JP5541684B2 - Press bending method of aluminum alloy hollow extruded shape - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウム合金からなる中空押出形材のプレス曲げ加工方法に関するもので、特に曲げ加工後に中空押出形材に発生する残留応力を小さくできるプレス曲げ加工方法に関する。 The present invention relates to a press bending method for a hollow extruded shape made of an aluminum alloy , and more particularly to a press bending method capable of reducing a residual stress generated in a hollow extruded shape after bending.
アルミニウム合金製中空形材(押出形材)は、自動車用ドア補強材、バンパー補強材、ルーフ補強材など、衝突時に荷重を受け持ち、エネルギー吸収を行う部品やフレームへの適用が進んでいる。中でもJIS6000系(Al−Mg−Si−(Cu)系)及び7000系(Al−Zn−Mg−(Cu)系)アルミニウム合金は、素材強度が高く、高強度エネルギー吸収部品として期待されている。 Aluminum alloy hollow shapes (extruded shapes) are increasingly applied to parts and frames that absorb load and absorb energy, such as automotive door reinforcement, bumper reinforcement, and roof reinforcement. Among them, JIS 6000 (Al—Mg—Si— (Cu)) and 7000 (Al—Zn—Mg— (Cu)) aluminum alloys have high material strength and are expected as high-strength energy absorbing parts.
アルミニウム合金は、条件によっては応力腐食割れが生じることがしばしば問題になる。特に前記6000系又は7000系アルミニウム合金は、この応力腐食割れが生じやすいという問題がある。
応力腐食割れは、素材を加工したときに生じる残留応力に依存しており、素材強度に対して引張残留応力が高いほど発生しやすくなる。アルミニウム合金製中空形材は、車体フレームや補強材などに適用する際に、曲げ加工が要求される場合も多く、その曲げ加工後に残留する応力に起因して、前記応力腐食割れが発生する場合がある。
なお、鋼や銅合金など、他の金属材料についても同様の問題がある。
Aluminum alloys often suffer from stress corrosion cracking depending on conditions. In particular, the 6000 series or 7000 series aluminum alloy has a problem that this stress corrosion cracking is likely to occur.
Stress corrosion cracking depends on the residual stress generated when the material is processed, and is more likely to occur as the tensile residual stress is higher than the material strength. Aluminum alloy hollow shapes often require bending when applied to body frames, reinforcements, etc., and stress corrosion cracking occurs due to stress remaining after the bending There is.
There are similar problems with other metal materials such as steel and copper alloys.
7000系又は6000系アルミニウム合金では、この応力腐食割れ性の向上を目的とする材料組成あるいは製造方法の開発が行われている(特許文献1〜3参照)。
しかし、これらの素材を用いても、加工条件によっては、一部に引張応力が残留し、応力腐食割れが発生する場合がある。これに対して、表面にショットピーニング加工を施すことで残留応力を低減する対策も見られるが(特許文献4参照)、後加工追加によるコストアップが問題になる。
In the 7000 series or 6000 series aluminum alloy, development of a material composition or manufacturing method for the purpose of improving the stress corrosion cracking property has been performed (see
However, even if these materials are used, depending on the processing conditions, tensile stress may partially remain and stress corrosion cracking may occur. On the other hand, there is a measure to reduce the residual stress by performing shot peening on the surface (see Patent Document 4), but there is a problem of cost increase due to post-processing addition.
加工後の熱処理による耐応力腐食割れ対策も一般的に行われている。例えば、耐力の低いT1調質状態での加工後に、T5あるいはT6処理(時効処理)を行うことで素材強度を増加させれば、素材強度に対する引張残留応力の割合を減少させることが可能となる。
しかし、T1調質材は、室温中でも自然時効するために、素材特性が変化しやすく、加工タイミングによってスプリングバック量が変化し、製品形状にバラツキが生じる。特に曲げ半径の大きい製品では、スプリングバック量自体が大きくなり、製品形状精度の確保が難しいという問題が生じる。
In general, countermeasures against stress corrosion cracking by heat treatment after processing are also performed. For example, if the material strength is increased by performing T5 or T6 treatment (aging treatment) after processing in a T1 tempered state with low yield strength, the ratio of the tensile residual stress to the material strength can be reduced. .
However, since the T1 tempered material is naturally aged even at room temperature, the material characteristics are likely to change, the amount of springback changes depending on the processing timing, and the product shape varies. In particular, a product with a large bending radius has a problem that the amount of springback itself is large, and it is difficult to ensure product shape accuracy.
逆に素材特性が安定しやすいT5又はT6調質材を曲げ加工する場合、製品形状精度の確保はしやすくなるものの、残留応力が高いという問題が生じやすい。また、熱間加工(押出)で形成されるアルミニウム合金製中空形材の場合、T5,T6調質材でも素材のバラツキが生じやすく、加工条件の調整により製品形状のバラツキを低減することが必要になることが多い。 On the other hand, when bending a T5 or T6 tempered material, whose material characteristics are easy to stabilize, it is easy to ensure product shape accuracy, but the problem of high residual stress tends to occur. In addition, in the case of aluminum alloy hollow shapes formed by hot working (extrusion), T5 and T6 tempered materials are likely to vary in material, and it is necessary to reduce variations in product shape by adjusting processing conditions Often becomes.
押出形材の曲げ加工方法については、プレス曲げ、押し付け曲げ、引張曲げ、ロール曲げなど、様々な方法がある。これらの曲げ加工方法はそれぞれ特徴があり、上記のような素材特性バラツキが生じた場合の加工条件調整方法もいくつか存在する(特許文献5,6)。また、曲げ加工に供される押出形材の断面形状についても、種々の提案(特許文献7,8参照)がなされている。
There are various methods for bending extruded shapes such as press bending, pressing bending, tensile bending, and roll bending. Each of these bending methods has its characteristics, and there are some processing condition adjustment methods in the case where the above-described material characteristic variation occurs (
曲げ金型に素材を押し付けることで曲げ加工を行うプレス曲げ加工あるいは押し付け曲げ加工の場合は、工具自体が剛体で形成されている。このため、量産時に素材バラツキが生じた場合は、パンチ工具の押し込み量あるいは曲げ角度で調整することができる。金型コストがかかるが、曲げ加工後の残留応力が小さいという利点がある。 In the case of press bending or pressing bending in which a material is pressed against a bending mold, the tool itself is formed of a rigid body. For this reason, when material variation arises at the time of mass production, it can adjust with the pushing amount or bending angle of a punch tool. Although mold cost is high, there is an advantage that residual stress after bending is small.
素材に張力を加えながら曲げ加工を行う引張曲げ加工では、張力を付与されることでスプリングバック量自体が小さく、寸法精度を確保しやすいという利点がある。また、素材特性にバラツキが生じた場合には、加工中に加える張力を変更することでスプリングバック量を調整し、所定の製品を得ることが可能になる。しかし、素材に張力を加えるためにクランプした端部は、曲げ加工後に、切断、廃棄することが必要であり、素材の歩留まり低下や加工工程追加によるコストアップが問題となる。 In tension bending, in which bending is performed while applying tension to a material, there is an advantage that the amount of spring back itself is small by applying tension and it is easy to ensure dimensional accuracy. Further, when the material characteristics vary, it is possible to obtain a predetermined product by adjusting the springback amount by changing the tension applied during processing. However, the end portion clamped to apply tension to the material needs to be cut and discarded after bending, which causes problems such as a decrease in the yield of the material and an increase in cost due to the addition of processing steps.
ロール曲げ加工の場合、ロール工具の押し込み量を変化させることで異なるRの製品を製造することが可能である。つまり、素材特性や形状にバラツキが生じた場合にも、ロール工具の押し込み量を変更するだけで所定の形状精度の製品を得ることができる。このため、特に大Rの曲げ製品などスプリングバックの大きい条件の製品への適用に有利である。しかし、ロール曲げ加工は、特に中空形材を対象とした場合、曲げ加工後の製品に残留する応力が、プレス曲げ加工など他の曲げ加工方法に比べて高いという問題がある。 In the case of roll bending, it is possible to produce different R products by changing the push amount of the roll tool. That is, even when the material characteristics and shapes vary, it is possible to obtain a product with a predetermined shape accuracy simply by changing the pushing amount of the roll tool. For this reason, it is particularly advantageous for application to products with a large springback condition such as a large-R bent product. However, the roll bending process has a problem that the stress remaining in the product after the bending process is higher than that of other bending processes such as a press bending process, particularly when a hollow shape is a target.
アルミニウム合金製形材、特に6000系又は7000系アルミニウム合金製の部材では、残留応力が高くなると応力腐食割れ(SCC)が生じやすく、前記したエネルギー吸収部材やフレームへの適用が難しくなるという問題がある。この応力腐食割れの問題は鋼についても同様に存在し、銅合金など他の金属材料でも同様である。
本発明は、残留応力低減の面で有利なプレス曲げ加工により、アルミニウム合金等の金属製形材の長手方向に曲率を付与する場合において、曲げ加工後の残留応力をさらに小さくして、曲げ加工製品の耐SCC(耐応力腐食割れ)性能を向上することを目的とする。
In the case of aluminum alloy shaped members, especially 6000 series or 7000 series aluminum alloy members, stress corrosion cracking (SCC) is likely to occur when the residual stress is high, making it difficult to apply to the energy absorbing members and frames described above. is there. This problem of stress corrosion cracking also exists in the same way with steel, and the same with other metal materials such as copper alloys.
The present invention further reduces the residual stress after bending in the case of imparting a curvature in the longitudinal direction of a metal shaped member such as an aluminum alloy by press bending which is advantageous in terms of reducing residual stress. The purpose is to improve the SCC (stress corrosion cracking resistance) performance of the product.
本発明(請求項1)は、アルミニウム合金の中空押出形材を1回目のプレス曲げ加工で一方向に過剰に曲げ加工した後、2回目のプレス曲げ加工で逆方向に曲げ戻しを行い、これにより前記中空押出形材について目標とする曲げ形状を得るプレス曲げ加工方法に関し、1回目のプレス曲げ加工後の中空押出形材の曲げ形状の基準値からのずれ量に応じて、2回目のプレス曲げ加工における曲げ金型の押し込み量Sを調整する。より具体的には、曲げ形状を表す指標として中空押出形材の両端を水平に置いたときの長さ方向中央部の高さ(曲げ高さ)が選定され、量産開始前の初期の条件出しとして、前記ずれ量と、2回目のプレス曲げ加工で目標とする曲げ形状が得られる曲げ金型の押し込み量の対応関係を予め求め、量産開始後は、量産対象の個々の中空押出形材について、1回目のプレス曲げ加工後に前記ずれ量を測定し、2回目のプレス曲げ加工において前記対応関係に基づいて決まる押し込み量で曲げ加工を行うようにする。 According to the present invention (Claim 1), an aluminum alloy hollow extruded section is excessively bent in one direction by the first press bending, and then bent back in the opposite direction by the second press bending. the respect press bending method bent obtain a shape targeted for cylindrical workpiece, in accordance with the deviation amount from the reference value of the first press bending the bending shape of the hollow extruded shape member after processing by, the second press The pushing amount S of the bending die in the bending process is adjusted. More specifically, the height (bending height) of the central part in the length direction when both ends of the hollow extruded profile are placed horizontally is selected as an index to represent the bending shape, and the initial conditions before mass production begins. As described above, a correspondence relationship between the amount of deviation and the indentation amount of a bending die that can obtain a target bending shape by the second press bending process is obtained in advance, and after the start of mass production, individual hollow extruded profiles to be mass produced The deviation amount is measured after the first press bending process, and the bending process is performed with the pressing amount determined based on the correspondence in the second press bending process.
2回目のプレス曲げ加工後に目標とする曲げ形状が得られていない場合、さらに1回又は2回以上の追加のプレス曲げ加工(曲げ戻し)を行って、目標とする曲げ形状を得るようにしてもよい。具体的には、2回目のプレス曲げ加工後に、曲げ形状の前記基準値からのずれ量を測定し、2回目のプレス曲げ加工と同じ曲げ金型により同方向に前記対応関係に基づいて決まる押し込み量で追加のプレス曲げ加工を行う(請求項2)。あるいは、さらにこの追加のプレス曲げ加工を繰り返し行う(請求項3)。 If the target bending shape is not obtained after the second press bending process, perform additional press bending process (bending back) one or more times to obtain the target bending shape. Also good. More specifically, the second press bending after processing, bending the shift amount from the reference value of the shape measured, determined based on the correspondence relationship in the same direction by the same bending tool and the second press-bending indentation An additional press bending process is performed in an amount ( claim 2 ). Alternatively, the additional press bending is further repeated ( claim 3 ).
本発明は、緩やかな曲線(小さい曲率)に加工されることが望まれるアルミニウム合金の中空押出形材の曲げ加工に好適であり、例えば車体の軽量化と変形強度の確保の両立のために中空形材が望まれる自動車用ドア補強材、バンパー補強材、ルーフ補強材等のエネルギー吸収部材、クロスメンバーなどの曲げ加工に好適である。これらの部材は車体形状に応じて比較的緩やかな曲線に加工される。
本発明は、応力腐食割れ性に対する感受性が比較的高い6000系又は7000系アルミニウム合金製中空押出形材を素材とする場合に、特に好適である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for bending of an aluminum alloy hollow extruded shape that is desired to be processed into a gentle curve (small curvature) . For example, it is hollow for both reducing the weight of the vehicle body and ensuring deformation strength. It is suitable for bending work of energy absorbing members such as automobile door reinforcing materials, bumper reinforcing materials, roof reinforcing materials, and cross members for which shape members are desired. These members are processed into relatively gentle curves according to the shape of the vehicle body.
The present invention is particularly suitable when a 6000-series or 7000-series aluminum alloy hollow extruded shape having a relatively high sensitivity to stress corrosion cracking properties is used as a raw material.
本発明の方法によれば、アルミニウム合金の中空押出形材を素材として、曲げ加工後の引張残留応力が低く、耐SCC(応力腐食割れ)性能に優れた、プレス曲げ加工製品を製造することができる。
また、本発明の方法で製造したプレス曲げ加工製品を、自動車用ドア補強材、バンパー補強材、又はルーフ補強材等の自動車用エネルギー吸収部材に適用した場合、経時変化に伴う応力腐食割れが防止されることで、き裂発生に伴う衝突性能の低下抑制という効果を得ることができる。
According to the method of the present invention, it is possible to produce a press-bending product having a low tensile residual stress after bending and an excellent SCC (stress corrosion cracking) performance using a hollow extruded shape of an aluminum alloy as a raw material. it can.
In addition, when the press-bending product manufactured by the method of the present invention is applied to an automobile energy absorbing member such as an automobile door reinforcement, a bumper reinforcement, or a roof reinforcement, stress corrosion cracking due to aging is prevented. By doing so, it is possible to obtain the effect of suppressing the deterioration of the collision performance accompanying the generation of cracks.
本発明は、応力腐食割れに対する感受性の高い6000系(Al−Mg−Si−(Cu)系)又は7000系(Al−Zn−Mg−(Cu)系)アルミニウム合金への適用に対して最も効果があり、T1調質状態で曲げ加工後に時効処理(T5,T6)を行う場合はむろんのこと、時効処理(T5,T6)材を曲げ加工する場合であっても耐応力腐食割れ性を改善できる。 The present invention is most effective for application to a 6000 series (Al-Mg-Si- (Cu) series) or 7000 series (Al-Zn-Mg- (Cu) series) aluminum alloy having high sensitivity to stress corrosion cracking. Of course, when aging treatment (T5, T6) is performed after bending in T1 tempered condition, stress corrosion cracking resistance is improved even when aging treatment (T5, T6) material is bent. it can.
以下、図1,2を参照して、本発明に係るプレス曲げ加工方法について説明する。このプレス曲げ加工方法は、例えば図2に示す断面のアルミニウム合金製中空押出形材1に対し、長手方向に沿って大Rの曲率を付与して、自動車のドア補強材(ドアビーム)とするために行われる。中空押出形材1は、衝突面側に略鉛直に向けて配置されるフランジ2、車体側に配置されるフランジ3、両フランジ2,3を連結し両フランジ2,3に略垂直なウエブ4,5からなり、ウエブ4,5に平行な面内で曲げ加工が行われる。
The press bending method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In this press bending method, for example, an aluminum alloy hollow extruded
図1(a)は、素材としての真直な中空押出形材1を示す。図1(b)は、プレス曲げ加工の第1工程(1回目のプレス曲げ加工)を模式的に示すもので、2個の支持ローラ6,6により中空押出形材1の両端近傍を支持し、中央に位置する曲げ金型7をフランジ3に当接させ、支持ローラ6,6の間に押し込み(白抜き矢印参照)、中空押出形材1を曲げ金型7の成形面の曲率(長さ方向の全長にわたって一定である必要はない)と曲げ金型7の押し込み量に対応する所定の曲げ形状に曲げ加工する。
Fig.1 (a) shows the straight hollow
このときの曲げ金型7の押し込み量は、目標とする曲げ形状が得られる適正押し込み量より大きく設定する。つまり、第1工程では、曲げ金型7の押し込み量を適正値よりあえて大きくし、中空押出形材1を過剰に(目標より小さい曲率半径に)曲げ加工する。
図1(c)に、曲げ金型7が後退して無負荷状態となり、スプリングバックが生じた中空押出形材(以下、中間材1Aという)を示す。中間材1Aは、スプリングバックにより、曲率半径が図1(b)の状態よりかなり大きくなっている。なお、8,8は後述する第2工程のプレス曲げ加工における支持ローラである。
The pushing amount of the bending die 7 at this time is set to be larger than the appropriate pushing amount for obtaining the target bending shape. That is, in the first step, the pushing amount of the bending die 7 is increased from an appropriate value, and the hollow
FIG. 1C shows a hollow extruded shape member (hereinafter referred to as an intermediate member 1A) in which the bending die 7 is retracted to be in an unloaded state and a spring back is generated. The intermediate material 1A has a radius of curvature considerably larger than that of the state shown in FIG. In addition, 8 and 8 are support rollers in the press bending process in the second step described later.
ここでは、中間材1Aの曲げ形状(円弧形状)を特徴付ける指標として、測定のしやすさから、両端を水平に置いたときの長さ方向中央部の高さd1(図1(c)参照)が選定される。最終的な曲げ加工製品の曲げ高さの基準値をd0、その寸法公差をαとしたとき、該曲げ加工製品の目標曲げ高さは(d0−α)〜(d0+α)の範囲となるが、中間材1Aの曲げ高さd1は、意図的に上記範囲を外れるように設定される(d1>d0+α)。
中間材1Aの曲げ高さd1と、曲げ加工製品の曲げ高さの基準値d0との差が、ずれ量Δd(=d1−d0)である。このずれ量Δdの大きさは、初期の条件出しにおいて適宜設定すればよいが、アルミニウム合金形材であれば、0.1≦(Δd/d0)≦0.25程度の範囲に設定することで、残留応力軽減及び生産性の面でよい結果が得られる。すなわち、Δd/d0が余り小さいと残留応力軽減の効果が少なく、余り大きいと曲げ金型7のストロークが(後述する2回目の曲げ金型9,9のストロークも)大きくなり、生産性が低下する(プレス曲げ加工の時間が多く掛かる)。
Here, as an index characterizing the bending shape (arc shape) of the intermediate material 1A, the height d 1 of the central portion in the length direction when both ends are horizontally placed for ease of measurement (see FIG. 1C). ) Is selected. When the reference value of the bending height of the final bent product is d 0 and the dimensional tolerance is α, the target bending height of the bent product is (d 0 −α) to (d 0 + α). The bending height d 1 of the intermediate material 1A is intentionally set so as to be out of the above range (d 1 > d 0 + α).
The height d 1 bent intermediate members 1A, the difference between the reference value d 0 of the bending height of the bent product, a deviation amount Δd (= d 1 -d 0) . The magnitude of the amount of deviation Δd may be set as appropriate in the initial determination of conditions, but in the case of an aluminum alloy profile, it should be set in a range of about 0.1 ≦ (Δd / d 0 ) ≦ 0.25. Thus, good results can be obtained in terms of residual stress reduction and productivity. That is, if Δd / d 0 is too small, the residual stress reduction effect is small, and if it is too large, the stroke of the bending die 7 (and the stroke of the second bending die 9, 9 described later) becomes large, and the productivity is increased. Decreases (more time for press bending).
図1(d)は、プレス曲げ加工の第2工程(2回目のプレス曲げ加工)を模式的に示すもので、2個の支持ローラ8,8により中間材1Aの両端近傍を支持し、中央付近の2箇所に対称的に位置し同時に移動する一対の半円筒形曲げ金型9,9をフランジ2に当接させ、支持ローラ8,8の間に押し込み(押し込み量S)、中間材1Aを逆方向に曲げ加工(曲げ戻し)する。
図1(e)に、曲げ金型9,9が後退して無負荷状態となり、スプリングバックが生じた中空押出形材(以下、曲げ加工製品1Bという)を示す。曲げ加工製品1Bは、スプリングバックにより、曲率半径が図1(d)の状態よりかなり小さくなっている。
FIG. 1 (d) schematically shows a second step of press bending (second press bending), in which the vicinity of both ends of the intermediate material 1A is supported by two
FIG. 1 (e) shows a hollow extruded shape member (hereinafter referred to as a
曲げ加工製品1Bの曲げ高さd2は、中間材1Aの曲げ高さd1より当然小さい(d2<d1)。そして、2回目のプレス曲げ加工では、曲げ加工製品1Bの曲げ高さd2が、曲げ加工製品の目標曲げ高さ(d0−α≦d2≦d0+α)の範囲に収まるように、曲げ金型9,9の押し込み量Sを調整する。
本発明では、このように2段階のプレス曲げ加工(プレス曲げ及び曲げ戻し)を行うことにより、一度のプレス曲げ加工で所定の曲げ形状(曲げ半径)を得る従来法に比べて、曲げ加工製品1Bの残留引張応力を大幅に軽減することができる。
Bending height d 2 bending processed products. 1B, of course smaller than the bending height d 1 of the
In the present invention, by performing two-stage press bending (press bending and unbending) in this way, a bent product is obtained as compared with the conventional method in which a predetermined bending shape (bending radius) is obtained by one press bending. The residual tensile stress of 1B can be greatly reduced.
一方、押出形材では、同じ材質であっても、押出ダイス摩耗等に起因する素材断面形状寸法の変化や素材の機械的特性のバラツキが大きく、このため、1回目のプレス曲げ加工において曲げ金型7の押し込み量を一定にしても、押出形材毎(特に製造ロット毎)に、曲げ高さのずれ量Δd(=d1−d0)にバラツキが生じる。これは、特に大R曲げ(大きい半径への曲げ)の場合に顕著である。
2回目のプレス曲げ加工後の曲げ加工製品1Bの曲げ高さd2を、目標曲げ高さの範囲内(d0−α≦d2≦d0+α)で安定して得るには、1回目のプレス曲げ加工後の中間材1Aの曲げ高さのずれ量Δd(=d1−d0)の大きさに応じて、2回目のプレス曲げ加工の曲げ金型9,9の押し込み量Sを調整することが望ましい。
On the other hand, with extruded profiles, even if the same material is used, there is a large change in the material cross-sectional shape due to wear of the extrusion die and the variation in mechanical properties of the material. Even if the amount of pressing of the mold 7 is constant, the bending height deviation amount Δd (= d 1 −d 0 ) varies for each extruded shape (particularly for each production lot). This is particularly noticeable in the case of large R bending (bending to a large radius).
A second press bending after working bent product height d 2 bending 1B, the obtained stabilized within the target bending height (d 0 -α ≦ d 2 ≦ d 0 + α) , the first In accordance with the amount of deviation Δd (= d 1 −d 0 ) of the bending height of the intermediate material 1A after the press bending, the pressing amount S of the bending dies 9 and 9 in the second press bending is set. It is desirable to adjust.
ずれ量Δd(=d1−d0)の大きさが変わると、目標曲げ高さ(d0−α≦d2≦d0+α)が得られる押し込み量Sも変わる。従って、例えば量産開始前に、予め、1回目のプレス曲げ加工後の中間材1Aの曲げ高さのずれ量Δdの大きさと、2回目のプレス曲げ加工の曲げ金型9,9の押し込み量S(目標曲げ高さ(d0−α≦d2≦d0+α)が得られる押し込み量S)の対応関係を求めておき、量産開始後は、第1工程のプレス曲げ加工後に実際の曲げ高さのずれ量Δdを測定し、前記対応関係に基づいて、測定された曲げ高さのずれ量Δdに対応する押し込み量Sを求め、この押し込み量Sで2回目のプレス曲げ加工を行って、目標曲げ高さ(d0−α≦d2≦d0+α)を有する曲げ加工製品1Bが得られるようにする。 When the magnitude of the shift amount Δd (= d 1 −d 0 ) changes, the push amount S that provides the target bending height (d 0 −α ≦ d 2 ≦ d 0 + α) also changes. Accordingly, for example, before the start of mass production, the amount of deviation Δd of the bending height of the intermediate material 1A after the first press bending process and the pressing amount S of the bending dies 9, 9 for the second press bending process are preliminarily determined. (The indentation amount S that provides the target bending height (d 0 −α ≦ d 2 ≦ d 0 + α)) is obtained, and after mass production starts, the actual bending height is obtained after the press bending process in the first step. The amount of deviation Δd is measured, and the indentation amount S corresponding to the measured amount of deviation Δd in the bending height is obtained based on the correspondence, and the second press bending process is performed with this indentation amount S. A bent product 1B having a target bending height (d 0 −α ≦ d 2 ≦ d 0 + α) is obtained.
前記対応関係は、基本的に、量産用のアルミニウム合金中空押出材を用い、量産用の実機で実験して求めることができるが、必要に応じて一部にFEM解析を援用して求めることもできる。
なお、前記押し込み量Sとして、例えば、2回目のプレス曲げ加工における曲げ金型9,9の全ストローク(上端の待機位置(定位置)から加工を停止するまでの移動距離)、あるいは曲げ金型9,9が中空押出形材1に当接してから押し込みを停止するまでのストロークを選定することができる。
The correspondence relationship can be basically obtained by using an aluminum alloy hollow extruded material for mass production and experimenting with an actual machine for mass production, but it can also be obtained by partially using FEM analysis as necessary. it can.
In addition, as the pushing amount S, for example, the entire stroke of the bending dies 9 and 9 in the second press bending process (the moving distance from the standby position (fixed position) at the upper end until the machining is stopped), or the bending mold It is possible to select a stroke from when 9, 9 comes into contact with the hollow
前記対応関係は、例えば、曲げ高さのずれ量Δdの数値と対応する押し込み量Sの数値を表1に示すテーブルで表したり、あるいは押し込み量SをΔdの関数として表す(S=f(Δd))ことができる。この対応関係を制御装置のメモリに記憶させておき、測定した曲げ高さのずれ量Δdの数値から、押し込み量Sを直ちに算出できるようにしておくことが望ましい。なお、表1のテーブルにおいて、測定したずれ量Δdの数値がテーブル内の例えばΔd3とΔd4の間の値であった場合、S3とS4の間の値を公知の補間法により対応する押し込み量Sとして算出すればよい。前記制御装置は、算出した押し込み量Sに応じて、曲げ金型9,9の駆動源、例えばサーボモータを制御する。 For example, the correspondence relationship is expressed by the table shown in Table 1 with the numerical value of the bending height deviation amount Δd and the numerical value of the pressing amount S, or the pressing amount S as a function of Δd (S = f (Δd ))be able to. It is desirable to store this correspondence in the memory of the control device so that the push amount S can be calculated immediately from the numerical value of the measured bending height deviation Δd. In the table of Table 1, when the measured deviation amount Δd is a value between, for example, Δd 3 and Δd 4 in the table, the value between S 3 and S 4 is handled by a known interpolation method. What is necessary is just to calculate as pushing amount S to perform. The control device controls a drive source of the bending dies 9, 9, for example, a servo motor, according to the calculated push amount S.
なお、上記の例では、中間材1A及び曲げ加工製品1Bの曲げ形状(円弧形状)を特徴付ける指標として、測定のしやすさから、両端を水平に置いたときの長さ方向中央部の高さ(曲げ高さ)を選定した。
また、上記の例では、2工程のプレス曲げ加工を行って、目標値から所定の寸法公差範囲内(曲げ高さd0±α)の曲げ形状を得たが、2回目のプレス曲げ加工後の曲げ加工製品1Bの曲げ高さd2を測定したとき、万一、曲げ高さd2が目標曲げ高さの範囲内でなかった場合(d2>d0+α)、再度、曲げ金型9,9によるプレス曲げ加工(3回目のプレス曲げ加工)を行うことができる。このときの曲げ金型9,9の押し込み量Sは、前記対応関係に基づいて算出すればよい。4回目以降のプレス曲げ加工が必要になった場合も同様である。
In the above example, as an index characterizing the bending shape (arc shape) of the intermediate material 1A and the bent product 1B, the height of the central portion in the length direction when both ends are placed horizontally is easy to measure. (Bending height) was selected .
In the above example, the press bending process in two steps was performed to obtain a bent shape within a predetermined dimensional tolerance range (bending height d 0 ± α) from the target value. After the second press bending process, bending when measuring processed products 1B bending height d 2 of the unlikely event the height d 2 bending is not within the range of the target bending height (d 2> d 0 + α ), again, bending molds The press bending process (the third press bending process) by 9, 9 can be performed. The pushing amount S of the bending dies 9, 9 at this time may be calculated based on the correspondence relationship. The same applies to the case where the fourth and subsequent press bending processes are required.
図2に示す断面形状(単位:mm)をもつ7000系アルミニウム合金押出形材のT5処理材を、長さ1020mmに切断し(端部は斜め切断)、プレス曲げ加工装置により、曲率半径10000mmへの曲げ加工を行った。なお、No.1〜3は同じ押出ロット、No.4〜6も同じ押出ロットから切断したものだが、No.1〜3とNo.4〜6はロットが異なる。 A 7000 series aluminum alloy extruded material having a cross-sectional shape (unit: mm) shown in FIG. 2 is cut to a length of 1020 mm (the end is obliquely cut), and the radius of curvature is set to 10000 mm by a press bending apparatus. The bending process was performed. In addition, No. 1-3 are the same extrusion lot. Nos. 4 to 6 were cut from the same extrusion lot. 1 to 3 and no. 4 to 6 have different lots.
No.1,4は本発明例であり、1回目のプレス曲げ加工として、図1(b)に示す態様で、両端部を支持ローラで支持し、中央部に成形面が所定の曲率に形成された曲げ金型を押し込んで曲げ加工を行った。続いて、2回目のプレス曲げ加工として、図1(d)に示す態様で、両端部を支持ローラで支持し、長さ方向中央付近に一対の曲げ金型を押し込んで逆方向に曲げ加工を行った。No.1,4とも、1回目のプレス曲げ加工(順曲げ)の押し込み量は35mm、2回目のプレス曲げ加工(曲げ戻し)の押し込み量は20mmとした。ここでいう押し込み量は、曲げ金型が形材に当たってからのストロークである。 No. 1 and 4 are examples of the present invention. As the first press bending process, both ends are supported by support rollers in the form shown in FIG. 1B, and a molding surface is formed with a predetermined curvature at the center. The bending mold was pushed in and bending was performed. Subsequently, as the second press bending process, in the embodiment shown in FIG. 1 (d), both ends are supported by support rollers, and a pair of bending dies are pushed in the vicinity of the center in the length direction to perform the bending process in the opposite direction. went. No. For both No. 1 and No. 4, the push amount of the first press bending process (forward bending) was 35 mm, and the push amount of the second press bending process (bending return) was 20 mm. The pushing amount here is a stroke after the bending mold hits the shape member.
No.2,5は比較例であり、No.1,4と同じプレス曲げ加工装置を用い、1回目のプレス曲げ加工のみを、図1(b)に示す態様で行った。No.2,5とも、プレス曲げ加工(順曲げ)の押し込み量は20mmとした。
No.3,6は比較例であり、同じプレス曲げ加工装置を用い、1回目のプレス曲げ加工を図1(b)に示す態様で行い、2回目のプレス曲げ加工を同じく図1(b)に示す態様で行った。No.3,6とも、1回目のプレス曲げ加工(順曲げ)の押し込み量は15mm、2回目のプレス曲げ加工(追加順曲げ)の押し込み量(この場合はストロークの増分)を10mmとした。
No. Nos. 2 and 5 are comparative examples. 1 and 4 was used, and only the first press bending process was performed in the mode shown in FIG. No. In both 2 and 5, the amount of press bending (forward bending) was 20 mm.
No. 3 and 6 are comparative examples. Using the same press bending apparatus, the first press bending process is performed in the mode shown in FIG. 1B, and the second press bending process is also shown in FIG. 1B. Conducted in a manner. No. For both 3 and 6, the push amount of the first press bending process (forward bending) was 15 mm, and the push amount of the second press bending process (additional forward bending) (in this case, the stroke increment) was 10 mm.
曲げ形状を示す指標として曲げ高さ(両端を水平に置いたときの長さ方向中央部の高さ)を選定し、プレス曲げ加工後の曲げ高さを測定し、曲げ加工製品の曲げ高さの基準値とのずれ量Δdを求めた。その結果を表2に示す。なお、曲げ加工製品の曲げ高さの基準値は7mmである。寸法公差は±0.3mmに設定した。No.1〜6はいずれも目標曲げ形状(曲げ高さ)が得られていた。 Select the bending height (height at the center in the length direction when both ends are placed horizontally) as an indicator of the bending shape, measure the bending height after press bending, and bend the bending product The amount of deviation Δd from the reference value was obtained. The results are shown in Table 2. The reference value for the bending height of the bent product is 7 mm. The dimensional tolerance was set to ± 0.3 mm. No. In all of Nos. 1 to 6, a target bending shape (bending height) was obtained.
また、No.1〜6について、形材の長さ方向中央位置と、そこから左右に200mmの位置において、曲げ内側フランジ3のウエブ近傍位置(図2に×印で示す箇所、大きい残留応力が発生しやすい)の残留応力値を測定した。その結果を図3に示す。図3において、測定位置2が形材の長さ方向中央位置、測定位置1,3がそこから左右に200mmの位置を意味する。また、残留応力の最大値を表2に示す。
なお、測定方法は、歪みゲージによる切断開放法を用いた。曲げ内側フランジの前記測定位置1,2,3表面にそれぞれ歪みゲージを瞬間接着剤で貼り着け、歪みゲージのリード線を歪み計に接続した後、歪みゲージ周辺を切断して応力開放し、切断前後の歪み量の差を歪み計で測定し、その測定値と形材のヤング率から残留応力値を算出した。
No. 1-6, the position in the vicinity of the web of the bent
As a measuring method, a cutting open method using a strain gauge was used. Affix the strain gauge to the
表2及び図3に示すように、1回目のプレス曲げ加工後、2回目のプレス曲げ加工で曲げ戻しを行い、目標とする曲げ形状を得たNo.1,4は、1回目のプレス曲げ加工で目標とする曲げ形状を得たNo.2,5や、1回目のプレス曲げ加工後、2回目のプレス曲げ加工で追加の順曲げを行ったNo.3,6に比べ、残留応力が大きく低減していた。 As shown in Table 2 and FIG. 3, after the first press bending process, the second press bending process was used to perform bending back to obtain a target bent shape. Nos. 1 and 4 were obtained from No. 1 obtained as a target bending shape in the first press bending process. No. 2, 5 and No. 1 after additional forward bending in the second press bending after the first press bending. Compared with 3 and 6, the residual stress was greatly reduced.
1 アルミニウム合金中空押出形材
2,3 フランジ
4,5 ウエブ
6,8 支持ロール
7,9 曲げ金型
1 Aluminum alloy hollow extruded
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