JPH0747148Y2 - 絞り成形金型 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は薄板鋼板等の板金をプレス加工により絞り成形
するための金型に関する。

（従来の技術） この種の金型は、通常、フルモールド法により略所定形
状の素材型を製造した後に、その成形面に荒加工及び仕
上げ加工等を順次施し、さらに該成形面に磨き加工を施
してこれを鏡面状に形成することにより製造される。こ
の場合、荒加工及び仕上げ加工等は、NC工作機械等によ
り行われているが、磨き加工は、一般には熟練者の手作
業により行われている。

ところが、従来は、このように磨き加工を手作業により
行っていたために、金型の製造効率を向上させる妨げと
なっていたと共に、該金型の成形面に歪等が生じる虞れ
があった。

そこで、本出願人は、金型の成形面の加工方法として、
金型の成形面をNC工作機械により小ピッチで切削して略
所定形状に形成した後に、該切削箇所間に残存する切り
残し山部をショットブラスト等により研磨して該成形面
を略鏡面状に形成する方法を提案している。

かかる加工方法によれば、板金に傷や歪等を付けずに該
板金をプレス加工することができる成形面を有する金型
を、上記のような手作業による磨き加工を該成形面に施
さずに製造することができ、その製造効率を向上するこ
とができる。

一方、この種の金型を用いて板金をプレス加工する際に
は、例えば該板金が屈曲される箇所等において該板金に
引張荷重が作用するため、該板金の屈曲箇所等において
該板金と金型の成形面との間に滑りが生じ、従ってこの
ような箇所において該成形面は摩耗し易くなる。

このため、該成形面のうち、特に該板面に引張荷重を生
ぜしめる部位は、その硬度を高めて耐摩耗性を向上させ
ることが望まれ、このことは、上記加工方法により加工
された金型においても同様である。

このように金型の成形面の硬度を上昇させる場合には、
従来、該成形面にガスバーナ等を用いてフレームハード
処理を施すのが一般的である。

しかしながら、このフレームハード処理は、一般に熟練
者の手作業により行われ、上記の磨き加工と同様に、そ
の作業効率を向上させる妨げとなっていた。また、かか
るフレームハード処理は、熟練者の経験や勘に頼るとこ
ろが大きく、このため成形面の硬度にばらつきが生じ易
いものであった。例えば、本出願に係わる考案者等が、
この種の金型の材料として使用される鉄系材料であるFc
25やFc30により製造した金型についてその表面硬度を測
定したところ、フレームハード処理を施す前には該表面
硬度はHRC20〜25であったが、該フレームハード処理を
施したえ後には該表面硬度はHRC30〜45に上昇するもの
のばらつきの大きい測定値が得られた。

（解決しようとする課題） 本考案はかかる不都合を解消し、本出願人が提案してい
る上記加工方法により加工された成形面を有する絞り成
形金型において、均一に上昇した硬度を有し、耐摩耗性
に優れた成形面を手作業によるフレームハードド処理を
施さずに効率よく形成することができる金型を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決する手段） 本考案の考案者等は、種々の検討の結果に、該考案者等
が提案している加工方法により製造された金型におい
て、その成形面のうち、該金型を用いた板金の絞り成形
時に該板金に引張荷重を生ぜしめる部位にショットピー
ニングを施すことによりその部位の硬度を比較的均一に
25〜35％上昇させることが可能であり、また、該成形面
の硬度が25〜35％上昇すれば、板金の絞り成形時に該板
金との間の滑りによる成形面の摩耗を十分に防止するこ
とが可能であるという知見を得た。

そこで、本考案の絞り成形金型は上記の目的を達成する
ために、NC工作機械により小ピッチで略所定形状に切削
された後に、該切削箇所間に残存する切り残し山部の高
さが成形される板金部品の所定の厚さになるようにショ
ットプラストして形成された成形面を備え、前記板金部
品をプレス加工により前記成形面に沿って絞り成形せし
める絞り成形金型において、少なくとも該絞り成形時に
前記板金部品に引張荷重を生ぜしめる該成形面の部位に
対してショットピーニングを施して、該成形面の以外の
部位の硬度よりも25〜35％硬度を高くした硬化面を設け
たことを特徴とする。

（作用） かかる手段によれば、前記硬化面は前記ショットピーニ
ングにより硬化されているので、その硬度が該硬化面の
全面にわたって比較的均一となる。そして、前記硬化面
の形成作業は、前記ショットピーニングによりその自動
化を図ることが可能となる。

このとき、該硬化面の硬度を、前記ショットピーニング
により前記成形面の該硬化面以外の部位の硬度よりも25
〜35％上昇させることによって、該成形面の耐摩耗性を
向上させることが可能となる。

（実施例） 本考案の絞り成形金型の一例を第１図乃至第６図に従っ
て説明する。第１図は絞り成形金型を備えたプレス装置
の説明的断面図、第２図は該プレス装置の作動説明図、
第３図乃至第６図は該絞り成形金型の製造方法を説明す
るための説明図である。

第１図で、１は下型、２は該下型１に向かって下降され
る上型である。

下型１は、ボルスター３上に設けた絞り成形金型である
パンチ４と、該パンチ４の周囲に昇降自在に設けられた
絞り成形金型であるブランクホルダー５とを備え、ブラ
ンクホルダー５はクッションピン6,6を介して上型２に
向かって付勢されている。

パンチ４は鉄系材料であるFc25から成り、その上面に断
面略台形状の成形面７を備えている。そして、該成形面
７には、その最上部の平坦面7aから側部の傾斜面7bにか
けて屈曲した部分に後述するように硬化された硬化面８
が設けられている。

ブランクホルダー５はパンチ４と同様にFc25から成り、
その上面い略平坦な成形面９を備えている。そして、該
成形面９の内側縁及び外側縁間の中間部には小凹部9aが
形成され、該小凹部9aの両側壁部には成形面９の平坦部
にかけて上記硬化面８と同様の硬化面10が設けられてい
る。

上型２は、パンチ４及びブランクホルダー５と同様にFc
25から成る絞り成形金型であるダイ11をラム12の下面に
備え、ダイ11の下面には成形面13が形成されている。該
成形面13の中央部にはパンチ４の成形面７を上型２の下
降時に嵌挿し得る大凹部13aが形成され、該大凹部13aの
側壁からその周囲の平坦部にかけて屈曲した部分に上記
硬化面8,10と同様の硬化面14が設けられている。また、
成形面13の外側縁及び大凹部13a間の中間部には、前記
ブランクホルダー５の小凹部9aに上型１の下降時に嵌挿
し得る小凸部13bが形成され、該小凸部13bの両側壁部に
は硬化面14と同様の硬化面15が設けられている。

かかる構成のプレス装置では、詳細は後述するが、第１
図示のように板金Ｗ、具体的には例えば自動車の外板等
に用いられる鉄板をブランクホルダー５上に載架した状
態で上型２を下型１に向かって下降させることにより、
ダイ11の成形面13と、パンチ４及びブランクホルダー５
の成形面7,9との間で該板金Ｗが所定の形状に絞り成形
される。

次に、かかるプレス装置において、絞り成形金型の一つ
であるパンチ４の製造方法を第３図乃至第６図に従って
説明する。

パンチ４の製造においては、まず、従来のようにフルモ
ールド法により概略パンチ４の形状を有する第３図示の
素材型16を作成した。

次いで、該素材型16の上面を第３図及び第４図示のよう
に所定の形状データを入力したNC工作機械17により切削
して前記パンチ４の成形面７と略同一形状に形成した。

さらに詳細には、第４図において所定の工具径Ｒを有す
るボールエンドミルのカッター17aを備えたNC工作機械1
7を用い、該カッター17aを可能な限り小さいピッチＰで
素材型16の上面に沿って移動させながら該上面を上記形
状データに従って切削した。この時、第４図示のよう
に、該カッター17aによる素材型16の各切削箇所18間に
は切り残し山部19が残存する。

このようにして切削された素材型16の上面に、次に、第
５図示のようにブラスト装置20によりショットブラスト
を施して前記切り残し山部19を丸みを帯びた略台形状に
研磨した。

さらに詳細には、このショットブラストにおいては、上
記の切削加工における形状データを用いてブラスト装置
20の噴射ノズル20aを素材型16の上面に沿って前記ピッ
チＰで移動させながら各切り残し山部19に該噴射ノズル
20aから研磨剤21を噴射することにより該切り残し山部1
9を略台形状に研磨した。この時、本実施例では、噴射
ノズル20aの素材型16からの高さＨと該素材型16に対す
る傾斜角度θとはそれぞれ常時一定となるように制御す
ると共に、研磨剤21の噴射時間を適宜制御することによ
って、各切り残し山部19を、その高さｈが前記板金Ｗの
厚さの２％以下となるまで研磨し、これによって該素材
型16の上面を略鏡面状に形成し、前記パンチ４の成形面
７と同一形状の成形面７′（第６図示）を得た。尚、該
成形面７′の硬度は、HRC20〜25であった。

次いで、第６図示のように、成形面７′の最上部の平坦
面7a′から側部の傾斜面7b′にけて屈曲した部分7x′に
ショットピーニング装置22によりショットピーニングを
施してその部分7x′に前記硬化面８を形成し、これによ
って前記成形面７を有する第１図示のパンチ４を得た。

さらに詳細には、このショットピーニングにおいては、
ショットピーニング装置22の噴射ノズル22aを上記の屈
曲した部分7x′において成形面７′に沿って移動させな
がら該噴射ノズル22aから研磨剤23を成形面７′と直交
する方向で該成形面７′に向かって噴射することにより
該部分7x′の硬度を上昇させた。この時、本実施例で
は、前記ショットプラストと同様に、前記形状データを
用いて噴射ノズル22aの成形面７′からの高さＨ′は常
時一定となるように制御すると共に、研磨剤23の噴射時
間を適宜制御することによって、上記の屈曲した部分7
x′において成形面７′の硬度が均一に上昇するように
した。

かかるショットピーニングにより硬度を上昇させた部分
7x′は前記硬化面８となり、これによってパンチ４が得
られた。そして、該硬化面８の硬度を測定したところ、
HRC30〜35であり、成形面７のショットピーニングを施
していない部分の硬度（HRC20〜25）に較べて25〜35％
上昇し、且つ比較的均一な硬度が得られた。

尚、前記ブランクホルダー５及びダイ11もパンチ６と全
く同様に製造した。そして、これらの前記硬化面10,14,
15もショットピーニングを施していない部分の硬度（HR
C20〜25）に較べて25〜35％上昇し、且つ比較的均一な
硬度が得られた。

次に、前記プレス装置の作動を第１図及び第２図に従っ
て詳説する。

第１図示のようにブランクホルダー５上に板金Ｗを載架
した状態で上型２を下型１に向かって下降させると、ま
ず、ダイ11の成形面13の小凸部13bが板金Ｗに当接し、
上型２の下降に伴って板金Ｗを前記ブランクホルダー５
の成形面９の小凹部9a内に向かって押圧する。そして、
該板金Ｗは、第２図示のようにその押圧された部分が該
小凸部13b及び小凹部9a間でこれらの成形面13,9に沿っ
て該小凹部9a内に張り出すように湾曲する。この時、板
金Ｗの湾曲する部分には上記の押圧による引張荷重が作
用し、当該部分は、該小凸部13b及び小凹部9a間でこれ
らに設けた前記硬化面15,10に対して滑りつつ湾曲す
る。

次いで、上型２がさらに下降すると、ブランクホルダー
５が上型２のダイ11により板金Ｗを介して下方に押圧さ
れて板金Ｗと共に下降し、この下降に伴って該板金Ｗの
中央部がパンチ４の前記平坦面7aに当接すると共にダイ
11の成形面13の大凹部13a内に向かって押圧される。そ
して、板金Ｗの中央部は、第２図示のように該パンチ４
の成形面７及び大凹部13a間でこれらの成形面7,13に沿
って該大凹部13a内に張り出すように屈曲し、これによ
って板金Ｗは、ダイ11と、パンチ４及びブランクホルダ
ー５との間で所望の形状に成形される。この時、板金Ｗ
の中央部には上記の押圧による引張荷重が作用し、該板
金Ｗの中央部は、第２図示のようにパンチ７の成形面７
に設けた前記硬化面８と、ダイ11の成形面13に設けた前
記硬化面14とに摺接してこれらに対して滑りつつ屈曲す
る。

尚、かかる板金Ｗの絞り成形においては、各成形面7,9,
13が前記したように略鏡面状に形成されているので、該
板金Ｗに傷や歪当はほとんど付かない。

上述したように、かかるプレス装置による絞り成形にお
いては、板金Ｗが成形面7,9,13の各硬化面8,10,14,15に
対して滑りつつこれらの成形面7,9,13に沿って成形され
るが、該硬化面8,10,14,15は前記したようにその硬度が
成形面7,9,13の他の部分よりも高いため、上記の滑りに
対して摩耗し難くなっており、耐摩耗性が向上してい
る。

そして、パンチ４、ブランクホルダー５及びダイ11を手
作業による磨き加工やフレームハード処理を用いずに前
記した方法により製造したので、短時間で効率よくこれ
らの製造を行うことができた。

（効果） 上記の説明から明らかなように、本考案の絞り成形金型
によれば、これを用いた板金の絞り成形時に該板金に引
張荷重を生ぜしめる成形面の部位にショットピーニング
により硬化させた硬化面を設けたことによって、該成形
面の耐摩耗性を均一に向上することができると共に、該
硬化面の形成作業において、手作業によるフレームハー
ド処理を用いずにショットピーニングによる自動化を図
ることができ、該金型の製造効率を向上させることがで
きる。

そして、該硬化面の硬度を、ショットピーニングにより
成形面の該硬化面以外の部位の硬度よりも25〜35％上昇
させることによって、該成形面の優れた耐摩耗性を得る
ことができ、耐久性に優れた絞り成形金型を提供すると
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の絞り成形金型の一例を備えたプレス装
置の説明的断面図、第２図は該プレス装置の作動説明
図、第３図乃至第６図は該絞り成形金型の製造方法を説
明するための説明図である。 4,5,11……絞り成形金型 7,9,13……成形面 8,10,14,15……硬化面 17……NC工作機械、19……切り残し山部 Ｗ……板金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 武田 俊樹 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 実開 平１−118830（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】NC工作機械により小ピッチで略所定形状に
   切削された後に、該切削箇所間に残存する切り残し山部
   の高さが成形される板金部品の所定の厚さになるように
   ショットブラストして形成された成形面を備え、前記板
   金部品をプレス加工により前記成形面に沿って絞り成形
   せしめる絞り成形金型において、少なくとも該絞り成形
   時に前記板金部品に引張荷重を生ぜしめる該成形面の部
   位に対してショットピーニングを施して、該成形面の以
   外の部位の硬度よりも25〜35％硬度を高くした硬化面を
   設けたことを特徴とする絞り成形金型。