JPH07124860A - プレス金型の研摩方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 手作業によることなくプレス金型の曲面コー
ナをプレス品の流入方向に研摩する。 【構成】 プレス製品２０に対応した形状におおむね機
械加工された上型３２と下型３５とをプレス機械２５に
取付け、このプレス機械２５に取付けられた上型３２と
下型３５との間に、表面に砥粒４２を有する薄板状の研
摩部材４０を配置する。この研摩部材４０を上型３２と
下型３５とによって繰返し挾圧することにより、研摩部
材４０の砥粒４２と曲面コーナ３３ａ、３６ａとを摺接
させ、曲面コーナ３３ａ、３６ａを自動研摩する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械加工されたプレス
金型の表面を研摩によって滑らかに仕上げる方法に関
し、とくに手作業によることなく曲面コーナを滑らかに
仕上げることが可能なプレス金型の研摩方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両ボデーの絞り成形には、プレス金型
が用いられる。鋼板の絞り成形に用いられるプレス金型
は、所定の大きさに鋳造された鋳鉄をＮＣ制御による機
械加工によって切削することによって得られる。絞り成
形に用いられるプレス金型の製作においては、通常曲面
ＮＣ加工が採用されている。曲面ＮＣ加工では、車両ボ
デーの設計データに基づいて作成されたＮＣデータによ
りボールエンドミルカッタの位置を制御し、曲面切削が
行われる。

【０００３】図１３は、曲面ＮＣ加工されたプレス金型
１の表面を示している。曲面ＮＣ加工に用いられるボー
ルエンドミルカッタの刃具半径をＲ、ピックフィード
（送りピッチ）Ｐとすると、プレス金型１の表面には刃
具軌跡の境界にカスプと呼ばれるとがたった山ができ
る。カスプ２の高さＨは、通常５０〜１００μである。
プレス金型のコーナ部分におけるカスプ２は、プレス品
の割れの原因となるので、研摩によって除去することが
必要となる。刃具のピックフィードＰを小に設定するこ
とにより、カスプ２の高さＨを小に抑えることは可能と
なるが、カスプ２を完全に除去できることはできないの
で、プレス金型におけるカスプ２の除去は必須となる。

【０００４】車両ボデーにおいては、外部から見える部
分と外部から見えない部分とがあり、外部から見えない
部分は成形時にプレス品である鋼板が過度に延びたり割
れなければよく、プレス金型の全面研摩する必要はな
い。たとえば、車両ボデーのフードインナパネルは、通
常外部からは見えないものであり、カスプによって鋼板
が延びすぎたり割れたりするおそれのあるコーナ部分に
ついてのみ、研摩を行えばよい。

【０００５】図１４は、車両ボデーの一部を絞り成形す
るプレス金型を示している。図１３のプレス金型１１に
おいて、延びや割れの原因となるカスプの除去のための
研摩を行う必要のある部位は、自由曲面内の段差部の曲
面コーナ１２であり、プレス品である鋼板の動きを拘束
し鋼板の流入量をコントロールする凹凸状のビード部お
よびダイ部の曲面コーナ１３である。

【０００６】図１４のプレス金型における自由曲面部１
４は、意匠の観点からとくに研摩が必要であり、下型の
クッションリング１５を案内する摺動面１６はプレス金
型の円滑な動きおよび加工精度を維持するために研摩が
必要である。プレス金型１１の自由曲面部１４は、たと
えば実開昭５６−２０２１０号公報に開示された加工装
置によって加工することが可能である。プレス金型１１
の摺動面１６は、実開平４−２６２０３号公報に開示さ
れた研摩装置によって加工可能である。

【０００７】プレス金型１１の曲面コーナ１２、１３
は、上述のような研摩装置では研摩することができず、
従来は作業者による一般工具（グラインダ、ヤスリ、砥
石等）を用いた手仕上げによって研摩加工が行われてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プレス
金型の曲面コーナを手仕上げで研摩することは、つぎの
問題を招く。 プレス品である鋼板の絞り成形においては、鋼板の絞
り成形時に鋼板が円滑にプレス金型内に流入することが
望まれるが、図１４の曲面コーナ１３の研摩は、通常図
１５に示す矢印Ａ方向に行われ、段差部１７のような形
状がある場合はプレス品の流入は研摩方向と異なる矢印
Ｂ方向になる。したがって、プレス品がプレス金型１１
内に流入する際の摺動抵抗が大きくなり、プレス品のプ
レス金型１１への円滑な流入が望めない。 図１６に示すように、たとえば、プレス金型１１の曲
面コーナ１２をヤスリ１８で研摩する場合は、研摩Ｓの
しすぎ等によって曲面コーナ１２の形状が正規の曲面形
状に対して凹凸になり、プレス品の成形精度が悪くな
る。 プレス金型の研摩作業は、研摩によって粉塵が生じる
ので作業環境が悪く、かつ長時間にわたる作業が要求さ
れるという問題もある。

【０００９】本発明は、手作業によることなくプレス金
型の曲面コーナをプレス品の流入方向に研摩することが
可能なプレス金型の研摩方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係るプレス金型の研摩方法は、プレス製品に
対応した形状におおむね機械加工された上型と下型とを
プレス機械に取付け、該プレス機械に取付けられた上型
と下型との間に、表面に砥粒を有する薄板状の研摩部材
を配置し、該研摩部材を上型と下型とによって繰返し挾
圧することにより上型と下型の曲面コーナを研摩する方
法からなる。

【００１１】

【作用】このように構成されたプレス金型の研摩方法に
おいては、ＮＣ制御などによる機械加工によってプレス
製品に対応した形状の上型と下型とが製作されると、上
型と下型とがプレス機械に取付けられる。つぎに、プレ
ス機械に取付けられた上型と下型との間に、表面に砥粒
を有する薄板状の研摩部材が配置され、この研摩部材を
上型と下型とによって繰返し挾圧することにより、上型
と下型との曲面コーナの研摩が行われる。

【００１２】上型と下型とによって研摩部材が挾圧され
る際には、研摩部材がプレス金型内に流入するので、研
摩部材の流入時には研摩部材がプレス金型と摺接するこ
とになる。研摩部材の表面には砥粒が存在するので、こ
の砥粒によってプレス金型の研摩が行われる。とくに、
プレス金型の曲面コーナは、研摩部材との摺動抵抗が高
くなるので、曲面コーナは他の部分に比べて多く研摩さ
れることになり、手作業による研摩は不要となる。ま
た、曲面コーナは研摩部材の流入によってプレス品と同
一方向に研摩されるので、実際のプレス品の成形時にお
いては曲面コーナの摺動抵抗が小さくなり、プレス品を
プレス金型内へ円滑に流入させることが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明に係るプレス金型の研摩方法
の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図１な
いし図１２は、本発明の一実施例を示しており、とくに
自動車のフードインナパネルを絞り成形するのに用いら
れるクッション絞りのプレス金型に適用した場合を示し
ている。

【００１４】図１２は、自動車のフードインナパネルの
最終形状を示しており、フードインナパネル２０は２点
鎖線で示す形状のプレス品（鋼板）２１を絞り加工する
ことによって得られる。図５は、プレス品２１を絞り加
工するためのプレス金型３１と、プレス金型３１が取付
けられるプレス機械２５を示している。プレス機械２５
のラム２６側には、プレス金型３１の上型３２が取付け
られており、ベット２７側にはプレス金型３１の下型３
５が取付けられている。

【００１５】プレス機械２５に取付けられるプレス金型
３１は、プレス製品であるフードインナパネル２０に対
応した形状におおむね機械加工（曲面ＮＣ加工）された
ものであり、未完成のプレス金型である。プレス金型３
１は、クッション絞りタイプの金型であり、図６に示す
ように、下型３５はクッションリング３６とポンチ３７
とを有している。クッションリング３６は、ポンチ３７
に対して独立して上下方向に移動可能となっている。

【００１６】図２ないし図４は、プレス金型３１の研摩
に用いられる薄板状の研摩部材４０を示している。薄板
状の研摩部材４０は、金属板４１と砥粒４２とから構成
されている。金属板４１は、本実施例ではフードインナ
パネル２１と同一の鋼板が用いられているが、他の材質
から構成されるものであってもよい。金属板４１の両面
には、プレス金型３１の表面を研摩する砥粒４２が接合
されている。砥粒４２は、プレス金型３１の一部を削り
取る作業に用いるため、硬さと靭性が要求される。その
ため、砥粒４２の硬度はプレス金型３１の硬度に対して
著しく大となっている。なお、砥粒４２の厚さｔ₂ は、
金属板４１の厚さｔ₁ の５〜１０％とするのが望まし
い。

【００１７】本実施例では、砥粒４２としてＣＢＮ砥粒
が用いられているが、酸化アルミナ系の砥粒等であって
もプレス金型３１を十分に研摩することが可能であれば
とくに限定されない。砥粒４２は、たとえば結合剤によ
って金属板４１の表面に強固に結合されている。また、
本実施例では金属板４１の両面に砥粒４２を接合させて
いるが、金属板４１の一方の面にのみ砥粒４２を接合さ
せても上型３２と下型３５のいずれか一方の研摩は可能
となる。図３は金属板４１の全面に砥粒を接合させた状
態を示しているが、図４に示すように、プレス金型３１
の形状に応じて金属板４１の外周部のみに砥粒４２を接
合させる構成としてもよい。

【００１８】つぎに、本発明に係るプレス金型の研摩方
法の手順およびその作用について説明する。曲面ＮＣ加
工されたプレス金型３１の上型３２および下型３５の表
面には、ボールエンドミルカッタ等の刃具軌跡によりカ
プス３９が形成されている。カプス３９を有する上型３
２は、プレス機械２５のラム２６側に取付けられる。同
様にカプス４０を有する下型３５は、プレス機械２５の
ベッド２７側に取付けられる。

【００１９】プレス機械２５に、プレス金型３１の上型
３２と下型３５とが取付けられると、上型３２と下型３
５との間に、薄板状の研摩部材４０が搬入される。すな
わち、研摩部材４０は、下型３５の上面にセットされ
る。研摩部材４０のセットが完了すると、プレス機械２
５が起動され、上型３２が下降を開始する。上型３２が
所定の量だけ下降すると、図１に示すように、研摩部材
４０の外周が上型３２のブランクホルダ３３と下型３５
のクッションリング３６とによって挾圧される。

【００２０】上型３２のブランクホルダ３３と下型３５
のクッションリング３６は、鋼板であるプレス品２１の
外周部へのしわの発生を抑制するとともに、プレス品２
１をプレス金型３１の中央に適度に流入させる機能を有
する。研摩部材４０がブランクホルダ３３とクッション
リング３６とによって挾圧される際には、金属板４１の
表面に接合された砥粒４２と、ブランクホルダ３３の曲
面コーナ３３ａおよびクッションリング３６の曲面コー
ナ３６ａとが摺接することになる。そのため、ブランク
ホルダ３３の曲面コーナ３６ａのカプス３９とクッショ
ンリング３６の曲面コーナ３６ａのカプス３９とが砥粒
４２によって研摩される。

【００２１】研摩部材４０がブランクホルダ３３とクッ
ションリング３６とによって挾圧された状態では、図６
に示すように、上型３２と下型３５のクッションリング
３６とがさらに下降し、研摩部材４０の中央部が下型３
５のポンチ３７に当接する。研摩部材４０が下型３５の
ポンチ３７に当接した後も、さらに上型３２と下型３５
のクッションリング３６が下降し、研摩部材４０はポン
チ３７と上型３２によって挾圧され、所定の形状に絞り
加工される。

【００２２】図７および図８は、図６のアの部位におけ
る研摩部材４０が下型３５のポンチ３７と上型３２とに
よって挾圧される状態を示している。図７、８に示すよ
うに、研摩部材４０の挾圧時にはポンチ３７の曲面コー
ナ３７ａと上型３２の曲面コーナ３２ａとが研摩部材４
０の砥粒４２と摺接し、各曲面コーナ３７ａ、３２ａに
おけるカプス４０が砥粒４２によって研摩される。

【００２３】上型３２が完全に下降した状態では、図９
に示すように、研摩部材４０は上型３２と下型３５とに
よって完全に挾圧され、所定の形状に形成される。上型
３２と下型３５とによる研摩部材４０の挾圧が完了する
と、図１０に示すように、上型３２が上昇する。上型３
２が所定の位置まで上昇すると、上型３２が再び下降
し、上型３２と下型３５とによる研摩部材４０の挾圧が
再び行われる。上型３２の上昇時には、研摩部材４０は
下型３５側に取り残されているので、上型３２と下型３
５とによる研摩部材４０の再挾圧時には、上型３２と研
摩部材４０との相対移動によって上型３２の研摩が積極
的に行われる。また、上型３２の上昇時には、研摩部材
４０の金属板４１は多少スプリングバックによって変形
するので、研摩部材４０の再挾圧時には下型３５と研摩
部材４０との相対移動も多少行われ、下型３５の研摩も
可能となる。

【００２４】上型３２と下型３５とによる研摩部材４０
の挾圧は繰返して行われ、図１１に示すように、連続加
工回数（挾圧回数）か増加する毎にカプス４０の高さが
低くなり、上型３２および下型３５の曲面コーナ３３
ａ、３６ａ、３２ａ、３７ａの表面粗さが細かくなる。
なお、図１０に示すように、研摩部材４０が常時下型３
５に取り残された状態で上型３２を下降させる場合は、
上型３２の研摩加工が促進されるが、研摩部材４０と下
型３５との相対移動量が少なく、上型３２に比べて下型
３５の研摩量が少ない。そこで、本実施例では、研摩加
工の途中で上型３２と下型３５との入れ替を行うように
している。

【００２５】上型３２と下型３５とによる研摩部材４０
の挾圧回数が所定値を超えた場合は、上型３２と下型３
５とがプレス機械２５から一旦取り外される。そして、
上型３２がプレス機械２５のベッド２７側に取付けら
れ、下型３５がプレス機械２５のラム２６側に取付けら
れる。このようにプレス機械２５に取付けられた上型３
２と下型３５によって研摩部材４０を挾圧した場合は、
下型３５の上昇時には研摩部材４０は逆に上型３２側に
取り残されることになる。したがって、研摩部材４０と
下型３５との相対移動量を大きくすることができ、下型
３５の曲面コーナ３６ａ、３７ａにおけるカプス３９の
研摩が十分に行われる。

【００２６】このように、本実施例では上型３２および
下型３５の曲面コーナ３３ａ、３６ａ、３２ａ、３７ａ
は、研摩部材４０の流入時の摺動抵抗が高くなるので、
各曲面コーナ３３ａ、３６ａ、３２ａ、３７ａは他の部
分に比べて多く研摩される。したがって、プレス金型３
１の曲面コーナ３３ａ、３６ａ、３２ａ、３７ａに起因
するプレス品２１の過度の延びや割れが防止される。ま
た、研摩部材４０の流入時の摺動抵抗が大きい部分ほど
各曲面コーナの研摩量が多くなるので、摺動抵抗に応じ
た最適な研摩を行うことが可能となる。

【００２７】本実施例では研摩部材４０を金属板４１と
砥粒４２とから構成し、金属板４１の表面に砥粒４２を
接合するようにしたが、砥粒４２が接合される部材は金
属板に限定されず、織物等であってもよい。たとえば、
引張り強度の高い繊維を織り込んだ布状の部材に砥粒４
２を接合させた研摩部材を用いた構成としても、同様な
効果を得ることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。 （１）プレス製品に対応した形状におおむね機械加工さ
れた上型と下型とをプレス機械に取付け、このプレス機
械に取付けられた上型と下型との間に、表面に砥粒を有
する薄板状の研摩部材を配置し、この研摩部材を上型と
下型とによって繰返し挾圧するようにしたので、プレス
金型の曲面コーナを研摩部材との摺接によって自動的に
研摩することができる。したがって、プレス金型の曲面
コーナを手作業によって研摩することなく、プレス金型
の曲面コーナに起因するプレス品の過度の延びや割れを
防止することができる。 （２）従来では、プレス金型の曲面コーナへの流入時の
摺動抵抗の大きい部分は作業者の勘によって研摩量を調
整していたが、本発明では、研摩部材のプレス金型への
流入時の摺動抵抗の大きい部分ほど研摩量が多くなるの
で、プレス品の摺動抵抗に応じた最適な研摩を行うこと
ができる。 （３）プレス金型の曲面コーナを研摩部材の流入によっ
てプレス品と同一方向に研摩することができるので、実
際のプレス品の成形時においては曲面コーナの摺動抵抗
が小さくなり、プレス品をプレス金型内に円滑に流入さ
せることができる。 （４）手作業による曲面コーナの研摩が解消されるの
で、作業者を研摩による粉塵から保護することができる
とともに、作業者の長時間労働を解消することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るプレス金型の研摩方法
の一例を示す部分拡大断面図である。

【図２】図１の研摩部材の部分拡大断面図である。

【図３】図１の研摩部材の斜視図である。

【図４】図１の研摩部材の変形例を示す斜視図である。

【図５】図１のプレス金型が取付けられるプレス機械の
正面図である。

【図６】図３の研摩部材によるプレス金型の研摩加工状
態を示す断面図である。

【図７】図６の曲面コーナの研摩加工状態を示す部分拡
大断面図である。

【図８】図７の曲面コーナにおける研摩加工の進行状態
を示す部分拡大断面図である。

【図９】図８の曲面コーナにおける研摩加工の終了状態
を示す部分拡大断面図である。

【図１０】図９の曲面コーナにおける研摩加工終了後に
上型が上昇する際の拡大断面図である。

【図１１】図５におけるプレス金型の昇降による研摩加
工回数とプレス金型の曲面コーナの表面粗度との関係を
示す特性図である。

【図１２】プレス製品の一例を示す斜視図である。

【図１３】曲面ＮＣ加工によって製作されたプレス金型
の表面の拡大断面図である。

【図１４】絞り成形に用いられるプレス金型の一例を示
す正面図である。

【図１５】図１４のプレス金型の部分拡大斜視図であ
る。

【図１６】図１４のプレス金型における曲面コーナの手
仕上げ状態を示す断面図である。

【符号の説明】

２０ プレス製品 ２５ プレス機械 ３１ プレス金型 ３２ 上型 ３５ 下型 ４０ 研摩部材 ４２ 砥粒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレス製品に対応した形状におおむね機
   械加工された上型と下型とをプレス機械に取付け、該プ
   レス機械に取付けられた上型と下型との間に、表面に砥
   粒を有する薄板状の研摩部材を配置し、該研摩部材を上
   型と下型とによって繰返し挾圧することにより上型と下
   型の曲面コーナを研摩することを特徴とするプレス金型
   の研摩方法。