JP2004347354A

JP2004347354A - Measuring method and measuring device for mold displacement during press molding

Info

Publication number: JP2004347354A
Application number: JP2003141931A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tsutamori; 秀夫蔦森; Kazunari Kirii; 一成桐井; Isao Nojiri; 勲野尻
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP4096184B2

Abstract

【課題】プレス成形中の金型各部の変位量を正確に求める。
【解決手段】プレス金型１に内蔵された、金型の特定部分間の変位量を検出する変位量検出手段２、３、４、５と、ポンチ荷重を検出する荷重検出手段６とを備えている。変位量検出手段２の測定結果から、プレス成形中におけるクッションリング９とポンチの鉛直面１０ａとのクリアランスの変化を、経時的に検出する。変位量検出手段３の測定結果から、プレス成形中におけるクッションリング９と上型１１とのクリアランスの変化を、経時的に検出する。変位量検出手段４の測定結果から、プレス成形中における上型１１の開き量の変化を、経時的に検出する。変位量検出手段５により、上型１１とポンチ上面１０ｂとの変位量を複数箇所で検出金型各部の変位量の測定を行い、金型１の全体のたわみを経時的に検出する。
【選択図】図１An object of the present invention is to accurately obtain the displacement of each part of a mold during press molding.
Kind Code: A1 The present invention includes a displacement amount detecting means for detecting a displacement amount between specific portions of a mold, and a load detecting means for detecting a punch load, which are built in a press mold. ing. From the measurement result of the displacement amount detecting means 2, a change in the clearance between the cushion ring 9 and the vertical surface 10a of the punch during press forming is detected with time. From the measurement result of the displacement amount detecting means 3, a change in the clearance between the cushion ring 9 and the upper mold 11 during press molding is detected with time. From the measurement result of the displacement amount detecting means 4, a change in the opening amount of the upper die 11 during press forming is detected with time. The displacement amount detecting means 5 detects the displacement amount of the upper mold 11 and the punch upper surface 10b at a plurality of locations, measures the displacement amount of each part of the mold, and detects the entire deflection of the mold 1 with time.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス金型の変位量の測定技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、プレス成形品の製造工程において発生する、スプリングバックによる形状精度不良は、金型補正工数や生産準備リードタイムへ与える影響が大きいことが指摘されている。また、量産性に優れるメカニカルプレスマシンを用いてプレス成形を行う場合には、ダイハイト（上型（ダイス）に寸法値以上の追い込み量を与えた時のダイスの高さ。）の設定を適切に行い、ポンチ荷重の最適化を図ることが、スプリングバックを回避する上で必要不可欠となっている。このため、金型をプレスマシンに組み込んだ状態で、ダイハイトの設定を適切に行うために、金型各部の位置を正確に測定することが可能な、クリアランス測定装置が発明されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−１９７５３２号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上記従来のクリアランス測定装置によれば、金型が無負荷の状態におけるクリアランスを正確に測定することが可能であるが、プレスマシンおよび金型は、実際のプレス成形時には大きな負荷を受けてたわみを生じ、そのクリアランスを変化させるものである。したがって、実際にプレス成形を行い、プレスマシンおよび金型が負荷を受けた状態で、金型のたわみや金型各部のクリアランスを測定することが、より正確なダイハイトを設定し、より寸法精度の高いプレス品を製造する上で望ましい。そこで、従来は、プレス成形品の一部を切除し、当該切除部分に板材の代りにはんだ等の変形容易な材質の試験片を置いて、この試験片の変形量から、プレス成形時の金型の変位量を求めていた。
しかしながら、上記のごとき試験片を用いる手法では、プレス成形中の経時的な金型変位量を把握することが不可能である。また、プレス成形品の一部を切除する必要があることから、実際の素材流入状態等を再現することができず、金型の変位量を把握する上で、信頼性の高いデータを得ることができなかった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所望のポンチ荷重（設計寸法上のダイハイトを上型に与えた場合のポンチ荷重であり、シミュレーションにより求めることができる。）を得るために必要な、現実のダイハイトを上型に与えた状態で、金型に生ずるたわみやクリアランスの変化等、金型各部の変位量を正確に求めることにある。
そして、求められた変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることにより、スプリングバック等成形不良の発生を防止し、プレス製品の形状精度の更なる向上を図ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係るプレス成形中の金型変位量の測定方法は、所望のポンチ荷重を得るために必要な実際のダイハイトを、ポンチ荷重の実測値に基づき求め、当該実際のダイハイトでプレス加工を行い、前記金型の特定部分間の変位量をプレス加工中において随時検出し、前記変位量を経時的に把握する各ステップを有することを特徴とするものである。
本発明によれば、ポンチ荷重の実測値に基づきダイハイトを決定することで、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、実際に金型各部に生じている変位量を正確に求めることが可能となる。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係るプレス成形中の金型変位量の測定方法は、請求項１記載のプレス成形中の金型変位量の測定方法において、前記実際のダイハイトに基づきプレス加工を行うステップに先立ち、無負荷状態でクッションリングおよび上型を下死点に置き、かつ、ポンチおよびクッションリングと、上型との間に板厚分の空きを与えたときの、前記金型の特定部分の距離を基準値として把握するステップを有するものである。
本発明によれば、無負荷の状態における金型各部の距離を、金型変位量を測定するための測定基準値とし、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、実際に金型各部に生じている変位量を測定することにより、正確な変位量を求めることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係るプレス成形中の金型変位量の測定方法は、請求項２記載のプレス成形中の金型変位量の測定方法の、前記金型の特定部分の距離を基準値として把握するステップにおいて、ポンチ荷重の実測値に基づきポンチ荷重が発生し始めるダイハイトを把握し、当該ダイハイトにパネルの初期板厚分を加算した無負荷ダイハイトを求め、クッションリングの底面と当該底面に対向する下型の対向面との間にシムを噛ませて、クッションピンの荷重をクッションリングに与えることなくプレス加工時の下死点に相当する位置にクッションリングを保持し、なおかつ、前記無負荷ダイハイトへと上型を下降させた状態で、前記金型の特定部分の距離を測定するものである。
本発明によれば、無負荷の状態における金型各部の位置関係を正確に再現し、金型変位量を測定するための測定基準を求めることが可能となる。
【０００９】
また、本発明の請求項４に係るプレス成形中の金型変位量の測定方法は、請求項１から３のいずれか１項記載のプレス成形中の金型変位量の測定方法において、前記金型の特定部分間の変位量から、金型の特定部分のクリアランスを求めるステップを有するものである。
本発明によれば、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、金型各部のクリアランスを正確に求めることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の請求項５に係るプレス成形中の金型変位量の測定方法は、請求項４記載のプレス成形中の金型変位量の測定方法において、前記金型の特定部分間の変位量として、クッションリングとポンチの鉛直面との変位量を検出するものである。
本発明によれば、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、クッションリングとポンチの鉛直面との変位量を検出し、かかる変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
【００１１】
また、本発明の請求項６に係るプレス成形中の金型変位量の測定方法は、請求項４記載のプレス成形中の金型変位量の測定方法において、前記金型の特定部分間の変位量として、クッションリングと上型との変位量を検出するものである。
本発明によれば、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、クッションリングと上型との変位量を検出し、かかる変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
【００１２】
また、本発明の請求項７に係るプレス成形中の金型変位量の測定方法は、請求項４記載のプレス成形中の金型変位量の測定方法において、前記金型の特定部分間の変位量として、上型の鉛直端面と下型の鉛直面との変位量を検出するものである。
本発明によれば、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、上型の鉛直端面と下型の鉛直面との変位量を検出し、かかる変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
【００１３】
また、本発明の請求項８に係るプレス成形中の金型変位量の測定方法は、請求項１から３のいずれか１項記載のプレス成形中の金型変位量の測定方法において、前記金型の複数の特定部分間の変位量から、金型のたわみを求めるステップを有するものである。
本発明によれば、本発明によれば、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、金型のたわみを正確に求めることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の請求項９に係るプレス成形中の金型変位量の測定方法は、請求項８記載のプレス成形中の金型変位量の測定方法において、前記金型の特定部分間の変位量として、上型とポンチ上面との変位量を複数箇所で検出するものである。
必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、金型の上型とポンチ上面との変位量を複数箇所で検出し、かかる検出データに基づき金型のたわみを把握し、プレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するための本発明の請求項１０に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置は、金型に内蔵された、金型の特定部分間の変位量を検出する変位量検出手段と、ポンチ荷重を検出する荷重検出手段とを備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記荷重検出手段により、ポンチ荷重の実測値を得ることが可能である。そして、かかる実測値に基づきダイハイトを決定し、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、前記変位量検出手段を用いて、実際に金型各部に生じている変位量を正確に求めることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の請求項１１に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置は、請求項１０記載のプレス成形中の金型変位量の測定装置において、前記変位量検出手段を、クッションリングとポンチとの間の水平方向の距離を測定する渦電流変位センサとしたものである。
本発明によれば、前記渦電流変位センサによって、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下での、クッションリングとポンチとの間の水平方向の距離を正確に測定し、当該部分の変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項１２に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置は、請求項１０記載のプレス成形中の金型変位量の測定装置において、前記変位量検出手段を、クッションリングと上型との間の上下方向の距離を測定する渦電流変位センサとしたものである。
本発明によれば、前記渦電流変位センサによって、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下での、クッションリングと上型との間の上下方向の距離を正確に測定し、当該部分の変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項１３に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置は、請求項１０記載のプレス成形中の金型変位量の測定装置において、前記変位量検出手段を、上型の鉛直端面と下型の鉛直面との変位量を測定する渦電流変位センサとしたものである。
本発明によれば、前記渦電流変位センサによって、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下での、上型の鉛直端面と下型の鉛直面との距離を正確に測定し、当該部分の変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
【００１９】
また、本発明の請求項１４に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置は、請求項１０記載のプレス成形中の金型変位量の測定装置において、前記変位量検出手段を、上型とポンチ上面との変位量を測定するレーザーセンサとしたものである。
必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、金型の上型とポンチ上面との変位量を複数箇所で検出し、かかる検出データに基づき金型のたわみを把握し、プレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
【００２０】
また、本発明の請求項１５に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置は、請求項１０記載のプレス成形中の金型変位量の測定装置において、前記荷重検出手段を、下型から分離されたポンチと下型との間に配置されたロードセルとしたものである。
本発明によれば、前記ロードセルにより測定されるポンチ荷重の実測値に基づき、必要なポンチ荷重を与えるためのダイハイトを決定し、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、実際に金型各部に生じている変位量を正確に求めることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１には、本発明の実施の形態に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置を組み込んだプレス金型１の断面図を示している。このプレス金型１を装着するプレスマシン５０（図８参照）は、上型ラムの推進装置にリンク機構を用いたメカニカルプレスマシンである。メカニカルプレスマシンは、プレス成形時に、寸法値以上の追い込み量を上型に与え、プレスマシン５０自体を撓ませつつ金型１に圧力加えることにより、必要なポンチ荷重を発生させるものである。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る測定装置は、プレス金型１に内蔵された、金型の特定部分間の変位量を検出する変位量検出手段２、３、４、５と、ポンチ荷重を検出する荷重検出手段６とを備えている。
そして、変位量検出手段２、３、４は、何れも渦電流センサによって構成されている。このうち、変位量検出手段２は、下型７に対しスライドガイド８を介して上下方向に移動可能に支持されたクッションリング９と、下型７に対し固定されたポンチ１０との間の、水平方向の距離を測定するものである。そして、変位量検出手段２に係る渦電流センサは、ポンチ１０の適当な鉛直面１０ａを感知面としており、渦電流センサの本体は、プレス成形中も鉛直面１０ａに対向する姿勢を維持するように、ブラケットを介してクッションリング９に強固に固定されている。
【００２４】
また、変位量検出手段３は、クッションリング９と上型１１との間の、上下方向の距離を測定するものである。そして、変位量検出手段３に係る渦電流センサは、上型１１の適当な水平面１１ａを感知面としており、渦電流センサの本体は、プレス成形中も水平面１１ａに対向する姿勢を維持するように、ブラケットを介してクッションリング９に強固に固定されている。
さらに、変位量検出手段４は、上型１１の適当な鉛直端面１１ｂと、下型７の適当な鉛直面７ａとの変位量を測定するものである。図示の例では、鉛直面７ａは、下型７に固定された部材１２（図１では、図示の都合上、金型７と分離したように図示されている。）に支持された、板状部品１３の表面が、感知面としての鉛直面７ａとして選択されている。また、変位量検出手段４に係る渦電流センサの本体は、プレス成形中も鉛直面７ａに対向する姿勢を維持するように、ブラケットを介して上型の鉛直端面１１ａに強固に固定されている。
これらの変位量検出手段２、３、４に用いられる渦電流センサは、測定範囲が５ｍｍ程度、分解能が２μｍ程度であり、上記各部位の変位量の精密測定に適している。また、渦電流センサはφ２０ｍｍ×２０ｍｍ程度の小型のセンサであるため、金型内部に装着する上でも適している。
なお、渦電流センサと同様の性能を有し、かつ、プレス成形中の測定結果を連続して得ることができるように、電圧などの出力を得られるセンサであれば、他の非接触式センサ等を用いることも可能である。
【００２５】
一方、変位量検出手段５は、レーザーセンサによって構成されており、上型１１とポンチ１０の上面１０ｂとの変位量を測定するものである。レーザーセンサの本体は、上型１１のラム５１（図８参照）に対する取り付け面の近傍に固定され、上型１１の一部をなすダイス１４には、レーザービームＬを通過させるための開口１５が形成されている。なお、パネルには、レーザービームＬを通過させるための開口を予め形成しておくものとする。変位量検出手段５に用いられるレーザーセンサは、測定範囲が５００ｍｍ程度、分解能が５０μｍ程度であり、上記部位の変位量の精密測定に適している。レーザセンサについても、これと同様の性能を有し、かつ、プレス成形中の測定結果を連続して得ることができるように、電圧などの出力を得られるセンサであれば、他の非接触式センサ等を用いることも可能である。
また、荷重検出手段６は、ロードセルによって構成されており、ポンチ荷重を測定するものである。ロードセルの本体部分は下型７に固定され、下型７とは別体のポンチ１０を下方から支えている。さらに、ポンチ１０をスライドプレート類似のガイドによって支持することにより、荷重を受けた場合のポンチズレを防止している。
【００２６】
これらの変位量検出手段２、３、４、５および荷重検出手段６は、金型１の複数箇所に一定間隔を開けて設けられている。なお、図１には、図示の都合上、変位量検出手段４、５は一つづつ図示されいているが、実際には、変位量検出手段２と同様に変位量検出手段４、５も一つの断面上に二つづつ設けられている。また、各センサは、互いの磁界が干渉を及ぼすことが無いように若干位置をずらすようにして設けられいている。
そして、変位量検出手段２、３、４、５および荷重検出手段６の測定結果（測定電圧）は、図１に模式的に示すアンプ１７を介し、かつ、アナログ−デジタルデータ変換機１８を経由し、パソコン等の処理装置１９によって処理され、必要に応じ、ディスプレイ、プリンタ等の表示手段２０によって表示することができる。
【００２７】
さらに、後述する理由から、下型７の適当な位置には、クッションリング９の底面と、当該底面に対向する下型７の平面との間に、シムを挿入するための開口を形成している。加えて、当該シムの当り面（機械加工面）を、クッションリング９の底面とそれに対向する下型７の平面に形成している。金型１についての、その他の部分の構造については、従来の金型と同様であることから、詳しい説明を省略する。
【００２８】
ここで、本発明の実施の形態に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置を用い、プレス成形作業中のプレス金型１の特定部分間の変位量を測定する手順を、図３を参照しながら説明する。
（１）測定条件の決定を行う。
▲１▼ステップ：プレス成形に必要なポンチ荷重の算出
成形シミュレーションを用い、若しくは幾何学上の計算を行うことにより、金型１が剛体であると仮定した場合の、設計上の下死点となるポンチ荷重（所望のポンチ荷重）を求める。
▲２▼ステップ：実際のダイハイトの決定
上記▲１▼で算出したポンチ荷重となるように、荷重検出手段６によってポンチ荷重を実測しながら試打を繰り返し行い、所望のポンチ荷重を得るために必要な実際のダイハイトを決定する。
【００２９】
（２）変位量検出手段２、３、４、５のゼロ点調整を行う。
▲１▼ステップ：無負荷ダイハイトを決定する。
素材を金型にセットしない状態で、かつ、クッションピン１６（図１）のクッション荷重をクッションリング９に付与しない無負荷状態（このとき、クッションリング９は自重により降下している。）で、荷重検出手段６によってポンチ荷重を実測しながら上型１１を下降させる。そして、実際にポンチ荷重が発生し始めるダイハイトを把握する。この、実際にポンチ荷重が発生し始めるダイハイトに初期板厚分を加算したものを、無負荷ダイハイトとする。
▲２▼ステップ：続いて、クッションピン１６に荷重を与えてクッションリング９を上昇させ、クッションリング９の下面と当該下面に対向する下型７の平面との間に隙間を持たせる。
▲３▼ステップ：クッションリング９の底面と当該底面に対向する下型１１の平面との間に形成したシムの当り面に、下型７に形成した開口から、シムを挿入する。このとき用いられるシムは、クッションリング９が自重によって降下し、下型１１との間に挟まれた状態で、クッションリング９の上面が、プレス加工時の下死点に相当する位置に保持されるだけの厚みを有するものである。
【００３０】
▲４▼ステップ：クッションピン１６の荷重を抜き、クッションリング９を下降させて、クッションリング９の底面と、当該底面に対向する下型の平面との間にシムを噛ませる。この状態で、クッションリング９は、クッションピン１６の荷重を与えることなくプレス加工時の下死点に相当する位置に保持される。
▲５▼ステップ：上記（２）▲１▼ステップで決定した無負荷ダイハイトへと、上型１１を下降させることにより、無負荷状態でクッションリングおよび上型を下死点に置き、かつ、ポンチおよびクッションリングと、上型との間に板厚分の空きを与えた状態となる。
▲６▼ステップ：上記（２）▲５▼ステップの状態で、変位量検出手段２、３、４、５のゼロ点調整を行う。
【００３１】
（３）金型各部の変位量の測定を行う。
▲１▼ステップ：上記（２）▲３▼〜▲６▼ステップで用いたシムを金型から取り除く。
▲２▼ステップ：上記（１）▲２▼ステップで決定した実際のダイハイトにより、プレス成形を行う。そして、プレス成形中、変位量検出手段２、３、４、５による金型各部の変位量の測定を行う。
（４）測定結果を出力する。
パネル成形を行い、変位量検出手段２の測定結果から、プレス成形中におけるクッションリング９とポンチの鉛直面１０ａとのクリアランスの変化を、経時的に検出することができる。
また、変位量検出手段３の測定結果から、プレス成形中におけるクッションリング９と上型１１とのクリアランスの変化を、経時的に検出することができる。
さらに、変位量検出手段４の測定結果から、プレス成形中における上型１１の開き量の変化を、経時的に検出することができる。
加えて、変位量検出手段５により、上型１１とポンチ上面１０ｂとの変位量を複数箇所で検出金型各部の変位量の測定を行い、金型１の全体のたわみを経時的に検出することができる。
そして、上記測定結果を処理装置１９によって処理し、必要に応じ、表示手段２０にグラフ化して表示し、または、プリンタによってプリントアウトすることができる。
【００３２】
図４〜図７には、本発明の実施の形態に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置による測定結果の一例を示している。当該測定例では、図２に符号Ａ―Ａ、Ｂ―Ｂ、Ｃ―Ｃ、Ｄ―Ｄで示す線（一定ピッチとする）が通る鉛直断面上に、変位量検出手段２、３、４、５を配置している。
図４は、変位量検出手段２で検出した、クッションリング９の開き量を経時的に示している。なお各測定位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄには、変位量検出手段２が二つづつ設けられているので、図４における各測定位置の検出結果は、二つの検出手段の測定結果の平均値を表している。図中、符号Ｂｈで示す線はブランクホールド時点を示し、符号Ｂｄｃで示す線は上型１１およびクッションリング９の下死点を示している（図５も同じ）。
また、図５は、変位量検出手段３で検出した、しわ抑え面のクリアランスを経時的に示している。図５では、各測定位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの二つの変位量検出手段３の測定結果を、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２として別々に示している。
【００３３】
さらに、図６は、変位量検出手段５で検出した、下死点での上型１１のたわみ（ポンチ上面１０ｂを基準とした値）を示している。
また、図７は、変位量検出手段５で検出した、下死点での上型１１のたわみと、荷重検出手段６で測定したパンチ荷重との関係を示している。
なお、以上の測定結果は、図８に示すように、下型７および上型１１がプレスマシン５０に装着された状態で、上型１１を駆動するラム５１に対する推進装置の加圧力Ｆが、下型７および上型１１よりも外側に作用する条件下で測定したものである。
【００３４】
上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。まず、本発明の実施の形態に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置によって金型変位量を測定する際には、所望のポンチ荷重を得るために必要な実際のダイハイトを、荷重検出手段６を用いたポンチ荷重の実測値に基づき求め（ステップ（１））、当該実際のダイハイトに基づきプレス加工を行い（ステップ（３））、金型の特定部分間の変位量を、変位量検出手段２、３、４、５を用いプレス加工中において随時検出し、前記変位量を経時的に把握する（ステップ（４））各ステップを有するものである。このように、ポンチ荷重の実測値に基づきダイハイトを決定することで、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、実際に金型各部に生じている変位量を正確に求めることが可能となる。
【００３５】
しかも、実際のダイハイトに基づきプレス加工を行うステップ（ステップ（３））に先立ち、無負荷状態でクッションリングおよび上型を下死点に置き、かつ、ポンチおよびクッションリングと、上型との間に板厚分の空きを与えたときの、前記金型の特定部分の距離を基準値として把握するステップ（ステップ（２））を有する。よって、無負荷の状態における金型各部の距離を、金型変位量を測定するための測定基準とし、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、実際に金型各部に生じている変位量を測定することにより、正確な変位量を求めることが可能となる。
【００３６】
また、プレス金型１の特定部分の距離を基準値として把握するステップ（ステップ（２））において、ポンチ荷重の実測値に基づき実際にポンチ荷重が発生し始めるダイハイトを把握し、当該ダイハイトに初期板厚分を加算した無負荷ダイハイトを求め（ステップ（２）▲１▼）、クッションリングの底面と当該底面に対向する下型の対向面との間にシムを噛ませて、クッションピンの荷重をクッションリングに与えることなくプレス加工時の下死点に相当する位置にクッションリングを保持し（ステップ（２）▲２▼〜▲４▼）、なおかつ、前記無負荷ダイハイトへと上型を下降させた状態で（ステップ（２）▲５▼）、前記金型の特定部分の距離を測定する（ステップ（２）▲６▼）ものである。よって、無負荷の状態における金型各部の位置関係を正確に再現し、金型変位量を測定するための測定基準を求めることが可能となる。
【００３７】
そして、プレス金型１の特定部分間の変位量から、プレス成形中におけるプレス金型１の特定部分のクリアランスを求めるものである。本発明の実施の形態に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置は、金型の特定部分間の変位量を検出する変位量検出手段として、渦電流センサを用いた変位量検出手段２、３、４、と、レーザーセンサを用いた変位量検出手段５と、ロードセルを用いた荷重検出手段６とを、金型に内蔵させている。そして、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、変位量検出手段２により、クッションリング９とポンチ１０の鉛直面１０ａとの変位量を検出し（図４参照）、かかる変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
また、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、変位量検出手段３により、クッションリング９と上型１１との変位量を検出し（図５参照）、かかる変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。さらに、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、変位量検出手段４により、上型１１の鉛直端面と下型の鉛直面７ａとの変位量を検出し、かかる変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
【００３８】
また、必要なポンチ荷重を与えたプレス条件下で、変位量検出手段５により、上型１１とポンチ上面１０ａとの変位量を複数箇所で検出し、かかる検出データに基づき金型のたわみを把握し（図６参照）、プレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることができる。
上記各検出データは、夫々がプレス金型のセッティングの最適化を図る上で有用であるのみならず、各データを組み合わせて金型の変位の状態を把握することにより、より高精度にプレス金型のセッティングを行うことが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、所望のポンチ荷重を得るために必要な、現実のダイハイトを上型に与えた状態で、金型に生ずるたわみやクリアランスの変化等、金型各部の変位量を正確に求めることが可能となる。
そして、かかる変位量のデータをプレスマシンおよびプレス金型のセッティングに反映させることにより、スプリングバック等成形不良の発生を防止し、プレス製品の形状精度の更なる向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るプレス成形中の金型変位量の測定装置を組み込んだプレス金型の断面図である。
【図２】図１に示す、プレス成形中の金型変位量の測定装置を組み込んだプレス金型の、分解斜視図である。
【図３】図１に示すプレス成形中の金型変位量の測定装置を用い、プレス成形作業中のプレス金型の特定部分間の変位量を測定する手順を示す、フローチャートである。
【図４】図１に示すプレス成形中の金型変位量の測定装置を組み込んだプレス金型の、プレス成形中におけるクッションリングの開き量を経時的に示したグラフである。
【図５】図１に示すプレス成形中の金型変位量の測定装置を組み込んだプレス金型の、プレス成形中におけるしわ抑え面のクリアランスを経時的に示したグラフである。
【図６】図１に示すプレス成形中の金型変位量の測定装置を組み込んだプレス金型の、下死点での上型のたわみを示した図である。
【図７】図１に示すプレス成形中の金型変位量の測定装置を組み込んだプレス金型の、下死点での上型のたわみと、荷重検出手段で測定したパンチ荷重との関係を示した図である。
【図８】図１に示すプレス金型を装着するプレスマシンを示す模式図である。
【符号の説明】
１プレス金型
２、３、４渦電流変位センサ
５レーザーセンサ
６ロードセル
７下型
９クッションリング
１０ポンチ
１１上型
１４ダイス
１５開口
１６クッションピン
Ｌレーザービーム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for measuring a displacement amount of a press die.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it has been pointed out that poor shape accuracy due to springback, which occurs in a manufacturing process of a press-formed product, has a large effect on a mold correction man-hour and a production preparation lead time. In addition, when press molding is performed using a mechanical press machine that is excellent in mass productivity, the die height (the height of the die when the upper die (die) is driven by an amount equal to or greater than the dimension value) is appropriately set. Therefore, optimizing the punch load is indispensable for avoiding springback. For this reason, a clearance measurement device capable of accurately measuring the position of each part of the mold has been invented in order to appropriately set the die height while the mold is incorporated in the press machine (for example, See Patent Document 1.).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-4-197532 (page 2, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the above-mentioned conventional clearance measuring device, it is possible to accurately measure the clearance in a state where the mold is unloaded, but the press machine and the mold receive a large load during actual press molding. It causes deflection and changes its clearance. Therefore, it is possible to measure the deflection of the mold and the clearance of each part of the mold with the press machine and the mold under load, actually setting the die height, setting the more accurate die height, and improving the dimensional accuracy. This is desirable for producing high pressed products. Therefore, conventionally, a part of the press-formed product is cut off, and a test piece of easily deformable material such as solder is placed in place of the plate material at the cut-off portion. The displacement of the mold was determined.
However, with the above-described method using a test piece, it is impossible to grasp the amount of mold displacement over time during press molding. In addition, since it is necessary to cut off a part of the press-formed product, it is not possible to reproduce the actual material inflow state, etc., and to obtain highly reliable data for grasping the displacement of the mold Could not.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object the desired punch load (a punch load when a die height in design dimensions is given to an upper die, which can be obtained by simulation. ), The displacement of each part of the mold, such as the deflection or the change in clearance, occurring in the mold while the actual die height is given to the upper mold.
Then, by reflecting the obtained displacement data on the setting of the press machine and the press die, it is possible to prevent the occurrence of molding defects such as springback and to further improve the shape accuracy of the pressed product. Is what you do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the method for measuring the amount of mold displacement during press molding according to claim 1 of the present invention converts the actual die height necessary to obtain a desired punch load into an actual measured value of the punch load. And press working with the actual die height, detecting the displacement amount between the specific portions of the mold as needed during the press working, and grasping the displacement amount with time. Things.
According to the present invention, by determining the die height based on the actually measured value of the punch load, it is possible to accurately obtain the displacement amount actually occurring in each part of the mold under the press condition in which the necessary punch load is applied. It becomes.
[0007]
The method for measuring the amount of mold displacement during press molding according to claim 2 of the present invention is the method for measuring the amount of mold displacement during press molding according to claim 1, wherein the press working is performed based on the actual die height. Prior to performing the step, when the cushion ring and the upper mold are placed at the bottom dead center in a no-load state, and the punch and the cushion ring and an empty space corresponding to the plate thickness are provided between the upper mold, It has a step of grasping the distance of the specific portion as a reference value.
According to the present invention, the distance of each part of the mold in a no-load state is used as a measurement reference value for measuring the amount of displacement of the mold, and under pressing conditions in which a necessary punch load is applied, the parts of the mold are actually applied. By measuring the amount of displacement that has occurred, an accurate amount of displacement can be obtained.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for measuring the amount of displacement of a mold during press molding, wherein the method for measuring the amount of displacement of a mold during press molding according to the second aspect comprises the step of: In the step of grasping as the reference value, the die height at which the punch load starts to be generated is grasped based on the actually measured value of the punch load, the unloaded die height obtained by adding the initial plate thickness of the panel to the die height is obtained, and the bottom surface of the cushion ring and the The shim is bitten between the lower mold facing surface facing the bottom surface and the cushion ring is held at a position corresponding to the bottom dead center at the time of press working without applying the load of the cushion pin to the cushion ring, and In a state where the upper die is lowered to the no-load die height, a distance of a specific portion of the die is measured.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to exactly reproduce the positional relationship of each part of a metal mold | die in a no-load state, and to obtain | require the measurement reference | standard for measuring the amount of metal mold | die displacement.
[0009]
The method for measuring the amount of mold displacement during press molding according to claim 4 of the present invention is the method for measuring the amount of mold displacement during press molding according to any one of claims 1 to 3, wherein A step of obtaining a clearance of a specific portion of the mold from a displacement amount between the specific portions of the mold.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to obtain | require the clearance of each part of a metal mold | die accurately under the press conditions which gave the required punch load.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a displacement of a mold during press molding, wherein the displacement between specific portions of the mold is different from that of the fourth aspect. As the amount, the amount of displacement between the cushion ring and the vertical surface of the punch is detected.
According to the present invention, the displacement between the cushion ring and the vertical plane of the punch is detected under the press condition in which the necessary punch load is applied, and the data of the displacement is reflected in the setting of the press machine and the press die. be able to.
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a displacement of a mold during press molding according to the fourth aspect of the present invention. As the amount, the amount of displacement between the cushion ring and the upper die is detected.
According to the present invention, it is possible to detect a displacement amount between a cushion ring and an upper die under a press condition in which a necessary punch load is applied, and reflect the data of the displacement amount in setting of a press machine and a press die. it can.
[0012]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for measuring the amount of displacement of a mold during press molding according to the fourth aspect. As the amount, the amount of displacement between the vertical end surface of the upper die and the vertical surface of the lower die is detected.
According to the present invention, under a press condition in which a necessary punch load is applied, a displacement amount between a vertical end surface of an upper die and a vertical surface of a lower die is detected, and data of the displacement amount is determined by a press machine and a press die. It can be reflected in the setting.
[0013]
The method for measuring the amount of mold displacement during press molding according to claim 8 of the present invention is the method for measuring the amount of mold displacement during press molding according to any one of claims 1 to 3, wherein The method further includes a step of determining the deflection of the mold from the displacement between a plurality of specific portions of the mold.
According to the present invention, according to the present invention, it is possible to accurately determine the deflection of a mold under a press condition in which a necessary punch load is applied.
[0014]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for measuring the amount of mold displacement during press molding according to the eighth aspect of the present invention, wherein the displacement between specific portions of the mold is provided. The amount of displacement between the upper die and the upper surface of the punch is detected at a plurality of locations.
Under the press conditions where the required punch load is applied, the displacement between the upper die of the die and the upper surface of the punch is detected at multiple locations, the deflection of the die is grasped based on the detected data, and the press machine and press die are used. Can be reflected in the setting.
[0015]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a measuring apparatus for measuring a displacement of a mold during press molding, wherein the displacement detecting device detects a displacement between specific portions of the mold, which is built in the mold. It is characterized by comprising an amount detecting means and a load detecting means for detecting a punch load.
According to the present invention, it is possible to obtain an actually measured value of the punch load by the load detecting means. Then, the die height is determined based on the actually measured values, and under the press condition in which a necessary punch load is applied, the displacement amount actually occurring in each part of the mold can be accurately obtained by using the displacement amount detecting means. It becomes possible.
[0016]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the apparatus for measuring the amount of mold displacement during press molding according to the tenth aspect, the displacement amount detecting means includes a cushion ring. This is an eddy current displacement sensor for measuring a horizontal distance between the punch and the punch.
According to the present invention, the eddy current displacement sensor accurately measures a horizontal distance between a cushion ring and a punch under a press condition in which a necessary punch load is applied, and calculates a displacement amount of the portion. The data can be reflected on the setting of the press machine and the press die.
[0017]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the apparatus for measuring the amount of mold displacement during press molding according to the tenth aspect of the present invention, the displacement detecting means includes a cushion ring. This is an eddy current displacement sensor for measuring the vertical distance between the upper die and the upper die.
According to the present invention, the eddy current displacement sensor accurately measures the vertical distance between the cushion ring and the upper die under a press condition in which a necessary punch load is applied, and calculates the displacement amount of the portion. Can be reflected in the setting of the press machine and the press die.
[0018]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the apparatus for measuring the amount of mold displacement during press molding according to the tenth aspect of the present invention, the displacement amount detecting means includes an upper mold. This is an eddy current displacement sensor for measuring a displacement amount between a vertical end face of the lower mold and a vertical surface of the lower die.
According to the present invention, the eddy current displacement sensor accurately measures the distance between the vertical end surface of the upper die and the vertical surface of the lower die under a press condition in which a necessary punch load is applied, and displaces the portion. The quantity data can be reflected in the setting of the press machine and the press mold.
[0019]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the apparatus for measuring the amount of mold displacement during press molding according to the tenth aspect, the displacement amount detecting means includes an upper mold. This is a laser sensor for measuring the amount of displacement between the punch and the upper surface of the punch.
Under the press conditions where the required punch load is applied, the displacement between the upper die of the die and the upper surface of the punch is detected at multiple locations, the deflection of the die is grasped based on the detected data, and the press machine and press die are used. Can be reflected in the setting.
[0020]
Further, the apparatus for measuring the amount of mold displacement during press molding according to claim 15 of the present invention is the apparatus for measuring the amount of mold displacement during press molding according to claim 10, wherein the load detecting means is provided from a lower mold. This is a load cell disposed between the separated punch and the lower die.
According to the present invention, a die height for applying a necessary punch load is determined based on an actual measured value of a punch load measured by the load cell, and under a press condition in which a necessary punch load is applied, each part of the mold is actually determined. Can be accurately obtained.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0022]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a press die 1 incorporating a device for measuring a die displacement during press forming according to an embodiment of the present invention. A press machine 50 (see FIG. 8) to which the press die 1 is attached is a mechanical press machine using a link mechanism as a propulsion device for the upper ram. The mechanical press machine generates a necessary punch load by applying a pressing amount equal to or more than a dimension value to the upper mold at the time of press forming, and applying pressure to the mold 1 while bending the press machine 50 itself.
[0023]
The measuring device according to the embodiment of the present invention includes a displacement detecting means 2, 3, 4, 5 built in the press die 1 for detecting a displacement between specific portions of the die, and a punch load. And load detecting means 6 which performs the operation.
Each of the displacement detecting means 2, 3, 4 is constituted by an eddy current sensor. Among these, the displacement amount detecting means 2 is provided between a cushion ring 9 movably supported in a vertical direction with respect to a lower mold 7 via a slide guide 8 and a punch 10 fixed to the lower mold 7. It measures the horizontal distance. The eddy current sensor according to the displacement amount detecting means 2 uses a suitable vertical surface 10a of the punch 10 as a sensing surface, and the main body of the eddy current sensor maintains a posture facing the vertical surface 10a even during press forming. In addition, it is firmly fixed to the cushion ring 9 via a bracket.
[0024]
Further, the displacement amount detecting means 3 measures a vertical distance between the cushion ring 9 and the upper die 11. The eddy current sensor according to the displacement amount detecting means 3 uses an appropriate horizontal surface 11a of the upper mold 11 as a sensing surface, and the main body of the eddy current sensor maintains the posture facing the horizontal surface 11a even during press molding. , And is firmly fixed to the cushion ring 9 via a bracket.
Further, the displacement detecting means 4 measures a displacement between a suitable vertical end face 11b of the upper die 11 and a suitable vertical surface 7a of the lower die 7. In the illustrated example, the vertical surface 7a is supported by a member 12 fixed to the lower mold 7 (in FIG. 1, it is illustrated as being separated from the mold 7 for the sake of illustration). The surface of the component 13 is selected as the vertical surface 7a as the sensing surface. Further, the main body of the eddy current sensor according to the displacement amount detecting means 4 is firmly fixed to the vertical end surface 11a of the upper die via a bracket so as to maintain the posture facing the vertical surface 7a even during press molding. .
The eddy current sensor used for these displacement amount detection means 2, 3, 4 has a measurement range of about 5 mm and a resolution of about 2 μm, and is suitable for precise measurement of the displacement amount of each of the above-mentioned portions. Further, the eddy current sensor is a small sensor having a diameter of about 20 mm × 20 mm, and is therefore suitable for being mounted inside a mold.
Any other non-contact sensor that has the same performance as the eddy current sensor and can obtain an output such as a voltage so that measurement results during press molding can be continuously obtained. Etc. can also be used.
[0025]
On the other hand, the displacement amount detecting means 5 is constituted by a laser sensor, and measures a displacement amount between the upper die 11 and the upper surface 10b of the punch 10. The main body of the laser sensor is fixed in the vicinity of a mounting surface of the upper mold 11 to the ram 51 (see FIG. 8), and the die 14 forming a part of the upper mold 11 has an opening 15 through which the laser beam L passes. Is formed. Note that an opening for passing the laser beam L is formed in the panel in advance. The laser sensor used for the displacement amount detecting means 5 has a measurement range of about 500 mm and a resolution of about 50 μm, and is suitable for precise measurement of the displacement amount of the above-mentioned portion. As for the laser sensor, other non-contact type sensors can be used as long as they have the same performance and can obtain the output such as the voltage so that the measurement result during the press molding can be continuously obtained. It is also possible to use a sensor or the like.
The load detecting means 6 is constituted by a load cell and measures a punch load. The main body of the load cell is fixed to a lower mold 7 and supports a punch 10 separate from the lower mold 7 from below. Further, the punch 10 is supported by a guide similar to a slide plate, thereby preventing the punch from shifting when receiving a load.
[0026]
These displacement amount detecting means 2, 3, 4, 5 and the load detecting means 6 are provided at a plurality of positions on the mold 1 at regular intervals. Although the displacement detecting means 4 and 5 are shown one by one in FIG. 1 for the sake of illustration, actually, the displacement detecting means 4 and 5 are also one like the displacement detecting means 2. Two are provided on one section. Each sensor is provided so as to be slightly displaced from each other so that the magnetic fields do not interfere with each other.
Then, the measurement results (measured voltage) of the displacement detecting means 2, 3, 4, 5 and the load detecting means 6 pass through an amplifier 17 schematically shown in FIG. Then, it is processed by a processing device 19 such as a personal computer, and can be displayed by a display means 20 such as a display or a printer as needed.
[0027]
Further, an opening for inserting a shim is formed between a bottom surface of the cushion ring 9 and a plane of the lower die 7 facing the bottom surface at an appropriate position of the lower die 7 for a reason to be described later. I have. In addition, the contact surface (machined surface) of the shim is formed on the bottom surface of the cushion ring 9 and the flat surface of the lower die 7 opposed thereto. The structure of the other parts of the mold 1 is the same as that of the conventional mold, and a detailed description thereof will be omitted.
[0028]
Here, the procedure for measuring the displacement between specific parts of the press mold 1 during the press forming operation using the apparatus for measuring the displacement of the mold during press forming according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. It will be described with reference to FIG.
(1) Determine measurement conditions.
(1) Step: Calculation of punch load required for press molding
A punch load (desired punch load) serving as a bottom dead center in design when the mold 1 is assumed to be a rigid body is obtained by using a molding simulation or performing a geometric calculation.
Step 2: Determine the actual die height
The test hitting is repeatedly performed while actually measuring the punch load by the load detecting means 6 so that the punch load calculated in the above (1) is obtained, and the actual die height necessary to obtain a desired punch load is determined.
[0029]
(2) Zero point adjustment of the displacement amount detecting means 2, 3, 4, 5 is performed.
{Circle around (1)} Step: Determine the no-load die height.
In a state where the material is not set in the mold, and in a no-load state in which the cushion load of the cushion pin 16 (FIG. 1) is not applied to the cushion ring 9 (at this time, the cushion ring 9 is lowered by its own weight). The upper die 11 is lowered while the punch load is actually measured by the load detecting means 6. Then, the die height at which the punch load actually starts to be generated is grasped. The unloaded die height is obtained by adding the initial plate thickness to the die height at which the punch load actually starts to be generated.
(2) Step: Subsequently, a load is applied to the cushion pin 16 to raise the cushion ring 9, and a gap is provided between the lower surface of the cushion ring 9 and the plane of the lower die 7 facing the lower surface.
(3) Step: The shim is inserted from the opening formed in the lower mold 7 into the contact surface of the shim formed between the bottom surface of the cushion ring 9 and the plane of the lower mold 11 facing the bottom surface. The shim used at this time holds the upper surface of the cushion ring 9 at a position corresponding to the bottom dead center at the time of press working in a state where the cushion ring 9 is lowered by its own weight and is sandwiched between the lower die 11. It has a sufficient thickness.
[0030]
(4) Step: The load on the cushion pin 16 is released, the cushion ring 9 is lowered, and the shim is bitten between the bottom surface of the cushion ring 9 and the lower mold facing the bottom surface. In this state, the cushion ring 9 is held at a position corresponding to the bottom dead center at the time of press working without applying a load of the cushion pin 16.
(5) Step: By lowering the upper mold 11 to the no-load die height determined in the above (2) (1) step, the cushion ring and the upper mold are placed at the bottom dead center with no load, and the punch is In addition, a space corresponding to the plate thickness is provided between the cushion ring and the upper mold.
(6) Step: In the state of the above (2) (5) step, the zero point adjustment of the displacement amount detecting means 2, 3, 4, 5 is performed.
[0031]
(3) The displacement of each part of the mold is measured.
(1) Step: The shim used in the above (2) (3) to (6) steps is removed from the mold.
(2) Step: Press molding is performed using the actual die height determined in the above (1) (2) step. Then, during the press molding, the displacement amount of each part of the mold is measured by the displacement amount detecting means 2, 3, 4, 5.
(4) Output the measurement result.
Panel forming is performed, and a change in clearance between the cushion ring 9 and the vertical surface 10a of the punch during press forming can be detected over time from the measurement result of the displacement amount detecting means 2.
In addition, a change in the clearance between the cushion ring 9 and the upper mold 11 during press molding can be detected over time from the measurement result of the displacement amount detecting means 3.
Further, from the measurement result of the displacement amount detecting means 4, a change in the opening amount of the upper die 11 during the press molding can be detected over time.
In addition, the displacement amount detecting means 5 detects the displacement amount of the upper die 11 and the punch upper surface 10b at a plurality of locations, measures the displacement amount of each part of the die, and detects the overall deflection of the die 1 with time. be able to.
Then, the measurement results can be processed by the processing device 19 and, if necessary, displayed as a graph on the display means 20 or printed out by a printer.
[0032]
FIGS. 4 to 7 show an example of the measurement results of the mold displacement amount measuring device during press molding according to the embodiment of the present invention. In the measurement example, displacement amount detecting means 2, 3, 4, and 4 are arranged on a vertical section through which lines AA, BB, CC, and DD (constant pitch) shown in FIG. 5 are arranged.
FIG. 4 shows the opening amount of the cushion ring 9 detected by the displacement amount detecting means 2 over time. In addition, since two displacement amount detecting means 2 are provided at each of the measurement positions A, B, C, and D, the detection result of each measurement position in FIG. 4 is an average value of the measurement results of the two detection means. Is represented. In the drawing, a line indicated by reference numeral Bh indicates a blank hold time, and a line indicated by reference numeral Bdc indicates a bottom dead center of the upper die 11 and the cushion ring 9 (the same applies to FIG. 5).
FIG. 5 shows the clearance of the wrinkle suppressing surface detected by the displacement amount detecting means 3 with time. In FIG. 5, the measurement results of the two displacement amount detection means 3 at the respective measurement positions A, B, C, and D are separately shown as A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, and D2.
[0033]
FIG. 6 shows the deflection of the upper die 11 at the bottom dead center (value based on the punch upper surface 10b) detected by the displacement amount detecting means 5.
FIG. 7 shows the relationship between the deflection of the upper die 11 at the bottom dead center detected by the displacement amount detecting means 5 and the punch load measured by the load detecting means 6.
As shown in FIG. 8, the above measurement results show that the pressing force F of the propulsion device on the ram 51 that drives the upper mold 11 in a state where the lower mold 7 and the upper mold 11 are mounted on the press machine 50, It is measured under conditions that act outside the lower mold 7 and the upper mold 11.
[0034]
According to the embodiment of the present invention having the above configuration, the following operation and effect can be obtained. First, when measuring the amount of mold displacement by the apparatus for measuring the amount of mold displacement during press molding according to the embodiment of the present invention, the actual die height required to obtain a desired punch load is detected by load detection. It is determined based on the actual measured value of the punch load using the means 6 (step (1)), and press working is performed based on the actual die height (step (3)), and the displacement between specific portions of the mold is calculated as the displacement Each step is performed by using the detecting means 2, 3, 4, 5 during the press working to detect the displacement amount with time (step (4)). As described above, by determining the die height based on the actually measured value of the punch load, it is possible to accurately obtain the displacement amount actually occurring in each part of the mold under the press condition in which the necessary punch load is given. .
[0035]
In addition, prior to the step of performing the press working based on the actual die height (step (3)), the cushion ring and the upper die are placed at the bottom dead center with no load, and the punch and the cushion ring and the upper die are interposed. (A step (2)) in which the distance of a specific portion of the mold when a space corresponding to the plate thickness is given to the user as a reference value. Therefore, the distance between each part of the mold in a no-load state is used as a measurement standard for measuring the amount of displacement of the mold, and the amount of displacement actually generated in each part of the mold under the pressing condition in which a necessary punch load is applied. , It is possible to obtain an accurate displacement amount.
[0036]
Further, in the step (step (2)) of grasping the distance of a specific portion of the press die 1 as a reference value, the die height at which the punch load actually starts to be generated is grasped based on the actually measured value of the punch load, and the die height is initially determined. The no-load die height obtained by adding the thickness is obtained (step (2) {circle around (1)}), and a shim is bitten between the bottom surface of the cushion ring and the lower die facing the bottom surface to load the cushion pin. The cushion ring is held at a position corresponding to the bottom dead center at the time of press working without giving any pressure to the cushion ring (steps (2) to (4)), and the upper die is lowered to the no-load die height. In this state (step (2) (5)), the distance of a specific portion of the mold is measured (step (2) (6)). Therefore, it is possible to accurately reproduce the positional relationship of each part of the mold in a no-load state, and to obtain a measurement reference for measuring the amount of mold displacement.
[0037]
Then, the clearance of the specific portion of the press die 1 during the press forming is obtained from the displacement between the specific portions of the press die 1. An apparatus for measuring the amount of displacement of a mold during press molding according to an embodiment of the present invention includes a displacement amount detecting means 2 using an eddy current sensor as a displacement amount detecting means for detecting a displacement amount between specific portions of a mold. 3, 4, 4 and a displacement detecting means 5 using a laser sensor and a load detecting means 6 using a load cell are built in a mold. Then, under a press condition in which a required punch load is applied, the displacement amount between the cushion ring 9 and the vertical surface 10a of the punch 10 is detected by the displacement amount detecting means 2 (see FIG. 4). This can be reflected in the setting of a press machine and a press die.
Further, the displacement amount detecting means 3 detects the displacement amount between the cushion ring 9 and the upper mold 11 under the press condition in which a necessary punch load is applied (see FIG. 5), and the data of the displacement amount is transmitted to the press machine and the press machine. This can be reflected in the setting of the press die. Further, the displacement amount detecting means 4 detects the displacement amount between the vertical end face of the upper die 11 and the vertical surface 7a of the lower die under the press condition in which a necessary punch load is applied, and converts the data of the displacement amount into a press machine. And it can be reflected in the setting of the press die.
[0038]
Further, the displacement amount detecting means 5 detects the displacement amount between the upper die 11 and the punch upper surface 10a at a plurality of locations under the press condition in which a necessary punch load is applied, and grasps the deflection of the die based on the detected data. (See FIG. 6), which can be reflected in the setting of the press machine and the press die.
Each of the above detection data is not only useful for optimizing the setting of the press die, but also by assembling the respective data to grasp the state of the displacement of the die, so that the press die can be more highly accurate. It becomes possible to set the mold.
[0039]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the amount of displacement of each part of the mold, such as deflection or change in clearance, which occurs in the mold while the actual die height is given to the upper mold, necessary to obtain a desired punch load. Can be determined accurately.
Then, by reflecting the data of the displacement amount in the setting of the press machine and the press die, it is possible to prevent the occurrence of molding defects such as springback, and to further improve the shape accuracy of the pressed product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a press die incorporating a device for measuring a die displacement during press molding according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the press die incorporating the device for measuring the amount of displacement of the die during press molding shown in FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for measuring a displacement between specific portions of a press mold during a press forming operation using the apparatus for measuring a displacement of a mold during press forming shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a graph showing the opening amount of the cushion ring during press molding of the press die incorporating the device for measuring the amount of displacement of the die during press molding shown in FIG. 1 over time.
FIG. 5 is a graph showing the clearance over time of the wrinkle suppressing surface of the press die incorporating the device for measuring the amount of displacement of the die during press molding shown in FIG. 1 during press molding.
FIG. 6 is a diagram showing the deflection of the upper die at the bottom dead center of the press die incorporating the device for measuring the amount of displacement of the die during press molding shown in FIG. 1;
FIG. 7 shows the relationship between the deflection of the upper die at the bottom dead center of the press die incorporating the apparatus for measuring the amount of displacement of the die during press molding shown in FIG. 1 and the punch load measured by the load detecting means. FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a press machine for mounting the press die shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Press mold
2,3,4 Eddy current displacement sensor
5 Laser sensor
6 load cell
7 Lower mold
9 Cushion ring
10 punches
11 Upper type
14 dice
15 Opening
16 Cushion pin
L laser beam

Claims

The actual die height required to obtain the desired punch load is determined based on the actually measured punch load,
Performing press working with the actual die height, detecting the displacement between the specific parts of the mold at any time during the press working,
A method for measuring the amount of displacement of a mold during press molding, comprising the steps of grasping the amount of displacement over time.

Prior to the step of performing press working based on the actual die height,
When the cushion ring and the upper die are placed at the bottom dead center in a no-load state, and when a space corresponding to the thickness of the plate is provided between the punch and the cushion ring and the upper die, the distance of the specific portion of the die is determined. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of determining a reference value.

In the step of grasping the distance of the specific part of the mold as a reference value,
Based on the measured value of the punch load, the die height at which the punch load starts to be generated is grasped, and the unloaded die height obtained by adding the initial plate thickness of the panel to the die height is obtained.
A shim is bitten between the bottom surface of the cushion ring and the lower die facing surface facing the bottom surface, and the cushion ring is positioned at a position corresponding to the bottom dead center during press working without applying a load of the cushion pin to the cushion ring. 3. The amount of mold displacement during press forming according to claim 2, wherein the distance of a specific portion of the mold is measured while holding the upper mold down to the no-load die height. Measurement method.

The mold displacement during press forming according to any one of claims 1 to 3, further comprising a step of obtaining a clearance of a particular portion of the mold from a displacement between the particular portions of the mold. Measuring method.

The method according to claim 4, wherein the amount of displacement between the cushion ring and the vertical surface of the punch is detected as the amount of displacement between specific portions of the mold.

The method according to claim 4, wherein the displacement between the cushion ring and the upper mold is detected as the displacement between the specific portions of the mold.

5. The method according to claim 4, wherein a displacement between a vertical end surface of the upper mold and a vertical surface of the lower mold is detected as the displacement between the specific portions of the mold. Method.

The method according to claim 1, further comprising a step of obtaining a deflection of the mold from a displacement between a plurality of specific portions of the mold. 5. Method.

9. The method for measuring the displacement of a mold during press forming according to claim 8, wherein the displacement between the upper mold and the upper surface of the punch is detected at a plurality of positions as the displacement between the specific portions of the mold.

A displacement amount detecting means for detecting a displacement amount between specific portions of the mold, and a load detecting means for detecting a punch load, which is incorporated in the mold, wherein the displacement amount of the mold during press molding is provided. measuring device.

The apparatus according to claim 10, wherein the displacement amount detecting means is an eddy current displacement sensor that measures a horizontal distance between the cushion ring and the punch.

11. The apparatus according to claim 10, wherein the displacement amount detector is an eddy current displacement sensor that measures a vertical distance between the cushion ring and the upper die. .

The mold displacement amount during press forming according to claim 10, wherein the displacement amount detection means is an eddy current displacement sensor that measures a displacement amount between a vertical end surface of an upper die and a vertical surface of a lower die. measuring device.

The apparatus according to claim 10, wherein the displacement amount detection means is a laser sensor that measures a displacement amount between an upper die and an upper surface of the punch.

11. The apparatus according to claim 10, wherein the load detecting unit is a load cell disposed between a punch separated from the lower die and the lower die.