JP4713182B2 - ハイドロピアシング方法およびそれに用いられる装置、並びにハイドロピアシング加工製品 - Google Patents
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Description
(1)金属素管を孔明け用ポンチを装備した一対の金型に保持し、内部に供給した加工液に圧力を負荷するとともに、両端から軸方向に押付け工具で軸押しを加えるハイドロフォーム工程を有するハイドロピアシング方法であって、前記孔明け用ポンチでピアシングした際に、ピアシングの完了にともなって加工液の内圧が急激に低下した時点から、前記押付け工具のうち少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させないことを特徴とするハイドロピアシング方法である。
(2)孔明け用ポンチを装備した一対の金型に保持された金属素管の内部に供給した加工液を加圧するとともに、両端から軸方向に押付け工具で軸押しを加えるハイドロフォーム工程を具備するハイドロピアシング装置であって、前記押付け工具を押圧する軸押しシリンダーと、前記孔明け用ポンチでピアシングした際に、ピアシングの完了にともなって加工液の内圧が急激に低下した時点から、前記押付け工具のうち少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させない手段とを具備していることを特徴とするハイドロピアシング装置である。
(3)上記(1)、(2)のハイドロピアシング方法および装置において、ピアシングした際に押付け工具のうち少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させない手段として、押付け工具を保持する軸押しシリンダーに機械的なストッパーを備えることができる。
(4)上記(1)または(3)のいずれかに記載されたハイドロピアシング方法によって成形されたことを特徴とするハイドロピアシング加工製品である。
1.機械的なストッパーの設置
図9は、ハイドロピアシング装置の軸押しシリンダーに機械的なストッパーを備えた構成を示す図である。図9に示す構成では、軸押し工具4を接続する軸押しシリンダー7にストッパー8を設置し、ハイドロフォームで加工製品を成形するのに必要な軸押し量に対応して、ストッパー8の長さLを決定している。
2.制御シーケンスの設定
(孔明け用ポンチ作動からの経過時間を基準にする場合)
図11は、孔明け用ポンチ作動からの経過時間を基準にする場合の制御シーケンスのフローチャートである。図11に示す制御シーケンスでは、ピアシングの開始指令後であって、孔明け用ポンチ作動から所定時間の経過後に軸押しシリンダーへ後退指令を出すことにしている。
(孔明け用ポンチ変位量を基準にする場合)
図13は、孔明け用ポンチ変位量を基準にする場合の制御シーケンスのフローチャートである。図13に示す制御シーケンスでは、ピアシングの開始指令後であって、孔明け用ポンチ変位量が所定量に達した後に軸押しシリンダーへ後退指令を出すことにしている。
(加工液の内圧低下量を基準にする場合)
図15は、加工液の内圧低下量を基準にする場合の制御シーケンスのフローチャートである。図15に示す制御シーケンスでは、ピアシングの開始指令後であって、加工液の内圧低下量が所定量に達した後に軸押しシリンダーへ後退指令を出すことにしている。
3.内圧バランスシリンダーの構成
本発明方法では、軸押しシリンダーをピアシングした際の加工液の圧力変動にバランスさせる構造にすることにより、ハイドロピアシング後において、加工液の内圧が低下した場合でも、内圧の変化に追従することが可能となり、軸押しオーバーランを抑制することができる。
(実施例1)
本発明例1では、外向きハイドロピアシングを行い軸押しシリンダーに機械的なストッパーを設置した(前記図9参照)。ハイドロフォームでの最大内圧は200Mpaとし、トータルの軸押し量は20mmした。ストッパーの長さLは、この軸押し量が確保できるように設定した。加工液の内圧が200MPaに達した後、孔明け用ポンチを外側に移動させることにより、外向きハイドロピアシングを実施した。
(実施例2)
本発明例2では、前記図11に示す制御シーケンスに基づく外向きハイドロピアシングとし、孔明け用ポンチ作動から所定時間の経過後に軸押しシリンダーへ後退指令を出し、軸押し工具の後退変位を1.5mmとした。トータルの軸押し量と加工液の最大内圧は実施例1と同様とした。比較例についても、実施例1の場合と同様とした。
(実施例3)
本発明例3では、前記図13に示す制御シーケンスに基づく外向きハイドロピアシングとし、孔明け用ポンチ変位量を基準に軸押しシリンダーへ後退指令を出し、軸押し工具の後退変位を1.5mmとした。トータルの軸押し量と加工液の最大内圧は実施例1と同様とした。比較例についても、実施例1の場合と同様とした。
(実施例4)
本発明例4は、前記図13に示す制御シーケンスに基づく外向きハイドロピアシングとし、加工液の内圧低下量を基準に軸押しシリンダーへ後退指令した。基準となる内圧低下量を15MPa(内圧値で185MPa)とし、軸押し工具の後退変位を1.5mmとした。トータルの軸押し量と加工液の最大内圧は実施例1と同様とした。比較例についても、実施例1の場合と同様とした。
(実施例5)
実施例5では、内向きピアシングを行い、孔明け用ポンチの寿命を測定した。他の条件は実施例1の場合と同様であり、本発明例5では軸押しオーバーランは発生しなかった。機械的なストッパーを設置しなかった比較例の孔明け用ポンチの寿命に対して、本発明例5の孔明け用ポンチの寿命は1.5倍となった。
1a、2a:金型キャビティ壁面、 1b、1c:ダイス孔
3:金属素管、 3a:抜き孔周縁部、 3b:抜き屑
4:軸押し工具、 5:導入孔
6:孔明け用ポンチ、 6a:ポンチ底面、 6b:ポンチエッジ
7:軸押しシリンダー、 8:ストッパー
9:内圧バランスシリンダー、 10:ピストン
11:シリンダー、 12:バランス流体室
13:Oリング、
100:油圧シリンダー、 200:昇降ラム
201:ベッド、 202:圧力計
203、204:変位計、 300:ダイス孔形状
301:打ち抜き孔
Claims (9)
- 金属素管を孔明け用ポンチを装備した一対の金型に保持し、内部に供給した加工液に圧力を負荷するとともに、両端から軸方向に押付け工具で軸押しを加えるハイドロフォーム工程を有するハイドロピアシング方法であって、
前記孔明け用ポンチでピアシングした際に、ピアシングの完了にともなって加工液の内圧が急激に低下した時点から、前記押付け工具のうち少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させないことを特徴とするハイドロピアシング方法。 - 前記押付け工具を保持する軸押しシリンダーに機械的なストッパーを備え、少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させないことを特徴とする請求項1に記載のハイドロピアシング方法。
- ハイドロフォームによる前記金属素管の膨出成形後であって、孔明け用ポンチ作動からの経過時間、孔明け用ポンチの変位量、または加工液の内圧低下量のうちいずれかを基準として、前記押付け工具を保持する軸押しシリンダーを後退させ、少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させないことを特徴とする請求項1に記載のハイドロピアシング方法。
- 前記押付け工具を保持する軸押しシリンダーをピアシングした際の加工液の圧力変動にバランスさせる構造とし、少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させないことを特徴とする請求項1に記載のハイドロピアシング方法。
- 孔明け用ポンチを装備した一対の金型に保持された金属素管の内部に供給した加工液を加圧するとともに、両端から軸方向に押付け工具で軸押しを加えるハイドロフォーム工程を具備するハイドロピアシング装置であって、
前記押付け工具を押圧する軸押しシリンダーと、
前記孔明け用ポンチでピアシングした際に、ピアシングの完了にともなって加工液の内圧が急激に低下した時点から、前記押付け工具のうち少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させない手段とを具備していることを特徴とするハイドロピアシング装置。 - 前記押付け工具のうち少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させない手段として、前記押付け工具を保持する軸押しシリンダーに機械的なストッパーを具備したことを特徴とする請求項5に記載のハイドロピアシング装置。
- 前記押付け工具のうち少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させない手段として、孔明け用ポンチ作動からの経過時間、孔明け用ポンチの変位量、または加工液の内圧低下量のうちいずれかを基準として、前記押付け工具を保持する軸押しシリンダーを後退させる制御シーケンスを具備したことを特徴とする請求項5に記載のハイドロピアシング装置。
- 前記押付け工具のうち少なくとも片側の押付け工具を軸押し方向に前進させない手段として、前記押付け工具を保持する軸押しシリンダーがピアシングした際の加工液の圧力変動にバランスさせる構造を具備したことを特徴とする請求項5に記載のハイドロピアシング装置。
- 上記請求項1〜4のいずれかに記載されたハイドロピアシング方法によって成形されたことを特徴とするハイドロピアシング加工製品。
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