プレス成形のシワ押さえについて教えてください

質問

汚い手書きですみませんがポンチ絵を見てご回答いただければと思います。
プレスCAE担当なのですがプレス成形について素人なので実際と異なるような解析のかけ方をしないように知識を身につけたく質問させていただきました。

アイソメ図のB面とC面にかかるR部はシワが発生しやすい部分だと思いますがこれをシワ押さえを用いて対処する絵をSECT aaで表してみました。

?シワ押さえを用いる場合　平板状のブランクを絵Aから絵Bのように１工程の中でブランクが途中までシワ押さえに挟まれ、その後ブランクがシワ押さえから完全に外れる様に成形することは普通でしょうか？
　それとも１工程目は平板状から絵Aの状態（ブランクをシワ押さえで挟んでいられる状態）までで止め２工程目にシワ押さえを用いずに成形するのでしょうか？

?シワ押さえの圧力は１Kgf～２Kgf／?2になるようにする。これ以上だとワレが発生し、低いとシワが発生すると金型の本で見たのですが（本には特に材質や板厚の明記はされていませんでした）実際は材質や板厚で変わると思うのですがシワ押さえの圧力に関する情報があるサイト、文献などありましたら教えてください。

?板押さえの圧力について上型が下死点に近づくほどスプリングは潰されて圧力は上がり且つブランクが挟まれる面積は少なくなり初期の単位面積当たりの圧力に比べ大きな差がでてくると思うのですが圧力設定するうえで何か基準とするようなものはあるのでしょうか？

よろしくお願いいたします。

皆様　ご回答ありがとうございます。
皆様のアドバイスを整理させていただき週末に再度投稿させていただきたく思います。当方の都合で返信が遅れ申し訳ありません。

遅くなりました。
材質はSPFH590　t2.0としています。

製品寸法をhttp://yahoo.jp/box/c_kN_Zにアップしました。

絵
http://box.c.yimg.jp/res/box-s-sl6dcoylfjgepnif5vyj5qmmcu-1001?uid=136bce20-194e-4edc-9f3a-f4e0eca7426a&etag=095d071c1390925968587200

回答No.4

noname#230359

参考製品図を見ると、1工程で成形する洋に見えますが、1工程では無理です。展開したダンボ－ルの4隅に肉の無い部分があるの分かると思います。本件の製品の立上げ高さ20mmと仮定すると、　約20mm×20mm分の面積が余分なので、1工程でこの面積を処理するのは無理です。シワところでは無く割れると思います。材質と板厚と形状にもよりますが、数工程をかけて成形する必要が有ります。
弊社では電子部品の深絞りで何十工程をかけることが有ります。特に角形部品は工程が多く成ります。最初は製品ブランク形状は四角で試して、B . C 面の角部が大きく張出す形状になりますので、ワイヤ－カットで何回がブランクを作成して、最終シルエットせん断カスが少ない形状を決める。図の様な形状で成形した方が余分な肉が逃げ易いです。注意点としてA 面押さえノックアウト圧を強くする必要が有ります。
成形後製品の品質と精度を良くする為に、カム機構(せん断パンチ同士が干渉しない為)で1工程でシルエットせん断加工する。
少し参考に成れば幸いです。

追伸
私は年に数回、自動機とプレス金型の機構学を学生に教える機会が有りす。
プレスの角缶深絞りを教える時に、先ずA4のコピ－用紙で実習用四角缶深絞り順送り用プレス金型で成形する製品に近い長方形缶の1角をA4コピ－用紙で折って作る。本件の製品形状と同じ、余った部をハサミで切取る。本例の20mm×20mmに当たる部分です。この段階で深絞りの内容と難易度を理解してくれます。実習用ブランクの表にエッチング(浅いケガキでもいいと思います)で方眼模様を付けます。各工程と完成品の材料塑性変形様子が分かります。
取りあえず紙で本件の製品折って、余った部分をハサミで切取って下さい。直ぐ1工程では無理なことを理解出来ると思います。
頑張って下さい。

紙折りは角缶絞りは灰皿の様な丸缶絞りとは違うことを説明するのによく使用する方法で、私の発案では有りません。
角缶絞りにおけるウォ－ルブリ－ケ－ジ(側壁角部破断)の防止と板厚の均一をはかる為に多工程で行う。品質は工程に比例するとも言われます。パンチとダイのクリアランス容積が材料の容積よりかなり少ないので、このギャップを工程をかけて材料移動成形して板厚を均一にした行きます。パンチと材料とダイのクリアランスが均一になりシワが発生する隙間も結果的に無くなります。
パラボラアンデナのヘラ絞り(職人が時間をかけて成形棒で仕上げる)と新幹線の先頭車両は職人さんが時間をかけてハンマで均一な板厚と綺麗なフォルムに仕上げて行くのも同じ考えです。
角絞り問題点専門用語　→　ウォ－ルブリ－ケ－ジ(側壁角部破断)　が存在することから分かる様に角缶絞りの重要対策点です。普通に多工程絞りでも発生します。
対策として工程を増やす、金型の構造を変える他対策を講じます。
私の友人でリチュウムイオン電池のケ－ス(角缶)を現在は国外で製造していますが、以前国内で二人で立上げるのに多分1年近く金型トライアウトと加工油(特別にブレンドしてもらいました)の選定かかりました。
もちろん難易度は違いますが、彼にも見せましたが、当然出来ないとのことで、我々の技術では1工程では無理です。
プレス金型の設計は自動機より現場の実践経験が多く必要です。せん断、曲げ、特に絞り、深絞り等は机上の計算通りに行かないことが多いので、私が最初に入った会社(主にプレス金型製作)で第一線で働けには7～10年かかると
言われました。1年位前に10数年ぶり時計バンドをプレス金型内で4部品加工から組上げるカム機構プレス自動組立金型の設計、製作をおこっなたところ、想定外のことが多く起きて、型の立上げを3ヶ月近く伸びました。
プレス金型は多くの現場の経験が必要で、私もそうですが一人前に到達出来ないと思っています。
尚この案件は初心者には難易度が高すぎると思います。
再質問に対して私には貴方に申し訳ありませんがこれ以上文書で理解させる自信は有りません。
お手数お掛けしました。

参考URL：

http://fac9999.web.fc2.com/

補足

ご回答ありがとうございます。
>材質と板厚と形状にもよりますが、数工程をかけて成形する必要が有ります。
SPFH590　t2.0です。

tara555さんやmetro parkさんの言われているハット形状→４分割になるように成形解析をかけたところ特に板割れの発生もなくR20の下端部にシワが発生するような結果が出てしまいました。（汗）
解析結果だと1工程目絞り（ハット形状）　２工程目トリム（４分割）で成形可能ということになってしまうのですが何か間違っているのかな。。。
（四角のブランクからではなく製品形状に適したブランク形状は出してある状態からの成形解析です。）

>取りあえず紙で本件の製品折って、余った部分をハサミで切取って下さい。直ぐ1工程では無理なことを理解出来ると思います。

実際にやってみました。http://yahoo.jp/box/_yHVZI
実際はR20がかかる角部ですが角形状で折ってみました。fac9999さんが言われているのはこの形でしょうか？
四角いブランクから作ろうとすると20ｘ20の部分が余分な為、しわになるというのは理解できるのですが、これが１工程で難しいものだというのが理解できない状態です。。。

お手数ですがよろしくお願いいたします

回答No.3

noname#230359

回答（２）さん記載の如く、片側だけでは絞れませんよ。
反対側にもうひとつ要。両側絞り後、真ん中を切断。
絞り型、表面処理要、不要検討してください。
絞りキズ対応として。
工程はブランク（成形寸法確認後製作）、絞り（立ち上げ）、中央切断分離、縁きりですかね。
ところで材料、板厚は？
又投稿してください。
この回答者の中にプロが居ますよ。
ｆａｃさん。宜しく。

補足

ご回答ありがとうございます。

縁きりということはhttp://yahoo.jp/box/JX1aqpの図２のようにする必要があるということでしょうか？ブランク形状だけで調整するのは無理がありますか？
材料歩留りアップと工程数減が課せられているので。。。

製品情報をアップしました。
http://yahoo.jp/box/c_kN_Z

回答No.2

noname#230359

今のままだと絶対にうまくいきません。
片絞りで下曲げそれもバネですよね。
製品がシワ抑えで挟まれ、たてかべに挟まれ、そしてaの部分の下の方に
肉が集まり、側面BとCの面のどちらかが割れる。
とてもではないけれど製品にはなりません。
おそらくこういうオチになります。
こういう製品の場合、普通２か４個取り（1型目）（完全に帽子（ハット）
加工をする）、セパレート（２型目）（切り離す）
で作ります。
ちなみに加工方向は上下どちらでもできます。
でも、多くはこの絵の加工方向かな？

「片絞りはブランクがパンチに引っ張られてズレるからNGということでしょうか？」
そうです。普通はハットにしてダイクッションで微調整をします。
ちなみにはじめの先行抑えの場所が感覚として違います。
ミスミのカタログなどで絞りの構造を考えてみてください。

「また、上曲げ下曲げはどのように決められるのでしょうか？
順送型においてはピアスのバリをどちらにするかで製品のプレスする方向を決めていると聞いたことがあるのですが。」
バリ方向はお客さんの希望ですので、本来これを守る必要があります。
その結果、上曲げ、下曲げが決まりますが、
基本下曲げを採用する方が金型としては有利のことが多いです。
上曲げにすると特に順送ではパット曲げになります。（曲がりにくい）

「リンク先の図Aの理解であっているでしょうか？
http://yahoo.jp/box/JX1aqp」
そんなイメージでいいと思います。
ですが、実際はどこかで繋げて1，2，3，4の間は隙間を空ける必要があります。
（ブランク材を綺麗な四角にしてしまうとトリムするのが大変です。）

後は考えてみてください。

補足

>片絞りで下曲げそれもバネですよね。

片絞りはブランクがパンチに引っ張られてズレるからNGということでしょうか？

>下曲げでそれもバネですよね。
こう言われているのはどういうことが懸念されるのでしょうか？

また、上曲げ下曲げはどのように決められるのでしょうか？
順送型においてはピアスのバリをどちらにするかで製品のプレスする方向を決めていると聞いたことがあるのですが。

シワ抑えは固定　ガススプリング　バネがあることは知っていたのですがこれ以外は知らず使い分けの基準や荷重の調整の仕方なども全く解っていないような状態です。
円筒または角絞りのシワ押さえ力に関しては単位面積当たりの荷重が（材料の降伏応力＋引張強度）／２の１％になるようにと本に書かれていたのでとりあえずそれを流用して同じくらいの荷重設定をしてCAEをかけているような状態でして。。。

>製品がシワ抑えで挟まれ、たてかべに挟まれ、そしてaの部分の下の方に
肉が集まり、側面BとCの面のどちらかが割れる
普通２か４個取り（1型目）（完全に帽子（ハット）
加工をする）、セパレート（２型目）（切り離す）
で作ります。

リンク先の図Aの理解であっているでしょうか？
http://yahoo.jp/box/JX1aqp

右も左もわからないような初心者でお手数おかけしすみません。

回答No.1

noname#230359

Ａできれいに絞るにはフチの幅を必要とし、そのままＢで逆に絞ることは難しいと思います。

　　http://koza.misumi.jp/press/2003/01/120.html

図４はフチを短く切詰める工程を入れ、逆に絞るトリミングをして完成。
　　＞ここに大きな平坦を残すと、2工程目の絞りを行うと縁が波打ちます。

角絞りは更に難しいことは明かでトリミングが必要です。１工程→２工程または３工程

実例

　　http://dspace.lib.kanazawa-u.ac.jp/dspace/bitstream/2297/25218/1/TE-PR-KITAYAMA-S-1617.pdf
　　→Molding

これから逆算してフチが均一になるブランク形状は？、、、、有りません！
４隅のフチを残すから綺麗ではないが辛うじて絞れるのであって、残さないブランクではシワシワになります（Fig.10）

プレス型でも抜き、曲げについては簡易型で段数を減らす方法はあれど、絞りは材料の塑性変形、伸びる／千切れる　のギリギリで作業しており単発でも順送でも同じ段数を要すると考えるべきです。

補足

ご回答ありがとうございます。

>角絞りは更に難しいことは明かでトリミングが必要です。

ブランク形状のみで調整することは難しいのでしょうか？