JP2004167593A

JP2004167593A - Method of press working excellent in shape fixability

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Publication number: JP2004167593A
Application number: JP2002339379A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Hira; 隆明比良; Yoshikiyo Tamai; 良清玉井; Jiro Hiramoto; 治郎平本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP3862016B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of press working excellent in shape fixability which can efficiently manufacture a component of which the wall section has a small warp, in obtaining, by press working, the metal plate component having the wall section and a flange section connecting to both sides of the head of a hat. <P>SOLUTION: First, the flange section is formed by bending the crosswise edge of the metal plate 1 with a flange bending tool with a part of the metal plate which will be the wall section pinched by a die 3 and a blank holder 6. Then, the wall section is formed by bending with the die and a punch 2 with the blank holder parted from the part of the metal plate which will be the wall section. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲げ加工工具を用いた形状凍結性に優れたプレス加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の排ガスを少なくするためエンジンの改良などとともに自動車車体重量の軽減化が進められている。このためには車体構成素材の軽量化が有効であり、従来材より板厚が薄い高張力鋼板とか、比重が小さいアルミニウム合金板などの金属板素材がプレス加工に供されている。これらの金属板素材は従来材料に比べて強度が大きいか、またはヤング率（縦弾性係数）が小さいため、曲げ加工工具を用いたプレス加工によってアンダーボディー等の自動車部品とする際、プレス加工後にスプリングバックおよび反りが発生し、所定の部品形状を得難い場合がある。
【０００３】
例えば、図７（ａ）に示すような縦壁部ＡとフランジＢを有する断面形状が倒立ハット形の部品をプレス加工によって得る場合、図７（ｂ）に示す通り目標とする実線の形状に対し、縦壁部Ａの反りとハット頭部Ｃコーナーにおけるスプリングバックにより一点鎖線のような形状を呈する。このような部品のスプリングバックに関しては、例えば図８あるいは図９に示すポンチ２およびダイス３の曲げ加工工具に見込みを入れることにより、すなわちスプリングバック後に所定の形状となるように多目に加工するようにすることにより解消することが可能である。あるいは、プレス加工の成形ストロークの最終工程において、曲げ加工を受けた金属板１の凸面側の少なくともその一部に所定深さの凹部を付与することによって、スプリングバックを小さくすることができる（特許文献１）。
【０００４】
しかし、縦壁部Ａの反りに関しては、その解消が難しいという問題があった。すなわち、曲げ加工工具にしわ押さえ６を用いた場合には、図８に示すようにプレス加工時、金属板１の両端部をしわ押さえ６によりダイス３に押し付けた状態で曲げ加工を行っているが、その際に金属板１の縦壁部Ａとなる部分は、ダイス３の肩部５により曲げられ、下方に引き下げられつつ肩部５の下方で曲げ戻される曲げ・曲げ戻し加工を受ける。この変形が拘束された状態では反りが発生していないけれども、曲げ加工工具から部品を取り出すと、曲げ・曲げ戻し加工を受けた縦壁部Ａに曲げモーメントをゼロにするような大きい反りが生じる。
【０００５】
この縦壁部Ａの反りを抑制できる方法として、図９に示すポンチ張り出し部２Ｐを設けたつば付きポンチ２を用いるプレス加工方法が知られている。しかしながら、加工工具としてつば付きポンチ２を用いた場合、プレス加工の初期段階では、金属板１の縦壁部Ａとなる部分の曲げ変形が小さいが、プレス加工の途中からは図９（ｂ）に示すように金属板１の両端部がポンチ張り出し部２Ｐの下面で押さえられ、反りを誘発する曲げ変形が大きくなり、縦壁部Ａの反り抑制効果が不十分であるという問題があった。
【０００６】
また、プレス加工による曲げ成形としては、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように３工程で金属板１から図１０（ｄ）に示す縦壁部Ａとフランジ部Ｂを有する金属板部品をプレス加工により得る方法も開示されている（特許文献２）。このプレス加工方法では、ワーク１をＵ形状に曲げる図１０（ａ）の工程の後、図（ｂ）、（ｃ）の工程でフランジを形成するため、反りの問題は小さく、Ｕ形状の曲げ部に発生するスプリングバックのみを改善することで寸法精度を確保できる。しかしながら、プレス成形によって得られる部品がハット形状でなく、また、一つの部品を得るのに、ポンチを２→２０→３０、それに対応するダイスを３→２２→３２と交換し、またストリッパー２１、３１をプレス機に取り付ける作業が発生し、能率が低いという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１７４０７４号公報
【特許文献２】
特開平４−１３８８２２号公報
【０００８】
【発明の解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記従来の問題点を解決することにあり、ハット頭部の両側につながる縦壁部とフランジ部を有する金属板部品をプレス加工で得るに際し、縦壁部の反りが小さい部品を能率良く製造することができる形状凍結性に優れたプレス加工方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の通りである。
１．ポンチと、ダイスと、フランジ部を形成するフランジ曲げ工具と、前記ダイスとの間に金属板を挟んで挟圧するしわ押さえを備えた曲げ加工工具を用い、縦壁部とフランジ部を有する金属板部品をプレス加工により得るに際し、先ず、前記ダイスとしわ押さえとにより前記金属板の縦壁部となる部分を挟圧した状態で前記金属板の幅方向端部を前記フランジ曲げ工具により曲げて前記フランジ部を形成し、次いで前記金属板の縦壁部となる部分から前記しわ押さえを離隔した状態で前記ダイスとポンチによる曲げ加工により前記縦壁部を形成することを特徴とする形状凍結性に優れたプレス加工方法。
２．前記縦壁部を形成するに際し、ハット頭部押さえを用い、該ハット頭部押さえと前記ポンチとにより前記金属板の幅方向中央部を挟圧することを特徴とする上記１．に記載の形状凍結性に優れたプレス加工方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜図４を用い、本発明に係るプレス加工方法について説明する。
図１〜図４は、各プレス加工工程における金属板１の形状を示す概略縦断面である。本発明に係るプレス加工方法により製造する部品は、例えば、図７（ａ）に示したようなハット頭部Ｃの両側につながる縦壁部Ａとフランジ部Ｂを有する金属板部品であり、例えば矩形状の金属板１を素材として用いる。金属板１の素材は、プレス加工時に図１に示すように金属板１の幅方向中央部がポンチ２の頭部に位置するように配置され、図１→図２→図３→図４に示すようなプレス加工工程を経て金属板部品とされる。本発明においては、曲げ加工により金属板１の幅方向端部をフランジ部Ｂに形成していると共に、金属板部品の縦壁部Ａは、図１および図２に示すように、プレス加工時にダイス３としわ押さえ６とにより挟圧され、その後、図３→図４に示すようなプレス加工工程を経て形成される。本発明においては、金属板部品の縦壁部Ａとなる金属板１の幅方向部分を金属板１の縦壁部となる部分という。
【００１１】
本発明に係るプレス加工方法は、図１〜図４に示すような曲げ加工工具を用いるのが好適である。ここで、本発明に用いて好適な曲げ加工工具について説明しておく。曲げ加工工具は、ポンチ２とダイス３とフランジ部を形成するフランジ曲げ工具８と金属板１をダイス３との間に挟んで挟圧するしわ押さえ６を備えている。なお、フランジ曲げ工具８は、金属板幅方向に所定の間隔を空けてポンチ２の基部でポンチ２と一体化され、断面略Ｅ状のフランジ曲げ工具付きポンチを構成している。フランジ曲げ工具８を付帯するポンチ２とダイス３は、図示しないプレス機に取り付けられている。この場合、フランジ曲げ工具８を付帯するポンチ２が上下方向に移動しないようにプレス機の下側のベッドに固定され、ダイス３が上下方向に移動可能にプレス機の上側のスライドに固定されている。また、金属板１を挟むダイス３としわ押さえ６は、しわ押さえ６を下方側、ダイス３を上方側として所定の間隔を有する空間内に上下方向に移動可能に配置されている。このしわ押さえ６は、ロッドを介してシリンダー９に接続され、金属板１を所定の押さえ力で挟圧可能である。押さえ力は、プレス加工時に図示しない油圧ユニットに設けたレリーフバルブにより所定値に設定することができる。
【００１２】
なお、符号１０はシリンダー９に接続された配管であって、配管１０は図示しないレリーフバルブ、油圧ポンプ、タンク等を有する油圧ユニットに接続されている。また、符号７は、ハット頭部押さえであり、プレス加工時にハット頭部押さえ７とポンチ２とにより金属板１の幅方向中央部を挟圧することが可能である。上述したフランジ曲げ工具８は、ポンチ２と一体として構成せず、別工具とすることもできる。
【００１３】
ところで、フランジ曲げ工具８を付帯するポンチ２を構成するに際し、ポンチ２とフランジ曲げ工具８の高さの差は、図１、図２に示すように金属板１の両端部を曲げてフランジ部を形成可能な寸法差とされている。ポンチ２とフランジ曲げ工具８間の金属板幅方向の間隔は、図１に示す第１加工工程において、金属板１の幅方向中央部をポンチ２の頭部に位置させ、かつ金属板１の縦壁部となる部分をダイス３としわ押さえ６により挟んだ状態で金属板１の板幅方向端部がフランジ曲げ工具８に当接するようにされていると共に、図２に示すようにダイス３をさらに下降させ、フランジ部を成形する第２加工工程において、ダイス３とフランジ曲げ工具８の内壁上部との隙間が金属板を曲げてフランジ部を形成可能となるような隙間となるようにされており、ダイス３とフランジ曲げ工具８の内壁上部との隙間は、金属板１素材の板厚の概ね１．０〜１．０５倍となるようにすることが好ましい。
【００１４】
また、ポンチ２とフランジ曲げ工具８との金属板幅方向の間隔は、図３および図４に示すように、金属板１の縦壁部となる部分からしわ押さえ６を離隔した状態でポンチ２とダイス３による曲げ加工により縦壁部を形成する第３加工工程および第４加工工程において、ポンチ２とダイス３との隙間が金属板を曲げて、縦壁部を形成可能となるようにされており、このポンチ２とダイス３との隙間は金属板１素材の板厚の概ね１．０〜１．０５倍となるようにすることが好ましい。
【００１５】
ここで、金属板１の縦壁部となる部分を挟んでいる一方のしわ押さえ６は、第２加工工程においてフランジ部を成形した後、ダイス３を下降させる前に金属板１の縦壁部となる部分からすみやかに離隔し、ポンチ２の基部に待機させておくようにすることが大切である。また、フランジ曲げ工具８には、その内壁に第２加工工程において形成されたフランジ部が接触しないでスムーズにポンチ２の基部に待機しているしわ押さえ６の上面に到達できるような逃げ部を形成しておくことも重要である。なお、フランジ曲げ工具８の内壁に形成した逃げ部は、図１〜図４中の破線で示した。符号４は、ポンチ２の頭部の肩部に形成したＲ部であり、また符号５は、ダイス３の肩部に形成したＲ部である。フランジ曲げ工具８の内壁上部にも所定の半径のＲが形成されている。
【００１６】
次ぎに、本発明に係るプレス加工方法について説明する。
本発明に係るプレス加工方法においては、縦壁部とフランジ部を有する金属板部品をプレス加工により得るに際し、図１に示したように金属板１の幅方向中央部がポンチ２の頭部に位置するようにダイス３としわ押さえ６とにより金属板１の縦壁となる部分を挟んで挟圧し、その状態でダイス３を下降させる。このダイス３を下降させるプレス加工工程において金属板１の曲げ加工を行う。
【００１７】
先ず、ダイス３としわ押さえ６とにより金属板１の縦壁部となる部分を挟圧した状態で図１に示すように金属板１の幅方向端部をフランジ曲げ工具８に当接させ、図２に示すようにフランジ曲げ工具８により金属板１の幅方向端部を曲げてフランジ部を形成する。次いで、図３、図４に示すようにしわ押さえ６を金属板１の縦壁部となる部分から離隔し、ダイス３を下降させ、金属板１の縦壁部となる部分と金属板１の幅方向中央部との間をポンチ２とダイス３とにより曲げて縦壁部を形成するようにしている。
【００１８】
なお、図４に示す第４加工工程においては、第２加工工程で形成されたフランジ部が、先にポンチ２の基部の位置で待機しているしわ押さえ６と、後から下降してくるダイス３との間で挟み込まれ、これにより、既に形成されたフランジ部をダイス３としわ押さえ６により挟んでその形状を整えるとともに縦壁部に張力を与えることによりスプリングバックを抑制する効果がある。図４に示すプレス加工の成形ストロークエンドから、ダイス３およびハット頭部押さえ７を使用した場合にはハット頭部押さえ７を上昇させ、その後しわ押さえ６を上昇させ、ハット形部品を取り出して、一つの金属板部品を製造する１ストロークが終了する。
【００１９】
本発明のプレス加工方法によれば、金属板１の縦壁部となる部分には、プレス加工時に反りの原因となる曲げ変形がほとんど及んでいないから、曲げ加工工具から取り出した場合に金属板部品の縦壁部における反りを抑制できる。金属板部品の縦壁部における反りを小さくできる理由は、以下のようにして曲げ加工工具を用いて、曲げ加工を行っているためである。
【００２０】
▲１▼：成形ストロークの初めにフランジ部を形成するに際し、ダイス３としわ押さえ６により金属板１の縦壁部となる部分を挟んでいるために、金属板１の縦壁部となる部分に曲げ変形が及んでしまうことを抑止できる。
▲２▼：また、続いて縦壁部を形成する曲げ加工においては、しわ押さえ６を金属板１の縦壁部となる部分から離隔して、ポンチ２とダイス３とにより、ポンチ２の肩部４の位置に相当する金属板１の部分を曲げている。従って、縦壁部となる部分とハット頭部となる幅方向中央部との間の金属板１の部分には、曲げ変形が生じているが、金属板１の縦壁部となる部分に曲げ変形が生じることを抑止できる。
【００２１】
なお、縦壁部を形成する曲げ加工に際しては、フランジ曲げ工具８の内壁に逃げ部を形成したり、またフランジ部の形成が完了した後、しわ押さえ６を速やかに下降させたりして、金属板１がフランジ曲げ工具８の内壁やしわ押さえ６と接触することに起因した曲げモーメントにより金属板１の縦壁部となる部分に曲げ変形が生じることを防止している。また、さらにポンチ２とダイス３との隙間、およびダイス３とフランジ曲げ工具８の内壁上部との隙間を前記好適範囲とすることが、金属板１の縦壁部となる部分に曲げ変形が生じることを抑止して金属板部品の縦壁部の反りを小さくする上で好ましい。
【００２２】
ところで、縦壁部を形成するに際し、ハット頭部押さえ７を用い、ハット頭部押さえ７とポンチ２とにより金属板１の幅方向中央部を挟圧することが、ポンチ２の肩部４の位置に相当する金属板１の部分の曲げ加工ひずみ量を一定とすることができ、スプリングバック量のバラツキを小さくできるので好ましい。
なお、金属板素材を曲げ加工工具にセットしてから金属板部品を取り出すまでのプレス加工の１ストローク中に、金属板１の縦壁部Ａとなる部分に弾性範囲内の曲げ変形が加わったとしても、弾性範囲内の曲げ変形は反りに影響を与えないから曲げ変形は弾性範囲内であれば問題となることはない。
【００２３】
【実施例】
曲げ加工工具を用い、プレス加工により縦壁部とフランジ部を有する断面形状がハット型の金属板部品を製造し、縦壁部における曲率を図５に示すようにして測定し、測定した部品の縦壁部における曲率の最大値を、発明例と従来例１、２とで比較して図６に示した。
【００２４】
なお、発明例では、図１〜図４に示した曲げ加工工具を用いた。発明例に用いたフランジ曲げ工具８の肩部の半径は５ｍｍとし、フランジ曲げ工具８の内壁上部とダイス３の側壁との隙間は金属板素材板厚×１．０５とした。従来例１、２では、それぞれ図８、図９に示した曲げ加工工具を用いた。いずれの場合も、ポンチ２の側壁とダイス３の側壁との隙間は金属板素材板厚×１．０５とし、ポンチ２の肩部４の半径は５ｍｍ、ポンチ２の幅は８０ｍｍ、ダイス３の肩部５の半径は６ｍｍとし、部品の加工高さを１００ｍｍとした。また、部品の縦壁部における曲率は、図５に示したような脚幅２０ｍｍの中央の変位をダイヤルゲージにより求める治具により縦壁部の曲率半径Ｒを計算し、この半径Ｒを分母にした曲率（１／Ｒ）を求めた。曲率（１／Ｒ）が大きいほど反りが大きいことになる。供試材は、表１に示す板厚１．６ｍｍの４種類の高張力鋼板（引張強さ：４４０ＭＰａ、５９０ＭＰａ、７８０ＭＰａ、９８０ＭＰａ）ならびに５０００系のアルミニウム合金板（ヤング率：６８．６ＧＰａ（７０００ｋｇｆ／ｍｍ^２））であり、アルミニウム合金板は１．６ｍｍと２．０ｍｍの２種類を用いた。
【００２５】
【表１】

【００２６】
図６に示す縦壁曲率の結果から、発明例の場合、従来例１、２より部品の縦壁部における反りが小さいことがわかる。なお、従来例１の方が従来例２より金属板素材が高強度になるとともに反りが大きくなること、また、ヤング率の小さいアルミニウム合金板の反りが大きいこと、板厚が薄い方が反りが大きいこともわかる。発明例では、強度が高く、またヤング率の小さな金属板に対しても反りを防止でき、反り防止効果が顕著である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、使用する金属板素材の引張強さ、ヤング率および板厚によらず、縦壁部の反りが小さい部品を能率良く製造することができる。この結果、使用する金属板素材によらず精度の良い部品を得ることができ、組み立てが容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るプレス加工方法の第１加工工程での金属板形状を示す概略縦断面図である。
【図２】図２は、本発明に係るプレス加工方法の第２加工工程での金属板形状を示す概略縦断面図である。
【図３】図３は、本発明に係るプレス加工方法の第３加工工程での金属板形状を示す概略縦断面図である。
【図４】図４は、本発明に係るプレス加工方法の第４加工工程での金属板形状を示す概略縦断面図である。
【図５】図５は、金属板部品の縦壁部における曲率測定方法の説明図である。
【図６】図６は、本発明による効果を従来方法と比較したグラフである。
【図７】図７は、金属板部品の形状を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。
【図８】図８は、従来のプレス加工方法の説明図である。
【図９】図９は、従来の他のプレス加工方法の説明図である。
【図１０】図１０は、従来のスプリングバックを防止するプレス加工方法の説明図である。
【符号の説明】
１金属板
Ａ縦壁部
Ｂフランジ部
Ｃハット頭部
２ポンチ
３ダイス
４ポンチの肩部
５ダイスの肩部
６しわ押さえ
７ハット頭部押さえ
８フランジ曲げ工具
９シリンダー
２Ｐポンチ張り出し部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressing method using a bending tool and having excellent shape freezing properties.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, reduction of vehicle body weight has been promoted together with improvement of engines and the like in order to reduce exhaust gas from vehicles. For this purpose, it is effective to reduce the weight of the vehicle body constituent material, and a metal plate material such as a high-tensile steel plate having a smaller plate thickness than a conventional material or an aluminum alloy plate having a small specific gravity is used for press working. Since these metal sheet materials have higher strength or lower Young's modulus (longitudinal elasticity coefficient) than conventional materials, when they are used as automobile parts such as underbody by pressing using a bending tool, after pressing, Springback and warpage may occur, making it difficult to obtain a predetermined part shape.
[0003]
For example, when an inverted hat-shaped part having a vertical wall portion A and a flange B as shown in FIG. 7A is obtained by press working, the target solid line shape is obtained as shown in FIG. 7B. On the other hand, due to the warp of the vertical wall portion A and the springback at the corner of the hat head C, the shape is represented by a dashed line. Regarding the springback of such a part, for example, the bending process is performed on the punch 2 and the die 3 shown in FIG. This can be solved by doing so. Alternatively, in the final step of the forming stroke of the press working, a springback can be reduced by providing a concave part having a predetermined depth at least on a part of the convex side of the bent metal plate 1 (Patent) Reference 1).
[0004]
However, there is a problem that it is difficult to eliminate the warp of the vertical wall portion A. That is, when the wrinkle holder 6 is used as the bending tool, the bending is performed in a state where both ends of the metal plate 1 are pressed against the dies 3 by the wrinkle holder 6 at the time of press working as shown in FIG. However, at this time, the portion which becomes the vertical wall portion A of the metal plate 1 is bent by the shoulder portion 5 of the die 3, and is subjected to a bending / returning process in which the metal plate 1 is pulled down and bent back below the shoulder portion 5. Although no warpage occurs in a state where this deformation is constrained, when a part is taken out from the bending tool, a large warp is generated in the vertical wall portion A that has been subjected to the bending / returning processing such that the bending moment becomes zero. .
[0005]
As a method for suppressing the warpage of the vertical wall portion A, a press working method using a flanged punch 2 provided with a punch overhang 2P shown in FIG. 9 is known. However, when the flanged punch 2 is used as a working tool, the bending deformation of the portion to be the vertical wall portion A of the metal plate 1 is small in the initial stage of the press working, but FIG. As shown in (1), both ends of the metal plate 1 are pressed by the lower surface of the punch overhang portion 2P, so that bending deformation that induces warping is increased, and the effect of suppressing warpage of the vertical wall portion A is insufficient.
[0006]
Further, as the bending by press working, as shown in FIGS. 10 (a) to 10 (c), a metal plate component having a vertical wall portion A and a flange portion B shown in FIG. (Patent Document 2). In this press working method, a flange is formed in the steps of FIGS. 10B and 10C after the step of FIG. 10A in which the work 1 is bent into a U shape. The dimensional accuracy can be ensured by improving only the springback generated in the part. However, the parts obtained by press molding are not hat-shaped, and in order to obtain one part, the punch is replaced by 2 → 20 → 30, the corresponding die is replaced by 3 → 22 → 32, and the stripper 21 is removed. There is a problem in that the work of attaching 31 to the press machine occurs, and the efficiency is low.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-1740074 [Patent Document 2]
JP-A-4-138822
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and when obtaining a metal plate component having a vertical wall portion and a flange portion connected to both sides of the hat head by pressing, a component having a small warp of the vertical wall portion. It is an object of the present invention to provide a press working method excellent in shape freezing property, which can efficiently produce the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is as follows.
1. A metal plate having a vertical wall portion and a flange portion using a punch, a die, a flange bending tool for forming a flange portion, and a bending tool having a wrinkle retainer for sandwiching and pressing a metal plate between the dies. When obtaining a part by pressing, first, the width direction end of the metal plate is bent by the flange bending tool in a state where a portion to be a vertical wall portion of the metal plate is sandwiched by the die and wrinkle holder. Forming a flange portion, and then forming the vertical wall portion by bending with the die and punch in a state where the wrinkle retainer is separated from a portion to be a vertical wall portion of the metal plate. Excellent press working method.
2. In the formation of the vertical wall portion, a hat head holder is used, and the center part in the width direction of the metal plate is pressed by the hat head holder and the punch. The press working method excellent in shape freezing property described in 1.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The press working method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
1 to 4 are schematic longitudinal sectional views showing the shape of the metal plate 1 in each press working step. The component manufactured by the press working method according to the present invention is, for example, a metal plate component having a vertical wall portion A and a flange portion B connected to both sides of a hat head C as shown in FIG. A rectangular metal plate 1 is used as a material. The material of the metal plate 1 is arranged such that the center in the width direction of the metal plate 1 is positioned at the head of the punch 2 during press working as shown in FIG. The metal plate part is formed through the pressing process as shown. In the present invention, the end in the width direction of the metal plate 1 is formed in the flange portion B by bending, and the vertical wall portion A of the metal plate component is pressed at the time of pressing as shown in FIGS. It is clamped by the die 3 and the wrinkle holder 6, and then formed through a pressing process as shown in FIGS. In the present invention, the widthwise portion of the metal plate 1 that becomes the vertical wall portion A of the metal plate component is referred to as a portion that becomes the vertical wall portion of the metal plate 1.
[0011]
In the press working method according to the present invention, it is preferable to use a bending tool as shown in FIGS. Here, a bending tool suitable for use in the present invention will be described. The bending tool includes a punch 2, a die 3, a flange bending tool 8 for forming a flange portion, and a wrinkle holder 6 for clamping the metal plate 1 between the die 3. The flange bending tool 8 is integrated with the punch 2 at the base of the punch 2 at a predetermined interval in the width direction of the metal plate to form a punch with a flange bending tool having a substantially E-shaped cross section. The punch 2 and the die 3 having the flange bending tool 8 are attached to a press (not shown). In this case, the punch 2 with the flange bending tool 8 is fixed to the lower bed of the press so as not to move in the vertical direction, and the die 3 is fixed to the upper slide of the press so as to be movable in the vertical direction. I have. The die 3 and the wrinkle holder 6 sandwiching the metal plate 1 are arranged so as to be vertically movable in a space having a predetermined interval with the wrinkle holder 6 on the lower side and the die 3 on the upper side. The wrinkle retainer 6 is connected to a cylinder 9 via a rod, and can press the metal plate 1 with a predetermined retaining force. The pressing force can be set to a predetermined value by a relief valve provided in a hydraulic unit (not shown) at the time of press working.
[0012]
Reference numeral 10 denotes a pipe connected to the cylinder 9, and the pipe 10 is connected to a hydraulic unit having a relief valve, a hydraulic pump, a tank, and the like (not shown). Reference numeral 7 denotes a hat head holder, and the central part in the width direction of the metal plate 1 can be pressed by the hat head holder 7 and the punch 2 during press working. The above-described flange bending tool 8 may not be formed integrally with the punch 2 but may be a separate tool.
[0013]
By the way, when forming the punch 2 attached with the flange bending tool 8, the difference in height between the punch 2 and the flange bending tool 8 is determined by bending both ends of the metal plate 1 as shown in FIGS. Is a dimensional difference that can be formed. The interval between the punch 2 and the flange bending tool 8 in the metal plate width direction is such that the widthwise center of the metal plate 1 is positioned at the head of the punch 2 in the first processing step shown in FIG. The end of the metal plate 1 in the width direction of the metal plate 1 is brought into contact with the flange bending tool 8 in a state where a portion to be a vertical wall portion is sandwiched between the die 3 and the wrinkle retainer 6, and as shown in FIG. Is further lowered so that the gap between the die 3 and the upper part of the inner wall of the flange bending tool 8 is formed so that the metal plate can be bent to form the flange. It is preferable that the gap between the die 3 and the upper portion of the inner wall of the flange bending tool 8 is approximately 1.0 to 1.05 times the thickness of the metal plate 1.
[0014]
The interval between the punch 2 and the flange bending tool 8 in the width direction of the metal plate is, as shown in FIGS. 3 and 4, the distance between the punch 2 and the vertical wall portion of the metal plate 1. In the third processing step and the fourth processing step of forming the vertical wall portion by bending with the die 3 and the die 3, the gap between the punch 2 and the die 3 bends the metal plate so that the vertical wall portion can be formed. It is preferable that the gap between the punch 2 and the die 3 is approximately 1.0 to 1.05 times the thickness of the material of the metal plate 1.
[0015]
Here, the one wrinkle holder 6 sandwiching the portion to be the vertical wall portion of the metal plate 1 is formed by forming the flange portion in the second processing step and then moving the vertical wall portion of the metal plate 1 before lowering the die 3. It is important to immediately separate from the part to be held and to make it stand by at the base of the punch 2. In addition, the flange bending tool 8 has an escape portion that can reach the upper surface of the wrinkle retainer 6 that is smoothly waiting at the base of the punch 2 without the flange portion formed in the second processing step coming into contact with the inner wall thereof. It is also important to form them. The relief formed on the inner wall of the flange bending tool 8 is indicated by a broken line in FIGS. Reference numeral 4 denotes an R portion formed on the shoulder of the head of the punch 2, and reference numeral 5 denotes an R portion formed on the shoulder of the die 3. An R with a predetermined radius is also formed on the upper part of the inner wall of the flange bending tool 8.
[0016]
Next, the press working method according to the present invention will be described.
In the press working method according to the present invention, when a metal plate part having a vertical wall portion and a flange portion is obtained by press working, the center in the width direction of the metal plate 1 is located at the head of the punch 2 as shown in FIG. The die 3 and the wrinkle retainer 6 are pressed so as to be positioned so as to sandwich a portion to be a vertical wall of the metal plate 1, and the die 3 is lowered in that state. In the press working step of lowering the die 3, the metal plate 1 is bent.
[0017]
First, the end in the width direction of the metal plate 1 is brought into contact with the flange bending tool 8 as shown in FIG. 1 in a state where the portion to be the vertical wall portion of the metal plate 1 is pressed by the die 3 and the wrinkle holder 6, As shown in FIG. 2, the width direction end of the metal plate 1 is bent by a flange bending tool 8 to form a flange portion. Next, as shown in FIGS. 3 and 4, the wrinkle retainer 6 is separated from the portion to be the vertical wall of the metal plate 1, the die 3 is lowered, and the portion to be the vertical wall of the metal plate 1 and the metal plate 1 A vertical wall portion is formed by bending the space between the central portion in the width direction and the punch 2 and the die 3.
[0018]
In the fourth working step shown in FIG. 4, the flange part formed in the second working step has a wrinkle holder 6 which is first waiting at the position of the base of the punch 2 and a die which descends from behind. Thus, the flange portion that has been formed is sandwiched between the die 3 and the wrinkle retainer 6 to adjust the shape of the flange portion, and the tension is applied to the vertical wall portion to suppress springback. From the forming stroke end of the press working shown in FIG. 4, when the die 3 and the hat head holder 7 are used, the hat head holder 7 is raised, then the wrinkle holder 6 is raised, and the hat-shaped part is taken out. One stroke of manufacturing one metal plate component is completed.
[0019]
According to the press working method of the present invention, since the bending deformation which causes warpage at the time of press working hardly reaches the portion which becomes the vertical wall portion of the metal plate 1, the metal plate 1 is taken out from the bending tool. Warpage of the vertical wall portion of the component can be suppressed. The reason why the warp in the vertical wall portion of the metal plate part can be reduced is that bending is performed using a bending tool as described below.
[0020]
{Circle around (1)} In forming the flange portion at the beginning of the forming stroke, the portion that becomes the vertical wall portion of the metal plate 1 is sandwiched by the die 3 and the wrinkle retainer 6 so that the portion that becomes the vertical wall portion of the metal plate 1 is formed. Can be prevented from being subjected to bending deformation.
{Circle around (2)} Further, in the bending process for forming the vertical wall portion, the wrinkle retainer 6 is separated from the portion of the metal plate 1 to be the vertical wall portion, and the punch 2 and the die 3 form the shoulder of the punch 2. The portion of the metal plate 1 corresponding to the position of the portion 4 is bent. Therefore, bending deformation occurs in the portion of the metal plate 1 between the portion serving as the vertical wall portion and the center portion in the width direction serving as the hat head. Deformation can be suppressed.
[0021]
At the time of bending to form the vertical wall portion, a relief portion is formed on the inner wall of the flange bending tool 8, or after the formation of the flange portion is completed, the wrinkle retainer 6 is quickly lowered to form a metal. The bending deformation caused by the bending moment caused by the plate 1 coming into contact with the inner wall of the flange bending tool 8 and the wrinkle retainer 6 is prevented from being bent in the vertical wall portion of the metal plate 1. Further, if the gap between the punch 2 and the die 3 and the gap between the die 3 and the upper part of the inner wall of the flange bending tool 8 are within the above-mentioned preferred ranges, bending deformation occurs in a portion to be a vertical wall portion of the metal plate 1. This is preferable in order to suppress this and to reduce the warp of the vertical wall portion of the metal plate component.
[0022]
By the way, when forming the vertical wall portion, it is possible to use the hat head holding member 7 and press the center portion in the width direction of the metal plate 1 with the hat head holding member 7 and the punch 2 at the position of the shoulder portion 4 of the punch 2. This is preferable because the amount of bending deformation of the portion of the metal plate 1 corresponding to the above can be made constant, and the variation in the amount of springback can be reduced.
In addition, during one stroke of the press working from setting the metal plate material to the bending tool to taking out the metal plate component, a bending deformation within the elastic range was applied to the portion to be the vertical wall portion A of the metal plate 1. However, since the bending deformation within the elastic range does not affect the warpage, the bending deformation does not pose a problem as long as it is within the elastic range.
[0023]
【Example】
Using a bending tool, a metal plate part having a hat-shaped cross section having a vertical wall portion and a flange portion is manufactured by press working, and the curvature of the vertical wall portion is measured as shown in FIG. FIG. 6 shows the maximum value of the curvature in the vertical wall portion in comparison between the invention example and the conventional examples 1 and 2.
[0024]
In the invention example, the bending tool shown in FIGS. 1 to 4 was used. The radius of the shoulder of the flange bending tool 8 used in the invention example was 5 mm, and the gap between the upper part of the inner wall of the flange bending tool 8 and the side wall of the die 3 was a metal plate material thickness × 1.05. In Conventional Examples 1 and 2, the bending tool shown in FIGS. 8 and 9 was used, respectively. In any case, the gap between the side wall of the punch 2 and the side wall of the die 3 is a metal plate material thickness × 1.05, the radius of the shoulder 4 of the punch 2 is 5 mm, the width of the punch 2 is 80 mm, and the width of the die 3 The radius of the shoulder 5 was 6 mm, and the processing height of the part was 100 mm. The curvature of the vertical wall portion of the component is calculated by calculating the radius of curvature R of the vertical wall portion using a jig for determining the center displacement of the leg width of 20 mm using a dial gauge as shown in FIG. 5, and using this radius R as a denominator. The calculated curvature (1 / R) was determined. The larger the curvature (1 / R), the greater the warpage. The test materials were four kinds of high-strength steel sheets (tensile strength: 440 MPa, 590 MPa, 780 MPa, 980 MPa) having a thickness of 1.6 mm shown in Table 1 and aluminum alloy sheets of 5000 series (Young's modulus: 68.6 GPa (7000 kgf). / Mm ² )), and two types of aluminum alloy plates, 1.6 mm and 2.0 mm, were used.
[0025]
[Table 1]

[0026]
From the results of the vertical wall curvature shown in FIG. 6, it can be seen that in the case of the invention example, the warp in the vertical wall portion of the component is smaller than in Conventional Examples 1 and 2. In addition, the conventional example 1 has higher strength and warpage of the metal plate material than the conventional example 2, and the aluminum alloy plate having a small Young's modulus has a larger warp, and the thinner the plate thickness, the smaller the warp. You can see that it is big. In the invention example, warpage can be prevented even for a metal plate having a high strength and a small Young's modulus, and the warp prevention effect is remarkable.
[0027]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, regardless of the tensile strength, Young's modulus, and sheet thickness of the metal plate raw material used, the component with small warpage of a vertical wall part can be manufactured efficiently. As a result, a highly accurate part can be obtained irrespective of the metal plate material to be used, and assembly can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a metal plate shape in a first working step of a press working method according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a metal plate shape in a second working step of the press working method according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing a metal plate shape in a third working step of the press working method according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing a metal plate shape in a fourth working step of the press working method according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a curvature measuring method for a vertical wall portion of a metal plate part.
FIG. 6 is a graph comparing the effect of the present invention with a conventional method.
7A is a perspective view, and FIG. 7B is a front view, showing the shape of the metal plate part.
FIG. 8 is an explanatory view of a conventional press working method.
FIG. 9 is an explanatory view of another conventional press working method.
FIG. 10 is an explanatory view of a conventional press working method for preventing spring back.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal plate A Vertical wall part B Flange part C Hat head 2 Punch 3 Dice 4 Punch shoulder 5 Dice shoulder 6 Wrinkle holder 7 Hat head holder 8 Flange bending tool 9 Cylinder 2P Punch overhang

Claims

A metal plate having a vertical wall portion and a flange portion using a punch, a die, a flange bending tool for forming a flange portion, and a bending tool having a wrinkle retainer for sandwiching and pressing a metal plate between the dies. When obtaining parts by pressing,
First, the width direction end of the metal plate is bent by the flange bending tool in a state where a portion to be a vertical wall portion of the metal plate is nipped by the die and wrinkle holder to form the flange portion,
Then, the vertical wall portion is formed by bending with a die and a punch in a state where the wrinkle retainer is separated from a portion to be the vertical wall portion of the metal plate.

2. The freezing shape according to claim 1, wherein, when forming the vertical wall portion, a hat head press is used, and a central portion in a width direction of the metal plate is pressed by the hat head press and the punch. 3. Press working method with excellent performance.