JPS6313626A - リツプスキン類の成形法及び装置 - Google Patents

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〕 本発明はリップスキンないしその類似製品の成形法と装
置に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

ジェットエンジンナセルのリップスキンは単純な筒状体
と異なり、第９図のように外周フランジ３０とこれに続
く放物線または曲線状の外壁３１と、この外壁先端のア
ール部３２と、アール部３２の端からヘアピン状に逆行
する放物線または曲線状の内ｕ３３とを備えた中折れ帽
子に類する複雑形状である。

そのためかかる製品をプレス加工法で一挙に成形するの
は難しく、従来では、短形素板を前記断面形状となるよ
うに成形してＱ１位部体とし、これを円周方向で複雑側
リベットにより継ぎ合わせる手法か、あるいはドロップ
ハンマー法などを用い多工程で成形していた。

しかしこれらの方法はいずれも能率が悪く、精度的にも
十分とはいえない。ことに後者は工程毎に発生するショ
ックラインや板厚減少を避けることができず、前者は継
ぎに起因する剥離や隙間を防止するため種々の措置を講
じなければならない。

という問題があった・ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は前記のような実情から研究を重ねて創案された
もので、その目的とするところは、リップスキンやこれ
に類する中折れ帽子状断面形状製品を、プレス−行程で
能率よくまた精度よく成形できる方法を提供することに
ある。

また本発明の他の目的とするところには、−に記−３＝ 方法の実施に好適で構造の比較的簡単な成形装置を提供
することにある。

この目的を達成するため本発明者らは研究を重ね、絞り
（縮み）と伸びフランジの複合成形方式を検討した。し
かしこの方式で素板として円形ブランクを用いた場合、
伸びフランジ側の材料の拘束が大きいため成形限界が低
くなり、大きな成形高さが得られない。

この対策としてドーナツ形状の素板を使用すれば、材料
の拘束が小さくなるため成形限界は向上する。しかし絞
りフランジ側だけしね押えを行うため、伸びフランジ側
の材料の伸びをコントロールすることができず、成形限
界は伸びフランジ側材料の伸び限界により決定されてし
まう。また、伸びフランジ側の材料を拘束できないため
、前記成形品形状における伸びフランジ側成形面にシワ
が発生するという問題を回避し得ない。

そこで本発明は、ドーナツ状ブランクを用いると共に、
この素材に対するしわ押え力を成形中外軸側（絞りフラ
ンジ側）と内輪側（伸びフランジ側）とで制御するよう
にしたもので、その特徴とするところは、ドーナツ状素
板に対するしね押え力を外輪側と内輪側とで独立させ、
しかもまず内輪側しわ押え力を外輪側しわ押え力より大
きくし、内輪側の材料をロックした状態で外輪側材料だ
けをすべり込ませて環状ポンチにより絞り成形し、次い
で内輪側と外輪側のしわ押え力を同等にして引続き環状
ポンチを押込むことにより目的高さまで伸びフランジ成
形することにある。

−ヒ記成形は慣用の金型を用いて行ってもよいし、対向
液圧を用いる方法を採ってもよい。後者はプリチャージ
付きの対向液圧成形法を含むものである。

また、本発明装置の特徴は、中央部に柱部にその外周に
リング状ダイス穴を有するダイスと、リング状ダイス穴
に挿脱される環状ポンチと、リング状ダイス穴の外輪上
面に対向するドーナツ状のブランクホルダと、柱部−上
面に対向する拘束プレートと、前記ブランクホルダと拘
束プレートとを各別に作動させるラムと、それらブラン
クホルダと拘束プレートの加圧力の大きさを制御するコ
ントロールユニットとを備えたことにある。

［実　施　例〕 以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図ないし第３図は本発明を慣用成形または対向液圧
成形に適用した実施例（第１実施例）を示し、第４図と
第５図はプリチャージ付き対向液圧成形に適用した実施
例（第２実施例）を示す。

第１図において、１はダイスであり、中央部にダイス−
に而と同じ高さの柱部５を有すると共に、これの外周に
リング状ダイス穴６が形成されている。２はリング状ダ
イス穴６に挿脱される環状ポンチ、３はダイス上面７に
対峙するドーナツ状のブランクホルダ、４は柱部上面８
に対峙する拘束プレートである。９は素板であり、中央
部に穴１０が形成され平面ドーナツ状となっている。

第１実施例においては、素板９は穴１ｏを柱部５と同じ
状に装着され、この状態で次にブランクホルダ３と拘束
プレート４を降下し、素板９をダイス−上面８および柱
部上面８との間で挟持する。

この状態で次に環状ポンチ２を下降すれば、環状ポンチ
２は素板９に対し、これをダイス肩で曲げると同時にリ
ング状ダイス穴６に挿込み始めるが、この成形時期すな
わち一般的に目標成形高さのほぼ１７３〜１／２の高さ
の成形が行われるまでの時期において、第２図のように
ブランクホルダ３のしね押え力ＦＡに対し、拘束プレー
ト４の抑圧力ＦＢを大きくする。

これにより伸びフランジ側すなわち内輪側の材料１．　
ＯＯの流れ込みがロックされ、穴拡がりが抑制される一
方、絞りフランジ側すなわち外輪側の材料１０１はロッ
クされないため、環状ポンチ２の押込み力により外輪側
の材料１０１が周方向を縮めるようにリング状ダイス穴
６に流れ込み、所定の成形高さが得られる。

この外軸側材料による成形が進んだ時期すなわち成形中
期から目的高さを得る成形終期にかけては、第３図のよ
うに拘束プレート４の押圧力ＦＢを弱めつつ、環状ポン
チ２をさらに押込む。これで内輪側の材料１００は拘束
が解かれるため、穴１０を広げるようにして伸びフラン
ジ成形に移行し、目的高さまで成形が行われる。このと
きに拘束プレート４の押圧力ＦＢはブランクホルダ３の
しオ）押え力ＦＡと同等程度の力となるまで所要の減衰
率にコントロールすることが好ましい。

なお、第１実施例で対向液圧成形を行うには、リング状
ダイス穴６に対しポンプ６１とリリーフ弁６２を備えた
液圧回路６０を接続し、この回路で油などの液体をリン
グ状ダイス穴６に満たせばよく、環状ポンプ２の押込み
により創成される対向液圧で素板９は環状ポンチ２に巻
付けられるため、成形高さと精度が向上する。

次に第２実施例においては、第１図における液圧回路１
１によりリング状ダイス穴６に液を満たしておき、環状
ポンチ２を素板９と所要の距離を置くように対峙させ、
この状態で拘束プレート４の押圧力ＦＢをブランクホル
ダ３のしね押え力ＦＡより大きくし、ポンプ６」からさ
らに液体を圧送して、素板９の裏面から対向液圧Ｐｃを
付加する。

−８＝ 内輪側の材料１００がロックされているため、前記対向
液圧ＦＣにより外輪側の材料１０１がリング状ダイス穴
中心方向に流れ込み、素板９は成形方向と逆方向に膨ら
ませられ、これで表面積がかせがれる。

次いで環状ポンチ２を降下させ、膨らんだ素板９をリン
グ状ダイス穴６に向かって押込んでゆくが、この押込み
を開始した時期から成形終期にかけては第５図のように
拘束プレート４の押圧力ＦＢを弱めるもので、これによ
り内輪側の材料１゜Ｏがリング状ダイス穴６に流れ込み
伸びフランジ成形に移行し、ＦＡとＦｌｌの力をバラン
スよくコントロールしつつ対向液圧Ｐｃを調整すること
で、深いリップスキンが一行程で成形される。

第６図ないし第８図は本発明による成形装置の実施例を
示すもので、１はダイス、２は環状ポンチ、３はドーナ
ツ状のブランクホルダ、４は拘束プレート、５は柱部、
６はリング状ダイス穴である。

第６図は貼動式プレスに適用した例であり、ダイス１は
ボルスタ１１に据付けられ、図示しないベッドに固定さ
れるようになっており、環状ポンチ２は主ラム１３によ
り昇降されるスライド１２の下側に固定されている。

前記ブランクホルダ３は円周上に等間隔で配置されたし
わ押えラム１４．１４に連結され、各しわ押えラム１．
４．１４のピストン部１４０，１４０はスライド１２に
内蔵されたしね押えシリンダ１５．１５に内挿されてい
る。また、拘束プレート４には拘束ラム１６が下端をも
って連結され、これのピストン部１６０がスライド１２
に内蔵されている拘束シリンダ１７に内挿されている。

そして、前記各しわ押えシリンダ１５，１．５は導路１
９によりしわ押えカコントールユニット１８に導かれ、
拘束シリンダ１７も導路２ｏにより拘束力コントロール
ユニット２１に導かれている。

それらしわ押え力コントロールユニット１８と拘束力コ
ントロールユニット２１は、前記のように成形初期には
しわ押え力ＦＡと拘束力ＦＢをＦＢ＞ＦＡの関係にし、
成形中期ないし終期にＦＡ弁ＦＢの関係にコントロール
するためのもので、それぞれ導路１９，２０に逆止弁を
介して接続したポンプ２２．２３と、導路１．９．２０
からの分岐路１９０．２００に接続され対応するシリン
ダに夫々所望のしわ押え力又は拘束力を設定、制御する
リリーフ弁２４．２５とがらなっている。

この第６図の実施例の場合には、リリーフ弁２４．２５
にしｈ押え力と拘束力をそれぞれ設定してポンプ２２．
２３により油圧を供給し、主ラム１３によりスライド１
２を下降させるもので、素板９にブランクホルダ３と拘
束プレート４が接した状態でなおも主ラム１３を作動さ
せることにより環状ポンチ２が下降する。

一方、しわ押えラム１．４，１．４と拘束ラム１６はそ
れぞれしわ押えシリンダ１５．１５と拘束シリンダ１７
に後退していくが、それらシリンダにはコントロールユ
ニット１．８．２１のリリーフ弁２４．２５で異なる大
きさのリリーフ圧が設定されているため、拘束シリンダ
１７−拘束ラム１６−拘束プレート４により素板９の内
輪側材料は移動がロックされ、しわ押えシリンダ１５−
しわ押えラム１．４．１４−ブランクホルダ３により素
板９の外輪側材料は中心方向への流れが許される。

これにより第２図や第４図の成形が実現される。

そして、環状ポンチ２の押込み深さの増加と共に拘束力
コントロールユニット２１のリリーフ弁２５の設定圧を
低下させれば、拘束シリンダ１７の内圧′が低下し、拘
束プレート４の押圧力が弱められるため、第３図や第５
図の成形が実現される。

第７図は複動式プレスに適用した例であり、環状ポンチ
２はインナラム１３０で昇降されるインナスライド１２
０に固定され、このインナスライド１２０に拘束シリン
ダ１７が内蔵され、拘束シリンダ１７から伸びる拘束ラ
ム１６に拘束プレート４が固定される。

また、ブランクホルダ３はインナラム１３０を外囲する
アウタスライド１２１に固定され、インナラム１．３０
と独立した関係にある複数本のアウタラム１．３１，１
３１により昇降されるようになっている。

そして、拘束シリンダ１７は導路２０を介して拘束力コ
ントロールユニット２１に接続されている。このコント
ロールユニットの構成は第６図のものと同様である。た
だ、この第７図の場合にはブランクホルダ３はアウタラ
ム１３１，１３１によりしわ押え力が与えられるので拘
束力コントロールユニット２１のリリーフ弁２５はアウ
タラム１３１、．１３１の出力との相関で圧力設定され
る。

この実施例においては、アウタラム１３１，１３１とア
ウタスライド１２１により素板外輪部分にしわ押え力が
与えられ、この状態でインナラム１３０によりインナス
ライド１２０が下降し、拘束プレート４と拘束シリンダ
１７および拘束力コントロールユニット２１により素板
内軸部分に前記素板外軸部分より強い押圧力が加えられ
つつ環状ポンチ２がリング状ダイス穴３に押込まれ、初
期成形が行われる。次いで拘束力コントロールユニット
２１の設定圧が低下され、なおもインナラム、１３０が
作動を継続することにより目標高さまで円滑に伸びフラ
ンジ成形が進行する。

第８図は本発明を倒置式プレスに適用した例を示すもの
で、環状ポンチ２はベッド側のボルスタ１１に後端を固
定され、ダイス１は主ラム１３により昇降されるスライ
ド１２に固定される。

そしてブランクホルダ３はボルスタ１１を貫くリフトピ
ン２６０，２６０を介し支板２６に支架され、支板２６
はダイクッションシリンダ２８から伸びるラム２７に支
承されている。

拘束プレート４はボルスタ１１に内股された拘束シリン
ダ１７からの拘束ラム１６に固定され、拘束シリンダ１
７は、成形初期にダイクッションシリンダ２８の出力よ
り大きな値の押圧力を与えるリリーフ弁２５を備えた拘
束力コントロールユニット２１に接続されている。

この実施例においては、素板９はブランクホルダ３およ
び拘束プレート４に装着され、ダイクッションシリンダ
２８と拘束シリンダ１７に導入された油圧により環状ポ
ンチ２より高いレベルに持ち」二げられ、この状態でス
ライド１２に固定されているダイス１が下降することに
より拘束力としわ押え力が与えられつつ成形が行われる
。

なお、第６図と第７図はダイス１に第１図に示されるよ
うな液圧回路を設けることにより自然増圧式またはプリ
チャージ付きの対向液圧成形装置となる。

次に本発明の具体例を述べる。

素板として材質Ａ２０２４−０．板厚１．６ｍｍ。

直径１１５Ｑｍｎφ、穴径５９０ｍｍφを用いリップス
キンを成形した。

ダイスはリング状ダイス穴内４１（＝柱部直径）０□７
３６，８ａｎφ、リング状ダイス穴外径Ｄ２９５３．２
ｎｎφ、深さ２７０ｍ＋、ダイス肩半径１〇−で、環状
ポンチは外径９５０諭φ、内径７４０Ｉφの放物線断面
である。

成形装置は第６図のものを用い、自然増圧式対向液圧成
形で成形法を採用した。しわ押え力コントロールユニッ
トのリリーフ弁によりブランクホルダのしわ押え力を１
５０ｔｏｎに、拘束力コントロニルユニットのリリーフ
弁により拘束プレートの押え力を６３ｔｏｎにし、主ラ
ムにより環状ポンチを押込み力４００ｔｏｎで降下させ
た。

成形高さ５５ｍｍの段階で拘束力コントロールユニット
により拘束力を３０ｔｏｎに下げ、引続き環状ポンチを
押込み圧４００ｔｏｎで降下させた。この結果、内径Ｄ
ａ７３６．８ｗｅφ、外径Ｄｂ９５３．２ｎｎφ、高さ
Ｈ１１０ｍｏ＋でボディ及びフランジにしわのないリッ
プスキン素体が一行程で成形され、所定の位置でカット
することにより製品となった。

この成形時のポンチストロークと対向液圧の関係を示す
と第１０図のとおりであり、成形品の断面形状と板厚分
布を示すと第１１図のとおりである。板厚測定は素板の
２０ＩＩＩ１１間隔の位置ごとに断面３カ所（０°、４
５°、９０°ロール方向）の平均値をみることで行った
。この第１１図から板厚減少が少なく、良好な形状寸法
精度が得られることがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の第１発明によるときには、プレス
１行程で成形高さが大きく、精度の良好な＝１６− リップスキンないしその類似製品を成形することができ
るというすぐれた効果が得られる。

また本発明の第２発明によるときには、第１発明の実施
に好適でしかも構造が簡単で安価な装置を提供できると
いうすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明によるリップスキン類成形
法の一例を段階的に示す断面図、第４図と第５図は本発
明による成形法の別の実施例を段階的に示す断面図、第
６図ないし第８図は本発明によるリップスキン類成形装
置の実施例を示す断面図、第９図は本発明による成形品
の一例を示す部分切欠側面図、第１０図は本発明の実施
例における対向液圧−成形ストローク線図、第１１図は
成形品の形状と板厚分布の測定結果を示す説明図である
。 １・・・ダイス、２・・・環状ポンチ、３・・・ブラン
クホルダ、４・・・拘束プレート、５・・・柱部、６・
・・リング状、ダイス穴、９・・・素板、１０・・・穴
、１８・・・しわ押え力コントロールユニット、２１・
・・拘束力コントロールユニット

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）リップスキンないしその類似製品を得るにあたり
   、ドーナツ状素板を用い、これに対するしわ押え力を外
   輪側と内輪側とで分割し、まず内輪側しわ押え力を外輪
   側のそれより大きくして外輪側材料をすべり込ませて絞
   り成形し、次いで内輪側と外輪側のしわ押え力を同等に
   してポンチを押込むことで目的高さまで伸びフランジ成
   形することを特徴とするリップスキン類の成形法。
2. （２）成形が金型成形法である特許請求の範囲第１項記
   載のリップスキン類の成形法。
3. （３）成形が対向液圧成形法である特許請求の範囲第１
   項記載のリップスキン類の成形法。
4. （４）中央部に柱部をその外周にリング状ダイス穴を有
   するダイスと、リング状ダイス穴に挿脱される環状ポン
   チと、リング状ダイス穴の外輪上面に対向するドーナツ
   状のブランクホルダと、柱部上面に対向する拘束プレー
   トと、前記ブランクホルダと拘束プレートとを各別に作
   動させるラムと、それらブランクホルダと拘束プレート
   の加圧力の大きさを制御するコントロールユニットとを
   備えたことを特徴とするリップスキン類の成形装置。
5. （５）ダイスがボルスタに固定され、環状ポンチがメイ
   ンラムにより昇降されるスライドに固定され、このスラ
   イド内にブランクホルダと拘束プレートの昇降ラムが内
   臓されている特許請求の範囲第４項記載のリップスキン
   類の成形装置。
6. （６）ダイスがボルスタに固定され、環状ポンチがメイ
   ンラムで昇降されるインナスライドに固定され、該イン
   ナスライドに拘束プレートを昇降するシリンダが内蔵さ
   れており、ブランクホルダがアウタラムで昇降されるア
   ウタスライドに設けられている特許請求の範囲第４項の
   リップスキン類の成形装置。
7. （７）ダイスがメインラムにより昇降されるスライドに
   固定され、環状ポンチがボルスタに固定され、ボルスタ
   に拘束プレートを昇降するシリンダが内蔵され、拘束プ
   レートがリング状ボルスタを貫くリフトピンを介して下
   方のダイクッション機構で支持されている特許請求の範
   囲第４項記載のリップスキン類の成形装置。
8. （８）リング状ダイス穴が液圧室であり、外部の液圧供
   給回路に接続されるものを含む特許請求の範囲第４項記
   載のリップスキン類の成形装置。