(57)【要約】　　　（修正有）【課題】逐次成形に基づくスプリングバックの発生を簡単に修正し、成形後における設計値形状を維持する逐次成形方法を提供する。【解決手段】逐次成形された被加工板材１を治具１７上に置き、逆押し部材１８により逆押し加工する。このとき、逐次成形部分である局部成形部を、スプリングバックの発生方向と逆向きに押圧して、所定量変形させる。この所定量は、逐次成形によるスプリングバック分と、逆押し加工自体によるスプリングバック分とを考慮した変形量にする。これによりスプリングバックの発生を抑制し、成形後の成形品が設計値形状を維持する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲を固定された被加工板材を棒状押圧部材により逐次成形する方法において、逐次成形後の成形部で発生した（又は発生する）スプリングバックと逆方向へ所定量変形させる逆押し加工を施して設計値形状を維持することを特徴とする逐次成形方法。
【請求項２】
上記請求項１において、前記逆押し加工は前記被加工板材上を回転移動する逆押し部材により成形部を押圧変形させることを特徴とする逐次成形方法。
【請求項３】
上記請求項２において、前記被加工板材の前記逆押し部材が押圧する面と反対側を治具にて支持することを特徴とする逐次成形方法。
【請求項４】
上記請求項１において、前記逆押し加工に先立って、前記被加工板材の片面側から押圧型を押し当てることにより全体成形し、その後棒状押圧部材にて反対面側から局部成形することを特徴とする逐次成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願は、逐次成形方法に関する。逐次成形とは棒状押圧部材を、金属製薄板等へ押し当てながら板材と棒状押圧部材を相対的に移動させることにより、シェル形状等の所定立体形状を成形する公知方法をいう。なお、本願発明においては、成形前の板材平面内における直交２軸方向をＸＹ、これらとそれぞれ直交する軸方向をＺとする。
【０００２】
【従来の技術】
このような逐次成形及び装置はＷＯ９９／３８６２７号等により公知であり、例えば、特開平５−４２３２８号には板材の四辺をしわ押さえにより水平に保持し、下方から凸型状をなす下押圧部材（押圧型）を押し上げて大まかな形状に全体成形し、上方から棒状の上押圧部材を押し当てながら板材をＸＹ方向へ移動させ、かつ押圧部材をＺ方向へ移動することにより所望の立体形状を成形するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように、棒状押圧部材による局部成形と、型状押圧部材による全体成形とを併用すると、逐次成形である局部成形部分は残留歪みが大きくなるため、成形後に比較的大きなスプリングバックが生じ易くなる。
【０００４】
すなわち、図１に示すように、被加工板材１を棒状押圧部材２と押圧型３で上下から成形し、全体成形部４と局部成形部５を形成したとき、図１の仮想線で示すように、実線の設計値形状から変形したスプリングバック形状になる。
【０００５】
これを阻止するには、押圧型３側を予めスプリングバックの変形分が見込まれた形状にしておくことが考えられるが、そのような考慮がされずに製作された押圧型３を事後的に改修する場合には、著しく多くの手間がかかり、高コストになってしまうので、効果的なスプリングバック修正方法が望まれている。そこで本願発明は、このような要請の実現を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明は、周囲を固定された被加工板材を棒状押圧部材により逐次成形する方法において、逐次成形後の成形部で発生した（又は発生する）と逆方向へ所定量変形させる逆押し加工を施して設計値形状を維持することを特徴とする。
【０００７】
なお、上記逆押し加工は被加工板材上を回転移動する逆押し部材により成形部を押圧変形させることができ、さらに被加工板材の逆押し部材が押圧する面と反対側を治具にて支持することもできる。また、逆押し加工に先立って、押圧型による全体成形と、その後の棒状押圧部材による局部成形とを併用させてもよい。
【０００８】
【発明の効果】
本願発明によれば、逐次成形後の成形部で発生した（又は発生する）スプリングバックと逆方向へ所定量変形させる逆押し加工を施すので、逐次成形によるスプリングバックの発生を比較的簡単に修正でき、設計値形状を維持させることができる。
【０００９】
このとき、被加工板材上を回転移動する逆押し部材を用いれば、比較的簡単な構造の部材を用いて容易かつ効率的に逆押し加工することができる。また被加工板材を支持する治具を用いるときは、この治具が単に支持するだけの機能を有すれば足りるから、極めて単純な構造にすることができる。
【００１０】
さらに、逆押し加工に先立つ逐次成形を、押圧型による全体成形と、その後の棒状押圧部材による局部成形との併用にすれば、比較的時間のかかる逐次成形を少なくできるから成形時間を短縮できる。また棒状押圧部材による塑性変形の大きな加工を後に行うことになるので、成形後のスプリングバックを抑制できる。しかも押圧型の改修を不要にできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は逐次成形工程の概略図、図２はスプリングバック形状と逆押し形状及び設計値形状を対比して説明する図、図３は逐次成形工程によって得られる成形品の外観図、図４は逆押し加工工程を示す概略図、図５は逆押し方法を説明する概念図である。
【００１２】
まず、図１における逐次成形工程では、被加工板材１の周囲を支持枠６上に置いてクランプ７で固定し、被加工板材１の下方に下押圧部材として押圧型３を配置してエアシリンダ等に連結された昇降軸８により昇降自在とし、上昇時に被加工板材１を全体成形するようになっている。被加工板材１の上方には、上押圧部材である棒状押圧部材２を昇降自在に配置してあり、下降時に逐次成形による局部成形を行うようになっている。
【００１３】
棒状押圧部材２と押圧型３は、いずれか一方又は双方が同一平面内の直交２方向Ｘ・Ｙへ移動自在であり、かつ棒状押圧部材２及び押圧型３はこれらＸＹと直交するＺ方向へ移動（図示状態では昇降）自在である。これらの移動機構の詳細は省略するが、前記従来技術等により種々公知である。
【００１４】
なお、以下の説明では、押圧型３側が被加工板材１及び支持枠６やクランプ７と共にＸＹ方向へ自由に移動するとともに、押圧型３のみが被加工板材１及び支持枠６やクランプ７に対してＺ方向へ昇降自在になっているものとする。また、棒状押圧部材２はこれらとは独立して被加工板材１の上方空間にて適当な支持部材によりＺ方向へ昇降自在に支持されているものとする。
【００１５】
さらに、棒状押圧部材２と押圧型３のいずれか一方又は双方は、被加工板材１を塑性変形させるに足るだけの押圧力を与えられるようになっている。以下の説明では、この押圧力を押圧型３側から与えられ、棒状押圧部材２はこの押圧力を十分に受け止めるように被加工板材１の上方で支持される構造とする。
【００１６】
被加工板材１は、鉄系又はその他の金属等からなる板状材料であり、例えば、０．数ｍｍ〜数ｍｍ程度の板厚を有する鉄製薄板である。但し、被加工板材１の材料はアルミなどの軽合金その他の金属等、塑性加工に適したものであれば任意に選択でき、その板厚も同様である。
【００１７】
支持枠６は矩形状等の適宜枠形状をなし、その内側空間内に押圧型３が配置される。支持枠６はクランプ７とともに、押圧型３と共通の支持台（図示省略）に支持され、この支持台はＸＹ方向へ自由に移動自在である。押圧型３のみはこの支持台上で支持枠６やクランプ７と別にＺ方向へ昇降軸８により昇降自在であり、押圧型３を押し上げると、被加工板材１の下面へ当接する。
【００１８】
押圧型３は被加工板材１の全体を大まかな形状に成形する凸型であり、全体成形部４に対応するよう上方へ凸に緩やかな曲面で湾曲する成形面１０と、局部成形部５に対応する成形凹部１１を備える。１２は周壁である。
【００１９】
まず、押圧型３を押し上げると、被加工板材１全体が全体成形される。このとき、この全体成形部４と周壁１２等がほぼ製品精度まで成形できる。但し、この全体成形は片側がオープンの絞り成形であるから、成形凹部１１部分や曲率が急変する部分は成形されず、これら細部は棒状押圧部材２による逐次成形を待つことになる。
【００２０】
次に、棒状押圧部材２を押し下げて、先端（図示下端、以下同）を例えば、成形凹部１１の上にある被加工板材１の上面へ当接させるとともに、押圧型３を押し上げて、棒状押圧部材２の先端が被加工板材１の接触部分を下方へ変形させて被加工板材１へ侵入するように、ＸＹＺ方向の各位置を調整する。
【００２１】
この状態で被加工板材１を押圧型３と共に横（ＸＹ）方向へ移動させ、棒状押圧部材２の先端が、例えば閉じた等高線を描くように相対移動させる。その後、棒状押圧部材２を略その太さ分程度ずれるように横へ相対移動し、かつ押圧型３をＺ方向へ移動させて高さを調節してから再び隣接して等高線を描くように被加工板材１をＸＹ方向へ移動させる。
【００２２】
これにより、被加工板材１を成形凹部１１内へ押し広げながらその内部表面へ密接するように塑性変形させる。これを外側へ向かって繰り返せば成形凹部１１の表面に倣った凹部状の局部成形部５を形成できる。
続いて、全体成形で正確に成形できなかった他の部分を、押圧型３の表面に倣うように逐次成形して所定の製品形状にする。これにより全体成形と局部成形を併用した逐次成形工程が終了する。
【００２３】
この状態における被加工板材１は、押圧型３から脱型すると、図１の仮想線のように各部位に残留歪みが発生し、図２に仮想線で示すようにスプリングバックを生じ、設計値形状（実線）から大きく変形してしまう。そこで破線で示すように、逆押し加工を引き続き行う。図２は成形直後の形状に近い設計値形状（実線）、スプリングバック発生時の形状（仮想線）及び逆押し時の形状（破線）を対比させたものである。
【００２４】
なお、図３に示すように、逆押し加工に先立って被加工板材１に対するトリミング等を施しておく。この例では、不要部をブランクして大きな穴形状をなす抜き部１３、１４を形成し、この抜き部１３，１４間に周囲の枠状部１５と連結するブリッジ１６を所定幅で形成する。ブリッジ１６はビード状をなし、枠状部１５とともに局部成形部５として形成される。なお枠状部１５の外周部は周壁１２となる。
【００２５】
逆押し加工は図４に示すように、被加工板材１を反転させて治具１７上に置き、局部成形部５を逆押し部材１８で棒状押圧部材２による押圧方向と反対側から押す。逆押し方向はスプリングバック方向と反対側になるようにする。逆押し部材１８はローラー２０と、その両側を挟んで軸２１により回転自在に支持する基部２３と、さらにこの基部２３を軸２４により回動自在に支持するアーム部２５とからなり、軸２１と２４が直交している。なお図４中のＢで示す部分は逆押し部材１８のＡ矢示図である。
【００２６】
このように、軸２１と２４が直交しているため、ローラー２０は軸２１の回りに回転自在であるとともに、軸２４の回りに揺動自在になる。したがって、図示するように局部成形部５が図の左右に傾いても、その傾きに合わせて自在に方向を変更して常時ローラー２０の幅方向全体による均一な押圧力で押すことができる。また、ローラー２０は鋼材や硬質ゴム等適宜な剛性のある材料で構成され、アーム部２５から所定の押圧力を与えられる。したがって逆押し部材１８を枠状部１５やブリッジ１６の上を長さ方向へ移動させると、それぞれの局部成形部５が変形されて逆押し加工される。なおローラー２０に代えて棒状押圧部材自体又はこれと同様の工具でも可能である。
【００２７】
図５はこの逆押し加工方法を説明するため、被加工板材１全体について、設計値形状（実線）、スプリングバック発生時の形状（仮想線）及び逆押し時の形状（破線）を対比させた概念図である。この図に示すように、逐次成形後の成形品に対して破線のように、スプリングバックで変形する方向と逆方向へ逆押し部材１８で押すことにより、その後のスプリングバックがあっても、仮想線で示すスプリングバック形状までには変形せず、ほぼ設計値形状になるようにする。
【００２８】
このとき、逆押しで変形させる量は、逐次成形後のスプリングバック時に広がる量とさらに逆押し加工自体によるスプリングバックとの各変形量を加算した量に見合うだけ変形させるように設定する。なお、図中に破線で示す逆押し時の線は逆押し部材１８の移動軌跡でもある。この逆押し加工を終了すると被加工板材１は所定の成形製品となる。
【００２９】
このように、本実施例によれば逐次成形後の局部成形部５に対して、発生が予想されるスプリングバックと逆方向へ所定量変形させる逆押し加工を施すので、逐次成形によるスプリングバックの発生を比較的簡単に防止でき、設計値形状を維持させることができる。
【００３０】
このとき、被加工板材１上を回転移動する逆押し部材１８を用いたので、比較的簡単な構造の部材を用いて容易かつ効率的に逆押し加工することができる。また被加工板材１を支持する治具１７は単に被加工板材１を支持するだけの機能を有すれば足りるから、極めて単純な構造にすることができる。
【００３１】
さらに、逆押し加工に先立つ逐次成形を、押圧型３による全体成形と、その後の棒状押圧部材２による局部成形との併用にしたので、比較的時間のかかる逐次成形を少なくできるから成形時間を短縮できる。また棒状押圧部材２による塑性変形の大きな加工を後に行うことになるので、成形後のスプリングバックを抑制できる。しかも押圧型３の改修を不要にできる。
【００３２】
なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、逆押し加工に先立つ逐次成形として、押圧型３による全体成形を併用せず、棒状押圧部材２のみによって全体を成形する方法を採用してもよい。また本願発明の方法による成形製品は、自動車用外板などの板金部材を初めとする、板状部材を成形した各種用途に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】逐次成形工程の概略によって成形された製品の外観図
【図２】スプリングバック、逆押し及び設計値の各形状を対比した図
【図３】逐次成形工程によって得られた成形品の外観図
【図４】逆押し加工工程を示す概略図
【図５】図５は逆押し加工方法を説明する概念図
【符号の説明】１：被加工板材、２；棒状押圧部材、３：押圧型、４：全体成形部、５：局部成形部、１０：成形面、１１：成形凹部、１８：逆押し部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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