JP2859548B2 - Steel sheet forming method - Google Patents
Steel sheet forming methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は鋼板のプレス曲げ成形方
法に関するものであり、特に、膨大なプレス荷重を負荷
することなく曲げ曲率の均一な曲げ成形が可能になる鋼
板のプレス成形方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for press bending a steel sheet, and more particularly to a method for press forming a steel sheet capable of forming a bending sheet having a uniform bending curvature without applying an enormous pressing load. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、プレス曲げ方法で鋼板を曲げ成形
する方法としては、単純曲げ方式（所謂３点曲げ。以
下、先行技術１という）、総型ダイスによる曲げ方式
（以下、先行技術２という）および４点曲げ方式（以
下、先行技術３という）が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of bending and forming a steel sheet by a press bending method, a simple bending method (so-called three-point bending; hereinafter, referred to as prior art 1) and a bending method using a full die (hereinafter referred to as prior art 2). ) And a four-point bending method (hereinafter referred to as Prior Art 3).
【０００３】図８は、先行技術１による鋼板の曲げ成形
方法を説明する概略縦断面図である。同技術による成形
方法は、同図に示すように、２か所に設けた支持部材１
Ａ、１Ｂの上に鋼板２を置き、支持部材１Ａ、１Ｂによ
って形成される２つの支点１ａ、１ｂ間の中点の、鋼板
２の上面側に対応する点をプレス６に取りつけられたポ
ンチ３の先端３ａで押すことによって、支点１ａと１ｂ
間の鋼板２の部分をプレス曲げ成形する方法である。こ
の方法において支点１ａ、１ｂにおける鋼板の支持状態
は単純支持である。ここで単純支持の状態とは、前記支
点において、鋼板の上下方向の変位は拘束されるが支点
回りの回動は自在であるような支持の状態を言う。また
鋼板に加わる荷重点の数は、２か所の支点１ａ、１ｂと
接する鋼板２の下面側の２点２ａ、２ｂ、及び、ポンチ
３の先端３ａで押される鋼板２の上面側の１点２ｃの計
３点であるため、通称、３点曲げ成形といわれる。FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view illustrating a method of bending a steel sheet according to Prior Art 1. As shown in the figure, a molding method according to the technology employs a support member 1 provided at two locations.
A and 3B, a steel plate 2 is placed on a press 6, and a midpoint between two fulcrums 1a and 1b formed by the support members 1A and 1B, which corresponds to the upper surface side of the steel plate 2, is attached to a punch 3 attached to a press 6. By pressing with the tip 3a, the fulcrums 1a and 1b
This is a method of press-bending a portion of the steel sheet 2 between them. In this method, the support state of the steel plate at the fulcrums 1a and 1b is simple support. Here, the simply supported state refers to a supported state in which the vertical displacement of the steel plate is restricted at the fulcrum, but the steel plate can freely rotate around the fulcrum. The number of load points applied to the steel plate is two points 2a and 2b on the lower surface side of the steel plate 2 in contact with the two fulcrums 1a and 1b, and one point on the upper surface side of the steel plate 2 pressed by the tip 3a of the punch 3. 2c, which is a total of three points, is generally called three-point bending.
【０００４】先行技術１による鋼板の成形方法は、上述
した方法で２支点間の鋼板に所定の曲げ曲率を与える加
工（曲げ加工）を施した後、鋼板の未加工部分を上記２
支点間内に、上記２支点を結ぶ方向（板幅方向）に所定
量送り込み、次いで、上記曲げ加工を繰り返すものであ
り、このようにして、鋼板の所定部分に所定形状のプレ
ス曲げ加工を順次施すものである。[0004] In the method of forming a steel sheet according to Prior Art 1, a steel sheet between two fulcrums is subjected to processing (bending processing) to give a predetermined bending curvature by the above-described method, and then an unprocessed portion of the steel sheet is subjected to the above-mentioned method.
A predetermined amount is fed into the direction between the fulcrums in the direction connecting the two fulcrums (the width direction of the plate), and then the bending is repeated. In this manner, the press bending of the predetermined shape is sequentially performed on the predetermined part of the steel plate. It is something to give.
【０００５】図９は、先行技術２による鋼板の曲げ成形
方法を説明する概略縦断面図である。同技術による成形
方法は、同図に示すように総型ダイスに鋼板をプレス曲
げ成形する方法であって、所定の曲率をもった上ダイス
４および下ダイス５を用いるものであり、下ダイス５の
上に鋼板２を載せ、プレス６に取りつけた上ダイス４の
下部曲面４ａで鋼板２を上から下ダイス５に押しつけて
プレス曲げ成形する。ここで、プレス曲げ開始時には、
鋼板２は下ダイス５の両端５ａ、５ｂで単純支持されて
いるが、曲げが進むにつれて鋼板２は下ダイス５の曲面
部５ｃに接触してもはや２点支持による単純支持状態で
はなくなり、鋼板２は上ダイス４と下ダイス５との間で
各曲面に倣うまで成形される。次いで、上ダイスと下ダ
イスとの間に鋼板の未加工部分を板幅方向に所定量送り
込み、上記曲げ加工を繰り返すものであり、このように
して、鋼板の所定部分に所定形状のプレス曲げ加工を施
す。FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view illustrating a method for bending a steel sheet according to Prior Art 2. The forming method according to the technology is a method of press-bending a steel plate on a full-form die as shown in the figure, and uses an upper die 4 and a lower die 5 having a predetermined curvature, and a lower die 5. The steel plate 2 is placed on the lower die 5 and pressed by the lower curved surface 4a of the upper die 4 attached to the press 6 from above to form a press bend. Here, at the start of press bending,
The steel plate 2 is simply supported by both ends 5a and 5b of the lower die 5, but as the bending progresses, the steel plate 2 comes into contact with the curved surface portion 5c of the lower die 5 and is no longer in a simple support state by two-point support. Is formed between the upper die 4 and the lower die 5 until it follows each curved surface. Next, the unprocessed portion of the steel sheet is fed in the width direction by a predetermined amount between the upper die and the lower die, and the bending is repeated. In this way, the press bending of the predetermined shape is performed on the predetermined portion of the steel plate. Is applied.
【０００６】先行技術３の４点曲げ方式は、特開昭５７
−２２８２３号公報に開示されており、先行技術１の３
点曲げ成形方法では荷重点が１点であるのに対し、従来
技術３では荷重点が２点である点が異なる。また２個の
荷重点の間隔はその支点間距離の０．５〜０．８倍に限
定することが提案されている。The four-point bending method of Prior Art 3 is disclosed in
Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
In the point bending method, the load point is one point, whereas in the prior art 3, the load point is two points. It has been proposed that the distance between two load points be limited to 0.5 to 0.8 times the distance between the fulcrums.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術には以下に述べるような問題点がある。先行技術１
は、３点曲げ成形であるため曲げ曲率が不均一になる。
即ち、図８に示した方法で曲げ成形した場合の２支点１
ａ、１ｂ間の曲率は、ポンチで押される位置が最も大き
く（即ち、曲率半径が最も小さく）、ここから２支点１
ａ、１ｂに近づくにつれて極端に小さくなる。従って、
この方法で鋼板を円筒形にプレス成形して鋼管を製造す
ると、円周方向の曲率分布が不均一となり、断面が多角
形状の鋼管となってしまうという問題がある。However, the prior art has the following problems. Prior art 1
Is a three-point bending process, the bending curvature becomes non-uniform.
In other words, two fulcrums 1 when bent by the method shown in FIG.
The curvature between a and 1b is the largest at the position pressed by the punch (that is, the radius of curvature is the smallest).
It becomes extremely small as approaching a and 1b. Therefore,
When a steel pipe is manufactured by press-forming a steel sheet into a cylindrical shape by this method, there is a problem that the curvature distribution in the circumferential direction becomes non-uniform, and the steel pipe has a polygonal cross section.
【０００８】先行技術２は、総型ダイスを用いるので鋼
板は総型ダイスの面に倣うまで押しつけられるので、総
型ダイスの曲率が均一である限り鋼板の曲げ加工を施さ
れた部分の曲率も均一になり、従来技術１の問題点は解
決される。しかしながら、総型ダイスを用いる場合に必
要なプレス荷重は、先行技術１の方法に比べ７〜１０倍
またはそれ以上になるという問題点がある。その結果大
容量のプレス設備が必要になり設備費の増大を招いた
り、鋼板の成形可能範囲が先行技術１に比べ著しく狭く
なるという問題点がある。In the prior art 2, since the steel sheet is pressed until it follows the surface of the die, the curvature of the bent portion of the steel sheet is also limited as long as the curvature of the die is uniform. It becomes uniform, and the problem of prior art 1 is solved. However, there is a problem that the press load required when using the full-form die is 7 to 10 times or more as compared with the method of Prior Art 1. As a result, there is a problem that a large-capacity press equipment is required, which leads to an increase in equipment cost, and that a formable range of the steel sheet is significantly narrower than that of the prior art 1.
【０００９】先行技術３は、所定の条件下で４点曲げ成
形を行なうことにより、鋼板の曲げ曲率を均一にすると
いうものである。しかしながら、４点曲げ成形による鋼
板の曲げ曲率は、ポンチによる荷重点の間隔（以下、Ａ
で表わす）と支持部材の２支点の間隔（以下、Ｂで表わ
す）との比Ａ／Ｂの値によって大きく左右される。例え
ば、Ａ／Ｂの値が極端に小さければ３点曲げに類似した
状態となり、曲率の分布は不均一になる。ところで、先
行技術３においては、Ａ／Ｂの値を０．５〜０．８倍に
限定すべきであるとされているが、このような条件で成
形した場合の曲率の均一性に関する具体的な説明がな
く、曲率がどの程度均一な鋼管が得られるのかについて
も不明である。In prior art 3, the bending curvature of a steel sheet is made uniform by performing four-point bending under predetermined conditions. However, the bending curvature of the steel sheet by the four-point bending is determined by the distance between the load points by the punch (hereinafter, A).
) And the distance A / B between the two fulcrums of the support member (hereinafter referred to as B). For example, if the value of A / B is extremely small, a state similar to three-point bending is obtained, and the distribution of curvature becomes non-uniform. By the way, in the prior art 3, it is stated that the value of A / B should be limited to 0.5 to 0.8 times . However, a specific example regarding the uniformity of curvature when molded under such conditions is described. There is no clear explanation, and it is not clear how uniform a steel pipe having a curvature can be obtained.
【００１０】従って、この発明の目的は、鋼板のプレス
曲げにおいて、上述した問題を解決し、過大なプレス荷
重をかけずに、曲げ曲率の均一な曲面体を成形すること
ができる鋼板の成形方法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems in press bending of a steel sheet, and to form a curved sheet having a uniform bending curvature without applying an excessive press load. Is to provide.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題
点を解決するために、鋭意研究および実験を重ねた結果
以下の手段により、先行技術１とほぼ同じ程度のプレス
曲げ荷重で、曲げ部の曲率はほぼ均一となる鋼板のプレ
ス曲げ成形方法が得られることを見出した。即ち、請求
項１の発明は、鋼板の一方の面上の２か所を各々支持部
材で単純支持状態に支持しつつ、前記鋼板の他方の面上
の、前記支持部材によって形成される２つの支点間の中
央部に相当する部分を、ポンチで押して変形させること
により前記鋼板を曲面体に加工する成形方法であって、
前記ポンチの下面は平面状であり、且つ、前記ポンチの
幅は、前記２つの支点を結ぶ方向に前記支点の間隔の
０．３〜０．４倍の範囲内の長さであることに特徴を有
するものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive studies and experiments. It has been found that a method for press bending a steel sheet in which the curvature of the bent portion is substantially uniform can be obtained. That is, the invention according to claim 1 is a method for supporting two places on one surface of a steel plate in a simple support state with a support member, and forming two support members formed on the other surface of the steel plate by the support member. A forming method of processing the steel sheet into a curved body by pressing and deforming a portion corresponding to a central portion between fulcrums with a punch,
The lower surface of the punch is flat, and the width of the punch is 0.3 to 0.4 times the interval between the fulcrums in a direction connecting the two fulcrums. It has.
【００１２】請求項２の発明は、鋼板の一方の面上の２
か所を各々支持部材で単純支持状態に支持しつつ、前記
鋼板の他方の面上の、前記支持部材によって形成される
２つの支点間の中央部に相当する部分を、ポンチで押し
て変形させることにより前記鋼板を曲面体に加工する成
形方法であって、前記ポンチの下面には前記２つの支点
を結ぶ方向に所定の間隔をあけて２つの突出部が設けら
れており、且つ、前記２つの突出部によって形成される
２つの荷重点の間隔は、前記支点の間隔の０．３〜０．
４倍の範囲内の長さであることに特徴を有するものであ
る。[0012] The invention according to claim 2 is a method according to claim 2, wherein
Pressing a part corresponding to the central part between two fulcrums formed by the support member on the other surface of the steel plate with a punch while supporting each of the parts in a simple support state with the support member, and deforming the same. A forming method for processing the steel sheet into a curved body by the following method, wherein two protrusions are provided on a lower surface of the punch at a predetermined interval in a direction connecting the two fulcrums, and the two The distance between the two load points formed by the protrusions is 0.3 to 0.
It is characterized in that the length is within four times the range.
【００１３】[0013]
【作用】本発明においては、２か所の支点で単純支持状
態に支持された鋼板の２か所の支点の間隔の中央部分を
押して鋼板に変形を与えるため、プレス曲げ成形におい
て総型ダイスを用いた場合に比べ１／８〜１／５という
小さな荷重で成形をすることが可能となる。In the present invention, since the steel plate supported in a simple supporting state at two fulcrums presses the central part of the space between the two fulcrums to deform the steel plate, the die for forming the entire die in press bending is formed. It is possible to perform molding with a load as small as 1/8 to 1/5 as compared with the case where it is used.
【００１４】次に、ポンチの形状は、その下面が平面状
である場合（以下、タイプ１のポンチという）、及び、
２つの支点を結ぶ方向に所定の間隔をあけてポンチの下
面に２つの突出部が設けられている場合（以下、タイプ
２のポンチという）があり、突出部の下面の形状は、例
えば、半円柱体を円弧部分を下にし長さ方向を支点間方
向に直角に向けたものであり、タイプ１又はタイプ２の
いずれかを、適宜選択することができる。ポンチの形状
が上記如きである場合の鋼板プレスにおける作用を以下
に述べる。まず、突出部が設けられたタイプ２のポンチ
で鋼板を押した場合、２つの支点で単純支持状態に支持
された鋼板は、２か所の突出部の先端を介して荷重が加
わり、４点曲げ状態となる。その結果この２つの荷重点
で挟まれる区間は一定の曲げモ−メントがかかる区間
（以下、一定曲げモ−メント区間という）になり、この
一定曲げモ−メント区間は下向きに凸の形状になるよう
に変形する。その結果、この区間の弧の曲率は一定にな
り従来技術１に比べ曲率にばらつきの少ない円形または
その一部からなる断面形状の成形品を得ることができ
る。Next, the shape of the punch is as follows: when the lower surface is planar (hereinafter referred to as type 1 punch);
There are cases where two protrusions are provided on the lower surface of the punch at a predetermined interval in the direction connecting the two fulcrums (hereinafter referred to as type 2 punch), and the shape of the lower surface of the protrusion is, for example, half. The cylindrical body is oriented with the arc portion downward and the length direction is perpendicular to the direction between the fulcrums. Either type 1 or type 2 can be selected as appropriate. The operation of the steel sheet press in the case where the shape of the punch is as described above will be described below. First, when a steel plate is pressed with a type 2 punch provided with a protrusion, the steel plate supported in a simple support state by two fulcrums receives a load via the tips of the two protrusions, and the four points are applied. It becomes bent. As a result, a section sandwiched between these two load points becomes a section where a constant bending moment is applied (hereinafter, referred to as a constant bending moment section), and the constant bending moment section has a downwardly convex shape. To be deformed. As a result, the curvature of the arc in this section becomes constant, and it is possible to obtain a molded product having a circular shape or a cross-sectional shape composed of a part of the circular shape, which has less variation in the curvature than the conventional technology 1.
【００１５】ポンチの下面が平面状である場合（タイプ
１の場合）には、プレス成形の初期段階ではポンチ下面
全面が鋼板表面と接触するが、更にポンチを下降させ鋼
板を押してゆくと、鋼板のポンチ下面に位置する部分に
は鋼板が下向きに凸の形状となるように変形を開始す
る。その結果、鋼板に接触するポンチの下面は、２つの
支点を結ぶ方向の両端（以下、ポンチの幅方向両端とい
う）のみとなり、ポンチの幅方向両端が各々荷重点とな
る。このようにして、ポンチの幅方向両端が上記突出部
と同じ作用を発揮する。When the lower surface of the punch is flat (in the case of type 1), the entire lower surface of the punch comes into contact with the steel plate surface at the initial stage of press forming. Deformation is started so that the steel sheet has a downwardly convex shape at a portion located on the lower surface of the punch. As a result, the lower surface of the punch contacting the steel plate is only at both ends in the direction connecting the two fulcrums (hereinafter, referred to as both ends in the width direction of the punch), and both ends in the width direction of the punch are load points. In this way, both ends in the width direction of the punch exhibit the same action as the above-mentioned protrusion.
【００１６】また、ポンチの２つの荷重点の間隔Ａを支
点の間隔Ｂの０．３倍〜０．４倍の範囲内に限定した理
由は、以下の通りである。即ち、荷重点の間隔Ａが支点
の間隔Ｂの０．３倍未満になると、支点の間隔に対する
一定曲げモ−メント区間の長さの割合が小さくなり、曲
率が一定となる区間の割合が少なくなるので、曲げ曲率
を十分均一にすることができなくなる。一方、荷重点の
間隔Ａが支点の間隔Ｂの０．４倍を超えると、プレス成
形に必要な荷重が大幅に大きくなり、大容量のプレス設
備が必要になるとともに、支点及び荷重点にプレス疵が
発生し、製品の品質を損なう。従って、ポンチの２つの
荷重点の間隔Ａを支点の間隔Ｂの０．３〜０．４倍の範
囲内にすべきである。The reason why the interval A between the two load points of the punch is limited to the range of 0.3 to 0.4 times the interval B between the fulcrums is as follows. That is, when the interval A between the load points is less than 0.3 times the interval B between the fulcrums, the ratio of the length of the constant bending moment section to the interval between the fulcrums becomes small, and the proportion of the section where the curvature is constant becomes small. Therefore, the curvature cannot be made sufficiently uniform. On the other hand, when the interval A between the load points exceeds 0.4 times the interval B between the fulcrums, the load required for press forming is greatly increased, and large-capacity press equipment is required. Scratches occur, impairing product quality. Therefore, the interval A between the two load points of the punch should be within the range of 0.3 to 0.4 times the interval B between the fulcrums.
【００１７】[0017]
【実施例】次に、この発明を実施例により、更に、詳細
に説明する。表１に示す本発明の範囲内の条件、及び、
本発明の範囲外の条件で鋼板を曲げ成形した。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Conditions within the scope of the present invention shown in Table 1, and
The steel sheet was bent under conditions outside the scope of the present invention.
【００１８】[0018]
【表１】 [Table 1]
【００１９】図１は、本発明の方法の範囲内の４点曲げ
方式による鋼板の曲げ成形方法の１実施例であって、下
部に２つの突出部を有するタイプ２のポンチを用い、鋼
板を曲げている途中の状態を示す概略縦断面図である。
同図に示すように、鋼板２の下面を２か所の支持部材１
Ａ、１Ｂによって形成された２つの支点１ａ、１ｂで単
純支持状態に支持しつつ、２個所の支持部材１Ａ、１Ｂ
の中央部の鋼板２の上面の２か所をポンチ３の幅方向両
端に設けられた２か所の突出部３ｂ、３ｃで押す。突出
部３ｂ、３ｃで押すことによって、突出部３ｂ、３ｃの
先端３ｂ’、３ｃ’に接する鋼板２の上面側の２点に荷
重点２ｄ、２ｅが形成され、この荷重点２ｄ、２ｅ間の
鋼板は下に凸に曲げ成形される。FIG. 1 shows an embodiment of a method for bending a steel sheet by a four-point bending method within the scope of the present invention. It is a schematic longitudinal cross-sectional view showing a state in the middle of bending.
As shown in the figure, the lower surface of the steel plate 2 is
A, 1B, while being supported in a simple supporting state by two supporting points 1a, 1b formed by the supporting members 1A, 1B
Of the upper surface of the steel plate 2 at the center of the punch 3 are pressed by two protrusions 3b and 3c provided at both ends in the width direction of the punch 3. By pushing with the protrusions 3b, 3c, load points 2d, 2e are formed at two points on the upper surface side of the steel plate 2 in contact with the tips 3b ', 3c' of the protrusions 3b, 3c, and between the load points 2d, 2e. The steel sheet is bent downward and convex.
【００２０】図２は、本発明の方法の範囲内の他の方法
による鋼板の曲げ成形方法の１実施例であって、下面が
平面状のタイプ１のポンチ３を用い、鋼板を曲げている
途中の状態を示す概略縦断面図である。同図に示すよう
に、鋼板２の下面を２か所の支持部材１Ａ及び１Ｂで単
純支持状態に支持しつつ、鋼板２の上面をポンチ３で押
さえた状態でポンチ３を下降させ鋼板２を押してゆく
と、ポンチ３の幅方向両端３ｄ、３ｅのみが鋼板２の上
面と接触する状態になり、この鋼板２の上面側の２点に
荷重点２ｄ、２ｅが形成され、鋼板２を曲げ成形しつつ
あるものであり、この場合も、図１に示した実施例と同
様、図２の状態は４点曲げ方式による鋼板の曲げ成形方
法になる。なお、図１及び図２のいずれにおいても、支
持部材１ａ及び１ｂには直径５０ｍｍ、長さが鋼板２の
長さよりも長い丸棒を用いた。FIG. 2 shows an embodiment of a method for bending a steel sheet according to another method within the scope of the present invention. The steel sheet is bent by using a type 1 punch 3 having a flat lower surface. It is a schematic longitudinal cross-sectional view showing a state on the way. As shown in the figure, the punch 3 is lowered while the upper surface of the steel plate 2 is pressed by the punch 3 while the lower surface of the steel plate 2 is simply supported by two support members 1A and 1B. When pushed, only the ends 3d and 3e in the width direction of the punch 3 come into contact with the upper surface of the steel plate 2. Load points 2d and 2e are formed at two points on the upper surface side of the steel plate 2, and the steel plate 2 is bent. Also in this case, similarly to the embodiment shown in FIG. 1, the state shown in FIG. 2 is a method for bending a steel sheet by a four-point bending method. 1 and 2, a round bar having a diameter of 50 mm and a length longer than the length of the steel plate 2 was used for the support members 1a and 1b.
【００２１】表１中試験Ｎo.１〜３及び８の本発明の範
囲内の鋼板の曲げ成形方法（以下、本発明方法という）
は、図１又は図２に示した４点曲げ装置を用いて試験し
た。これに対して、表１中試験Ｎo.４〜７及び９の本発
明の範囲外の鋼板の曲げ成形方法（以下、比較方法とい
う）は、図１、図８又は図９に示した４点曲げ、３点曲
げ又は総型ダイスの装置を用いて試験した。The method for bending a steel sheet within the scope of the present invention in tests Nos. 1 to 3 and 8 in Table 1 (hereinafter referred to as the present invention method).
Was tested using the four-point bending apparatus shown in FIG. 1 or FIG. On the other hand, the bending method (hereinafter referred to as a comparative method) of the steel sheet out of the range of the present invention in Tests Nos. 4 to 7 and 9 in Table 1 is the four points shown in FIG. 1, FIG. The test was performed using a bending, three-point bending or die forming apparatus.
【００２２】本発明方法及び比較方法のいずれの曲げ成
形においても、幅の両端部を予め別の方法で端曲げした
厚さ２２ｍｍの鋼板を用い、表１に示す各々の条件で、
支点間のほぼ中央部の鋼板部分を、プレス装置にとりつ
けられたポンチで所定量プレスした。次いで、鋼板を板
幅方向に、支点間隔の１／２だけずらして再びプレスす
ることを繰り返して半円筒形状の成形体を同一条件で２
個製造し、この２個を向かい合わせて円筒形状に保持
し、２か所の接合面を円筒長さ方向に溶接して外径８５
０ｍｍの鋼管に製造した。このようにして製造された各
々の鋼管についての曲率、および、プレス荷重を測定
し、鋼管の真円性および所要プレス能力を評価した。曲
率の測定は、所定の荷重点を中心にその両側の管周方向
幅８０ｍｍ以内の部分を約１０ｍｍピッチで行なった。
但し、所定の荷重点とは、鋼管の長さ方向の中央点にお
いて溶接線から円周方向に１／４円周長離れた位置に最
も近い荷重点を指す。所定の荷重点をこのように定めた
のは、次の理由による。即ち、荷重点の間隔Ａを支点間
隔Ｂで除した値Ａ／Ｂが１／２ではないので、鋼板を板
幅方向に、支点間隔の１／２だけずらすと、次回又は次
次回の荷重点の内１つは、前回の荷重点の間に入るとい
うことが繰り返される。そして、幅８０ｍｍ以内に荷重
点が２つ入る場合もあるからである。In each of the bending methods of the method of the present invention and the comparative method, a steel plate having a thickness of 22 mm, in which both ends of the width are bent in advance by another method, is used under the respective conditions shown in Table 1.
A substantially central portion of the steel plate between the fulcrums was pressed by a punch attached to a pressing device by a predetermined amount. Next, the steel sheet was repeatedly pressed in the width direction with a shift of ず ら of the fulcrum interval, and the semi-cylindrical formed body was repeatedly pressed under the same conditions.
The two pieces are made to face each other and held in a cylindrical shape, and the two joint surfaces are welded in the length direction of the cylinder to form an outer diameter of 85.
It was manufactured into a 0 mm steel pipe. The curvature and press load of each of the steel pipes manufactured as described above were measured, and the roundness and required press capacity of the steel pipe were evaluated. The curvature was measured at a pitch of about 10 mm in a portion within 80 mm in the circumferential direction of the pipe on both sides of a predetermined load point.
However, the predetermined load point refers to a load point closest to a position that is 点 circumferentially distant from the welding line in the circumferential direction at the central point in the length direction of the steel pipe. The predetermined load point is determined in this way for the following reason. That is, since the value A / B obtained by dividing the interval A between the load points by the fulcrum interval B is not 1/2, if the steel sheet is shifted in the plate width direction by の of the fulcrum interval, the next or next next load point will be obtained. Is repeated between the previous load points. This is because two load points may be included within a width of 80 mm.
【００２３】図３は、本発明方法である試験Ｎo.１〜３
の条件下で成形され製造された鋼管の曲率半径の分布を
示すグラフであり、図４は、同じく比較方法である試験
Ｎo.４及び５の条件下で成形され製造された鋼管の曲率
半径の分布を示すグラフである。各図において、曲率半
径の値は測定された曲率の逆数を算出したものであり、
また、管周方向位置の０（零）は上記所定の荷重点を表
わす。FIG. 3 shows the test Nos. 1 to 3 according to the method of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the distribution of the radius of curvature of a steel pipe molded and manufactured under the conditions of FIG. 4 and FIG. 4 shows the radius of curvature of the steel pipe molded and manufactured under the conditions of Tests Nos. 4 and 5, which are also comparative methods. It is a graph which shows distribution. In each figure, the value of the radius of curvature is calculated from the reciprocal of the measured curvature.
Further, 0 (zero) at the position in the circumferential direction of the pipe represents the predetermined load point.
【００２４】図３及び図４から明らかなように、曲率半
径の分布のバラツキは、本発明方法による場合の方が、
比較方法による場合よりも著しく小さい。即ち、本発明
方法による場合の鋼管の最大曲率半径（以下、ＲMax と
いう）は、最小曲率半径（以下、Ｒmin という）の１．
７倍以内にあり、試験Ｎo.２の場合、約１．５倍となっ
ている。As is clear from FIGS. 3 and 4, the variation in the distribution of the radius of curvature is smaller in the case of the method of the present invention.
Significantly smaller than with the comparison method. That is, the maximum radius of curvature (hereinafter, referred to as R Max ) of the steel pipe in the case of the method of the present invention is 1.times. The minimum radius of curvature (hereinafter, referred to as R min ).
It is within 7 times, and in the case of test No. 2, it is about 1.5 times.
【００２５】これに対して、比較方法である試験Ｎo.５
の３点曲げによる場合には、荷重点付近の曲率半径が小
さく、荷重点から離れるにつれて曲率半径が極端に大き
くなり、ＲMax はＲmin の約３倍にも達する。同じく比
較方法である試験Ｎo.４は４点曲げによる場合ではある
が、荷重点の間隔Ａと支点の間隔Ｂとの比Ａ／Ｂの値が
０．１９と小さいので、ＲMax はＲmin の約２倍と大き
く、その曲率半径分布は、試験Ｎo.５のそれと同様な傾
向を示した。On the other hand, Test No. 5 which is a comparative method
In the case of the three-point bending, the radius of curvature near the load point is small, and the radius of curvature becomes extremely large away from the load point, and R Max reaches about three times R min . Test No. 4, which is also a comparison method, is a case of four-point bending, but since the ratio A / B of the distance A between the load points and the distance B between the fulcrums is as small as 0.19, R Max is R min And the radius of curvature distribution showed a tendency similar to that of Test No. 5.
【００２６】比較方法である試験Ｎo.６は４点曲げであ
るが、Ａ／Ｂが０．８５と本発明の範囲である０．３〜
０．４を超えて大きいために、曲げ成形に要するプレス
荷重が著しく増大し、荷重点および支点に相当する位置
の鋼板表面に深い疵が発生し、製品価値を著しく損なう
結果になった。Test No. 6, which is a comparative method, is a four-point bend, but has an A / B of 0.85, which is within the range of 0.3 to 0.3 in the present invention.
Since it is larger than 0.4 , the press load required for bending is greatly increased, and deep flaws are generated on the steel sheet surface at positions corresponding to the load point and the fulcrum, resulting in a significant loss of product value.
【００２７】図５及び図６は、各々、本発明の方法で鋼
板をプレスしている途中におけるタイプ１及びタイプ２
のポンチと鋼板との接触部分の状態を示す拡大縦断面図
である。いずれの場合にもポンチ３により成形された荷
重点の下方に位置する鋼板部分は、下向きに凸の形状に
変形していることがわかる。これは、図３において、曲
率半径の分布を試験Ｎo.１と２とで比較した場合、用い
たポンチはそれぞれタイプ１及びタイプ２と異なるにも
かかわらず同じような曲率半径分布を呈したことと一致
するものである。即ち、図５のように、幅方向両端に荷
重点３ｄ、３ｅを形成するような、下面が平面状のポン
チであるか、又は、図６のように、幅方向両端部に荷重
点３ｂ’、３ｃ’を形成するような、突出部３ｂ、３ｃ
を有する下面が窪んだポンチである（負の曲率である）
かの何れかであれば、曲げ成形中の鋼板が下向きに凸の
形状に変形した部分に接触することはなく、本発明が期
待する４点曲げ状態を実現することができる。FIGS. 5 and 6 respectively show a type 1 and a type 2 while a steel sheet is being pressed by the method of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a state of a contact portion between the punch and the steel plate. In any case, it can be seen that the steel plate portion located below the load point formed by the punch 3 is deformed into a downwardly convex shape. This is because, in FIG. 3, when the distribution of the radius of curvature was compared between the test Nos. 1 and 2, the punches used exhibited the same radius of curvature distribution even though they were different from the type 1 and the type 2, respectively. Is the same as That is, as shown in FIG. 5, the punch is a flat punch having the lower surface forming the load points 3d and 3e at both ends in the width direction, or the load points 3b 'are formed at both ends in the width direction as shown in FIG. , 3c 'to form projections 3b, 3c
Is a punch with a concave bottom (has a negative curvature)
In either case, the steel sheet being bent does not come into contact with the portion deformed into the downwardly convex shape, and the four-point bending state expected by the present invention can be realized.
【００２８】なお、試験Ｎo.１に用いたポンチは下面が
平面状のものであるが、プレス時、鋼板にポンチによる
疵がつくのを防ぐため、望ましくは、ポンチの幅の端部
にア−ルを付けたり面取りを施すのが望ましい。The punch used in Test No. 1 has a flat underside. However, in order to prevent the steel plate from being scratched by the punch at the time of pressing, preferably, the punch is provided with an edge at the width of the punch. It is desirable to add a bevel or chamfer.
【００２９】次に、プレス成形に必要な荷重の測定結果
について述べる。本発明方法である試験Ｎo.１、２及び
３においては、１回のプレス当たりのプレス荷重は、鋼
板長さ方向１ｍ当たり１３０ｔｏｎであり、比較方法で
ある試験Ｎo.４及び５における測定値１２５ｔｏｎと大
差ない荷重であった。Next, the measurement results of the load required for press molding will be described. In Test Nos. 1, 2 and 3, which are the method of the present invention, the press load per press is 130 ton per 1 m in the length direction of the steel sheet, and the measured value in Test Nos. 4 and 5 which is the comparative method is 125 ton. The load was not much different from the above.
【００３０】これに対して、幅２４０ｍｍの総型ダイス
を用いた比較方法である試験Ｎo.７においては、鋼管の
曲率半径の分布は均一であったが、プレス成形荷重は９
８０ｔｏｎと著しく大きかった。この値は、試験Ｎo.１
の支点の間隔が２４０ｍｍの４点曲げである本発明方法
の試験Ｎo.１における所要プレス荷重の５倍以上の約
７．５倍という膨大なものである。On the other hand, in Test No. 7, which is a comparative method using a total die having a width of 240 mm, the distribution of the radius of curvature of the steel pipe was uniform, but the press forming load was 9%.
It was remarkably large at 80 tons. This value is based on the test No. 1
Is about 7.5 times, which is more than 5 times the required press load in Test No. 1 of the method of the present invention in which the distance between the fulcrums is 240 mm 4-point bending.
【００３１】図７は、４点曲げにおいて支点の間隔を狭
くした場合に、本発明方法と比較方法とについて、曲率
半径の分布を比較するグラフである。同図から明らかな
ように、本発明方法である試験Ｎo.８においては均一な
曲率半径が得られたのに対し、比較方法である試験Ｎo.
９においては曲率半径のバラツキが大きかった。FIG. 7 is a graph comparing the distribution of the radius of curvature between the method of the present invention and the comparative method when the distance between the fulcrums is reduced in four-point bending. As is clear from the figure, in the test No. 8 of the method of the present invention, a uniform radius of curvature was obtained, whereas in the test No. 8 of the comparative method.
In No. 9, the variation in the radius of curvature was large.
【００３２】以上、この発明の方法により、鋼板を鋼管
に成形する場合の実施例について説明したが、この発明
の方法は上述した実施例に限定されるものではなく、例
えば、鋼管の長さ方向に半径が変化するテ−パ−鋼管、
円錐形状のコ−ン、および、鋼板の一部分のみが曲面状
に曲げられるプレス成形体等に対しても本発明は適用可
能である。Although the embodiment in which a steel plate is formed into a steel pipe by the method of the present invention has been described above, the method of the present invention is not limited to the above-described embodiment. Taper steel pipe whose radius changes
The present invention is also applicable to cone-shaped cones and press-formed bodies in which only a part of a steel plate is bent into a curved surface.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
４点曲げプレス成形加工において、２か所の荷重点で挟
まれる区間内の鋼板に一定の曲げモ−メントがかかるの
で、過大なプレス荷重を必要とすることなく、曲げ曲率
のバラツキの少ない曲面体を得ることができる鋼板の成
形方法を提供することができ、工業上有用な効果がもた
らされる。As described above, according to the present invention,
In the four-point bending press forming, a constant bending moment is applied to the steel sheet in a section sandwiched between two load points, so that a curved surface with less variation in bending curvature without requiring an excessive press load. It is possible to provide a method for forming a steel sheet from which a body can be obtained, and an industrially useful effect is obtained.
【図１】本発明の方法の１実施例であって、鋼板を曲げ
加工している状態を示す概略縦断面図である。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a state in which a steel plate is being bent, according to one embodiment of the method of the present invention.
【図２】本発明の方法の他の実施例であって、鋼板を曲
げ加工している状態を示す概略縦断面図である。FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of the method of the present invention, showing a state where a steel plate is being bent.
【図３】本発明の方法で成形された鋼管の曲率半径の分
布を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a distribution of a radius of curvature of a steel pipe formed by the method of the present invention.
【図４】比較例の方法で成形された鋼管の曲率半径分布
を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a radius of curvature distribution of a steel pipe formed by a method of a comparative example.
【図５】図２に示した鋼板の曲げ加工における、ポンチ
と鋼板との接触部分の状態を示す拡大縦断面図である。FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a state of a contact portion between a punch and a steel plate in bending of the steel plate shown in FIG. 2;
【図６】図１に示した鋼板の曲げ加工における、ポンチ
と鋼板との接触部分の状態を示す拡大縦断面図である。FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view showing a state of a contact portion between the punch and the steel plate in bending of the steel plate shown in FIG.
【図７】支点間隔が狭い場合の、本発明方法及び比較方
法で成形された鋼管の曲率半径分布を示すグラフであ
る。FIG. 7 is a graph showing a radius of curvature distribution of a steel pipe formed by the method of the present invention and the comparative method when the fulcrum interval is small.
【図８】従来技術の１例である３点曲げ成形方法を示す
概略縦断面図である。FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view showing a three-point bending method which is an example of the prior art.
【図９】従来技術の１例である総型ダイスによる曲げ成
形方法を示す概略縦断面図である。FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view showing a bending method using a forming die as an example of the prior art.
１Ａ 一方の支持部材 １Ｂ 他方の支持部材 １ａ 一方の支点 １ｂ 他方の支点 ２ 鋼板 ２ａ 一方の支点における荷重点 ２ｂ 他方の支点における荷重点 ２ｃ ３点曲げポンチによる荷重点 ２ｄ ４点曲げポンチによる一方の荷重点 ２ｅ ４点曲げポンチによる他方の荷重点 ３ ポンチ ３ａ ポンチ先端 ３ｂ 一方の突出部 ３ｂ’一方の突出部の先端 ３ｃ 他方の突出部 ３ｃ’他方の突出部の先端 ３ｄ ポンチ下面の幅方向一端 ３ｅ ポンチ下面の幅方向他端 ４ 上ダイス ４ａ 上ダイス下部曲面 ５ 下ダイス ５ａ 下ダイス幅方向の一端 ５ｂ 下ダイス幅方向の他端 ５ｃ 下ダイス下部曲面 ６ プレス ７ 支持部材設置台 1A One support member 1B The other support member 1a One fulcrum 1b The other fulcrum 2 Steel plate 2a The load point at one fulcrum 2b The load point at the other fulcrum 2c The load point by the three-point bending punch 2d The one by the four-point bending punch Load point 2e The other load point due to the four-point bending punch 3 Punch 3a Punch tip 3b One protruding part 3b 'One protruding tip 3c The other protruding part 3c' The other protruding tip 3d One end in the width direction of the punch lower surface 3e The other end in the width direction of the lower surface of the punch 4 The upper die 4a The lower curved surface of the upper die 5 The lower die 5a The one end of the lower die width direction 5b The other end of the lower die width direction 5c The lower curved surface of the lower die 6 Press 7 The support member mounting table
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 利郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 尾野 好彦 栃木県佐野市栄町３番地２ 株式会社セ イケイ内 (72)発明者 戸川 勝安 栃木県佐野市栄町３番地２ 株式会社セ イケイ内 (72)発明者 遠藤 良治 栃木県佐野市栄町３番地２ 株式会社セ イケイ内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21D 5/01────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshiro Ishihara 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiko Ono 3-2 Sakaemachi, Sano-shi, Tochigi (72) Inventor Katsuyasu Togawa 3-2 Sakae-cho, Sano-shi, Tochigi Pref., Ltd. (72) Inventor Ryoji Endo 3-2, Sakae-cho, Sano-shi, Tochigi pref. Cl. 6 , DB name) B21D 5/01
Claims (2)
材で単純支持状態に支持しつつ、前記鋼板の他方の面上
の、前記支持部材によって形成される２つの支点間の中
央部に相当する部分を、ポンチで押して変形させること
により前記鋼板を曲面体に加工する成形方法であって、
前記ポンチの下面は平面状であり、且つ、前記ポンチの
幅の両端部によって形成される２つの荷重点の間隔は、
前記２つの支点を結ぶ方向に前記支点の間隔の０．３〜
０．４倍の範囲内の長さであることを特徴とする鋼板の
成形方法。1. A center between two fulcrums formed by the support member on the other surface of the steel sheet, while two places on one surface of the steel sheet are each simply supported by a support member. A method of processing the steel sheet into a curved body by pressing and deforming a portion corresponding to a part with a punch,
The lower surface of the punch is planar, and the interval between two load points formed by both ends of the width of the punch is
In the direction connecting the two fulcrums, 0.3 to
A method for forming a steel sheet, wherein the length is within a range of 0.4 times.
材で単純支持状態に支持しつつ、前記鋼板の他方の面上
の、前記支持部材によって形成される２つの支点間の中
央部に相当する部分を、ポンチで押して変形させること
により前記鋼板を曲面体に加工する成形方法であって、
前記ポンチの下面には前記２つの支点を結ぶ方向に所定
の間隔をあけて２つの突出部が設けられており、且つ、
前記２つの突出部によって形成される２つの荷重点の間
隔は、前記支点の間隔の０．３〜０．４倍の範囲内の長
さであることを特徴とする鋼板の成形方法。2. A center between two fulcrums formed by the support member on the other surface of the steel sheet, while two places on one surface of the steel sheet are each simply supported by a support member. A method of processing the steel sheet into a curved body by pressing and deforming a portion corresponding to a part with a punch,
The lower surface of the punch is provided with two protrusions at a predetermined interval in a direction connecting the two fulcrums, and
A method of forming a steel sheet, wherein a distance between two load points formed by the two protrusions is a length within a range of 0.3 to 0.4 times a distance between the fulcrums.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6340500A JP2859548B2 (en) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Steel sheet forming method |
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| JPH08187514A JPH08187514A (en) | 1996-07-23 |
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Families Citing this family (4)
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| JPS5722823A (en) * | 1980-05-09 | 1982-02-05 | Siempelkamp Gmbh & Co | Method of roundly bending plate cut member and bending press |
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1994
- 1994-12-28 JP JP6340500A patent/JP2859548B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH08187514A (en) | 1996-07-23 |
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