JP6476482B1

JP6476482B1 - 金属板と製造方法

Info

Publication number: JP6476482B1
Application number: JP2018087615A
Authority: JP
Inventors: 武小宮
Original assignee: 株式会社新堀製作所
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: JP2019171465A

Abstract

【課題】先行技術スプリングバック対策方法では、プレス金型で金属板にスプリングバック対策と曲げ加工を同時に成形する場合に、曲げパンチが金属板に食われ曲げ加工が不可能な場合がある。【解決手段】金属板の曲げ成形時に発生するスプリングバックを小さくするための窪みを曲げパンチにて曲げ成形と同時成形できるようにした。金属板の窪み形状と曲げパンチ形状を本発明形状にすることで可能にした。【選択図】図１

Description

本発明は、金属板とその形状を作る製造方法である。

特開平８−１７４０７４では、スプリングバックにより、曲げ角度が曲げ加工後に変化する場合につい改善が得られた例について説明する。用いた材料は板厚１．２ｍｍの軟鋼板（引張強さ：３０ｋｇｆ／ｍｍ^２）、高張力鋼板（引張強さ：４５ｋｇｆ／ｍｍ^２）、ならびに５０００系のアルミニウム合金板（ヤング率：７０００ｋｇｆ／ｍｍ^２）である。

特開平８−１７４０７４実施例では、図５に示す金型〔ダイス２、パッド７、ポンチ３〕を用い９０度の曲げ加工を行った。すなわち、金型は図５に示したもので、ポンチの先端の半径は５ｍｍで、このポンチ成形最終ストロークでは９０度の曲げを与えるものである。本実施例における凹部の凹み形状は図６（ｂ）を基本形状とし、金属板の曲げ稜線部全長にわたり凹部を付与した。図１に示す凹部１ａの凹み深さＨは０．２ｍｍ（金属板厚の１７％）、幅Ｂは３ｍｍ、また凹部の面積（凹部の開口部の面積）の合計は曲げ加工部のＲ部凸面側表面積の３１％とし、従来方法との比較を行った。

従来方法は、ポンチ成形最終ストロークを図５（ｂ）と同一とし９０度の曲げを与えたが、凹部を付与しないものである。曲げ加工後の金属板の断面角度およびその測定は図７に示すように行った。結果を図８に示す。従来方法の場合、ヤング率の最も小さいアルミニウム合金板のスプリングバックが最も大きく、次いで高張力鋼板、最もスプリングバックが小さいのが軟鋼板である。ただし、軟鋼板でも曲げ加工後の角度は９５度であり、曲げ加工時の角度９０度から５度離れている。プレス曲げ成形加工において必ずスプリングバック（曲げ開き）現象が発生する。特に高張力鋼板の材質においては、スプリングバック量が大きくなるためスプリングバック対策が必要とされている。

特開平８−１７４０７４号公報（段落２３〜２５）

先行技術の図５のスプリングバック対策方法では、金属板をプレス金型で曲げ加工する場合、単発金型では曲げパンチが金属板に食われないように金型設計が規制されてしまう不具合、順送り金型では曲げパンチの凸部が金属板に食い付いてしまい曲げパンチの直線運動による曲げ加工が不可能な不具合がある。

プレス金型にて金属板のスプリングバック対策曲げ加工が不可な場合は、曲げ工程が多工程になるためコストのアップになる。

プレス金型に金属板のスプリングバック対策を盛込むには、曲げ工程を数工程設けて徐々に曲げていく方法や曲げ矯正工程を追加する工程を増やす方法があるが、単発金型の追加や順送り金型のサイズが大きくなるので金型費用アップになる。

金属板を曲げるとともに、その外周面に窪み形状を成形するための曲げパンチであって、前記曲げパンチは、前記金属板の窪み形状に対応する凸部形状をパンチの凸部に有するものであって、前記凸部形状は側面１０−１から凹Ｒ形状の第１接続部５−１に繋がり、前記第１接続部５−１は凸部５側に傾いた直線または凸Ｒ形状の第１接続面５−２に繋がり、前記第１接続面５−２は凸Ｒ形状の第２接続部５−３に繋がり、前記第２接続部５−３は側面１０−３に平行または凸部５側に傾いた第２接続面５−４に繋がり、前記第２接続面５−４は凹Ｒ形状の第３接続部５−５に繋がり、前記第３接続部５−５は凸部５側に傾いた直線または凸Ｒ形状の第３接続面５−６に繋がり、前記第３接続面５−６は凸Ｒ形状の第４接続部５−７に繋がり、前記第４接続部５−７は側面１０−３に平行または凸部５側に傾いた第４接続面５−８に繋がり、前記第４接続面５−８は凹Ｒ形状の第５接続部５−９に繋がり、前記第５接続部５−９は凸部５側に傾いた直線または凸Ｒ形状の第５接続面５−１０に繋がり、前記第５接続面５−１０と側面１０−３の間のＲ面１０−２に複数の凸部５を有することを特徴とする曲げパンチ。又は天面１−３と側面１−１を繋ぐ曲げ部の外周面に前記窪み形状を有する金属板であって、前記窪み形状は側面１−１から凸Ｒ形状の第１接続部４−１に繋がり、前記第１接続部４−１は天面１−３側に傾いた直線または凹Ｒ形状の第１接続面４−２に繋がり、前記第１接続面４−２は凹Ｒ形状の第２接続部４−３に繋がり、前記第２接続部４−３は側面１−１に平行または天面１−３側に傾いた第２接続面４−４に繋がり、前記第２接続面４−４は凸Ｒ形状の第３接続部４−５に繋がり、前記第３接続部４−５は天面１−３側に傾いた直線または凹Ｒ形状の第３接続面４−６に繋がり、前記第３接続面４−６は凹Ｒ形状の第４接続部４−７に繋がり、前記第４接続部４−７は側面１−１に平行または天面１−３側に傾いた第４接続面４−８に繋がり、前記第４接続面４−８は凸Ｒ形状の第５接続部４−９に繋がり、前記第５接続部４−９と天面１−３との間の曲げ外Ｒ面１−２に成形された複数の窪み４を有することを特徴とする金属板。又は前記窪み形状の深さは側面１−１又は曲げ外Ｒ面１−２又は天面１−３から板材厚み１０％〜３０％の請求項２記載の金属板。又は前記窪み形状の本数は５本〜１０本の請求項２又は請求項３記載の金属板。又は前記窪み形状は天面１−３から曲げＲ中心にして９０度範囲の曲げ外Ｒ面１−２から側面１−１に成形する請求項２から４のいずれか一項に記載の金属板。又は材質適用範囲はハイテン５９０材（引張強さ５９０Ｎ／ｍｍ ^２）〜ハイテン１２００材（引張強さ１２００Ｎ／ｍｍ ^２）の請求項２から５のいずれか一項に記載の金属板。又はプレス金型に請求項１記載の曲げパンチを使用して曲げと窪み形状を成形する請求項２から６いずれか一項に記載の金属板の製造方法。

プレス金型でのスプリングバック対策のプレス曲げ成形にて、曲げパンチの凸部が金属板に食いつかない曲げパンチを特徴とし、従来の曲げパンチの直線運動による曲げ加工が可能。

プレス金型で金属板曲げのスプリングバック対策曲げ成形が可能になり、曲げとスプリングバック対策が同時成形できるため工数削減となる。

プレス金型で金属板を徐々に曲げていく多工程曲げや曲げ矯正工程が不要になり、従来の単発金型数より金型数が減る、又は従来の順送り金型のサイズより小さくなることで金型費用のコストダウンになる。

金属板の窪み形状を示した図。曲げパンチの凸部を示した図。曲げと窪み形状の成形完了を示した図。曲げと窪み形状の成形過程を示した図。曲げと窪み形状の成形過程を示した図。曲げと窪み形状の成形過程を示した図。従来のスプリングバック対策図。本発明で成形した製品形状図。本発明で成形した製品形状図。本発明で成形した製品形状図。本発明で成形した製品形状図。本発明の実施例図。

金属板のプレス曲げ成形時に発生するスプリングバックを小さく抑えるための窪み形状を、曲げパンチに凸部を設けて潰し成形する。金属板は図１に、曲げパンチは図２に示し、図４−１〜図４−３は製造過程を順に示す側面図。

金属板を曲げるとともに、その外周面に窪み形状を成形するための曲げパンチであって、前記曲げパンチは、前記金属板の窪み形状に対応する凸部形状をパンチの凸部に有するものであって、前記凸部形状は側面１０−１から凹Ｒ形状の第１接続部５−１に繋がり、前記第１接続部５−１は凸部５側に傾いた直線または凸Ｒ形状の第１接続面５−２に繋がり、前記第１接続面５−２は凸Ｒ形状の第２接続部５−３に繋がり、前記第２接続部５−３は側面１０−３に平行または凸部５側に傾いた第２接続面５−４に繋がり、前記第２接続面５−４は凹Ｒ形状の第３接続部５−５に繋がり、前記第３接続部５−５は凸部５側に傾いた直線または凸Ｒ形状の第３接続面５−６に繋がり、前記第３接続面５−６は凸Ｒ形状の第４接続部５−７に繋がり、前記第４接続部５−７は側面１０−３に平行または凸部５側に傾いた第４接続面５−８に繋がり、前記第４接続面５−８は凹Ｒ形状の第５接続部５−９に繋がり、前記第５接続部５−９は凸部５側に傾いた直線または凸Ｒ形状の第５接続面５−１０に繋がり、前記第５接続面５−１０と側面１０−３の間のＲ面１０−２に複数の凸部５を有する形状である。金属板の曲げと窪み形状の成形完了後に曲げパンチが上昇する時、曲げパンチが金属板に食われないで曲げ成形できる曲げパンチの凸部形状になっている。

金属板のスプリングバックを小さくするために図１の窪み形状にする。天面１−３と側面１−１を繋ぐ曲げ部の外周面に前記窪み形状を有する金属板であって、前記窪み形状は側面１−１から凸Ｒ形状の第１接続部４−１に繋がり、前記第１接続部４−１は天面１−３側に傾いた直線または凹Ｒ形状の第１接続面４−２に繋がり、前記第１接続面４−２は凹Ｒ形状の第２接続部４−３に繋がり、前記第２接続部４−３は側面１−１に平行または天面１−３側に傾いた第２接続面４−４に繋がり、前記第２接続面４−４は凸Ｒ形状の第３接続部４−５に繋がり、前記第３接続部４−５は天面１−３側に傾いた直線または凹Ｒ形状の第３接続面４−６に繋がり、前記第３接続面４−６は凹Ｒ形状の第４接続部４−７に繋がり、前記第４接続部４−７は側面１−１に平行または天面１−３側に傾いた第４接続面４−８に繋がり、前記第４接続面４−８は凸Ｒ形状の第５接続部４−９に繋がり、前記第５接続部４−９と天面１−３との間の曲げ外Ｒ面１−２に成形された複数の窪み４を有する形状である。窪み形状は天面１−３から曲げＲ中心にして９０度範囲の曲げ外Ｒ面１−２から側面１−１に成形する。窪み形状の深さは側面１−１又は曲げ外Ｒ面１−２又は天面１−３から板材厚み１０％〜３０％で窪み形状の本数は５本〜１０本成形する。

金属板の曲げＲが３ｍｍの場合は窪みを６本成形する。曲げＲの大きさや試打の結果により窪みの本数と窪み深さを変える。窪み成形によるスプリングバッグを小さくする効果は、窪みが深いほうが、窪みの本数が多いほうが効果が大きくなる。

金属板の材質がハイテン材の場合、プレス曲げ成形時に発生するスプリングバックは特に大きいので、ハイテン５９０材（引張強さ５９０Ｎ／ｍｍ２）〜ハイテン材１２００（引張強さ１２００Ｎ／ｍｍ２）に大きな効果がある。

図４−１〜図４−３は金属板の曲げと窪み形状を同時に成形する製造過程を順に示す側面図である。
図４−１は金属板の曲げと窪み形状成形前の状態である。ストリッパー８で金属板が動かないように押さえ込んでいる状態で曲げ成形する。下矢印１１は曲げパンチの運動方向を示す。
図４−２は金属板の曲げと窪み形状成形が完了した状態。曲げパンチの凸部が金属板に食いもんでいる。
図４−３は曲げと窪み形状成形完了後の曲げパンチの凸部が金属板から抜けた状態。上矢印１２は曲げパンチの運動方向を示す。曲げパンチの凸部は金属板に食いつくことなく上矢印１２の方向へ上昇していく。

実施例参考図は従来曲げ金属板ａと本発明曲げ金属板ｂの曲げ成形仕上がりを比較した図である。金属板の材質はハイテン９８０材で板厚は１ｍｍを使用し、本発明の窪み深さを板厚２０％にて実施した結果である。従来曲げ金属板ａでは曲げ角度が５度だが、本発明曲げ金属板ｂでは曲げ角度が１度になった。

ａ従来曲げ金属板
ｂ本発明曲げ金属板
１金属板
１−１側面
１−２曲げ外Ｒ面
１−３天面
２ダイス
３ポンチ
４窪み
４−１第１接続部
４−２第１接続面
４−３第２接続部
４−４第２接続面
４−５第３接続部
４−６第３接続面
４−７第４接続部
４−８第４接続面
４−９第５接続部
５凸部
５−１第１接続部
５−２第１接続面
５−３第２接続部
５−４第２接続面
５−５第３接続部
５−６第３接続面
５−７第４接続部
５−８第４接続面
５−９第５接続部
５−１０第５接続面
６突起
７パッド
８ストリッパー
９曲げ受けダイ
１０曲げパンチ
１０−１側面
１０−２Ｒ面
１０−３側面
１１下矢印
１２上矢印

Claims

金属板を曲げるとともに、その外周面に窪み形状を成形するための曲げパンチであって、前記曲げパンチは、前記金属板の窪み形状に対応する凸部形状をパンチの凸部に有するものであって、前記凸部形状は側面１０−１から凹Ｒ形状の第１接続部５−１に繋がり、前記第１接続部５−１は凸部５側に傾いた直線または凸Ｒ形状の第１接続面５−２に繋がり、前記第１接続面５−２は凸Ｒ形状の第２接続部５−３に繋がり、前記第２接続部５−３は側面１０−３に平行または凸部５側に傾いた第２接続面５−４に繋がり、前記第２接続面５−４は凹Ｒ形状の第３接続部５−５に繋がり、前記第３接続部５−５は凸部５側に傾いた直線または凸Ｒ形状の第３接続面５−６に繋がり、前記第３接続面５−６は凸Ｒ形状の第４接続部５−７に繋がり、前記第４接続部５−７は側面１０−３に平行または凸部５側に傾いた第４接続面５−８に繋がり、前記第４接続面５−８は凹Ｒ形状の第５接続部５−９に繋がり、前記第５接続部５−９は凸部５側に傾いた直線または凸Ｒ形状の第５接続面５−１０に繋がり、前記第５接続面５−１０と側面１０−３の間のＲ面１０−２に複数の凸部５を有することを特徴とする曲げパンチ。
天面１−３と側面１−１を繋ぐ曲げ部の外周面に前記窪み形状を有する金属板であって、前記窪み形状は側面１−１から凸Ｒ形状の第１接続部４−１に繋がり、前記第１接続部４−１は天面１−３側に傾いた直線または凹Ｒ形状の第１接続面４−２に繋がり、前記第１接続面４−２は凹Ｒ形状の第２接続部４−３に繋がり、前記第２接続部４−３は側面１−１に平行または天面１−３側に傾いた第２接続面４−４に繋がり、前記第２接続面４−４は凸Ｒ形状の第３接続部４−５に繋がり、前記第３接続部４−５は天面１−３側に傾いた直線または凹Ｒ形状の第３接続面４−６に繋がり、前記第３接続面４−６は凹Ｒ形状の第４接続部４−７に繋がり、前記第４接続部４−７は側面１−１に平行または天面１−３側に傾いた第４接続面４−８に繋がり、前記第４接続面４−８は凸Ｒ形状の第５接続部４−９に繋がり、前記第５接続部４−９と天面１−３との間の曲げ外Ｒ面１−２に成形された複数の窪み４を有することを特徴とする金属板。
前記窪み形状の深さは側面１−１又は曲げ外Ｒ面１−２又は天面１−３から板材厚み１０％〜３０％の請求項２記載の金属板。
前記窪み形状の本数は５本〜１０本の請求項２又は請求項３記載の金属板。
前記窪み形状は天面１−３から曲げＲ中心にして９０度範囲の曲げ外Ｒ面１− −２から側面１−１に成形する請求項２から４のいずれか一項に記載の金属板。
材質適用範囲はハイテン５９０材（引張強さ５９０Ｎ／ｍｍ ^２）〜ハイテン１２００材（引張強さ１２００Ｎ／ｍｍ ^２）の請求項２から５のいずれか一項に記載の金属板。
プレス金型に請求項１記載の曲げパンチを使用して曲げと窪み形状を成形する請求項２から６いずれか一項に記載の金属板の製造方法。