【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（産業上の利用分野）
この発明は積層金属板の低温成形方法に関する
ものである。
（従来の技術）
自動車などの振動を抑制するために開発された
制振鋼板や鋼板の持つ剛性を維持しながら軽量化
を図る為に開発された軽量ラミネート鋼板は、鋼
板と鋼板の間に剛性樹脂を挟んで構成された積層
構造鋼板となつている。また、最近では鋼板の替
わりにアルミニウム板などを用いた積層金属板も
開発されている。以下、本発明では成形対象材を
積層金属板と総称する。これを図示したものが第
２図で、積層金属板Ｓは表皮金属板Ｓ−１と合成
樹脂Ｓ−２で構成されている。
このように積層金属板はプレス加工や曲げ加工
などを行うと、金属板と合成樹脂の材料特性が違
い過ぎる為に金属板と合成樹脂がずれたりして成
形性が悪くなることがある。例えば、曲げ成形に
於いて第３図のように表皮金属板Ｓ−１が内側と
外側でずれて折れ曲がるような不良現象が生ずる
ことがある。また、円筒深絞り成形においても合
成樹脂が厚くなるほど限界絞り比（成形可能な最
大ブランク径をポンチ径で割つたもの）が低下す
ることや、しわが発生し易くなつたりして成形性
が低下することが知られている。このような成形
上の問題点は積層金属板の用途が制限されるひと
つの原因になつている。
このような成形上の問題点を解決するために
様々な研究がなされている。例えば、本田らは
「鉄と鋼、’86−S1621」において制振鋼板の成
形性について、第１表に示すように表皮鋼板と合
成樹脂の剪断接着強度をあげると成形性が向上
し、同一板厚の鋼板と同程度の成形性を示すこと
を報告している。このことは軽量ラミネート鋼板
についても同じであり、合成樹脂をポリプロピレ
ンからポリアミド（ナイロン）に代えることによ
り一般に剪断接着強度が向上し成形性が向上す
る。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a low temperature forming method for laminated metal plates. (Conventional technology) Vibration-damping steel plates developed to suppress vibrations in automobiles, etc., and lightweight laminated steel plates developed to reduce weight while maintaining the rigidity of steel plates, have rigidity between the steel plates. It is made of laminated structural steel plates with resin sandwiched between them. Also, recently, laminated metal plates using aluminum plates or the like instead of steel plates have been developed. Hereinafter, in the present invention, the material to be formed will be collectively referred to as a laminated metal plate. This is illustrated in FIG. 2, where the laminated metal plate S is composed of a skin metal plate S-1 and a synthetic resin S-2. In this way, when a laminated metal plate is subjected to pressing or bending, the material properties of the metal plate and the synthetic resin are too different, so that the metal plate and the synthetic resin may become misaligned, resulting in poor formability. For example, during bending, a defective phenomenon may occur in which the skin metal plate S-1 is bent with deviations between the inner and outer sides as shown in FIG. In addition, in cylindrical deep drawing, the thicker the synthetic resin, the lower the limit drawing ratio (the maximum formable blank diameter divided by the punch diameter) and the more easily wrinkles occur, resulting in lower formability. It is known to do. These problems in forming are one of the reasons why the applications of laminated metal plates are limited. Various studies have been conducted to solve these molding problems. For example, in ``Tetsu to Hagane, '86-S1621,'' Honda et al. discussed the formability of vibration-damping steel plates, as shown in Table 1, increasing the shear bonding strength between the skin steel plate and synthetic resin improved the formability; It has been reported that it exhibits formability comparable to that of a steel plate of the same thickness. The same is true for lightweight laminated steel sheets, and replacing the synthetic resin from polypropylene to polyamide (nylon) generally improves shear adhesive strength and improves formability.
【表】
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、上述のように合成樹脂を変えて剪断接
着強度を向上させることには限界がある。制御鋼
板では合成樹脂を変えて成形性を向上させると制
御性能が劣化したり製造コストが高くなつたりす
ることが多い。また、軽量ラミネート鋼板につい
ても合成樹脂をポリプロピレンからポリアミド
（ナイロン）にかえると剪断接着強度を向上させ
ることはできるが製造コストが高くなる。
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは合成樹脂を変えずに成形方法を変
えることにより積層金属板の成形性を大幅に改善
できることを見出した。即ち、本発明は、−30℃
以上０℃以下の温度範囲で金属板の伸び以上の伸
びを有する合成樹脂を上記金属板の間に挟んで構
成した積層金属板を上記温度範囲に冷却して成形
することを特徴とする積層金属板の低温成形方法
である。
以下、本発明を詳細に説明する。
（作用）
積層金属板を冷却して成形すると大幅に成形性
を改善できる理由は以下のように考えられる。本
発明者らは積層金属板の表皮金属板と合成樹脂の
剪断接着強度が第２表に示すように大きく温度に
依存していることを見出した。[Table] (Problems to be Solved by the Invention) However, as described above, there are limits to improving the shear adhesive strength by changing the synthetic resin. In control steel plates, if the synthetic resin is changed to improve formability, control performance often deteriorates and manufacturing costs increase. Also, for lightweight laminated steel plates, if the synthetic resin is changed from polypropylene to polyamide (nylon), the shear adhesive strength can be improved, but the manufacturing cost will increase. (Means for Solving the Problems) The present inventors have discovered that the moldability of laminated metal plates can be significantly improved by changing the molding method without changing the synthetic resin. That is, in the present invention, -30°C
A laminated metal plate comprising a synthetic resin having an elongation greater than the elongation of the metal plate in a temperature range of 0°C or less, sandwiched between the metal plates, and then cooled to the above temperature range and formed. It is a low temperature molding method. The present invention will be explained in detail below. (Function) The reason why forming a laminated metal plate after cooling it can significantly improve formability is considered as follows. The present inventors have found that the shear adhesive strength between the skin metal plate of the laminated metal plate and the synthetic resin is largely dependent on temperature, as shown in Table 2.
【表】【table】
【表】
即ち、低温になるほど剪断接着強度が向上する
ので合成樹脂をかえずに成形性を向上させること
ができるのである。しかし、本発明者らの調査に
よると合成樹脂自身の伸びが表皮金属板の伸び以
下になると剪断接着強度が高くても成形性が劣化
することがわかつた。第４図はこのことを示すも
のであり、ポリアミド樹脂（例えばナイロン６）
及びポリプロピレン樹脂の温度を変化させた場合
の鋼板及び樹脂の伸びと積層金属板（軽量ラミネ
ート鋼板）の伸びを調査したものである。いずれ
も鋼板厚は0.27mm、合成樹脂厚は0.27mmとした。
鋼板及び軽量ラミネート鋼板はJIS5号試験片を用
いて標線間距離50mmの破断伸びを測定し、樹脂は
いずれもJISのK7113の２号試験片を用いて標線
間距離25mmで測定した破断伸びである。室温（20
℃）からの温度低下に伴いナイロン６は伸びが低
下し０℃以下では表皮鋼板の伸び以下となる為、
ナイロン６を用いた軽量ラミネート鋼板の伸びが
大きく低下する。一方、ポリプロピレン樹脂は温
度低下に伴い伸びは低下するが表皮鋼板の伸び以
下にはならない為ポリプロピレン樹脂を用いた軽
量ラミネート鋼板の伸びは殆ど変わらない。この
ように合成樹脂自身の伸びが表皮鋼板の伸び以下
になると積層金属板の伸びが低下して成形性が劣
化する。
普通、プレス成形が特に温度を制御して行われ
ることはほとんどなく室温で行われる。室温とは
場所や季節により異なるが、５℃から30℃程度で
あろう。本発明では室温以下に積層金属板を冷却
して成形する為、温度範囲を０℃以下とする。た
だし、低温になりすぎると冷却する為のコストが
高くなるだけでなく、合成樹脂の脆化による伸び
の低下や表皮金属板の脆化による二次加工性の劣
化の可能性があるため−30℃を下限とする。
積層金属板Ｓを０℃から−30℃に温度制御する
には、第１図に示すように成形用金型を所望温度
に冷却することにより、積層金属板の加工時の上
記金型の抜熱により達成することができる。即ち
第１図中の成形用金型のダイ２、ブランクホルダ
ー３及びポンチ１の全てを冷却するか、又はポン
チ１のみを冷却して積層金属板Ｓを成形する。こ
れにより、積層金属板Ｓが０℃以下に冷却された
状態で成形されることになり、大幅に成形性を改
善できる。なお、同時に、積層金属板Ｓを予め０
℃から−30℃に冷却しておくと更に効果的であ
る。また、成形用金型を冷却せずに積層金属板Ｓ
は予め０℃から−30℃に冷却しておく方法は成形
用金型を冷却する方法に比較して効率は悪くなる
が、充分有効な方法である。
（実施例）
以下、本発明を実施例に基づき更に説明する。
第３表には直径78mmの平底円筒または78mmの正
方形形状の角筒ポンチを用いた深絞り成形で、限
界絞り比（角筒成形も円筒成形と同様に成形可能
な最大の正方形ブランクと一辺の長さをポンチの
大きさ即ち78mmで割つたもの）を調査した結果を
示す。角筒成形のコーナーＲは８mmとし、角筒成
形も円筒成形も共にポンチ肩Ｒ及びダイ肩Ｒは５
mmとした。この結果、室温での成形に比較して本
発明の成形方法により多くの積層金属板の成形性
が大幅に向上していることがわかる。これらの結
果は第２表に示す−30℃以上０℃以下の範囲での
剪断接着強度の上昇に伴うものである。しかし、
ナイロン６の合成樹脂を使つた素材は低温成形を
行うと合成樹脂の脆化により延びが著しく低下す
る為、むしろ低温成形の方が限界絞り比は小さく
なり、成形性は室温での成形よりも劣化する。こ
れは、第４図に示す通りで前に説明した通りであ
る。[Table] In other words, the shear adhesive strength improves as the temperature decreases, so moldability can be improved without changing the synthetic resin. However, according to research conducted by the present inventors, it has been found that when the elongation of the synthetic resin itself is less than the elongation of the skin metal plate, the moldability deteriorates even if the shear adhesive strength is high. Figure 4 shows this, and shows that polyamide resin (e.g. nylon 6)
The elongation of the steel plate and resin and the elongation of the laminated metal plate (lightweight laminated steel plate) were investigated when the temperature of the polypropylene resin was changed. In both cases, the steel plate thickness was 0.27 mm and the synthetic resin thickness was 0.27 mm.
For steel plates and lightweight laminated steel plates, the elongation at break was measured using a JIS No. 5 test piece with a distance between gauge lines of 50 mm, and for resins, the elongation at break was measured using a JIS K7113 No. 2 test piece at a distance between gauge lines of 25 mm. It is. Room temperature (20
As the temperature decreases from 0°C to
The elongation of lightweight laminated steel sheets using nylon 6 is greatly reduced. On the other hand, the elongation of polypropylene resin decreases as the temperature decreases, but it does not become lower than the elongation of the skin steel sheet, so the elongation of lightweight laminated steel sheets using polypropylene resin hardly changes. As described above, when the elongation of the synthetic resin itself becomes less than the elongation of the skin steel sheet, the elongation of the laminated metal sheet decreases and the formability deteriorates. Normally, press molding is rarely performed with particular temperature control and is performed at room temperature. Room temperature varies depending on the location and season, but it is probably around 5℃ to 30℃. In the present invention, since the laminated metal plate is cooled and formed to below room temperature, the temperature range is set to 0°C or below. However, if the temperature becomes too low, not only will the cost of cooling increase, but also the elongation may decrease due to embrittlement of the synthetic resin and the secondary workability may deteriorate due to embrittlement of the skin metal plate. The lower limit is ℃. In order to control the temperature of the laminated metal plate S from 0°C to -30°C, as shown in Fig. 1, by cooling the molding die to the desired temperature, the mold is removed during processing of the laminated metal plate. This can be achieved by heat. That is, the laminated metal sheet S is formed by cooling all of the die 2, blank holder 3, and punch 1 of the forming mold shown in FIG. 1, or by cooling only the punch 1. Thereby, the laminated metal plate S is molded in a state cooled to 0° C. or lower, and the moldability can be significantly improved. At the same time, the laminated metal plate S is
It is even more effective if it is cooled from ℃ to -30℃. In addition, the laminated metal plate S can be made without cooling the mold.
Although the method of pre-cooling the mold from 0° C. to -30° C. is less efficient than the method of cooling the mold, it is a sufficiently effective method. (Examples) Hereinafter, the present invention will be further explained based on Examples. Table 3 shows the limit drawing ratio (the maximum draw ratio for square cylinder forming as well as cylindrical forming) for deep drawing using a flat bottom cylinder with a diameter of 78 mm or a rectangular cylinder punch with a square shape of 78 mm. The results are shown below. The corner R of square cylinder molding is 8 mm, and the punch shoulder R and die shoulder R are 5 for both square cylinder molding and cylindrical molding.
mm. The results show that the moldability of many laminated metal plates is significantly improved by the molding method of the present invention compared to molding at room temperature. These results are associated with the increase in shear adhesive strength in the range of -30°C or higher and 0°C or lower as shown in Table 2. but,
When materials made of nylon 6 synthetic resin are molded at low temperatures, the elongation is significantly reduced due to the embrittlement of the synthetic resin.In fact, the critical draw ratio is smaller when molded at low temperatures, and the formability is better than when molded at room temperature. to degrade. This is as shown in FIG. 4 and as previously described.
【表】【table】
【表】
（発明の効果）
このようにし、本発明方法は積層金属板の加工
方法として極めて有効であり、工業的価値の高い
ものである。[Table] (Effects of the Invention) As described above, the method of the present invention is extremely effective as a method for processing laminated metal plates, and has high industrial value.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明を実施するための装置の一例を
示す図、第２図は積層金属板の板厚構成を示す
図、第３図は積層金属板の曲げ成形で生ずる折れ
曲がり現象を示す図、第４図は温度を変化させた
場合の表皮鋼板の伸び、合成樹脂の伸び、および
両者を用いた積層金属板の伸びを示す図である。
Ｓ……積層金属板、Ｓ−１……表皮金属板、Ｓ
−２……合成樹脂、１……ポンチ、２……ダイ、
３……ブランクホルダー、４……ボルスター
（上）、５……ボルスター（下）。
Fig. 1 is a diagram showing an example of an apparatus for carrying out the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the plate thickness structure of a laminated metal plate, and Fig. 3 is a diagram showing a bending phenomenon that occurs during bending of a laminated metal plate. , FIG. 4 is a diagram showing the elongation of the skin steel plate, the elongation of the synthetic resin, and the elongation of the laminated metal plate using both when the temperature is changed. S... Laminated metal plate, S-1... Skin metal plate, S
-2...Synthetic resin, 1...Punch, 2...Die,
3... Blank holder, 4... Bolster (top), 5... Bolster (bottom).
【特許請求の範囲】[Claims]
１ ワーク１に対し切込み２を加工してワーク１
のスクラツプ４の抜穴５内にその内縁６に沿つて
保持される製品素材３をさらに加工してダイス内
に押し込み、その後この加工品９，１３をスクラ
ツプ４の抜穴５内にその内縁６に沿つて押し戻す
プツシユバツクプレス加工において、
前記製品素材３を加工すると同時に、少なくと
も前記スクラツプ４の抜穴５の内縁６の一部６
ａ，６ｂ，６ｃをダイス側へ折曲成形するか又は
切断して、その折曲部１２，１７，１８又は切断
部１９とそれに対抗する加工品９，１３の外縁１
０ａ，１５ａ，１６ａと間に〓間Ｓを持たせるこ
とを特徴とするプツシユバツクプレス加工におけ
る加工品のスクラツプ干渉防止方法。
1 Machining depth of cut 2 on workpiece 1 to create workpiece 1
The product material 3 held in the cutout hole 5 of the scrap 4 along its inner edge 6 is further processed and pushed into the die, and then this processed product 9, 13 is held in the cutout hole 5 of the scrap 4 along its inner edge 6. In the pushback press process, when the product material 3 is processed, at least a part 6 of the inner edge 6 of the hole 5 of the scrap 4 is processed.
a, 6b, 6c are bent or cut toward the die side, and the bent portions 12, 17, 18 or cut portions 19 and the outer edges 1 of the processed products 9, 13 opposing thereto are formed.
A method for preventing scrap interference of a workpiece in pushback press processing, characterized by providing a distance S between 0a, 15a, and 16a.