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JP2009090318A - Method of deep-drawing square tube made of metal plate - Google Patents

Method of deep-drawing square tube made of metal plate Download PDF

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JP2009090318A
JP2009090318A JP2007262951A JP2007262951A JP2009090318A JP 2009090318 A JP2009090318 A JP 2009090318A JP 2007262951 A JP2007262951 A JP 2007262951A JP 2007262951 A JP2007262951 A JP 2007262951A JP 2009090318 A JP2009090318 A JP 2009090318A
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JP
Japan
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speed
punch
blank
die
square tube
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007262951A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takafumi Nakamura
尚文 中村
Hirokazu Sasaki
宏和 佐々木
Ryuji Tagami
竜司 田上
Shigeru Morikawa
茂 森川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nisshin Steel Co Ltd filed Critical Nisshin Steel Co Ltd
Priority to JP2007262951A priority Critical patent/JP2009090318A/en
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  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of deep-drawing a square tube made of a metal plate improving productivity by fastening forming speed while taking the conditions of a die, etc. into consideration when applying the deep drawing of the square tube near the limit drawing ratio to a blank. <P>SOLUTION: When performing the deep drawing of the square tube by forcing a punch into the metal plate to be worked fixed with a die and a blank holder, the blank the corner parts of which are cut is used. Under a condition that there is no bead having inflow inhibitory action of a flange material of straight side parts in the straight side parts between the die and the blank holder, punch forcing speed is fastened in the early stage of the working and the punch forcing speed is decreased compared with the speed in the early stage of the working at the point of time before the forcing position of the punch reaches the position of 2/3×forming height. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、絞り加工時の加工中期以降の成形速度を遅くして深絞り成形性を向上させた金属板の角筒深絞り加工方法に関する。   The present invention relates to a square tube deep drawing method for a metal plate in which the forming speed after the middle stage of processing during drawing is slowed to improve deep drawing formability.

板厚の薄い金属板素材から、円筒,角筒,半球状等、継目のない有底形状の容器を製造する方法として、パンチ,ダイス又はこれに代わる冶具を用いて深絞り加工する方法が多用されている。
深絞り加工方法ではプレス装置が用いられ、加工対象の薄板ブランクをプレス機械のダイス上にブランクホルダーで固定し、ブランクホルダーにしわ押え力を加えながらパンチを下降,上昇させることにより、ブランクをパンチ形状に変形させるものである。
そして、プレス機械のプレス方式としては、従来、油圧プレスとメカプレスの二方式が採用されている。
As a method of manufacturing a seamless bottomed container such as a cylinder, square tube, or hemisphere from a thin metal plate material, a method of deep drawing using a punch, a die, or an alternative tool is often used. Has been.
In the deep drawing method, a pressing device is used, and the blank is punched by fixing the thin plate blank to be processed on the die of the press machine with a blank holder and lowering and raising the punch while applying a pressing force to the blank holder. It is transformed into a shape.
And as a press system of a press machine, conventionally, two systems of a hydraulic press and a mechanical press are adopted.

油圧プレスは低速成形が可能であるため深絞り加工に適しているが、生産性が低い。これに対して、メカプレスは加工速度が速いため生産性に優れるという利点がある。その反面、加工速度が速いと加工対象の材料に割れが生じやすくなるという難点がある。このため、メカプレスに対して深絞り加工性を向上させるために、リンク機構を付設して絞り成形中の加工速度を遅くしたリンクモーションプレスも使用されている(例えば非特許文献1参照)。
さらに最近では、例えば特許文献1に見られるように、駆動源にACサーボモータを用いてスライドモーションを任意に設定可能なサーボプレスも使用されている。
中田裕康著,「プレスの理論と実際」,(株)コロナ社,1973年2月20日,p.171 特開2002−263742号公報
The hydraulic press is suitable for deep drawing because it can be molded at low speed, but its productivity is low. On the other hand, the mechanical press has an advantage of excellent productivity because of its high processing speed. On the other hand, if the processing speed is high, there is a drawback that the material to be processed tends to crack. For this reason, in order to improve deep drawing workability with respect to the mechanical press, a link motion press is also used in which a link mechanism is provided to reduce the processing speed during drawing (for example, see Non-Patent Document 1).
Furthermore, recently, as can be seen in, for example, Patent Document 1, a servo press capable of arbitrarily setting a slide motion using an AC servo motor as a drive source is also used.
Nakada Hiroyasu, “Theory and Practice of Press”, Corona Co., Ltd., February 20, 1973, p.171 JP 2002-263742 A

ところで、メカプレスの代表的なものにクランク機構を用いたクランクモーションプレスがある。クランクモーションプレスでの成形速度、すなわちダイス又はパンチを着脱可能に取り付けたスライドの移動速度、通称スライド速度は、機構上スライドの移動長さの中間付近が最も速い。そして、下死点に近づくにつれて遅くなり、下死点では速度はゼロとなる。したがって、深絞り加工を行おうとすると、下死点より高い位置から深絞り加工が開始されるため、加工初期のスライド速度が速くなって加工割れが生じやすくなる。   By the way, there is a crank motion press using a crank mechanism as a typical mechanical press. The forming speed in the crank motion press, that is, the moving speed of the slide to which the die or punch is detachably attached, commonly called the sliding speed, is the fastest in the middle of the moving length of the slide on the mechanism. And it becomes slow as it approaches the bottom dead center, and the speed becomes zero at the bottom dead center. Therefore, when deep drawing is to be performed, deep drawing is started from a position higher than the bottom dead center, so that the slide speed at the initial stage of processing is increased and processing cracks are likely to occur.

クランク機構に対して、機械的に特定の範囲だけ理想的な速度にできる機構がリンク機構である。このリンク機構を使って、スライド速度を高速から低速へと、滑らかに変化させて加工にあった速度で加工を行い、加工後は高速に上昇させるリンクモーションプレスがある。
リンクモーションプレスは、プレス加工の速度依存性を利用して絞り性を向上させたり、成形性を向上させたりすることができる。しかし、リンクモーションプレスのスライドの変位,速度変化などの特性は、通常リンクの構造や寸法割合などによって決定されている。このため、通常スライドモーションは1パターンのみで、様々な深さの絞り加工に対して全てに対応するには限界がある。
A link mechanism is a mechanism that can achieve an ideal speed within a specific mechanical range with respect to the crank mechanism. There is a link motion press that uses this link mechanism to smoothly change the slide speed from high speed to low speed, perform processing at the speed suitable for processing, and increase it after processing.
The link motion press can improve the drawability or the formability by utilizing the speed dependency of the press work. However, characteristics such as slide displacement and speed change of the link motion press are usually determined by the structure and size ratio of the link. For this reason, the normal slide motion has only one pattern, and there is a limit to cope with all the drawing processes of various depths.

これまで、絞り加工では加工中のスライド速度は遅い方が良いとされており、リンクモーションなどでも下死点まで、すなわち絞り加工が終了するまでスライド速度が遅く、下死点を過ぎてからスライド速度が速くなるモーションとなっていた。
メカプレスに対して、最近、使用頻度が高くなっているサーボプレスは、駆動源にACサーボモータを用いているため、スライドの正転、逆転、停止、速度切替え等を、任意に行うことができる。また、打抜き時の加工速度を遅くすることによって騒音の低減や、型寿命の向上なども期待できる。
Up to now, it is said that it is better to have a lower slide speed during drawing, and even with link motion etc., the slide speed is slow until the bottom dead center, that is, until the drawing process is completed, and slides after the bottom dead center is passed. It was a motion that speeded up.
Servo presses that have recently been used more frequently than mechanical presses use AC servo motors as the drive source, so they can arbitrarily perform forward rotation, reverse rotation, stop, speed switching, etc. . In addition, by reducing the processing speed at the time of punching, reduction of noise and improvement of mold life can be expected.

サーボプレスでは、スライドモーションを任意に設定することができるものの、実際にはどのスライド位置が絞り加工性に影響を及ぼすかについて、すなわち生産性良く絞り加工を行うに当って、どのスライド位置での成形速度を早くすることが有効であるかについて把握できていなかったため、絞り加工に対してサーボプレスの特性を活かしきれていなかった。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、角筒における限界絞り比近くのブランクサイズで角筒深絞り加工を施す際、金型条件等を考慮しつつ、成形速度を早くして生産性を高めた金属板の角筒深絞り加工方法を提供することを目的とする。
In the servo press, the slide motion can be set arbitrarily. However, which slide position actually affects the drawing processability, that is, at which slide position when performing the drawing process with high productivity. Since it was not possible to grasp whether it was effective to increase the molding speed, the characteristics of the servo press could not be fully utilized for drawing.
The present invention has been devised to solve such a problem. When performing rectangular tube deep drawing at a blank size near the limit drawing ratio in the rectangular tube, molding is performed while taking into account the mold conditions and the like. An object of the present invention is to provide a method of deep drawing a rectangular tube of a metal plate that has increased productivity by increasing the speed.

本発明の金属板の角筒深絞り加工方法は、その目的を達成するため、ダイスとブランクホルダーにより固定された被加工金属板にパンチを押し込んで角筒深絞り加工する際に、コーナー部をカットしたブランクを用い、ダイスとブランクホルダーの間のブランク直辺部にビード無しの条件で、加工初期ではパンチ押込み速度を速く、パンチの押込み位置が2/3×成形高さの位置に達する以前の時点で、パンチ押込み速度を加工初期の速度よりも遅くすることを特徴とする。   The square tube deep drawing method of the metal plate of the present invention achieves the purpose, and when the square tube is deep drawn by pressing a punch into the metal plate to be processed fixed by a die and a blank holder, Using a cut blank, with no bead in the blank straight side between the die and the blank holder, at the initial stage of machining, the punch pushing speed is high and before the punch pushing position reaches the 2/3 x forming height position. At this point, the punch pressing speed is made slower than the initial machining speed.

本発明方法では、壁割れのおそれがない領域では加工速度を速く、壁割れが発生しやすい領域においては加工速度を遅くして、生産性の低下を招くことなく成形性を向上させている。
本発明方法により、サーボプレスを用いて油圧プレス並みの加工性を有し、メカプレス以上の生産性で加工を行うことが可能となり、結果的に作業コストの低減化に資することになる。
In the method of the present invention, the processing speed is increased in an area where there is no risk of wall cracking, and the processing speed is decreased in an area where wall cracking is likely to occur, thereby improving the formability without causing a decrease in productivity.
According to the method of the present invention, it is possible to perform processing at a productivity higher than that of a mechanical press by using a servo press as much as a hydraulic press, resulting in a reduction in work cost.

本発明者等は、ブランクに角筒深絞り加工を施す際に生産性を高めることができるプレス法について検討した。
一般的に四角形のブランクに角筒深絞り加工を施すとき、パンチ肩部での割れの発生を防止するためにコーナー部をカットした板材をブランク材とすることがあるが、コーナーカット量が大きくなると、コーナー部と直辺部のフランジ材料の流入差が大きくなって壁割れが発生し易くなる場合がある。そこでコーナー部と直辺部のフランジ材料の流入差を小さくするために、直辺部にビードを設けて直辺部の材料流入を抑制する方法がとられることがある。しかし、ビードを設けた場合、製品にする前にビード部分を後からカットしなければならず、その分材料コスト上昇の一因となる。このため、材料コスト上昇を避けるためにビードを設けずに加工を行うような場合には、壁割れを防止するためにコーナーカット量を細かく管理してコーナー部と直辺部のフランジ材料の流入バランスを調整しているのが実情となっている。
The inventors of the present invention have studied a pressing method that can increase productivity when a rectangular tube is deep-drawn into a blank.
In general, when square tube deep drawing is applied to a square blank, a plate with a cut corner may be used as a blank to prevent cracking at the punch shoulder, but the corner cut amount is large. In this case, the inflow difference between the flange material at the corner portion and the right side portion becomes large, and wall cracking is likely to occur. Therefore, in order to reduce the inflow difference between the flange material at the corner portion and the right side portion, there is a case where a bead is provided at the right side portion to suppress the material inflow at the right side portion. However, when a bead is provided, the bead portion must be cut later before making a product, which contributes to an increase in material cost. For this reason, when processing is performed without providing beads to avoid an increase in material costs, the inflow of the flange material at the corners and straight sides is managed by finely controlling the amount of corner cut to prevent wall cracking. The actual situation is adjusting the balance.

また、一般に絞り加工時の成形速度が速くなると、歪みが周囲に伝播するよりも先に変形が進行するため、局部的に歪みが集中して割れに到る場合が多い。単に絞り加工中の成形速度を遅くするだけでは、油圧プレスと同様、生産性が悪くなる。
そこで、四角形のブランクのコーナーカット量が適切でないために、コーナー部と直辺部のフランジ材料の流入差が大きくなって壁割れが発生し易い条件で、かつダイスとブランクホルダーの間のブランク直辺部に当該直辺部フランジ材料の流入抑制作用を有するビードを設けない条件のもとで、絞り成形性に影響の大きい領域のみで成形速度を遅くし、絞り成形性には関係ない領域での成形速度を速くすることを検討した。
検討の結果、コーナー部をカットした四角形のブランクにビードが無いために壁割れが発生し易くなった角筒深絞り加工条件下においては、加工初期の加工速度を速くし、加工終期の加工速度を遅くすることで壁割れの発生が抑制され、生産性が確保できることがわかった。
以下に、その詳細を説明する。
In general, when the forming speed at the time of drawing is increased, the deformation progresses before the strain propagates to the surroundings, and therefore, the strain is concentrated locally and often leads to a crack. Simply reducing the molding speed during drawing will reduce the productivity as with a hydraulic press.
Therefore, since the corner cut amount of the square blank is not appropriate, the inflow difference between the corner portion and the flange portion of the flange is large, and wall cracking is likely to occur. Under the condition that the bead having the inflow suppressing action of the straight side flange material is not provided on the side portion, the forming speed is reduced only in the region having a large influence on the drawability, and in the region not related to the drawability. We studied to increase the molding speed of the steel.
As a result of the examination, under the square tube deep drawing conditions where wall cracks are likely to occur because there is no bead in the square blank with the corner cut, the initial processing speed is increased and the final processing speed is increased. It was found that by slowing down the generation of wall cracks was suppressed and productivity could be secured.
The details will be described below.

一般的に角筒深絞り加工は、図1に示す通り、所定の縦横長さと所定のコーナー半径及び肩半径を有するダイス1と、所定の縦横長さと所定のコーナー半径及び肩半径を有するパンチ2を用い、板厚tのブランク3を板押え4でダイス1に押圧した状態で、パンチ2をダイス1に押し込むことによって成形している。
ところで、深絞り加工時における代表的な割れは、パンチ肩部での割れである。通常、パンチ肩部の破断耐力と縮みフランジ部の絞り抵抗力の大小関係によって割れが発生するかどうかが決まってくる。一般的に、パンチ肩部の破断耐力が縮みフランジ部の絞り抵抗力よりも大きい場合は割れずに加工でき、縮みフランジ部の絞り抵抗力がパンチ肩部の破断耐力よりも大きい場合はパンチ肩部で割れが発生する。
四角形ブランクを角筒深絞り加工する際にも円筒絞り加工と同様にパンチのサイズに比べてサイズの大きいブランクを用いてより深く絞ろうとするほど、パンチ肩部に割れが生じやすくなる。
In general, as shown in FIG. 1, a rectangular tube deep drawing is performed by using a die 1 having a predetermined length and width, a predetermined corner radius and a shoulder radius, and a punch 2 having a predetermined length and width, a predetermined corner radius and a shoulder radius. In this state, the punch 2 is pressed into the die 1 while the blank 3 having a thickness t is pressed against the die 1 with the plate presser 4.
By the way, a typical crack at the time of deep drawing is a crack at the punch shoulder. Usually, whether or not a crack occurs is determined by the magnitude relationship between the breaking strength of the punch shoulder and the drawing resistance of the contraction flange. In general, if the punch shoulder has a breaking strength greater than the shrinkage flange portion, it can be processed without cracking, and if the shrinking flange portion has a drawing resistance greater than the punch shoulder strength, the punch shoulder Cracks occur at the part.
When a square blank is deep drawn by a rectangular tube, cracks are likely to occur in the punch shoulder as the blank is drawn deeper using a blank having a size larger than that of the punch as in the case of the cylindrical drawing.

しかし、ダイスの肩半径が被加工金属板の板厚に比べて比較的に小さく、また、パンチの肩半径がダイスの肩半径に比べて十分に大きい場合、深く絞ろうとすると深絞り中期から後期にかけてパンチ肩部ではなく壁部に割れが発生することがある。パンチの肩半径が十分に大きい場合には、パンチ肩部でのひずみの集中が起こり難いために、加工初期でのパンチ肩部での割れが発生し難くなっていると推測される。
一方、コーナー部の材料は縮みフランジ変形を受けながらダイスキャビティ内へ流入し、壁に入ってからは平面歪みに近い引張変形を受ける。
However, if the shoulder radius of the die is relatively small compared to the thickness of the metal plate to be processed, and the shoulder radius of the punch is sufficiently large compared to the shoulder radius of the die, if you try to squeeze deeply, the deep drawing middle to late In some cases, cracks may occur in the wall, not the punch shoulder. When the shoulder radius of the punch is sufficiently large, strain concentration at the punch shoulder is unlikely to occur, so that it is presumed that cracks at the punch shoulder at the initial stage of machining are unlikely to occur.
On the other hand, the material of the corner portion flows into the die cavity while undergoing shrinkage flange deformation, and is subjected to tensile deformation close to plane strain after entering the wall.

ダイスの肩半径がパンチの肩半径に対して十分に小さく、かつ被加工金属板の板厚に比べて比較的小さく、さらにブランクサイズが大きい場合、コーナー部ではフランジの縮み変形やダイス肩部での曲げ・曲げ戻し変形が大きくなるため、加工中期以降にフランジがダイスキャビティ内へ流入し、コーナー部の縦壁部となる部位の材料が大きなダメージを受け、破断耐力が低下する。すなわち、ダイスの肩半径が被加工金属板の板厚に対して十分に小さい状態で深絞り加工を行った場合、加工中期から後期にかけてコーナー部の絞り縦壁部に割れが発生しやすくなる。   When the shoulder radius of the die is sufficiently smaller than the shoulder radius of the punch and is relatively small compared to the thickness of the metal plate to be processed, and when the blank size is large, the flange portion shrinks at the corner or the die shoulder Since the bending and unbending deformation increases, the flange flows into the die cavity after the middle stage of processing, the material of the portion that becomes the vertical wall portion of the corner portion is greatly damaged, and the breaking strength is reduced. That is, when deep drawing is performed in a state in which the shoulder radius of the die is sufficiently smaller than the thickness of the metal plate to be processed, cracks are likely to occur in the drawn vertical wall portion at the corner from the middle stage to the latter stage.

前記した通り、コーナーカットを施した四角形ブランクを角筒深絞り加工する際には、コーナー部と直辺部のフランジ材料の流入差が大きくなって壁割れが発生し易くなる。
そこで、予備実験として、図2に見られるような、正四角形のパンチを用い正四角形のブランクにビード無しの角筒深絞り加工を、板厚0.8mmの鋼板を試験材とし、ブランクサイズ及びコーナーカット量を種々変えて行ってみた。なお、パンチサイズは100×100mm、コーナーR10mmとした。そして、140kNのしわ押え力を付与し、比較的速い速度である200mm/秒なるスライド速度で加工を行った。
その結果、図3に見られるような結果が得られた。図3中、OKは成形可能、αはパンチ肩破断、WBは壁割れであったことを示す。
As described above, when a rectangular blank having a corner cut is deep-drawn into a square tube, the inflow difference between the corner portion and the flange material at the right side portion is increased, and wall cracking is likely to occur.
Therefore, as a preliminary experiment, as shown in FIG. 2, square tube deep drawing without a bead on a regular square blank using a regular square punch, a steel plate having a thickness of 0.8 mm as a test material, a blank size and I tried changing the amount of corner cut. The punch size was 100 × 100 mm and the corner R10 mm. Then, a wrinkle pressing force of 140 kN was applied, and processing was performed at a slide speed of 200 mm / second, which is a relatively high speed.
As a result, a result as shown in FIG. 3 was obtained. In FIG. 3, OK indicates that molding is possible, α indicates punch shoulder fracture, and WB indicates wall cracking.

ブランクサイズが200×200mmの場合、コーナーカット量が50mmを超え80mm未満で壁割れが発生している。コーナーカット量が50mmを超え80mm未満の範囲では、直辺部に比べてコーナー部のフランジの流入が遅れて壁割れが発生したと推測される。コーナーカット量が50mm以下であったり、80mm以上であれば壁割れを発生させることなく、角筒深絞り成形が可能である。ブランクサイズが200×200mmの場合、80mm以上となるようにコーナーカットするとコーナー部での材料不足となり壁割れが発生する前に成形が終了するため、所望の成形高さが得られなくなる。
また、ブランクサイズが250×250mmの場合、コーナーカット量が25mmを超えると、壁割れが発生している。なお、ブランクサイズが250×250mmを超えるとパンチ肩で割れが発生している。
When the blank size is 200 × 200 mm, a wall crack occurs when the corner cut amount exceeds 50 mm and is less than 80 mm. In the range where the corner cut amount exceeds 50 mm and is less than 80 mm, it is presumed that the wall crack occurred due to the inflow of the flange at the corner portion being delayed as compared with the right side portion. If the corner cut amount is 50 mm or less or 80 mm or more, square tube deep drawing can be performed without causing wall cracks. When the blank size is 200 × 200 mm, if the corner is cut so as to be 80 mm or more, the material is insufficient at the corner portion, and the molding is finished before the wall crack occurs, so that a desired molding height cannot be obtained.
Moreover, when the blank size is 250 × 250 mm, when the corner cut amount exceeds 25 mm, a wall crack occurs. In addition, when the blank size exceeds 250 × 250 mm, a crack occurs at the punch shoulder.

ここで、コーナーカット及びその量と壁割れ発生との関係について考察しておく。
直辺部のフランジは加工中にダイスとしわ押えの間で摺動しながらダイスキャビティへ向かって移動する。一方、コーナー部のフランジは加工中にダイスとしわ押えの間でダイスキャビティへ向かって移動する際に縮みフランジ変形を伴う。この縮みフランジ変形は大きな変形抵抗が発生し、コーナー部のフランジ材料がダイスキャビティ内へ流入するのを阻害する。
コーナーカットが無い場合、コーナー直近の直辺部のフランジ材料が流入する際に、同時にコーナー部のフランジ材料を引込む効果があり、その結果、コーナー部の流入抵抗が減って加工中期以降での壁割れが発生し難くなる。一方、コーナーカットすることによりコーナー部直近の直辺部の材料が存在しなくなり、直辺部のフランジ材料が流入する際のコーナー部のフランジ材料を引込む効果が得られなくなる。その結果、コーナーカット量が所定量以上になると、直辺部とコーナー部とのフランジ流入の差が大きくなってコーナーの縦壁部に大きなせん断力が生じて壁割れが発生することとなるものと考えられる。
Here, the relationship between the corner cut and the amount thereof and the occurrence of wall cracking will be considered.
The flange on the straight side moves toward the die cavity while sliding between the die and the crease presser during processing. On the other hand, the flange of the corner portion shrinks and deforms when the flange is moved toward the die cavity between the die and the presser foot during processing. This shrinkage flange deformation generates a large deformation resistance, and prevents the corner flange material from flowing into the die cavity.
When there is no corner cut, there is an effect of pulling in the flange material at the corner portion at the same time as the flange material in the immediate vicinity of the corner flows in. Cracks are less likely to occur. On the other hand, when the corner is cut, there is no material in the immediate vicinity of the corner, and the effect of pulling in the flange material in the corner when the flange material in the direct side flows in cannot be obtained. As a result, when the amount of corner cut exceeds a predetermined amount, the difference in flange inflow between the straight side and the corner increases, and a large shearing force is generated in the vertical wall of the corner, causing wall cracks. it is conceivable that.

四角形ブランクにフランジ材料の流入抑制作用を有するビードを設けず、しかもコーナーカット量が適切でないために壁割れが発生し易くなった角筒深絞り加工条件下においては、成形速度(加工速度)が速いと歪が周囲に伝播するよりも先に変形が進行するため局部的に歪みが集中し割れが発生しやすい。また変形による加工発熱が大きくなり、被加工材料の破断耐力が一段と低下することになって、壁割れが発生しやすくなる。
このような壁割れは、加工速度を遅くすることにより抑えることができる。すなわち、加工速度を遅くすることにより歪みの局部的な集中を避け、かつ加工発熱を抑え、その結果として被加工材料の破断耐力の低下が抑制され、壁割れの発生が抑制される。
The square blank is not provided with a bead that suppresses the inflow of flange material and the corner cut amount is not appropriate. If the speed is high, the deformation progresses before the strain propagates to the surroundings, so the strain is concentrated locally and cracking is likely to occur. In addition, the heat generated by the deformation increases due to the deformation, and the breaking strength of the material to be processed is further reduced, and wall cracking is likely to occur.
Such wall cracks can be suppressed by slowing the processing speed. That is, by slowing the processing speed, local concentration of strain is avoided and processing heat generation is suppressed. As a result, a decrease in fracture strength of the material to be processed is suppressed, and the occurrence of wall cracks is suppressed.

加工速度を遅くするタイミングの設定の詳細は実施例の記載に譲るが、本発明では、図4に示すように、パンチの押込み位置Hが遅くとも2/3×成形高さに達する以前の時点とする。
加工初期における成形速度は、200mm/秒程度とすることが好ましい。また、加工速度を遅くした際の成形速度は10mm/秒程度とすることが好ましい。加工初期における成形速度を、200mm/秒程度と速くすることにより、1ストロークの加工時間全体もメカプレス法と同程度となり、遜色のない生産性を確保することができる。
Details of setting the timing for reducing the processing speed will be given in the description of the embodiment. However, in the present invention, as shown in FIG. 4, as shown in FIG. To do.
The molding speed at the initial stage of processing is preferably about 200 mm / second. Moreover, it is preferable that the shaping | molding speed at the time of making a processing speed slow shall be about 10 mm / sec. By increasing the molding speed at the initial stage of processing to about 200 mm / second, the entire processing time for one stroke becomes the same level as that of the mechanical press method, and inferior productivity can be secured.

実施例1;
供試材として、板厚0.8mmのSUS304焼鈍鋼板を用いた。
金型には、パンチサイズ:100×100mm、ダイスサイズ:102.5×102.5mmであって、コーナーRは10mmとしたものを用いた。なお、パンチ及びダイスの肩Rはそれぞれ10mm、5mmとした。
そして、200〜270mm四方のブランクに、適宜サイズのコーナーカットを施し、140kNのしわ押え力を付与して成形高さ65mmまでの角筒深絞り加工を、スライド速度を200mm/秒と10mm/秒とで途中に変更する態様で行った。
この内、可変モーションAは加工前半を速く加工後半を遅くしたものであり、可変モーションBは加工前半を遅く加工後半を速くしたものである。なお、変更の時点は成形高さ65mmの2/3高さに相当する43mmとした。
Example 1;
As a test material, a SUS304 annealed steel sheet having a thickness of 0.8 mm was used.
A die having a punch size of 100 × 100 mm, a die size of 102.5 × 102.5 mm, and a corner R of 10 mm was used. The punch and die shoulders R were 10 mm and 5 mm, respectively.
Then, a 200-270 mm square blank is appropriately cut in corners, and a 140 kN wrinkle pressing force is applied to form a rectangular tube deep drawing up to a molding height of 65 mm. The slide speeds are 200 mm / second and 10 mm / second. It was done in a mode that was changed in the middle.
Of these, the variable motion A is the one in which the first half of the machining is fast and the latter half of the machining is delayed, and the variable motion B is the one in which the first half of the machining is delayed and the second half of the machining is accelerated. The time of change was 43 mm, which corresponds to 2/3 height of the molding height of 65 mm.

各深絞り加工を行ったときの割れの発生状況を観察し、ブランクサイズ及びコーナーカット量と割れ発生の関係を調査し、表1,2として整理した。
なお、表1,2中、何の問題なく成形できたものを○で、パンチ肩部に破断が起きたものをαで、そして壁に割れが発生したものをWで示している。
表1,2に示す結果からもわかるように、可変モーションB、すなわち加工前半を遅く加工後半を速くした場合に壁割れが発生しやすく、可変モーションA、すなわち加工前半を速く加工後半を遅くした場合に壁割れが発生し難くなっている。
The state of occurrence of cracks during each deep drawing was observed, and the relationship between the blank size and the amount of corner cut and the occurrence of cracks was investigated and organized as Tables 1 and 2.
In Tables 1 and 2, those that can be molded without any problem are indicated by ◯, those that break in the punch shoulder are indicated by α, and those that are cracked in the wall are indicated by W.
As can be seen from the results shown in Tables 1 and 2, variable motion B, that is, when the first half of machining is slow and the latter half of the machining is accelerated, wall cracking is likely to occur, and variable motion A, that is, the first half of machining is fast and the second half of machining is delayed. In some cases, wall cracking is less likely to occur.

Figure 2009090318
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実施例2;
実施例1と同じ供試材と金型を用い、200〜270mm四方のブランクに、適宜サイズのコーナーカットを施し、140kNのしわ押え力を付与して成形高さ65mmまでの角筒深絞り加工を、スライド速度を200mm/秒と10mm/秒とで途中に変更する態様で行った。
この内、可変モーションCは加工前半を速く加工後半を遅くしたもので、切替えの時点は成形高さ65mmの1/2高さにしたものであり、可変モーションDは加工前半を速く加工後半を遅くしたもので、切替えの時点は成形高さ65mmの3/4高さにしたものである。
そして、実施例1と同じ評価を行った。その結果を表3,4に示す。
Example 2;
Using the same test material and mold as in Example 1, a 200-270 mm square blank is appropriately cut in corners and given a crease pressing force of 140 kN to give a square tube deep drawing up to a molding height of 65 mm. The slide speed was changed in the middle between 200 mm / sec and 10 mm / sec.
Of these, the variable motion C is the first half of the processing that is faster and the second half of the processing is delayed, and the time of switching is the half height of the molding height of 65 mm. The variable motion D is the first half of the processing that is faster than the second half of the processing. At the time of switching, the molding height was set to 3/4 height of 65 mm.
And the same evaluation as Example 1 was performed. The results are shown in Tables 3 and 4.

Figure 2009090318
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Figure 2009090318
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表3,4に示す結果からもわかるように、可変モーションD、すなわち切替えの時点は成形高さ65mmの3/4高さにした場合に比べて、可変モーションC、すなわち切替えの時点は成形高さ65mmの1/2高さにした場合の方が、壁割れが発生し難くなっている。
実施例1,2の結果を併せると、加工初期ではパンチ押込み速度を速く、加工後期では加工初期の速度よりも遅くする切り替えのタイミングを、図4に示すように、パンチの押込み位置Hcが成形高さHpに対してその2/3の高さ位置に達する以前の時点とする必要があることが理解できる。
As can be seen from the results shown in Tables 3 and 4, the variable motion D, i.e., the time of switching is 3/4 height of the molding height 65 mm, and the variable motion C, i.e., the time of switching is the molding height. Wall cracking is less likely to occur when the height is ½ of 65 mm.
When the results of Examples 1 and 2 are combined, the punch pressing position Hc is formed as shown in FIG. 4 at a switching timing in which the punch pressing speed is high in the initial stage of processing and slower than the initial processing speed in the late stage of processing. It can be understood that it is necessary to set a point in time before reaching the height position of 2/3 of the height Hp.

深絞り加工に用いた金型を表した図Diagram showing the mold used for deep drawing 予備試験に用いたブランク形状とパンチ形状の関係を示す図Diagram showing the relationship between the blank shape and punch shape used in the preliminary test ブランクサイズ及びコーナーカット量と成形性の関係を示す図Diagram showing the relationship between blank size and corner cut amount and formability 深絞り加工の成形過程を表した図Diagram showing the forming process of deep drawing

Claims (1)

ダイスとブランクホルダーにより固定された被加工金属板にパンチを押し込んで角筒深絞り加工する際に、コーナー部をカットしたブランクを用い、ダイスとブランクホルダーの間のブランク直辺部にビード無しの条件で、加工初期ではパンチ押込み速度を速く、パンチの押込み位置が2/3×成形高さの位置に達する以前の時点で、パンチ押込み速度を加工初期の速度よりも遅くすることを特徴とする金属板の角筒深絞り加工方法。   When a punch is pushed into a metal plate fixed by a die and a blank holder and a square tube is deep drawn, a blank with a cut corner is used, and there is no bead at the blank side between the die and the blank holder. According to the conditions, the punch indentation speed is high at the initial stage of machining, and the punch indentation speed is made slower than the initial stage of machining before the punch indentation position reaches the position of 2/3 × forming height. Square tube deep drawing method for metal plates.
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