JP5211799B2 - プレス成形方法及びプレス成形金型装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス成形方法及びプレス成形金型装置に関するものである。

プレス成形、特に絞り成形に際しては、上型ダイの挟持部とブランクホルダとでブランク板材の端部を挟持した状態で、該上型ダイと下型パンチとでブランク板材が所望形状にプレス成形されることになる。特許文献１には、ブランク板材の端部を挟持する上型ダイの挟持部とブランクホルダとの合わせ面に、材料の流入を抑制するビード部を形成したものが開示されている。
特開２００４−９１０７号公報

ところで、ブランク板材の端部には、上記挟持部とブランクホルダとで挟持される部分にホールドシワが発生されることがある。このホールドシワが生じた部分に対応した成形品の製品は、成形時の材料の流動が不適切となりシワや割れが生じ、製品としては利用できないものとなる。このホールドシワは、材料の歩留まりを高めるために、絞り成形深さを浅くした際に、成形品の成形深さが大きい部分に発生し易くなる。したがって、このホールドシワの発生をいかに防止するかが、材料の歩留まりを高める上で重要となる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、ホールドシワの発生を防止するようにしたプレス成形方法及びプレス成形金型装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明におけるプレス成形方法にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
上型ダイの挟持部とブランクホルダとでブランク板材の端部を挟持した状態で、該上型ダイと下型パンチとでブランク板材をプレス成形するようにしたプレス成形方法において、
ホールドシワの発生が予測される部位に対応した部分において、前記上型ダイの左右端部にはそれぞれ下方に向けて凸とされた第１加工部が一体的に成形される一方、左右一対の前記ブランクホルダにはそれぞれ、前記第１加工部に対応させて凹とされた第２加工部が一体的に形成されて、該第２加工部の外周に前記第１加工部が嵌合されるように設定されており、
前記挟持部と前記ブランクホルダとで前記ブランク板材の端部を挟持する前に、該ブランク板材の端部のうちホールドシワの発生が予測される部位に対応した部分の端縁部を前記第１加工部と前記第２加工部とで共働して部分的に折り曲げ加工する第１ステップと、
前記第１ステップの後に、前記挟持部と前記ブランクホルダとで、前記折り曲げ加工された部位を挟持しないようにして前記ブランク板材の端部を挟持する第２ステップと、
前記第２ステップの後に、前記上型ダイと下型パンチとで前記ブランク板材をプレス成形する第３ステップと、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、上型ダイと下型パンチとでブランク板材をプレス成形する前にはあらかじめ、ホールドシワの発生が予測される部位に対応した部分の端縁部が折り曲げ加工されているので、この折り曲げ加工された部分やその付近は剛性が高められて変形しにくいものとなっており、この部分的な剛性向上によってホールドシワの発生が防止されることになる。特に、ホールドシワは、例えば歩留まり向上等のために絞り深さを浅くした場合に生じやすくなるが、絞りを浅くしてもホールドシワの発生が防止されることになる。

前記目的を達成するため、本発明におけるプレス成形金型装置にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項２に記載のように、
上型ダイの挟持部とブランクホルダとでブランク板材の端部を挟持した状態で、該上型ダイと下型パンチとでブランク板材をプレス成形するようにしたプレス成形金型装置において、
ホールドシワの発生が予測される部位に対応した部分において、前記上型ダイの左右端部にはそれぞれ下方に向けて凸とされた第１加工部が一体的に成形され、
左右一対の前記ブランクホルダにはそれぞれ、前記第１加工部に対応させて凹とされた第２加工部が一体的に形成されて、該第２加工部の外周に前記第１加工部が嵌合されるように設定され、
前記第１加工部と第２加工部とは、前記挟持部と前記ブランクホルダとで前記ブランク板材の端部を挟持する前に、該ブランク板材の前記端縁部を部分的に折り曲げ加工できる位置に設定され、
前記挟持部と該ブランクホルダは、前記ブランク板材の端部を挟持する際に、前記折り曲げ加工された部位を除外して挟持するように設定されている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、請求項１に記載のプレス成形方法を実行するためのプレス金型装置が提供される。また、折り曲げ加工するのに、上型ダイに凸状の第１加工部を形成する一方、ブランクホルダにはこの第１加工部に対応して凹状の第２加工部を形成するだけでよいので、金型装置としての構造も簡単ですむことになる。

上記プレス成形金型装置を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項３に記載のとおりである。すなわち、
前記挟持部とブランクホルダとには、前記ブランク板材を挟持したときに、前記折り曲げ加工される部位付近において内方側に向けて延びる複数のビード部を形成するためのビード形成部が形成されている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、ビード部を形成することによって、ホールドシワの発生をより確実に防止することができる。

本発明によれば、ホールドシワの発生を防止することができる。

図１は、絞り成形されたトリミング処理前の成形品ＰＲを示す。成形品ＰＲは、実施形態では、自動車の車体を構成するためのパネル材とされ、図中α線で示す切断部位によって２つに切断されると共に、後述のフランジ部１を含めて余剰部がトリミング処理されて製品として使用されるものとなっている。また、成形品ＰＲは、α線の一端側から他端側へと徐々に深くなるようにされている。製品ＰＲは、α線を挟む左右端部にフランジ部１を有するが、フランジ部１が、プレス成形の際に上型ダイの挟持部とブランクホルダとで挟持される部分となっている。そして、フランジ部１のうち、成形品ＰＲの深く形成される箇所の符合βで示す位置において、ホールドシワが発生し易いものとなっている。本発明では、このβで示す部位に、ホールドシワが発生しないように工夫されたものとなっている。

図２は、本発明が適用されたプレス成形金型の一例を示す。この図２において、１１は上型ダイ、１２は下型パンチ、１３はブランクホルダ、１４はブランクホルダ１３を上方へ付勢するエアクッションピンである。上型ダイ１１の左右端部には、それぞれ、下方に向けて凸とされた第１加工部２１が一体的に形成されている。また、左右一対のブランクホルダ１３には、上記第１加工部２１に対応させて、凹とされた第２加工部２２が形成されている。第１加工部２１は、第２加工部２２の外周にはまり込むように設定されている。このような各加工部２１，２２は、図１に示すホールドシワの発生が予測される部位βに対応した部分についてのみ設けられている。

上型ダイ１１のうち、上記第１加工部２１の内方側が、ブランク板材Ｗの端部を挟持するための上挟持部（上挟持面）１１ａとされている。また、ブランクホルダ１３のうち、上挟持部１１ａの延長下方上に位置する部分が、上挟持部１１ａと共働してブランク板材Ｗの端部を挟持するための下挟持部（下挟持面）１３ａとされている。そして、第１加工部２１および第２加工部２２は、上記上挟持部１１ａ、下挟持部１３ａよりも外方側に位置設定されている。

次に、図２〜図１０を参照しつつ、ブランク板材Ｗをプレス成形する詳細について説明する。なお、図２〜図７は、図１のＸ−Ｘ線相当断面図で、ホールドシワの発生が予測される部分での断面を示す。また、図８〜図１０は、図１のＹ−Ｙ線相当断面図で、比較的成形深さの浅い部分での断面を示す。そして、プレス成形する際の進行状況において、図２と図８が同じタイミングであり、図５と図９とが同じタイミングであり、図７と図１０とが同じタイミングである。

以上のことを前提として、まず、図２、図８で示すように、平板状のブランク板材Ｗが、下型パンチ１２上に載置される。この状態では、ブランクホルダ１３は下型パンチ１２よりも下方に位置されて、ブランク板材Ｗの左右端部は、自重によって若干下方へ垂れ下がる状態となる。

図２（図８）の状態から、上型ダイ１１の下降によって、第１加工部２１がブランク板材Ｗに上方から当接される（図３対応）。さらに上型ダイ１１が下降すると、ブランク板材Ｗは、第２加工部２２に対して当接された直前の状態とされる（図４参照）。

図４の状態から、さらに上型ダイ１１を下降させると、ブランク板材Ｗの端部のうち、上下の挟持部１１ａ、１３ａよりも外方側部分が、第１加工部２１と第２加工部２２とによって下方へ折り曲げ加工される（図５対応）。すなわち、上下の加工部２１と２２とが嵌合状態となって、この嵌合状態となる隙間にブランク板材Ｗの端縁部が挟み込まれて、下方へ折り曲げ加工されることになり、折り曲げ加工部が符合Ｗａで示される。この折り曲げ加工部Ｗａを形成することによって、折り曲げ加工部Ｗａはもとよりその付近も剛性が高くなる（変形しにくい状態となる）。なお、折り曲げ加工部Ｗａが形成された直後では、ブランク板材Ｗの端部は、上下の各挟持部１１ａと１３ａとで挟持されない状態が維持される。

図５の状態から、さらに上型ダイ１１を下降させると、やがて、上下の挟持部１１ａと１３ａとで、ブランク板材Ｗの端部が挟持された状態となる（図６対応）。このとき、折り曲げ加工部Ｗａは、各挟持部１１ａ、１３ａの外方側にあるので、各挟持部１１ａと１３ａとでは挟持されない状態となる。なお、挟持部１１ａと１３ａとでの挟持力は、エアクッションピン１４の作用によって、所定の挟持力の範囲内となるように制限される。

図６の状態から、さらに上型ダイ１１が下降させて、この上型ダイ１１と下型パンチ１２とで、ブランク板材Ｗが所望形状にプレス成形される（図７対応）。このプレス成形された成形品が、図１１に示す成形品ＰＲＢとなる。図１１に示す成形品ＰＲＢは、図１に示す成形品ＰＲに対して、折り曲げ加工部Ｗａを有する点のみが相違する。なお、図１１中、符合Ｓは、折り曲げ加工部Ｗａが形成されている長さ範囲を示しており、図１におけるホールドシワの発生が予測される部位βに対応したものとなっている。そして、上記成形品ＰＲＢは、フランジ部１を含めて余剰部がトリミング処理されて製品とされる。

図１２，図１３は、本発明の第２の実施形態を示すもので、前記実施形態と同一構成要素には同一符合を付して、その重複した説明は省略する。本実施形態では、折り曲げ加工部Ｗａの付近において、その内方側に向けて延びる複数のビード部を形成するようにしたものである。すなわち、図１２において、上挟持部１１ａに左右方向に延びる凸部３１を形成する一方、下挟持部１３ａに左右方向に延びる凹部３２を形成してある。凸部３１と凹部３２とが嵌合されることによって、凸部３１と凹部３２との形状に対応したビード部３３を有する成形品ＰＲＢ−２が、図１３に示すように形成される。このビード部３３の形成によって、ホールドシワの発生がより一層確実に防止されることになる。なお、凸部３１と凹部３２とが、ビード形成部を構成するものである。そして、上記成形品ＰＲＢ−２も、前述の成形品ＰＲＢと同様に、フランジ部１を含めて余剰部がトリミング処理されて製品とされる。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。ビード部３３の形成に際しては、挟持部１１ａに凹部を形成し、挟持部１３ａに凸部を形成するようにしてもよい。第１加工部２１と第２加工部２２とは、ホールドシワの発生が予測される部位の箇所数に応じてその数を１，２あるいは３以上とすることができる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

絞り成形された成形品を、ホールドシワの発生し易い部分と共に示す斜視図。 本発明が適用されたプレス成形金型装置の一例を示すもので、図１Ｘ−Ｘ線相当部分を成形する位置での断面図。 図２の状態から、プレス成形が進行した状態を示す断面図。 図３の状態から、プレス成形が進行した状態を示す断面図。 図４の状態から、プレス成形が進行した状態を示す断面図。 図５の状態から、プレス成形が進行した状態を示す断面図。 図６の状態から、プレス成形が進行した状態を示す断面図。 本発明が適用されたプレス成形金型装置の一例を示すもので、図１Ｙ−Ｙ線相当部分を成形する位置での断面図であり、図２に対応したタイミングを示す。 図８に対応した断面図で、図５に対応したタイミングを示す。 図８に対応した断面図で、図７に対応したタイミングを示す。 図２〜図１０に示すプレス成形金型装置によってプレス成形された製品を示すもので、図１に対応した斜視図。 本発明の第２の実施形態を示す要部断面図。 第２の実施形態によってプレス成形された成形品を示すもので、図１１に対応した斜視図。

ＰＲＢ、ＰＲＢ−２：本発明によってプレス成形された成形品
Ｗ：ブランク板材
Ｗａ：折り曲げ加工部
１１：上型ダイ
１１ａ：上挟持部
１２：下型パンチ
１３：ブランクホルダ
１３ａ：下挟持部
２１：第１加工部
２２：第２加工部

Claims (3)

1. 上型ダイの挟持部とブランクホルダとでブランク板材の端部を挟持した状態で、該上型ダイと下型パンチとでブランク板材をプレス成形するようにしたプレス成形方法において、
   ホールドシワの発生が予測される部位に対応した部分において、前記上型ダイの左右端部にはそれぞれ下方に向けて凸とされた第１加工部が一体的に成形される一方、左右一対の前記ブランクホルダにはそれぞれ、前記第１加工部に対応させて凹とされた第２加工部が一体的に形成されて、該第２加工部の外周に前記第１加工部が嵌合されるように設定されており、
   前記挟持部と前記ブランクホルダとで前記ブランク板材の端部を挟持する前に、該ブランク板材の端部のうちホールドシワの発生が予測される部位に対応した部分の端縁部を前記第１加工部と前記第２加工部とで共働して部分的に折り曲げ加工する第１ステップと、
   前記第１ステップの後に、前記挟持部と前記ブランクホルダとで、前記折り曲げ加工された部位を挟持しないようにして前記ブランク板材の端部を挟持する第２ステップと、
   前記第２ステップの後に、前記上型ダイと下型パンチとで前記ブランク板材をプレス成形する第３ステップと、
   を備えていることを特徴とするプレス成形方法。
2. 上型ダイの挟持部とブランクホルダとでブランク板材の端部を挟持した状態で、該上型ダイと下型パンチとでブランク板材をプレス成形するようにしたプレス成形金型装置において、
   ホールドシワの発生が予測される部位に対応した部分において、前記上型ダイの左右端部にはそれぞれ下方に向けて凸とされた第１加工部が一体的に成形され、
   左右一対の前記ブランクホルダにはそれぞれ、前記第１加工部に対応させて凹とされた第２加工部が一体的に形成されて、該第２加工部の外周に前記第１加工部が嵌合されるように設定され、
   前記第１加工部と第２加工部とは、前記挟持部と前記ブランクホルダとで前記ブランク板材の端部を挟持する前に、該ブランク板材の前記端縁部を部分的に折り曲げ加工できる位置に設定され、
   前記挟持部と該ブランクホルダは、前記ブランク板材の端部を挟持する際に、前記折り曲げ加工された部位を除外して挟持するように設定されている、
   ことを特徴とするプレス成形金型装置。
3. 請求項２において、
   前記挟持部とブランクホルダとには、前記ブランク板材を挟持したときに、前記折り曲げ加工される部位付近において内方側に向けて延びる複数のビード部を形成するためのビード形成部が形成されている、ことを特徴とするプレス成形金型装置。

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