[发明专利]冲压成形装置及冲压成形方法

说明书

发明领域

本发明涉及例如薄板的冲压成形装置及冲压成形方法，尤其涉及测量 冲压加工时产生的模具应变的冲压成形装置及冲压成形方法。

背景技术

冲压加工时，在模具上作用有压力机产生的加压或被加工件变形阻力 的反作用力等，模具产生弹性变形。该弹性变形称为模具的应变。

图25为表示在由冲头2、冲模7和防皱压模4构成的压力机中冲压成 形时产生的模具应变的概念图。实线表示冲压成形前模具的外形，虚线表 示冲压成形时产生了弹性变形时的模具的外形。图25中强调了变位地进行 图示，在实际成形的负荷范围内，弹性变形量为几μm左右的程度。

图25中只表示了冲头2、冲模7和防皱压模4的变形，但严格地讲， 认为压力机的滑块、导向销等其他的压力机构成要素也产生弹性变形。但 是，在冲压成形现象中主导的弹性变形可以认为是冲头、冲模和防皱压模 的变形，以下将有关冲头、冲模和防皱压模这3者的弹性变形作为模具的 应变进行讨论。

由于模具产生应变而使成形品的尺寸精度降低。并且由于模具应变引 起的成形品的变形量和变形分布随压力机产生的加压以及被加工件变形阻 力产生的反作用力等而变化，因此模具应变也随压力机、模具形状、被加 工件的材质、被加工件的形状、润滑状况、加压等诸条件的变化而变化， 该模具应变的变化是成形品质量不均匀的主要因素。并且，用有限元法等 进行的成形预测因计算能力等原因不能考虑模具应变，因此模具应变难以 用成形的有限元法进行预测。

作为控制模具应变的装置，例如专利文献1中公开了在通过使安装于 上横梁的冲头及安装于下横梁的冲模进行接触分离动作而在所述冲头及冲 模之间对工件进行弯折加工的弯扳机中，具备多个上横梁用应变传感器、 多个下横梁用应变传感器、多个致动器和控制单元的弯扳机的中开补正装 置，所述上横梁用应变传感器沿所述上横梁的长度方向设置、检测所述上 横梁的应变；所述下横梁用应变传感器沿所述下横梁的长度方向设置、检 测所述下横梁的应变；所述致动器沿折弯加工线方向分散配置在所述下横 梁与下模具之间或者所述上横梁与上模具之间，在所述下模具或上模具上 施加上下方向的压力；所述控制单元在加压开始后到加压结束前的途中使 所述上横梁停止下降，读取该停止状态时所述上横梁用应变传感器和所述 下横梁用应变传感器的检测输出，根据这些各检测输出计算上横梁和下横 梁的应变量，根据该计算的值进行所述多个致动器的驱动控制以使上横梁 和下横梁的应变量为合适的值，然后进行使加压控制重新开始的控制。由 此，能够获得沿整个长度具有均匀的弯曲角度的成形品。

并且，专利文献2中公开了在模压成形中特征在于由负载检测单元、 行程检测单元、冲压次数检测单元、模具温度检测单元、变形预测模型(モ デル)、多变量控制信号发生装置、以及使成形凹部的内壁变形的驱动装置 构成的冲压模具，所述变形预测模型由模具磨损模型、模具热变形模型、 模具负载变形模型、被加工件的热变形模型、被加工件的回弹模型中的单 个或多个模型构成。由此，能够获得具有高精度的尺寸和形状的制品。

并且，专利文献3中公开了虽然不进行模具应变的控制，但具有冲头、 冲模、防皱压模、安装在所述冲模与所述防皱压模之间的摩擦力测量单元、 以及防皱压力负荷调节单元的薄板冲压成形装置。由此，不管模具与被加 工物之间的润滑性或表面形状等变动原因，都能够施加适当的摩擦力，不 管材料的特性偏差或环境如何变化，总能提供良好的成形品。

专利文献1虽然公开了有关具有模具应变测量功能的装置的发明，但 除了横梁用应变传感器沿弯扳机用横梁的长度方向设置以外，发明没有公 开。因此，为了在使用形状比弯扳机用横梁的形状复杂的模具的冲压成形 中进行高精度的质量管理，不能充分地测量在具有多个形状的模具中产生 的模具应变，专利文献1的发明并不充分。

并且，专利文献1虽然公开了有关进行模具应变控制的装置的发明， 但用于检测弯扳机上下横梁的应变的应变检测部设置在上下横梁上，与此 相对，用于控制上下横梁应变的致动器设置在下横梁与下模具之间或者上 横梁与上模具之间，应变检测位置与应变控制位置不同。