JPS63168232A - 絞り加工法 - 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 この発明はプレス加工のうちの絞り加工法およびその方
法を実施するためのプレス型に関するものである。

従来の技術 周知のように絞り加工は、上下のブランクホルダで挟み
付けて保持した素材（ブランク）を、ポンチによってダ
イスのキャビティ内に絞り込み、それに伴う塑性変形に
よって目的とする形状を得る加工方法である。この絞り
加工においては素材に圧、縮応力や剪断応力がＷＫに発
生するため、成形途中における素材の移動を適正にして
しわや割れ等の不良現象を防ぐ必要がおり、そのための
重要な対策として素材の周辺を上下方向から拘束するこ
とが挙げられる（以後この素材周辺の拘束をしり押えと
呼、Ｓ；）。これは、上下のブランクホルダによって素
材の周辺を押え付けることにより絞り成形時にしり押え
面に生じる座屈しわ等を防止するばかりでなく、素材の
周辺に引張力を生じせしめ、成形過程での素材の伸びと
移動とを制御し、ダイキャビティ内で生じる割れやしわ
等の成形不良のほか、パネル精度の低下を回避すること
を目的とするものである。望ましい伸びと材料移動が生
じるように、成形過程で適正な引張力が素材周辺に与え
られることか重要である。

そのため従来、各種のしわ押えの手段が考えられており
、例えば特開昭５９−２１５３００号では、絞り成形過
程での各部の圧力や荷重を検出するとともに、それに基
づいてアウタラムすなわちしわ押え部の圧力を制御する
技術が開示されている。またしり押えは素材との間の摩
擦力によって素材に生じる引張力を発生させるものであ
るが、一般のプレス成形ではこの摩擦力だけでは不充分
なので、しわ押え面に絞りビードを設けて素材の変形に
伴う抵抗力をも利用することが行なわれており、その例
が実開昭５８−１２５６２３号公報や特開昭５９−２０
６１２０号公報に記載されている。特に、特開昭５９−
２０６１２０号に記載された技術は、絞りビード高さが
高いほど素材に生じる引張力が増すという傾向を利用し
、ポンチの下降に同期して絞りビード高さが制御される
よう、カム機構もしくはシリンダ機構をプレス型に組み
入れたものである。

ところで、しり押えが完了するタイミングは、通常ポン
チが板を成形開始するより以前であり、上記の各公報に
記載されたダブルアクション絞り場合には、上型のうち
ポンチの外側に位置するブランクホルダをポンチに先行
して下降させることにより行なうが、このように素材に
接触するタイミングを部分的に異ならせたプレス型が、
例えば実願昭５８−６０１２９号によって提案されてい
る。これはビードを設けたブランクホルダによって素材
を拘束するとともに、ポンチによって素材を絞り込むキ
ャビティのうちの周辺部所定箇所に、支持体を上下動自
在に設け、かつその支持体をその下側に配置した弾性体
によってキャビテイ面より上側に突出するよう保持した
ものである。そしてその支持体は、絞り成形初期におけ
る素材の折れ曲り角度を大きく維持し、もってショック
ラインの発生を防ぐものであり、したがって支持体を支
える弾性体による押し上げ力は、支持体が所期通りの作
用を行なう程度の小さい力に設定されている。

上述したそれぞれの技術は、いずれもダイキャビティの
外側で素材を拘束するものであるが、このようなしね押
えに替る手段が特開昭５６−５０７２７Ｑに記載されて
いる。これは、ポンチとダイスとのそれぞれの側面に、
絞り方向に伸びる縦ビードすなわち凹凸嵌合部を形成し
、この凹凸嵌合部の絞り方向先端部形成された段部部分
によって素材に引張り抵抗を与えるものである。したが
ってこの手段によれば、上下のブランクホルダによって
拘束させるべき素材の部分が不要になるので、材料歩留
りを向上させることができる。

発明が解決しようとする問題点 前述したように絞り加工にあたっては、素材のダイキャ
ビティへの流入と同時に引張力の維持を行なう必要があ
り、上記の従来の手段ではそのような要請を満し、所期
通りの成形を行なうことができる。しかしながら特開昭
５９−２１５３００号や特開昭５８−１２５６２３号あ
るいは特開昭５９−２０６１２０号などの各公報に記載
された手段では、しり押え面での摩擦力と、絞りビード
による変形抵抗力とにより、素材に引張力を与えるもの
であるから、成形途中、素材端は常に絞りビードより外
周に位置する必要が必り、従って、成形完了時において
もしわ押え面にある絞りビードより外周に素材端は位置
する必要がおる。そのため、素材の形状は前述の条件を
満す大きざでなければならず、絞り成形した素材の製品
となる部分より外周側すなわちトリミングラインより外
周側に大きく拡がる周辺部分を有したものを必要とし、
その結果、素材のうちスクラップとされるその周辺部分
の割合いが大きくなるために、材料歩留りが悪いという
問題があった。

このような問題はダイキャビティ内に支持体を設けた実
願昭５６−６０１２９号の装置でも存在する。すなわち
その装置における支持体は、絞り成形初期における素材
の折れ曲り角度が小さくなることを防止するものであっ
て、その支持体を押し上げる弾性体の力は弱く、したが
って支持体によって素材を拘束することは実質的に不可
能であり、そのために成形完了時までブランクホルダに
よって素材を拘束しておく必要があるからである。

これに対しポンチとダイスとの側面に凹凸嵌合部を設け
、それに伴う段部で引張力を発生させる特開昭５６−５
０７２７号の技術によれば、従来の絞りビードによる変
形抵抗力に替って、この凹凸嵌合部を通過する材料の延
び変形により引張力を与えることができるため、素材端
はしわ押え面におる絞りビードより外周に位置する必要
はなく、成形完了時に、しわ押え面とダイキャビティと
の境界線（以後これをしわ押え線と呼ぶ）の付近に位置
すれば良いことになる。従って、従来の成形では必要で
あったしね押え線と絞りビードの間の素材が不要となり
、その分だけ材料歩留りを向上させることができる。し
かしながら従来の成形においても材料歩留りの低下の原
因となるしね押え線と絞りビードとの距離は、できるだ
け小さくしており、本技術による材料歩留りの改善量は
少ないものであり、大幅な材料歩留りの向上を図ること
は困難である。またポンチおよびダイスの側壁に凹凸嵌
合部を設けた構成では絞りビードのように引張力の調整
を行なうことができず、かつプレス型の製造性や保守性
が極めて悪くなる問題があるため、一般的な成形には、
あまり用いられていない。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、成形不
良を生じることなく材料歩留りを向上させることのでき
る絞り加工法およびその方法を実施するためのプレス型
を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この発明の方法およびプレス型は、上記の目的を達成す
るために、素材をポンチによって絞り込むダイキャビテ
ィ内においても素材を拘束して引張力を発生させるよう
にしたことを特徴とするものであり、より具体的には、
この発明の方法は、ポンチの外周側とダイキャビティの
外周側とに、素材を上下方向から挟み付けて押えるブラ
ンクホルダを設けるとともに、ポンチの周辺部とダイキ
ャビティ内でその周辺部に相当する部分との一方に、ポ
ンチによる素材の絞り込みに伴って上下方向で対向する
部分に素材の一部を押し付けて挟持しかつ挟持力の可変
な可動ブロックを上下方向へ移動自在に配置しておき、
前記ブランクホルダで素材を挟持した状態でポンチによ
って素材の絞り込みを行なうとともに、ポンチによる素
材の絞り込みに伴って前記可動ブロックによって素材の
うちブランクホルダによる挟持部より内側の部分を挟持
し、さらに素材の端縁がブランクホルダの間からダイキ
ャピテイ側に流入し、かつ素材の端縁がブランクホルダ
から外れた後は前記可動ブロックによって素材を押え付
けることにより素材に引張力を与えることを特徴とする
方法である。なおこの発明の方法においては、可動ブロ
ックによる素材の押し付け力を、ポンチによる素材の絞
り込みに同期して変えることができる。

またこの発明のプレス型は、ポンチの外周側とポンチに
よって素材を絞り込むダイキャビティの外周側とに、素
材を上下方向から挟み付（プて押えるブランクホルダを
設けたプレス型において、ポンチの周辺部と前記ダイキ
ャビティのうちその周辺部に相当する部分との一方に、
ポンチによる素材の絞り込みに伴って上下方向で対向す
る部分に素材の一部を押し付けて挟持する可動ブロック
を上下方向へ移動自在に配置し、かつ可動ブロックによ
る素材の挟持力を調整可能な押圧力発生機構を設けたこ
とを特徴とするものである。

作　　用 絞り加工の開始当初においてはこの発明の方法およびプ
レス型においてもブランクホルダによって素材を挟み付
けて拘束する。この状態でポンチが素材に作用すること
により素材の中央部分がダイキャビティ内に絞り込まれ
、同時に素材に引張力がかかるとともにダイキャビティ
に向けた流入が生じる。このような絞り込みの過程にお
いて可動ブロックがこれと対向する部分との間に素材を
挟み付けて拘束し、したがって絞り込みの進行に伴う素
材の流入によってその端縁部がブランクホルダの間から
外れても、素材には可動ブロックが挟み付けていること
による引張力が作用し、その適正な絞り成形が行なわれ
る。すなわちこの発明の方法あよぴレス型によれば、素
材には絞り加工の最終段階までブランクルダによって拘
束しておくための周辺部分が不要になる。

実施例 つぎにこの発明の実施例について説明する。

まずこの発明の絞りプレス型について説明すると、第１
図および第２図はこの発明をダブルアクション絞りプレ
ス型に適用した例を示す略解断面図であって、下型１は
その中央部に、索材２に所定の形状を付与するダイキャ
ビティ３を有し、かつそのダイキャビティ３の外周側に
、素材２を拘束するためのロアブランクホルダ４が設け
られている。これに対し上型はポンチ５と上型リング（
アッパブランクホルダ）６と有しており、ポンチ５はイ
ンナラム（図示せず）によって、また上型リング６はア
ウタラム（図示せず）によってそれぞれ上下動させられ
るようになっている。ポンチ５は、前記ダイキャビティ
３の上方に位置し、素材２をダイキャどティ３の内面に
倣うよう絞り込むものであって、このポンチ５の周辺部
には可動ブロックとしての先行ポンチ７が上下動自在に
設けられている。すなわち先行ポンチ７はポンチ５の一
部をなすものであって、上限位置に押し上げられること
によりポンチ５の他の部分と共にダイキャビティ３に合
致する形状を形成するものであり、この先行ポンチ７は
ポンチ５を上下方向に貫通するガイドピン８によって懸
吊されるとともにそのガイドピン８によって上下方向に
案内されるようになっている。またポンチ５のうち先行
ポンチ７の上側の部分には上下方向に向けて穿孔した孔
が形成され、その孔内には先行ポンチ７を押圧するため
のバネやウレタンゴム等の弾性体９とその弾性体９の上
側に位置する上下動カム１０とが収容されており、その
上下動カム１０の上面は、横方向力を下方向力に変換す
るよう傾斜したカム面とされている。さらにポンチ５に
は、上下動カム１０の上端のカム面に摺接する横動カム
１１が、前記上型リング６の内側面に向けて突出・退入
するよう配置されており、この横動カム１１はポンチ５
の外側面に取付けたストッパー１２によって扱は止めさ
れている。

他方、上型リング６はロアブランクホルダ４と共に素材
２を押え付けて拘束するためのものであって、その下面
には絞りビード１３が突設されており、これにより素材
２の流入量の調整や引張力の付加を行なうようになって
いる。また上型リング６の内側面には、ポンチ５が上型
リング６に対して相対的に下降するに伴って前記横動カ
ム１１を横方向に押圧する駆動カム１４が固定されてお
り、そのカム面は、素材２の端縁がビード１３から外れ
る以前に横動カム１１および上下動カム１０ならびに弾
性体９を介して先行ポンチ７を押し下げて先行ポンチ７
により素材２の拘束を行なわせる形状に設定されている
。すなわちこれらの各カム１０．１１，１４および弾性
体９は押圧力発生機溝を構成している。

つぎに上記のプレス型の作用すなわちこの発明の絞り加
工法を説明すると、先ずポンチ５および上型リング６を
充分高く引き上げておき、その状態で平板状の素材２を
下型１の上面すなわちロアブランクホルダ４の上面にセ
ットする。この場合、先行ポンチ７は第１図に示すよう
に自重によって下側に下がり、ガイドピン８によって懸
吊されている。そしてプレス機を動作させると、アウタ
ラムによって上型リング６が先行して下降させられ、そ
の結果、ポンチ５ヤ先行ポンチ７が素材２に接触するに
先立って素材２の周辺部分がロアブランクホルダ４と上
型リング６との間に挟み付けられて拘束される。しかる
後、インナラムによってポンチ５が下降させられて素材
２をダイキャビティ３内に次第に絞り込む。ポンチ５が
このように素材２を変形させることに伴って素材２には
引張力が作用し、その引張力によりしわの発生が防止さ
れるとともに、ロアブランクホルダ４および上型リング
６との間の摩擦力や絞りビード１３での変形抵抗を受け
つつ素材２がダイキャビティ３側に流入して割れが防止
される。

先行ポンチ７は前述したようにポンチ５から懸吊されて
いるので、ポンチ５の下降に伴って素材２により相対的
に押し上げられるが、ポンチ５が所定の位置まで下降す
ると、横動カム１１が駆動カム１４により横方向力（第
１図および第２図の左方向の力）を受けるので、先行ポ
ンチ７は上下動カム１０および弾性体９を介して押し下
げるカを受ける。したがって先行ポンチ７は弾性体９の
発生する力によって押し下げられて素材２の絞り込みを
行ない、ポンチ５よりも先行して素材２のうちダイキャ
ビティ３内での周辺部をダイキャビティ３の内面との間
に挾み付けて拘束する。この先行ポンチ７による素材２
の拘束のタイミングおよび圧力は、前記駆動カム１４の
形状によって設定でき、したがって素材２の端縁が絞り
ビード１３から外れる以前に先行ポンチ７が充分な拘束
力を生じるよう駆動カム１４の形状を設定しておくこと
により、ポンチ５の下降に同期して先行ポンチ７による
拘束力が増大し、絞りビード１３に代って先行ポンチ７
がしわ押えを行なった状態で素材２の絞り込みを継続す
ることができる。そしてポンチ５が更に下降し、最終的
には第２図に示すように先行ポンチ７がポンチ５に当接
して加圧するとともに、ポンチ５が素材２をダイキャビ
ティ３の内面に押圧し、素材２が所期の形状に成形され
る。この時点では素材２の端縁はダイキャビティ３内に
入り込んでいる。

したがって上記の方法では、絞り成形がある程度進行し
た後はロアブランクホルダ４と上型リング６とに代って
先行ポンチ７がしわ押えを行なうから、得られる成形品
にはしわ押え面に位−する部分が残っていず、そのため
トリミングによって切断廃棄する部分が少なくなるので
材料歩留りが向上する。換言すれば、絞り成形の最終段
階で端縁部がブランクホルダから外れてダイキャビティ
内に入ってしまう程度の小ざい素材を用いて絞り成形を
行なうことができるため、材料費を削減することができ
る。

ところでこの発明の方法を実施するためのプレス型すな
わちこの発明の絞りプレス型は、ダイキャビティ３内の
周辺部に位置しかつブランクホルダに代って素材を拘束
するとともにその拘束力を変えることのできる可動ブロ
ックを有していれば良いのであり、したがって第３図に
示す構成とすることもできる。

すなわち第３図に示すプレス型は、押圧力発生機構を油
圧シリンダ１６によって構成するとともに、この油圧リ
シンク１６によって上下動させる可動ブロックとしての
局部ポンチ１７を上型リング６側に設けたものでおって
、上型リング６の上端部には、ポンチ５側に延びたプレ
ート１８が固定されており、そのプレート１８の突出端
の下面に油圧シリンダ１６が下向きに取付けられ、その
油圧シリンダ１６のロンドの先端部に局部ポンチ１７が
取付けられている。この局部ポンチ１７は前述した実施
例における先行ポンチ７と同様に、索材２をダイキャビ
ティ３内に絞り込んで成形を行なうポンチの一部をなす
ものであって、ダイキャピテイ３の周辺部に相当する部
分の上方に位置するよう配置されており、そのポンチ５
側の側面には上下方向への案内性を高めるためにスライ
ドプレート１９が取付けられている。そして前記油圧シ
リンダ１６は、ポンチ５の下降動作に同期して局部ポン
チ１７を下降動作させかつその押圧力を設定する所定の
油圧コントロールユニット（図示せず）に接続されてい
る。

したがって第３図に示すプレス型においても、索材２の
端縁が絞りビード１３から外れる以前に局部ポンチ１７
を油圧シリンダ１６によって下降させて素材２をダイキ
ャごティ３の内面に押し付ければ、素材２に適当な引張
力を与え、しわや割りなどのない絞り成形を行なうこと
ができる。

またこの発明の方法およびプレス型は、上述したダブル
アクション絞り加工に限らずシングルアクション絞り加
工にも適用することができ、その例を第４図に示す。

すなわち上型２０はその中央部に上側に窪んだダイキャ
ビティ２１を有するとともに、その外周側にアッパブラ
ンクホルダ２２を有し、かつそのアッパブランクホルダ
２２に絞りビード２３を形成した構成である。これに対
し下型はポンチ２４、局部ポンチ２５ならびにロアブラ
ンクホルダ２６を有しており、これらのうちポンチ２４
は前記ダイキャビティ２１の中央部に対向する位置に立
設されている。また局部ポンチ２５はポンチ２４と共に
索材２をダイキャビティ２１内に絞り込むもので必って
、ダイキャビティ２１のうちその周辺部分に対向する位
置に上下動自在に配置されており、この局部ポンチ２４
の下側には、局部ポンチ２５を押し上げるバネやゴムな
どの弾性体あるいは油圧シリンダなどからなる押圧力発
生機構２７が設けられ、局部ポンチ２５はこの押圧力発
生機＠２７により通常時は所定位置に押し上げられてい
る。さらにロアブランクホルダ２６は前記アッパブラン
クホルダ２２と対向する位置に８２けられ、非動作時に
はポンチ２４より上方に突出するようダイクッションな
どの弾性機構（図示せず）によって保持されている。

このようなシングルアクション絞り型によれば、上型２
０を下降することにより、そのアッパブランクホルダ２
２がロアブランクホルダ２６と共に素材２を挟持・拘束
し、上型２０が更に下降することにより素材２が各ブラ
ンクホルダ２２．２６に挟持・拘束されたまま押し下げ
られ、その結果、素材２がポンチ２４および局部ポンチ
２５によってダイキャビティ２１内に絞り込まれる。そ
の場合、前述したダブルアクション絞り加工の場合と同
様に、素材２に引張力が生じるとともに、索材２がダイ
キャビティ２１側に流入し、かつ素材２の端縁が絞りビ
ード２３から外れる以前に局部ポンチ２５が素材２をダ
イキャビティ２１の内面に押し付けて拘束する。したが
って素材２を小型化してスクラップとなる部分を少なく
できるので、材料歩留りを向上することができる。

なお、シングルアクション絞り型にこの発明を適用する
場合、ブランクホルダに代って素材を拘束する可動ブロ
ック３０は、第４図に示す形状に限定されず、例えば第
５図（Ａ＞に示すようにビード３１を設けた形状として
もよく、あるいは第５図（Ｂ）に示す形状であってもよ
く、さらに可動ブロック３０の配置位置は、第５図（Ｃ
）に示すようにポンチ２４と対向する部分（具体的には
上型２０）に設けてもよい。この第５図（Ｃ）の場合、
成形品のノックアウトを行なうまで可動ブロック３０を
上限位置に引き上げておくロッキング機構を設けること
が好ましい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の絞り加工法お
よび絞りプレス型によれば、成形途中に素材の端縁がブ
ランクホルダから外れても素材に所定の形状を与えるダ
イキャビティ内に位置する可動ブロックが素材を押え付
けて挟持・拘束するので、素材のしり押えを継続して維
持し、しわや割れなどの品質不良を生じることなく絞り
成形を行なうことができる。したがって素材としては成
形完了段階までブランクホルダで拘束させるべき所謂周
辺部を有した大ぎざを必要とせず、従来以　　。

上に小寸法の素材が使用可能となり、言い換えればスク
ラップとなる部分が少なくなるので歩留りの向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のプレス型の一例を示す略解断面図、
第２図はその動作状態を示す略解断面図、第３図はこの
発明の他のプレス型を示す略解断面図、第４図はシング
ルアクション絞りプレス型にこの発明を適用した例の略
解断面図、第５図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明における可
動ブロックの他の形状および配置位置を示す説明図であ
る。 ２・・・素材、　３，２１・・・ダイキャビティ、　４
゜２６・・・ロアブランクホルダ、　５・・・ポンチ、
　６・・・上型リング、　７・・・先行ポンチ、　９・
・・弾性体、１０・・・上下動カム、　１１・・・横動
カム、　１３゜２３・・・絞りビード、　１４・・・駆
動カム、　１６・・・油圧シリンダ、　１７・・・局部
ポンチ、　２０・・・上型、　２２・・・アッパブラン
クホルダ、　２７・・・押圧力発生機構、　３０・・・
可動ブロック。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンチの外周側とダイキャビティの外周側とに、
   素材を上下方向から挟み付けて押えるブランクホルダを
   設けるとともに、ポンチの周辺部とダイキャビティ内で
   その周辺部に相当する部分との一方に、ポンチによる素
   材の絞り込みに伴つて上下方向で対向する部分に素材の
   一部を押し付けて挟持しかつ挟持力の可変な可動ブロッ
   クを上下方向へ移動自在に配置しておき、前記ブランク
   ホルダで素材を挟持した状態でポンチによつて素材の絞
   り込みを行なうとともに、ポンチによる素材の絞り込み
   に伴つて前記可動ブロックによつて素材のうちブランク
   ホルダによる挟持部より内側の部分を挟持し、さらに素
   材の端縁をブランクホルダの間からダイキャビティ側に
   流入させ、かつ素材の端縁がブランクホルダから外れた
   後は前記可動ブロックによって素材を押え付けることに
   より素材に引張力を与えることを特徴とする絞り加工法
   。
2. （２）前記可動ブロックによる素材の押し付け力をポン
   チによる素材の絞り込みに同期して変えることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の絞り加工法。
3. （３）ポンチの外周側とポンチによつて素材を絞り込む
   ダイキャビティの外周側とに、素材を上下方向から挟み
   付けて押えるブランクホルダを設けたプレス型において
   、ポンチの周辺部と前記ダイキャビティのうちその周辺
   部に相当する部分との一方に、ポンチによる素材の絞り
   込みに伴つて上下方向で対向する部分に素材の一部を押
   し付けて挟持する可動ブロックを上下方向へ移動自在に
   配置し、かつ可動ブロックによる素材の挟持力を調整可
   能な押圧力発生機構を設けたことを特徴とする絞りプレ
   ス型。