JPS60190327A

JPS60190327A - 絞り成形法およびその装置

Info

Publication number: JPS60190327A
Application number: JP59047392A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Hiramatsu; 辰夫平松
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1984-03-13
Filing date: 1984-03-13
Publication date: 1985-09-27

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】（産業上の利用分野）本発明は、絞シブレスにおける成形方法とその装置に関
するものである。

（従来技術）絞りプレス成形において素材流入は、成形して得られた
プレス品の品質を大きく左右する。

この素材流入は、流入制御のない絞りプレス成形にあっ
ては、ダイ７エース形状等により支配される。そのため
、成形形状によっては、望ましい素材流入にならず、プ
レス品に割れ、しわ等のプレス成形不良が発生し易い。

こうしたことから、流入制御のない絞シブレス成形では
、成形性の良い素材を使用しても、成形困難な形状のも
のがある。

一方、流入制御のある絞りプレス成形では、グイフェー
ス形状以外の要因によって素材流入を制御できるため、
流入制御の絞シブレス成形では成形困難であった形状の
ものでも成形できることがある。また、成形性の低い廉
価な素材を使用しても成形できることがある。

絞如プレス成形において、流入制御する従来技術として
は、大別して次の２つがある。■絞りビードやしわ押え
圧を成形途中で変えて流入制御する技術。■成形途中に
しわ押え面にある素材を、加圧変動する流体でグイキャ
ビティ内へ押し出して流入制御する技術。しかし、上記
■、■の従来技術には、それぞれ以下のような問題があ
る。

すなわち、上記■の技術は、絞りビードやしわ押え圧を
高くする程、素材の流入量が減少する現象を利用して、
成形途中の流入量を望ましい流入量に抑制する方法であ
るので、もともと素材の流入量の少ない部位、例えば絞
りプロファイルのコーナ部等に適用した場合には、その
効果は極めて少ないものとなる。したがって、もともと
素材の流入量の少ない部位において成形可能な形状は、
流入制御のない絞シブレス成形で成形できる形状とあま
り相異がない。

また、上記■の技術は、成形途中における素材流入の促
進が可能であるため、もともと素材の流入量の少ない部
位への適用にも効果がある。

それゆえ、もともと素材の流入量の少ない部位において
、上記■の技術では成形困難な形状のものが、上記■の
技術では容易に成形できることがある。

もっとも、上記■の技術の適用に際しては、流体を用い
ているため上、下型のしわ押え面と素材との密閉性が保
証されねばならない。しかるに、成形途中に不均一な流
入が生ずる絞りプレス成形では、しわ押え面と素材との
間に隙間が発生し易く、実際上、しわ押え面と素材との
密閉性を保証することが困難となる。加えて、素材の端
面に作用する流体の押出し力は、等分布でかつ素材の端
面に対し垂直な方向であるため、成形途中の素材流入の
形態にあわせて局部的に押出し力を変えたり、あるいは
素材の押出し方向を変えることができない欠点がある。

このようなことから、この技術の適用は特殊な成形に限
られるという実情である。

（発明の目的）本発明は、上記した従来技術が有する問題点に鑑みてな
されたもので、その目的とするところは、もともと素材
の流入量の少ない部位への適用を可能にし、かつ、しわ
押え面と素材との密閉性の保証を不要にし、成形性の向
上を図るようにした、絞シ成形法およびその装置を提供
することにある。

（発明の構成）かかる目的は、本発明によれば、一対の上型、下型によ
り素材を抑圧保持し、その後、ポンチの上下動によって
絞り成形する時に、該ポンチの上下動と関連させて、前
記素材の端部に与えられる押出し力を制御つつ、素材の
絞り成形を行うことを特徴とする絞り成形法によって達
成される。

そして、本発明の絞り成形装置の特徴は、上型と下型の
間に、押出し部材を、前記両型の合せ面に沿った方向へ
移動し得るように配設し、該押出し部材は、ポンチの上
下動と連係して作動するように構成したところにある。

（作　用）本発明方法においては、成形途゛中でポンチの上下動を
利用して成形ストロークに合わせて、素材の端部を所定
の大きさ・方向に押し出すことができるので、もともと
素材の流入量の少ない部位でも成形可能となシ、加えて
、成形性が向上し希望する成形形状を得ることができ、
適用範囲も大幅に拡大する。

また、本発明装置においては、ポンチの上下動と連係し
て作動する押出し部材によって、直接、素材の端部を機
械的に押し出すことができるので、しわ押え面と素材間
の密閉性を確保する必要がなく、素材流入の形態にあわ
せて局部的に押出し力を変えることができる。

（実施例）以下に、本発明の一実施例を図について説明する。本実
施例の特徴は、押出し部材を作動させる押出し制御手段
としてカム機構のものを採用したことにある。第１図に
おいて、１はダブルア４フ１ン式絞リプレスの上型で、
下型２に対して上下動可能に設けられ、ポンチ３は上型
１側に上下動可能に設けられている。

上型１の素材Ｗに臨む側の下面に形成した溝穴４には、
素材Ｗに押出し力を与えるだめの押出し部材５の下部側
の部分が上型１と下型２の合せ面に沿った方向に、より
詳しくは、ポンチ３の下死点時において該ポンチ３に対
し離反・接近する方向に摺動可能に係合して設けられて
いる。押出し部材５の下面は、第２図に示すように、素
材Ｗとの渭シ防止のため、断面ノコ歯状の凹凸模様に形
成されている。

上型１の溝穴４より本上側にはガイド穴６が穿設され、
ガイド穴６にはカム部材７が、上型１と下型２の合せ面
に沿った方向と同方向へ摺動可能に嵌挿され、カム部材
７の上面には、ポンチ３に対し離反するに伴って下方へ
傾斜する傾斜面７ｍが形成されている。カム部材７はス
プリング８によって、第１図における右方向すなわちポ
ンチ３に対し離反する方向へ常時付勢されている。

カム部材７の下面側には、第５図に示すように、スライ
ドガイド？が取り付けられ、スライドガイド９とカム部
材７により、前述の押出し部材５の上部が、上型１と下
型２の合せ面に沿った方向と同方向へ摺動可能に保持さ
れている。

第１図において、押出し部材５のカム部材７に対するポ
ンチ３側への移動は、カム部材７に形成したストッパ面
１０に押出し部材５が当接することで位置規制されてい
る。逆に、ポンチ５と反対側への移動は、第４図に示す
ように、回止めナツト１１を介してカム部材７に取付け
たストローク調整ボルト１２に、押出し部材５が当接す
ることで位置規制されている。

カム部材７には回止めナツト１３を介して、押出し力調
整ボルト１４が上記ストローク調整ボルト１２と平行に
取り付けられている。押出し力調整ボルト１４の先端部
と押出し部材５との間には、該両者１４，５を互に離反
する方向に常時付勢するスプリング１５が介装されてい
る。

第４図において、押出し部材５と押出し力調整ボルト１
４間の寸法は、押出し部材５とストローク調整ボルト１
２間の寸法りよ）も若干大となるように設定されている
。

上型１には、ガイド穴６の上部より上方に延びるガイド
孔１６と、該ガイド孔１６の上部と連通して水平方向く
延びるガイド孔１７とが穿設されている。ガイド孔１６
には、棒状のカム力伝達部材１８が上下方向に摺動自在
に嵌挿され、カム力伝達部材１８の下端側の傾斜面は、
カム部材７の傾斜面７１に面接触している。また、ガイ
ド孔１７には、棒状のカム力伝達部材１９が水平方向に
摺動自在に嵌挿され、カム力伝達部材１９の一端側の傾
斜面は、カム力伝達部材１８の上端側の傾斜面に面接触
している。

ポンチ３のカム力伝達部材１９に臨む側の面には、制御
用カム部材２０が着脱可能に固定され、制御用カム部材
２０は、絞シ成形時にカム力伝達部材１９の他端面を摺
動するように配設されている。この制御用カム部材２０
は、カム力伝達部材１９と１８を介して、カム部材７を
ポンチ３側の方向に移動させるためのカム凸部を、制御
用カム部材２０の上部に有している。

カム部材７をポンチ３側に移動させるためのカム凸部は
、必要に応じて制御用カム部材２ｏの中間部に形成する
こともできる。

２１は上型１に固定して設けたストッパであって、カム
力伝達部材１９０他端側に形成した切欠部１９ａに保合
可能に設けられている。ストッパ２１は、ポンチ６に取
り付けた制御用カム部材２０が、カム力伝達部材１９に
対し上方に離反した状態にあるとき、カム力伝達部材１
９がポンチ５側へ必要以上に移動するのを阻止するもの
である。

次に、上記した構成の絞り成形装置によって、素材Ｗを
絞シブレス成形する方法について説明する。

先ず１上型１の下降によシ、上型１と下型２によって素
材Ｗの周縁端部が抑圧保持されて、上型１が停止する。

その後、引き続いて上型１に対しポンチ５が下降し、こ
れＫよシ、ポンチ３の側面に取シ付けたカム部材２０が
、カム力伝達部材１９の他端面を摺接動する。この場合
、スプリング８の反発力によってカム部材７およびカム
力伝達部材１８を介して、カム力伝達部材１９の他端面
は、カム部材２０のカム凸部の高さが変化しても、これ
から離れることもなく良好に追従して摺接する。

カム部材２０がカム力伝達部材１９の他端面に摺接動す
るのに伴い、カム力伝達部材１９および１８を介して、
カム部材７はポンチ３側に移動する。カム部材７がポン
チ３側に所定の距離だけ移動すると、押出し力調整ボル
ト１４がスプリング１５を介して、押出し部材５をカム
部材７に対しポンチ３側に押すように作用する。

このとき、絞シ成形時における素材Ｗからの反力がスプ
リング１５の反発力よシも小さい場合は、スプリング１
５の長さが変化しないため、素材Ｗは、カム部材７が移
動した分だけポンチ３側に移動する。逆に、素材Ｗから
の反力がスプリング１５０反発力よシも大きい場合は、
スプリング１５は素材Ｗの反力とバランスする長さまで
撓み、その後、素材Ｗはカム部材７および押出し部材５
と一体的にポンチ３側に移動する。

また、素材Ｗの反力がスプリング１５の反発力よりも著
しく大きい場合、スプリング１５は、押出し部材５がス
トローク調整ボルト１２に当接する長さまで撓むため、
素材Ｗの反力に関わりなく、押出し部材５がストローク
調整ボルト１２に当接したのちのカム部材７の移動分だ
け移動する。

したがって、本実施例においては、スプリング１５の反
発力、押出し部材５とストローク調整ボルト１２間の寸
法Ｌ１スプリング１５０弾性定数および制御用カム部材
２０の形状を変えることによシ、成形ストロークに合わ
せて望ましい形態の素材流入に制御することができる。

なお、スプリング１５０反発力は、押出し力調整ボルト
１４によって容易に調整できる。

ここで、図を参照しながら、流入制御のない絞りプレス
成形では成形困難な形状のものが、本実施において成形
可能となることについて、以下に説明する。

第５図に示す素材Ｗの絞シプロファイルのコーナ部の成
形において、第７図に示すようなひずみｅに対して応力
σがほぼ一定の機械的特性を有する素材Ｗを用いると、
第６図における断面りの部分の応力−は、第８図に示す
ように、成形ストロークＹごとに曲線Ｒ１、Ｒ１，、Ｒ
３のように変化する。第６図に示す素材Ｗの絞りプロフ
ァイルのコーナ半径Ｒが小さくなる程、断面りの部分に
生ずる応力−は、第８図の曲線孔１、曲線Ｒ，のように
上昇する。したがって、絞シプロファイルのコーナ半径
Ｒがよシ小さくて、例えば曲ｍＲｘで示すように、断面
りの部分の応力ｌの変化が索材Ｗの破断応力σ、に至る
場合は、第８図における点Ｅで破断が発生する。そのた
め、流入制御のない絞シブレス成形では、成形できない
大きさのコーナ半径Ｒ１換言すれば、成形困難な形状の
ものが存在する。

断面りの部分の応力Ｃは、素材端からの押出し力が作用
しない場合、第９図に示すように、ダイ肩部の通過抵抗
力ｆ１と変形に要する引張力らを合成した作用力ＦＡ　
と大きさの等しい引張力Ｆ、に比例して増大する。また
、素材端からの押出し力が作用する場合、断面りの部分
の応力σは、第１０図に示すように、引張力Ｆ８よシも
小さい引張力ＦＢ′に比例して増大する。

したがって、流入制御のない絞りプレス成形では、第８
図の曲線Ｒ３のような応力変化のため成形できなかった
大きさのコーナ半径Ｒであっても、本発明によれば、第
１１図に示すように、素材端からの押出し力が作用する
成形ストローク領域ΔＹで押出し力が作用し、第１２図
において曲線鳥′で示すように、断面りの部分の応力ｌ
が破断応力４Ｉｔ　を越えることなく変化すれば、素材
Ｗを破断させることなく成形することができる。

第１５図は本発明の他の実施例を示すもので、その特徴
は、押出し部材を作動させる押出し制御手段としてシリ
ンダ機構のものを採用したことにある。すなわち、下型
２には、上型１と下型２の合せ面に対応して油圧シリン
ダ２２が固定して配設され、油圧シリンダ２２に摺動自
在に嵌挿したピストンロッド２３の先端には、絞り成形
時に素材Ｗに押出し力を与える押出し部材２４が連結さ
れて、上型１と下型２間において、該両者１，２の合せ
面に沿った方向に移動可能に設けられている。押出し部
材２４の先端面は、素材Ｗの端面と面接触するように形
成されている。

油圧シリンダ２２のロッド側室１キヤツプ側室には、バ
イブ２５、バイブ２６を介して油液が供給されるように
なっており、核油液の圧力は、上型１に対するポンチ３
の上下動によって、これと同期して変動するように設定
されている。

したがって、上型１が素材Ｗを抑圧保持したのち、絞シ
成形時、ポンチ３が上型１に対し昇降するに伴い、油圧
シリンダ２２のピストンロッド２Ｓが素材Ｗに対し離反
拳接近する仁とによシ、押出し部材２４を介して、成形
ストロークに応じた大きさの沙チ押出し力が素材Ｗに与
えられ、望ましい形態の素材流入に制御できる。

実施例では、上型側にポンチを配設したものについて説
明したが、本発明は、下型側にポンチを配設したものに
ついても適用することができる。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、ポンチに絞り成形を行う
とき、素材の端部に与える押出し力を、成形ストローク
に合わせて所定の大きさ・方向に設定し、望ましい形態
の素材流入に制御できるので、従来において成形困難で
あった素材流入量の少ない部位でも成形できるようにな
り、成形性の低い廉価な素材にも適用することができ、
歩留りの向上を可能にする。また、本発明装置を用いれ
ば、素材の端部を押出し部材で直接押し出すことができ
るので、従来のようにしわ押え面と素材間の密閉性を確
保する必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
第１図のＡ部詳細図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線に沿った断面図、第４図は第
１図のＣ部詳細図、第５図は絞シブレス成形前の素材を示す斜視図、第６図は流入制御しないときの絞りプレス成形途中の素
材を示す斜視図、第７図は第６図の素材の断面部分の応力線図、第８図は
第６図の素材の断面部分の成形ストロークごとの応力変
化を示す応力線図、第９図は素材端からの押出し力が作
用しないときの絞シプロファイルのコーナ部に作用する
力を示す説明図、第１０図は素材端からの押出し力が作用するトキの絞り
プロファイルのコーナ部に作用する力を示す説明図、第１１図は第１０図の素材の断面部分の応力変化しない
ときの応力線図、第１２図は第１０図の素材の断面部分の応力変化したと
きの応力線図、第１３図は本発明の他の実施例を示す要部断面図である
。１・・・上型　２・・・下型３・・・ポンチ　５，２４・・・押出し部材２０・・・
制御用カム部材　２２・・・油圧シリンダＷ・・・素材

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一対の上型、下型で素材を抑圧保持した後、該素
材をポンチによって絞シ成形する時に、前記素材の端部
に与えられる押出し力を、前記ポンチの上下動と関連さ
せて制御しつつ、前記素材の絞多成形を行うことを特徴
とする力を与える押出し部材を、前記上型と下型の合せ
面に沿った方向に移動可能に配するとともに、該押出し
部材を、ポンチの上下動と連係して作動するように設け
たことを特徴とする絞シ成形装置。