースプレート１の中央部には、所望の雄型成形形
状を有する雄型形状支持具３（以下「支持具３」とい
う）が載置されている。更に、支持具３の頂点に鋼板等
の板材４が当接するように、外周枠２の上面に板材４の
周縁部がボルト等（図示せず）によって把持されてい
る。この状態の治具一式を前述のＮＣ立型フライス盤の
テーブル３０（図１４参照）に固定し、先端が球形状を
したインクリメンタル成形工具５（以下「工具５」とい
う）をＮＣ立型フライス盤の主軸に取り付け、後述する
加工データに従って移動させることによって板材４を雄
型形状に成形していく。

【００２２】次に、本実施形態の雄型成形方法を説明す
る。まず、図２に示すような所望の雄型成形形状（すな
わち、成形計画形状）の雄型加工等高線データ６を作成
する。次に、図３に示すように、上記雄型加工等高線デ
ータ６と同じ上下間隔で、支持具３と外周枠２との間に
存在する周囲空間領域の周囲加工等高線データ７を作成
する。この周囲加工等高線データ７は、図３に示すよう
に、外周枠２の上面を底面とする四角錐台を逆さにした
形状の等高線データになる。

【００２３】更に、周囲加工等高線データ７と雄型加工
等高線データ６とを組み合わせて、成形等高線データ８
を作成する。成形等高線データ８は、雄型加工等高線デ
ータ６と周囲加工等高線データ７の一又は複数等高線分
の等高線データをそれぞれ交互に組み合わせて作成され
る。従って、板材４の剛性が小さいとしても、雄型成形
加工と周囲成形加工を交互に繰り返して行き、板材４を
一層ずつ又は複層ずつ雄型形状に押圧成形していくた
め、平面部の形状にずれ（いわゆる、ダレ）が生じた
り、断面が変形してしまうことを抑制することができ
る。

【００２４】ここで、図２〜図４に示す等高線データの
形状は、上限のピッチが荒く取られているが、実際の成
形においては、計画成形形状の斜面の傾きなどに応じ
て、細かく計画成形形状に合わせて精密に等高線データ
を作成する必要がある。

【００２５】また、上述のように作成された成形等高線
データ８は、ＮＣ立型フライス盤の加工データ記憶部
（図示せず）に格納させておく。

【００２６】次に、図５に示すように、ベースプレート
１の周縁部に外周枠２が取り付けられ、またベースプレ
ート１の中央部に支持具３が載置され、更に支持具３の
頂点に板材４が当接するように、ボルト１０によって外
周枠２の上面に板材４を把持された状態の治具一式を、
前述のＮＣ立型フライス盤のテーブル３０（図１４参
照）に固定する。次いで、上述の成形等高線データ８に
基づいて、工具５を周囲成形加工と雄型成形加工を交互
に繰り返すように移動させ、支持具３によって支持され
た板材４を上から一層ずつ又は複層ずつ押圧成形してゆ
き、雄型形状に加工する。ここで、一層ずつ又は複層ず
つ押圧成形する際、工具５は、常に、外周枠２の周辺領
域から中央に向かって移動させる。

【００２７】図６には、上記成形方法により途中段階ま
で押圧成形した状態が示されている。 上記成形方法に
より、工具５を成形等高線データ８の全ての経路で動か
すことによって、所望の雄型形状（計画形状）の成形パ
ネルを得ることができる。図７は、成形終了段階の状態
が示されている。

【００２８】本実施形態の成形方法によれば、板材４の
周縁部を把持し、板材４を所望の雄型形状の支持具３に
よって支持させながら、雄型形状と周辺領域形状を併せ
て徐々に押圧して雄型形状を成形するため、ダレ、変形
等の成形不良の発生を抑制することができ、精度良く板
金加工を行うことができる。

【００２９】なお、本実施形態の雄型成形方法は、計画
成形形状に応じた専用の支持具３を必要とするが、外周
枠２の大きさを大きく取っておくことにより、汎用性を
持たせることができる。また、支持具３のみを入れ替え
れることによって、様々な形状の成形パネルの成形にて
適用することができ、成形のための設備費を最小限に抑
えることができる。

【００３０】また、上記支持具３は、単に押圧時に板材
４を支持する機能を有すればよいため、支持具３の材質
は、金属に限るものではなく、上記機能を果たせるもの
であればある程度の硬さを持った樹脂等を使用すること
も可能である。

【００３１】実施の形態２．本実施形態の雄型成形方法
に用いられる支持具３は、図８に示すように、雄型成形
形状の支持具３の表面部分の一部に、例えばゴム板、粘
土等の軟性部材９がはめ込まれ、部分加工用の型を製作
することなく、はめ込み部分にインクリメンタル成形工
具５ａを押圧して板材４に部分的な加工を行う。

【００３２】従って、部分加工用の型を製作することな
く、所望の位置に例えばマーク、イニシャルなどの部分
的飾り加工も併せて精密に行うことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る板材の雄型
成形方法によれば、板材を雄型形状支持具によって支持
させると共に、雄型形状と周辺領域形状を併せて徐々に
押圧して雄型形状を成形するため、平面部の形状にずれ
（いわゆる、ダレ）が生じたり、断面が変形してしまう
ことを抑制することができる。従って、精度良く板金加
工を行うことができる。

【００３４】更に、板材の剛性が小さいとしても、雄型
成形加工と周囲成形加工を交互に繰り返して行い、板材
を一層ずつ又は複層ずつ雄型形状に押圧成形していくた
め、ダレ、断面の変形を抑制することができる。

【００３５】また、雄型形状支持具の表面部分の一部に
軟性部材をはめ込み、はめ込み部分にインクリメンタル
成形工具を押圧して板材に部分的な加工を行うので、部
分加工用の型を製作することなく、部分的飾り加工も併
せて精密に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の板材の雄型成形方法に用いる治具の
装着状況を説明する図である。

【図２】 本発明の板材の雄型成形方法に用いる雄型加
工等高線データを説明する図である。

【図３】 本発明の板材の雄型成形方法に用いる周囲加
工等高線データを説明する図である。

【図４】 本発明の板材の雄型成形方法に用いる成形等
高線データを説明する図である。

【図５】 本発明に係る板材の雄型成形方法における治
具一式をＮＣ立型フライス盤のテーブルに固定した成形
前の状態を説明する図である。

【図６】 本発明に係る板材の雄型成形方法によりイン
クリメンタル成形を行っている途中の状況を説明する図
である。

【図７】 本発明に係る板材の雄型成形方法によりイン
クリメンタル成形を完了し計画形状の成形パネルを得た
最終段階の状況を説明する図である。

【図８】 本発明に係る板材の雄型成形方法の実施の形
態２における支持具の構成を説明する断面図である。

【図９】 特開昭４８−４８３５８号公報に記載の板材
を雌型に成形する成形方法を説明する概略図である。

【図１０】 特開昭４８−４８３５８号公報に記載の板
材の成形方法を用いて雄型成形を行う状況を説明する図
である。

【図１１】 ＮＣ立型フライス盤を用いてインクリメン
タル成形方法により雄型成形形状に成形したときの不具
合を説明する図である。

【図１２】 ＮＣ立型フライス盤を用いてインクリメン
タル成形方法により雄型成形形状に成形したときの不具
合を説明する図である。

【図１３】 ＮＣ立型フライス盤を用いてインクリメン
タル成形方法により雄型成形形状に成形したときの不具
合を説明する図である。

【図１４】 ＮＣ立型フライス盤の構造を示す斜視図で
ある。

【図１５】 ＮＣ立型フライス盤のテーブルに載せる治
具の分解拡大図である。

【図１６】 ＮＣ立型フライス盤を用いたインクリメン
タル成形方法を説明する図である。

【図１７】 ＮＣ立型フライス盤を用いたインクリメン
タル成形方法を説明する図である。

【符号の説明】

１ ベースプレート、２ 外周枠、３ 雄型形状支持具
（支持具）、４ 板材、５，５ａ インクリメンタル成
形工具（工具）、６ 雄型加工等高線データ、７ 周囲
加工等高線データ、８ 成形等高線データ、９ 軟性部
材、１０ ボルト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 克敏 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 松田 文憲 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 永田 達也 愛知県豊田市緑ケ丘５丁目14番地 大豊精 機株式会社内 (72)発明者 山本 和彦 愛知県豊田市緑ケ丘５丁目14番地 大豊精 機株式会社内 (72)発明者 村田 篤信 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 野々山 史男 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材を徐々に押圧成形し所望の雄型形状
   に加工する板材の雄型成形方法であって、 所望の雄型成形形状を有する雄型形状支持具を外周枠で
   囲み、前記雄型形状支持具の頂点に前記板材が当接する
   ように前記外周枠上面に板材の周縁部を把持し、 前記雄型形状支持具と外周枠との間に存在する周囲空間
   領域の周囲加工等高線データと雄型加工等高線データと
   を組み合わせた成形等高線データに基づいてインクリメ
   ンタル成形工具を移動させ、前記雄型形状支持具により
   支持された前記板材を徐々に押圧成形し雄型形状に加工
   することを特徴とする板材の雄型成形方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の板材の成形方法におい
   て、 前記成形等高線データは、前記雄型加工等高線データと
   周囲加工等高線データの一又は複数等高線分の等高線デ
   ータをそれぞれ交互に組み合わせて作成された成形等高
   線データであり、この成形等高線データに基づいて前記
   インクリメンタル成形工具を移動させ、雄型成形加工と
   周囲成形加工を交互に繰り返して行き前記板材を一層ず
   つ又は複層ずつ雄型形状に押圧成形していくことを特徴
   とする板材の雄型成形方法。
3. 【請求項３】 請求項１から請求項２のいずれかに記載
   の板材の成形方法において、 前記雄型形状支持具の表面部分の一部に軟性部材がはめ
   込まれ、前記はめ込み部分に前記インクリメンタル成形
   工具を押圧して前記板材に部分的な加工を行うことを特
   徴とする板材の雄型成形方法。