JP2002102978A - 車体パネルの製造方法 - Google Patents
車体パネルの製造方法Info
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Abstract
加熱したブランク材を位置規制部材にて位置決めしつつ
固定金型に載せ、可動金型を合せ、ブランク材の周縁部
を非拘束で成形する熱間絞り工程と、絞り成形品を型閉
状態に保持しながら、絞り成形品の第1端部を曲げ成形
することで曲げ部を形成する曲げ工程と、絞り成形品の
第2端部をアンダカット形状に曲げるアンダカット曲げ
工程と、アンダカット曲げ部に穴を開ける穴開け工程
と、第1端部を突出すことで成形品を離型する離型工程
と、からなる一連の工程をプレス機の1サイクル中で実
施する。 【効果】 生産設備費を抑えることができ、且つ生産効
率を向上させることができ、さらに板材の歩留りを向上
させることができる。
Description
車体パネルの製造方法に関する。
たもので、その製造方法には、例えば、特開平6−23
8378号公報「薄板材の成形装置および薄板成形体の
離型方法」に示されたものがある。同公報の段落番号
[0019]〜[0021]によれば、この薄板成形体
の離型方法は次の通りである。ただし、以下の説明は原
文の要約である。
公報記載のものを流用した。以下同様。)と天板6との
間にアルミニウム合金製の薄板材2を配置するととも
に、金型容器4と天板6とで薄板材2の周縁部2aを挟
持する。そして、薄板材2を500℃前後に加熱し、薄
板材2と天板6との間にガスを供給して薄板材2を金型
容器4に押圧し、成形加工を施す。その後、天板6とヘ
ッド10とで周縁部2aを挟持しながら薄板材2を金型
容器4から離型させる。この場合は、薄板材2を金型容
器4に押圧することで、成形加工は完了するが、要求さ
れる精度によっては、さらに加工(縁切り工程や曲げ工
程)を必要とするものがある。そのような車体パネルに
対応する製造方法の一例を次図で説明する。
例を示す図である。なお、成形形状は上記公報とは異な
る。 (1):ブランキングで、ブランク材101を打ち抜
く。 (2):ドローで、ブランク材101を加熱若しくは常
温にて絞り成形し、絞り成形品102を得る。 (3):トリミングで、絞り成形品102の周縁部10
3を切断し、輪郭104を仕上げる。 (4):フランジングで、絞り成形品102の曲げ成形
を実施する。 (5):ピアシング、及びリストライキングで、穴10
4・・・(・・・は複数を示す。以下同様。)の穴開け加工、
及び全体の仕上げ成形を行い、車体パネル105を得
る。
々の金型でプレス加工することで、複雑な形状を精度良
く、安い生産コストで得ることができる。すなわち、ブ
ランキング〜リストライキングで上記公報の薄板材2を
成形すると、より複雑な成形加工を施すことができると
ともに、成形精度を向上させることができる。
ガスを供給して薄板材2を金型容器4に押圧し、成形加
工を施すものであり、ガスの圧力のみで薄板材2を隅ま
で鋭く、且つ精度よく曲げることは難しい。精度よく金
型容器4の型を転写するには長時間、押圧する必要があ
り、生産効率が低下する。また、図11の製造方法で所
望の精度を得ることはできるが、5回のプレス作業を実
施するため、生産設備費が嵩み、且つ生産効率が低下す
る。
に周縁部2aを使用し、さらに、離型の際の押し出しで
周縁部2aを使用した。しかし、周縁部2aは、最終製
品としては使用しない部分であり、使用済みとなった時
点で、除去され、廃棄処分となる。すなわち、図11の
(3)トリミングで、周縁部103を切断し、廃棄す
る。高価なアルミニウム合金製板材の廃棄量が多くなる
と、生産コストが嵩むため、板材の歩留りを高める必要
がある。
えることができ、生産効率を向上させることができ、板
材の歩留りを向上させることができる車体パネルの製造
方法を提供することにある。
に請求項1は、加熱手段で所定の温度に加熱した状態の
ブランク材を位置規制部材にて位置決めしつつ固定金型
に載せ、この状態で可動金型を固定金型に合せること
で、ブランク材の周縁部を非拘束で成形する熱間絞り工
程と、この絞り成形品を型閉状態に保持しながら、絞り
成形品の第1端部を可動金型の外型の圧下で曲げ成形す
ることで曲げ部を形成する曲げ工程と、絞り成形品を型
閉状態に保持しながら、絞り成形品の第2端部をアンダ
カット形状に曲げるアンダカット曲げ工程と、このアン
ダカット曲げ部をそのまま加圧保持しながら、アンダカ
ット曲げ部に穴を開ける穴開け工程と、第1端部を突出
すことで成形品を離型する離型工程と、からなる一連の
工程をプレス機の1サイクル中で実施することを特徴と
する。
ト曲げ工程と、穴開け工程と、離型工程と、からなる一
連の工程をプレス機の1サイクル中で実施するので、金
型の設備費を抑えることができる。また、一連の工程を
プレス機の1サイクル中で実施するので、ブランク材か
ら車体パネルを成形するのに手間がかからない。
挟んで押えることなしにブランク材の周縁部を非拘束で
絞り成形するので、ブランク材に周縁部を設ける必要は
なく、板材からの廃棄処分量は減少する。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図1は本発明に係る車体パネルの製造方法
のフローチャートであり、STはステップを示す。 ST01:加熱した状態のブランク材を位置規制部材に
て位置決めしつつ固定金型に載せ、ブランク材の周縁部
を押えることなしに絞り成形する。
ながら、絞り成形品の第1端部を曲げ、曲げ部を形成す
る。 ST03:絞り成形品を型閉状態に保持しながら、絞り
成形品の第2端部をアンダカット形状に曲げる。 ST04:アンダカット曲げ部を加圧保持しながら、ア
ンダカット曲げ部に穴を開ける。 ST05:第1端部を突出し、成形品を離型する。 これらのST01〜ST05の工程をプレス機の1サイ
クル中で実施する。次に、ST01〜ST05を具体的
に説明する。
説明図である。まず、ブランク材11を形成する。アル
ミニウム合金製素材12からブランク材11・・・をブラ
ンキングで打ち抜く。ブランク材11は、車体パネルを
成形するためのもので、縁13には周縁部14を設けず
に、縁13を仕上り寸法に形成したものである。アルミ
ニウム合金製素材12は、例えば、Al−Mg−Si系
合金(6000系)の板材である。
する工程では、ブランク材11を周縁部14のない仕上
り寸法に形成するので、ブランク材11の表面積は周縁
部14を設けた場合に比較して小さく、アルミニウム合
金製素材12からより多くのブランク材11を得ること
ができるとともに、アルミニウム合金製素材12の廃棄
量は減少し、ブランク材11を形成する際の板材の歩留
りを向上させることができる。
説明図である。ブランク材11を加熱手段15で所定の
温度に加熱する。加熱手段15は、加熱炉本体16と、
熱源17と、載せ台18とを備えたもので、載せ台18
にブランク材11を置き、所望の熱処理を実施するもの
である。
は、500〜550℃の範囲に設定した。500〜55
0℃の範囲内であれば、ブランク材11の溶解を心配す
ることなく、ブランク材11の伸びを大きくすることが
できる。その結果、後工程での成形に重厚なプレス機を
必要とせず、後の一連の工程をプレス機の1サイクル中
で実施することができる。
ば、機械的特性が低下し、ブランク材の塑性変形の抵抗
は極めて小さくなり、成形の際のスプリングバックは極
めて小さい。従って、成形精度の向上を図ることができ
る。そのため、所望の昇温速度で500〜550℃まで
昇温する。そして、この温度状態のブランク材11を次
図の金型に載せる。
明図である。ブランク材11を絞り成形用金型20に載
せる。具体的には、絞り成形用金型20は固定金型21
と、可動金型22と、からなる。23はプレス機であ
る。
配置した位置規制部材25,25と、アンダカット曲げ
型26と、このアンダカット曲げ型26に設けたカム機
構27と、図左の押し出し手段28と、を備えたもので
ある。可動金型22は、内型31と、外型32と、この
外型32の下方に形成した駆動部33と、内型31をス
ライドさせるスライド機構34(ガイド手段34a、リ
ターンスプリング34b)と、を備えたものである。
せ、型開状態で、加熱した状態のブランク材11を位置
規制部材25・・・にて位置決めしつつ固定金型21の型
24上に想像線の如く載せる。なお、ブランク材11は
加熱した状態にあり、機械的性質は低下し、そのため、
縁13は自重で下がる。その後、可動金型22の圧下を
矢印の如く開始する。
り工程の第2説明図である。(a)において、可動金型
22を固定金型21に合せ、且つ第1段目の荷重F1で
加圧し、ブランク材11の周縁部14(図2参照)を挟
んで押えることなしにブランク材11の周縁部14を非
拘束で絞り成形し、絞り成形品36とする。その際、ブ
ランク材11の温度を500〜550℃の範囲内に保ち
ながら成形する。
位置規制部材25にたわんだブランク材11の縁13を
突き当て、挟んで押えることなしにブランク材11の周
縁部を非拘束で絞り成形したことを示す。(c)は
(a)の(c)部拡大図であり、同様に、位置規制部材
25にたわんだブランク材11の縁13を突き当て、挟
んで押えることなしにブランク材11の周縁部を非拘束
で絞り成形したことを示す。複数の位置規制部材25を
用いることで、ブランク材11の位置決めを行うことが
できる。
14(図2参照)を挟んで押えることなしにブランク材
11の周縁部を非拘束で絞り成形するので、アルミニウ
ム合金製素材の廃棄処分量を少なくすることができ、板
材の歩留りを向上させることができる。
5にブランク材11の縁13を突き当て、ブランク材1
1の周縁部を挟んで押えることなしにブランク材11の
周縁部を非拘束で絞り成形するので、周縁部を切断除去
するためのトリミング(縁切り)工程を設ける必要はな
く、トリミング工程をブランク材の形成工程に集約し、
工程の集約を図ることができる。従って、生産設備費
(金型コスト、プレス機コスト)を抑えることができ、
且つ生産効率の向上を図ることができる。
程の説明図である。(a)において、熱間絞り工程に引
続き連続的に、絞り成形品36に曲げ部38を形成す
る。具体的には、可動金型22の内型31で絞り成形品
36を型閉状態に保持しながら、第2段目の荷重F2に
よって可動金型22の外型32を矢印の如く圧下し、
絞り成形品36の第1端部37を曲げ成形し、曲げ部3
8を形成する。そして、一旦、可動金型22の下降を停
止する。
第1端部37を曲げ成形し、曲げ部38を形成するとと
もに、第1端部37が押し出し手段28に臨んだことを
示す。(c)は(a)の(c)部拡大図であり、絞り成
形品36の第2端部41を示す。第2端部41のアンダ
カット曲げは次図に示すように成形するが、タイミング
は第1端部37の曲げ成形とほぼ同時に実施する。
の説明図である。第2端部41をアンダカット形状に曲
げる。具体的には、図6と同じように絞り成形品36を
型閉状態に保持しながら、アンダカット曲げ型26をシ
リンダ42で前進させ、アンダカット曲げ型26で第2
端部41を加圧し、絞り成形品36の第2端部41をア
ンダカット形状に曲げ、アンダカット曲げ部43を形成
する。
工程の説明図である。(a)において、アンダカット曲
げ型26でそのままアンダカット曲げ部43を加圧保持
し、一旦停止状態の可動金型22の下降を再開する。
(b)において、可動金型22を矢印の如く圧下し、
下降する駆動部33でカム機構27のポンチ45を矢印
方向に駆動し、アンダカット曲げ部43に貫通した穴
46を開け、成形品47を得る。穴開け完了後、可動金
型22を上昇させつつ、アンダカット曲げ型26を矢印
の如く後退させる。
程の説明図である。(a)において、可動金型22を上
昇させ、型開を行った後、押し出し手段28で離型を行
う。(b)において、押し出し手段28のシリンダ51
を矢印の如く前進させ、押し出しブロック52を矢印
の如く突出し、成形品47の第1端部37側から離型
する。
ら、アンダカット曲げ部43を水平方向(矢印方向)
に移動させ、成形品47の全体を離型する。アンダカッ
ト曲げ部43を水平方向(矢印方向)に移動させるこ
とで、アンダカット曲げ部43が型24と干渉するのを
避けることができる。最後に成形品47を取り出し、車
体パネル53を得るとともに、車体パネル53を製造す
る1サイクルは完了する。引続き、図4に戻って、プレ
ス機による2サイクル目を実施する。
工程と、曲げ工程と、アンダカット曲げ工程と、穴開け
工程と、離型工程と、からなる一連の工程をプレス機の
1サイクル中で実施するので、絞り成形用金型20以外
に金型を用意する必要はなく、金型の数量を減らすこと
ができ、生産設備費を抑えることができる。
中で実施するので、連続的に成形することができるとと
もに、同時並行的に加工することができ、加工時間の短
縮を図ることができる。従って、生産効率を向上させる
ことができる。
方法の比較図である。(a)は、図11を写したもの
で、従来の車体パネルの製造方法を示し、成形品の一例
として、車体パネル105を示す。(1)のブランキン
グの後は、ドロー→トリミング→フランジング→リスト
ライキング(ピアシング含む)の4工程を要し、合計5
工程で車体パネル105を製造する。
を示し、成形品の一例として、車体パネル51を示す。
(1)のブランキングの後は、一連の工程をプレス機の
1サイクル中で実施し、(2)に示す車体パネル51を
製造する。図から明らかなように、本発明によれば車体
パネル51を2工程で製造することができる。従って、
生産設備費を抑えることができ、且つ生産効率を向上さ
せることができ、さらに板材の歩留りを向上させること
ができる。
ランク材11の形状は一例であり、自動車の外観のデザ
インや車体の部位により形状は異なる。図4の位置規制
部材25,25の配置位置は一例であり、規制する位置
はブランク材の形状によって異なる。また、位置規制部
材25,25の形状、数量はその都度変えてもよい。絞
り成形用金型20の構成は一例であり、この構成に限定
するものではない。例えば、金型の型に加熱手段を内蔵
させてもよく、また、ピンの形態や配置位置は任意であ
る。
する。請求項1では、熱間絞り工程と、曲げ工程と、ア
ンダカット曲げ工程と、穴開け工程と、離型工程と、か
らなる一連の工程をプレス機の1サイクル中で実施する
ので、金型の数量を減らし、生産設備費を抑えることが
できる。また、一連の工程をプレス機の1サイクル中で
実施するので、加工時間の短縮を図ることができ、生産
効率を向上させることができる。
状態のブランク材を位置規制部材にて位置決めしつつ固
定金型に載せ、可動金型を加圧し、ブランク材の周縁部
を挟んで押えることなしにブランク材の周縁部を非拘束
で絞るので、ブランク材に周縁部を設けずに省き、廃棄
処分の量を減らすことができる。従って、板材の歩留り
を向上させることができる。
縁部を挟んで押えることなしにブランク材の周縁部を非
拘束で絞るので、下流の工程にトリミング工程を設定す
る必要がなく、生産設備費を抑えることができるととも
に、生産効率を向上させることができる。
ャート
1…固定金型、22…可動金型、23…プレス機、25
…位置規制部材、28…押し出し手段、32…外型、3
6…絞り成形品、37…第1端部、38…曲げ部、41
…第2端部、43…アンダカット曲げ部、46…穴、5
3…車体パネル。
Claims (1)
- 【請求項1】 加熱手段で所定の温度に加熱した状態の
ブランク材を位置規制部材にて位置決めしつつ固定金型
に載せ、この状態で可動金型を固定金型に合せること
で、ブランク材の周縁部を非拘束で成形する熱間絞り工
程と、 この絞り成形品を型閉状態に保持しながら、絞り成形品
の第1端部を前記可動金型の外型の圧下で曲げ成形する
ことで曲げ部を形成する曲げ工程と、 絞り成形品を型閉状態に保持しながら、絞り成形品の第
2端部をアンダカット形状に曲げるアンダカット曲げ工
程と、 このアンダカット曲げ部をそのまま加圧保持しながら、
アンダカット曲げ部に穴を開ける穴開け工程と、 前記第1端部を突出すことで成形品を離型する離型工程
と、からなる一連の工程をプレス機の1サイクル中で実
施することを特徴とする車体パネルの製造方法。
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JP2000297337A JP4550249B2 (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 車体パネルの製造方法 |
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