絞り製品のフランジ部について

質問

当方、プレス金型を製作しています。

現在一点困り事があります。
φ200mm-2t（SPH440)の真ん中に絞り径約φ70mm(板外）、絞り高さ約１５mm程の形状をしている製品があるのですが、絞る際にフランジが反り、平坦度が悪くなり、客先から要求されている平坦度（平坦度0.1以下)を満足できません。

絞り後にフランジの平坦を型で矯正してみたものの、フラットとフラットでいくらプレスで突いても反りは直りませんでした。

今後の展開として、絞りを見直す方向と、矯正の構想を練り直す方向の２つで考えています。

ここで、平坦をだすのに効果的な矯正手段について、何かヒントでも構いませんので、アドバイスを頂けませんでしょうか。

回答No.6

noname#230359

こういう議論が本来の「技術の森」ですね。
楽しく拝見しております。
で、再度回答いたします。
質問者様にお聞きします。
?金型の工程数は何工程ありますか？
?追加費用は出ますか？
?仕様は手ですか？ロボットですか？
?絞り型のクッションはダイクッションですよね？

私見ですが、勝手に検証してみようと思います。
?上型の真ん中を完全にフリーにするやり方はウチでもやったことが
あります。上面に別の形状がない限りかなり有効だと思います。
?段つき加工ですが、今回の製品は深さ15ｍｍです。
80ｍｍや100ｍｍならともかく
分けて加工するまでの深さではないように思います。
さらに言うと出来た製品はショックラインが出来て綺麗ではない。
（それでも客先がＯＫであればいいのですが・・。）
ウチではそう考えます。（ｔ＝2.0、440なので結構きついショックラインが
出来るように思います）
?今の問題は「しわ」ではなくて「そり」ですよね。
おそらく下型凸に対してフランジが上に反っていると思います。

ウチならばこうします。
?ラフブランク
?ドロー（絞り）-ここでブランクホルダーに見込みを入れる
?トリム
これで終ればいいのですが、おそらく絞り型で「そり」がなくなっても
トリムをするとまた若干「そり」が出てくるかもしれません。
そうすると
?リスト-ここでもフランジに見込みを入れる。
これでいけると思います。
?に関しては、今回交差0.1なので3回は加工することを覚悟しておいた
ほうが無難と思います。

どちらにしてもドロー、トリムの後にリストをかけるのが近道と思います。
矯正方法はできた製品を見て、リストに見込み加工を入れる。
これしかないと思います。
ちなみにリストで平坦な面を作ってたたいてもほとんど変化は
ありませんが、若干の曲率をつくってたたけばかなり変わります。
この曲率は経験にもとずくもので口では説明が難しいです。
もし、シュミレーションがあるならば実際に加工しなくても
ある程度は近づけることは可能と思います。
順送はできないことはないですが、客先が追加工程を単発でとなると
大体嫌がると思いますのでオススメできません。
形状を見ていないのでなんともいえませんが、5工程ですか？
まあ、がんばってみてください。

お礼

ご回答有難う御座います。

ご丁寧に検証までして頂けるなんて光栄で御座います。

早速ですが、
?金型工定数
・絞り５工程（＋α可）
・トリム（外周フチのカット）１工程
・抜き後のリスト（反り矯正）１工程（＋α可）

形状としては単純なハット形状をしています。
上面に特別な形状があるわけではありません。

ご指摘の通り、「しわ」ではなく「反り」が問題になっており、
下型凸に対してフランジが上に反ります。
更に再絞りをした際、かなりきついショックラインが出ます。

現時点での小生の所感としては、平坦度0.1を満たすならば、
絞り後に反り矯正をもう１工程追加しようかどうか悩んでいる最中です。
しかしながら、その矯正方法に対して路頭に迷っている段階です。

?現時点での追加費用は可能です。
今後話が煮詰まってくると、それ以降の追加費用は難しいですが、
おそらくその時期はもう少し先かと思われます。

?仕様はロボットを検討しています。
しかしながら、これも現時点では変更可能で、
例えばある工程までは順送、それ以降は手で単発ということも可能です。

?ダイクッション仕様です。
能力は、ＭＡＸ２０tまで加圧可能です。

以上で御座います。

回答No.5

noname#230359

提示の条件ではt/d≧K(D/d-1)＝K(200/70-1）
2/70＝0.028≧1.86K　です。K≦0.015
一般にはK＝0.09?0.17の範囲で使用し、Kがそれ以下になるとしわ押さえが
必要になります。しわの発生はダイのＲも影響します。
回答(４)さん同様、多段での絞りを推奨します。

参考URL：

http://koza.misumi.jp/press/2000/09/10.html

お礼

ご回答有難う御座います。

ご指摘の通り、しわ押さえの機構もつけてトライを行っておりますが、一向に良くなる気配が御座いません。

回答（４）様の仰せのように、次回のトライにて、多段絞りを検証したいと思っております。

ご回答ありがとうございました。

回答No.4

noname#230359

＜円筒絞り加工で発生するフランジ部の歪の原因＞
材料の異方性と増肉（フランジ部の板厚増加）による歪が発生します。
＜対策案＞
製品形状：二段の円筒絞り（フランジ面あり）但しフランジ径は不明
の場合は、三段絞りで顧客要求フランジ形状+トリム代で絞り工程を見直す事が宜しいかとアドバイスします。
＜フランジ外周部の三段目の絞り条件＞
絞り深さはストレート部：6ｍｍ（板厚の三倍）
ステップ角の絞りＲ：R3～R4（初期段階はR3ネライ）
中央部のφ70*高さ15の成形工程に組込む（リストライクで中央を成形する工程がある場合でも可）
※トリム代を含む形状を考慮してくださいね。
フラット面の歪が0.5ｍｍ以下の場合は、回答（2）さんでの外周ビードでも解決可能です。外周フランジ部のしわ押さえはクッション圧を高くする必要が出てきますね。
参考までにアドバイスしました。

＜多段形状のイメージ＞
　　　　　＿＿＿　　　一段：φ70*Ｈ15
　　　┌┘　　　└┐　二段：規準胴径
　　　│　　　　　│　
　　　│　　　　　│　
　　┌┘　　　　　└┐三段　この部分を形成した後、次工程で必要フラン　　　　　　　　　　　　　　ジ形状でトリミング

参考URL：

http://koza.misumi.jp/press/2002/12/115_6.html

お礼

ご回答有難う御座います。

小生のレベル不足が故に、根本的な質問を１点させて下さい。
製品の形状イメージとして、完成品がＵＦＯ（ハット形状）みたいな感じなのですが、
２段、３段絞りというのは、円筒の３段絞り（＝３工程絞り？）
という解釈でよろしいのでしょうか？

アドバイスを拝見させて頂いた中で
<フランジ外周部の三段目の絞り条件>と表記して頂いております。
何分小生の未熟さ故のお願い事ですが、差し支えなければ、この内容を今一度噛み砕いてアドバイスを頂けないでしょうか？

回答No.3

noname#230359

私の場合は以下にて解決しました。参考になれば良いのですが。
フチ部を押えた状態で深絞りするのは当たり前な事ですが、
凸型で絞り形状を出して、凹型は穴のみが開いた形状とします。つまり凹型は真円度と穴径に関係しますが、穴底部の形状には関係有りません。
こうする事でフチ部への応力（反力)が無くなりフランジ部の平面度が向上しました。
底部の決め押しが必要な場合は後工程で底部だけを成形します。
又、フチ切は最後にします。下記例では最後にフチ外端部に小さなカールをつけました。
（参考例）
・ＳＵＳ材で白物家電のポットの釜
　（絞り径８０ｍｍ、深さ約５５ｍｍ、フチ外形１００ｍｍ、０．７ｔ）
・４００ｔトランスファープレス、7工程

通常の絞り加工は凸凹型で成形します。この時凹型には底部に成形時の力が掛かります。この底部に働く反力を無くす事を目的としています。
単純な絞り加工で凹型の底が要求寸法よりもはるか下に有る様に考えてください。
単純なハット形状等は凸型の押しだけで結構精度良くできますよ。
本文の例の場合はハットの先端から１５ｍｍ迄に内径精度の要求が有り2次成形をしています。
フランジの外周に小さなＲ加工をしたのもフランジ面の平面度を向上させたと考えています。

通常の絞り加工は凸凹型で成形します。この時凹型には底部に成形時の力が掛かります。この底部に働く反力を無くす事を目的としています。
単純な絞り加工で凹型の底が要求寸法よりもはるか下に有る様に考えてください。
単純なハット形状等は凸型の押しだけで結構精度良くできますよ。
本文の例の場合はハットの先端から１５ｍｍ迄に内径精度の要求が有り2次成形をしています。
フランジの外周に小さなＲ加工をしたのもフランジ面の平面度を向上させたと考えています。

お礼

ご回答、有難う御座います。

１点だけ確認の為に質問をさせて下さい。
凸型で絞った製品に対して凹型で穴を開ける工程を組み込むという解釈でよろしいのでしょうか？
もし小生の未熟さ故に解釈違いで、不快な思いをされましたら、誠に申し訳ありません。

失礼ながら、今一度ご享受願えないでしょうか？差し支えなければで結構ですので・・

回答No.2

noname#230359

参考になるか判りません。
１、ＳＰＣＣｔ＝０．５，０．８の3次元深絞り（50以上？）のとき
しわ発生防止の手段として下型の外周に材料押さえとしてビードをつけたことがあります。
２、絞りを現状工程より増やして変形を防止。
宜しく。

お礼

早期のご回答、ありがとうございました。

なるほど、ビードですか。
後工程にてふち切りがあるのですが、その辺をうまいこと盛り込んで今後の検討材料とさせて頂きます。

貴重なアドバイスありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

難しいです。
とりあえず言えることは平坦な金型でいくらたたいてもダメということです。
3ＤＣＡＤにて曲率のデータで加工してみてください。
一回のトライでは難しいかもしれません。
ちょっとはマシになるかと思います。
ウチでもまさに同じようなもので苦しんでいます。
ｔ＝1.0ですが、材質が590で深さ60ｍｍ。
ハット形状ですが、上面とフランジの面公差0.3。
何とかめどはつきましたが、大変でした。
何回も見込み加工をしました。
がんばってください。

お礼

素早いご回答、ありがとうございました。

そうですか・・やはり同じ御苦労をされているのですね。
矯正するにあたって両面フラットでダメということを当方で検証を終え、
現在模索中の状態ですが、アドバイスの通り３Ｄcadにて曲率データで加工してみます。

ありがとうございました。