JP2711156B2 - 板金部品のプレス加工用の金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アルミ合金板や鋼板等の板金部品をプレス
加工するための金型に関する。

（従来の技術） 従来、例えば自動車の内板部品及び外板部品等の表面
の滑らかな板金部品のプレス加工に用いられる比較的大
型の金型は、通常、発泡スチロールにより金型の模型を
作成し、次いで、その表面に硬化層を形成すべく樹脂溶
剤を塗布した後に該模型を砂で囲み、この状態で鉄系材
料から成る溶湯を注入して発泡スチロール等を燃焼させ
る所謂FMC法により金型の素材型を製造し、かかる後
に、該素材型の表面に荒加工、仕上げ加工及び磨き加工
等を順次施すことにより板金部品のスプリングバックや
伸び等を見込んだ所望の金型が製造される。そして、こ
のように製造された金型は、通常、これを用いて試験的
に板金部品をプレス加工することにより品質検査等を行
った後に、自動車の製造ライン等において実際に使用さ
れる。

また、この種の金型の製造においては、プレス加工時
に板金部品と接触する金型の接触面は、該板金部品に歪
や傷等が発生してその滑らかさが損なわれるのを防止す
ると共に、該プレス加工における板金部品の屈曲箇所等
を金型の接触面に対して滑らせて変形し易いようにする
ために、該接触面が鏡面になるまで磨き加工が施され、
特に、自動車の外板部品等のようにその表面の滑らかさ
が高精度で要求される板金部品のプレス加工を行う金型
においては、その接触面に入念に磨き加工が施される。
そして、この磨き加工は、該金型の接触面が比較的平担
な形状である場合は、近年、これを自動的に行う装置が
開発されつつあるが、該接触面が比較的複雑な曲面形状
である場合には、現状では未だ手作業により行われてい
る。

しかしながら、このように金型の接触面の磨き加工を
手作業により行っているために、該磨き加工に多大な労
力及び時間を要し、金型の製造効率を向上させる妨げと
なっていた。

また、かかる手作業による磨き加工では、作業者の熟
練度や経験の差等によって、金型の接触面の形状に微妙
なうねり等による歪が生じることがあり、このような金
型を用いて板金部品のプレス加工を行った場合は、該板
金部品の滑らかさが損なわれる等、該板金部品が確実に
所望の形状に加工されない虞れがあった。

そして、かかる金型の接触面の歪を防止するために、
上記のように試験的にに板金部品のプレス加工を行い、
その結果に応じて該金型の接触面を再び磨き加工により
修正するようにしているが、この磨き加工による修正作
業を数回にわたって行われなければならないことがしば
しばあり、このため、金型の製造にさらに多大な時間を
要し、ひいては該金型を自動車の製造ライン等に投入す
る日程を遅らせる原因となっていた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はかかる不都合を解消し、金型の製造に要する
時間を短縮し、ひいてはこの金型を用いた板金部品のプ
レス加工までに要する時間の短縮化を図ることができる
金型を提供することを目的とする。

そして、板金部品を支障なく所望の形状に加工するこ
とができる金型の該板金部品との接触面が、これに手作
業による磨き加工を施さなくとも効率良く加工して形成
される金型を提供することを目的とする。

また、板金部品のプレス加工時に、該板金部品の表面
を高精度で滑らかに保持することができる金型を提供す
ることを目的とする。

また、板金部品のプレス加工時に該板金部品との間に
滑りが生じる該金型の接触面の滑り性を向上することが
できると共にその耐久性を向上することができる金型を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の発明者等は、種々の検討の結果に、例えば自
動車の内板部品等のようにそのプレス加工による形状や
表面の滑らかさにあまり高い精度を要求されない板金部
品のプレス加工においては、該プレス加工を行う金型の
該板金部品との接触面を十分小さいピッチで所定形状に
切削加工しておけば、該切削加工により該接触面に生じ
る凹凸の高さを十分小さくすることが可能であり、従っ
て、該切削加工後の金型をそのまま使用しても、該板金
部品をその表面の要求精度程度の滑らかさを保持して所
望の形状にプレス加工することが可能であるという知見
を得た。

そして、例えば自動車の外板部品等のようにそのプレ
ス加工による形状や表面の滑らかさに比較的高い精度を
要求される板金部品においては、上記切削加工後に前記
金型の接触面の切削箇所に固体潤滑剤を塗布することに
よって、金型の接触面の凹凸の高さが板金部品の厚さに
対して十分小さくなるようにしておけば、具体的には自
動車の外板部品等において多用される厚さ0.6〜1.2mmの
板金部品に対して、前記金型の接触面の切削箇所に塗布
された固体潤滑剤から前記切削箇所間に残存する切り残
し山部の先端までの高さが該板金部品の厚さの２％以下
になるようにしておけば、該金型をそのまま使用して該
板金部品をその表面の要求精度の滑らかさを保持して所
望の形状にプレス加工することが可能であると共に、特
に、該金型の接触面と接触しない板金部品の表面の滑ら
かさを高精度で保持することが可能であるという知見を
得た。

そこで、本発明の金型は、上記の目的を達成するため
に、厚さ0.6〜1.2mmの板金部品をプレス加工するための
金型であって、該金型の板金部品との接触面を工作機械
で小ピッチで切削加工してプレス加工に要する所定の形
状に形成した後、前記接触面の切削箇所に固体潤滑剤を
塗布した金型において、前記切削箇所に塗布された前記
固体潤滑剤から前記切削箇所間に残存する切り残し山部
の先端までの高さを該板金部品の厚さの２％以下にした
ことを特徴とする。

（作用） 本発明の金型によれば、該金型の板金部品との接触面
を工作機械により小ピッチで切削加工することにより、
該金型の接触面が十分凹凸の小さい滑らかな面に形成さ
れる。さらに、該切削加工後に、該金型の接触面に前記
固体潤滑剤を塗布することにより、該接触面の切削箇所
に該固体潤滑剤が塗り込められて、該固体潤滑剤から前
記切削箇所間に残存する切り残し山部の先端までの高さ
が小さくなる。この結果、該金型の接触面の凹凸の高さ
がさらに小さくなり、より滑らかな接触面が形成され
る。

特に、前記金型の接触面に塗布された前記固体潤滑剤
から前記切り残し山部の先端までの高さを該板金部品の
厚さ0.6〜1.2mmの２％以下にしたことによって、前記金
型の接触面が高い精度で滑らかに形成される。そのた
め、該金型を用いてプレス加工した場合に、該板金部品
が高精度で表面の滑らかさを保持しつつ所望の形状にプ
レス加工される。また、プレス加工の際に、金型の前記
接触面と接触しない該板金部品の表面は、該接触面の僅
かな凹凸の影響をほとんど受けず、該プレス加工前の滑
らかな状態が維持される。

また、前記金型の接触面に前記固体潤滑剤を塗布した
ことにより、該金型を用いて該板金部品のプレス加工を
行う際に、該固体潤滑剤を塗布した部分における該板金
部品の滑り性が良くなり、該板金部品が所望の形状に変
形し易くなると共に、該金型の接触面の摩耗が減少す
る。

（実施例） 本発明の金型の実施の一例を第１図乃至第４図を用い
て説明する。第１図は本実施例の金型を用いたプレス成
型装置の全体の説明図、第２図乃至第４図は本実施例の
金型の加工方法を説明するための説明図である。

第１図で、１は下型、２は該下型１に向かって下降さ
れる上型であり、上型１はラム３の下面に金型であるダ
イ４を備えている。

下型１は、ボルスター５上に設けた金型であるパンチ
６と、該パンチ６に昇降自在に外挿された金型であるブ
ランクホルダ７とを備え、ブランクホルダ７は、クッシ
ョンピン８を介して上型２に向かって付勢されている。

かかるプレス成形装置では、第１図示のようにプレス
加工を施す板金部品Ｗ、具体的には自動車の内板部品や
外板部品等に用いられる滑らかな面を有する厚さ0.7mm
の鉄板がブランクホルダ７の上面に形成された該板金部
品Ｗとの接触面7a上にこれに接触した状態で載架され、
この状態で上型２が下型に向かって下降される。

この時、上型２のダイ４は、まず、その下面に形成さ
れた板金部品Ｗとの接触面4aがブランクホルダ７の位置
で該板金部品Ｗに接触しながら該ブランクホル７及び板
金部品Ｗを押し下げ、これによって、該板金部品Ｗの中
央部がパンチ６の上面で形成された該板金部品Ｗとの接
触面6aに接触する。

次いで、該板金部品Ｗは上型２の下降に伴って、パン
チ６の接触面6aとダイ４の接触面4aとの間で加圧され、
両接触面6a,4aの形状に沿うように屈曲して所定の形状
に成形される。そして、該成形後に該板金部品Ｗのダイ
４側の面には塗装が施される。

かかるプレス成形装置において、ダイ４は前記した従
来の方法により製造してその接触面4aを磨き加工により
鏡面状に形成したものである。

一方、パンチ６及びブランクホルダー７は、これらの
接触面6a,7aを以下に説明するような加工方法により加
工して、製造した、本発明の金型である。

このパンチ６の接触面6aの加工方法を次に第２図乃至
第４図に従って説明する。

パンチ６を製造する場合には、まず、前記したFMC法
により第２図示の素材型９を作成した。

次いで、該素材型９の上面を第２図及び第３図示のよ
うに所定の形状データを入力した例えばNC工作機械10に
より切削して前記パンチ６の接触面6aと略同一形状に形
成した。

具体的には、本実施例では、第３図において工具径Ｒ
＝50φのボールエンドミルのカッター10aを備えたNC工
作機械10を用い、カッター10aをピッチＰ＝1mmで素材型
９の上面に沿って移動させながら該上面を上記形状デー
タに従って切削した。

この時、第３図において、カッター10aは、ピッチＰ
＝1mmで素材型９の上面を切削するので、カッター10aに
よる素材型９の各切削箇所11間には切り残し山部12が残
存し、その高さｈは0.01〜0.04mmであった。

次に、このようにして切削された素材型９の上面に、
第４図示のように、モリブデンやカーボン等を含有する
固体潤滑剤15を塗布することによりパンチ６を得た。

さらに詳細には、第４図示のように潤滑剤塗布ノズル
16を素材型９の上面に沿って前記ピッチＰで移動させな
がら、前記各切削箇所11に該潤滑剤塗布ノズル16から固
体潤滑剤15を噴射することにより、該切削箇所11にこれ
を埋めるように固体潤滑剤15を塗布した。この時、潤滑
剤塗布ノズル16の噴射時間等を適切に制御することによ
り、該切削箇所11に塗り込めた固体潤滑剤15からの前記
切り残し山部12の高さｈ′が、前記板金部品Ｗの厚さの
２％以下、すなわち0.014mm以下となるまで該固体潤滑
剤15を塗布し、これによって該固定潤滑剤15を含めてパ
ンチ６の接触面6aを形成した。この場合、該接触面6aの
凹凸の高さ、すなわち各切削箇所11に塗布された固体潤
滑剤15から切り残し山部12の先端までの高さｈ′は、前
記板金部品Ｗの厚さの２％以下であるので、高精度で滑
らかな接触面6aが得られている。

かかるパンチ６を用いて前記板金部品Ｗのプレス加工
を行った場合には、該板金部品Ｗが自動車の内板部品及
び外板部品のいずれであっても、該板金部品Ｗの面には
ほとんど歪や傷等を付けずにその滑らかさを高精度で保
持して該板金部品Ｗを所望の形状にプレス加工すること
ができた。

尚、前記ブランクホルダ７をこのパンチ６と同様に製
造した場合にも、板金部品Ｗを支障なくプレス加工する
ことができることはもちろんである。

すなわち、上述したように製造されたパンチ６、ブラ
ンクホルダー７及びダイ４を備えたプレス成形装置で
は、そのパンチ６及びブランクホルダー７の接触面6a,7
aが前記したように高精度で滑らかな面に形成されてい
ると共に、ダイ４の接触面4aが鏡面状に形成されてい
る。そのため、板金部品Ｗをプレス加工した時に、該板
金部品Ｗの面にほとんど歪や傷等を付けずにその滑らか
さを保持して該板金部品Ｗを所望の形状にプレス加工す
ることができた。

そして、該プレス加工後に、該板金部品Ｗのダイ４側
の面、すなわちパンチ６及びブランクホルダー７と接触
しない面に塗装を施した時に、該塗装面の凹凸の高さ
は、例えば自動車の外板部品として良好な塗装面と判定
される0.1mm以下の範囲に収まった。このことは、前記
したようにパンチ６及びブランクホルダー７の接触面6
a,7aの前記切り残し山部12の高さｈ′が板金部品Ｗの厚
さの２％以下となるまで前記固体潤滑剤15を塗布したこ
とによって、特に、該板金部品Ｗのダイ４側の面が、パ
ンチ６及びブランクホルダー７の接触面6a,7aの切り残
し山部12による凹凸の影響を受けずに該プレス加工前の
滑らかな状態を維持して該プレス加工が行われたことを
示す。

従って、このようなパンチ６及びブランクホルダー７
は、その接触面6a,7aに磨き加工を施していないにもか
かわらず、例えば自動車の内板部品はもちろん、高精度
で表面の滑らかさを要求される外板部品のプレス加工に
も支障なく適用することができる。

尚、前記した第４図示のように加工されたパンチ６に
おいて、パンチ６の接触面6aの曲率の大きい部分は、板
金部品Ｗのプレス加工時に、板金部品Ｗが比較的大きく
屈曲して該板金部品Ｗとの間に滑りが生じる部分（以
下、滑り部という）である。この滑り部の滑り性が向上
すると、板金部品Ｗのプレス成形時に、該板金部品Ｗが
より滑り易くなって該接触面6aに沿って屈曲し易くな
る。

このパンチ６等において、上記のように滑り性を向上
させるためには、例えば、前記切削箇所11に固体潤滑剤
15を塗布する前に接触面6aの滑り部の前記切り残し山部
12をあらかじめショットブラスト処理等により研磨し
て、各切削箇所に固体潤滑剤15を塗布した時に該滑り部
の切り残し山部12が該固体潤滑剤15内に埋まるようにし
ておくことか、或いは、該固体潤滑剤15の塗布後に接触
面6aの滑り部における切り残し山部12を研磨することに
より、該滑り部の滑り性をより向上させることが可能で
ある。

（発明の効果） 上記の説明から明らかなように、本発明の板金部品を
プレス加工するための金型によれば、金型の板金部品と
の接触面を工作機械により小ピッチで切削加工すること
によって、該金型の接触面を十分凹凸の小さい滑らかな
面に形成することができ、さらに、該切削加工後、該金
型の接触面の切削箇所に固体潤滑剤を塗り込めることに
より、塗布された固体潤滑剤から切り残し山部の先端ま
での高さ、すなわち該接触面の凸凹の高さをさらに小さ
くしてより滑らかな接触面を形成することができる。従
って、該金型を用いたプレス加工時に板金部品の表面の
滑らかさをより確実に保持することができる。

特に、厚さ0.6mm〜1.2mmの板金部品に対して、前記金
型の接触面に塗布された固体潤滑剤から前記切り残し山
部の先端までの高さを該板金部品の厚さの２％以下にし
たので、前記金型の接触面を高精度で滑らかに形成する
ことができる。従って、板金部品を高精度で表面の滑ら
かさを保持しつつ所望の形状にプレス加工することがで
きる金型を提供することができる。

また、金型の板金部品との接触面を手作業で磨き加工
する工程を省略できるので、該金型の加工時間を大幅に
短縮することができ、該金型の製造効率を向上させるこ
とができる。

また、プレス加工の際に、前記金型の接触面と接触し
ない板金部品の表面は、該金型の接触面の僅かな凹凸の
影響をほとんど受けず、該プレス加工前の滑らかさを確
実に高精度で維持することができる。従って、表面の滑
らかさが高い精度で要求される例えば自動車の外板部品
等の板金部品でも支障なくプレス加工することができ
る。

また、金型の板金部品との接触面に固体潤滑剤を塗布
して、該接触面における該板金部品との間に滑りが生じ
る部分の滑り性が向上することにより、該板金部品をよ
り確実に所望の形状にプレス加工することができると共
に、該金型の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の金型を用いたプレス成形装置の全体
の説明図、第２図乃至第４図は本実施例の金型の加工方
法を説明するための説明図である。 6,7……金型、6a,7a……接触面、10……工作機械 11……切削箇所、12……切り残し山部、15……固体潤滑
剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 俊樹 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホ ンダエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−114620（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】厚さ0.6〜1.2mmの板金部品をプレス加工す
   るための金型であって、該金型の板金部品との接触面を
   工作機械で小ピッチで切削加工してプレス加工に要する
   所定の形状に形成した後、前記接触面の切削箇所に固体
   潤滑剤を塗布した金型において、前記切削箇所に塗布さ
   れた前記固体潤滑剤から前記切削箇所間に残存する切り
   残し山部の先端までの高さを該板金部品の厚さの２％以
   下にしたことを特徴とする金型。