JP2001105029A - マグネシウム合金等の曲げ加工法およびその金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板材の伸びが低いマグネシウム合金製板材
を、プレス加工によって曲げ成形する場合において、曲
げ肩部にクラックや破断が発生することを防止して、板
厚以下の曲げ半径で曲げ加工ができる加工法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 ストリッパプレート２およびダイプレー
ト３に内設されている温調ヒータ７により、瞬時に板材
４を伸びが上昇する温度に加熱し、加熱した曲げパンチ
５で成形を行うことにより、曲げ肩部の引張強度を越え
ずに、曲げ加工が行え、曲げ肩部にクラックや破断が発
生することのなく、板厚以下の曲げ半径で曲げ成形でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウム合金
製板材等の伸びの低い板材の曲げ加工法に関するもの
で、さらに詳しくは、曲げ加工する際に、曲げ部に割れ
が生じたり、また曲げ部の肩部から破断することなく、
板厚以下の曲げ半径で曲げ加工を行うことができる曲げ
加工法およびその金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のプレス加工による曲げ加工につい
て、図１１を用いて説明する。図１１は、従来の曲げ加
工に用いられる金型の部分側断面図であり、曲げ加工直
前の状態を示し、図１２は、プレス下死点状態を示して
いる。図１１および図１２において、９は曲げパンチ、
１０はストリッパプレート、１１はダイあるいはダイプ
レート、１２はエジェクタ、１３は被加工材である板
材、１４はパンチ肩Ｒ部、１５は曲げ肩部である。

【０００３】一般に、板材の曲げ加工は常温で行われ、
板材１３をストリッパプレート１０とダイあるいはダイ
プレート１１で挾持拘束した後、曲げパンチ９が下降し
（パンチ９のバックアップ部でエジェクタ１２はパンチ
９と同時に下げられる）、板材１３にパンチ肩Ｒ部１４
が接触し、このパンチ肩Ｒ部１４に板材１３の外側が引
張られて、図１２に示すようにプレス下死点で曲げ加工
が終了する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、常温で
マグネシウム合金製板材等の伸びの低い板材を曲げ加工
すると、板材の伸びが小さいため、曲げ肩部１５におい
て曲げ方向の引張強度が板材の伸びの限界値を越えるた
め、図１３に示すように曲げ肩部でクラックが発生した
り、また図１４に示すように完全に割れてしまうといっ
た問題を有していた。

【０００５】そのため通常、曲げ割れ防止対策として、
以下に示す対策が講じられている。 （１）曲げ部に急激な引張応力が加わらないような加工
法。図４に示す曲げ半径変化曲げ方法、図５に示す二段
曲げ方法、図６に示すカム曲げ方法、図７に示すＶ曲げ
方法、図８に示す逆圧を付加させながら曲げる方法（Cu
pka Vladimir他：第２３回塑性加工連合講演会論文（１
９７２）９３ページ参照）。

【０００６】（２）板取り方向を工夫し、圧延方向と曲
げ線が直角か、略直角になるようにする加工法。 （３）曲げ部の板厚を部分的に薄くして曲げる加工法。 （４）材料の熱処理（焼なまし）を行う加工法。 （５）板厚に対しての曲げ半径を大きくする加工法。

【０００７】しかしながら、マグネシウム合金製板材等
の伸びの低い板材を曲げ加工する場合は、板材の伸びが
小さいため、上記（１）〜（４）の対策を講じても有効
ではない。また、（５）の対策についてはデザイン性、
機能性などの点で限界があるため、有効な対策とはなら
ない。本発明は上記従来の問題点を解決するもので、マ
グネシウム合金製板材等の伸びの低い板材をプレス加工
する場合において、板厚以下の曲げ半径を確保し、クラ
ックや割れの発生しない曲げ加工法を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、マグネシウム合金製板材等の伸びの低い板
材の曲げ加工法において、板材を温間プレス加工により
板材の伸びが上昇する温度に加熱し、曲げパンチで曲げ
加工を行うことを特徴とするマグネシウム合金等の曲げ
加工法である。本発明によると、温間プレス加工により
板材を加熱して曲げ加工を行うため、曲げ加工時に板材
が伸び、変形抵抗が減少するため、従来の課題であった
曲げ肩部にクラックが発生したり、曲げ肩部に破断が起
こるといった問題を解決できる曲げ加工法を提供でき
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、マグネシウム合金製板材等の伸びの低い板材の曲げ
加工法において、板材を温間プレス加工により板材の伸
びが上昇する温度に加熱し、曲げパンチで曲げ加工を行
うことを特徴とするものであり、本発明によると、温間
プレス加工により曲げ加工を行うため、板材の伸びが上
昇し、変形抵抗が減少するため、曲げ肩部にクラックが
発生したり、曲げ肩部に破断が起こるといった問題を解
決できる作用を有する。

【００１０】請求項２に記載の発明は、板材の曲げ周辺
部のみを局部的に加熱して曲げ加工を行うことを特徴と
するものであり、焼きなましによる加工部以外の板材の
強度の低下を防止する作用を有する。請求項３に記載の
発明は、マグネシウム合金製板材等を曲げ加工する曲げ
金型において、ダイおよびストリッパは加熱手段を内設
し、板材をダイおよびストリッパで加熱後、加熱された
曲げパンチで曲げ加工を行うことを特徴とする金型であ
り、請求項１記載の発明と同一の作用を有する。

【００１１】

【実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施の形態
について説明する。図１は本発明の一実施の形態におけ
る温間プレス金型の側断面図であり、プレス上死点の状
態を示している。図１において、従来の一般的なプレス
金型と同様に、１はパンチプレート、２はストリッパプ
レート、３はダイプレート、４は板材、５は曲げパン
チ、６はエジェクタである。

【００１２】また、パンチプレート１、ストリッパプレ
ート２およびダイプレート３にはそれぞれ温調ヒータ７
が内設されており、温調装置８で、ストリッパプレート
２、ダイプレート３、および曲げパンチ５の温度調製が
行われる。このような金型構造によって、本発明の曲げ
加工が実施される。図２は曲げ加工直前の状態を示す側
断面図である。図２において、板材４を温調ヒータ７が
内設されたストリッパプレート２とダイプレート３で挾
持拘束し、板材４を瞬時に伸びが上昇する温度に加熱す
る。次に、板材４をストリッパプレート２およびダイプ
レート３で挟持した状態で、加熱された曲げパンチ５が
下降し曲げ加工を行う。図３はプレス下死点の状態を示
している。このように板材４は加熱され、変形抵抗が減
少した状態で曲げ加工が行われるため、板材４は板厚以
下の曲げ半径を確保して曲げられ、かつクラックや割れ
の発生しない曲げ加工を行うことができる。

【００１３】つまり、板材４の曲げ部（外側Ｒ）には、
曲げ加工時に局部的な引張応力が生じるが、温間プレス
加工によって、板材自体の伸びが常温時に比べ上昇し、
変形抵抗が減少するため、図９に示すように、クラック
や割れのない曲げ加工製品を得ることができる。本実施
の形態では、Ａｌ：３％、Ｚｎ：１％のマグネシウム合
金で厚さｔ＝０．６ｍｍの板材を曲げ半径０．２ｍｍで
曲げ加工を行った場合、板材を２７０℃以上に加熱する
と、クラック・割れの発生しない図９に示すような良好
な曲げ製品が得られた。

【００１４】ここで、Ａｌ：３％、Ｚｎ：１％のマグネ
シウム合金の引張試験による伸びを比較したグラフを図
１０に示す。図１０より明らかな通り、温度が上昇する
につれ、合金の伸びが上昇し、温間成形の方が明らかに
板材が伸びることがわかる。また、マグネシウム合金の
比率により、適正な加熱温度が選択され、曲げ加工が行
われることは言うまでもない。更に、図４に示すダイプ
レート３の角部にＲを設け、パンチ肩Ｒ部１４をダイプ
レート３のＲ部に押し付けながら曲げ加工を行う曲げ半
径変化曲げ方法、図５に示すダイプレート３の作用面に
設けた傾斜面３ａと曲げパンチ５の作用面に設けた傾斜
面５ａにより第１段の曲げ加工を行う工程と、ダイプー
ト３の側面と曲げパンチ５の側面で第２段の曲げ加工を
行う二段曲げ方法、図６に示すダイプレート３とストリ
ッパプレート２に挾持拘束された板材４を、ダイプレー
ト３の傾斜面によりガイドされるカム５ｂにより、段階
的に曲げ加工するカム曲げ方法、図７に示すダイプレー
ト３上に置かれた板材４をパンチ５の下降によりダイプ
レート３の肩部３ｂに沿って曲げるＶ曲げ方法、図８に
示すパンチ５による曲げ加工時に反対側からバネ圧等の
逆圧を付加する手段１６を設け逆圧を付加しながら曲げ
る方法など、曲げ加工時において板材４に急激な引張応
力が加わらない加工法を採用すると、板材の加熱温度を
２００℃にまで低下させ、曲げ加工することが可能とな
る。

【００１５】なお、板材を加熱すると焼なまし効果によ
り、板材自体の強度が低下するため、全体の強度が必要
な場合には、曲げ部周辺のみを局部的に加熱すると良
い。これにより、他の部位には強度低下を及ぼさず、全
体の強度は維持される。その際、金型は曲げ周辺以外は
ダイおよびストリッパの表面を断熱材などで構成する。
もしくはダイとストリッパが曲げ部周辺の板材にのみ接
触する構造とする。

【００１６】本実施の形態では、マグネシウムの合金を
用いて説明したが、これに限定されるものでなく、本発
明は他の伸びの低い板体の曲げ加工に適用できる。さら
に、本実施の形態では、加熱体としてヒータを採用した
が、当然他の加熱体を使用して温調を行っても差し支え
ない。また、金型構造としては上にパンチを配置した
が、下に配置しても問題ない。

【００１７】図９は本発明の曲げ加工によって得られた
曲げ製品の部分断面図である。クラックや割れは生じて
いない。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明は板材の伸びの低
いマグネシウム合金製板材等をプレス加工する場合、温
間プレス加工を行うことにより、板材の伸びを上昇し、
板厚以下の曲げ半径を確保し、クラックや割れが発生し
ない曲げ成形品を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における温間プレス金型のプ
レス上死点状態の側断面図である。

【図２】本発明の一実施例における曲げ加工直前の状態
を示した図である。

【図３】本発明の一実施例における温間プレス金型のプ
レス下死点状態の側断面図である。

【図４】曲げ半径変化曲げ方法である。

【図５】二段曲げ方法である。

【図６】カム曲げ方法である。

【図７】Ｖ曲げ方法である。

【図８】逆圧を付加させながら曲げる方法である。

【図９】本発明の一実施例により得られた曲げ製品の部
分断面図である。

【図１０】マグネシウム合金の引張試験による温度と伸
びの関係を示すグラフである。

【図１１】従来の曲げ加工を示す金型の部分側断面図
（曲げ加工直前の状態）である。

【図１２】従来の曲げ加工を示す金型の部分側断面図
（プレス下死点状態）である。

【図１３】従来例により得られた曲げ製品の部分断面図
である。

【図１４】従来例により得られた曲げ製品の部分断面図
である。

【符号の説明】

１ パンチプレート ２ ストリッパプレート ３ ダイプレート ３ａ 傾斜面 ３ｂ 肩部 ４ 板材 ５ 曲げパンチ ５ａ 傾斜面 ５ｂ カム ６ エジェクタ ７ 温調ヒータ ８ 温調装置 ９ 曲げパンチ １０ ストリッパプレート １１ ダイあるいはダイプレート １２ エジェクタ １３ 板材 １４ パンチ肩Ｒ部 １５ 曲げ肩部 １６ 逆圧付加手段

フロントページの続き (72)発明者 武川 淳夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 井芹 充博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E063 AA01 AA17 BA01 KA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネシウム合金製板材等の伸びの低い
   板材の曲げ加工法において、板材を温間プレス加工によ
   り板材の伸びが上昇する温度に加熱し、曲げパンチで曲
   げ加工を行うことを特徴とするマグネシウム合金等の曲
   げ加工法。
2. 【請求項２】 板材の曲げ周辺部のみを局部的に加熱し
   て曲げ加工を行うことを特徴とする請求項１記載のマグ
   ネシウム合金等の曲げ加工法。
3. 【請求項３】 マグネシウム合金製板材等を曲げ加工す
   る曲げ金型において、ダイおよびストリッパは加熱手段
   を内設し、板材をダイおよびストリッパで加熱後、加熱
   された曲げパンチで曲げ加工を行うことを特徴とする曲
   げ金型。