JP2016030261A - プレス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除去予定部にブランクホルダを配置しなくても、成形不良を防止できるプレス成形方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るプレス成形装置１は、ダイ１０と、パンチ２０と、ブランクホルダ３１とを備え、ダイ１０に、ブランク材Ｗ’の除去予定部（窓部相当領域Ｑ３’）を下方に押し込んで凹状に変形させる凸部１３ａを設けた。
【選択図】図４

Description

本発明は、プレス成形装置に関する。

例えば自動車の車体のパネル部品（サイドパネル等）は、絞り加工、抜き加工、寄せ曲げ加工等の工程を経て製造される。絞り加工工程では、ダイ及びブランクホルダでブランク材の外周部を保持した状態で、これらを一体に降下させ、ブランク材をパンチの成形面に押し付けることにより、ブランク材をパンチに倣った形状に成形する。しかし、サイドパネル等のパネル部品は、大型であり、且つ、意匠面の曲率が小さいため、所望の形状に成形することが難しい。

例えば、下記の特許文献１に示されているプレス成形装置には、ブランク材の外周部を保持するためのブランクホルダ（外クッション）だけでなく、ブランク材に設けられるドア用あるいは窓用の除去予定部（抜き部）の外周部を保持するためのブランクホルダ（内ブランクホルダ）が設けられている。このように、除去予定部を保持して材料の流動を規制することで、絞り成形時のシワ等の成形不良を防止している。

特開平１１−７７１７８号公報

しかし、除去予定部が小さい場合、ブランクホルダを配置することができないことがある。この場合、除去予定部の材料の流動を規制することができず、成形不良が生じてしまう恐れがある。

以上の事情に鑑み、本発明が解決すべき課題は、除去予定部にブランクホルダを配置しなくても、成形不良を防止できるプレス成形方法を提供することにある。

前記課題を解決するためになされた本発明は、ダイと、パンチと、ブランクホルダとを備え、前記ダイと前記ブランクホルダとでブランク材の端部を挟持した状態で、ブランク材を前記パンチに押し付けて所定形状に成形するプレス成形装置であって、前記ダイに、ブランク材の除去予定部を前記パンチ側に押し込んで凹状に変形させる凸部を設けたことを特徴とするものである。

このプレス成形装置によれば、ダイを降下させることで、ダイに設けた凸成形部で、ブランク材の除去予定部がパンチ側に押し込まれて凹状に変形する。これにより、ブランク材のうち、除去予定部の周囲の材料が除去予定部側に引っ張られて張りが与えられるため、除去予定部をダイ及びブランクホルダで保持しなくても、除去予定部の周囲における成形不良を確実に防止することができる。

上記のプレス成形装置のダイには、ブランク材の製品部相当領域（製品部に相当する領域）に凹曲面を成形する凸成形面を設けることができる。しかし、凹曲面の曲率が緩やかな場合、凹曲面を精度良く成形することは難しい。そこで、前記凸部がブランク材の除去予定部に当接した後に、前記凸成形面がブランク材の製品部相当領域に当接するようにすれば、凸部で除去予定部を押し込んでブランク材に張りを与えた状態で、凸成形面でブランク材を押し込むことができるため、凹曲面を精度よく成形することができる。

以上のように、本発明のプレス成形装置によれば、除去予定部にブランクホルダを配置しなくても、成形不良を防止することができる。

本発明の一実施形態に係るプレス成形装置で成形するワークの平面図である。 図１のワークのＸ−Ｘ線における上記プレス成形装置の断面図である。 図２のプレス成形装置の断面図であり、ダイとブランクホルダでワークを挟持した状態を示す。 図２のプレス成形装置の断面図であり、ワークを成形している途中の状態を示す。 図２のプレス成形装置の断面図であり、ワークの成形が完了した状態を示す。

図１に、本発明の一実施形態に係るプレス成形装置１で成形するワークＷを示す。このワークＷは、例えば自動車のサイドパネルとなる製品部Ｐと、サイドパネルのドア部Ｑ１，Ｑ２、窓部Ｑ３、タイヤハウス部Ｑ４、及びプレス成形時の掴み代となるフランジ部Ｑ５とが一体に設けられる。これらのドア部Ｑ１，Ｑ２、窓部Ｑ３、タイヤハウス部Ｑ４、及びフランジ部Ｑ５は、プレス成形後のトリミング工程において、製品部Ｐから分離・除去される除去予定部である。

プレス成形装置１は、図２に示すように、ダイ１０と、パンチ２０と、ブランクホルダとを備える。ダイ１０及びパンチ２０は互いに接近離反可能とされる。本実施形態では、パンチ２０が固定され、その上方に設けられたダイ１０が、図示しない駆動手段により昇降可能とされる。本実施形態では、ブランクホルダとして、ワークＷ（ブランク材Ｗ’）の外周部を押さえる環状の外ブランクホルダ３１と、ドア部Ｑ１，Ｑ２の外周部を押さえる環状の内ブランクホルダ３２，３３とが設けられる（図１参照）。尚、ブランクホルダ３１，３２，３３の上面やこれと対向するダイ１０の下面（押さえ面）に、材料の流入を規制するビードを設けてもよい。

ダイ１０の下面には、外ブランクホルダ３１の上面と対向した環状の外押さえ面１１と、内ブランクホルダ３２，３３の上面と対向した環状の内押さえ面（図示省略）と、ワークＷの各部を成形する成形面とが設けられる。図示例では、成形面として、製品部Ｐを成形する製品部成形面１２と、ドア部Ｑ１，Ｑ２を成形するドア部成形面（図示省略）と、窓部Ｑ３を成形する窓部成形面１３と、タイヤハウス部Ｑ４を成形するタイヤハウス部成形面（図示省略）とが設けられる。製品部成形面１２には、製品部Ｐに設けられる凹曲面Ｐ１（パンチ２０側に凹んだ面、図５参照）を成形する凸成形面１２ａが設けられる。窓部成形面１３には、窓部Ｑ３を下方に押し込む凸部１３ａが設けられる。

ところで、窓部Ｑ３は、プレス成形後に製品部Ｐから分離除去されるため、窓部Ｑ３に積極的に成形を施す必要はない。従って、従来の窓部成形面１３’は、図２に点線で示すように、窓部Ｑ３の縁（窓部成形面１３’と製品部成形面１２との境界）を連結する頂部のない単純な面で構成される。言い換えると、窓部成形面１３’は、窓部Ｑ３に嵌め込まれるガラスとおよそ同一形状の面で構成される。これに対し、本実施形態の凸部１３ａは、窓部Ｑ３の一部を、その周囲よりも下方に押し込んで凹状に変形させるものであり、従来の窓部成形面１３’よりも下方に突出して設けられる。図示例の凸部１３ａは、滑らかな凸曲面状に設けられ、その周囲の製品部成形面１２と滑らかに連続している。凸部１３ａは、歪等の成形不良が生じやすい箇所に近接した位置に設けることが好ましい。図示例では、製品部Ｐのうち、窓部Ｑ３の下側部分（特に、後方寄りの領域）に設けられる凹曲面Ｐ１に歪が生じやすいため、窓部成形面１３の下部の後方寄りの領域に凸部１３ａの頂部が配される（図１参照）。

パンチ２０の上面には、製品部Ｐを成形する製品部成形面２１と、ダイ１０の凸部１３ａの下方に設けられた凹部２２とが設けられる。製品部成形面２１は、ダイ１０の製品部成形面１２と同様の形状を成している。ダイ１０を下死点まで降下させた状態では、凸部１３ａが凹部２２に入り込み、凸部１３ａの頂部と凹部２２の底部との間には上下方向の隙間が形成される（図５参照）。

以下、上記のプレス成形装置１を用いて行うプレス成形方法の手順を説明する。

まず、図２に示すように、外ブランクホルダ３１の上に、所定形状に打ち抜かれた平板状の金属板からなるブランク材Ｗ’を載置する。このとき、図示は省略するが、ブランク材Ｗ’のドア部Ｑ１，Ｑ２に相当する領域は、内ブランクホルダ３２，３３で下方から支持されている。尚、以下では、ブランク材Ｗ’のうち、ワークＷのドア部Ｑ１，Ｑ２や窓部Ｑ３等に相当する領域を、それぞれドア部相当領域Ｑ１’，Ｑ２’、窓部相当領域Ｑ３’等と言う。

この状態で、ダイ１０を降下させ、図３に示すように、ダイ１０の外押さえ面１１と外ブランクホルダ３１の上面とでブランク材Ｗ’の外周部（フランジ部相当領域Ｑ５’）を挟持する。これと同時に、ダイ１０の内押さえ面と内ブランクホルダ３２，３３の上面とでワークＷのドア部相当領域Ｑ１’，Ｑ２’の外周部を挟持する（図示省略）。

その後、さらにダイ１０を降下させると、ダイ１０とブランクホルダ３１，３２，３３とでブランク材Ｗ’を挟持した状態で、これらが一体に降下する。この状態で、ブランク材Ｗ’の製品部相当領域Ｐ’がパンチ２０の製品部成形面２１に押し付けられ、成形が開始される。これと共に、ダイ１０の窓部成形面１３の凸部１３ａがブランク材Ｗ’の窓部相当領域Ｑ３’を下方に押し込んで、この領域Ｑ３’を凹状に変形させる。これにより、ブランク材Ｗ’の窓部相当領域Ｑ３’の周囲の材料、特に、凹曲面相当領域Ｐ１’の材料が凸部１３ａ側に引っ張られ、この領域の材料に張りが与えられる。

その後、さらにダイ１０を降下させることで、ダイ１０の凸成形面１２ａがブランク材Ｗ’を下方に押し込み、この部分に凹曲面Ｐ１を成形する（図５参照）。このとき、凸部１３ａにより窓部相当領域Ｑ３’を下方に押し込むことで、凹曲面相当領域Ｐ１’に張りが与えられているため、凹曲面相当領域Ｐ１’を凸成形面１２ａに倣わせて塑性変形させやすくなる。これにより、凹曲面Ｐ１を、シワや歪等の成形不良を生じることなく、精度よく成形することができる。特に、本実施形態のように、凸部１３ａで窓部相当領域Ｑ３’を下方に押し込んで凹曲面相当領域Ｐ１’に十分な張りを与えた後に、凸成形面１２ａで凹曲面相当領域Ｐ１’を押圧して凹曲面Ｐ１を成形することで、凹曲面Ｐ１の成形不良を確実に防止できる。その後、ダイ１０を下死点まで降下させることで、ダイ１０の製品部成形面１２とパンチ２０の製品部成形面２１とでブランク材Ｗ’が挟持され、ワークＷの成形が完了する。

その後、ダイ１０を上昇させると、ブランクホルダ３１，３２，３３のクッション圧でワークＷが持ち上げられ、パンチ２０から離反される（図示省略）。このワークＷをプレス成形装置１から取り出し、図示しないトリミング装置で除去予定部（ドア部Ｑ１，Ｑ２、窓部Ｑ３、タイヤハウス部Ｑ４、及びフランジ部Ｑ５）と製品部Ｐとの境界を切断することで、製品部Ｐから除去予定部が分離除去される。

本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、ダイ１０の凸部１３ａでブランク材Ｗ’の窓部相当領域Ｑ３’を下方に押し込む場合を示したが、これに限らず、ブランク材Ｗ’のうち、ブランクホルダが配されない除去予定部（図示例ではタイヤハウス部相当領域Ｑ４’）を下方に押し込む位置に凸部を設けてもよい。

また、本発明に係るプレス成形装置は、サイドパネルを成形する場合に限らず、ブランクホルダが配置されない除去予定部を有するワークを成形する場合に適用することができる。例えば、サンルーフ用の開口部（除去予定部）を有するルーフパネルの成形に、本発明のプレス成形装置を提供することもできる。

１ プレス成形装置
１０ ダイ
１２ 製品部成形面
１２ａ 凸成形面
１３ 窓部成形面
１３ａ 凸部
２０ パンチ
２１ 製品部成形面
２２ 凹部
３１ 外ブランクホルダ
３２，３３ 内ブランクホルダ
Ｗ ワーク
Ｐ 製品部
Ｐ１ 凹曲面
Ｑ１，Ｑ２ ドア部
Ｑ３ 窓部
Ｑ４ タイヤハウス部
Ｑ５ フランジ部
Ｗ’ ブランク材
Ｐ’ 製品部相当領域
Ｐ１’ 凹曲面相当領域
Ｑ１’，Ｑ２’ドア部相当領域
Ｑ３’ 窓部相当領域（除去予定部）
Ｑ４’ タイヤハウス部相当領域
Ｑ５’ フランジ部相当領域

Claims (2)

1. ダイと、パンチと、ブランクホルダとを備え、前記ダイと前記ブランクホルダとでブランク材の端部を挟持した状態で、ブランク材を前記パンチに押し付けて所定形状に成形するプレス成形装置であって、
   前記ダイに、ブランク材の除去予定部を前記パンチ側に押し込んで凹状に変形させる凸部を設けたことを特徴とするプレス成形装置。
2. 前記ダイに、ブランク材の製品部相当領域に凹曲面を成形する凸成形面を設け、前記凸部がブランク材の除去予定部に当接した後に、前記凸成形面がブランク材の製品部相当領域に当接するようにした請求項１記載のプレス成形装置。

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