JP5194540B2 - Abnormality detection method for thin plate press die equipment - Google Patents
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Description
本発明は、薄板を被加工材としてプレス成形するプレス金型装置において、プレス成形中に発生するポンチ、ダイ等の金型の異常を検知する方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting an abnormality of a die such as a punch or die that occurs during press molding in a press mold apparatus that press-molds a thin plate as a workpiece.
プレス金型装置を用いた薄板のプレス成形は、自動車用部品の製造分野などで広く利用されている。かかるプレス金型装置で用いられるポンチ、ダイ等の金型の表面にはメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理がなされているのが一般的であるが、成形回数が増加することに伴って、被加工材である薄板との接触部分が次第に磨耗し、コーティング処理が徐々に劣化していく。そして、コーティング処理が劣化して金型母材が露出した場合、被加工材である薄板の一部が金型表面に凝着することによる型かじりといった現象が起きてしまう。型かじりが発生した場合の金型の補修は高額であるため、型かじりを発生する前に金型を補修することが望ましい。また、疲労などによって金型に亀裂などが発生した場合、そのまま成形を続けると、更に亀裂が大きくなって金型が大きく変形し、補修できなくなってしまう場合もある。そのため、適切なタイミングで金型の補修を行わなければならない。 The press forming of a thin plate using a press die apparatus is widely used in the field of manufacturing automobile parts. In general, the surface of a die such as a punch or die used in such a press mold apparatus is subjected to a coating treatment such as plating or lubricant application, but as the number of molding increases, The contact portion with the thin plate that is the workpiece is gradually worn out, and the coating process gradually deteriorates. When the coating process is deteriorated and the mold base material is exposed, a phenomenon such as mold galling due to a part of the thin plate as a workpiece being adhered to the mold surface occurs. Since the repair of the mold when mold squeezing occurs is expensive, it is desirable to repair the mold before generating the mold squeeze. In addition, when a crack or the like occurs in the mold due to fatigue or the like, if the molding is continued as it is, the crack may become larger and the mold may be greatly deformed, making it impossible to repair. Therefore, it is necessary to repair the mold at an appropriate timing.
そこでプレス成形の分野では、金型の異常を検出するために、従来から種々の方策が講じられている。例えば特許文献1には、打ち抜き時や打ち抜き直後の金型の速度などといった動作状態の変化と金型の寿命との関係を予め調べておき、当該関係に基いて金型の寿命を予測する技術が開示されている。また、例えば特許文献2には、金型表面に被加工材を模した鋼板を押し付けながら摺動させて、金型の型かじり性を評価する技術が開示されている。更に、非特許文献3には、ダイの肩部近傍に圧電素子を内蔵させ、ダイ肩に生ずる圧縮歪に基いて、薄板の摺動特性を測定する技術が開示されている。
しかし、上記特許文献1の技術によって金型の寿命を予測するためには、事前に金型の動作状態と金型の寿命との関係を綿密に調べておくことが必要である。そのため、データ収集に非常に手間がかかってしまう。また、上記特許文献1の技術ではあくまでも金型の寿命を予測するのみであり、金型に異常が発生して補修が必要になった事態を正確に知ることは不可能である。一方、上記特許文献2の技術では、金型の型かじり性は評価できるものの、成形中の金型の異常発生までは検知できない。更に、上記特許文献3のようにダイとしわ押え金型の間の摩擦力を測定したとしても、やはり成形中の金型の異常発生までは検知することはできていなかった。
However, in order to predict the life of a mold by the technique disclosed in
本発明はかかる事情に鑑みて創出されたものであり、プレス成形中にコーティング処理の劣化や亀裂などの異常が発生することを事前に正確に検出できるようにすることを目的としている。 The present invention has been created in view of such circumstances, and an object thereof is to enable accurate detection in advance of occurrence of an abnormality such as deterioration of a coating process or a crack during press molding.
かかる目的を達成するために、本発明によれば、ポンチとダイの相対的な移動によって薄板をプレス成形する際に、前記ポンチ及び前記ダイの少なくとも1つ以上を測定対象金型とする、プレス金型装置の異常を検知する方法であって、前記測定対象金型の凹部内にある隅角部を押し広げようとする応力または、該金型のポンチとダイのクリアランス内の被成形薄板との摩擦力または、該金型の凸部の内側角部の被成形薄板との摩擦力にともなう該金型の、それぞれ対応する、該金型隅角部または、該金型ポンチとダイのクリアランスに面した平面部または、該金型の凸部の内側角部の、弾性歪を測定する、該金型内部の表面から4〜30mmの位置に設置されたピエゾ素子または歪ゲージによる歪測定手段によって測定される、プレス成形に応じて前記測定対象金型の内部に生ずる該金型隅角部の弾性歪が所定の範囲を下回ったとき、または、該金型ポンチとダイのクリアランスに面した平面部または、該金型の凸部の内側角部の弾性歪が所定の範囲を超えたときに、前記測定対象金型の異常と判定することを特徴とする薄板のプレス金型装置の異常検知方法が提供される。 To achieve the above object, according to the present invention, when the press-molding the sheet by the relative movement of the port inch and die, and the punch and at least one measurement object dies of said die, A method of detecting an abnormality in a press mold apparatus, wherein a stress is about to expand a corner in a recess of the measurement target mold or a thin sheet to be molded within a clearance between the punch of the mold and the die Corresponding to the mold corners of the mold or the mold punches and the die corresponding to the frictional force with the molding thin plate at the inner corner of the convex part of the mold. flat portion facing the clearance or, in the inner corner portion of the convex portion of the mold, for measuring the elastic strain, strain measurement by the piezo element or strain gauge placed from the mold interior surface in a position of 4~30mm Press molding, measured by means When elastic strain of the mold corners that may arise from the interior of the measurement target mold according falls below a predetermined range, or flat portion facing the mold punch and die clearance or, gold Provided is a method for detecting an abnormality in a thin plate mold apparatus, wherein an abnormality of the measurement object mold is determined when an elastic strain at an inner corner of a convex portion of the mold exceeds a predetermined range. .
また本発明によれば、前記プレス金型装置は、更に前記ポンチと連動するパッド及びしわ押え金型の少なくとも1つ以上を有し、前記ポンチ、前記ダイ、前記パッド及び前記しわ押え金型の少なくとも1つ以上を測定対象金型とすることを特徴とする薄板のプレス金型装置の異常検知方法が提供される。 According to the present invention, the press die device further includes at least one of a pad and a crease presser die interlocking with the punch, and the punch, the die, the pad, and the crease presser die Provided is a method for detecting an abnormality in a thin plate press die device, wherein at least one of the die is a measurement target die.
本発明において、測定対象金型である前記ポンチ、ダイ、パッド及びしわ押え金型の少なくとも1つ以上の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段を複数設置し、それら複数の歪測定手段のうち、いずれか一つの歪測定手段によって測定される弾性歪が所定の範囲を超えたとき、または、所定の範囲を下回ったときに、前記ポンチ、ダイ、パッドまたはしわ押え金型の異常と判定するようにしても良い。 In the present invention, a plurality of strain measuring means for measuring elastic strain generated in at least one or more of the punch, die, pad, and wrinkle presser mold that are measurement target molds are installed, and the plurality of strain measuring means When the elastic strain measured by any one of the strain measuring means exceeds a predetermined range or falls below a predetermined range, it is determined that the punch, die, pad or wrinkle presser mold is abnormal. You may make it do .
本発明によれば、ポンチ、ダイ等の測定対象金型の内部に生ずる弾性歪を測定することにより、プレス成形中において、コーティング処理の劣化や亀裂などの異常が発生することを事前に正確に検出できるようになる。その結果、適切なタイミングで金型表面の補修を行うことができ、型かじりや金型の破損などといった不具合を回避できる。 According to the present invention, by measuring the elastic strain generated in the measurement target mold such as a punch or die, it is possible to accurately detect in advance that abnormalities such as deterioration of the coating process and cracks occur during press molding. Can be detected. As a result, the mold surface can be repaired at an appropriate timing, and problems such as mold galling and damage to the mold can be avoided.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる異常検知方法を実施するためのプレス金型装置の概略的な説明図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view of a press mold apparatus for carrying out the abnormality detection method according to the first embodiment of the present invention. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
プレス金型装置では、上方に配置されたポンチ1と下方に配置されたダイ2が対向して配置されている。図示の例では、ダイ2の空腔内の底面に凸部3が形成されており、ポンチ1の下面には、凸部3に対応する凹部4が形成されている。
In the press mold apparatus, a
かかるプレス金型装置において、ダイ2の上に成形材料である平板状の薄板5を載せ、ポンチ1とダイ2を上下方向に相対的に直進移動させる。このポンチ1とダイ2ポンチ1の相対的な直進移動によって、薄板5はダイ2の空腔内に引き込まれ、ポンチ1に沿った形状にプレス成形される。図示の例では、ダイ2の凸部3とポンチ1の凹部4によって、図2に示すように、底面に突起6を有する、上面が開口した容器形状の成形品7を作ることができる。
In such a press mold apparatus, a flat
なお、プレス成形する場合、ポンチ1を下降させてもよいし、ダイ2を上昇させても良いことはもちろんである。また、上方にポンチ1を配置し、下方にダイ2を配置した例を示したが、上方にダイ2が配置され、下方にポンチ1が配置されていても良い。
In addition, when press-molding, the
かかるプレス金型装置においてプレス成形する場合、例えば図3に示すように、ポンチ1下面の凹部4内にある隅角部4aでは、成形時に薄板5をダイ2の凸部3の上角部3aに沿った形状に折り曲げるための反力として、プレス成形中、隅角部4aを両側に押し広げようとする力を薄板5から受ける。このように両側に押し広げようとする力が、プレス成形を行うたびにポンチ1下面の凹部4内の隅角部4aに繰り返し作用する。これにより、成形回数が増加することに伴って、ポンチ1下面の凹部4内の隅角部4aに疲労による亀裂10を生じてしまう場合がある。そして、このようにポンチ1に亀裂10が生じた場合、そのまま成形を続けると、亀裂10の進展に伴ってポンチ1が大きく変形し、ポンチ1を破損してしまう。
When press molding is performed in such a press mold apparatus, for example, as shown in FIG. 3, at the
一方、ポンチ1内部では、プレス成形中、隅角部4aを両側に押し広げようとする力が作用することにより、隅角部4a近傍において弾性歪が発生している。例えば、隅角部4a近傍において図3に示すような亀裂10と直交する方向の弾性歪ε1を考えた場合、この弾性歪ε1は、亀裂10が発生していない状態では、隅角部4aが受ける力に比例する。
On the other hand, in the
しかし、図示のように、ポンチ1下面の凹部4内の隅角部4aに僅かでも亀裂10が生じた場合は、亀裂10が開くことによって、弾性歪ε1は一気に小さくなる。その理由は、亀裂10が開くことによって、隅角部4a近傍においては、亀裂10と直交する方向の内部応力が伝達されなくなることによる。
However, as shown in the figure, when even a
そこで本発明では、ポンチ1下面の凹部4内の隅角部4aなどのようにプレス成形中に特に応力集中しやすい箇所に、ポンチ1の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段11を設け、その変化を監視することによってポンチ1に微小な亀裂10が生じたことを初期の段階で検出する。
Therefore, in the present invention, the strain measuring means 11 for measuring the elastic strain generated in the
歪測定手段10は、ポンチ1下面の凹部4内の隅角部4aなどのようにプレス成形中に特に応力集中しやすい箇所の近傍において、ポンチ1の内部に設ける。また、亀裂10の発生を検出するためには、歪測定手段10を配置する方向は、亀裂10の有無によって大きく変化する弾性歪ε1を測定できるような方向が良い。即ち、例えば図3に示したようなポンチ1下面の凹部4内の隅角部4aに発生する亀裂10について言えば、亀裂10に対して直交する方向の弾性歪ε1を測定できる向きに歪測定手段11を配置することが望ましい。
The strain measuring means 10 is provided inside the
また、かかるプレス金型装置においてプレス成形する場合、例えば図4に示すように、薄板5はダイ2の肩部2bを通過した直後に、ポンチ1とダイ2の間(クリアランス)内に引き込まれていく。絞り加工を行うプレス成形においては、このように薄板5がポンチ1とダイ2のクリアランス内に引き込まれるダイ2の肩部2bにおいて、薄板5との間に大きな摩擦力が発生する。通常、ダイ2の表面にはメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理がなされているが、かかる摩擦力が、プレス成形を行うたびにダイ2の肩部2bに繰り返し作用するため、成形回数が増加することに伴って、ダイ2の肩部2bの表面のコーティング処理が徐々に劣化していく。そして、ダイ2の肩部2b表面のコーティング処理が剥がれて母材金属が露出した場合、薄板5の一部がダイ2の肩部2b表面に凝着することによる型かじりといった現象が起きてしまう。
Further, when press molding is performed in such a press mold apparatus, for example, as shown in FIG. 4, the
一方、ダイ2の内部では、プレス成形中、薄板5から摩擦力を受けることにより、肩部2b近傍において弾性歪が発生している。例えば、肩部2b近傍において図4に示すような鉛直方向(ポンチ1とダイ2の相対的な直進移動の方向)の弾性歪ε2を考えた場合、この弾性歪ε2は、プレス成形中にダイ2の肩部2bが薄板5から受ける摩擦力に比例する。そして、成形回数が増加することに伴ってダイ2の肩部2bの表面のコーティング処理が劣化すると、それに比例してダイ2の肩部2bが薄板5から受ける摩擦力も増加し、弾性歪ε2が増加していく。
On the other hand, in the inside of the
そこで本発明では、ダイ2の肩部2bなどのようにプレス成形中に薄板5との摩擦によって特に応力集中しやすい箇所に、ダイ2の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段12を設け、その変化を監視することによってダイ2の肩部2bの表面のコーティング処理が劣化したことを初期の段階で検出する。
Therefore, in the present invention, strain measuring means 12 for measuring the elastic strain generated in the
歪測定手段12は、ダイ2の肩部2bなどのようにプレス成形中に薄板5との摩擦によって特に応力集中しやすい箇所の近傍において、ダイ2の内部に設ける。また、薄板5から受ける摩擦力の増加を検出するためには、歪測定手段12を配置する方向は、肩部2b近傍において薄板5との摩擦力で発生する弾性歪ε2を測定できるような方向が良い。即ち、例えば図4に示したような肩部2b近傍に発生する摩擦力について言えば、ポンチ1とダイ2の相対的な直進移動の方向である鉛直方向に歪測定手段12を配置することが望ましい。
The strain measuring means 12 is provided inside the
図1に示したプレス金型装置を用いてプレス成形するに際し、ポンチ1下面の凹部4内の隅角部4a近傍においてポンチ1の内部に生ずる弾性歪を歪測定手段11で測定することにより、隅角部4aにおける亀裂10の発生を初期の段階で正確に検出することができる。この場合、歪測定手段11で測定される弾性歪ε1について予め所定の範囲を決めておき、プレス成形中に弾性歪ε1が所定の範囲を下回ったときに、亀裂10が発生したと判定することができる。
When the press mold apparatus shown in FIG. 1 is used for press molding, the strain measuring means 11 measures the elastic strain generated inside the
また、ダイ2の肩部2b近傍においてダイ2の内部に生ずる弾性歪を歪測定手段12で測定することにより、肩部2b表面のコーティング処理が劣化したことを初期の段階で正確に検出することができる。この場合も、歪測定手段12で測定される弾性歪ε2について予め所定の範囲を決めておき、プレス成形中に弾性歪ε2が所定の範囲を超えたときに、コーティング処理が劣化したと判定することができる。
Further, by measuring the elastic strain generated inside the
その結果、プレス成形中において、亀裂10の発生やコーティング処理の劣化といった金型(ポンチ1、ダイ2)の異常を、発生初期の段階で正確に検出できる。そして、異常が検出された場合は、金型を外してメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理、亀裂10部分の切削、肉盛補修などを行えば良い。こうして、適切なタイミングで金型の補修を行うことができ、型かじりや金型破損などといった不具合を事前に回避しながら、成形不良の無い良好なプレス成形を実施できる。
As a result, during press molding, abnormalities in the mold (
なお、ポンチ1の内部に設けられる歪測定手段11やダイ2の内部等に設けられる歪測定手段12としては、例えばピエゾ素子または歪ゲージなどが利用できる。図5は、そのようなピエゾ素子、歪ゲージ等からなる測定手段11をポンチ1の内部に取り付ける場合の説明図である。
For example, a piezo element or a strain gauge can be used as the strain measuring means 11 provided inside the
この図5では、ポンチ1に形成した孔の底部に歪測定手段11を挿入することにより、ポンチ1の内部に歪測定手段11を配置させ、その後、ボルト15によって孔を塞いだ構成である。歪測定手段11による検出信号を取り出すリード線16は、ボルト15内を貫通させて、外部に引き出されている。この場合、薄板5と接触するポンチ1の表面から例えば深さ4〜30mm程度の位置に歪測定手段11が配置されると良い。
In FIG. 5, the strain measuring means 11 is inserted into the
なお、ポンチ1の内部に設ける歪測定手段11の取り付け構造について説明したが、ダイ2の内部に設ける歪測定手段12についても同様である。
In addition, although the mounting structure of the strain measuring means 11 provided inside the
図6は、本発明の第2の実施の形態にかかるプレス金型装置の概略的な説明図である。成形品はU字断面ストレート部品である。図6のプレス金型装置は、パッド20によってポンチ1との間に薄板5を押えながら、プレス成形を行う方式である。図示の例では、パッド20上面の両側に上方に突出する一対の凸部21が長手方向(紙面垂直方向)に連続して形成されており、ポンチ1の下面には、これら凸部21の間に薄板5を押し込むための凸部22が同様に形成されている。
FIG. 6 is a schematic explanatory view of a press die apparatus according to the second embodiment of the present invention. The molded product is a U-shaped cross-section straight part. The press mold apparatus shown in FIG. 6 is a system that performs press molding while pressing the
このプレス金型装置でプレス成形した場合、図7に示すように、パッド20上面に形成された凸部21の内側角部21aにおいて、薄板5との間に大きな摩擦力が発生する。通常、パッド20の表面にはメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理がなされているが、かかる摩擦力が、プレス成形を行うたびにパッド20上面に形成された凸部21の内側角部21aに繰り返し作用するため、成形回数が増加することに伴って、内側角部21aの表面のコーティング処理が徐々に劣化していく。そして、内側角部21a表面のコーティング処理が剥がれて母材金属が露出した場合、薄板5の一部が内側角部21a表面に凝着することによる型かじりといった現象が起きてしまう。
When press molding is performed with this press mold apparatus, a large frictional force is generated between the
そこで本発明では、パッド20上面に形成された凸部21の内側角部21aなどのようにプレス成形中に薄板5との摩擦によって特に応力集中しやすい箇所の近傍に、凸部21の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段25を設ける。図7の紙面で、水平方向の摩擦力で発生する歪を測定できるように、歪測定手段25の設置方向は水平方向とすることが好ましい。そして、歪測定手段25によって凸部21の内部に生ずる弾性歪の変化を監視することによって、凸部21の内側角部21aの表面のコーティング処理が劣化したことを初期の段階で検出する。この場合も、歪測定手段25で測定される弾性歪について予め所定の範囲を決めておき、プレス成形中に弾性歪が所定の範囲を超えたときに、コーティング処理が劣化したと判定することができる。
Therefore, in the present invention, in the vicinity of the portion where stress is particularly likely to be concentrated due to friction with the
図8は、本発明の第3の実施の形態にかかるプレス金型装置の概略的な説明図である。図8のプレス金型装置は、しわ押え金型30によって薄板5のフランジ部にしわ押え荷重を加えながら、プレス成形を行う方式である。図示の例では、測定対象金型であるしわ押え金型30の下面に薄板5の上面を押さえるための凸部31が形成されている。
FIG. 8 is a schematic explanatory view of a press die apparatus according to the third embodiment of the present invention. The press mold apparatus of FIG. 8 is a system that performs press molding while applying a wrinkle press load to the flange portion of the
このプレス金型装置でプレス成形した場合、図9に示すように、しわ押え金型30下面に形成された凸部31の下面において、薄板5との間に大きな摩擦力が発生する。通常、しわ押え金型30の表面にはメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理がなされているが、かかる摩擦力が、プレス成形を行うたびに凸部31の下面に繰り返して作用するため、成形回数が増加することに伴って、凸部31下面のコーティング処理が徐々に劣化していく。そして、凸部31下面のコーティング処理が剥がれて母材金属が露出した場合、薄板5の一部が凸部31下面に凝着することによる型かじりといった現象が起きてしまう。
When press molding is performed with this press mold apparatus, a large frictional force is generated between the lower surface of the
そこで本発明では、しわ押え金型30下面に形成された凸部31などのようにプレス成形中に薄板5との摩擦によって特に応力集中しやすい箇所の近傍に、凸部31の内部に生ずる弾性歪を測定する歪測定手段35を設ける。そして、歪測定手段35によって凸部31の内部に生ずる弾性歪の変化を監視することによって、凸部31下面のコーティング処理が劣化したことを初期の段階で検出する。この場合も、歪測定手段35で測定される弾性歪について予め所定の範囲を決めておき、プレス成形中に弾性歪が所定の範囲を超えたときに、コーティング処理が劣化したと判定することができる。図9の紙面で、水平方向の摩擦力で発生する歪を測定できるように、歪測定手段35の設置方向は水平方向とすることが好ましい。
Therefore, in the present invention, the elasticity generated inside the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、金型においてコーティング処理の劣化や亀裂などの異常が発生しやすい箇所として、図1に示したプレス金型装置における、ポンチ1の下面外側角部40および下面内側角部41、ダイ2の空腔内底面に形成された凸部3の上面角部3a、図6に示したプレス金型装置における、ポンチ1に形成された凸部22の上面角部42、図8に示したプレス金型装置における、ポンチ1の下面角部43なども考えられる。それらの箇所にピエゾ素子、歪ゲージ等からなる歪測定手段を配置し、プレス成形中に発生する弾性歪を測定することにより、金型の異常を検出しても良い。設置方向は、何れも設置位置において発生する摩擦力と同じ方向とすると、歪を最も感度良く測定できるので好ましい。
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to. For example, in the press mold apparatus shown in FIG. 1, the lower
図1で説明したプレス金型装置により、しごき成形を行った。成形品の生産数と歪測定手段11によって測定された弾性歪ε1の関係を図10に示す。また、成形品の生産数と歪測定手段12によって測定された弾性歪ε2の関係を図11に示す。なお、実施例1では、薄板5は、板厚2.0mmの軟鋼板であり、成形品サイズは280mm角の大きさである。歪測定手段11、12として歪ゲージを用いた。図1において左側の歪測定手段11は、図3に示すように、右斜め45度方向に、ポンチ1の内側の隅角部4aの左斜め45度方向に予想される亀裂10より下方で、ポンチ1の内側表面から最近接部位で深さ5mmに設けた。また、図1において右側の歪測定手段11は、左斜め45度方向に、ポンチ1の内側の隅角部(図1の紙面右側)の右斜め45度方向に予想される亀裂(図示しない)より上方で、ポンチ1の内側表面から最近接部位で深さ6mmに設けた。また、歪測定手段12は、図4に示すように、垂直方向に、ダイ2の上部表面から8mmで、かつダイ2の縦壁部の表面から深さ5mmに設けた。ポンチ1の内側の隅角部4aの曲率半径は5mm、ダイ2の肩部2bの曲率半径は4mm、凸部3の上角部3aの曲率半径は3mm、凸部3は100mm四方である。成形品の突起6の曲率半径は20mm、高さは12mm、外側の略正方形の曲率半径は50mm、高さは40mmである。
Ironing was performed by the press mold apparatus described in FIG. The relationship between the number of molded products produced and the elastic strain ε1 measured by the strain measuring means 11 is shown in FIG. FIG. 11 shows the relationship between the number of molded products produced and the
図10に左側の歪測定手段11の測定例を示すように、成形品の生産数がほぼ1400個になるまでは、歪測定手段11によって測定される弾性歪ε1は160μεを超えているが、成形品の生産数がほぼ1400個を超えると歪測定手段11によって測定される弾性歪ε1は160με以下となる場合が発生し、その後、成形品の生産数がほぼ1600個あたりで、歪測定手段11によって測定される弾性歪ε1は一気に小さくなり、このときにポンチ1下面の凹部4内の図1に示す紙面左側の隅角部4aに亀裂10が生じた。
As shown in the measurement example of the strain measurement means 11 on the left side in FIG. 10, the elastic strain ε1 measured by the strain measurement means 11 exceeds 160 με until the number of molded products produced is approximately 1400. When the number of molded products exceeds approximately 1400, the elastic strain ε1 measured by the strain measuring means 11 may be 160 με or less, and then the number of molded products produced is approximately 1600, and the strain measuring means. The elastic strain ε1 measured by No. 11 was reduced at a stretch, and at this time, a
この実施例1の場合、歪測定手段11によって測定される弾性歪ε1が例えば160με以下となった場合に、ポンチ1下面の凹部4内の隅角部4aの切削、肉盛補修などを適宜行えば良い。
実施例1では、歪測定手段11を2個設置したが、1個のみ設置した場合も、同じように測定対象金型の亀裂を検知できる。
In the case of the first embodiment, when the elastic strain ε1 measured by the strain measuring means 11 becomes 160 με or less, for example, cutting of the
In the first embodiment, two strain measuring means 11 are installed. However, when only one strain measuring means 11 is installed, cracks in the measurement target mold can be detected in the same manner.
また、図11に示すように、成形品の生産数がほぼ130個になるまでは、歪測定手段12によって測定される弾性歪ε2は120με未満であるが、成形品の生産数がほぼ130個を超えると測定手段12によって測定される弾性歪ε2は120με以上となる場合が発生し、その後、成形品の生産数がほぼ170個あたりで、測定手段12によって測定される弾性歪ε2は一気に大きくなり、このときに図1に示す紙面右側のダイ2の肩部2b表面に型かじりが生じた。
Further, as shown in FIG. 11, the elastic strain ε2 measured by the strain measuring means 12 is less than 120 με until the number of molded products is about 130, but the number of molded products is about 130. When the elastic strain ε2 measured by the measuring means 12 exceeds 120 με, the number of molded products produced is about 170, and the elastic strain ε2 measured by the measuring means 12 is large at once. At this time, mold galling occurred on the surface of the
この実施例1の場合、測定手段12によって測定される弾性歪ε2が例えば120με以上となった場合に、ダイ2の肩部2bのメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理などを適宜行えば良い。
In the case of the first embodiment, when the elastic strain ε2 measured by the measuring means 12 is 120 με or more, for example, a coating process such as plating of the
図6で説明したプレス金型装置により、フォーム成形を行った。成形品の生産数と歪測定手段25によって測定された弾性歪の関係を図12に示す。なお、実施例2では、薄板5は、板厚1.6mmの高張力鋼板であり、成形品は幅90mm×高さ50mm×長さ200mmのU字断面ストレート部品である。凸部22の幅は62mm、高さは11mm、曲率半径は上下とも4.6mmであり、ポンチ1の外側角部42の曲率半径は6mmである。また、パッド20の凸部21の内側角部21aの曲率半径は上下とも3mmであり、凸部21の幅は10.7mm、高さは11mmである。
また、図6において、左右の歪測定手段25はピエゾ素子を用いた。左右の歪測定手段25は、図7に示すように、水平方向に、パッド20の内側角部21aの縦壁部表面から深さ7mm、パッド20の凸部21の上面から深さ5mmに設けた。
Forming was performed by the press die apparatus described in FIG. The relationship between the number of molded products produced and the elastic strain measured by the strain measuring means 25 is shown in FIG. In Example 2, the
In FIG. 6, the left and right strain measuring means 25 are piezo elements. As shown in FIG. 7, the left and right strain measuring means 25 are provided in the horizontal direction at a depth of 7 mm from the surface of the vertical wall portion of the
図12に左側の歪測定手段25の測定例を示すように、成形品の生産数がほぼ300個になったあたりから、測定手段25によって測定される弾性歪が大きく上昇しだし、コーティング処理の劣化が検出された。この実施例2の場合、測定手段25によって測定される弾性歪が大きく上昇を始めたことにより、パッド20上面に形成された凸部21の内側角部21aのコーティング処理が劣化したことを検出できる。このようにコーティング処理の劣化が検出された場合は、凸部21のメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理などを適宜行えば良い。また、この実施例2の場合、測定手段25によって測定される弾性歪が例えば90με以上となった場合に、凸部21を補修しても良い。これにより、型かじりが発生する前にパッド20を補修することも可能となる。
実施例2では、歪測定手段25を2個設置したが、1個のみ設置した場合も、同じように測定対象金型の型かじりを検知できる。
As shown in the measurement example of the strain measurement means 25 on the left side in FIG. 12, the elastic strain measured by the measurement means 25 starts to increase greatly after the production number of molded products reaches about 300, and the coating process is performed. Deterioration was detected. In the case of the second embodiment, it can be detected that the coating process of the
In the second embodiment, two strain measuring means 25 are installed. However, even when only one strain measuring means 25 is installed, the galling of the measurement target mold can be detected in the same manner.
図8で説明したプレス金型装置により、ドロー成形を行った。成形品の生産数と歪測定手段35によって測定された弾性歪の関係を図13に示す。なお、実施例3では、薄板5は、板厚1.0mmの高張力鋼板であり、成形品はウェブ幅120mm×深さ50mm×長さ180mmのハット断面部品である。図9に示すように、凸部31の直径は10mm、高さは4mmであり、縦壁部から35mmの位置に設けた。ポンチ1の曲率半径は9mm、ダイ2の曲率半径は上下とも10mmである。
また、図9において、左右の歪測定手段35は歪ゲージを用いた。左右の歪測定手段35は、図9に示すように、水平方向に、しわ押え金型30の凸部31の頂点から深さ7mm、凸部31の始点(ポンチ1に近い側)から水平方向(紙面右側)4mmの位置に設けた。
Drawing was performed by the press die apparatus described in FIG. The relationship between the number of molded products produced and the elastic strain measured by the strain measuring means 35 is shown in FIG. In Example 3, the
In FIG. 9, strain gauges are used as the left and right strain measuring means 35. As shown in FIG. 9, the left and right strain measuring means 35 is 7 mm deep from the apex of the
図13に左側の歪測定手段25の測定例を示すように、成形品の生産数がほぼ230個になるまでは、測定手段35によって測定される弾性歪は140με以下であるが、成形品の生産数がほぼ230個を超えると測定手段35によって測定される弾性歪は140μεを超える場合が発生し、その後、成形品の生産数がほぼ320個あたりで、測定手段35によって測定される弾性歪は一気に大きくなり、このときにしわ押え金型30下面の凸部31に型かじりが生じた。
As shown in the measurement example of the strain measuring means 25 on the left side in FIG. 13, the elastic strain measured by the measuring means 35 is 140 με or less until the number of molded products produced is about 230. When the number of production exceeds approximately 230, the elastic strain measured by the measuring means 35 may exceed 140 με, and then the elastic strain measured by the measuring means 35 when the number of molded products produced is approximately 320. At this time, mold galling occurred in the
この実施例3の場合、測定手段35によって測定される弾性歪が例えば140μεを超えた場合に、しわ押え金型30下面の凸部31のメッキや潤滑剤塗布などのコーティング処理などを適宜行えば良い。これにより、型かじりが発生する前にしわ押え金型30を補修することが可能となる。
実施例3では、歪測定手段35を2個設置したが、1個のみ設置した場合も、同じように測定対象金型の型かじりを検知できる。
In the case of the third embodiment, when the elastic strain measured by the measuring means 35 exceeds 140 με, for example, if the coating process such as plating of the
In the third embodiment, two strain measuring means 35 are installed. However, even when only one strain measuring means 35 is installed, the galling of the measurement target mold can be detected in the same manner.
本発明は、薄板のプレス成形分野に適用できる。 The present invention can be applied to the field of press forming thin plates.
1 ポンチ
2 ダイ
2b 肩部
3 凸部
3a 凸部3の上角部
4 凹部
4a 隅角部
5 薄板
6 突起
7 成形品
10 亀裂
11、12 歪測定手段
20 パッド
21、22 凸部
22 凸部
21a 内側角部
25 歪測定手段
30 しわ押え金型
31 凸部
35 歪測定手段
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記測定対象金型の凹部内にある隅角部を押し広げようとする応力または、該金型のポンチとダイのクリアランス内の被成形薄板との摩擦力または、該金型の凸部の内側角部の被成形薄板との摩擦力にともなう該金型の、それぞれ対応する、該金型隅角部または、該金型ポンチとダイのクリアランスに面した平面部または、該金型の凸部の内側角部の、弾性歪を測定する、該金型内部の表面から4〜30mmの位置に設置されたピエゾ素子または歪ゲージによる歪測定手段によって測定される、プレス成形に応じて前記測定対象金型の内部に生ずる該金型隅角部の弾性歪が所定の範囲を下回ったとき、または、該金型ポンチとダイのクリアランスに面した平面部または、該金型の凸部の内側角部の弾性歪が所定の範囲を超えたときに、前記測定対象金型の異常と判定することを特徴とする薄板のプレス金型装置の異常検知方法。Stress that tries to spread the corner in the recess of the measurement object mold, frictional force between the punch of the mold and the thin sheet within the die clearance, or the inside of the protrusion of the mold Corresponding to the mold corners corresponding to the frictional force with the thin sheet at the corners, the corresponding corners of the molds, the flat part facing the clearance between the mold punch and the die, or the convex parts of the molds The measurement object according to press molding, which is measured by a strain measuring means using a piezo element or a strain gauge installed at a position of 4 to 30 mm from the inner surface of the mold to measure the elastic strain of the inner corner portion of the mold When the elastic strain at the corners of the mold generated inside the mold falls below a predetermined range, or the plane part facing the clearance between the mold punch and the die, or the inner angle of the convex part of the mold When the elastic strain of the part exceeds a predetermined range. Anomaly detection method of a thin plate of the press die apparatus and determining that the target mold abnormal.
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