JP2002011530A - アルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法 - Google Patents
アルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法Info
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- JP2002011530A JP2002011530A JP2000197729A JP2000197729A JP2002011530A JP 2002011530 A JP2002011530 A JP 2002011530A JP 2000197729 A JP2000197729 A JP 2000197729A JP 2000197729 A JP2000197729 A JP 2000197729A JP 2002011530 A JP2002011530 A JP 2002011530A
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- Japan
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- radius
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- hydroforming
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内圧によるバーストを起こしにくく、かつ、
コーナーの最終形状が良好となるようなアルミ押出し材
のハイドロフォーム加工方法を提供すること。 【解決手段】 アルミ押出し材のハイドロフォーム加工
方法において、加工前のアルミ押出し材の断面外周に対
して金型内周が１００．５％以上１０２％以下になるよ
うに設定し、コーナーを有する断面の場合はアルミ押出
し材のコーナー外側の曲率半径は金型の曲率半径と同一
に設定し、アルミ押出し材のコーナー内側の曲率半径は
前記コーナー外側の曲率半径から断面各辺の板厚を引い
た値よりも大きくすること。
コーナーの最終形状が良好となるようなアルミ押出し材
のハイドロフォーム加工方法を提供すること。 【解決手段】 アルミ押出し材のハイドロフォーム加工
方法において、加工前のアルミ押出し材の断面外周に対
して金型内周が１００．５％以上１０２％以下になるよ
うに設定し、コーナーを有する断面の場合はアルミ押出
し材のコーナー外側の曲率半径は金型の曲率半径と同一
に設定し、アルミ押出し材のコーナー内側の曲率半径は
前記コーナー外側の曲率半径から断面各辺の板厚を引い
た値よりも大きくすること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用部品のル
ーフレール等の製造に用いられるもので、中空のアルミ
押出し材を分割した金型に入れ、当該金型を型締めした
後、アルミ押出し材内部に内圧を負荷（形状によっては
同時に軸押しも負荷）することにより所定形状に成形す
るアルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法に関す
る。
ーフレール等の製造に用いられるもので、中空のアルミ
押出し材を分割した金型に入れ、当該金型を型締めした
後、アルミ押出し材内部に内圧を負荷（形状によっては
同時に軸押しも負荷）することにより所定形状に成形す
るアルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年自動車分野では、部品数削減による
コスト削減や軽量化等の手段の一つとして鋼板のプレス
加工品から鋼管への転換が進みつつある。また更なる軽
量化のために、鋼管だけでなくアルミの押出し材の適用
例も最近では見受けられるようになった。アルミ押出し
材は、ヤング率が小さいため曲げ等の二次加工時のスプ
リングバック量が鋼管に比べて大きいというデメリット
がある。また、押出し時の材料特性のバラツキも大きい
ためスプリングバック量のバラツキも鋼管に比べて大き
い。従ってアルミ押出し材は、自動車用部品等、高精度
が要求される二次加工では、形状凍結のために内圧が負
荷される（いわゆるハイドロフォーム加工）ことが多
い。一方、アルミ押出し材は、鋼管と異なり、断面形状
が任意に変えられるというメリットがあるため、ハイド
ロフォームに適した形状に予め設定しておくことが容易
である。
コスト削減や軽量化等の手段の一つとして鋼板のプレス
加工品から鋼管への転換が進みつつある。また更なる軽
量化のために、鋼管だけでなくアルミの押出し材の適用
例も最近では見受けられるようになった。アルミ押出し
材は、ヤング率が小さいため曲げ等の二次加工時のスプ
リングバック量が鋼管に比べて大きいというデメリット
がある。また、押出し時の材料特性のバラツキも大きい
ためスプリングバック量のバラツキも鋼管に比べて大き
い。従ってアルミ押出し材は、自動車用部品等、高精度
が要求される二次加工では、形状凍結のために内圧が負
荷される（いわゆるハイドロフォーム加工）ことが多
い。一方、アルミ押出し材は、鋼管と異なり、断面形状
が任意に変えられるというメリットがあるため、ハイド
ロフォームに適した形状に予め設定しておくことが容易
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】自動車部品に使用され
る鋼管には通常ＳＴＫＭ１１Ａ等の規格が多く採用され
るが、当該材料の全伸び特性は約４０％である。一方、
アルミ押出し材には６Ｎ０１−Ｔ５等の規格が用いられ
るが、こちらは約１２％の全伸びしかない。従って、ア
ルミ押出し材は鋼管に比べてハイドロフォーム時にバー
ストしやすい。但し、アルミ押出し材は上記で述べたよ
うに断面形状を任意に変えられるため、できる限り最終
形状に近い形状に加工前の形状を設定することが可能で
ある。
る鋼管には通常ＳＴＫＭ１１Ａ等の規格が多く採用され
るが、当該材料の全伸び特性は約４０％である。一方、
アルミ押出し材には６Ｎ０１−Ｔ５等の規格が用いられ
るが、こちらは約１２％の全伸びしかない。従って、ア
ルミ押出し材は鋼管に比べてハイドロフォーム時にバー
ストしやすい。但し、アルミ押出し材は上記で述べたよ
うに断面形状を任意に変えられるため、できる限り最終
形状に近い形状に加工前の形状を設定することが可能で
ある。
【０００４】しかし図２に示すように、例えば正方形断
面形状の場合、ハイドロフォーム前から少し小さめの正
方形形状にしておくと、内圧を負荷することによって、
正方形から円形に変形しようとするため、コーナー部を
開くような変形が作用し、コーナー内側からバーストし
やすい。しかも変形はコーナー部に集中しているため、
バースト時でも平坦部はほとんど塑性変形しておらず、
形状凍結という意味からも不十分なままである。
面形状の場合、ハイドロフォーム前から少し小さめの正
方形形状にしておくと、内圧を負荷することによって、
正方形から円形に変形しようとするため、コーナー部を
開くような変形が作用し、コーナー内側からバーストし
やすい。しかも変形はコーナー部に集中しているため、
バースト時でも平坦部はほとんど塑性変形しておらず、
形状凍結という意味からも不十分なままである。
【０００５】上記問題を防止するには、図３のようにコ
ーナー曲率半径を大きくすることが有効であり、確かに
曲率半径を大きくするとコーナー内側での歪集中が減少
し、当該箇所からのバーストは起きにくくなる。一方、
外面コーナーは部材の強度上も、他部材との接合の上で
もある程度シャープな方（例えば曲率半径５mm以下）が
好ましいが、外面コーナーをシャープに形成するには更
に高圧を負荷する必要がある。しかし図３のような断面
形状で高圧負荷すると、コーナーのＲ止り部に歪が集中
し、Ｒ止り部の板厚が減少し、ひいては当該箇所からバ
ーストしやすく、結果的にはシャープな外面コーナーの
形成が難しくなる。
ーナー曲率半径を大きくすることが有効であり、確かに
曲率半径を大きくするとコーナー内側での歪集中が減少
し、当該箇所からのバーストは起きにくくなる。一方、
外面コーナーは部材の強度上も、他部材との接合の上で
もある程度シャープな方（例えば曲率半径５mm以下）が
好ましいが、外面コーナーをシャープに形成するには更
に高圧を負荷する必要がある。しかし図３のような断面
形状で高圧負荷すると、コーナーのＲ止り部に歪が集中
し、Ｒ止り部の板厚が減少し、ひいては当該箇所からバ
ーストしやすく、結果的にはシャープな外面コーナーの
形成が難しくなる。
【０００６】本発明は、内圧によるバーストを起こしに
くく、かつ、コーナーの最終形状が良好となるようなア
ルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法を提供するこ
とを目的とする。
くく、かつ、コーナーの最終形状が良好となるようなア
ルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記に述べたアルミ押出
し材のハイドロフォーム内圧負荷時のバーストを防止
し、しかも最終的に外面コーナーの曲率半径をシャープ
に形成するためのハイドロフォーム加工方法を本発明者
らは発明した。本発明の要旨は、（１）アルミ押出し材
のハイドロフォーム加工方法において、加工前のアルミ
押出し材の断面外周に対して金型内周が１００．５％以
上１０２％以下になるように設定することを特徴とする
アルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法、（２）コ
ーナーを有する断面形状に加工する際に、加工前のアル
ミ押出し材のコーナー外側の曲率半径は金型の曲率半径
と同一にし、前記アルミ押出し材のコーナー内側の曲率
半径は前記コーナー外側の曲率半径から断面各辺の板厚
を引いた値よりも大きくすることを特徴とする前記
（１）記載のアルミ押出し材のハイドロフォーム加工方
法である。
し材のハイドロフォーム内圧負荷時のバーストを防止
し、しかも最終的に外面コーナーの曲率半径をシャープ
に形成するためのハイドロフォーム加工方法を本発明者
らは発明した。本発明の要旨は、（１）アルミ押出し材
のハイドロフォーム加工方法において、加工前のアルミ
押出し材の断面外周に対して金型内周が１００．５％以
上１０２％以下になるように設定することを特徴とする
アルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法、（２）コ
ーナーを有する断面形状に加工する際に、加工前のアル
ミ押出し材のコーナー外側の曲率半径は金型の曲率半径
と同一にし、前記アルミ押出し材のコーナー内側の曲率
半径は前記コーナー外側の曲率半径から断面各辺の板厚
を引いた値よりも大きくすることを特徴とする前記
（１）記載のアルミ押出し材のハイドロフォーム加工方
法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は１辺の長さ（ａmm）、コー
ナー曲率半径（ｂmm）の正方形断面の金型１、２でアル
ミ押出し材３をハイドロフォーム加工する場合の例を示
しているが、この例を用いて本発明方法の詳細を説明す
る。
ナー曲率半径（ｂmm）の正方形断面の金型１、２でアル
ミ押出し材３をハイドロフォーム加工する場合の例を示
しているが、この例を用いて本発明方法の詳細を説明す
る。
【０００９】前記（１）の発明においては、アルミ押出
し材３の全体の形状は金型と同じ正方形とし、但し、１
辺の長さはハイドロフォーム加工中のバースト防止のた
め１００ａ／１０２以上とし、全体を塑性変形させて形
状凍結させるため１００ａ／１００．５以下とする。こ
の拡管率の範囲に設定すると、ほぼ全種類のアルミ押出
し材に対して、塑性変形を十分に行い、かつ、バースト
も起こさずハイドロフォーム加工ができる。
し材３の全体の形状は金型と同じ正方形とし、但し、１
辺の長さはハイドロフォーム加工中のバースト防止のた
め１００ａ／１０２以上とし、全体を塑性変形させて形
状凍結させるため１００ａ／１００．５以下とする。こ
の拡管率の範囲に設定すると、ほぼ全種類のアルミ押出
し材に対して、塑性変形を十分に行い、かつ、バースト
も起こさずハイドロフォーム加工ができる。
【００１０】次に、前記（２）の発明のコーナー形状に
関して説明する。加工前の押出し材のコーナー外側５の
曲率半径は金型の曲率半径ｂと同一に設定する。押出し
材のコーナー内側６の曲率半径は、各辺の板厚をｔとし
た時にｂ−ｔより大きい値に設定する。前記のようなコ
ーナー形状にすることにより、ハイドロフォーム加工時
にコーナーに多大な歪が集中せず、高圧まで負荷でき形
状凍結も良好に達成され、かつ、外面のコーナーもシャ
ープに加工できる。
関して説明する。加工前の押出し材のコーナー外側５の
曲率半径は金型の曲率半径ｂと同一に設定する。押出し
材のコーナー内側６の曲率半径は、各辺の板厚をｔとし
た時にｂ−ｔより大きい値に設定する。前記のようなコ
ーナー形状にすることにより、ハイドロフォーム加工時
にコーナーに多大な歪が集中せず、高圧まで負荷でき形
状凍結も良好に達成され、かつ、外面のコーナーもシャ
ープに加工できる。
【００１１】本発明においてアルミ押出し材は、上述の
正方形断面だけでなく、図４（ａ）〜（ｄ）に示される
ような、長方形や多角形、更には日の字や田の字等の断
面形状や、リブを有する形状にもおいても有効である。
正方形断面だけでなく、図４（ａ）〜（ｄ）に示される
ような、長方形や多角形、更には日の字や田の字等の断
面形状や、リブを有する形状にもおいても有効である。
【００１２】
【実施例】図５は１辺６１mm×板厚約２mm×外面曲率半
径３mmに成形する場合に適したハイドロフォーム前のア
ルミ押出し材の断面形状であり、１辺６０mm×板厚２mm
（コーナー以外）×外面曲率半径３mm×内面曲率半径３
mm、材料６Ｎ０１−Ｔ５の例（Ａ）である。アルミ押出
し材の断面外周の各面と金型内面との隙間は０．５mmと
した。表１にハイドロフォーム結果を示す。比較のた
め、本発明品以外の材料（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の結果も同
表に示す。
径３mmに成形する場合に適したハイドロフォーム前のア
ルミ押出し材の断面形状であり、１辺６０mm×板厚２mm
（コーナー以外）×外面曲率半径３mm×内面曲率半径３
mm、材料６Ｎ０１−Ｔ５の例（Ａ）である。アルミ押出
し材の断面外周の各面と金型内面との隙間は０．５mmと
した。表１にハイドロフォーム結果を示す。比較のた
め、本発明品以外の材料（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の結果も同
表に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】上記表１に示す結果から、本発明品が最も
高圧まで負荷でき、その結果、最大液圧時に１００％塑
性変形しており、形状凍結性に優れる形状であることが
判る。また、本発明品が最終形状においても外面のコー
ナー曲率半径が最もシャープに加工できる。
高圧まで負荷でき、その結果、最大液圧時に１００％塑
性変形しており、形状凍結性に優れる形状であることが
判る。また、本発明品が最終形状においても外面のコー
ナー曲率半径が最もシャープに加工できる。
【００１５】
【発明の効果】以上の本発明方法により、従来バースト
や最終コーナー形状不良により実現できなかったような
アルミ押出し材のハイドロフォーム加工が可能になる。
その結果、説明の冒頭に述べたような自動車分野におい
て部品数削減や軽量化の効果に寄与できる。
や最終コーナー形状不良により実現できなかったような
アルミ押出し材のハイドロフォーム加工が可能になる。
その結果、説明の冒頭に述べたような自動車分野におい
て部品数削減や軽量化の効果に寄与できる。
【図１】本発明であるハイドロフォーム用アルミ押出し
材断面形状の説明図。
材断面形状の説明図。
【図２】従来法におけるコーナーでのバーストを起こし
やすい断面形状の説明図。
やすい断面形状の説明図。
【図３】従来法における外面コーナー曲率半径の形成が
不十分な断面形状の説明図。
不十分な断面形状の説明図。
【図４】本発明が適用可能なアルミ押出し材の断面形状
の例を示す図。
の例を示す図。
【図５】本発明の一例である正方形断面での具体例を示
す図。
す図。
１ 上金型 ２ 下金型 ３ アルミ押出し材 ４ アルミ押出し材と金型との初期隙間 ５ アルミ押出し材の断面形状におけるコーナー外側 ６ アルミ押出し材の断面形状におけるコーナー内側
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミ押出し材のハイドロフォーム加工
方法において、加工前のアルミ押出し材の断面外周に対
して金型内周が１００．５％以上１０２％以下になるよ
うに設定することを特徴とするアルミ押出し材のハイド
ロフォーム加工方法。 - 【請求項２】 コーナーを有する断面形状に加工する際
に、加工前のアルミ押出し材のコーナー外側の曲率半径
は金型の曲率半径と同一にし、前記アルミ押出し材のコ
ーナー内側の曲率半径は前記コーナー外側の曲率半径か
ら断面各辺の板厚を引いた値よりも大きくすることを特
徴とする請求項１記載のアルミ押出し材のハイドロフォ
ーム加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000197729A JP4377529B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | アルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000197729A JP4377529B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | アルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002011530A true JP2002011530A (ja) | 2002-01-15 |
| JP2002011530A5 JP2002011530A5 (ja) | 2006-06-15 |
| JP4377529B2 JP4377529B2 (ja) | 2009-12-02 |
Family
ID=18696014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000197729A Expired - Fee Related JP4377529B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | アルミ押出し材のハイドロフォーム加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4377529B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005238254A (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Nissan Motor Co Ltd | 液圧成形用アルミニウム押出し材およびその液圧成形方法 |
| JP2005270998A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Nissan Motor Co Ltd | 座面形成装置および座面形成方法 |
-
2000
- 2000-06-30 JP JP2000197729A patent/JP4377529B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005238254A (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Nissan Motor Co Ltd | 液圧成形用アルミニウム押出し材およびその液圧成形方法 |
| JP2005270998A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Nissan Motor Co Ltd | 座面形成装置および座面形成方法 |
| JP4552473B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2010-09-29 | 日産自動車株式会社 | 座面形成装置および座面形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4377529B2 (ja) | 2009-12-02 |
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|
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|
| A977 | Report on retrieval |
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