JP6497150B2 - Hot press mold, hot press apparatus, and hot press molded product manufacturing method - Google Patents

Hot press mold, hot press apparatus, and hot press molded product manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、熱間プレス用金型、熱間プレス装置および熱間プレス成形品の製造方法に関し、具体的には、天板と、天板に連続する稜線と、稜線に連続する縦壁とを有する断面(例えばハット断面または溝型断面)を有する熱間プレス成形品を製造する場合における縦壁の割れを抑制する技術に関する。   The present invention relates to a hot press die, a hot press apparatus, and a method for manufacturing a hot press molded product, specifically, a top plate, a ridge line continuous with the top plate, and a vertical wall continuous with the ridge line. The present invention relates to a technique for suppressing cracks in a vertical wall in the case of manufacturing a hot press-formed product having a cross section having a cross section (for example, a hat cross section or a groove cross section).

近年、自動車の軽量化のため、鋼材の高強度化を図り、使用重量を減ずることが推進されている。自動車に広く使用される薄鋼板においては、強度の増加に伴って、プレス成形性が低下し、複雑な形状を製造することが困難になってきている。具体的には、高強度のブランクは、延性が低下して加工度が高い部位で破断が生じたり、スプリングバックや壁反りが大きくなってプレス成形品の寸法精度が劣化する。このため、高強度、特に780MPa級以上の引張強さを有する鋼板からなるブランクに冷間でのプレス成形を行って所望の形状のプレス成形品を製造することは容易ではない。プレス成形ではなくロール成形によれば、高強度の鋼板の加工が可能であるが、長手方向に一様な断面を有する部品しか製造できない。   In recent years, in order to reduce the weight of automobiles, it has been promoted to increase the strength of steel materials and reduce the weight used. In thin steel plates widely used in automobiles, press formability decreases with increasing strength, making it difficult to manufacture complex shapes. Specifically, in a high-strength blank, the ductility is reduced and breakage occurs at a portion with a high degree of processing, or the spring back and wall warp are increased, resulting in deterioration of the dimensional accuracy of the press-formed product. For this reason, it is not easy to produce a press-formed product having a desired shape by performing cold press forming on a blank made of a steel plate having high strength, particularly a tensile strength of 780 MPa or more. According to roll forming rather than press forming, it is possible to process a high-strength steel sheet, but only parts having a uniform cross section in the longitudinal direction can be produced.

これに対し、特許文献1には、加熱した鋼板からなるブランクにプレス成形を行う熱間プレス成形と呼ばれる方法が開示され、特許文献2には、室温でブランクを所定の形状に予成形した後にオーステナイト域に加熱し、プレス成形金型内で急冷することにより鋼板の高強度化と成形性を同時に達成する熱間プレス成形法(予プレスクエンチ法)が開示されている。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a method called hot press forming in which a blank made of a heated steel plate is pressed, and Patent Document 2 discloses a method in which a blank is pre-formed into a predetermined shape at room temperature. There has been disclosed a hot press forming method (pre-press quench method) that simultaneously achieves high strength and formability of a steel sheet by heating to an austenite region and quenching in a press mold.

熱間プレス成形では、成形時の鋼板が高温、軟質かつ高延性になっているため、複雑な形状のプレス成形品を良好な寸法精度で製造することが可能である。さらに、鋼板をオーステナイト域に加熱しておき、プレス成形金型内で急冷(焼入れ)することにより、マルテンサイト変態による鋼板の高強度化も同時に達成される。   In hot press forming, since the steel plate at the time of forming has high temperature, softness, and high ductility, it is possible to manufacture a press-formed product having a complicated shape with good dimensional accuracy. Furthermore, by increasing the strength of the steel sheet by martensitic transformation, the steel sheet is heated in the austenite region and rapidly cooled (quenched) in a press mold.

このように、熱間プレス成形により高強度鋼板に対する成形の自由度は大幅に高まったものの、熱間プレス成形を行ってもプレス成形時に割れが生じることがある。   Thus, although hot press forming has greatly increased the degree of freedom in forming high-strength steel sheets, cracking may occur during press forming even when hot press forming is performed.

図8(a)は、このような割れを生じる熱間プレス成形品1を示す斜視図であり、図8(b)は、熱間プレス成形品1のプレス成形装置3の1/2断面を示す説明図である。また、図9(a)は、同様の割れを生じる熱間プレス成形品2を示す斜視図であり、図9(b)は、熱間プレス成形品2のプレス成形装置4の1/2断面を示す説明図であり、図9(c)は、プレス成形開始前のプレス成形装置4における図9(a)中のA−A‘断面に相当する断面を示す説明図である。なお、図9(a)および図9(c)中の2本の直線は、それぞれが指示する位置がプレス成形前後で対応する位置であることを示す。   FIG. 8A is a perspective view showing the hot press-formed product 1 in which such a crack occurs, and FIG. 8B shows a half section of the press-forming device 3 of the hot press-formed product 1. It is explanatory drawing shown. FIG. 9A is a perspective view showing a hot press-formed product 2 that causes similar cracks, and FIG. 9B is a half section of the press-forming device 4 of the hot press-formed product 2. FIG. 9C is an explanatory view showing a cross section corresponding to the cross section AA ′ in FIG. 9A in the press forming apparatus 4 before the start of press forming. In addition, the two straight lines in FIG. 9A and FIG. 9C indicate that the positions indicated by each are corresponding positions before and after press forming.

図8(b)に示すように、プレス成形装置3のパンチ5、ダイ6およびブランクホルダ7を用いてブランク8に絞り成形による熱間プレス成形を行って、図8(a)に示すように、例えば、天板1aと、天板1aに連続する2つの稜線1b,1bと、2つの稜線1b,1bそれぞれに連続する2つの縦壁1c,1cとを有する横断面(例えばハット断面または溝型断面)を有するとともに天板1aにプレス方向の平面視で天板1aの外側に張り出して曲がった稜線1bを備えた曲部1dを有する熱間プレス成形品1を製造する場合には、曲部1dの天板1aに連続する縦壁1cにおいて熱間プレス成形時に割れが発生し易い。   As shown in FIG. 8 (b), hot press molding by drawing is performed on the blank 8 using the punch 5, die 6 and blank holder 7 of the press molding apparatus 3, and as shown in FIG. 8 (a). For example, a cross section (for example, a hat cross section or a groove) having a top plate 1a, two ridge lines 1b and 1b continuous to the top plate 1a, and two vertical walls 1c and 1c continuous to the two ridge lines 1b and 1b, respectively. In the case of manufacturing a hot press-formed product 1 having a curved portion 1d having a curved ridge line 1b that protrudes outward from the top plate 1a in a plan view in the pressing direction and has a curved section) In the vertical wall 1c continuous with the top plate 1a of the portion 1d, cracks are likely to occur during hot press molding.

また、図9(b)および図9(c)に示すように、プレス成形装置3のパンチ5およびダイ6を用いてブランク8に曲げ成形による熱間プレス成形を行って、図9(a)に示すように、例えば、天板2aと、天板2aに連続する2つの稜線2b,2bと、2つの稜線2b,2bそれぞれに連続する2つの縦壁2c,2cとを有する横断面(例えばハット断面または溝型断面)を有するとともに天板2aにプレス方向(天板2aに直交する方向)への段差2eがある熱間プレス成形品2を製造する場合には、段差2e付近の天板2a(特に段差2eを境として低い位置に存在する天板2a)に連続する縦壁2cにおいて熱間プレス時に割れが発生し易い。   Further, as shown in FIGS. 9B and 9C, hot press molding by bending is performed on the blank 8 using the punch 5 and the die 6 of the press molding apparatus 3, and FIG. As shown, for example, a cross section (for example, a cross-section (for example, two vertical walls 2c, 2c continuous to two ridge lines 2b, 2b) and two ridge lines 2b, 2b continuous to the top plate 2a (for example, When manufacturing a hot press-formed product 2 having a hat cross section or a groove type cross section and having a step 2e in the pressing direction (a direction perpendicular to the top plate 2a) on the top plate 2a, the top plate near the step 2e Cracks are likely to occur during hot pressing in the vertical wall 2c that continues to 2a (particularly the top plate 2a present at a low position with the step 2e as a boundary).

これまでにもプレス成形品の割れ対策を目的とする発明が多数提案されている。特許文献3には、天板に直交する視線での平面視で湾曲した断面ハット型の部材の冷間プレス成形品の製造方法が開示され、特許文献4には、熱間プレス成形によって断面ハット型の部材を成形するに際し金型(パンチ)に円弧状の別動パンチを内蔵させ、成形下死点において別動パンチを稼働させる方法が開示され、さらに、特許文献5には、成形工程において冷却触媒を用いて材料の特定部分を冷却することにより成形性を向上させる絞り成形による熱間プレス成形法が開示されている。   Many inventions have been proposed so far to prevent cracks in press-formed products. Patent Document 3 discloses a method of manufacturing a cold press-formed product of a cross-section hat-shaped member curved in a plan view with a line of sight orthogonal to the top plate, and Patent Document 4 discloses a cross-section hat by hot press molding. In forming a mold member, a method is disclosed in which an arc-shaped separate punch is built in a die (punch) and the separate punch is operated at a molding bottom dead center. There has been disclosed a hot press forming method by drawing which improves formability by cooling a specific portion of the material using a cooling catalyst.

英国特許公報1490535号明細書British Patent Publication No. 1490535 特開平10−96031号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-96031 国際公開第2014−106932号パンフレットInternational Publication No. 2014-106932 Pamphlet 特開2015−20175号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-20175 特開2014−208374号公報JP 2014-208374 A

しかし、特許文献3により開示された製造方法を熱間プレス成形に適用すると、パンチ肩部において割れが発生する場合がある。   However, when the manufacturing method disclosed in Patent Document 3 is applied to hot press molding, cracks may occur in the punch shoulder.

特許文献4により開示された方法では、成形下死点に到達するまでに生じる縦壁のワレを抑制することができない。さらに、別動パンチを稼働させるためには別働パンチの稼働装置等を別途設ける必要があり、装置コストの上昇は否めない。   With the method disclosed in Patent Document 4, it is not possible to suppress vertical wall cracks that occur before reaching the bottom dead center. Further, in order to operate the separate punch, it is necessary to separately provide an operation device for the separate punch, and the cost of the apparatus cannot be denied.

さらに、特許文献5には、縦壁の割れを抑制する方法が確かに規定されているものの、この方法によっても装置コストの上昇は避けられない。   Furthermore, although Patent Document 5 definitely defines a method for suppressing cracks in the vertical wall, this method inevitably increases the cost of the apparatus.

このように従来の技術では、製造コストの上昇を伴うことなく、図8および図9を参照しながら説明した、熱間プレス成形時に縦壁に生じる伸びひずみによる縦壁の割れを抑制ができない。   As described above, the conventional technique cannot suppress the cracking of the vertical wall due to the elongation strain generated in the vertical wall at the time of hot press forming described with reference to FIGS. 8 and 9 without increasing the manufacturing cost.

熱間プレス成形におけるブランクの割れは、ブランクと金型(パンチ,ダイ)との接触によって生じるブランクの局所的な温度低下に起因して生じることが多い。ブランクにおける金型と接触した温度低下部は、ブランクにおける金型と接触していない非温度低下部(高温部)に比べて硬度が高く変形し難いため、成形時には非温度低下部にひずみが集中することになる。   In many cases, cracking of a blank in hot press molding is caused by a local temperature drop of the blank caused by contact between the blank and a die (punch, die). The temperature drop part in contact with the mold in the blank is harder and more difficult to deform than the non-temperature drop part (high temperature part) that is not in contact with the mold in the blank. Will do.

本発明者らは、このような前提に基づいて上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下に列記の知見A〜Kを得て、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above problems based on such premise, the present inventors have obtained knowledge AK listed below and completed the present invention.

(A)図10(a)は、図8(b)に示すプレス成形装置3により熱間プレス成形された熱間プレス成形品1における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図10(b)は、図8(b)に示すプレス成形装置3により熱間プレス成形された熱間プレス成形品1における成形下死点よりも10mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。図10(a)中の数字は指示する領域における板厚減少率を示す。   (A) FIG. 10A is a contour based on numerical analysis of the plate thickness reduction rate at the bottom dead center in the hot press-formed product 1 hot press-formed by the press forming apparatus 3 shown in FIG. 8B. FIG. 10B is a diagram showing the temperature of each part at a position 10 mm above the bottom dead center of molding in the hot press-molded product 1 that is hot press-molded by the press molding apparatus 3 shown in FIG. 8B. It is a contour figure by numerical analysis. The numbers in FIG. 10A indicate the plate thickness reduction rate in the indicated area.

図10(a)に示すように、熱間プレス成形において割れが生じ易い曲部1dの外周側の縦壁1cには、
(i)成形中にプレス方向のみならずプレス方向と直交する方向の張力が付与される部位であること、
(ii)金型5,6と接触しないため高温に保たれる部位であること、および
(iii)ブランク8が接触する金型のダイ肩R部およびパンチ肩R部に挟まれた部位であること
という特徴がある。
As shown in FIG. 10 (a), the vertical wall 1c on the outer peripheral side of the curved portion 1d, which is likely to be cracked in hot press molding,
(I) It is a part to which tension is applied not only in the pressing direction but also in the direction orthogonal to the pressing direction during molding;
(Ii) It is a part that is kept at a high temperature because it does not come into contact with the molds 5 and 6, and (iii) It is a part that is sandwiched between the die shoulder R part and the punch shoulder R part of the mold that the blank 8 contacts. There is a feature.

(B)これらの特徴(i)〜(iii)から、曲部1dの外周側の縦壁1cは成形時にひずみが集中するために板厚が大きく減少して割れが生じ易い。このため、縦壁1cの割れを抑制するためには、曲部1dの外周側の縦壁1cの非温度低下部(高温部)の領域を拡大することによりひずみの局所的な集中を緩和することが有効である。   (B) From these features (i) to (iii), the vertical wall 1c on the outer peripheral side of the curved portion 1d is easily strained during molding, so that the plate thickness is greatly reduced and cracking is likely to occur. For this reason, in order to suppress the crack of the vertical wall 1c, the local concentration of the strain is alleviated by enlarging the region of the non-temperature drop portion (high temperature portion) of the vertical wall 1c on the outer peripheral side of the curved portion 1d. It is effective.

(C)天板1aに連続する2つの稜線1b,1bと、2つの稜線1b,1bにそれぞれ連続する2つの縦壁1c,1cが天板1aにプレス方向の平面視で天板1aの外側に張り出して曲がった稜線1bを備えた曲部1dを有するときに、曲部1dの外周側の縦壁1cへのひずみの集中が顕著に発生する。稜線1bが曲がっていると、プレス成型時のブランクの流れが不均一になるからである。   (C) Two ridge lines 1b and 1b continuous to the top plate 1a and two vertical walls 1c and 1c respectively continuous to the two ridge lines 1b and 1b are arranged on the top plate 1a on the outside of the top plate 1a in a plan view in the pressing direction. When it has the curved part 1d provided with the ridge line 1b that protrudes and curves, the concentration of strain on the vertical wall 1c on the outer peripheral side of the curved part 1d occurs remarkably. This is because if the ridge line 1b is bent, the flow of the blank during press molding becomes non-uniform.

(D)図10(c)は、後述する本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品10における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図10(d)は、本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品10における成形下死点よりも10mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。図10(c)中の数字は指示する領域における板厚減少率を示す。   (D) FIG.10 (c) is a contour figure by the numerical analysis of the plate | board thickness reduction | decrease rate in the shaping | molding bottom dead center in the hot press-molded product 10 hot-press-molded with the press molding apparatus which concerns on this invention mentioned later. FIG. 10 (d) is a contour diagram based on numerical analysis of the temperature of each part at a position 10mm above the bottom dead center of molding in the hot press molded product 10 that is hot press molded by the press molding apparatus according to the present invention. is there. The numbers in FIG. 10C indicate the plate thickness reduction rate in the indicated area.

図10(c)および図10(d)と、図10(a),図10(d)とを対比することから理解されるように、熱間プレス成形により熱間プレス成形品10を製造する際には、パンチ頂部に装着されたインナーパッドを有するパンチを用いること、具体的には、ブランクにおける、プレス方向の平面視で天板10aの曲部10dに成形される部分を、パンチ頂部に出入り自在に装着されたインナーパッドにより支持してパンチとダイを用いて熱間プレス成形を行うことにより、曲部10dの外周側の縦壁1cの非温度低下部(高温部)の領域を拡大でき、これにより、ひずみの局所的な集中を緩和して板厚の減少率を抑制できるため、曲部10dの外周側の縦壁10cにおける割れの発生を効果的に解消できる。   As can be understood from a comparison of FIGS. 10C and 10D with FIGS. 10A and 10D, the hot press-formed product 10 is manufactured by hot press forming. At that time, a punch having an inner pad attached to the top of the punch is used. Specifically, a portion of the blank that is formed into the curved portion 10d of the top plate 10a in a plan view in the press direction is used as the top of the punch. The region of the non-temperature-decreasing portion (high-temperature portion) of the vertical wall 1c on the outer peripheral side of the curved portion 10d is expanded by performing hot press molding using a punch and a die supported by an inner pad that is freely installed and removed. This can alleviate local concentration of strain and suppress the reduction rate of the plate thickness, so that the occurrence of cracks in the vertical wall 10c on the outer peripheral side of the curved portion 10d can be effectively eliminated.

(E)上記(A)〜(D)の知見は、天板の稜線が1本のみの場合、すなわちブランクに対してプレス方向の平面視で円形、楕円形、多角形等といった環状の稜線から形成される天板を熱間プレス成形する場合にも適用できる。   (E) The knowledge of (A) to (D) above is based on the fact that there is only one ridgeline on the top plate, that is, from an annular ridgeline such as a circle, an ellipse, or a polygon in plan view in the press direction relative to the blank. The present invention can also be applied when the formed top plate is hot press-molded.

(F)図5(a)は、図9(b)(c)に示すプレス成形装置4により熱間プレス成形された、天板2aに段差2eを有する熱間プレス成形品2における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図5(b)は、図9(b)(c)に示すプレス成形装置4により熱間プレス成形された、天板2aに段差2eのある熱間プレス成形品2における成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。ここで、段差2eとは、天板2aの成形高さが変わる境界部である。   (F) FIG. 5 (a) shows the bottom die of molding in the hot press-molded product 2 having the step 2e on the top plate 2a, which is hot press-molded by the press molding device 4 shown in FIGS. 9 (b) and 9 (c). FIG. 5B is a contour diagram by numerical analysis of the plate thickness reduction rate at a point, and FIG. 5B is a step on the top plate 2a that is hot press-formed by the press-forming device 4 shown in FIGS. 9B and 9C. It is the contour figure by the numerical analysis of each part temperature in the position 4 mm above the bottom dead center of shaping | molding in the hot press molded product 2 with 2e. Here, the level | step difference 2e is a boundary part from which the shaping | molding height of the top plate 2a changes.

図5(a)に示すように、熱間プレス成形において割れが生じ易い、段差2e付近の天板2a(段差2eを境として低い位置に存在する天板2a、特に段差2eの境界のパンチ側に凸の箇所)に連続する縦壁2cには、図10(a)および図10(d)に示す曲部1dと同様に、
(i)成形中にプレス方向のみならずプレス方向と直交する方向の張力が付与される部位であること、
(ii)金型5,6と接触しないため高温に保たれる部位であること、および
(iii)ブランク8が接触する金型5,6のダイ肩R部およびパンチ肩R部に挟まれた部位であること
という特徴がある。
As shown in FIG. 5A, the top plate 2a in the vicinity of the step 2e (top plate 2a existing at a low position with the step 2e as a boundary, particularly the punch side at the boundary of the step 2e, which is easily cracked in hot press molding. In the vertical wall 2c continuing to the convex portion), similarly to the curved portion 1d shown in FIGS. 10 (a) and 10 (d),
(I) It is a part to which tension is applied not only in the pressing direction but also in the direction orthogonal to the pressing direction during molding;
(Ii) It is a part that is kept at a high temperature because it does not come into contact with the molds 5 and 6; It is characterized by being a part.

(G)これらの特徴(i)〜(iii)から、天板2aの段差部2eの縦壁2cは成形時にひずみが集中するために板厚が大きく減少して割れが生じ易い。この理由をさらに詳しく説明する。   (G) From these characteristics (i) to (iii), since the vertical wall 2c of the stepped portion 2e of the top plate 2a concentrates strain at the time of molding, the plate thickness is greatly reduced and cracking is likely to occur. The reason for this will be described in more detail.

図6(a)は、本発明に係るプレス成形装置12により熱間プレス成形品14を成形する際の成形下死点20mm上方位置でのブランク20の形状を示す説明図であり、図6(b)は、この時のプレス成形装置12の断面を示す説明図である。   Fig.6 (a) is explanatory drawing which shows the shape of the blank 20 in the shaping | molding bottom dead center 20mm upper position at the time of shape | molding the hot press molded product 14 with the press molding apparatus 12 which concerns on this invention, FIG. (b) is explanatory drawing which shows the cross section of the press molding apparatus 12 at this time.

図6(a)および図6(b)に示すように、ブランク8における天板2aに成形される部分8aに段差があると、パンチ5の凸側5aに位置する部分8aが成形初期にパンチ5の凹側5bに位置する部分8bよりも先に拘束されて成形されることになる。このため、成形が進行してパンチ5の凹側5bに位置する部分8bが成形される際には、パンチ5の凸側5aに位置する部分8aが拘束されているために材料の流入量が不足し、部分8bに連続する、縦壁2cに成形される部分において割れが生じ易くなる。特に熱間プレス成形では、成形時のブランク8における縦壁2cに成形される部分の非温度低下部(高温部)の領域が小さくなるため、冷間プレス成形よりもブランク8が拘束されることの影響が強くなり、部分8bに連続する、縦壁2cに成形される部分において割れがいっそう生じ易くなる。   As shown in FIGS. 6A and 6B, when there is a step in the portion 8a formed on the top plate 2a of the blank 8, the portion 8a located on the convex side 5a of the punch 5 is punched at the initial stage of molding. 5 is constrained and molded before the portion 8b located on the concave side 5b. For this reason, when molding progresses and the portion 8b located on the concave side 5b of the punch 5 is molded, the portion 8a located on the convex side 5a of the punch 5 is constrained, so the amount of inflow of material is small. Insufficient cracks are likely to occur in the portion formed in the vertical wall 2c that is continuous with the portion 8b. In particular, in the hot press forming, the blank 8 is restrained more than in the cold press forming because the region of the non-temperature reduced portion (high temperature portion) of the portion formed on the vertical wall 2c in the blank 8 at the time of forming becomes smaller. And the crack is more likely to occur in the portion formed in the vertical wall 2c that is continuous with the portion 8b.

(H)このため、天板2aに段差2eを有する熱間プレス成形品2における縦壁2eでの割れを抑制するためには、天板2aにおける段差2eに連続する縦壁2cの非温度低下部(高温部)の領域を拡大することによりひずみの局所的な集中を緩和することが有効である。   (H) For this reason, in order to suppress the crack in the vertical wall 2e in the hot press-formed product 2 having the step 2e on the top plate 2a, the non-temperature drop of the vertical wall 2c continuous to the step 2e in the top plate 2a It is effective to alleviate local concentration of strain by enlarging the region of the part (high temperature part).

図7(a)は、後述する本発明に係るプレス成形装置12により熱間プレス成形品14を成形する際の成形下死点20mm上方位置でのブランク20の形状を示す説明図であり、図7(b)は、この時のプレス成形装置12の断面を示す説明図である。   Fig.7 (a) is explanatory drawing which shows the shape of the blank 20 in the shaping | molding bottom dead center 20mm upper position at the time of shape | molding the hot press molded product 14 with the press molding apparatus 12 which concerns on this invention mentioned later. FIG. 7B is an explanatory view showing a cross section of the press molding apparatus 12 at this time.

図7(b)に示すように、パンチ頂部に装着されたインナーパッド21を有するパンチ16を用いること、具体的には、ブランク20における、熱間プレス成形品14の天板14aに形成される段差14eに成形される部分の近傍を、インナーパッド21により支持してパンチ16とダイ18を用いて熱間プレス成形を行うことにより、ブランク20における、パンチ16の凸側16aに位置する部分20aと、パンチ16の凹側16bに位置する部分20bが略同時に成形されることになり、部分20bの成形時におけるブランク20の拘束が小さくなる。   As shown in FIG. 7B, the punch 16 having the inner pad 21 mounted on the top of the punch is used, specifically, the blank 20 is formed on the top plate 14 a of the hot press-formed product 14. A portion 20a located on the convex side 16a of the punch 16 in the blank 20 is formed by supporting the vicinity of the portion to be formed in the step 14e by the inner pad 21 and performing hot press molding using the punch 16 and the die 18. And the part 20b located in the concave side 16b of the punch 16 will be shape | molded substantially simultaneously, and the restraint of the blank 20 at the time of shaping | molding of the part 20b will become small.

(I)図5(c)は、後述する本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品14における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図5(d)は、本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品14における成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。   (I) FIG.5 (c) is a contour figure by numerical analysis of the plate | board thickness reduction | decrease rate in the shaping | molding bottom dead center in the hot press-molded product 14 hot-press-molded by the press molding apparatus based on this invention mentioned later. FIG. 5D is a contour diagram by numerical analysis of the temperature of each part at a position 4 mm above the bottom dead center in the hot press-formed product 14 that is hot press-formed by the press forming apparatus according to the present invention. is there.

図5(c)および図5(d)を図5(a)および図5(b)と対比することから理解されるように、熱間プレス成形により天板14aに段差14eを有する熱間プレス成形品14を製造する際には、パンチ頂部に装着されたインナーパッドを有するパンチを用いること、具体的には、ブランクにおける、段差14eを境として高さの低い側の天板14aに成形される部分を、パンチ頂部に出入り自在に装着されたインナーパッドにより支持してパンチとダイを用いて熱間プレス成形を行うことにより、ブランク20における段差14e近傍の縦壁14cに成形される部分の非温度低下部(高温部)の領域を拡大でき、これにより、ひずみの局所的な集中を緩和して板厚の減少を抑制できるため、段差14e近傍の縦壁14cにおける割れの発生を効果的に解消できる。   As understood from comparing FIGS. 5 (c) and 5 (d) with FIGS. 5 (a) and 5 (b), the hot press having a step 14e on the top plate 14a by hot press forming. When the molded product 14 is manufactured, a punch having an inner pad attached to the top of the punch is used. Specifically, the blank 14 is formed on the top plate 14a on the lower side with the step 14e as a boundary. The portion to be formed on the vertical wall 14c in the vicinity of the step 14e in the blank 20 is supported by an inner pad that is detachably attached to the top of the punch and is subjected to hot press molding using a punch and a die. Since the region of the non-temperature drop part (high temperature part) can be enlarged, thereby reducing the local concentration of strain and suppressing the reduction of the plate thickness, the occurrence of cracks in the vertical wall 14c in the vicinity of the step 14e. The can be effectively resolved.

(J)このように、インナーパッド21を用いることによる、部分20bの成形時におけるブランク20の拘束が小さくなること、およびブランク20における縦壁14cに成形される部分の非温度低下部(高温部)の領域が拡大されることの相乗効果によって、成形性が大幅に向上し、段差14eの近傍14dの縦壁14cでの割れが抑制される。つまり、ブランク20に熱間プレス成形を行って、ハット型断面または溝型断面の天板14aにプレス方向(成形品14の高さ)への段差を有する熱間プレス成形品14を製造する際には、インナーパッド21を用いることにより、この段差14eを境として低い高さの天板14aに連続する縦壁14cでの割れの発生を、効果的に抑制できる。   (J) Thus, by using the inner pad 21, the restraint of the blank 20 at the time of shaping | molding of the part 20b becomes small, and the non-temperature fall part (high temperature part) of the part shape | molded in the vertical wall 14c in the blank 20 ) Is enlarged, the moldability is greatly improved, and cracks in the vertical wall 14c in the vicinity 14d of the step 14e are suppressed. That is, when hot press molding is performed on the blank 20 to produce a hot press molded product 14 having a step in the pressing direction (height of the molded product 14) on the top plate 14 a having a hat-shaped section or a groove-shaped section. By using the inner pad 21, it is possible to effectively suppress the occurrence of cracks in the vertical wall 14 c that continues to the top plate 14 a having a low height with the step 14 e as a boundary.

(K)このように、ハット形状あるいは溝型形状の断面に熱間プレスする際あるいはブランクに対して天板を有する凸部を熱間プレスで成形する際、ブランクにおける、パンチ肩R部近傍の縦壁に成形される部位が、プレス方向と直交する方向へ張力が付与されることに起因して、割れが懸念される部位である場合には、ブランクの部位の近傍をインナーパッドにより支持しながら熱間プレス成形を行うことにより、この部位でのブランクの割れを回避できる。   (K) Thus, when hot-pressing into a hat-shaped or groove-shaped cross section, or when forming a convex portion having a top plate with respect to the blank by hot pressing, in the blank, near the punch shoulder R portion. If the part formed on the vertical wall is a part where cracking is a concern due to tension applied in a direction perpendicular to the press direction, the vicinity of the blank part is supported by the inner pad. However, by performing hot press molding, it is possible to avoid blank cracking at this site.

本発明は、以下に列記の通りである。
(1)パンチ頂部と、該パンチ頂部に連続するパンチ肩R部とを備える熱間プレス用金型において、前記パンチ頂部からパンチの外側に所定量突出して配置されるとともに成形下死点において前記パンチ頂部に収容されるインナーパッドを備えることを特徴とする熱間プレス用金型。
The present invention is listed below.
(1) In a hot press die comprising a punch top and a punch shoulder R portion continuous with the punch top, a predetermined amount protrudes from the punch top to the outside of the punch, and at the bottom dead center of molding A hot press die comprising an inner pad accommodated in a punch top.

(2)前記インナーパッドは、ブランクにおける、前記パンチ肩R部の近傍の縦壁に成形される部位に、プレス方向とは直交する方向へ張力を付与する箇所(ブランクに張力を付与するパンチの部分)に、配置されることを特徴とする1項に記載された熱間プレス用金型。   (2) The inner pad is a portion of the blank where the tension is applied in a direction perpendicular to the press direction at a portion formed on the vertical wall in the vicinity of the punch shoulder R portion (the punch that applies tension to the blank). The hot pressing die according to item 1, which is disposed in the portion).

(3)前記箇所は、プレス方向の平面視で前記パンチ頂部の縁が該パンチの外側に張り出して曲がっている箇所である2項に記載された熱間プレス用金型。   (3) The hot press die according to item (2), wherein the portion is a portion where an edge of the top of the punch projects and bends to the outside of the punch in a plan view in the press direction.

(4)前記箇所は、前記パンチ頂部にパンチ高さ方向へ向けて形成された段差部を境としてパンチ高さが低い低位部(パンチの低位部)である2項に記載された熱間プレス用金型。   (4) The hot press described in 2 above, wherein the portion is a lower portion (a lower portion of the punch) having a lower punch height with a stepped portion formed in the punch top portion in the punch height direction as a boundary. Mold.

(5)1項から4項までのいずれか1項に記載された熱間プレス用金型を備えることを特徴とする熱間プレス装置。   (5) A hot press apparatus comprising the hot press die described in any one of items 1 to 4.

(6)加熱されたブランクに、1項から4項までのいずれか1項に記載された熱間プレス用金型であるパンチおよびダイを用いてプレス成形を行うことによって、天板と、天板に連続する稜線と、稜線に連続する縦壁とを備える断面を有する熱間プレス成形品を製造する方法であって、前記プレス成形は、前記加熱されたブランクにおける前記天板に成形される部位を、前記パンチ頂部から所定量突出して配置された前記インナーパッドにより支持しながら、前記パンチを前記ダイに相対的に接近させて型締めすることにより、行われることを特徴とする熱間プレス成形品の製造方法。   (6) By performing press molding on the heated blank using the punch and die that are the hot pressing molds described in any one of items 1 to 4, the top plate and the top A method of manufacturing a hot press-formed product having a cross section comprising a ridge line continuous with a plate and a vertical wall continuous with the ridge line, wherein the press molding is formed on the top plate in the heated blank. The hot pressing is performed by clamping the mold by bringing the punch relatively close to the die while supporting the portion by the inner pad arranged to protrude from the top of the punch by a predetermined amount. Manufacturing method of molded products.

本発明における「熱間プレス成形品」は、自動車車体や自動車部品の構成部品として多数あり、例えば、センタピラーインナパネルおよびセンタピラーアウタパネル、サイドシルインナパネルおよびサイドシルアウタパネル、AピラーインナパネルおよびAピラーアウタパネル、ルーフレールインナパネル、ルーフクロス、フロントサイドメンバおよびリアサイドメンバ、さらにはサブフレーム(サスペンションメンバ)等が例示される。   The “hot press-formed product” in the present invention is a large number of components of automobile bodies and automobile parts, such as a center pillar inner panel and a center pillar outer panel, a side sill inner panel and a side sill outer panel, an A pillar inner panel and an A pillar outer panel. A roof rail inner panel, a roof cross, a front side member and a rear side member, a subframe (suspension member), and the like are exemplified.

本発明により、パンチ頂部に出入り自在に装着されたインナーパッドを有するパンチとダイを用いて熱間プレス成形を行うことにより縦壁部に成形される部分の非温度低下部(高温部)を拡大でき、これにより、縦壁の割れの発生を効果的に解消することができる。具体的には、ブランクにおける、プレス方向の平面視で天板が外側に張り出す箇所、天板に段差がある箇所に、パンチ頂部に出入り自在に装着されたインナーパッドを接触させてパンチとダイを用いて熱間プレス成形を行うことにより、当該箇所の縦壁に成形される部分の割れの発生を解消することができる。   In accordance with the present invention, the non-temperature-decreasing portion (high-temperature portion) of the portion formed on the vertical wall portion is enlarged by performing hot press molding using a punch and die having an inner pad that is mounted on the top of the punch freely. Thus, the occurrence of cracks in the vertical wall can be effectively eliminated. Specifically, the punch and die are brought into contact with the inner pad that is freely attached to the top of the punch at the place where the top plate protrudes to the outside in a plan view in the press direction and where the top plate has a step. By performing the hot press molding using the above, it is possible to eliminate the occurrence of cracks in the part molded on the vertical wall of the part.

図1は、本発明に係る熱間プレス装置と、これらにより製造されるプレス成形品を模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a hot press apparatus according to the present invention and a press-formed product manufactured by them. 図2は、本発明に係る熱間プレス装置と、これらにより製造されるプレス成形品を模式的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a hot press device according to the present invention and a press-formed product manufactured by the hot press device. 図3は、パンチおよびダイを備える従来の熱間プレス装置を用いてブランクに熱間プレス成形を行う状況を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a situation in which hot press molding is performed on a blank using a conventional hot press apparatus including a punch and a die. 図4は、本発明に係る熱間プレス装置を用いてブランクに熱間プレス成形を行う状況を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a situation in which hot press molding is performed on a blank using the hot press apparatus according to the present invention. 図5(a)は、インナーパッドを用いない従来の熱間プレス成形法により製造された、図9(a)に示すプレス成形品の成形下死点での板厚減少率分布の数値解析によるコンター図であり、図5(b)は、インナーパッドを用いない従来の熱間プレス成形法により製造された、図9(a)に示すプレス成形品の成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図であり、図5(c)は、インナーパッドを用いる本発明に係る熱間プレス成形法により製造された、図2(a)に示すプレス成形品の成形下死点での板厚減少率分布の数値解析によるコンター図であり、図5(d)は、インナーパッドを用いる本発明に係る熱間プレス成形法により製造された、図2(a)に示すプレス成形品の成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。FIG. 5 (a) is based on numerical analysis of the plate thickness reduction rate distribution at the bottom dead center of the press-formed product shown in FIG. 9 (a) manufactured by the conventional hot press forming method using no inner pad. FIG. 5 (b) is a contour diagram at a position 4mm above the molding bottom dead center of the press-molded product shown in FIG. 9 (a) manufactured by a conventional hot press molding method that does not use an inner pad. FIG. 5 (c) is a contour diagram by numerical analysis of the temperature of each part, and FIG. 5 (c) shows the bottom of the press-formed product shown in FIG. 2 (a) manufactured by the hot press forming method according to the present invention. FIG. 5 (d) is a contour diagram by numerical analysis of the plate thickness reduction rate distribution at the dead center, and FIG. 5 (d) is shown in FIG. 4 mm above the bottom dead center of the press-molded product It is a contour diagram in accordance with the numerical analysis of each part temperature at location. 図6(a)は、本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形品を成形する際の成形下死点20mm上方位置でのブランクの形状を示す説明図であり、図6(b)は、この時のプレス成形装置の断面を示す説明図である。Fig.6 (a) is explanatory drawing which shows the shape of the blank in the shaping | molding bottom dead center 20mm upper position at the time of shape | molding a hot press molded product with the press molding apparatus which concerns on this invention, FIG.6 (b) It is explanatory drawing which shows the cross section of the press molding apparatus at this time. 図7(a)は、後述する本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形品を成形する際の成形下死点20mm上方位置でのブランクの形状を示す説明図であり、図7(b)は、この時のプレス成形装置の断面を示す説明図である。Fig.7 (a) is explanatory drawing which shows the shape of the blank in the shaping | molding bottom dead center 20mm upper position at the time of shape | molding a hot press molded product with the press molding apparatus which concerns on this invention mentioned later, FIG.7 (b) ) Is an explanatory view showing a cross section of the press molding apparatus at this time. 図8(a)は、割れを生じる熱間プレス成形品を示す斜視図であり、図8(b)は、熱間プレス成形品のプレス成形装置の1/2断面を示す説明図である。Fig.8 (a) is a perspective view which shows the hot press molded product which produces a crack, FIG.8 (b) is explanatory drawing which shows the 1/2 cross section of the press molding apparatus of a hot press molded product. 図9(a)は、同様の割れを生じる熱間プレス成形品を示す斜視図であり、図9(b)は、熱間プレス成形品のプレス成形装置の1/2断面を示す説明図であり、図9(c)は、プレス成形開始前のプレス成形装置における図9(a)中のA−A‘断面に相当する断面を示す説明図である。Fig.9 (a) is a perspective view which shows the hot press molded product which produces the same crack, FIG.9 (b) is explanatory drawing which shows the 1/2 cross section of the press molding apparatus of a hot press molded product. FIG. 9C is an explanatory view showing a cross section corresponding to the cross section AA ′ in FIG. 9A in the press molding apparatus before the start of press molding. 図10(a)は、図8に示すプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図10(b)は、図8に示すプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品における成形下死点よりも10mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図であり、図10(c)は、本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品における成形下死点での板厚減少率の数値解析によるコンター図であり、図10(d)は、本発明に係るプレス成形装置により熱間プレス成形された熱間プレス成形品における成形下死点よりも10mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。FIG. 10 (a) is a contour diagram by numerical analysis of the plate thickness reduction rate at the bottom dead center in the hot press-formed product hot-pressed by the press-forming apparatus shown in FIG. ) Is a contour diagram by numerical analysis of the temperature of each part at a position 10 mm above the bottom dead center of the hot press-formed product that is hot press-formed by the press-forming apparatus shown in FIG. These are the contour figures by the numerical analysis of the plate | board thickness reduction | decrease rate in the shaping | molding bottom dead center in the hot press-molded goods hot-press-molded with the press molding apparatus based on this invention, FIG.10 (d) is this invention. It is a contour figure by the numerical analysis of each part temperature in the position 10 mm above the formation bottom dead center in the hot press-molded product hot-press-molded by the press molding apparatus which concerns on.

添付図面を参照しながら本発明を説明する。
1.本発明に係る熱間プレス装置11,12
図1(a)は、本発明に係る熱間プレス装置11により製造されるプレス成形品13を模式的に示す説明図であり、図1(b)は、本発明に係る熱間プレス装置11を示す説明図である。また、図2(a)は、本発明に係る熱間プレス装置12により製造されるプレス成形品14を模式的に示す説明図であり、図2(b)は、本発明に係る熱間プレス装置12を示す説明図である。
The present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1. Hot press apparatus 11, 12 according to the present invention
Fig.1 (a) is explanatory drawing which shows typically the press molded product 13 manufactured with the hot press apparatus 11 which concerns on this invention, FIG.1 (b) is the hot press apparatus 11 which concerns on this invention. It is explanatory drawing which shows. Moreover, Fig.2 (a) is explanatory drawing which shows typically the press molded product 14 manufactured with the hot press apparatus 12 which concerns on this invention, FIG.2 (b) is the hot press which concerns on this invention. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the device 12.

以下、図1(a)および図1(b),図2(a)および図2(b)を参照しながら熱間プレス装置11,12をまとめて説明する。   Hereinafter, the hot press apparatuses 11 and 12 will be described together with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b), FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b).

図1(b),図2(b)に示すように、熱間プレス装置11,12は、熱間プレス用金型であるパンチ15,16と、ダイ17,18とを備え、熱間プレス装置11ではさらにブランクホルダ19とを備える。   As shown in FIGS. 1B and 2B, the hot press apparatuses 11 and 12 include punches 15 and 16 that are hot press molds and dies 17 and 18, and are hot presses. The apparatus 11 further includes a blank holder 19.

熱間プレス装置11は、パンチ15と、ダイ17と、ブランクホルダ19を用いてブランク20に絞り成形による熱間プレス成形を行うことにより、天板13aと、天板13aに連続する2つの稜線13b,13bと、2つの稜線13b,13bそれぞれに連続する2つの縦壁13c,13cとを備える断面(例えばハット断面または溝型断面)を有するとともに、2つの稜線13b,13bおよび2つの縦壁13c,13cのうちの少なくとも一つの稜線13bおよび縦壁13cがプレス方向の平面視で天板13aの外側に張り出して曲がる曲部13dを有する熱間プレス成形品13を製造する。   The hot press device 11 performs hot press forming by drawing on the blank 20 using the punch 15, the die 17, and the blank holder 19, so that the top plate 13a and the two ridge lines continuous to the top plate 13a 13b, 13b and a cross section (for example, a hat cross section or a groove-type cross section) provided with two vertical walls 13c, 13c continuous to the two ridge lines 13b, 13b, and the two ridge lines 13b, 13b and two vertical walls A hot press-formed product 13 having a curved portion 13d in which at least one ridge line 13b and the vertical wall 13c of 13c and 13c project and bend to the outside of the top plate 13a in a plan view in the press direction is manufactured.

一方、熱間プレス装置12は、パンチ16と、ダイ18を用いてブランク20に曲げ成形による熱間プレス成形を行うことにより、天板14aと、天板14aに連続する2つの稜線14b,14bと、2つの稜線14b,14bそれぞれに連続する2つの縦壁14c,14cとを備える断面(例えばハット断面または溝型断面)を有するとともに、天板14aが熱間プレス成形品14の高さ方向(天板14aに略直交する方向)への段差14eを有する熱間プレス成形品14を製造する。段差14eを境にして、天板14aには、前記高さの高い部分と、該高さの低い部分とに区画され、段差14eでは高さが変化する。   On the other hand, the hot press device 12 performs hot press forming by bending on the blank 20 using the punch 16 and the die 18 to thereby form the top plate 14a and the two ridge lines 14b and 14b continuous to the top plate 14a. And a cross-section (for example, a hat cross-section or a groove-type cross-section) having two vertical walls 14c, 14c continuous to the two ridgelines 14b, 14b, respectively, and the top plate 14a is in the height direction of the hot press-formed product 14 A hot press-formed product 14 having a step 14e in a direction (perpendicular to the top plate 14a) is manufactured. With the step 14e as a boundary, the top plate 14a is divided into the high portion and the low portion, and the height changes at the step 14e.

パンチ15,16には本発明に係る熱間プレス用金型が用いられる。すなわち、パンチ15,16は、パンチ頂部15a,16aと、パンチ頂部15a,16aに連続する2つのパンチ肩R部15b,16bとを備える。   For the punches 15 and 16, a hot pressing die according to the present invention is used. That is, the punches 15 and 16 include punch top portions 15a and 16a and two punch shoulder R portions 15b and 16b continuous to the punch top portions 15a and 16a.

熱間プレス装置11では2つのパンチ肩R部15bのうちの少なくとも一方は、プレス方向の平面視で曲部を有する。この曲部は、熱間プレス成形品13の曲部13dを成形するためのものである。図1は、パンチ15の曲部の位置での断面を示す。   In the hot press apparatus 11, at least one of the two punch shoulder R portions 15b has a curved portion in plan view in the pressing direction. This curved portion is for molding the curved portion 13 d of the hot press-formed product 13. FIG. 1 shows a cross-section at the position of the curved portion of the punch 15.

熱間プレス装置12によって成形されるプレス成形品14では、2つのパンチ肩R部16bによって形成される稜線14bが別の縦壁部に突き当たり、天板14aに段差14eが生じている。図2(b)は、パンチ肩R部16bよって形成される稜線14bが別の縦壁部に突き当たる近傍、すなわち段差14eを境にして天板14aにおける高さの低い部分での断面を示す。   In the press-formed product 14 formed by the hot press device 12, the ridge line 14b formed by the two punch shoulder R portions 16b hits another vertical wall portion, and a step 14e is generated on the top plate 14a. FIG. 2B shows a cross section in the vicinity where the ridge line 14b formed by the punch shoulder R portion 16b hits another vertical wall portion, that is, at a low height portion of the top plate 14a with the step 14e as a boundary.

パンチ15,16は、図1(b),図2(b)において、パンチ頂部15a,16aから所定量突出して配置されるインナーパッド21,21を備える。インナーパッド21,21は、ブランク20における天板13a,14aに成形される部分の一部(ブランク20における、パンチ肩R部近傍の縦壁13c,14cに成形される部位にプレス方向とは直交する方向に張力が付与される箇所の近傍)を支持すればよいが、この一部を除いた残余の部分(例えば全部)をも支持してもよい。   The punches 15 and 16 are provided with inner pads 21 and 21 which are arranged so as to protrude from the punch tops 15a and 16a by a predetermined amount in FIGS. 1B and 2B. Inner pads 21 and 21 are part of the portion formed on top plate 13a and 14a of blank 20 (the portion formed on vertical walls 13c and 14c in the vicinity of punch shoulder R in blank 20 is orthogonal to the pressing direction. The vicinity of the portion where tension is applied in the direction to be applied) may be supported, but the remaining part (for example, all) excluding this part may also be supported.

パンチ頂部15a,16aには、インナーパッド21,21を収容するための収容孔15c、16cが穿設されており、収容孔15c、16cの底部15d,16dには、インナーパッド21,21をパンチ頂部15a,16aから所定量突出して配置するためにばね15e,16eやガスクッションといった適当な加圧機構が設けられている。   The punch tops 15a and 16a are provided with receiving holes 15c and 16c for receiving the inner pads 21 and 21, and the inner pads 21 and 21 are punched at the bottoms 15d and 16d of the receiving holes 15c and 16c. Appropriate pressurizing mechanisms such as springs 15e and 16e and gas cushions are provided in order to project a predetermined amount from the top portions 15a and 16a.

インナーパッド21,21は、プレス成形の開始時には図1(b),図2(b)に示す位置に配置されており、プレス成形開始後にダイ17,18がパンチ15,16に接近するに伴ってダイ17,18に付勢されて徐々に上記位置から収容孔15c、16cの底部15d,16dへ向けて移動し、成形下死点においてパンチ頂部15a,16aに完全に収容されてパンチ頂部15a,16aの一部をなすように、配置される。   The inner pads 21 and 21 are disposed at the positions shown in FIGS. 1B and 2B at the start of press molding, and as the dies 17 and 18 approach the punches 15 and 16 after the press molding starts. The dies 17 and 18 are urged to gradually move from the above positions toward the bottom portions 15d and 16d of the receiving holes 15c and 16c, and are completely accommodated in the punch top portions 15a and 16a at the bottom dead center of the forming to be punch top portions 15a. , 16a are arranged so as to form a part.

なお、図1に示すように、ダイ17等に支持されるダイパッド17aを用い、ダイパッド17aとインナーパッド21によりブランク20を挟持することが好ましい。また、図2(b)においても(図示はしていないが)同様にダイパッドがあることが望ましい。
本発明に係る熱間プレス装置11,12は以上のように構成される。
In addition, as shown in FIG. 1, it is preferable to use the die pad 17a supported by the die | dye 17 grade | etc., And to clamp the blank 20 with the die pad 17a and the inner pad 21. FIG. Also in FIG. 2B, it is desirable that there is a die pad as well (not shown).
The hot press apparatuses 11 and 12 according to the present invention are configured as described above.

2.本発明に係る製造方法
本発明では、図1(a)および図1(b),図2(a)および図2(b)に示すように、加熱されたブランク20,20に熱間プレス装置11,12を用いてプレス成形を行うことによって、熱間プレス成形品13,14を製造する。
2. Manufacturing Method According to the Present Invention In the present invention, as shown in FIGS. 1 (a), 1 (b), 2 (a), and 2 (b), hot blanks 20 and 20 are hot-pressed. By performing press molding using 11 and 12, hot press-molded products 13 and 14 are manufactured.

図3は、パンチ31およびダイ32を備える従来の熱間プレス装置30を用いてブランク20に熱間プレス成形を行う状況を示す説明図であり、図4は、本発明に係る熱間プレス装置11,12を用いてブランク20に熱間プレス成形を行う状況を示す説明図である。   FIG. 3 is an explanatory view showing a situation in which hot press molding is performed on the blank 20 using a conventional hot press device 30 including a punch 31 and a die 32, and FIG. 4 is a hot press device according to the present invention. It is explanatory drawing which shows the condition which performs hot press molding to the blank 20 using 11,12.

図3に示すように、熱間プレス装置30を用いる従来の熱間プレス成形時に、ブランク20の第1の部分20aはダイR部32aと接触することにより冷却されるとともに、第2の部分20bはパンチ肩R部31aと接触することにより冷却される。このため、ブランク20における、第1の部分20aと第2の部分20bとの間の第3の部分(プレス成形品における縦壁に成形される部分)20cは、狭い範囲で非温度低下部(高温部)の領域となり、曲部13dあるいは段差14eの成形される箇所(すなわち14d)においてひずみが集中するために板厚が大きく減少して割れが生じ易い。   As shown in FIG. 3, during the conventional hot press molding using the hot press apparatus 30, the first portion 20a of the blank 20 is cooled by contacting the die R portion 32a, and the second portion 20b. Is cooled by contact with the punch shoulder R portion 31a. For this reason, in the blank 20, the 3rd part (part shape | molded by the vertical wall in a press-molded product) 20c between the 1st part 20a and the 2nd part 20b is a non-temperature fall part ( Since the strain concentrates at the portion where the curved portion 13d or the step 14e is formed (that is, 14d), the plate thickness is greatly reduced and cracking is likely to occur.

これに対し、図4に示すように、本発明では、曲部13d,段差14eを境として高さの低い天側の天板14aの熱間プレス成形は、ブランク20における天板13a,14aに成形される部位を、パンチ頂部15a,16aから所定量Sipだけ突出して配置されるインナーパッド21により支持しながら、パンチ15,16をダイ17,18に相対的に接近させて型締めすることにより、行われる。   On the other hand, as shown in FIG. 4, in the present invention, hot press molding of the top plate 14 a on the top side having a low height with the curved portion 13 d and the step 14 e as a boundary is performed on the top plates 13 a and 14 a in the blank 20. By clamping the molds 15 and 16 relatively close to the dies 17 and 18 while supporting the parts to be molded by the inner pads 21 arranged to protrude from the punch tops 15a and 16a by a predetermined amount Sip. Done.

ブランク20の第1の部分20aはダイ型R部17a,18aと接触することにより冷却されるとともに,第2の部分20bはパンチ肩R部15a,16aではなくインナーパッド肩R部21aと接触することにより冷却される。   The first portion 20a of the blank 20 is cooled by being in contact with the die-shaped R portions 17a and 18a, and the second portion 20b is in contact with the inner pad shoulder R portion 21a instead of the punch shoulder R portions 15a and 16a. It is cooled by.

この際、ブランク20は、インナーパッド21により所定量だけダイ17,18に接近した位置で支持されているため、ブランク20における、第1の部分20aと第2の部分20bとの間の第3の部分(プレス成形品における縦壁に成形される部分)20cは、図3に示す従来例よりも広い範囲で非温度低下部(高温部)の領域が形成されるため、曲部13dあるいは段差14eの成形される箇所において成形時にひずみが集中することが緩和され、これにより板厚減少率が軽減され、割れが解消する。   At this time, since the blank 20 is supported by the inner pad 21 at a position close to the dies 17 and 18 by a predetermined amount, the third portion 20a between the first portion 20a and the second portion 20b in the blank 20 is supported. The portion (the portion formed on the vertical wall in the press-molded product) 20c has a non-temperature-decreasing portion (high temperature portion) in a wider range than the conventional example shown in FIG. It is alleviated that the strain concentrates at the time of forming at 14e, thereby reducing the thickness reduction rate and eliminating the cracks.

図5(a)は、インナーパッドを用いない従来の熱間プレス成形法により製造された、図9(a)に示すプレス成形品2の成形下死点での板厚減少率分布の数値解析によるコンター図であり、図5(b)は、インナーパッドを用いない従来の熱間プレス成形法により製造された、図9(a)に示すプレス成形品2の成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図であり、図5(c)は、インナーパッドを用いる本発明に係る熱間プレス成形法により製造された、図2(a)に示すプレス成形品14の成形下死点での板厚減少率分布の数値解析によるコンター図であり、図5(d)は、インナーパッドを用いる本発明に係る熱間プレス成形法により製造された、図2(a)に示すプレス成形品14の成形下死点よりも4mm上方位置での各部温度の数値解析によるコンター図である。   FIG. 5 (a) is a numerical analysis of the thickness reduction rate distribution at the bottom dead center of the press-formed product 2 shown in FIG. 9 (a) manufactured by a conventional hot press forming method without using an inner pad. FIG. 5 (b) shows a contour 4mm above the bottom dead center of the press-formed product 2 shown in FIG. 9 (a) manufactured by a conventional hot press forming method without using an inner pad. FIG. 5C is a contour diagram by numerical analysis of each part temperature at the position, and FIG. 5C is a press-formed product 14 shown in FIG. 2A manufactured by the hot press forming method according to the present invention using an inner pad. FIG. 5 (d) is a contour diagram by numerical analysis of the thickness reduction rate distribution at the bottom dead center of molding, and FIG. 5 (d) is a diagram of FIG. From the bottom dead center of the press-formed product 14 shown in FIG. It is a contour diagram in accordance with the numerical analysis of each part temperature at 4mm upper position.

図5(b)および図5(d)を対比することから理解されるように、本発明は、従来例よりも、成形下死点よりも4mm上方位置で、プレス成形品14の段差部の縦壁14cに成形される部分の非温度低下部(高温部)が拡大されている。   As understood from comparison between FIG. 5 (b) and FIG. 5 (d), in the present invention, the stepped portion of the press-formed product 14 is positioned at a position 4 mm above the bottom dead center of the molding, compared with the conventional example. The non-temperature reduction part (high temperature part) of the part shape | molded by the vertical wall 14c is expanded.

このため、図5(a)および図5(b)に示すように、従来例では、プレス成形品14の段差部の縦壁14cの板厚減少率が割れを示す28.9%に達しているが、本発明ではこの板厚減少率が18.6%に抑制されており、段差部の縦壁14cに割れが生じないことがわかる。   For this reason, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), in the conventional example, the plate thickness reduction rate of the vertical wall 14c of the stepped portion of the press-formed product 14 reaches 28.9% indicating cracking. However, according to the present invention, the plate thickness reduction rate is suppressed to 18.6%, and it can be seen that the vertical wall 14c of the step portion does not crack.

13 熱間プレス成形品
15 熱間プレス用金型
15a パンチ頂部
15b パンチ肩R部
20 ブランク
21 インナーパッド
13 Hot Press Molded Product 15 Hot Press Die 15a Punch Top 15b Punch Shoulder R 20 Blank 21 Inner Pad

Claims (3)

パンチ頂部と、該パンチ頂部に連続するパンチ肩R部とを備える熱間プレス用金型において、前記パンチ頂部からパンチの外側に所定量突出して配置されるとともに成形下死点において前記パンチ頂部に収容されるインナーパッドを備え、
前記インナーパッドは、ブランクにおける、前記パンチ肩R部の近傍の縦壁に成形される部位に、プレス方向とは直交する方向へ張力を付与する箇所に、配置され、
前記箇所は、前記パンチ頂部にパンチ高さ方向へ向けて形成された段差部を境としてパンチ高さが低い低位部であることを特徴とする熱間プレス用金型。
In a hot press die having a punch top and a punch shoulder R portion continuous to the punch top, a predetermined amount protrudes from the punch top to the outside of the punch, and at the bottom dead center of molding, With inner pads to be accommodated,
The inner pad is arranged at a location where a tension is applied in a direction perpendicular to the press direction in a portion of the blank that is formed on the vertical wall in the vicinity of the punch shoulder R portion,
The hot stamping die according to claim 1, wherein the portion is a lower portion having a low punch height with a step portion formed in the punch top portion in the punch height direction as a boundary.
請求項1記載された熱間プレス用金型を備えることを特徴とする熱間プレス装置。 Hot pressing apparatus, characterized in that it comprises a hot press mold according to claim 1. 加熱されたブランクに、請求項1記載された熱間プレス用金型を用いてプレス成形を行うことを特徴とする熱間プレス成形品の製造方法。
The heated blanks, hot manufacturing method of a press-molded article which is characterized in that the press-molded with a hot press mold according to claim 1.
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