JPH11138217A - Bending method by pushing through - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve machining accuracy and productivity by correcting the correction factor of springback for each material to be worked to difference in characteristic and variation of each material to be worked in bending by pushing through which is applied to the bending work of a three-dimensional solid shape. SOLUTION: In the bending work which is controlled by calculating the moving amount of a movable die based on the numerical value of a three- dimensional coodinate system of the three-dimensional solid shape as an object and correcting the moving amount of the movable die by the correction factor of springback which is preliminarily determined as a function of the 0.2% yield strength (σ0.2 ), work hardening index (n-value), bend radius (R), section modulus (Z) and cross-sectional area (A) of a shape by experimentation, plastic deformation such as bending work is executed in the tip part at the time of starting the bending work, the σ0.2 is calculated from the relationship between the load and deformation and the correction factor of springback to the individual material to be worked is corrected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両のフレ
ーム材や建築用部材及び船舶用部材に使用されるＡｌ合
金押し出し形材等の形材を押し通し曲げにより二次元ま
たは三次元的に曲げ加工する技術に関し、特にこれらの
部材を高精度に曲げ加工する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-dimensional or three-dimensional structure formed by extruding an aluminum alloy used for a frame material of a vehicle such as an automobile, a construction member and a ship member, such as an extruded aluminum alloy. The present invention relates to a technology for bending, and particularly to a technology for bending these members with high precision.

【０００２】[0002]

【従来の技術】Ａｌ合金押出形材等の長尺形材を曲げ加
工する方法には、回転引き曲げ（ドローベンディン
グ）、引張曲げ（ストレッチベンディング）や押し通し
曲げ等がある。このような曲げ加工においては、目的と
する曲げ成形が単純な曲げや一定の曲率の単純な形状の
ものであれば、実験的に加工条件を確認して加工工具の
変位位置や動作量の設定を行えば良く、最近ではこれら
の加工条件を所定のデータに基づいて数値計算により割
り出して自動的に加工工具を駆動操作することも試みら
れている。2. Description of the Related Art Methods for bending a long material such as an extruded aluminum alloy material include rotary bending (draw bending), tensile bending (stretch bending), and push-through bending. In such bending, if the intended bending is simple bending or a simple shape with a constant curvature, the processing conditions are checked experimentally and the displacement position and the amount of movement of the processing tool are set. In recent years, it has been attempted to automatically calculate and drive a machining tool by calculating these machining conditions by numerical calculation based on predetermined data.

【０００３】この曲げ加工を行う場合、弾性域における
変形に相当する被加工材のスプリングバックを伴うか
ら、加工工具によって荷重を負荷された際の曲げ半径Ｒ
（＝Ｒ ₀ ）に対して、実際に曲げられた形材の曲率半径
Ｒ_a は、スプリングバック分だけ元に戻る。また、特に
押し通し曲げにおいて、目的とする曲率半径Ｒ_a の曲げ
加工を行うには、加工工具となる固定金型と可動金型と
の位置関係で定まる曲げ半径Ｒ₀ を被加工材固有のスプ
リングバック量を見込んで補正する必要がある。このス
プリングバック量は被加工材の材質、形状、目的とする
曲率半径Ｒ_a によって異なるが、予めこれらの関係を実
験により数値的に求めておけば、これらの材質や形状の
条件が変わらない限り、加工条件のデータとして取り込
むことにより、適切な曲げ成形を行うことができるもの
で、前記の数値計算による曲げ加工の制御に用いること
により、高精度で生産性の高い曲げ成形を行うことがで
きる。[0003] When performing this bending process, in the elastic region
Does the work involve springback of the workpiece equivalent to deformation?
The bending radius R when a load is applied by the machining tool
(= R ₀ ), The radius of curvature of the actually bent profile
R_a Returns to springback. Also especially
In push-through bending, the desired radius of curvature R_a Bending of
To perform machining, a fixed mold and a movable mold,
Radius R determined by the positional relationship₀ Is the material-specific sp
It is necessary to correct for the amount of ringback. This
The amount of pullback depends on the material, shape and purpose of the workpiece
Radius of curvature R_a These relationships depend on
If numerically determined by experiments, these materials and shapes
Unless the conditions change, import as processing condition data
That can perform appropriate bending
In the above, it is used for controlling bending by the numerical calculation.
Enables highly accurate and highly productive bending
Wear.

【０００４】ところで、前記に挙げた押し通し曲げ（マ
ルチベンダー）は、図１に示すように固定金型２に対し
て被加工材１の押し通し方向に垂直な２方向に移動可能
で、且つこれらの方向に回転可能で、さらに押し通し方
向の軸回りに回転可能な可動金型３からなり、被加工材
１の後端に押圧力Ｑを加えることによって被加工材を固
定金型から可動金型に押し通すと共に可動金型の位置と
角度を変更させることによって、これらの金型の位置関
係と角度によって決まる曲率の曲げ加工を行うものであ
る。このように押し通し曲げ加工法は、可動金型が３次
元軸で移動及び回転可能であるため、長尺形材を立体的
に曲げ加工する成形に用いられるが、このような３次元
立体形状に対しては、加工位置（形材の長手方向の位
置）によって異なるそれぞれの曲げの曲率及び曲げの方
向を把握して、可動金型の動作量を算出することは困難
であり、可動金型の自動的な制御による正確な曲げ加工
は実現し難かった。By the way, the press-through bending (multi-bender) mentioned above can be moved in two directions perpendicular to the pressing direction of the workpiece 1 with respect to the fixed mold 2 as shown in FIG. A movable mold 3 which is rotatable in the direction of rotation and further rotatable about the axis in the pushing direction, and applies a pressing force Q to the rear end of the workpiece 1 to move the workpiece from the fixed mold to the movable mold. By pushing through and changing the position and angle of the movable mold, a bending process with a curvature determined by the positional relationship and angle of these molds is performed. As described above, the push-through bending method is used for forming a long shape material three-dimensionally because the movable mold can move and rotate on a three-dimensional axis. On the other hand, it is difficult to calculate the moving amount of the movable mold by grasping the curvature and the direction of the bending, which are different depending on the processing position (the position in the longitudinal direction of the profile). Precise bending by automatic control was difficult to achieve.

【０００５】また、押し通し曲げ加工は、二次元及び三
次元の曲げ加工の自由度が大きく複雑な形状の曲げ加工
に適用できるが、一般的な回転引き曲げ等に比して曲げ
半径Ｒが大きい場合に特に最適に利用されるものであ
る。このような場合、加工度が比較的小さく、曲げ加工
が行われる塑性域の変形度合いに対して弾性域の変形度
合いが大きいために、加工度に比して加工された形材の
内部に残存する弾性歪みが大きく、この弾性歪みは可動
金型を通過した後の形材のもとの形状に復元しようとす
るスプリングバックの原因となることから、加工精度に
対するスプリングバックの影響が大きい。In addition, the push-through bending can be applied to bending of a complicated shape having a large degree of freedom in two-dimensional and three-dimensional bending, but has a larger bending radius R as compared with general rotary drawing and the like. It is particularly optimally used in some cases. In such a case, the degree of deformation is relatively small, and the degree of deformation in the elastic region is larger than the degree of deformation in the plastic region where bending is performed. The elastic strain is large, and this elastic strain causes a springback that attempts to restore the original shape of the profile after passing through the movable mold. Therefore, the springback greatly affects the processing accuracy.

【０００６】しかも、スプリングバックは、加工形材の
断面形状、材質、曲げ半径等の種々の加工条件によって
複雑に異なるため、加工条件として解析、定量化したり
することは困難である。このため、目標とする加工形状
に形材を成形する場合、これらの加工条件を変えて多く
の試行錯誤を繰り返すことによって、スプリングバック
の影響を修正した適正な加工条件を割り出す必要があ
る。つまり、材質が一定の場合で一定の曲げ半径で一定
の方向に曲げる場合は、前記の通りこのスプリングバッ
クは得ようとする曲げ半径Ｒ_a と固定金型と可動金型の
位置関係によりスプリングバックがないとした場合得ら
れるであろう理論曲げ半径Ｒ₀ との比率（スプリングバ
ック補正係数）Ｓ＝Ｒ_a ／Ｒ₀ は試行錯誤によりある程
度判るから、目的通りの曲率となるように曲げ加工の条
件を修正することができる。また、材質に多少の変動が
生じても一定の曲げ半径で一定の方向に曲げる場合は曲
げ後の矯正が比較的容易であった。しかしながら、三次
元の押し通し曲げのように曲げ半径や曲げ方向が途中で
変化する場合は曲げ加工中にスプリングバック量も変化
する。このため、試行錯誤により曲げ加工中に順次変化
するスプリングバック補正係数Ｓを求めることは困難
で、まして被加工材の材質に変動がある場合に発生する
予定外の加工形状の誤差を曲げ加工後に矯正することは
ほとんど不可能であった。このように、押し通し曲げ加
工による三次元の曲げ加工においては、材質に多少なり
とも変動を生じる場合には、従来行われてきた材質一定
の前提に立つ試行錯誤によるスプリングバック補正方法
は適用できず、正確なスプリングバック量の予測は困難
であった。このため、押し通し曲げにおいては十分な曲
げ加工精度が得られず、加工後の矯正が必要となって生
産性向上の要請を満たすところとなっていなかった。Moreover, since the springback varies in a complicated manner depending on various processing conditions such as the cross-sectional shape, material, bending radius and the like of the processed material, it is difficult to analyze and quantify the processing conditions. For this reason, when forming a profile into a target processing shape, it is necessary to determine the proper processing conditions by correcting the influence of springback by changing these processing conditions and repeating many trials and errors. That is, when the material is bent in a predetermined direction at a constant bending radius in case of a constant, the street spring back by the positional relationship between the stationary mold and the movable mold radius R _a bend to be obtained in the spring-back The ratio (spring-back correction coefficient) S = R _a / R ₀ to the theoretical bending radius R ₀ , which would be obtained if there is no, can be determined to some extent by trial and error. Conditions can be modified. In addition, when the material is bent in a certain direction at a certain bending radius even if the material slightly fluctuates, the correction after the bending is relatively easy. However, when the bending radius and the bending direction change on the way as in the case of three-dimensional press-through bending, the springback amount also changes during bending. For this reason, it is difficult to determine the springback correction coefficient S that changes sequentially during bending by trial and error, and moreover, an error in an unexpected processing shape that occurs when there is a change in the material of the workpiece is determined after the bending. It was almost impossible to correct. As described above, in the three-dimensional bending by the push-through bending, if the material slightly fluctuates, the conventional springback correction method based on trial and error based on the premise of constant material cannot be applied. However, it was difficult to accurately predict the amount of springback. For this reason, sufficient bending accuracy cannot be obtained in the push-through bending, and straightening after the processing is required, and the demand for improving productivity has not been met.

【０００７】本発明者らは、これらの問題に対処するた
め、先に固定金型及び可動金型を使用した押し通し曲げ
により形材を立体的な３次元形状に曲げ加工する方法に
おいて、目的曲げ形状に対してその３次元直交座標系に
おける座標値を把握して、形材の任意位置での曲率半径
と曲げ方向を算出すると共に、加工開始位置より該任意
位置までの立体的な３次元形状に沿う長さを算出し、固
定金型と可動金型の位置関係から求められる理論曲げ半
径（Ｒ₀ ）と実際に得られた曲げ半径（Ｒ_a ）との比
（Ｒ_a ／Ｒ₀ ）で表されるスプリングバック補正係数
（Ｓ）を、予め予備実験により、引張り試験における
０．２％耐力σ_0.2 、加工硬化指数ｎ、形材の断面積Ａ
及び形材断面における引張り側と圧縮側の断面係数の平
均値Ｚを関数とする関係式として求めて、押し込み量が
該３次元形状に沿う長さの時点において、可動金型の移
動量を上記算出された曲率半径と曲げ方向及びこの関係
式により算出された補正係数に基づいて決定し、形材の
曲げ開始位置より曲げ完了位置まで、連続して曲げ加工
を行うことにより、可動金型を自動的に制御して、三次
元立体形状の曲げ加工を高い精度及び生産性で行う手法
を開発した。In order to address these problems, the present inventors have proposed a method of bending a profile into a three-dimensional shape by press-through bending using a fixed mold and a movable mold. By grasping the coordinate values of the shape in the three-dimensional orthogonal coordinate system, calculating the radius of curvature and bending direction at an arbitrary position of the profile, and a three-dimensional three-dimensional shape from the machining start position to the arbitrary position Is calculated, and the ratio (R _a / R ₀ ) between the theoretical bending radius (R ₀ ) obtained from the positional relationship between the fixed mold and the movable mold and the actually obtained bending radius (R _a ). The spring-back correction coefficient (S) represented by the following formulas was previously determined by a preliminary experiment to obtain a 0.2% proof stress σ _0.2 in a tensile test, a work hardening index n, and a cross-sectional area A of a profile.
And a relational expression having a function of the average value Z of the section coefficients on the tension side and the compression side in the cross section of the section, and when the amount of indentation is the length along the three-dimensional shape, the amount of movement of the movable mold is calculated as described above. The movable mold is determined based on the calculated radius of curvature, the bending direction, and the correction coefficient calculated by the relational expression, and continuously performing the bending process from the bending start position to the bending completion position of the shape material. We have developed a method to automatically control and perform three-dimensional three-dimensional shape bending with high accuracy and productivity.

【０００８】即ち、図２に示すように、形材の目的曲げ
形状をその長手方向をＸ軸方向にして３次元ＸＹＺ立体
座標系における座標値として捉え、形材の曲げ開始位置
Ｐ₁から任意の位置Ｐ_n までの目的曲げ形状に沿う積算
値Ｌ_n 、即ち押し込み量をＰ ₀ からＰ_n までの座標値に
より求め、前記の座標値をＸＹ座標面及びＸＺ座標面に
投影した座標におけるＰ_n 位置における曲げ半径Ｒ_XY、
Ｒ_XZを、Ｐ_n-1 、Ｐ_n及びＰ_n+1 の座標より求める。That is, as shown in FIG.
The shape is a three-dimensional XYZ solid whose longitudinal direction is the X-axis direction.
Bending start position of the profile taken as coordinate values in the coordinate system
P₁Any position P from_n Up to the target bending shape up to
Value L_n , That is, the pushing amount is P ₀ To P_n To coordinate values up to
Calculated on the XY coordinate plane and the XZ coordinate plane.
P at projected coordinates_n Bending radius R at position_XY,
R_XZAnd P_n-1 , P_nAnd P_{n + 1} From the coordinates of

【０００９】これらの固定金型、可動金型の位置関係及
び曲げ加工の曲率との関係についてみると、図３におい
て、固定金型２と可動金型３の間を通る形材１は、可動
金型の動作量を表す移動量Ｍと固定金型と可動金型の間
の間隔Ｄで定まる曲率半径Ｒの曲率で曲げられ、軸回転
量θに設定された可動金型を通って曲げ加工される。こ
の場合、可動金型の軸回転量θは、理論回転量θ_t （曲
率半径Ｒで形材が可動金型を通過する場合、形材の軸線
と直交する可動金型のなす角度）の４５〜５５％の軸回
転量とすることで曲げ加工時の座屈や皺の発生が抑制さ
れる（平成７年特許願第３５３５１１号）。次に、図４
に示すように、固定金型２と可動金型３との間の曲げ状
態を半径Ｒの円と仮定すると、これらの固定金型と可動
金型の間隔をＤ、可動金型の移動量をＭ、可動金型の理
論軸回転量をθ_t とすると、移動量Ｍと曲げ半径Ｒとの
間には、次の関係がある。 Ｒ−Ｍ＝Ｒｃｏｓθ_t Ｍ＝Ｒ−Ｒｃｏｓθ_t Ｍ＝Ｒ（１−ｃｏｓθ_t ） θ_t ＝ｓｉｎ^-1（Ｄ／Ｒ） ∴ Ｍ＝Ｒ（１−ｃｏｓ（ｓｉｎ^-1（Ｄ／Ｒ））） 従って、前記のＸＹ平面において算出した曲率半径Ｒを
上記の式に代入することにより、ＸＹ平面にて見た場合
の曲率半径Ｒに対する可動金型の理論動作量Ｍ _y （ｙ方
向に対する移動量）は、 Ｍ_y ＝Ｒ（１−ｃｏｓ（ｓｉｎ^-1（Ｄ／Ｒ））） として算出される。The positional relationship between the fixed mold and the movable mold, and
Fig. 3 shows the relationship between the bending and bending curvature.
Thus, the profile 1 passing between the fixed mold 2 and the movable mold 3 is movable.
Movement amount M indicating the amount of movement of the mold and between the fixed mold and the movable mold
Bend at the curvature of radius of curvature R determined by the interval D
Bending is performed through a movable mold set to the amount θ. This
In the case of, the shaft rotation amount θ of the movable mold is the theoretical rotation amount θ_t (Song
When the profile passes through the movable mold with a radius R, the axis of the profile
45 to 55% of the angle of rotation of the movable mold
The amount of rolling reduces buckling and wrinkling during bending.
(1995 Patent Application No. 353511). Next, FIG.
As shown in the figure, the bent shape between the fixed mold 2 and the movable mold 3
Assuming that the state is a circle of radius R, these fixed molds and movable
The distance between the molds is D, the amount of movement of the movable mold is M,
The theoretical axis rotation amount is θ_t Then, the movement amount M and the bending radius R
The following relationship exists between them. RM = Rcos θ_t M = R−Rcos θ_t M = R (1-cos θ_t ) Θ_t = Sin^-1(D / R) Ｍ M = R (1-cos (sin^-1(D / R))) Therefore, the radius of curvature R calculated on the XY plane is
By substituting into the above formula, when viewed on the XY plane
Of the movable mold relative to the radius of curvature R of the movable mold M _y (Y way
Direction) is M_y = R (1-cos (sin^-1(D / R))).

【００１０】以上の関係はＸ−Ｚ座標系でも同様に成り
立つから、可動金型のｚ軸方向の理論動作量Ｍ_z が求ま
る。このようにして計算されたＹ軸方向及びＺ軸方向の
可動金型動作量をそれぞれ用い、押し込み量積算値Ｌ_n
におけるＸ−Ｙ座標面での曲率半径とＸ−Ｚ座標面での
曲率半径から、可動金型のｙ方向の理論動作量とｚ方向
の理論動作量を求めることにより、立体的な３次元の形
状の曲げ加工を行うことができる。これら数値処理は、
３次元立体形状の数値が与えられれば、自動的に容易に
算出されるものであり、これによって曲げ加工を連続的
に正確に行うための可動金型の移動量を容易に得ること
ができる。尚、以上の説明では可動金型の移動量制御を
ｙ方向、ｚ方向に行うよう目標曲げ形状をＸ−Ｙ座標と
Ｘ−Ｚ座標に分解して加工する制御法を示したが、曲率
半径とその曲げ方向を求めて、この曲げ方向に直接可動
金型を動作させてもよい。（平成８年特許願第１６８３
０５号）[0010] Since holds similarly in the above relationship X-Z coordinate system, obtained is z-axis direction of the theoretical operating amount M _z of the movable mold. Using the movable mold movement amounts in the Y-axis direction and the Z-axis direction calculated in this way, the push-in amount integrated value L _n
By calculating the theoretical operation amount in the y direction and the theoretical operation amount in the z direction of the movable mold from the radius of curvature in the XY coordinate plane and the radius of curvature in the XZ coordinate plane The shape can be bent. These numerical operations are:
If the numerical value of the three-dimensional solid shape is given, it is automatically and easily calculated, whereby the moving amount of the movable mold for continuously and accurately performing the bending can be easily obtained. In the above description, the control method is shown in which the target bending shape is decomposed into XY coordinates and XZ coordinates so that the moving amount of the movable mold is controlled in the y and z directions. And the bending direction thereof, and the movable mold may be directly operated in the bending direction. (1996 Patent Application No. 1683
No. 05)

【００１１】以上の可動金型の移動量は、形材の幾何学
的な立体形状から導いた理論動作量であるが、実際の曲
げ加工においては、材質や断面形状などに固有のスプリ
ングバックを伴うため、目標とする形状に正確に曲げ加
工を行うにはこれらのスプリングバックを見込む補正を
行う必要がある。曲げ加工に伴うスプリングバックには
多くの因子が影響するが、実用上影響の大きなものとし
て、形材の０．２％耐力（σ_0.2 ）、加工硬化指数（ｎ
値）、曲げ半径（Ｒ）、断面係数（Ｚ）及び断面積
（Ａ）が挙げられる。本発明者らは、これらの因子の関
数として導かれる関係式により求めたスプリングバック
補正係数を用いることにより、前記の立体的な３次元形
状の曲げ加工においてより的確な高精度の曲げ加工を行
えることを明らかにし、また、被加工材の形材におい
て、各因子についてスプリングバックとの関係式を実験
によって具体的式として明らかにし、その実験結果から
スプリングバックを定量的に予測できる関係式を導き出
し、先にこの関係式を用いた押し通し曲げ加工方法を出
願したところである。この関係式に従うとき、前記の立
体的な３次元形状の曲げ加工において多数の試行錯誤を
繰り返すことなく、数回程度のテスト成形で誤差の範囲
に収まる曲げ加工が可能になった。（平成８年特許願第
３２４９７６号）The moving amount of the movable mold described above is a theoretical operation amount derived from the geometrical three-dimensional shape of the profile. In actual bending, however, a springback specific to the material and the cross-sectional shape is required. Therefore, it is necessary to perform a correction in consideration of these springbacks in order to accurately perform bending to a target shape. Many factors affect the springback caused by bending, but in practice, the most significant effects are the 0.2% proof stress (σ _0.2 ) and the work hardening index (n
Value), bending radius (R), section modulus (Z), and cross-sectional area (A). The present inventors can perform more accurate and highly accurate bending in the three-dimensional three-dimensional shape bending by using the springback correction coefficient obtained by a relational expression derived as a function of these factors. In addition, we clarified the relational expression with springback for each factor in the profile of the workpiece as a concrete expression by experiments, and derived a relational expression that can quantitatively predict springback from the experimental results. The applicant has previously filed an application for a press-through bending method using this relational expression. In accordance with this relational expression, it is possible to perform the bending process within the range of the error by performing the test forming several times without repeating many trials and errors in the bending process of the three-dimensional three-dimensional shape. (1996 Patent Application No. 324976)

【００１２】このスプリングバック補正係数（Ｓ）は、
前記理論曲げ半径（Ｒ₀ ）と実際に得られた曲げ半径
（Ｒ_a ）との比（Ｒ_a ／Ｒ₀ ）で表され、次式（１）、
（２）、（３）で算出される。 Ｓ＝α₁ ×｛１／（１−ｎ）｝×σ_0.2 ^b ・・・ （１） ｂ＝α₂ ×Ｒ_a ^c ・・・ （２） ｃ＝α₃ ×（Ｚ^0.132 ／Ａ^0.1 ） ・・・ （３） α₁ ：係数（０．５〜０．６） α₂ ：係数（０．０５〜０．１０） α₃ ：係数（０．１〜０．２） σ_0.2 ：引張り試験における０．２％耐力（Ｎ／ｍｍ
² ） ｎ：加工硬化指数 Ａ：形材の断面積（ｍｍ² ） Ｚ：形材断面における引張側と圧縮側と断面係数の平均
値（ｍｍ³ ）The springback correction coefficient (S) is
It is represented by the ratio (R _a / R ₀ ) between the theoretical bending radius (R ₀ ) and the actually obtained bending radius (R _a ), and the following equation (1):
It is calculated in (2) and (3). _{S = α 1 × {1 /} (1-n)} × σ 0.2 b ··· (1) b = α 2 × R a c ··· (2) c = α 3 × (Z 0.132 / A 0.1) ... (3) α ₁ : coefficient (0.5 to 0.6) α ₂ : coefficient (0.05 to 0.10) α ₃ : coefficient ( _{0.1 to 0.2} ) σ _0.2 : tensile test 0.2% proof stress (N / mm
² ) n: Work hardening index A: Cross-sectional area of profile (mm ² ) Z: Average value of cross-sectional modulus between tensile side and compression side in cross section of profile (mm ³ )

【００１３】また、上記（１）式のα₁ について、実測
されたスプリングバック補正係数Ｓ（Ｓ＝Ｒ_a ／Ｒ₀ ）
と０．２％耐力σ_0.2 及び加工硬化指数ｎの関係を示す
曲線から求め、上記（２）式のα₂ について、上記曲線
から求められるｂ値と成形後の曲げ半径の関係を表す曲
線から求め、上記（３）のα₃ について、ｃ値と断面積
及び断面係数との関係を表す曲線から求める。従って、
以上から、前記の式によりスプリングバック量を補正さ
れた可動金型の移動量を求めることができる。これによ
り、押し通し曲げにおいてもスプリングバックを補正す
る場合の補正係数を正確に求めることが可能となり、加
工精度を向上させることが可能となる。For α ₁ in the above equation (1), the actually measured springback correction coefficient S (S = R _a / R ₀ )
From the curve indicating the relationship between the 0.2% proof stress _0.2 and the work hardening index n. From the curve representing the relationship between the b value determined from the above curve and the bending radius after molding for α _{2 in} the above equation (2). calculated for alpha ₃ of the above (3), determined from the curve representing the relationship between the c value and the cross-sectional area and section modulus. Therefore,
From the above, the moving amount of the movable mold in which the springback amount has been corrected by the above equation can be obtained. As a result, it is possible to accurately obtain a correction coefficient for correcting springback even in push-through bending, and it is possible to improve processing accuracy.

【００１４】更にまた、上記曲げの曲率半径に応じて幾
何学的に算出される理論回転角度θ _t の４５〜５５％に
可動金型の回転量を設定することにより、曲げ加工に際
して、形材の皺や座屈の発生を抑制するものである。な
お、ここで理論回転角θ_t は、可動金型動作量をＭ、固
定金型と可動金型との間隔をＤとした場合、θ_t ＝２×
ｔａｎ^-1（Ｍ／Ｄ）で与えられる角度で、形材が固定金
型の出口よりｘ軸線方向に出て、可動金型の入口に向け
て半径Ｒの円弧を描いて通過すると想定し、可動金型と
可動金型を通過する形材の軸線方向とを直交させた場合
の可動金型の回転角である。[0014] Furthermore, the number of curvatures depends on the radius of curvature of the bending.
Theoretically calculated rotation angle θ _t 45-55% of
By setting the amount of rotation of the movable mold,
This suppresses the occurrence of wrinkles and buckling of the profile. What
Here, the theoretical rotation angle θ_t Means that the movable mold operation amount is M,
When the distance between the fixed mold and the movable mold is D, θ_t = 2x
tan^-1At the angle given by (M / D), the shape is fixed
Exit in the x-axis direction from the exit of the mold and toward the entrance of the movable mold
And draw a circular arc of radius R
When the axial direction of the profile passing through the movable mold is orthogonal
Is the rotation angle of the movable mold.

【００１５】押し通し曲げ加工における以上の手法は、
可動金型の自動的な制御による高精度で高生産性の成形
加工を可能とするものであるが、なお、前記のような各
ロットごとのまたはロット内の被加工材の特性が一定と
して扱うことができない場合には、上記式によるスプリ
ングバック補正係数が同じ方向に同じ曲げ半径で曲げる
場合でも異なるため、所定の曲げ成形品が得られず、再
度矯正加工を行なう等の措置を取らざるを得ないものと
なっていた。即ち、これらの曲げ加工の対象とする被加
工材は、一般に長尺の押出形材を所定の寸法に切断して
得られものであり、押出し加工においてはダイスを押し
通される先端部、中間部と後部とでは、温度や圧力等の
加工条件、特に熱履歴に僅かながら相違が生じ、これを
切断して所定寸法の曲げ加工に供する場合、各被加工材
ごとにこれらの加工特性が相違することとなる。また、
被加工材は、上記の押出し時以外にも熱処理等の条件も
必ずしも均等になされていない場合があり、被加工材ご
とにその加工特性にすくなからずバラツキの生ずること
は避けられなかった。このような被加工材を曲げ加工す
ると、それぞれスプリングバック補正係数が異なるた
め、均一な所定の曲げ成形品が得られず、再度矯正加工
を要する等、生産性をも損なうものとなっていた。[0015] The above method in the press-through bending is as follows.
It enables high-precision and high-productivity molding by automatic control of the movable mold. However, the characteristics of the material to be processed for each lot or within the lot as described above are treated as constant. If not, the springback correction coefficient according to the above equation is different even when bending in the same direction with the same bending radius, so that a predetermined bent product cannot be obtained, and it is necessary to take measures such as performing straightening again. It was not gained. That is, the workpiece to be bent is generally obtained by cutting a long extruded shape into a predetermined size. There is a slight difference in processing conditions such as temperature and pressure between the part and the rear part, especially in the heat history, and when this is cut and subjected to bending of a predetermined size, these processing characteristics differ for each workpiece. Will be done. Also,
In some cases, the conditions of heat treatment and the like are not always equalized in the work material other than the above-described extrusion, and the work characteristics of each work material are not reduced, and it is inevitable that variations occur. When such workpieces are bent, since the springback correction coefficients are different from each other, a uniform predetermined bent product cannot be obtained, and a straightening process is required again, thereby impairing productivity.

【００１６】このような被加工材ごとのバラツキに対処
するため、被加工材の曲げ加工を行う際に、各ロットご
とに曲げ加工の最初の段階での荷重とその荷重による曲
げの結果からスプリングバック補正係数を修正すること
が試みられている。例えば、特公平３−６７４４８号公
報記載のものでは、成形加工すべき条材を送り→曲げ加
工→送り→曲げ加工を繰り返しながら所定の形状に成形
加工する際に、初回曲げのときには予め計算したスプリ
ングバック補正係数に基づいて所定の加圧力を付与して
行い、それに続く徐荷工程でその条材の荷重−変位の関
係をサンプリングしてスプリングバック補正係数を修正
して、以降の曲げ加工を行うことが提案されている。In order to cope with such variations among the workpieces, when bending the workpieces, a spring in each lot is determined from the load at the initial stage of the bending process and the result of bending by the load. Attempts have been made to correct the back correction factor. For example, in Japanese Patent Publication No. 3-67448, when a strip to be formed is formed into a predetermined shape while repeating feed → bending → feed → bending, it is calculated in advance at the time of initial bending. A predetermined pressing force is applied based on the springback correction coefficient, and the load-displacement relationship of the strip is sampled in the subsequent unloading process to correct the springback correction coefficient, and the subsequent bending process is performed. It is proposed to do.

【００１７】また、特開平６−７９３５７号公報には、
曲げ加工において荷重−変形量をリアルタイムで捉え、
その荷重負荷過程の勾配によりスプリングバック量を予
測しながら曲げ加工を行い、更にこの勾配により予測さ
れるスプリングバック量に基づき加工した後、一旦荷重
を除去して徐荷過程の勾配を新たにモニターしながら先
の勾配を修正して改めてスプリングバック量を予測して
加工することが提案されている。しかしながら、これら
に提案された方法は、いずれも曲げ加工の後に一端荷重
を徐荷し、スプリングバック量を測定し、補正係数を求
めるものである。すなわち試し曲げの結果を見てスプリ
ングバック補正係数を求めることに他ならず、前記した
ように押し通し曲げにおいては、スプリングバックの影
響が著しく大きいためこれらの方法では的確なスプリン
グバック補正ができない。特に、３次元立体曲げを行う
に当たっては、曲げの方向及び曲率が３次元座標系で変
わるため、これらの手法で得られたスプリングバック補
正係数の修正値では十分な精度が得られない。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-79357 discloses that
In the bending process, the load-deformation amount is captured in real time,
Bending is performed while predicting the amount of springback based on the gradient of the load application process. After processing based on the amount of springback predicted by this gradient, the load is removed once and the gradient of the unloading process is newly monitored. Meanwhile, it has been proposed to correct the gradient and re-estimate the amount of springback for machining. However, the methods proposed in these methods all reduce the load at one end after bending, measure the amount of springback, and obtain a correction coefficient. That is, the springback correction coefficient must be determined by observing the results of the test bending. In addition, in the push-through bending, as described above, the springback is significantly affected, so that accurate springback correction cannot be performed by these methods. In particular, in performing three-dimensional three-dimensional bending, since the direction and curvature of bending change in a three-dimensional coordinate system, sufficient accuracy cannot be obtained with the corrected values of the springback correction coefficients obtained by these methods.

【００１８】[0018]

【発明が解決しようとする課題】アルミニウム合金押出
形材を押し通し曲げ加工により三次元立体形状の曲げ加
工を行う場合、スプリングバック補正係数Ｓを左右する
と考えられる主要因子は０．２％耐力、断面形状、ヤン
グ率、加工硬化指数である。これらの内一般的なアルミ
ニウム合金押出形材においては、断面形状、ヤング率、
加工硬化指数は大きな変動はないが、０．２％耐力値は
押出しの開始時・中間時・終了時、合金組成の変動等に
よりかなりの影響を受ける。例えば、ＪＩＳ Ａ ６０
６３Ｔ１の場合、０．２％耐力値は７８Ｎ／ｍｍ² 〜８
４／ｍｍ² の変動があるが、加工硬化指数は０．３１７
〜０．３２４しか変動せず、ヤング率は変動がなく、断
面形状も同じ金型で同じ押出し装置を用いた場合、変化
はほとんどない。そこで、本発明は加工しようとする被
加工物に上記のような０．２％耐力値の変動があって
も、目的形状との誤差の少ない押し通し曲げ加工を可能
にすることを目的とする。また、本発明は、このような
問題を解消すべく案出されたものであり、３次元立体形
状の曲げ加工を対象とする押し通し曲げにおいて、目的
とする３次元立体形状を３次元座標系の数値に基づき可
動金型の移動量を算出して制御すると共に、形材の０．
２％耐力（σ_0.2 ）、加工硬化指数（ｎ値）、曲げ半径
（Ｒ）、断面係数（Ｚ）及び断面積（Ａ）により予め関
数として求めたスプリングバック補正係数を用いてスプ
リングバック量を予測して補正して曲げ加工を行うに際
して、この方法に則したスプリングバック補正方法を創
出し、被加工材ごとの特性の相違やバラツキに対してス
プリングバック補正係数を容易に且つ正確に修正するこ
とを目的とする。When a three-dimensional three-dimensional shape is bent by pushing and bending an extruded aluminum alloy material, the main factors considered to influence the springback correction coefficient S are 0.2% proof stress and cross-section. The shape, Young's modulus and work hardening index. Among these general aluminum alloy extruded profiles, the cross-sectional shape, Young's modulus,
Although the work hardening index does not fluctuate greatly, the 0.2% proof stress value is significantly affected by the start, middle, and end of the extrusion, a change in the alloy composition, and the like. For example, JIS A 60
In the case of 63T1, the 0.2% proof stress value is 78 N / mm ² -8.
There is a variation of 4 / mm ² , but the work hardening index is 0.317
When the same extruder is used in the same mold with the same mold, there is almost no change. Therefore, an object of the present invention is to make it possible to perform the push-through bending process with a small error from the target shape even if the workpiece to be processed has the 0.2% proof stress variation as described above. Further, the present invention has been devised in order to solve such a problem. In push-through bending for bending a three-dimensional three-dimensional shape, a target three-dimensional shape is converted into a three-dimensional coordinate system. The amount of movement of the movable mold is calculated and controlled based on the numerical values, and at the same time, the amount of movement of the profile is reduced to 0.
The amount of springback is determined by using a springback correction coefficient previously obtained as a function from 2% proof stress (σ _0.2 ), work hardening index (n value), bending radius (R), section modulus (Z), and cross-sectional area (A). When performing bending by predicting and correcting, a springback correction method based on this method is created, and the springback correction coefficient is easily and accurately corrected for differences and variations in characteristics of each workpiece. The purpose is to:

【００１９】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、その目的を達
成するため、固定金型及び可動金型を使用した押し通し
曲げにより形材を立体的な３次元形状に曲げ加工する方
法において、曲げ加工時発生するスプリングバックを補
正するスプリングバック補正係数Ｓを０．２％耐力値の
関数とする関係式として求めておき、この関係式により
算出された補正係数Ｓにより可動金型の移動条件を決定
すると共に、曲げ加工しようとする形材のスプリングバ
ック補正係数Ｓをその形材の曲げ開始時に先端部に塑性
変形を起こすに充分な荷重を負荷させ、その荷重と変位
より０．２％耐力値のレベルを認識し上記関係式を修正
して曲げ加工を行う押し通し曲げ加工方法である。この
ため、目的曲げ形状に対してその３次元直交座標系にお
ける座標値を把握して、形材の任意位置での曲率半径と
曲げ方向を算出すると共に、加工開始位置より該任意位
置までの立体的な３次元形状に沿う長さを算出し、固定
金型と可動金型の位置関係から求められる理論曲げ半径
（Ｒ₀ ）と実際に得られた曲げ半径（Ｒ_a ）との比（Ｒ
_a ／Ｒ₀ ）で表されるスプリングバック補正係数（Ｓ）
を、予め予備実験により、引張り試験における０．２％
耐力σ_0.2 、加工硬化指数ｎ、形材の断面積Ａ及び形材
断面における引張り側と圧縮側の断面係数の平均値Ｚを
関数とする関係式として求めて、押し込み量が該３次元
形状に沿う長さの時点における可動金型の移動量を上記
算出された曲率半径と曲げ方向及びこの関係式により算
出された補正係数に基づいて決定すると共に、曲げ開始
時に被加工材に先端側の一部に塑性変形を起こすに充分
な荷重を負荷して、その荷重と変位量を測定して被加工
材の０．２％耐力のレベルを認識し、これによってスプ
リングバック補正係数を修正し、入力データを修正して
連続的に曲げ成形を行う。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the object, the present invention relates to a method of bending a shape into a three-dimensional shape by pushing through a fixed mold and a movable mold. A springback correction coefficient S for correcting springback generated during machining is obtained as a relational expression as a function of a 0.2% proof stress value, and the moving condition of the movable mold is determined by the correction coefficient S calculated by the relational expression. At the same time, the springback correction coefficient S of the section to be bent is set to a load sufficient to cause plastic deformation at the tip portion at the start of bending of the section, and a 0.2% proof stress is calculated based on the load and the displacement. This is a push-through bending method in which the level of the value is recognized, the above relational expression is corrected, and bending is performed. For this reason, the coordinate value of the target bending shape in the three-dimensional orthogonal coordinate system is grasped, the radius of curvature and the bending direction at an arbitrary position of the profile are calculated, and the three-dimensional shape from the machining start position to the arbitrary position is calculated. Of the theoretical bending radius (R ₀ ) determined from the positional relationship between the fixed mold and the movable mold and the actually obtained bending radius (R _a ) (R _a ).
_a / R ₀ ) Springback correction coefficient (S)
Was previously determined by a preliminary experiment to be 0.2% in the tensile test.
The proof stress σ _0.2 , the work hardening index n, the cross-sectional area A of the profile and the average value Z of the cross-sectional modulus on the tensile side and the compressive side in the profile of the profile are calculated as a relational expression. The amount of movement of the movable mold at the time along the length is determined on the basis of the calculated radius of curvature and bending direction and the correction coefficient calculated by the relational expression. Apply a load sufficient to cause plastic deformation in the part, measure the load and the amount of displacement, recognize the 0.2% proof stress level of the workpiece, correct the springback correction coefficient, and input Bending is performed continuously by correcting the data.

【００２０】また、前記の荷重と変位量を曲げ加工開始
時の領域における可動金型の曲げ荷重の負荷と可動金型
移動量または可動金型出側で変位センサーで測定した被
加工材表面の変位量により求めて被加工材の０．２％耐
力のレベルを認識し、これによってスプリングバック補
正係数を修正し、入力データを修正して連続的に曲げ成
形を行うものであり、このため、前記の荷重と変位量を
可動金型近傍ないし可動金型内に取付けた加圧治具によ
り、被加工材先端部に加えた押荷重とそれによる部分的
変形量により求めて被加工材の０．２％耐力レベルを認
識し、これによってスプリングバック補正係数を修正
し、入力データを修正して連続的に曲げ成形を行うもの
であり、更に、前記の０．２％耐力値のレベル認識は可
動金型を一定変位量移動させ、その際の可動金型に負荷
される荷重を測定することにより行い、或いは、前記の
０．２％耐力値のレベル認識は可動金型に一定の荷重を
負荷させ、それにより生じる変形量を測定することによ
り行う。Further, the above-mentioned load and displacement are measured by a displacement sensor at the bending mold load and the movable mold moving amount in the region at the start of the bending process, or the workpiece surface measured by the displacement sensor at the movable mold exit side. The level of the 0.2% proof stress of the workpiece is determined based on the amount of displacement, and the springback correction coefficient is corrected based on the level, and the input data is corrected to perform continuous bending. The above-mentioned load and displacement amount are obtained from the pressing load applied to the front end portion of the work material and the amount of partial deformation due to the pressing force applied to the front end of the work material by a pressing jig mounted near or in the movable mold. .2% proof stress level is recognized, whereby the springback correction coefficient is corrected, input data is corrected, and continuous bending is performed. Constant displacement of movable mold Or by measuring the load applied to the movable mold at that time, or the level recognition of the 0.2% proof stress value is performed by applying a constant load to the movable mold and causing deformation. This is done by measuring the amount.

【００２１】[0021]

【作用】先に提案した押し通し曲げ加工におけるスプリ
ングバック補正係数は、形材の０．２％耐力（σ
_0.2 ）、加工硬化指数（ｎ値）、曲げ半径（Ｒ）、断面
係数（Ｚ）及び断面積（Ａ）の関数として求められる
が、種々検討の結果、被加工材の個々の加工特性のバラ
ツキに関連して、実際上この内断面係数（Ｚ）及び断面
積（Ａ）は、前述のごとく本発明の対象とする押し通し
曲げにおけるスプリングバック補正係数に影響を与える
程の大きな変動は表れず、材料特性値としての０．２％
耐力（σ_0.2 ）、加工硬化指数（ｎ値）の内、０．２％
耐力（σ_0.2 ）の影響が最も大きいことが判明した。即
ち、σ_0.2 の大小が塑性加工域における変形のし易さに
大きく関与するためで、アルミニウム合金の押出形材に
あっては被加工材の加工履歴によってもその変動が大き
く、そのバラツキがスプリングバック補正係数の変動に
対して支配的であることを突き止め、先に提案したスプ
リングバック補正係数に対して、加工当初の曲げ等の変
移量とその際の荷重によって、被加工材ごとにσ_0.2 を
把握してスプリングバック補正係数を修正することによ
り、容易に且つ的確に被加工材の特性のバラツキによる
影響を解消して均一な曲げ加工を行うことを可能とし、
本発明に至ったものである。The spring back correction coefficient in the previously proposed push-through bending is the 0.2% proof stress (σ
_0.2 ), work hardening index (n value), bending radius (R), section modulus (Z), and cross-sectional area (A). As a result of various studies, variations in individual processing characteristics of the workpiece have been found. In fact, the internal section modulus (Z) and the cross-sectional area (A) do not show such a large variation as to affect the spring-back correction coefficient in the push-through bending, which is the object of the present invention, as described above. 0.2% as material characteristic value
0.2% of proof stress (σ _0.2 ) and work hardening index (n value)
It was found that the effect of the proof stress (σ _0.2 ) was the largest. That is, since the magnitude of σ _0.2 greatly affects the ease of deformation in the plastic working region, in the case of an extruded aluminum alloy material, the variation is large depending on the working history of the workpiece, and the variation is large. found that dominates to variations in back correction coefficient for the proposed springback correction coefficient previously, the load of the displacement amount and that time such as bending processing initially, for each workpiece sigma _0.2 By compensating the springback correction coefficient by grasping the above, it is possible to easily and accurately eliminate the influence of the variation in the characteristics of the workpiece and perform a uniform bending process,
This has led to the present invention.

【００２２】[0022]

【実施の態様】本発明の押し通し曲げにおいて、０．２
％耐力値を検出するための具体的例を図５に示す例に基
づき説明する。図５において、１は形材、２は固定金
型、３は可動金型である。押し通し曲げに際して、形材
１の先端を図中一点鎖線に示すように可動金型３より若
干突出させる。次に、可動金型を形材１に対して一定の
移動量Ｍだけ動作させる。このＭは形材の弾性変形範囲
を超え、塑性変形域に達する移動量とする。なお、この
移動量は好ましくは予想される０．２％耐力値の中で最
も大きい０．２％耐力値で生じる移動量と同等程度が好
ましい。可動金型を形材に対して一定の移動量Ｍだけ移
動させた状態で可動金型に負荷した曲げ荷重Ｗを可動金
型に動作を与えるモータの動力（電流×電圧）で測定す
る。なお、荷重Ｗの測定方法は公知の他の手段でも良
く、例えば可動金型を動作させるための駆動軸に取り付
けたロードセルにより測定する方法や、可動金型の作動
に油圧力を使用する場合はその圧力を利用して測定して
も良い。図６（ａ）はアルミニウム合金の曲げ荷重と変
形量曲線であり、図中の太実線ａ₁ を標準的な材料の曲
線とすると、熱履歴の変化等があると荷重−変形量曲線
は、図中ａ₂ 、ａ₃ に示すようにその塑性域において上
下に変動する。また、図６（ｂ）は応力−歪線図を示
す。ここで０．２％耐力は０．２％歪に相当する応力で
あり、弾性域部分では同じ組成の合金においてはヤング
率はほぼ一定のため同じ直線上にあり、これらの０．２
％耐力値は、上記の弾性域の勾配と平行に引いた０．２
％歪み量を通る直線と曲線ａ₁ 、ａ₂ 、ａ₃ との交点で
の応力値として求められ、図に示した０．２σ₁ 、０．
２σ₂ 、０．２σ₃ となる。図６（ａ）で測定した荷重
ｗ₁ 、ｗ₂ 、ｗ₃ より直ちに０．２σ₁ 、０．２σ ₂ 、
０．２σ₃ を求めることはできないが、図６（ａ）と図
６（ｂ）は同じ傾向の曲線となる、従って、予め前記の
如き標準的な試料ａ₁ の他にａ₂ 、ａ₃ の試料により特
定の変形量Ｍを与える荷重と０．２％耐力値の関係を図
７のように求めておき、更に０．２％耐力値を特定の変
形量Ｍを与える荷重の関数式としておく。その上で、加
工しようとする材料について図５において説明した移動
量Ｍに対する荷重Ｗの測定により、同じ曲げ歪みＭを生
じさせるのに必要なそれぞれの荷重が測定されるのでこ
れと図７ないしこれより導かれる関係式により０．２％
耐力値が求まる。すなわち、図６（ａ）、（ｂ）に示す
ように塑性域の曲線ａ₁ 、ａ₂ 、ａ₃ は同じ合金組成で
は破断域に達するまではほぼ平行に推移する。したがっ
て、塑性域において同じ変形量Ｍに対応するそれぞれの
荷重ｗ₁ 、ｗ₂ 、ｗ₃ を通る荷重−変形量曲線が定ま
り、その０．２％耐力値も定まるから、特定の同じ変形
量Ｍに対する荷重と０．２％耐力値を予め熱処理条件の
異なる材料で測定しておくことにより、荷重と０．２％
耐力値の間には図７のような関係が得られ、これらの特
定の変形量に対する上記荷重ｗ₁ 、ｗ₂ 、ｗ₃ の測定か
ら０．２％耐力が判る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
A specific example for detecting the% proof stress value is based on the example shown in FIG.
It will be explained. In FIG. 5, 1 is a shaped material, 2 is a fixed metal.
The mold 3 is a movable mold. When pushing through and bending
The tip of 1 is younger than the movable mold 3 as shown by the dashed line in the figure.
Let it protrude. Next, the movable mold is
The operation is performed by the movement amount M. M is the elastic deformation range of the profile
And the amount of movement that reaches the plastic deformation area. Note that this
The travel is preferably the highest of the expected 0.2% proof stress values.
About the same as the amount of movement caused by a large 0.2% proof stress
Good. The movable mold is moved by a fixed amount M
The bending load W applied to the movable mold while moving
Measured by the motor power (current x voltage) that gives the mold an action
You. The load W may be measured by other known means.
For example, mounting on a drive shaft for operating a movable mold
Measurement method using a load cell and operation of movable mold
When oil pressure is used for measurement, use that pressure to measure
Is also good. FIG. 6 (a) shows the change in bending load of aluminum alloy.
It is a shape curve, and a thick solid line a in FIG.₁ The standard material song
If there is a change in the thermal history, the load-deformation curve
Is a_Two , A_Three As shown in the figure,
Fluctuates down. FIG. 6B shows a stress-strain diagram.
You. Here, 0.2% proof stress is a stress equivalent to 0.2% strain.
Yes, in the elastic region, young for alloys of the same composition
Since the rate is almost constant, they are on the same straight line.
The% proof stress value was 0.2, subtracted parallel to the gradient of the elastic zone described above.
% Line and curve a₁ , A_Two , A_Three At the intersection with
0.2σ shown in the figure₁ , 0.
2σ_Two , 0.2σ_Three Becomes Load measured in FIG. 6 (a)
w₁ , W_Two , W_Three More immediately 0.2σ₁ , 0.2σ _Two ,
0.2σ_Three Cannot be obtained, but FIG. 6 (a) and FIG.
6 (b) is a curve having the same tendency.
Standard sample a₁ Besides a_Two , A_Three More special
Figure showing the relationship between the load that gives a constant amount of deformation M and the 0.2% proof stress value
7 and the 0.2% proof stress value was
A function formula of a load for giving the shape amount M is set. Then, add
The movement described in FIG. 5 for the material to be worked
By measuring the load W with respect to the amount M, the same bending strain M is generated.
Each load required to secure
And 0.2% according to FIG. 7 or the relational expression derived therefrom.
The proof stress is determined. That is, as shown in FIGS.
The curve a of the plastic region₁ , A_Two , A_Three Are of the same alloy composition
Changes substantially in parallel until the fracture zone is reached. Accordingly
Therefore, each corresponding to the same deformation amount M in the plastic region
Load w₁ , W_Two , W_Three The load-deformation curve passing through
Since the 0.2% proof stress is also determined, the specific deformation
The load with respect to the amount M and the 0.2% proof stress
By measuring with different materials, the load and 0.2%
The relationship shown in Fig. 7 is obtained between the proof stress values, and these characteristics are obtained.
The above load w for a constant deformation amount₁ , W_Two , W_Three Measurement of
It can be seen that the proof stress is 0.2%.

【００２３】尚、前記図７の関係は、一定の許容範囲内
においては同じ組成の合金で特定の熱処理条件の場合、
変動幅は小さいので直線として近似することができるか
ら、一次式：０．２％耐力値＝Ｃ×荷重（荷重：一定の
変形量を与えるに必要な荷重）が得られる。従って、こ
の式により図５に示す例において測定された曲げ荷重を
用いて、０．２％耐力値が容易に得られる。図８（ａ）
は第２の実施態様で、可動金型３を動かさずに可動金型
に取り付けた加圧治具６を利用して０．２％耐力値を求
めるものである。この態様によれば、押出形材を可動金
型より少し突出させた状態で可動金型を動かさずに加圧
治具の押し片７で該形材に塑性変形を生じさせる一定荷
重Ｎで形材表面を押圧する。これより生じる変形量Ｍを
測定し、０．２％耐力値を前記の実施態様と同様にして
求めるものである。この例によれば、可動金型を作動さ
せないので、形材の先端の一部が無駄になるのみであ
る。この場合も、図９（ａ）に示すように、熱処理条件
の異なる形材の荷重−変形量曲線ａ₁ 、ａ₂ 、ａ₃ は弾
性域の直線に沿って塑性域の曲線を平行移動した関係に
あるから、上記一定荷重Ｎに対する変形量Ｍ₁ 、Ｍ₂ 、
Ｍ₃ を与える荷重−変形量曲線ａ₁ 、ａ₂ 、ａ₃ が定ま
る。また、図９（ｂ）に示すように応力−歪線図におけ
る曲線ａ₁ 、ａ₂ 、ａ₃ もこれと同じく弾性域の直線に
平行移動した関係にあり、これらの関係から予めそれぞ
れの０．２％耐力値を求めることができる。したがっ
て、特定の荷重に対する変形量とその０．２％耐力値を
予め熱処理条件の異なる形材について求めておくことに
より、図１０に示すように特定の荷重Ｎに対する変形量
と０．２％耐力との関係が得られ、また、０．２％耐力
値の特定の荷重Ｎに対する変形量Ｍの関数式が得られる
から、これらにより特定の荷重Ｎに対する変形量Ｍを測
定することによりその形材の０．２％耐力値を求めるこ
とができる。図８（ｂ）は第２の実施態様の変形例で、
加圧治具６を可動金型内に取り付けたものである。その
他の点は図８（ａ）に示すものと同じである。第１の実
施態様では、固定金型と可動金型間の間隔分と可動金型
より形材が延出する分の材料の無駄が生じるが、従来の
曲げ開始時に０．２％耐力値を測定しない場合において
も可動金型を経て延出する分の無駄は発生するので従来
と比べて製品歩留りの低下はあまりない。第２の実施の
態様では、０．２％耐力値を測定するため形材の先端部
分のみ無駄となるだけであるから、従来の方法に比べて
製品歩留りの低下はほとんどない。Incidentally, the relationship shown in FIG. 7 indicates that, within a certain allowable range, alloys having the same composition and specific heat treatment conditions
Since the variation width is small and can be approximated as a straight line, a linear expression: 0.2% proof stress value = C × load (load: load required to give a certain amount of deformation) is obtained. Therefore, a 0.2% proof stress value can be easily obtained by using the bending load measured in the example shown in FIG. FIG. 8 (a)
In the second embodiment, a 0.2% proof stress value is obtained by using a pressing jig 6 attached to a movable mold without moving the movable mold 3. According to this aspect, the extruded shape is slightly protruded from the movable mold, and the movable mold is not moved. Press the material surface. The amount of deformation M caused by this is measured, and the 0.2% proof stress value is determined in the same manner as in the above embodiment. According to this example, since the movable mold is not operated, only a part of the end of the profile is wasted. Also in this case, as shown in FIG. 9A, the load-deformation curves a ₁ , a ₂ , and a ₃ of the profiles having different heat treatment conditions were obtained by translating the curves in the plastic region along the straight lines in the elastic region. Because of the relationship, the deformation amounts M ₁ , M ₂ ,
Load gives the M ₃ - is determined amount of deformation curve _{a 1, a 2, a 3} . Also, as shown in FIG. 9B, the curves a ₁ , a ₂ , and a ₃ in the stress-strain diagram also have a relationship in which the curves a ₁ , a ₂ , and a ₃ are shifted in parallel to the straight line in the elastic region. A 2% proof stress value can be determined. Therefore, the deformation amount for a specific load and the 0.2% proof stress value thereof are obtained in advance for profiles having different heat treatment conditions, thereby obtaining the deformation amount for a specific load N and the 0.2% proof stress as shown in FIG. Is obtained, and a function formula of the deformation amount M with respect to the specific load N having the 0.2% proof stress is obtained. Can be obtained. FIG. 8B shows a modification of the second embodiment.
The pressing jig 6 is mounted in a movable mold. Other points are the same as those shown in FIG. In the first embodiment, the material is wasted due to the space between the fixed mold and the movable mold and the material extending from the movable mold, but the 0.2% proof stress value at the start of the conventional bending is reduced. Even when the measurement is not performed, there is a waste of the amount of extension through the movable mold, so that the product yield is not significantly reduced as compared with the related art. In the second embodiment, since the 0.2% proof stress value is measured, only the leading end of the profile is wasted, so that the product yield is hardly reduced as compared with the conventional method.

【００２４】図１１に本発明の押し通し曲げ加工のフロ
ーチャートを示す。図中ブロック１０でｘ、ｙ、ｚ ３
次元立体座標系の曲げ形状を設定し、その座標データに
基づきブロック１２で可動金型制御のための任意の位置
の押し込み量Ｌ及び曲率を算出して自動制御のためのデ
ータを作成する。ブロック１４で、予め実験的に求めた
スプリングバック補正係数を用いて可動金型の移動量を
算出する。ブロック１６では、形材先端の一部分を曲げ
成形、または荷重を負荷して変形量を測定し、その測定
結果に基づいて０．２％耐力σ_{0. 2} を算出し、形材の材
料特性を判断する。０．２％耐力σ_0.2 が想定された範
囲内であれば、ブロック１４で作製されたデータに基づ
き以降の曲げ成形を実行し（ブロック１８）、想定範囲
を外れる場合はの矢印にしたがって、ブロック１６に
戻り、スプリングバック補正係数を修正して機械入力デ
ータを修正しての矢印にしたがって以降の曲げ成形を
行い、曲げ加工を完了する。FIG. 11 shows a flow chart of the push-through bending process of the present invention. In block 10 in the figure, x, y, z 3
The bending shape of the three-dimensional coordinate system is set, and based on the coordinate data, the block 12 calculates the pushing amount L and the curvature at an arbitrary position for controlling the movable die, and creates data for automatic control. In block 14, the amount of movement of the movable mold is calculated using a springback correction coefficient obtained experimentally in advance. In block 16, bending a portion of the frame members the tip, or a load to the load by measuring the deformation amount, calculates a 0.2% proof stress sigma _{0. 2} based on the measurement result, the material properties of the profile to decide. If the 0.2% proof stress σ _0.2 is within the assumed range, the subsequent bending is performed based on the data prepared in the block 14 (block 18). Returning to 16, the subsequent bending is performed according to the arrow after correcting the springback correction coefficient and correcting the machine input data, and the bending is completed.

【００２５】[0025]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によると
き、２次元、或いは３次元の曲げ加工を行う押し通し曲
げ加工において、前記のスプリングバック補正係数を適
用して被加工材ごとにその加工履歴等に起因する特性の
差があっても、押し通し曲げ加工の最初の工程でその特
性の差を検出してスプリングバック補正係数を修正して
適切な曲げ加工を行うことができるものであり、加工工
程を大きく変更することなく容易に、且つ効率良く高精
度で製品ごとのバラツキのない加工を行うことができ
る。特に、成形後の修正加工が必要でないため生産効率
を向上することができる。As described above, according to the present invention, in push-through bending in which two-dimensional or three-dimensional bending is performed, the above-described springback correction coefficient is applied to each of the workpieces. Even if there is a difference in characteristics due to history or the like, it is possible to perform appropriate bending by detecting the difference in the characteristics in the first step of push-through bending and correcting the springback correction coefficient, Processing can be performed easily, efficiently, with high accuracy and without variation among products without greatly changing the processing steps. In particular, the production efficiency can be improved because no correction processing after molding is necessary.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 押し通し曲げ加工概略[Figure 1] Outline of push-through bending

【図２】 ｘ，ｙ，ｚ ３次元座標系における立体曲げ
形状FIG. 2 is a three-dimensional bending shape in an x, y, z three-dimensional coordinate system.

【図３】 押し通し曲げ加工における金型と曲げ形状の
関係FIG. 3 Relationship between die and bending shape in press-through bending

【図４】 曲げ加工の曲率Ｒと可動金型移動量Ｍの関係FIG. 4 shows the relationship between the curvature R of the bending process and the moving amount M of the movable mold.

【図５】 曲げ加工開始時の荷重−歪み量測定例（可動
金型移動量による）[FIG. 5] An example of measuring the load-strain amount at the start of bending (based on the moving distance of the movable mold)

【図６】 熱処理条件等の異なる形材の特性：特定の変
形量と荷重との関係（ａ）、その応力−歪線図と０．２
％耐力との関係（ｂ）FIG. 6 is a graph showing the relationship between a specific deformation amount and a load (a), a stress-strain diagram thereof, and a characteristic of a shape member having different heat treatment conditions.
Relationship with% proof stress (b)

【図７】 特定の変形量に対する荷重と０．２％耐力の
関係FIG. 7 is a relationship between a load and a 0.2% proof stress for a specific deformation amount.

【図８】 曲げ加工開始時の荷重−歪み量測定例（加圧
治具による）（ａ）、その変形例（ｂ）FIG. 8 shows an example of measuring the load-strain amount at the start of bending (by a pressing jig) (a) and its modified example (b).

【図９】 熱処理条件等の異なる形材の特性：特定の荷
重と変形量との関係（ａ）、その応力−歪線図と０．２
％耐力との関係（ｂ）FIG. 9 is a graph showing the relationship between the specific load and the amount of deformation (a), the stress-strain diagram thereof, and 0.2
Relationship with% proof stress (b)

【図１０】 特定の荷重に対する変形量と０．２％耐力
の関係FIG. 10 shows the relationship between the amount of deformation under a specific load and 0.2% proof stress.

【図１１】 本発明の曲げ加工のフローチャートFIG. 11 is a flowchart of a bending process according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：形材 ２：固定金型 ３：可動金型 ６：加
圧治具 ７：押し片 Ｄ：固定金型と可動金型との間隔 Ｍ：可動金型の軸
移動量 Ｎ：一定荷重 Ｑ：押圧力 Ｒ：曲げの
曲率半径 θt ：可動金型の理論軸回転量 θ：可動金型の軸回転量1: Shaped material 2: Fixed mold 3: Movable mold 6: Pressure jig 7: Pressing piece D: Distance between fixed mold and movable mold M: Amount of axial movement of movable mold N: Constant load Q : Pressing force R: Bending radius of curvature θt: Theoretical axis rotation amount of movable mold θ: The axis rotation amount of movable mold

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 袴田 唯史 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内 (72)発明者 佐野 弘 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内 (72)発明者 杉山 敬一 東京都品川区東品川２丁目２番20号 日本 軽金属株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Tadafumi Hakamada 1-34-1 Kambara, Kambara-cho, Anbara-gun, Shizuoka Prefecture Within Nippon Light Metal Co., Ltd. Group Technology Center (72) Inventor: Hiroshi Sano 1 Kambara, Kambara-cho, Abara-gun, Shizuoka Prefecture (34) Inventor Keiichi Sugiyama 2-2-1-20 Higashishinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Japan Light Metal Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 固定金型及び可動金型を使用した押し通
し曲げにより形材を立体的な３次元形状に曲げ加工する
方法において、曲げ加工時発生するスプリングバックを
補正するスプリングバック補正係数Ｓを０．２％耐力値
の関数とする関係式として求めておき、この関係式によ
り算出された補正係数Ｓにより可動金型の移動条件を決
定すると共に、曲げ加工しようとする形材のスプリング
バック補正係数Ｓをその形材の曲げ開始時に先端部に塑
性変形を起こすに充分な荷重を負荷させ、その荷重と変
位より０．２％耐力値のレベルを認識し上記関係式を修
正して曲げ加工を行うことを特徴とする押し通し曲げ加
工方法。In a method of bending a shape into a three-dimensional three-dimensional shape by press-through bending using a fixed mold and a movable mold, a springback correction coefficient S for correcting springback generated during bending is determined. It is determined as a relational expression as a function of 0.2% proof stress value, the moving condition of the movable mold is determined by the correction coefficient S calculated by this relational expression, and the springback correction of the section to be bent is performed. At the start of bending of the profile, apply a load sufficient to cause plastic deformation at the tip at the start of bending of the section, and recognize the 0.2% proof stress level from the load and displacement, and modify the above relational expression to bend. And a press-through bending method. 【請求項２】 固定金型及び可動金型を使用した押し通
し曲げにより形材を立体的な３次元形状に曲げ加工する
方法において、目的曲げ形状に対してその３次元直交座
標系における座標値を把握して、形材の任意位置での曲
率半径と曲げ方向を算出すると共に、加工開始位置より
該任意位置までの立体的な３次元形状に沿う長さを算出
し、固定金型と可動金型の位置関係から求められる理論
曲げ半径（Ｒ₀ ）と実際に得られた曲げ半径（Ｒ_a ）と
の比（Ｒ_a ／Ｒ₀ ）で表されるスプリングバック補正係
数（Ｓ）を、予め予備実験により、曲げ半径Ｒａ、引張
り試験における０．２％耐力σ_0.2 、加工硬化指数ｎ、
形材の断面積Ａ及び形材断面における引張り側と圧縮側
の断面係数の平均値Ｚを関数とする関係式として求め
て、押し込み量が該３次元形状に沿う長さの時点におけ
る可動金型の移動量を上記算出された曲率半径と曲げ方
向及びこの関係式により算出された補正係数に基づいて
決定すると共に、曲げ開始時に被加工材に先端側の一部
に塑性変形を起こすに充分な荷重を負荷して、その荷重
と変位量を測定して被加工材の０．２％耐力のレベルを
認識し、これによってスプリングバック補正係数を修正
し、入力データを修正して連続的に曲げ成形を行うこと
を特徴とする押し通し曲げ加工方法。2. A method of bending a profile into a three-dimensional three-dimensional shape by press-through bending using a fixed die and a movable die, wherein a coordinate value in a three-dimensional orthogonal coordinate system is calculated for a target bent shape. By grasping and calculating the radius of curvature and bending direction at an arbitrary position of the profile, the length along the three-dimensional shape from the processing start position to the arbitrary position is calculated, and the fixed mold and the movable mold are calculated. A springback correction coefficient (S) represented by _a ratio (R _a / R ₀ ) between a theoretical bending radius (R ₀ ) obtained from the positional relationship of the mold and an actually obtained bending radius (R _a ) is determined in advance. According to preliminary experiments, bending radius Ra, 0.2% proof stress σ _0.2 in tensile test, work hardening index n,
The movable mold at the time when the amount of indentation is the length along the three-dimensional shape is determined as a relational expression having the cross-sectional area A of the profile and the average value Z of the cross-sectional modulus on the tension side and the compression side in the profile cross section as a function. Is determined based on the calculated radius of curvature and bending direction and the correction coefficient calculated by this relational expression, and is sufficient to cause plastic deformation on a part of the front end side of the workpiece at the start of bending. Applying a load, measuring the load and the amount of displacement, recognizing the level of 0.2% proof stress of the workpiece, correcting the springback correction coefficient, correcting the input data, and bending continuously A press-through bending method characterized by performing molding. 【請求項３】 前記の荷重と変位量を曲げ加工開始時の
領域における可動金型の曲げ荷重の負荷と可動金型移動
量または可動金型出側で変位センサーで測定した被加工
材表面の変位量により求めて被加工材の０．２％耐力の
レベルを認識し、これによってスプリングバック補正係
数を修正し、入力データを修正して連続的に曲げ成形を
行うことを特徴とする請求項１または２記載の押し通し
曲げ加工方法。3. The bending load of the movable mold in the region at the start of bending and the displacement of the movable mold or the amount of movement of the movable mold or the surface of the workpiece measured by a displacement sensor at the exit side of the movable mold. The method according to claim 1, wherein the level of the 0.2% proof stress of the workpiece is recognized based on the amount of displacement, whereby the springback correction coefficient is corrected, the input data is corrected, and continuous bending is performed. 3. The push-through bending method according to 1 or 2. 【請求項４】 前記の荷重と変位量を可動金型近傍ない
し可動金型内に取付けた加圧治具により、被加工材先端
部に加えた押荷重とそれによる部分的変形量により求め
て被加工材の０．２％耐力レベルを認識し、これによっ
てスプリングバック補正係数を修正し、入力データを修
正して連続的に曲げ成形を行うことを特徴とする請求項
１または２記載の押し通し曲げ加工方法。4. The above-mentioned load and displacement amount are obtained by a pressing load applied to a front end portion of a workpiece and a partial deformation amount due to the pressing load by a pressing jig mounted near or within a movable mold. 3. The push-through according to claim 1, wherein the 0.2% proof stress level of the workpiece is recognized, the springback correction coefficient is corrected based on the level, the input data is corrected, and the bending is performed continuously. Bending method. 【請求項５】 前記の０．２％耐力値のレベル認識は可
動金型を一定変位量移動させ、その際の可動金型に負荷
される荷重を測定することにより認識する請求項１ない
し３のいずれかに記載の押し通し曲げ加工方法。5. The level recognition of the 0.2% proof stress value is performed by moving the movable mold by a constant displacement and measuring the load applied to the movable mold at that time. 3. The method of press-through bending according to any one of the above. 【請求項６】 前記の０．２％耐力値のレベル認識は可
動金型に一定の荷重を負荷させ、それにより生じる変形
量を測定することにより認識する請求項１ないし３のい
ずれかに記載の押し通し曲げ加工方法。6. The method according to claim 1, wherein the recognition of the 0.2% proof stress level is performed by applying a constant load to the movable mold and measuring the amount of deformation caused thereby. Through bending method.