JPS59229242A - プレス成形用金型 - Google Patents

プレス成形用金型

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JPS59229242A
JPS59229242A JP58104800A JP10480083A JPS59229242A JP S59229242 A JPS59229242 A JP S59229242A JP 58104800 A JP58104800 A JP 58104800A JP 10480083 A JP10480083 A JP 10480083A JP S59229242 A JPS59229242 A JP S59229242A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
locally
heating
press molding
die
Prior art date
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Pending
Application number
JP58104800A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Takatani
勝 高谷
Yutaka Hayashi
豊 林
Tomokichi Tokuda
友吉 徳田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP58104800A priority Critical patent/JPS59229242A/ja
Publication of JPS59229242A publication Critical patent/JPS59229242A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16Heating or cooling

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属板のプレス成形において遠雷成形品の平面
部分に波打ち状に発生する面不良のない成形品を与える
プレス成形用金型に関する。
平面が大部分を占め部分的に張出し、絞り、曲げ等およ
びそれらの複合加工を行うプレス成形品においては部分
的成形部位周辺に、軽微な面としての波打ち欠陥(以下
面歪と略称する)が発生ずる。このようなプレス成形品
の例としてはドアアウタパネル、ボンネット、トランク
リント、リヤフェンダなどの自動車用外板パネルが挙げ
られる。
これらp成形品は表面が美麗に仕上がることが要求され
るため、この歪の除去に対しては、材料面の対策として
低降伏点材料が用いられているが、面歪の完全な除去は
難しく、多少、波打ちが軽度になる程度の改善しか図ら
れていないのが現状である。更に、減量化対策として、
高強度鋼板の使用が増えている最近の状況下ではこの面
歪問題は成形上の最大の課題となっている。プレス成形
加工においてこの面歪の完全な除去が可能となれば、プ
レス成形品の美観向上となることは勿論、それらの成形
に当てる材料6自由度が非常に幅広くなり、従来、面歪
という問題のために低降伏点、高成形性材料が当てられ
ていたものを高強度材料に置き換えることも可能となる
し、材料のグレードダウンも可能となる。さらに、プレ
ス成形金型設計の立場からも、形状設計の自由度の拡大
が可能となる。
上述の如き従来技術の問題に鑑み、本発明者らは面歪の
ないプレス成形品を提供することを目的にプレス成形機
構を長年にわたって研究してきた。
本発明者らの研究によると、大部分が平面状であり、局
部的に張出し、絞り、曲げ乃至はそれらの複合した加工
を含むプレス成形による成形品に発生ずる面歪はプレス
成形時に金属板に不均一に及ぼされる引張応力等によっ
て発生ずる圧縮残留応力による軽い座屈であると考えら
れる。従って、面歪の発生する部分を人為的に収縮させ
て残留圧縮応力を解除すると面歪は消失すると考えられ
た。
本発明は、大部分が平面状であり、局部的に張出し、絞
り、曲げ乃至はそれらの複合した加工を含む成形加工を
金属板に施すプレス成形用金型において、上記局部的に
成形される部分を成形中に局部的に加熱し、非加熱部と
温度差を設けて成形すれば、局部加熱部分は成形中熱膨
張したまま変形し、成形終了時に温度が均一になれば、
その熱膨張部分は縮み、成形後の弾性回復により生ずる
はずの圧縮残留応力が除去されるとの知見に基づくもの
である。また、面歪の要因である圧縮残留      
 ”応力の原因を詳細に説明すると平面部分が大部分を
占める成形品中に局部的に存在する絞り、曲げ、張出し
成形およびそれらの複合した成形における不均一弾性回
復あるいは軽度の肉余りが原因であると考えられている
。従って、このような力学的機構からもその成形部分の
みを局部的に加熱して、冷却後に縮むように成形すれば
、圧縮残留応力は解消され、面歪も除去されるはずであ
り、本発明の基礎となる上記の知見も支持される。
本発明に従うと、大部分が平面状であり、局部的に張出
し、絞り、曲げ乃至はそれらの複合した加工を含む成形
加工を金属板に施すプレス成形用金型において、上記局
部的に成形される部分に対応する金型部分の金型内部に
加熱手段を設けて、成形加工の際に上記局部的に成形さ
れる部分を局部的に加熱するように構成したことを特徴
とするプレス成形用金型が提供される。加熱手段は加熱
最高温度が200〜300℃程度のものでよく、ニクロ
ム線発熱体、エレマ発熱体等の電気的加熱手段、或いは
金型内部に設けられた加熱蒸気、加熱油等の加熱流体の
導通管から構成してもよい。更に本発明に従うと、大部
分が平面状であり、局部的に張出し、絞り、曲げ乃至は
それらの複合した加工を含む成形加工を金属板に施すプ
レス成形用金型において、上記局部的に成形される部分
に対応する金型部分に凹所を穿ち、該凹所に加熱手段を
内蔵した加熱部材を嵌合してなゐことを特徴とするプレ
ス成形用金型が提供される。
更に本発明の好ましい態様に従うと、加熱表面金型部材
を石綿、ガラスウール等の断熱材を介して他の金型部分
(加熱されない金型部分)の凹所に嵌合させる。
更に、本発明の好ましい態様に従うと、加熱表面金型部
材を嵌合する凹所の周辺の金型内に水、空気又はその他
の冷却媒体を導通させる冷却管を配置し、上記加熱表面
金型部材の周囲を冷却可能とするのが好ましい。或いは
、加熱表面金型部材がプレス成形時に対向する他方のプ
レス部材の部分に孔を穿ち、これらの孔より圧縮空気を
上記加熱表面金型部材の周囲の金型表面に噴出して冷却
可能とすることが好ましい。
以上に示した平面状の形状とは、局部的成形部位に比較
して全体的に平面状に見えるという意味であり、大きな
曲率半径を有する曲面も含むものである。
以下、添付の図面を参照して本発明を実施例により説明
する。
第1図は金属板のプレス成形により製造した自動車ドア
アウタパネルを示す。
第1図において各部の寸法はA−1750mm、B=9
501、C−30鰭、R=2600鰭であり取手部の寸
法はa=170+n、b=55++m、c=ll+++
m(第2図に示すX−Xの断面に示す)である。このよ
うな成形を行った場合の面歪は第1図の取手周辺で斜線
を施した部分に生じる。このとき取手下部7!−10龍
の位置M−Mを形状測定機にて測定すると概略第3図の
実線で示すような測定線が得られる。このとき面歪が発
生しないとした仮想形状は第3図中の破線であられされ
る。面歪の評価としては、第3図にお&Jる破線と実線
の差の最大値Δhの大小で測定した。取手上部について
も同様に斜線部のプロフィルは取手下部と同様、仮想形
状に対して凸形状となるが、面歪の発生機構から見れば
、取手下部のものと同等である。従って、以下の説明で
は取手下部の面歪のみについて示すことにする。
また、取手上部の面歪は下部のものに比較して軽度であ
り、本発明の金型を用いた場合、下部の面歪が除去され
た場合は上部のものも同時に除去されていた。
第4図は本発明を実施するための金型の断面を第1図の
X−Xに相当する方向で見たものである。
この成形は全体的にはダイス1とポンチ2で成形される
。面歪の発生する取手部はダイス1に設けられたエンボ
スポンチ3とポンチ2のキャビティ4で成形される。本
実施例においては、エンボスポンチ3をダイス1と一体
とせず、例えば石綿の如き断熱材7を介して嵌合し、且
つエンボスポンチ3内にニクロム発熱体5をうめこんで
いる。ニクロム発熱体5ば導線6により通電加熱する。
第1図の形状に第4図の金型を用いて第1表に示したJ
IS S号試験片による引張り試験結果を示す■〜■の
鋼板(いずれも板厚は0.7mm)をプレス成形して面
歪を測定した。
プレス成形は300ton −200tOnの複動メカ
ニカルプレスで行、った。このプレス成形を加熱温度を
種々に変えて行った結果を第5図に示す。第5図で明ら
かなように材料Iでは温度差20℃で面歪は完全に除去
されている。また、面歪の最もはげしい材料■の場合で
も温度差45℃で面歪は除去された。
温度差がさらに高い場合では面歪は全く発生していない
。温度差が大きくなれば、縮みも大となり、ひげの発生
など形状に悪影響を及ぼずことが想像されるが、本実施
例の場合は、そのようなことばなかった。この理由は明
らかではないが、余分な収縮は他の成形部分に吸収され
、悪影響をおよぼさなかったと考えられる。本実施例の
場合は、温度差45℃〜130℃のかなり広い範囲で成
形が可能となっている。発熱体としてニクロム線を用い
ているが、エレマ発熱体、その他の電気的発熱体または
加熱流体等を用いても同様の効果が得られる。
第6図(イ)は本発明の他の態様に従う金型の断面を示
し、第6図(ロ)は第6図(イ〉の金型内に設りた冷却
媒介の通路網の平面図を示している。この実施例の金型
ではエンボスポンチ3の周辺の金型内部に通路網8を設
け、この通路網8の一端Yより品温の水又は空気等の冷
却媒体を流通し、他端Zよりそれを回収して、エンボス
ポンチ3の周囲を冷却するように構成している。
第7図は本発明の更に別の態様を示したものである。す
なわち、加熱部分と対向するポンチ2のキャビティ4の
周辺をとりまくよう直径3φの孔9.10、を設け、こ
の孔9.10より4 kg / c+Jに加圧された空
気を材料が金型内にないときに噴出させるようになって
いる。なお孔9.10は若干エンボスポンチから離れる
向きに向けられている。
第6図、第7図に示した金型を用いて先に示したのと同
様の実験を行なったところ、第6図、第7図の場合での
差はほとんどなく、いずれの場合にも第5図の場合と比
べてエンボスポンチ3と金型の他の部分との温度差が3
〜5℃低くても面歪の除去が完全に行なわれていた。す
なわち、局部加熱がより効率よく行なわれたためである
と思われる。
以上の実施例では、すべて対向する金型の片方のみに加
熱手段を設けた場合について示したが、本発明の要旨で
ある局部的加熱の行なえる金型であれば、実施例とは逆
の金型または対向する金型の両側に加熱板を用いても同
様の効果が得られる。
以上の実施例は鋼板の場合について示したが、本発明の
金型は熱膨張する他の金属材料、例えば、ステンレス、
アルミ、銅等にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の金型を用いるプレス成形によって製造
可能なプレス成形体の1例である自動車ドアアウタパネ
ルの斜視図である。 第2図は第1図のX−Xの方向の断面図である。 第3図は第1図のアウタパネルの取手下部の位置M−M
の形状を示す。 第4図は本発明の1実施例の金型の断面図である。 第5図は本発明の金型を用いて加熱温度を変えてプレス
成形したときの温度差と面歪の関係を示すグラフである
。 第6図(イ)は本発明の更に別の実施例に従う金型の断
面図であり、第6図(ロ)は上記金型の冷却水導管の配
置を示す。 第7図は本発明の更に好ましい実施例に従う金型の断面
図である。 (主な参照番号) 1:ダイス、     2:ポンチ、 3:エンボスポンチ、 4::[ンボスボンチ用のキャビティ、5:発熱体、 7:断熱材、 8:冷却流体用導管網、 91.10 :冷却空気排出用の孔、 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 弁理士 新居 正彦 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 エンホ゛ス本°ノ+Yjと力σMFitのシ&/jc7
% (’Q )第61 第6図 第7

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)大部分が平面状であり、局部的に張出し、絞り、
    曲げ乃至はそれらの複合した加工を含む・成形加工を金
    属板に施すプレス成形用金型Gこおし)で、上記局部的
    に成形される部分に対応する金型部分の金型内部に加熱
    手段を設けて、成形加工の際に上記局部的に成形される
    部分を局部的Gこ加熱するように構成したことを特徴と
    するプレス成形用金型。
  2. (2)上記加熱手段は電気的加熱手段であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載のプレス成形用金型
    型。
  3. (3)上記加熱手段は、上記局部的に成形される会1り
    分に対応する金型の内部に加熱流体を導通する手段から
    なることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のプ
    レス成形用金型。
  4. (4)大部分が平面状であり、局部的に張出し、絞り、
    曲げ乃至はそれらの複合した加工を含む成形加工を金属
    板に施すプレス成形用金型において、上記局部的に成形
    される部分に対応する金型部分に凹所を穿ち、該凹所に
    加熱手段を内蔵した加熱部材を嵌合してなることを特徴
    とするプレス成形用金型。
JP58104800A 1983-06-11 1983-06-11 プレス成形用金型 Pending JPS59229242A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005021178A1 (ja) * 2003-08-28 2005-03-10 Katsuaki Nakamura 液圧成形装置及び液圧成形方法
EP1715066A1 (de) 2005-04-19 2006-10-25 Benteler Automobiltechnik GmbH Vorrichtung zum Umformen und Presshärten von Metallblechen, mit integrierten Heizelementen
JP2009220148A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Jfe Steel Corp 金属板のプレス成形方法およびプレス成形装置
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JP2010227978A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Kobe Steel Ltd アルミニウム合金板の成形方法

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