JPH10166059A - 板の曲げ加工方法 - Google Patents
板の曲げ加工方法Info
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- JPH10166059A JPH10166059A JP32657496A JP32657496A JPH10166059A JP H10166059 A JPH10166059 A JP H10166059A JP 32657496 A JP32657496 A JP 32657496A JP 32657496 A JP32657496 A JP 32657496A JP H10166059 A JPH10166059 A JP H10166059A
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- Japan
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- plate
- curvature
- bending
- punch
- calculated
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- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単に精度よく板を曲げ加工できる方法を提
供する。 【解決手段】 板にポンチを押圧していき、ポンチの荷
重およびストローク量と予め測定した板の厚さおよび幅
とから板のヤング率および降伏応力を算出し、板のその
ときの曲げ角度と上記降伏応力とから累乗硬化法則の構
成式のそのときの定数を算出し、当該定数と上記ヤング
率とから板のそのときのスプリングバック後の仮曲率を
算出し、板の目的とする曲率に対して当該仮曲率が所定
の割合になるまで当該板を押圧したら、当該押圧を除荷
してそのときの板の曲率を計測し、この計測した曲率と
上記仮曲率との差から補正係数を算出した後、ポンチを
板に再び押圧していき、板のそのときの曲げ角度と上記
降伏応力とから累乗硬化法則の構成式のそのときの定数
を算出し、当該定数および上記ヤング率と上記補正係数
とから当該板のそのときのスプリングバック後の補正済
曲率を算出し、この補正済曲率が目的曲率となるまで板
を押圧するようにした。
供する。 【解決手段】 板にポンチを押圧していき、ポンチの荷
重およびストローク量と予め測定した板の厚さおよび幅
とから板のヤング率および降伏応力を算出し、板のその
ときの曲げ角度と上記降伏応力とから累乗硬化法則の構
成式のそのときの定数を算出し、当該定数と上記ヤング
率とから板のそのときのスプリングバック後の仮曲率を
算出し、板の目的とする曲率に対して当該仮曲率が所定
の割合になるまで当該板を押圧したら、当該押圧を除荷
してそのときの板の曲率を計測し、この計測した曲率と
上記仮曲率との差から補正係数を算出した後、ポンチを
板に再び押圧していき、板のそのときの曲げ角度と上記
降伏応力とから累乗硬化法則の構成式のそのときの定数
を算出し、当該定数および上記ヤング率と上記補正係数
とから当該板のそのときのスプリングバック後の補正済
曲率を算出し、この補正済曲率が目的曲率となるまで板
を押圧するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、板の曲げ加工方法
に関し、特に、厚板を曲折して圧力容器などのような産
業機器の容器の胴板の成形に適用すると有効な方法であ
る。
に関し、特に、厚板を曲折して圧力容器などのような産
業機器の容器の胴板の成形に適用すると有効な方法であ
る。
【０００２】
【従来の技術】薄板を円筒状に曲げる場合には、ロール
曲げによる方法が主に適用されている。しかしながら、
厚板を円筒状に曲げる場合には、ロール曲げではロール
が撓んでしまうため、プレス機械を用いた曲げ加工方法
が適用されている。この曲げ加工方法は、図５に示すよ
うに、目的とする円筒型の外周面と同様な形状の型をな
すダイス２２上に板１０を載せ、目的とする円筒型の内
周面と同様な形状に先端を形成したポンチ２１で板１０
を押圧して曲折した後、当該板１０を送ってポンチ２１
で再び押圧することを繰り返すことにより、板１０を円
筒型に成形するのである。なお、図中、３１はクレー
ン、３２は計測用治具である。
曲げによる方法が主に適用されている。しかしながら、
厚板を円筒状に曲げる場合には、ロール曲げではロール
が撓んでしまうため、プレス機械を用いた曲げ加工方法
が適用されている。この曲げ加工方法は、図５に示すよ
うに、目的とする円筒型の外周面と同様な形状の型をな
すダイス２２上に板１０を載せ、目的とする円筒型の内
周面と同様な形状に先端を形成したポンチ２１で板１０
を押圧して曲折した後、当該板１０を送ってポンチ２１
で再び押圧することを繰り返すことにより、板１０を円
筒型に成形するのである。なお、図中、３１はクレー
ン、３２は計測用治具である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような厚板の曲げ加工方法には、次のような問題があ
った。 （１）厚板は、一般に熱間圧延や鍛造などで製造されて
いるため、板厚の公差が大きくなっている。例えば、圧
力容器用鋼板では、板厚１６０ｍｍ以上、幅２〜２．５
ｍのものにおいては板厚公差が３．５５ｍｍとなってい
る。このため、制度よく加工する場合には、ダイス２２
と板１０との間にシムを入れて、修正曲げを行いながら
成形しなければならず、工数が増加してしまっていた。
たような厚板の曲げ加工方法には、次のような問題があ
った。 （１）厚板は、一般に熱間圧延や鍛造などで製造されて
いるため、板厚の公差が大きくなっている。例えば、圧
力容器用鋼板では、板厚１６０ｍｍ以上、幅２〜２．５
ｍのものにおいては板厚公差が３．５５ｍｍとなってい
る。このため、制度よく加工する場合には、ダイス２２
と板１０との間にシムを入れて、修正曲げを行いながら
成形しなければならず、工数が増加してしまっていた。
【０００４】（２）圧力容器は、単品製造や少量製造で
あることが多く、製品形状ごとにダイス２１やポンチ２
２などを製作しておくとコストが高くなってしまうた
め、形状の異なる数種類の金型から目的とする製品形状
に最も近いものを用いて製造するようにしている。この
ため、上記金型をそのまま用いるだけでは目的とする製
品形状に曲げ加工することができないので、上述と同様
に、金型と板との間にシムを入れて、修正曲げ加工を行
いながら成形しなければならず、上述と同様に工数が増
加してしまっていた。
あることが多く、製品形状ごとにダイス２１やポンチ２
２などを製作しておくとコストが高くなってしまうた
め、形状の異なる数種類の金型から目的とする製品形状
に最も近いものを用いて製造するようにしている。この
ため、上記金型をそのまま用いるだけでは目的とする製
品形状に曲げ加工することができないので、上述と同様
に、金型と板との間にシムを入れて、修正曲げ加工を行
いながら成形しなければならず、上述と同様に工数が増
加してしまっていた。
【０００５】（３）圧力容器の製造に用いられる金型
は、大型で重量が大きいので、その保管場所や交換作業
に難点があった。
は、大型で重量が大きいので、その保管場所や交換作業
に難点があった。
【０００６】（４）作業者がクレーン３１で板１０をハ
ンドリングしながら計測用治具３２で板１０の形状計測
を行うため、板１０が大型であると、多数の作業者が必
要となり、効率が悪いだけでなく、大型の板では熱間成
形作業を行う場合があることから、作業者が厳しい環境
下で作業を行わなければならなかった。
ンドリングしながら計測用治具３２で板１０の形状計測
を行うため、板１０が大型であると、多数の作業者が必
要となり、効率が悪いだけでなく、大型の板では熱間成
形作業を行う場合があることから、作業者が厳しい環境
下で作業を行わなければならなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明による板の曲げ加工方法は、間隔をあけ
て配置された一対のダイスの上に載せられた板をポンチ
で押圧して当該板を曲折させる板の曲げ加工方法におい
て、前記板に前記ポンチを押圧していき、当該ポンチの
荷重およびストローク量と予め測定した当該板の厚さお
よび幅とから当該板のヤング率および降伏応力を算出
し、当該板のそのときの曲げ角度と上記降伏応力とから
累乗硬化法則の構成式のそのときの定数を算出し、当該
定数と上記ヤング率とから当該板のそのときのスプリン
グバック後の仮曲率を算出し、上記仮曲率が当該板の目
的とする曲率に対して所定の割合になるまで当該板を押
圧したら、当該押圧を除荷して当該板の曲率を計測し
て、計測した上記曲率と算出した上記仮曲率との差から
補正係数を算出したら、当該板に前記ポンチを再び押圧
していき、当該板のそのときの曲げ角度と上記降伏応力
とから累乗硬化法則の構成式のそのときの定数を算出
し、当該定数と上記ヤング率と上記補正係数とから当該
板のそのときのスプリングバック後の補正済曲率を算出
し、上記補正済曲率が当該板の目的とする上記曲率とな
るまで当該板を押圧することを特徴とする。
ための、本発明による板の曲げ加工方法は、間隔をあけ
て配置された一対のダイスの上に載せられた板をポンチ
で押圧して当該板を曲折させる板の曲げ加工方法におい
て、前記板に前記ポンチを押圧していき、当該ポンチの
荷重およびストローク量と予め測定した当該板の厚さお
よび幅とから当該板のヤング率および降伏応力を算出
し、当該板のそのときの曲げ角度と上記降伏応力とから
累乗硬化法則の構成式のそのときの定数を算出し、当該
定数と上記ヤング率とから当該板のそのときのスプリン
グバック後の仮曲率を算出し、上記仮曲率が当該板の目
的とする曲率に対して所定の割合になるまで当該板を押
圧したら、当該押圧を除荷して当該板の曲率を計測し
て、計測した上記曲率と算出した上記仮曲率との差から
補正係数を算出したら、当該板に前記ポンチを再び押圧
していき、当該板のそのときの曲げ角度と上記降伏応力
とから累乗硬化法則の構成式のそのときの定数を算出
し、当該定数と上記ヤング率と上記補正係数とから当該
板のそのときのスプリングバック後の補正済曲率を算出
し、上記補正済曲率が当該板の目的とする上記曲率とな
るまで当該板を押圧することを特徴とする。
【０００８】上述した板の曲げ加工方法においては、先
端が平坦に形成されたポンチを用いることを特徴とす
る。
端が平坦に形成されたポンチを用いることを特徴とす
る。
【０００９】上述した板の曲げ加工方法においては、前
記板の表面へ向けてレーザスリット光を照射し、当該板
からの前記レーザスリット光の反射光を撮影して画像処
理することにより、当該板の曲率を計測することを特徴
とする。
記板の表面へ向けてレーザスリット光を照射し、当該板
からの前記レーザスリット光の反射光を撮影して画像処
理することにより、当該板の曲率を計測することを特徴
とする。
【００１０】［作用］本発明による板の曲げ加工方法で
は、各種の曲げ形状に対応できるように、空気曲げによ
る方法を適用した。これにより、厚さの異なる板に対し
ても、一組のポンチとダイスとで対応することができ
る。
は、各種の曲げ形状に対応できるように、空気曲げによ
る方法を適用した。これにより、厚さの異なる板に対し
ても、一組のポンチとダイスとで対応することができ
る。
【００１１】空気曲げを利用すると、コイニング効果に
よる板のスプリングバックの減少が期待できないため、
曲げ加工を行うにあたって、スプリングバック曲率の予
測が成形精度の確保に非常に重要なこととなる。
よる板のスプリングバックの減少が期待できないため、
曲げ加工を行うにあたって、スプリングバック曲率の予
測が成形精度の確保に非常に重要なこととなる。
【００１２】そこで、曲げ加工中の曲げ角度および荷重
を測定して板の変形特性を求め、その時点でのスプリン
グバック曲率を求めるようにした。以下にその算出方法
を説明する。
を測定して板の変形特性を求め、その時点でのスプリン
グバック曲率を求めるようにした。以下にその算出方法
を説明する。
【００１３】図４に示すように、ポンチ１の先端を平坦
な単純形状とすると、板１０のポンチ１先端との当接部
分には均一な曲げモーメントが発生するので、単一形状
の曲率を板１０に与えることができ、円筒曲げを有利に
行うことができる。
な単純形状とすると、板１０のポンチ１先端との当接部
分には均一な曲げモーメントが発生するので、単一形状
の曲率を板１０に与えることができ、円筒曲げを有利に
行うことができる。
【００１４】このような曲げ加工における上述した値の
算出にあたっては、両端を自由支持した梁の四点に集中
荷重を与える塑性曲げのような簡単なモデルを適用する
ことができる。このモデルでは、板を微小な要素に分割
し、要素内でのモーメント（曲率）を一定とすると共
に、このモーメント分布が、図４（ｂ）に示すように、
中央部で最大値Ｍ0 となる一方、支持端部で０となる台
形型と仮定する。
算出にあたっては、両端を自由支持した梁の四点に集中
荷重を与える塑性曲げのような簡単なモデルを適用する
ことができる。このモデルでは、板を微小な要素に分割
し、要素内でのモーメント（曲率）を一定とすると共
に、このモーメント分布が、図４（ｂ）に示すように、
中央部で最大値Ｍ0 となる一方、支持端部で０となる台
形型と仮定する。
【００１５】上述したようなモデルにおける最大曲げモ
ーメントＭ0 は、次の式で表される。
ーメントＭ0 は、次の式で表される。
【数１】 Ｍ0 ＝０．５・Ｐ・（Ｘn −Ｐs ＋Ｙn ・ｔａｎθn ） ・・・（１） ただし、Ｘn ＝Ｄ＋（ｒp ＋ｔ／２）・（１−ｓｉｎθ
n ） Ｙn ＝ｕ＋（ｒp ＋ｔ／２）・（１−ｃｏｓθn ） Ｐ ＝ポンチ荷重 Ｐs ＝ポンチ先端幅の半分値 ｕ ＝ポンチストローク量 Ｄ ＝ダイス間の半幅 ｒp ＝ダイス肩半径 ｔ ＝板厚 θn ＝ｎ番目の要素（最終要素）の曲げ角度（＝板の曲
げ角度）
n ） Ｙn ＝ｕ＋（ｒp ＋ｔ／２）・（１−ｃｏｓθn ） Ｐ ＝ポンチ荷重 Ｐs ＝ポンチ先端幅の半分値 ｕ ＝ポンチストローク量 Ｄ ＝ダイス間の半幅 ｒp ＝ダイス肩半径 ｔ ＝板厚 θn ＝ｎ番目の要素（最終要素）の曲げ角度（＝板の曲
げ角度）
【００１６】板を分割した微小要素ｉのそれぞれの曲げ
モーメントＭi は、次のようになる。なお、ｉはポンチ
の中心を基準とする。
モーメントＭi は、次のようになる。なお、ｉはポンチ
の中心を基準とする。
【数２】ｉ＜ｋの場合 Ｍi ＝Ｍ0 ｋ≦ｉ＜ｍの場合 Ｍi ＝Ｍ0 ・｛１−（Ｓi −Ｐs ）／（Ｓm −Ｐs ）｝ ｉ≧ｍの場合 Ｍi ＝０ ただし、ｍ ＝ダイス肩部と接している要素 ｋ ＝ポンチの先端縁部と接している要素 Ｓi ＝ポンチと接している点から要素ｉまでの距離 Ｓm ＝ポンチと接している点から要素ｍまでの距離
【００１７】また、板の変形が弾性領域内であれば、曲
げ角度θとポンチ荷重Ｐとの関係およびポンチストロー
ク量ｕとポンチ荷重Ｐとの関係は、次の式で表される。
げ角度θとポンチ荷重Ｐとの関係およびポンチストロー
ク量ｕとポンチ荷重Ｐとの関係は、次の式で表される。
【数３】 θ＝Ｐ・ａ2 ・｛（Ｄ／ａ）−１｝／２・Ｅ・Ｉ ・・・（２） ｕ＝Ｐ・ａ3 ・｛（６Ｄ／ａ）−４｝／６・Ｅ・Ｉ ・・・（３） ただし、ａ＝Ｄ−Ｐs Ｅ＝板のヤング率 Ｉ＝板の断面二次モーメント
【００１８】一方、板が降伏して塑性域に到達したとき
の各要素のモーメントＭi と曲率κ i と曲げ角度θi と
の関係は、次の式で表される。
の各要素のモーメントＭi と曲率κ i と曲げ角度θi と
の関係は、次の式で表される。
【数４】ｉ＜ｍの場合 κi ＝［Ｍi ・｛２1+n ・（２＋ｎ）｝／（ｔ2+n ・Ｗ・Ｆ）］1/n ・・・（４） θi ＝Σκi ・（Ｓi −Ｓi-1 ） ・・・（５） ｉ≧ｍの場合 κi ＝０ θi ＝θm ただし、Ｗ＝板幅 Ｆ＝応力定数 ｎ＝加工硬化定数 なお、塑性域における応力σと歪みεとの関係は、累乗
硬化法則の構成式σ＝Ｆ・εn に従うものとする。
硬化法則の構成式σ＝Ｆ・εn に従うものとする。
【００１９】また、スプリングバックを生じた後の最終
曲げ曲率は、次の式で表される。
曲げ曲率は、次の式で表される。
【数５】 κn'＝κn −Ｍｉ／ＥＩ ・・・（６）
【００２０】つまり、板の加工後の曲率は、板厚や板幅
などを予め計測しておけば、加工中の曲げ角度とポンチ
の荷重およびストローク量とからヤング率、降伏応力、
応力定数、加工硬化定数を求めることにより予測するこ
とができるので、ポンチのストローク量を調整すること
で板を目的の曲率に曲げ加工することができるのであ
る。
などを予め計測しておけば、加工中の曲げ角度とポンチ
の荷重およびストローク量とからヤング率、降伏応力、
応力定数、加工硬化定数を求めることにより予測するこ
とができるので、ポンチのストローク量を調整すること
で板を目的の曲率に曲げ加工することができるのであ
る。
【００２１】このような曲げ加工を板の長手方向に沿っ
て順次施すようにすれば、板を所定の曲率の円筒型に成
形することができる。
て順次施すようにすれば、板を所定の曲率の円筒型に成
形することができる。
【００２２】なお、このような曲げ加工に用いる板は、
通常、圧延材である、すなわち、剪断加工されているこ
とから、初期において面歪みや反りなどが生じている場
合が多いため、当該初期歪みにより、曲げ加工の小さい
領域（曲率の小さい領域）でずれを生じてしまい、上述
したようにして求めたスプリングバック量と実際のスプ
リングバック量との間に誤差を生じてしまう場合があ
る。このような原因で誤差を生じる場合には、ある程度
加工を施した後、当該加工を一旦中断して、実際の変形
量と計算上の変形量との差を補正することにより、上記
初期歪みの影響を取り除いて上記誤差をなくすことがで
きる。このような上記曲げ加工の一時中断や予測計算の
補正の回数は、板の上記初期歪み等の各種加工条件に応
じて適宜選定される。
通常、圧延材である、すなわち、剪断加工されているこ
とから、初期において面歪みや反りなどが生じている場
合が多いため、当該初期歪みにより、曲げ加工の小さい
領域（曲率の小さい領域）でずれを生じてしまい、上述
したようにして求めたスプリングバック量と実際のスプ
リングバック量との間に誤差を生じてしまう場合があ
る。このような原因で誤差を生じる場合には、ある程度
加工を施した後、当該加工を一旦中断して、実際の変形
量と計算上の変形量との差を補正することにより、上記
初期歪みの影響を取り除いて上記誤差をなくすことがで
きる。このような上記曲げ加工の一時中断や予測計算の
補正の回数は、板の上記初期歪み等の各種加工条件に応
じて適宜選定される。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明による板の曲げ加工方法の
実施に使用するプレス機械の概略構造を表す外観を図１
に示す。図１に示すように、プレスベース３の上方に
は、昇降可能なプレススライド４が配備されている。プ
レススライド４の下面には、先端の平坦なポンチ１がロ
ードセル５を介して取り付けられており、当該ポンチ１
は、その肩部に丸み（アール）がつけられている。プレ
スベース３の上面には、対をなすダイス２ａ，２ｂが上
記ポンチ１を中心にして等間隔で互いに接近離反移動で
きるように配設されており、当該ダイス２ａ，２ｂは、
その肩部に丸み（アール）がつけられている。
実施に使用するプレス機械の概略構造を表す外観を図１
に示す。図１に示すように、プレスベース３の上方に
は、昇降可能なプレススライド４が配備されている。プ
レススライド４の下面には、先端の平坦なポンチ１がロ
ードセル５を介して取り付けられており、当該ポンチ１
は、その肩部に丸み（アール）がつけられている。プレ
スベース３の上面には、対をなすダイス２ａ，２ｂが上
記ポンチ１を中心にして等間隔で互いに接近離反移動で
きるように配設されており、当該ダイス２ａ，２ｂは、
その肩部に丸み（アール）がつけられている。
【００２４】図１に示すように、プレスベース３上に
は、板１０をダイス２ａ，２ｂ上へ送り出すと共に当該
板１０の縁部をクランプするハンドリング装置６および
板１０の曲げ角度を計測する傾斜計７が配設されてい
る。
は、板１０をダイス２ａ，２ｂ上へ送り出すと共に当該
板１０の縁部をクランプするハンドリング装置６および
板１０の曲げ角度を計測する傾斜計７が配設されてい
る。
【００２５】図１に示すように、プレスベース３上に
は、ダイス２ａ，２ｂ上に載せられた板１０の表面に向
けてレーザスリット光を照射する光源８および当該板１
０から反射する上記レーザスリット光を撮影するカメラ
９が配設されている。
は、ダイス２ａ，２ｂ上に載せられた板１０の表面に向
けてレーザスリット光を照射する光源８および当該板１
０から反射する上記レーザスリット光を撮影するカメラ
９が配設されている。
【００２６】また、前記プレススライド４は、図示しな
いリニアスケールにより位置が測定され、図示しない演
算制御装置によりその位置が制御されるようになってい
る。この演算制御装置は、その入力部に上記リニアスケ
ールが電気的に接続されているのはもちろんのこと、ロ
ードセル５、カメラ９などが電気的に接続され、その出
力部に上記プレススライド４の駆動系が電気的に接続さ
れているのはもちろんのこと、ハンドリング装置６、光
源８などが電気的に接続されており、当該演算制御装置
は、上記リニアスケール、ロードセル５、カメラ９など
の各種機器からの信号や予め入力された各種データなど
に基づいて、プレススライド４の駆動系、ハンドリング
装置６、光源８などの各種機器を制御することができる
ようになっている。
いリニアスケールにより位置が測定され、図示しない演
算制御装置によりその位置が制御されるようになってい
る。この演算制御装置は、その入力部に上記リニアスケ
ールが電気的に接続されているのはもちろんのこと、ロ
ードセル５、カメラ９などが電気的に接続され、その出
力部に上記プレススライド４の駆動系が電気的に接続さ
れているのはもちろんのこと、ハンドリング装置６、光
源８などが電気的に接続されており、当該演算制御装置
は、上記リニアスケール、ロードセル５、カメラ９など
の各種機器からの信号や予め入力された各種データなど
に基づいて、プレススライド４の駆動系、ハンドリング
装置６、光源８などの各種機器を制御することができる
ようになっている。
【００２７】このようなプレス機械を用いて、公称厚さ
１０ｍｍ、公称幅８０ｍｍのＳＵＳ３０４の板を半径２
００ｍｍの円弧状に曲げ加工する方法を図２，３を用い
て説明する。なお、図２は、その手順を表すフロー図、
図３は、その曲げ加工の際のポンチストローク量とポン
チ荷重値との関係を表すグラフである。ただし、ポンチ
１は、先端幅が４０ｍｍ、肩部のアールが４ｍｍとし、
ダイス２ａ，２ｂは、間隔が６０ｍｍ、肩部のアールが
１０ｍｍとした。また、板１０は、実測厚さが９．８ｍ
ｍ、実測幅が８０．１ｍｍであった。
１０ｍｍ、公称幅８０ｍｍのＳＵＳ３０４の板を半径２
００ｍｍの円弧状に曲げ加工する方法を図２，３を用い
て説明する。なお、図２は、その手順を表すフロー図、
図３は、その曲げ加工の際のポンチストローク量とポン
チ荷重値との関係を表すグラフである。ただし、ポンチ
１は、先端幅が４０ｍｍ、肩部のアールが４ｍｍとし、
ダイス２ａ，２ｂは、間隔が６０ｍｍ、肩部のアールが
１０ｍｍとした。また、板１０は、実測厚さが９．８ｍ
ｍ、実測幅が８０．１ｍｍであった。
【００２８】まず、前記演算制御装置に上記データを入
力し、当該演算制御装置を作動させると、当該演算制御
装置は、ハンドリング装置６から板１０をダイス２ａ，
２ｂ上に送給してセットした後、プレススライド４を下
降させて、ポンチ１による曲げ加工を開始する。
力し、当該演算制御装置を作動させると、当該演算制御
装置は、ハンドリング装置６から板１０をダイス２ａ，
２ｂ上に送給してセットした後、プレススライド４を下
降させて、ポンチ１による曲げ加工を開始する。
【００２９】上記演算制御装置は、前記リニアスケール
およびロードセル５からの信号に基づいて、ポンチスト
ローク量とポンチ荷重値との関係を求める（図３参
照）。ポンチストローク量とポンチ荷重値とが直線関係
となっている間は、板１０が弾性域で変形している。し
ばらくして、ポンチストローク量とポンチ荷重値とが直
線関係からずれ始め、板１０が塑性域で変形し始める
と、上記演算制御装置は、ポンチストローク量とポンチ
荷重値とが直線関係からずれ始めた位置を板１０の降伏
点と判断して、板１０の降伏応力を算出すると共に、ポ
ンチストローク量とポンチ荷重値との弾性域での直線関
係から、板１０のヤング率を算出する。このようにして
算出した降伏応力値は２０．８ｋｇｆ／ｍｍ2 であり、
ヤング率は１９１６８ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。なお、
弾性域の直線と初期荷重とが交わる点を板１０にポンチ
１が接触を始めた点とした。
およびロードセル５からの信号に基づいて、ポンチスト
ローク量とポンチ荷重値との関係を求める（図３参
照）。ポンチストローク量とポンチ荷重値とが直線関係
となっている間は、板１０が弾性域で変形している。し
ばらくして、ポンチストローク量とポンチ荷重値とが直
線関係からずれ始め、板１０が塑性域で変形し始める
と、上記演算制御装置は、ポンチストローク量とポンチ
荷重値とが直線関係からずれ始めた位置を板１０の降伏
点と判断して、板１０の降伏応力を算出すると共に、ポ
ンチストローク量とポンチ荷重値との弾性域での直線関
係から、板１０のヤング率を算出する。このようにして
算出した降伏応力値は２０．８ｋｇｆ／ｍｍ2 であり、
ヤング率は１９１６８ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。なお、
弾性域の直線と初期荷重とが交わる点を板１０にポンチ
１が接触を始めた点とした。
【００３０】さらに、上記演算制御装置は、傾斜計７か
らの信号および前述した（４），（５）式に基づいて、
計測した曲げ角度と計算上の曲げ角度とが一致するよう
に加工硬化定数ｎおよび応力定数Ｆを求め、そのときの
板１０の累乗硬化法則の構成式を決定し、前述した
（６）式に基づいて、スプリングバック量を算出し、除
荷した際のそのときの板１０の曲率（仮曲率）を算出す
る。
らの信号および前述した（４），（５）式に基づいて、
計測した曲げ角度と計算上の曲げ角度とが一致するよう
に加工硬化定数ｎおよび応力定数Ｆを求め、そのときの
板１０の累乗硬化法則の構成式を決定し、前述した
（６）式に基づいて、スプリングバック量を算出し、除
荷した際のそのときの板１０の曲率（仮曲率）を算出す
る。
【００３１】このようにして板１０を曲げ加工してい
き、目的とする曲率に対して、算出した上記仮曲率が所
定の割合（８０％程度）となったら、前記演算制御装置
は、プレススライド４を上昇させて板１０の曲げ加工を
一旦中断した後、光源８から板１０の表面へ向けてレー
ザスリット光を照射して、板１０からの反射光をカメラ
９で撮影し、画像処理を行うことにより、そのときの板
１０のスプリングバック後の曲率を計測し、計測した当
該曲率と算出した前記仮曲率との比を補正係数として算
出する。
き、目的とする曲率に対して、算出した上記仮曲率が所
定の割合（８０％程度）となったら、前記演算制御装置
は、プレススライド４を上昇させて板１０の曲げ加工を
一旦中断した後、光源８から板１０の表面へ向けてレー
ザスリット光を照射して、板１０からの反射光をカメラ
９で撮影し、画像処理を行うことにより、そのときの板
１０のスプリングバック後の曲率を計測し、計測した当
該曲率と算出した前記仮曲率との比を補正係数として算
出する。
【００３２】このようにして補正係数を算出したら、前
記演算制御装置は、プレススライド４を下降させて、板
１０の曲げ加工を再び開始し、傾斜計７からの信号およ
び前記（４），（５）式に基づいて、計測した曲げ角度
と計算上の曲げ角度とが一致するように加工硬化定数ｎ
および応力定数Ｆを求め、そのときの板の累乗硬化法則
の構成式を決定し、前記補正係数を導入した前記（６）
式に基づいて、補正済スプリングバック量を算出して、
除荷した際のそのときの板１０の曲率（補正済曲率）を
算出し、目的とする前記曲率と一致するまでプレススラ
イド４を下降させる。
記演算制御装置は、プレススライド４を下降させて、板
１０の曲げ加工を再び開始し、傾斜計７からの信号およ
び前記（４），（５）式に基づいて、計測した曲げ角度
と計算上の曲げ角度とが一致するように加工硬化定数ｎ
および応力定数Ｆを求め、そのときの板の累乗硬化法則
の構成式を決定し、前記補正係数を導入した前記（６）
式に基づいて、補正済スプリングバック量を算出して、
除荷した際のそのときの板１０の曲率（補正済曲率）を
算出し、目的とする前記曲率と一致するまでプレススラ
イド４を下降させる。
【００３３】ポンチ１が約３．２ｍｍ下降した時点で、
補正済曲率が目的曲率と一致するようになったので、前
記演算制御装置は、プレススライド４を上昇させた後、
光源８から板１０の表面へ向けてレーザスリット光を照
射して、板１０からの反射光をカメラ９で撮影し、画像
処理を行うことにより、そのときの板１０のスプリング
バック後の曲率を計測した。その結果、板１０は、ほぼ
２００ｍｍＲの円弧状をなしており、目的とする曲げ形
状に加工することができた。
補正済曲率が目的曲率と一致するようになったので、前
記演算制御装置は、プレススライド４を上昇させた後、
光源８から板１０の表面へ向けてレーザスリット光を照
射して、板１０からの反射光をカメラ９で撮影し、画像
処理を行うことにより、そのときの板１０のスプリング
バック後の曲率を計測した。その結果、板１０は、ほぼ
２００ｍｍＲの円弧状をなしており、目的とする曲げ形
状に加工することができた。
【００３４】続いて、前記演算制御装置は、ポンチ１の
先端幅の大きさ（４０ｍｍ）分だけ板１０を移動させる
ようにハンドリング装置６を制御し、上述した加工を再
び行う。以上の工程を板１０の全長にわたって実施する
ことにより、半径２００ｍｍの円筒型に板１０が曲げ加
工される。
先端幅の大きさ（４０ｍｍ）分だけ板１０を移動させる
ようにハンドリング装置６を制御し、上述した加工を再
び行う。以上の工程を板１０の全長にわたって実施する
ことにより、半径２００ｍｍの円筒型に板１０が曲げ加
工される。
【００３５】したがって、このような板の曲げ加工方法
によれば、以下のような効果を得ることができる。 （１）公差の大きい板１０を曲げ加工する場合でも、ダ
イス２ａ，２ｂと板１０との間にシム等を入れて修正曲
げを施す必要がないので、熱間圧延や鍛造などで製造さ
れている厚板を曲げ加工する場合でも、工数の増加を大
幅に抑えることができる。
によれば、以下のような効果を得ることができる。 （１）公差の大きい板１０を曲げ加工する場合でも、ダ
イス２ａ，２ｂと板１０との間にシム等を入れて修正曲
げを施す必要がないので、熱間圧延や鍛造などで製造さ
れている厚板を曲げ加工する場合でも、工数の増加を大
幅に抑えることができる。
【００３６】（２）ポンチ１とダイス２ａ，２ｂとが一
組だけであっても、修正曲げを行うことなく各種形状の
製品を製造することができるので、圧力容器などのよう
な単品製造や少量製造の場合でも、多数の金型が必要と
なることはなく、金型の保管場所や交換作業を大幅に削
減することができると同時に、上述と同様に工数の増加
を大幅に抑えることができる。
組だけであっても、修正曲げを行うことなく各種形状の
製品を製造することができるので、圧力容器などのよう
な単品製造や少量製造の場合でも、多数の金型が必要と
なることはなく、金型の保管場所や交換作業を大幅に削
減することができると同時に、上述と同様に工数の増加
を大幅に抑えることができる。
【００３７】（３）作業者が計測用治具等で板１０の形
状計測を行う必要がないので、板１０が大型であって
も、多数の作業者が必要となることはなく、作業効率を
大幅に向上させることができるだけでなく、熱間成形作
業を行う場合であっても、作業者が厳しい環境下で作業
を行う必要はなく、作業者にかかる負担を大幅に削減す
ることができる。
状計測を行う必要がないので、板１０が大型であって
も、多数の作業者が必要となることはなく、作業効率を
大幅に向上させることができるだけでなく、熱間成形作
業を行う場合であっても、作業者が厳しい環境下で作業
を行う必要はなく、作業者にかかる負担を大幅に削減す
ることができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明の板の曲げ加工方法によれば、次
のような効果を得ることができる。 （１）公差の大きい板を曲げ加工する場合でも、ダイス
と板との間にシム等を入れて修正曲げを施す必要がない
ので、熱間圧延や鍛造などで製造されている厚板を曲げ
加工する場合でも、工数の増加を大幅に抑えることがで
きる。
のような効果を得ることができる。 （１）公差の大きい板を曲げ加工する場合でも、ダイス
と板との間にシム等を入れて修正曲げを施す必要がない
ので、熱間圧延や鍛造などで製造されている厚板を曲げ
加工する場合でも、工数の増加を大幅に抑えることがで
きる。
【００３９】（２）ポンチとダイスとが一組だけであっ
ても、修正曲げを行うことなく各種形状の製品を製造す
ることができるので、圧力容器などのような単品製造や
少量製造の場合でも、多数の金型が必要となることはな
く、金型の保管場所や交換作業を大幅に削減することが
できると同時に、上述と同様に工数の増加を大幅に抑え
ることができる。
ても、修正曲げを行うことなく各種形状の製品を製造す
ることができるので、圧力容器などのような単品製造や
少量製造の場合でも、多数の金型が必要となることはな
く、金型の保管場所や交換作業を大幅に削減することが
できると同時に、上述と同様に工数の増加を大幅に抑え
ることができる。
【００４０】（３）作業者が計測用治具等で板の形状計
測を行う必要がないので、板が大型であっても、多数の
作業者が必要となることはなく、作業効率を大幅に向上
させることができるだけでなく、熱間成形作業を行う場
合であっても、作業者が厳しい環境下で作業を行う必要
はなく、作業者にかかる負担を大幅に削減することがで
きる。
測を行う必要がないので、板が大型であっても、多数の
作業者が必要となることはなく、作業効率を大幅に向上
させることができるだけでなく、熱間成形作業を行う場
合であっても、作業者が厳しい環境下で作業を行う必要
はなく、作業者にかかる負担を大幅に削減することがで
きる。
【図１】本発明による板の曲げ加工方法の実施に使用す
るプレス機械の概略構造を表す外観図である。
るプレス機械の概略構造を表す外観図である。
【図２】本発明による板の曲げ加工方法の実施の形態の
手順を表すフロー図である。
手順を表すフロー図である。
【図３】図２に示した曲げ加工の際のポンチストローク
量とポンチ荷重値との関係を表すグラフである。
量とポンチ荷重値との関係を表すグラフである。
【図４】本発明による板の曲げ加工方法の作用説明図で
ある。
ある。
【図５】従来の板の曲げ加工方法の説明図である。
１ ポンチ ２ａ，２ｂ ダイス ３ プレスベース ４ プレススライド ５ ロードセル ６ ハンドリング装置 ７ 傾斜計 ８ 光源 ９ カメラ １０ 板
Claims (3)
- 【請求項１】 間隔をあけて配置された一対のダイスの
上に載せられた板をポンチで押圧して当該板を曲折させ
る板の曲げ加工方法において、 前記板に前記ポンチを押圧していき、 当該ポンチの荷重およびストローク量と予め測定した当
該板の厚さおよび幅とから当該板のヤング率および降伏
応力を算出し、 当該板のそのときの曲げ角度と上記降伏応力とから累乗
硬化法則の構成式のそのときの定数を算出し、 当該定数と上記ヤング率とから当該板のそのときのスプ
リングバック後の仮曲率を算出し、 上記仮曲率が当該板の目的とする曲率に対して所定の割
合になるまで当該板を押圧したら、 当該押圧を除荷して当該板の曲率を計測して、 計測した上記曲率と算出した上記仮曲率との差から補正
係数を算出したら、 当該板に前記ポンチを再び押圧していき、 当該板のそのときの曲げ角度と上記降伏応力とから累乗
硬化法則の構成式のそのときの定数を算出し、 当該定数と上記ヤング率と上記補正係数とから当該板の
そのときのスプリングバック後の補正済曲率を算出し、 上記補正済曲率が当該板の目的とする上記曲率となるま
で当該板を押圧することを特徴とする板の曲げ加工方
法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の板の曲げ加工方法にお
いて、先端が平坦に形成されたポンチを用いることを特
徴とする板の曲げ加工方法。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の板の曲げ加工
方法において、前記板の表面へ向けてレーザスリット光
を照射し、当該板からの前記レーザスリット光の反射光
を撮影して画像処理することにより、当該板の曲率を計
測することを特徴とする板の曲げ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32657496A JPH10166059A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 板の曲げ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32657496A JPH10166059A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 板の曲げ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10166059A true JPH10166059A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18189339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32657496A Pending JPH10166059A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 板の曲げ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10166059A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000140943A (ja) * | 1998-11-05 | 2000-05-23 | Amada Co Ltd | 材料属性の算出方法，折曲げ加工方法およびその装置 |
| JP2006289390A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Tama Tlo Kk | 多軸微細加工方法及び装置 |
| KR100881577B1 (ko) | 2007-08-13 | 2009-02-12 | 영남대학교 산학협력단 | 냉간 스탬핑 및 레이저 형상교정법을 이용한 고장력강 범퍼레일 성형 방법 |
| ES2360986A1 (es) * | 2008-12-26 | 2011-06-13 | Asociacion De Investigacion Metalurgica Del Noroeste Aimen | Método para el conformado de chapa de acero. |
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-
1996
- 1996-12-06 JP JP32657496A patent/JPH10166059A/ja active Pending
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