JP4746914B2 - プレス方法およびプレス型 - Google Patents
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Description
通常の鋼板素材によりハット形断面のフレームを曲げ成形すると、曲げ肩部における残留応力による角度変化と、成形中に発生する曲げ曲げ戻しによりハット形断面の縦壁にソリが発生する。
この角度変化と縦壁ソリが合成されてハット形断面の開口側で壁開き、すなわちスプリングバックが発生する。
ところが、高張力鋼板素材で上記のように曲げ成形すると、このスプリングバック量がさらに大きくなり、高い成形精度を得ることが困難になる。
これを対策するものとして、特開平8−1243号公報(以下、「特許文献1」という。)や、特開2002−66638号公報(以下、「特許文献2」という。)ならびに特開2003−103306号公報(以下、「特許文献3」という。)等が提案されている。
、を備えたプレス型であって、前記カムドライバは、前記傾斜摺動面の角度が起立状の第1のカムドライバと、前記傾斜摺動面の角度が前記第1のカムドライバより倒伏状の第2のカムドライバとからなり、前記ダイは、角部で前記金属板素材に当接して該金属板素材を前記パンチの側面に押圧する曲げ刃と、上面でプレス方向と交差する方向に摺動可能に上型に支持され、下降により前記第1のカムドライバに摺接して、前記曲げ刃を前記金属板素材の曲げ軌跡に沿うように前記パンチの側面に向かって移動させるとともに、前記金属板素材が前記パンチの前記段部に当接した後、さらなる下降により前記第2のカムドラ
イバに摺接して、前記曲げ刃を前記段部の凹角部に向かってさらに移動させる吊りカム体と、を備え、前記第1のカムドライバの前記傾斜摺動面の傾斜は、前記金属板素材の第1曲げ位置における折曲想定位置と第2曲げ位置における折曲想定位置とを結ぶ線の傾斜と同一であり、前記第2のカムドライバの前記傾斜摺動面の傾斜は、前記第2曲げ位置における折曲想定位置と前記パンチの凹角部とを結ぶ線の傾斜と同一であることを特徴とする。
ここで、「折曲想定位置」とは、前記金属板素材の幅方向両側部が前記パンチの前記凹角部で、縦壁部とフランジ部とに折り曲げられることを想定した位置をいう。また、「第1曲げ位置」とは、前記吊りカム体の凸部摺動面が前記第1のカムドライバの前記傾斜摺動面に接触を開始したときに前記金属板素材が折り曲げられる位置をいい、「第2曲げ位置」とは、前記金属板素材が、該金属板素材の幅方向両側部が前記パンチの前記段部に当接した位置、あるいは前記金属板素材の側端部が前記パンチの前記段部上に当接した位置をいう。
したがって、製品の縦壁部にソリが発生せず、しかも、金属板素材がパンチの段部に当接した後は、ダイは該金属板素材の曲げ角度に略直角に押圧されて段部の凹角部に向かって移動するため、ダイによる金属板素材の縦壁部のパンチへの押圧と凹角部への押圧とがほぼ同時に行われて、金属板素材の両側壁に圧縮応力を付加することができ、プレスの1ストロークの間にスプリングバックの発生を防止してプレス成形することができる。
ここで、図1は、プレス型の側面断面を示した図であり、図2は、図1のA矢視図である。図3〜図6は、プレス型の動作を示した側面断面図である。
そして、下型11には、平板状の金属板素材70の幅方向中央部を下方から支持するパンチ111と、該パンチ111の側面に向う傾斜摺動面を有するカムドライバ30とが固定されている。
上型13には、前記金属板素材70の幅方向中央部を上方から前記パンチ111に押さえつけるパッド131と、後述のダイ20を、下降により、前記カムドライバ30の傾斜摺動面に摺接させて前記パンチ111の側面に向かって進入させるカムスライダ133とが固定されている。
カムスライダ133の下面には、パンチ111に向かう傾斜面で形成されたスライド保持面1331が設けられている。
なお、パッド131とカムスライダ133とは、上型13に対して個別に上下動するように制御可能である。
カムドライバ30は、前記パンチ111の側面1113に向う傾斜摺動面41が起立状の角度で形成された第1のカムドライバ40と、前記パンチ111の側面1113に向う傾斜摺動面51の角度が前記第1のカムドライバ40の傾斜摺動面41より倒伏状の角度で形成された第2のカムドライバ50とを有する。
また、吊りカム体25は、スライド保持面1331に対して略直角に形成され、前記第1のカムドライバ40の傾斜摺動面41に当接して摺動する凸部摺動面251と、この吊りカム体25の略下面で、前記第2のカムドライバ50の傾斜摺動面51に当接して摺動する凹部摺動面253とが形成された略五角形のものである。
吊りカム体25とカムスライダ133との間には、カムスライダ133が上昇したときに吊りカム体25を常に初期位置に戻す引き戻し手段1335が接続されている。
また、前記吊りカム体25の下面に設けられた凸部摺動面251と凹部摺動面253が、前記第1のカムドライバ40と前記第2のカムドライバ50のそれぞれの傾斜摺動面41、51に対応した位置に設けられている。
同様に、第2のカムドライバ50の傾斜摺動面51ひいては吊りカム体25の凹部摺動面253の傾斜は、第2曲げ位置における折曲想定位置71とパンチ111の凹角部1117とを結ぶ矢印(ハ)の傾斜と同一であり、垂線となす角度がダイ20の進入角度θ2となる。そして、θ1≦θ2であることが望ましい。
前記折曲想定位置71は、金属板素材70の幅方向両側部がパンチ111の凹角部1117で、縦壁部75とフランジ部77とに折り曲げられることを想定した位置である。
矢印(ロ)は、ダイ20が、上型13のさらなる下降により吊りカム体25の凸部摺動面251が第1のカムドライバ40の傾斜摺動面41に摺接するとともに、吊りカム体25の吊り下げ摺動面255がカムスライダ133のスライド保持面1331を摺動して、金属板素材70の第1曲げ位置から第2曲げ位置まで移動するときの折曲想定位置71を直線で結んだ方向を示し、垂線との角度がダイ20の進入角度θ1となり、θ1=0°〜40°が望ましい。
なお、矢印(ニ)、(ホ)は金属板素材70の側端部73の曲げ軌跡を示す。
まず、上型13が上昇していてパッド131、カムスライダ133及びこのカムスライダ133に吊り下げられているダイ20も上昇した状態で、パンチ111の頂部に金属板素材70の幅方向中央部を載置して、上型13を垂直に下降させてパッド131により金属板素材70を上方からパンチ111に押さえつける(図略)。
この時点では、まだ、吊りカム体25の凸部摺動面251は第1のカムドライバ40の傾斜摺動面41に当接せず、また、吊りカム体25の凹部摺動面253は第2のカムドライバ50の傾斜摺動面51に当接していない。
金属板素材70がこの第1曲げ位置まで折り曲げられると、さらなる上型13の下降により、図4に示すように、吊りカム体25の凸部摺動面251が第1のカムドライバ40の傾斜摺動面41に接触を開始し、凸部摺動面251が傾斜摺動面41上を摺動しながら吊りカム体25ひいてはダイ20をパンチ111に向かって、図7、図8の矢印(ロ)の方向に移動させ、金属板素材70を折り曲げる。
このズレ量を極力少なくするためには、カムドライバ40、50を増やして、図10に示すように、ダイ20の進入角度を多段に設定すればよい。
凹部摺動面253が傾斜摺動面51上を摺動すると、吊りカム体25の凸部摺動面251は第1のカムドライバ40の傾斜摺動面41から離間する。
これにより、金属板素材70はパンチ111の側面1113と段部1115に強固に押圧されて成形され、プレス成形が終了する。
さらに上型13を上昇させてパッド131をパンチ111から離間させると、プレス成形された金属板素材70をパンチ111から離形させることができ、フレームに成形された金属板素材70をプレス型10から取り出してプレス工程が終了する。
なお、この曲げ刃21が上昇するときに、吊りカム体25の凹部摺動面253が第2のカムドライバ50の傾斜摺動面51に当接しながら案内されて、図示右方に移動するように設定しても、あるいは、吊りカム体25の凹部摺動面253が第2のカムドライバ50の傾斜摺動面51に当接せずに上昇するように設定してもよい。
例えば、前記実施の形態では、ハット形断面のプレス品を成形する例で説明したが、これに限られず、U字形又はコ字形断面のプレス品にも適用可能である。この場合は、前述の折曲想定位置に該当する金属板素材の、曲げ刃の角部による押圧位置を1点に想定して設定すればよい。
11 下型
111 パンチ
1113 側面
1115 段部
1117 凹角部
13 上型
131 パッド
133 カムスライダ
20 ダイ
21 曲げ刃
211 角部
25 吊りカム体
251 凸部摺動面
253 凹部摺動面
30 カムドライバ
40 第1のカムドライバ
41 傾斜摺動面
50 第2のカムドライバ
51 傾斜摺動面
70 金属板素材
71 折曲想定位置
θ1 ダイが金属板素材の第1曲げ位置から第2曲げ位置まで移動するときの、ダイの垂直線に対する進入角度
θ2 ダイが金属板素材の第2曲げ位置から凹角部まで移動するときの、ダイの垂直線に対する進入角度
Claims (2)
- 下型に固定され、平板状の金属板素材の幅方向中央部を下方から支持する頂部と、該頂部から連続する側面下部の凹角部から外側に張り出す段部とを有するパンチと、
上型に支持され、前記金属板素材の幅方向中央部を上方から前記パンチに押さえつけるパッドと、
下型に固定され、前記パンチに対向する傾斜摺動面を有するカムドライバと、
昇降可能で、下降により、前記カムドライバの傾斜摺動面に摺接して前記金属板素材の幅方向両側部に当接しつつ前記金属板素材を折り曲げて、該金属板素材の幅方向両側部を前記パンチの側面に押圧して所定の形状に成形するダイと、を備えたプレス型であって、
前記カムドライバは、前記傾斜摺動面の角度が起立状の第1のカムドライバと、前記傾斜摺動面の角度が前記第1のカムドライバより倒伏状の第2のカムドライバとからなり、
前記ダイは、角部で前記金属板素材に当接して該金属板素材を前記パンチの側面に押圧する曲げ刃と、上面でプレス方向と交差する方向に摺動可能に上型に支持され、下降により前記第1のカムドライバに摺接して、前記曲げ刃を前記金属板素材の曲げ軌跡に沿うように前記パンチの側面に向かって移動させるとともに、前記金属板素材が前記パンチの前記段部に当接した後、さらなる下降により前記第2のカムドライバに摺接して、前記曲げ刃を前記段部の凹角部に向かってさらに移動させる吊りカム体と、を備え、
前記第1のカムドライバの前記傾斜摺動面の傾斜は、前記金属板素材の第1曲げ位置における折曲想定位置と第2曲げ位置における折曲想定位置とを結ぶ線の傾斜と同一であり、前記第2のカムドライバの前記傾斜摺動面の傾斜は、前記第2曲げ位置における折曲想定位置と前記パンチの凹角部とを結ぶ線の傾斜と同一であることを特徴とするプレス型。 - 請求項1に記載のプレス型において、
前記第1のカムドライバと前記第2のカムドライバとは、前記ダイの移動方向側面視で重複する位置に配置され、該ダイの移動方向と平行な方向において櫛刃状に交互に配置されており、前記吊りカム体の下面に設けられた摺動面が、前記第1のカムドライバと前記第2のカムドライバのそれぞれの傾斜摺動面に対応した位置に設けられていることを特徴とするプレス型。
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