JP3410606B2 - プレス加工装置およびその成形品 - Google Patents
プレス加工装置およびその成形品Info
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Description
られる加工装置およびそれによって成形される成形品に
関する。
パネルアウタ、フロントフェンダ等の大型の部品は深絞
り型のプレス加工装置によって成形される。従来技術に
係るこの種のプレス加工装置を図7に示す。すなわち、
この従来技術に係るプレス加工装置10は、ブランクホ
ルダ12を備え、該ブランクホルダ12には孔部14が
画成され、該孔部14にはパンチ16が摺動自在に挿通
する。前記ブランクホルダ12の上部には前記孔部14
を囲繞して周回する溝部18が画成されている。前記プ
レス加工装置10には前記ブランクホルダ12に接近離
間自在に構成されたダイ20が設けられる。該ダイ20
には前記ブランクホルダ12にワーク22を介して当接
する挟圧面24が形成され、該挟圧面24には前記溝部
18に係合する凸部26が形成されている。前記ダイ2
0には前記パンチ16が進入することによりワーク22
を所定の形状に成形する形状部28が画成される。該形
状部28を形成する壁部は前記挟圧面24と肩部30を
介して連続して形成されるが、この場合、前記肩部30
は所定の曲率半径Rの曲面を有する。
22に成形を施す場合、先ず、前記ブランクホルダ12
に鋼板等で形成された板状のワーク22が載置される。
次に、前記ブランクホルダ12に対してダイ20が接近
し、前記ブランクホルダ12の上部と前記ダイ20の挟
圧面24とでワーク22上の所定の部位32aを挟持す
る。このとき、溝部18側に凸部26が進入してワーク
22は該溝部18と凸部26の形状に対応して変形し、
該ワーク22が位置決めされるに至る。次いで、図8に
示すように、パンチ16が孔部14の内部を上昇してワ
ーク22を押圧し、ワーク22上の所定の部位32bは
ダイ20の肩部30に当接する。前記パンチ16の更な
る押圧作用下に、図9に示すように、ワーク22の部位
32a、32bは矢印A方向に流動して形状部28を形
成する壁部にすえ込まれ、プレス加工が完了する。プレ
ス加工が施されたワーク22は、図示しない切断装置に
よってカットライン34に沿って切断され、所望のプレ
ス成形品が得られる。
のプレス加工装置10では、ワーク22を成形する際、
部位32bは肩部30に当接し、矢印A方向に流動する
際に伸張方向(矢印A方向)と湾曲方向(矢印B方向)
に塑性変形が起こる。一方、挟圧面24に当接している
部位32aには、先ず、挟圧面24で伸張方向に、次い
で、肩部30で湾曲方向と伸張方向に塑性変形が起こ
る。このように、ワーク22はその部位によって変形履
歴が異なり、異なる変形履歴の部位の境界にはショック
ラインが発生し、製品の外観上の品質が低下するという
問題があった。
品をより深く絞って成形する形状に変更してショックラ
インを製品の外に発生するようにし、製品面にショック
ラインが見えないようにする方法がある。また、肩部3
0の曲率半径Rを大きくしてワーク22に対する湾曲方
向の変形を少なくし、ショックラインを小さくする方法
が知られている。しかしながら、これらの方法ではワー
ク22の歩留まりが低下するという問題があり、また、
製品形状が制限を受けるという欠点があった。
ものであって、ワークの歩留まりを低下させることなく
ショックラインを小さくし、製品形状に制限を受けるこ
とのないプレス加工装置およびその成形品を提供するこ
とを目的とする。
めに、本発明は、ブランクホルダと、前記ブランクホル
ダの孔部に相対的に挿通自在なパンチと、前記ブランク
ホルダに対して相対的に接近離間自在なダイと、からな
り、前記ダイは前記ブランクホルダに対向する挟圧面
と、前記挟圧面に連続して形成された肩部と、前記肩部
に連続して形成された形状部と、を備え、前記肩部は複
数の曲率の異なる成形曲面により連続的に形成され、前
記複数の成形曲面のうち、前記挟圧面に接する成形曲面
から前記形状部に接する成形曲面に向けて順次曲率半径
が縮径し、前記挟圧面に接する成形曲面の曲率半径R 1
が弾性変形の限界内に設定されることを特徴とする。
とダイとで挟持し、パンチを相対的に変位させると、ワ
ークの所定の部位は挟圧面に当接し、該挟圧面から肩部
に流動する。このとき、前記部位には湾曲方向に力が加
わるが、挟圧面に連続する成形曲面の曲率半径R 1 が弾
性変形の限界内で大きく設定されているため、湾曲方向
の塑性変形は小さく、ワークに発生するショックライン
は極めて小さい。前記パンチの更なる変位作用下に前記
ワークの所定部位は前記複数の成形曲面を順次移動して
形状部を形成する壁部に流動して成形されるが、夫々の
成形曲面の曲率半径は徐々に変化し、急激に変化しない
ため、ショックラインは極めて小さい。
曲率半径R 1 は、該ワークに加えられる湾曲方向の力に
よる変形が弾性変形と塑性変形の境界のときの歪み率を
ε、ワークの表面から中央線までの間隔をyとすると、 R 1 ≧y/ε であり、挟圧面に当接するワークが前記挟圧面に接する
成形曲面に流動するときに、該ワークは湾曲方向に塑性
変形する度合が小さくなり、ワークに発生するショック
ラインが極めて小さくなる。
成形される成形品であって、前記プレス加工装置のダイ
の肩部によって成形された複数の曲率の異なる曲面を備
え、前記複数の成形された曲面は前記ダイの挟圧面によ
って挟持される部位から前記ダイの形状部にすえ込まれ
て成形される部位に向けて順次曲率半径が縮径し、前記
ダイの挟圧面に接する成形曲面によって成形された曲面
の曲率半径R 1 が弾性変形の限界内に設定されることを
特徴とする。
る際、ダイの挟圧面に当接するワークの所定の部位は、
前記挟圧面から肩部に流動する。このとき、前記所定の
部位には湾曲方向に力が加わるが、挟圧面に接する曲面
の曲率半径R 1 が弾性変形の限界内で大きく設定されて
いるため、湾曲方向の塑性変形は小さく、ワークに発生
するショックラインは極めて小さい。
される部位に連続する成形曲面の曲率半径R 1 は、前記
ワークに加えられる湾曲方向の力による変形が弾性変形
と塑性変形の境界のときの歪み率をε、ワークの表面か
ら中央線までの間隔をyとすると、 R 1 ≧y/ε であり、挟圧面に当接するワークが前記挟圧面に接する
成形曲面に流動するときに、該ワークは湾曲方向に塑性
変形する度合が小さくなり、ワークに発生するショック
ラインが極めて小さくなる。
びそれによって成形される成形品について、好適な実施
の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。
形態に係るプレス加工装置40を示す。このプレス加工
装置40は、ブランクホルダ42を備え、該ブランクホ
ルダ42には孔部43が画成され、該孔部43にはパン
チ44が摺動自在に挿通する。前記ブランクホルダ42
の上部には前記孔部43を囲繞して周回する溝部46が
画成されている。前記プレス加工装置40には前記ブラ
ンクホルダ42に接近離間自在に構成されるダイ48が
設けられる。該ダイ48には前記ブランクホルダ42に
ワーク50を介して当接する挟圧面52が形成され、該
挟圧面52には前記溝部46に対応する形状の凸部54
が形成されている。前記ダイ48には前記パンチ44が
進入し、ワーク50を所定の形状に成形する形状部56
が画成され、該形状部56を形成する壁部は前記挟圧面
52と肩部58を介して連続して形成される。
挟圧面52に連続し、所定の曲率半径R1 の第1曲面6
2と、該第1曲面62に連続し、その曲率半径R2 が前
記第1曲面62の曲率半径R1 より小さく形成された第
2曲面64と、該第2曲面64から前記形状部56を形
成する壁部に連続し、その曲率半径R3 が前記第2曲面
64の曲率半径R2 よりさらに小さく形成された第3曲
面66からなる。
ついて、図3を参照しながら説明する。
曲げによって生ずるワーク50の内周70に対する中心
線68の歪み率εは、ワーク50の内周70の長さをL
0 、中心線68の長さをL1 とすると、 ε=(L1 −L0 )/L0 …(1) で求められる。この式より、前記長さL0 と長さL1 と
の比は、 L1 /L0 =1+ε …(2) である。
径をR、ワーク50の内周70から中心線68までの間
隔、すなわちワーク50の厚さの半分をyとすると、 L1 /L0 =(R+y)/R …(3) である。前記(2)、(3)式から、 (R+y)/R=1+ε …(4) となり、前記曲率半径Rと間隔yとの比は、 y/R=ε …(5) である。
わち、ワーク50に湾曲方向の力を付勢して変形させ、
力の付勢を停止したときにワーク50が元の形状に戻る
歪み率εの範囲を、 ε≦0.001mm として、肩部58の曲率半径Rを求めると、間隔yを、
y=0.4mmとすると、(5)式より、 R≧400mm である。すなわち、ワーク50に湾曲方向の力が加わ
り、第1曲面62に当接したときに第1曲面62の曲率
半径R1 が400mm以上あれば、ワーク50は塑性変
形しない。
R1 =400mmとし、第2曲面64、第3曲面66の
曲率半径R2 、R3 は、前記第1曲面62の曲率半径R
1 より順次小さくなるように、R2 =100mm、R3
=20mm、と設定する。
基本的には、以上のように構成されるものであり、次に
その動作について、このプレス加工装置40によって成
形される成形品との関係で説明する。
42にワーク50が載置される。このワーク50の厚さ
は0.8mm、すなわち、間隔yは、y=0.4mmで
ある。
近すると、図2に示すように、前記ワーク50はブラン
クホルダ42とダイ48によって挟持され、前記溝部4
6に前記凸部54が係合し、ワーク50は前記溝部46
に嵌合するように変形して該ワーク50はブランクホル
ダ42、ダイ48に対して位置決めされる。このとき、
ダイ48の挟圧面52に当接するワーク50上の部位を
72aとする。
示すように、ワーク50は矢印C方向に押圧されて変形
し、第1曲面62に当接する。このとき、第1曲面62
に当接するワーク50上の部位を72bとする。この第
1曲面62の曲率半径R1 は弾性変形の限界内であるた
め、ワーク50は塑性変形しない。
0は矢印D方向に流動し、ワーク50の部位72aは挟
圧面52を、部位72bは第1曲面62を移動する。こ
のため、前記部位72aには伸張方向(矢印E方向)に
力が加わり、塑性変形する。一方、部位72bには伸張
方向(矢印D方向)と湾曲方向(矢印C方向)に力が加
わるが、第1曲面62の曲率半径R1 は弾性変形の範囲
内であるため、部位72bに施される塑性変形は、前記
部位72aと同様に、伸張方向の力によるものだけであ
る。
52から第1曲面62に移動すると、図5に示すよう
に、ワーク50は第2曲面64に当接する。なお、該第
2曲面64に当接する部位を72cとする。このとき、
前記部位72aには伸張方向(矢印E方向)の力と湾曲
方向(矢印C方向)に力が加わるが、前記部位72bと
同様に、部位72aに施される塑性変形は伸張方向(矢
印E方向)の力によるものだけである。このため、部位
72bと部位72aには実質的に同じ力によって塑性変
形が施されるため、部位72aと部位72bとの境界
(図中、点F)にショックラインは形成されない。
曲面64に移動し、湾曲方向(矢印C方向)の力によっ
て部位72bが変形する。この第2曲面64の曲率半径
R2は弾性変形の範囲を超えているため、部位72bに
は湾曲方向の塑性変形が施される。しかし、第1曲面6
2の曲率半径R1 と第2曲面64の曲率半径R2 は順次
に変化するため、ワーク50上の第2曲面64に当接す
る部位72cと前記部位72bとに加わる湾曲方向(矢
印C方向)の力の差は小さく、従って、部位72bと部
位72cとの境界(図中、点G)に発生するショックラ
インは極めて小さく、外観上問題とならない。
2dと前記部位72cとに加わる湾曲方向(矢印I方
向)の力との差は小さく、部位72cと部位72dとの
境界(図中、点H)に発生するショックラインは極めて
小さい。
6に示すように、ワーク50は形状部56を形成する壁
部にすえ込まれる。以上のようにプレス加工が施された
ワーク50は、図示しない切断装置によってカットライ
ン74に沿って切断され、成形品76が得られる。
64、66に対応する複数の曲面が形成され、夫々の曲
率半径R1 〜R3 は、R1 =400mm、R2 =100
mm、R3 =20mm、と順次縮径している。そして、
この成形品76の形状は設計上の自由度が大きく、前記
第1〜第3曲面62、64、66の曲率半径R1 〜R 3
を変えることによって所望の形状の成形品76を得るこ
とができる。
成形品によれば、以下のような効果ならびに利点が得ら
れる。
曲率半径を大きくした成形面を有する。従って、ワーク
に加わる湾曲方向の力は小さく、また、該曲面に連続す
る他の成形用曲面の曲率半径が徐々に小さく変化するた
め、ワークに形成されるショックラインを極めて小さく
できる。従って、外観上問題にならない。さらに、設計
上の自由度が大きいため、製品形状に制限を受けること
がなく、より深く絞る必要もないため、ワークの歩留ま
りが低下することもない。
す概略縦断面図である。
る。
面概略説明図である。
クが第1曲面に当接している状態の一部拡大断面図であ
る。
クが第2曲面に当接している状態の一部拡大断面図であ
る。
ス加工が完了した状態の一部拡大断面図である。
図である。
クが肩部に当接している状態の一部拡大断面図である。
ス加工が完了した状態の一部拡大断面図である。
ダ 44…パンチ 48…ダイ 50…ワーク 52…挟圧面 58…肩部 62、64、66…
曲面 76…成形品 R1 、R2 、R3 …
曲率半径
Claims (4)
- 【請求項1】ブランクホルダと、 前記ブランクホルダの孔部に相対的に挿通自在なパンチ
と、 前記ブランクホルダに対して相対的に接近離間自在なダ
イと、 からなり、 前記ダイは前記ブランクホルダに対向する挟圧面と、 前記挟圧面に連続して形成された肩部と、 前記肩部に連続して形成された形状部と、 を備え、前記肩部は複数の曲率の異なる成形曲面により
連続的に形成され、前記複数の成形曲面のうち、前記挟
圧面に接する成形曲面から前記形状部に接する成形曲面
に向けて順次曲率半径が縮径し、前記挟圧面に接する成
形曲面の曲率半径R 1 が弾性変形の限界内に設定される
ことを特徴とするプレス加工装置。 - 【請求項2】請求項1記載のプレス加工装置において、 前記挟圧面に接する成形曲面の曲率半径R 1 は、該ワー
クに加えられる湾曲方向の力による変形が弾性変形と塑
性変形の境界のときの歪み率をε、ワークの表面から中
央線までの間隔をyとすると、 R 1 ≧y/ε であることを特徴とするプレス加工装置。 - 【請求項3】プレス加工装置によって成形される成形品
であって、 前記プレス加工装置のダイの肩部によって成形された複
数の曲率の異なる曲面を備え、前記複数の成形された曲
面は前記ダイの挟圧面によって挟持される部位から前記
ダイの形状部にすえ込まれて成形される部位に向けて順
次曲率半径が縮径し、前記ダイの挟圧面に接する成形曲
面によって成形された曲面の曲率半径R 1 が弾性変形の
限界内に設定されることを特徴とするプレス成形品。 - 【請求項4】請求項3記載のプレス成形品において、 前記ダイの挟圧面によって挟圧される部位に連続する成
形曲面の曲率半径R 1 は、前記ワークに加えられる湾曲
方向の力による変形が弾性変形と塑性変形の境界のとき
の歪み率をε、ワークの表面から中央線までの間隔をy
とすると、 R 1 ≧y/ε であることを特徴とするプレス成形品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11499296A JP3410606B2 (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | プレス加工装置およびその成形品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11499296A JP3410606B2 (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | プレス加工装置およびその成形品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09295072A JPH09295072A (ja) | 1997-11-18 |
JP3410606B2 true JP3410606B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=14651644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11499296A Expired - Lifetime JP3410606B2 (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | プレス加工装置およびその成形品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3410606B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5028831B2 (ja) * | 2006-03-13 | 2012-09-19 | 日産自動車株式会社 | 表面形状定量化方法 |
WO2015072465A1 (ja) | 2013-11-13 | 2015-05-21 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼板の打ち抜き用工具および打ち抜き方法 |
JP2018149591A (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | ユニバーサル製缶株式会社 | キャップシェル成形用ダイ、キャップシェル成形装置、およびキャップシェル成形方法 |
-
1996
- 1996-05-09 JP JP11499296A patent/JP3410606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09295072A (ja) | 1997-11-18 |
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