(57)【要約】【課題】スプリングバックを低減できるプレス加工装置を提供すること。【解決手段】プレス加工装置１０は、鋼板１２を挟んで配置されて鋼板１２をプレス成形する上型３８および下型５２と、上型３８を下型５２に対して進退させる制御装置１６と、を備える。制御装置１６は、上型３８を下死点に到達させて鋼板１２を絞り加工した後、上型３８を上昇させ、その後、この上型３８を再び下死点に到達させる。よって、上型３８で再び鋼板１２を押さえ付けて、鋼板１２を上型３８および下型５２に十分なじませるので、スプリングバックを低減できる。【選択図】図１
2008100242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークをプレス加工するプレス加工装置であって、
ワークを挟んで配置されて当該ワークをプレス成形する第１の型および第２の型と、
前記第１の型を前記第２の型に対して進退させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１の型を下死点に到達させて前記ワークを絞り加工した後、前記第１の型を上昇させ、その後、当該第１の型を再び下死点に到達させることを特徴とするプレス加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス加工装置において、
前記ワークを挟持するホルダをさらに備え、
前記制御手段は、前記第１の型を下死点に到達させてワークを絞り加工する間、前記ホルダで前記ワークを挟持し、前記第１の型を上昇させて、その後再び下死点に到達させる間、前記ホルダを解放することを特徴とするプレス加工装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプレス加工装置において、
前記制御手段は、前記第１の型を上昇させ、その後、当該第１の型を再び下死点に到達させるサイクルを、複数回繰り返すことを特徴とするプレス加工装置。
【請求項４】
第１の型を第２の型に対して進退させてワークをプレス加工するプレス加工方法であって、
前記第１の型を下死点に到達させてワークを絞り加工する第１ドロー工程と、
前記第１の型を上昇させ、その後、当該第１の型を再び下死点に到達させる第２成形工程と、を備えることを特徴とするプレス加工方法。
【請求項５】
請求項４に記載のプレス加工方法において、
前記第１ドロー工程では、前記ワークにしわ押さえ力を加えるとともに、前記第２成形工程では、前記ワークのしわ押さえ力を解放することを特徴とするプレス加工方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載のプレス加工方法において、
前記第２成形工程を繰り返すことを特徴とするプレス加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形品をプレス加工するプレス加工装置およびプレス加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車には、例えば、ボンネットやルーフパネルなど、曲面を有する部材が用いられる。このような曲面を有する部材は、例えば、板状のワークを、成形品の表面形状に基づいた型面を有する上型と下型とでプレス加工して成形される。具体的には、ワークの周囲をホルダで挟持した状態で、上型と下型とでプレス加工して成形される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２００２−２２４７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、以上のようなプレス加工では、スプリングバックが生じる場合がある。スプリングバックとは、板状のワークに力を加えて変形させた後、このワークに加えた力を解除すると、弾性回復力によってわずかに元の形状に戻る現象である。
【０００４】
このようなスプリングバックが生じると、形状凍結性が低下するため、上型および下型の成形面は、スプリングバックを見込んで、所望の成形品の曲率よりも大きい曲率とする必要がある。その結果、金型の製作に時間がかかってしまい、製造コストが上昇するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、スプリングバックを低減できるプレス加工装置およびプレス加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプレス加工装置は、ワークをプレス加工するプレス加工装置であって、ワークを挟んで配置されて当該ワークをプレス成形する第１の型および第２の型と、前記第１の型を前記第２の型に対して進退させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１の型を下死点に到達させて前記ワークを絞り加工した後、前記第１の型を上昇させ、その後、当該第１の型を再び下死点に到達させることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、第１の型を下死点に到達させてワークを絞り加工した後、第１の型を上昇させ、その後、この第１の型を再び下死点に到達させる。よって、第１の型で再びワークを押さえ付けて、ワークを第１の型および第２の型に十分なじませるので、スプリングバックを低減できる。
【０００８】
この場合、前記ワークを挟持するホルダをさらに備え、前記制御手段は、前記第１の型を下死点に到達させて前記ワークを絞り加工する間、前記ホルダで前記ワークを挟持し、前記第１の型を上昇させて、その後再び下死点に到達させる間、前記ホルダを解放することが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、第１の型を上昇させて再び下死点に到達させる間、ホルダを解放したので、ホルダによる張力がワークに作用するのを防止して、スプリングバックを確実に低減できる。
【００１０】
この場合、前記制御手段は、前記第１の型を上昇させ、その後、当該第１の型を再び下死点に到達させるサイクルを、複数回繰り返すことが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、第１の型を上昇させ、その後、この第１の型を再び下死点に到達させるサイクルを複数回繰り返すようにしたので、ワークを型に複数回なじませることになり、スプリングバックをさらに低減できる。
【００１２】
本発明のプレス加工方法は、第１の型を第２の型に対して進退させてワークをプレス加工するプレス加工方法であって、前記第１の型を下死点に到達させてワークを絞り加工する第１ドロー工程と、前記第１の型を上昇させ、その後、当該第１の型を再び下死点に到達させる第２成形工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１ドロー工程において、第１の型を下死点に到達させてワークを絞り加工した後、第２成形工程において、第１の型を上昇させ、その後、この第１の型を再び下死点に到達させる。よって、第１の型で再びワークを押さえ付けて、ワークを第１の型および第２の型に十分なじませるので、スプリングバックを低減できる。
【００１４】
この場合、前記第１ドロー工程では、前記ワークにしわ押さえ力を加えるとともに、前記第２成形工程では、前記ワークのしわ押さえ力を解放することが好ましい。
【００１５】
この発明によれば、第１の型を上昇させて再び下死点に到達させる間、ワークのしわ押さえ力を開放したので、張力がワークに作用するのを防止して、スプリングバックを確実に低減できる。
【００１６】
この場合、前記第２成形工程を繰り返すことが好ましい。
【００１７】
この発明によれば、第１の型を上昇させ、その後、当該第１の型を再び下死点に到達させる第２成形工程を複数回繰り返すようにしたので、ワークを型に複数回なじませることになり、スプリングバックをさらに低減できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１の型を下死点に到達させてワークを絞り加工した後、第１の型を上昇させ、その後、この第１の型を再び下死点に到達させる。よって、第１の型で再びワークを押さえ付けて、ワークを第１の型および第２の型に十分なじませるので、スプリングバックを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るプレス加工装置１０の概略構成を示す図である。
【００２０】
プレス加工装置１０は、ワークとしての鋼板１２の下側に配置された第２の型としての下型５２を有する下型機構２０と、下型５２に対して、第１の型としての上型３８を接近、離隔させる上型機構１８と、これら下型機構２０および上型機構１８を制御する制御装置１６と、を有する。
【００２１】
上型機構１８は、サーボモータ２４と、該サーボモータ２４によって回転駆動される減速ギア２６と、該減速ギア２６によって大きいトルクで回転駆動される回転板２８と、該回転板２８の側面に上端部が揺動可能に軸支されたコネクティングロッド３０とを有する。
【００２２】
サーボモータ２４は、例えばＡＣ型であって、高い応答性を有するとともにトルクむらが小さい。サーボモータ２４の軸回転位置は図示しないエンコーダによって検出され、この検出された軸回転位置に基づいて、サーボモータはフィードバック制御される。
【００２３】
上型機構１８は、さらに、コネクティングロッド３０の下端に軸支されたスライダ３２と、スライダ３２の下面に設けられた上型３８とを有する。
【００２４】
上型３８は、下型５２とともに鋼板１２を挟んでプレス加工するものであって、下面に鋼板１２の上面に当接するための型面（成型面）３８ａが設けられている。この上型３８は、凹んだ曲面となっている。また。上型３８の周辺には、環状のホルダ４０がやや突出している。したがって、ホルダ４０は、鋼板１２に対して型面３８ａよりも先行して当接することになる。ホルダ４０の先端面は、水平面に設定されている。
【００２５】
下型機構２０は、ベースとなる固定台５０と、該固定台５０の上部に設けられた下型５２と、鋼板１２の周辺部を支持する環状のブランクホルダ５４と、該ブランクホルダ５４を昇降させるダイクッション機構５６とを有する。
【００２６】
下型５２は、前記の上型３８とともに鋼板１２を挟んでプレス加工するものであって、上面に鋼板１２の下面に当接するための型面（成形面）５２ａが設けられている。この型面５２ａは前記の型面３８ａに対応する形状、ここでは膨出した曲面となっている。
【００２７】
ブランクホルダ５４は、ホルダ４０と対向する位置に設けられ、鋼板１２をプレスする際にしわの発生および位置ずれ等を防止するために、該ホルダ４０ともに鋼板１２の端部を挟持する。
【００２８】
ダイクッション機構５６は、下方から固定台５０および下型５２を貫通してブランクホルダ５４の下部に固定されている複数のピン６０と、これらのピン６０を昇降させる図示しない油圧式の昇降機構とを有する。
【００２９】
昇降機構は、ピン６０に連結された図示しない油圧シリンダと、この油圧シリンダを駆動する図示しないサーボ機器と、を含んで構成される。このサーボ機器は、制御装置１６に接続されており、これにより、所定の圧力制御を行いながら、ホルダ４０とともにブランクホルダ５４により鋼板１２の周辺部を適切な圧力で押圧して、しわ押さえを行うことができる。
【００３０】
制御装置１６は、サーボモータ２４を回転駆動させて上型３８を下型５２に対して進退させるとともに、ダイクッション機構５６を駆動して、ブランクホルダ５４を昇降させる。
【００３１】
以上のプレス加工装置１０を用いてワークとしての鋼板１２の加工を行う手順について、図２のフローチャートおよび図３〜図８の断面図を参照しながら説明する。
【００３２】
先ず、ステップＳ１において、初期設定を行う。つまり、図３に示すように、ブランクホルダ５４を所定位置まで上昇させておき、該ブランクホルダ５４によって未加工の鋼板１２を支持する。また、上型３８は上死点まで上昇させておく。ステップＳ２において、制御装置１６の作用下に、サーボモータ２４を回転駆動してスライダ３２を下降させる。
【００３３】
スライダ３２をある程度下降をさせると、図４に示すように、ホルダ４０が鋼板１２の上面に接触し、該鋼板１２はホルダ４０とブランクホルダ５４により挟持される。
この時点から、図５に示すように、制御装置１６の作用下にブランクホルダ５４を下降させる（ステップＳ３）。具体的には、制御装置１６の作用下に、ブランクホルダ５４が鋼板１２の下面を押圧気味となるように適度な力を発生させて、鋼板１２を確実に保持させながら下降するように圧力制御を行う。つまり、ブランクホルダ５４は、ホルダ４０によって鋼板１２を介して押圧され、該鋼板１２に適度な圧力を与えながら（以降、この圧力をしわ押さえ力と呼ぶ）押し下げられることになる。これにより、鋼板１２はホルダ４０とブランクホルダ５４とによって周辺部を保持（挟持）されながら下降し、次第に上型３８と下型５２によって製品形状に絞り加工される。
【００３４】
ステップＳ４において、図６に示すように、制御装置１６は、スライダ３２の位置を下死点（つまり、上型３８が１ストロークする間の最下点）に到達させる。
ステップＳ５において、制御装置１６の作用下にブランクホルダ５４を下降させて、しわ押さえ力を解放し、ステップＳ６において、図７に示すように、制御装置１６の作用下にサーボモータ２４を回転駆動して、スライダ３２を所定位置まで上昇させる。
【００３５】
ステップＳ７において、制御装置１６の作用下に、サーボモータ２４を回転駆動して所定位置にあるスライダ３２を下降させ、ステップＳ８において、図８に示すように、スライダ３２を下死点に到達させて、再度成形する。
【００３６】
ステップＳ９において、制御装置１６の作用下にサーボモータ２４を回転駆動して、スライダ３２をパネル搬送位置まで上昇させる。ステップＳ１０において、スライダ３２の位置がパネル搬送位置まで達したか否かを確認し、達しているときにはステップＳ１１へ移り、未達のときにはスライダ３２の上昇を継続する。
【００３７】
ステップＳ１１において、制御装置１６の作用下にブランクホルダ５４を上昇させる。これによりブランクホルダ５４は、スライダ３２よりもやや遅れて上昇することになる。ステップＳ１２において、制御装置１６の作用下に、ブランクホルダ５４をパネル搬送位置まで上昇させる。ステップＳ１３において、ブランクホルダ５４の上昇を一時停止させ、プレス加工が終了した鋼板１２を所定の搬送手段によって次工程（例えば、トリム加工工程）のステーションへ搬送する。
【００３８】
ステップＳ１４において、制御装置１６は、ブランクホルダ５４を再上昇させて、ブランクホルダ５４を加工待機位置まで到達させる。ステップＳ１５において、未加工の鋼板１２を所定の位置に配置する。なお、この間もスライダ３２は上昇を継続している。ステップＳ１６において、制御装置１６は、スライダ３２を上死点まで到達させる。
【００３９】
次に、図９（Ａ）、（Ｂ）を用いて、以上のプレス加工装置１０の動作をタイミングチャートで説明する。図９（Ａ）、（Ｂ）では、上記の処理のステップ番号を、横軸（時間ｔ）の対応する箇所に付している。
【００４０】
図９（Ａ）に示すように、スライダ３２の位置Ｘは、まず、上死点Ｘ１から下降し、下死点Ｘ０に到達する（ステップＳ１〜Ｓ４）。ここで、スライダ３２の位置ＸがＸ１から下死点０までの間、鋼板１２を絞り加工する。
その後、スライダ３２は、所定位置Ｘｐまで上昇した後（ステップＳ５、Ｓ６）、再び下降して下死点Ｘ０に到達して、再度成形する（ステップＳ７、Ｓ８）。
【００４１】
図９（Ｂ）に示すように、ダイクッション圧Ｐは、ステップＳ１からステップＳ３までの間、０である。ステップＳ３において、ホルダ４０とブランクホルダ５４とで鋼板１２を挟持するため、ダイクッション圧ＰはＰ１となり、ステップＳ５においてブランクホルダが下降するまで、圧力Ｐ１のままである。その後、ダイクッション圧Ｐは、０となる。
【００４２】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）上型３８を下死点に到達させて鋼板１２を絞り加工した後（ステップＳ４）、上型３８を上昇させ（ステップＳ５、Ｓ６）、その後、上型３８を再び下死点に到達させる（ステップＳ７、Ｓ８）。よって、上型３８で再び鋼板１２を押さえ付けて、鋼板１２を上型３８および下型５２に十分なじませるので、スプリングバックを低減できる。
【００４３】
（２）上型３８を上昇させてこの上型３８を再び下死点に到達させる期間（ステップＳ５〜Ｓ８）、ホルダ４０を解放したので、ホルダ４０による張力が鋼板１２に作用するのを防止して、スプリングバックを確実に低減できる。
【００４４】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、上型３８を上昇させ、その後、当該上型３８を再び下死点に到達させるサイクルを１回のみ行ったが、これに限らず、このサイクルを複数回繰り返してもよい。このようにすれば、鋼板１２を、複数回、上型３８および下型５２になじませることになり、スプリングバックをさらに低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係わるプレス加工装置の概略構成を示す図である。
【図２】前記プレス加工装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】前記プレス加工装置の初期状態を示す部分断面図である。
【図４】前記プレス加工装置のホルダで鋼板を挟持した状態を示す部分断面図である。
【図５】前記プレス加工装置のスライダを下降させた状態を示す部分断面図である。
【図６】前記プレス加工装置のスライダを下死点まで下降させた状態を示す部分断面図である。
【図７】前記プレス加工装置のスライダを所定位置まで上昇させた状態を示す部分断面図である。
【図８】前記プレス加工装置のスライダを再度下死点まで下降させた状態を示す部分断面図である。
【図９】（Ａ）は、スライダの変位を示すタイミングチャートであり、（Ｂ）は、ダイクッション圧の変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１０    プレス加工装置
１２    鋼板（ワーク）
１６    制御装置（制御手段）
３８    上型（第１の型）
４０    ホルダ
５２    下型（第２の型）
５４    ブランクホルダ（ホルダ）
【図１】
2008100242.tif 000003
【図２】
2008100242.tif 000004
【図３】
2008100242.tif 000005
【図４】
2008100242.tif 000006
【図５】
2008100242.tif 000007
【図６】
2008100242.tif 000008
【図７】
2008100242.tif 000009
【図８】
2008100242.tif 000010
【図９】
2008100242.tif 000011