(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めポンチ移動速度に対する材料流入速度のパターンを求め、ポンチ移動速度に対する材料流入速度の目標値を前記パターンに基づいて定め、プレス加工中においてポンチ移動速度および材料流入速度を測定し、ポンチ移動速度に対する材料流入速度が前記流入速度の目標値の±１１％以内となるようにシワ押さえ圧力を制御することを特徴とする材料流入速度制御を用いた薄板のプレス加工方法。
【請求項２】
予めポンチ移動量に対する材料流入量のパターンを求め、ポンチ移動量に対する材料流入量の目標値を前記パターンに基づいて定め、プレス加工中においてポンチ移動速度および材料流入速度を測定し、前記材料流入量の目標値に基づいて材料流入速度の目標値を定め、プレス加工中においてポンチ移動速度および材料流入量を測定し、前記材料流入量に基づいて材料流入速度を算出し、ポンチ移動速度に対する前記材料流入速度が前記流入速度の目標値の±１１％以内となるようにシワ押さえ圧力を制御することを特徴とする材料流入速度制御を用いた薄板のプレス加工方法。
【請求項３】
予めポンチ移動速度に対する材料流入速度のパターンを求め、ポンチ移動量に対する材料流入量の目標値を前記パターンに基づいて定め、前記材料流入量の目標値に基づいて材料流入速度の目標値を定め，プレス加工中においてポンチ移動量および材料流入量を測定し、前記ポンチ移動量および材料流入量に基づいて前記ポンチ移動速度に対する材料流入速度を算出し、前記材料流入速度が前記流入速度の目標値の±１１％以内となるようにシワ押さえ圧力を制御することを特徴とする材料流入速度制御を用いた薄板のプレス加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用部品、家電製品用部品、容器等を、鋼板、アルミ板等の薄板材をプレス加工することにより製造する方法及び装置に関し、加工中にシワ押さえ圧力を制御するプレス加工方法及びプレス装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
シワ押さえはシワの発生を防ぐために設置されているものであり、シワ押さえ圧力を増加させると成形限界が低下して割れが発生しやすくなる。従来は、シワ押さえ圧力はシワを発生しない必要最小限かければ良く、厳密な制御は必要とされていなかった。しかしながら昨今、自動車の環境対策、安全性向上の要求から高強度鋼板の適用が拡大しており、高精度のシワ押さえ圧力制御が必要となってきている。
【０００３】
薄板のプレス加工においてシワ押さえ圧力（ＢＨＦ）が高すぎる場合は、材料に過大な張力がかかり「割れ」が発生し、低すぎる場合には材料の張力が不足し「シワ」が発生することが一般的に知られている。しかし材料の特性のバラツキにより、プレス加工に対するシワ押さえ圧力の適正値は変動する問題があった。その対策として、シワ押さえ圧力（荷重）の制御に関し、特開平７−２６６１００号公報には、予め素材の物理量と適正シワ押さえ荷重との関係を求めておき、実際の物理量に応じて適正シワ押さえ荷重を求め、プレス加工時にシワ押さえ荷重を制御する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−２６６１００号公報に開示された発明は、シワ抑え荷重が目標値である一定値となるように制御する方法であり、加工中にシワ押さえ荷重の目標値を制御する技術は開示されていない。
本発明は、薄板のプレス加工において「割れ」「シワ」の発生がシワ押さえへの材料の流入速度の過不足によることに着目し、加工中に発生する「割れ」、「シワ」を防止する方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
係る課題を解決するために、本発明の要旨とするところは、下記のとおりである。
（１）予めポンチ移動速度に対する材料流入速度のパターンを求め、ポンチ移動速度に対する材料流入速度の目標値を前記パターンに基づいて定め、プレス加工中においてポンチ移動速度および材料流入速度を測定し、ポンチ移動速度に対する材料流入速度が前記流入速度の目標値の±１１％以内となるようにシワ押さえ圧力を制御することを特徴とする材料流入速度制御を用いた薄板のプレス加工方法。
（２）予めポンチ移動量に対する材料流入量のパターンを求め、ポンチ移動量に対する材料流入量の目標値を前記パターンに基づいて定め、プレス加工中においてポンチ移動速度および材料流入速度を測定し、前記材料流入量の目標値に基づいて材料流入速度の目標値を定め、プレス加工中においてポンチ移動速度および材料流入量を測定し、前記材料流入量に基づいて材料流入速度を算出し、ポンチ移動速度に対する前記材料流入速度が前記流入速度の目標値の±１１％以内となるようにシワ押さえ圧力を制御することを特徴とする材料流入速度制御を用いた薄板のプレス加工方法。
（３）予めポンチ移動速度に対する材料流入速度のパターンを求め、ポンチ移動量に対する材料流入量の目標値を前記パターンに基づいて定め、前記材料流入量の目標値に基づいて材料流入速度の目標値を定め，プレス加工中においてポンチ移動量および材料流入量を測定し、前記ポンチ移動量および材料流入量に基づいて前記ポンチ移動速度に対する材料流入速度を算出し、前記材料流入速度が前記流入速度の目標値の±１１％以内となるようにシワ押さえ圧力を制御することを特徴とする材料流入速度制御を用いた薄板のプレス加工方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、詳細に説明する。
図１はプレス加工前の例、図２はプレス加工後の例を示している。まず、ダイス２上の材料４に対して、シワ押さえが上から圧力をかける。加工においてポンチ１が上から移動して材料４をプレスする。この際、ポンチ１とダイス２の間の材料４には、シワ押さえの圧力により張力が発生している。
【０００７】
図３は本発明に用いる装置構成例を示している。ポンチ１にポンチ移動速度測定手段６が設置されており、プレス加工に際してポンチ移動速度を測定する。ポンチ移動速度測定手段６はポンチ位置検出器によりポンチ移動量測定手段（図示しない）としてもよく、ポンチ移動量を時間微分することによりポンチ移動速度を得ることもできる。また、シワ押さえ３に材料流入速度測定手段５が設置されており、プレス加工に際してシワ押さえへの材料流入速度を測定する。材料流入速度測定手段５はパルスジェネレーターを接続した車輪を材料に押し付けて材料流入量を測定する材料流入量測定手段（図示しない）とし、材料流入量を時間微分することにより得ることができる。また、材料に予め等間隔の線又は網目を描き、シワ押さえ３に備えた線又は網目の検出器（材料流入速度測定手段５又は材料流入量測定手段）により材料に描かれた線又は網目の通過を検知することにより材料流入速度又は材料流入量を測定する方法もある。この場合も材料流入速度は、材料流入量を時間微分することにより得ることができる。さらに、レーザードップラー方式等による材料速度計を用いることにより直接、材料流入速度を測定することもできる。
材料流入速度測定手段５又は材料流入量測定手段をシワ押さえ３に設置すると、位置調整等の装置が不要となる利点があるが、シワ押さえ３に設置しなくとも測定は可能である。
【０００８】
図４はプレスに先立って実施したテストプレスにより定められた、ポンチ移動速度と材料流入速度の目標値の例を示している。プレス装置の形式により、ポンチ移動速度およびポンチ移動速度のパターンは異なるが、いずれの形式のプレス装置においても事前にテストプレスを行うことにより、ポンチ移動速度に対する材料流入速度の目標値を得ることができる。
【０００９】
また、図５に示すように、プレスに先立って実施したテストプレスにより求められた目標値をポンチ移動量に対する材料流入量で整理することもできる。図５によるプレス方法では、ポンチ移動量とポンチ移動量を時間微分して得られるポンチ移動速度および材料流入量から、材料流入速度の目標値を算出できるので、後述の図６に従い、材料流入速度が適正範囲となるようにシワ押さえ圧力を制御することにより、割れやシワが発生しないプレス成形を実現できる。
【００１０】
図６は材料流入速度とシワ押さえ圧力との関係の例を示しており、シワ押さえ圧力を制御することにより、材料流入速度を適正値範囲に収めることができる。材料流入速度が適正範囲より多いと材料にかかる張力が過少となるためシワが発生し、適正範囲より少ないと材料にかかる張力が過大となるため、割れが発生する。
【００１２】
図７は本発明における材料特性のバラツキにより材料流入速度とシワ押さえ圧力との関係が変化した場合の対応の例を示している。材料特性のバラツキにより材料流入速度とシワ押さえ圧力との関係が実線から点線に変化し（矢印丸数字１）、材料流入速度が適正値範囲の上限を超えた場合、シワ押さえ圧力を増加させ（矢印丸数字２）、材料流入速度を適正値範囲に制御している。
【００１３】
前記（１）に係る発明では、図４に示したように予めポンチ移動速度に対する材料流入速度の目標値を定め、プレス加工中においてポンチ移動速度及び材料流入速度を測定し、図６に示すように材料流入速度が前記流入速度の目標値の±１１％以内となるようにシワ押さえ圧力を制御する。
【００１４】
ポンチ移動速度と材料流入速度の目標値との関係は、以下の方法により決定できる。
【００１５】
すなわち、事前にシワ押さえ圧力を変化させてテストプレスを実施し、割れもシワも発生しない最適なプレスが行えた際のポンチ移動速度と材料流入速度を記録し、材料流入速度の目標値とする。
プレス加工中に測定した材料流入量が目標値−１１％より小さいと割れが発生し、目標値＋１１％より大きいとシワが発生するので、目標値±１１％以内となるようにシワ押さえ圧力を制御することが好ましい。
【００１６】
前記（２）に係る発明では、前記（１）の発明で測定する材料流入速度の代わりに材料流入量を測定して、その値から材料流入速度を算出し、材料流入速度が所定範囲内となるようにシワ押さえ圧力を制御する。
【００１７】
前記（３）に係る発明では、前記（１）に係る発明で測定するポンチ移動速度及び材料流入速度の代わりに、ポンチ移動量及び材料流入量を測定し、それらの値を時間微分することによりポンチ移動速度及び材料流入速度を求め、前記ポンチ移動速度に対する材料流入速度を算出し、前記材料流入速度が所定範囲内となるようにシワ押さえ圧力を制御する。
【００１８】
また、前記（２）、（３）に係る発明では、前記（１）に係る発明で予め定めるポンチ移動速度に対する材料流入速度の目標値の代わりに、割れもシワも発生しない最適なプレスが行えた際のポンチ移動量に対する材料流入量を目標として予め定め、ポンチ移動量および材料流入量を測定し、ポンチ移動量、材料移ポンチ移動量を時間微分して得られるポンチ移動速度および材料流入量から、材料流入速度の目標値を定め、材料流入速度が前記の目標値の±１１％以内となるようにシワ押さえ圧力を制御する。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例について説明する。
材料として、直径２００mm、厚さ１．０mmの３５０MPa級冷延鋼板を用いた。
金型は円筒深絞り用でパンチは径１００mm、肩Ｒ８mm、ダイスは径１０２．６mm、肩Ｒ８mmを用いた。
【００２０】
本発明例として、図３に示すようにポンチ１にポンチ移動速度測定装置６を設置し、ポンチ移動速度を測定した。また、ダイス２に材料流入速度測定装置５としてパルスジェネレーターを接続した車輪を材料に押し付けて材料流入量を測定し、材料流入量を時間微分することにより、プレス加工中の材料流入速度を測定した。
プレス加工に先立ち、シワ押さえ圧を変化させてテストプレスを実施し、割れもシワも発生しない最適なプレスの際のポンチ移動速度と材料流入速度を記録し、ポンチ移動速度に対する材料流入速度の目標値とした。
【００２１】
本発明例ではプレス加工中に材料流入速度を測定し、材料流入速度の測定値が目標値の±１１％以内となるようにシワ押さえ圧力制御した。その結果、30回のプレス加工において割れおよびシワの発生は皆無であった。
一方、比較例ではプレス加工中のポンチ移動速度および材料流入速度の測定を行わずに、シワ押さえ圧力を９［Ton］一定として加工したところ、３０回のプレス加工において、シワ１件、割れ６件が発生した。
【００２２】
【発明の効果】
本発明により、プレス加工において加工中に発生する「割れ」、「シワ」を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プレス加工前の装置構成例を示す。
【図２】プレス加工後の装置構成例を示す。
【図３】  本発明に用いる装置構成例の概要を示す。
【図４】ポンチ移動速度に対する材料流入速度の目標値の例を示す図である。
【図５】ポンチ移動量に対する材料流入量の関係を示す図である。
【図６】材料流入速度とシワ押さえ圧力との関係の例を示す図である。
【図７】材料特性のバラツキにより材料流入速度とシワ押さえ圧力との関係が変化した場合の対応の例を示す図である。
【符号の説明】
１  ポンチ
２  ダイス
３  シワ押さえ
４  材料
５  材料流入速度定手段
６  ポンチ移動速度測定手段
【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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【図６】
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【図７】
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