JP2005095909A - Press forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車や家電製品等の製造に用いられる薄鋼板プレス成形に係わり、代表的な実プレス成形不良である割れやしわや形状凍結不良を、金型修正なしで安価に回避するためのプレス成形方法に関するものである。 The present invention relates to thin steel plate press forming used in the manufacture of automobiles, home appliances, etc., and avoids cracks, wrinkles and shape freezing defects, which are typical actual press forming defects, at low cost without mold correction. The present invention relates to a press molding method.
自動車部品や家電製品等の製造分野では、薄鋼板のプレス成形が行われており、実プレス成形では多種多様な成形不良が現れるものであるが、中でもとりわけ難成形部品では割れが生じる問題がある。この割れを材料のグレードアップなしに回避するために、通常、金型修正により曲げ半径拡大や形状適正化を図るという対策がとられるが、金型修正には大きな工数やコストがかかる憂いがある。そこで、従来より金型修正なしに割れを回避する方法が検討されている。かかる方法として、例えば非特許文献1や非特許文献2に記載されているような、超音波振動を付与するものや、特許文献1に記載されているような、ブランクホルダを振動させるものが知られている。
しかし、上記従来の方法はいずれもブランクホルダ全体を一体的に変位させるものであり、大掛かりな設備が必要であることや、いったん金型が完成した後では装着が容易でないといった問題があった。また、上記従来の方法では、割れを潤滑油性能のアップのみで解決し得る場合もあるが、割れとしわが共存する部位の問題解決は不可能な場合があることや、形状凍結性の向上には寄与しないといった問題があった。 However, any of the above conventional methods has a problem that the entire blank holder is integrally displaced, requiring large-scale equipment, and once the mold is completed, it is not easy to mount. In addition, in the above conventional method, there are cases where cracking can be solved only by improving the lubricating oil performance, but it may not be possible to solve the problem of the site where cracks and wrinkles coexist, and the shape freezing property is improved. Had the problem of not contributing.
本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、難成形部品の成形不良問題の中で、割れ、しわ、および形状凍結性の不具合を、金型修正や材料変更なしに簡便に回避しうるプレス成形方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides press molding that can easily avoid defects in cracking, wrinkles, and shape freezing among molding defects of difficult-to-mold parts without mold correction or material change. It aims to provide a method.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討し、その結果、金型の特定位置のしわ押さえ力を成形ストロークや成形枚数に応じて変化させることにより、しわおよび割れが発生しない成形条件の範囲が拡大することを見出し、この知見に基づいてさらに検討を重ねて、本発明をなした。 The present inventors have intensively studied to achieve the above object, and as a result, by changing the wrinkle holding force at a specific position of the mold according to the molding stroke and the number of moldings, molding conditions in which wrinkles and cracks do not occur. The scope of the present invention has been found to be expanded, and further studies have been made based on this finding to make the present invention.
すなわち、本発明は、複数のディスタンスブロックを装着したプレス成形用金型を用いるプレス成形方法において、前記ディスタンスブロックの1つまたは2つ以上を、流体圧で任意のタイミングで高さを変えうる高さ可変ブロックで置換し、該高さ可変ブロックの高さをプレス成形中に変化させることを特徴とするプレス成形方法である。本発明では、前記流体圧で高さを変えうる高さ可変ブロックには、油圧ライナが好ましく用いうる。 That is, the present invention provides a press molding method using a press molding die equipped with a plurality of distance blocks, wherein one or two or more of the distance blocks can be changed in height at any timing by fluid pressure. A press molding method characterized in that the height variable block is replaced with a variable height block, and the height of the height variable block is changed during press molding. In the present invention, a hydraulic liner can be preferably used for the height variable block whose height can be changed by the fluid pressure.
本発明によれば、ディスタンスブロックの1つまたは2つ以上を、流体圧(油圧、空気圧等)で任意のタイミングで高さを変えうる高さ可変ブロックで置換し、該高さ可変ブロックの高さをプレス成形中に液圧により変化させることにより、割れ、しわ、および形状凍結性の不具合を、金型修正や材料変更なしに簡便に回避することができるので、自動車部品や家電製品等を実プレス成形で製造するときに発生しやすい難成形部品の成形不良を簡便かつ安価に回避でき、さらには、素材の低グレード化も可能となる。 According to the present invention, one or more of the distance blocks are replaced with a height variable block whose height can be changed at any timing by fluid pressure (hydraulic pressure, pneumatic pressure, etc.), and the height of the height variable block is changed. By changing the thickness by pressurizing during press molding, cracks, wrinkles, and shape freezing defects can be easily avoided without modifying the mold or changing materials. It is possible to easily and inexpensively avoid molding defects of difficult-to-mold parts that are likely to occur when manufacturing by actual press molding, and it is also possible to reduce the grade of the material.
本発明者らは、実機型成形試験機を用いて、絞り成形性向上のための本発明の好適な実施条件を検討し、その結果、割れ・しわ共存部位(割れとしわが共に発生しやすい部位)に近いものから1つまたは2つ以上のブロックの高さをプレス成形の後期に増加させることで、絞り成形性が大きく向上することを確認した。なお、ここでいう後期とは、プレス成形の開始から終了までの全工程の20〜90%を消化した残りの工程を指す。
すなわち、本発明では、絞り成形性向上ためには、例えば図1に示すように、割れ・しわ共存部位(割れ危険部位8としわ危険部位7との併合部位)の近傍内のディスタンスブロック5の少なくとも1つ(2つ以上でもよい)を高さ可変ブロック6で置換し、該高さ可変ブロック6の高さを、好ましくは油圧源4を用いて、例えば図2に示すようなパターンで、プレス成形の後期に増加させることが好ましい。なお、図1(後掲の図3も同様)において、1はパンチ、2はダイ3は被成形材Mの周縁部を拘束するブランクホルダであり、これらによりプレス成形用金型が構成される。そして、ディスタンスブロック5または高さ可変ブロック6は、ダイ2とブランクホルダ3との間に装着される。
The inventors of the present invention have examined the preferred implementation conditions of the present invention for improving the drawability by using an actual molding tester. As a result, the crack / wrinkle coexisting site (the site where both cracks and wrinkles are likely to occur) It was confirmed that the drawability was greatly improved by increasing the height of one or more blocks in the latter half of the press molding from those close to. Here, the latter term refers to the remaining steps after digesting 20 to 90% of all the steps from the start to the end of press molding.
That is, in the present invention, in order to improve the drawability, for example, as shown in FIG. 1, the
さらに本発明者らは、形状凍結性向上のための本発明の好適な実施条件を検討した。形状凍結性は、特に高強度鋼板のプレス成形時に課題となっているたて壁部での反りの起こり難さで評価でき、この反りはハット型断面形状を成形形状としたプレス成形試験で再現できる。かかるプレス成形試験により上記検討を進め、その結果、反り発生部位(反りが発生しやすい部位)に近いものから1つまたは2つ以上のブロックの高さをプレス成形の後期に減少させることで、反り量を大きく低減させうることを確認した。なお、ここでいう後期とは、プレス成形の開始から終了までの全工程の60〜95%を消化した残りの工程を指す。 Furthermore, the present inventors examined suitable implementation conditions of the present invention for improving the shape freezing property. The shape freezing property can be evaluated by the difficulty of warping at the vertical wall, which is a problem especially during press forming of high-strength steel sheets, and this warpage is reproduced by a press forming test with a hat-shaped cross-sectional shape as the forming shape. it can. By proceeding with the above examination by such a press molding test, as a result, by reducing the height of one or more blocks from those close to the warpage occurrence site (site where warpage is likely to occur) in the later stage of press molding, It was confirmed that the amount of warpage could be greatly reduced. Here, the term “late stage” refers to the remaining process in which 60 to 95% of the entire process from the start to the end of press molding is digested.
すなわち、本発明では、形状凍結性向上ためには、例えば図3に示すように、反り発生部位(反り量測定部位9)の近傍内のディスタンスブロック5の少なくとも1つ(2つ以上でもよい)を高さ可変ブロック6で置換し、該高さ可変ブロック6の高さを、好ましくは油圧源4を用いて、例えば図4に示すようなパターンで、プレス成形の後期に減少させることが好ましい。
That is, in the present invention, in order to improve the shape freezing property, for example, as shown in FIG. 3, at least one (two or more) of the
なお、図1、図3に例示したような、油圧により高さを制御可能に構成された高さ可変ブロックを油圧ライナという。本発明では、制御応答性の点で、高さ可変ブロックとしては油圧ライナを用いることが好ましい。 Note that the height variable block configured to control the height by hydraulic pressure as illustrated in FIGS. 1 and 3 is referred to as a hydraulic liner. In the present invention, it is preferable to use a hydraulic liner as the variable height block in terms of control response.
表1に示す板厚および機械的性質(降伏点YP,引張強さTS,伸びEl,n値,r値)を有する冷延鋼板を供試材とし、難成形形状部品の成形製造試験により成形余裕量(割れ・しわを起こさないプレス成形条件値域(成形可能領域)を調べた。ここで、YP,TS,ElはJIS5号引張試験により求め、n値は10%および20%変形時の流動応力から求め、r値は15%変形時の板幅から求めたものである。潤滑剤は防錆油とし、両面1.5g/m2塗布した。試験の概要を図1に、成形条件を図2に、結果を表2に示す。表2に示す結果から明らかなように、ブロック高さを一定とした場合と比較して、本発明によりブロック高さを変化させた場合、割れ・しわの無い成形可能領域が格段に広がっており、成形性の向上が認められた。 A cold-rolled steel sheet having the sheet thickness and mechanical properties shown in Table 1 (yield point YP, tensile strength TS, elongation El, n value, r value) was used as a test material, and formed by a molding production test of difficult-to-form parts. Excess amount (Press forming condition value range (formable region) that does not cause cracking and wrinkling) was examined. Here, YP, TS, El were obtained by JIS No. 5 tensile test, and n value was flow at 10% and 20% deformation. The r value was obtained from the plate width at the time of 15% deformation, the lubricant was rust-preventive oil, and both sides were applied at 1.5 g / m 2. The outline of the test is shown in FIG. 2 shows the results in Table 2. As is apparent from the results shown in Table 2, when the block height is changed according to the present invention as compared with the case where the block height is constant, cracks and wrinkles are observed. The moldable area with no cracking has been greatly expanded, and improvement in moldability has been recognized.
表3に示す板厚および機械的性質(降伏点YP,引張強さTS,伸びEl,n値,r値)を有する冷延鋼板を供試材とし、ハット型断面形状部品の成形製造試験により、たて壁部の反り量を調べた。ここで、YP,TS,ElはJIS5号引張試験により求め、n値は5%および10%変形時の流動応力から求め、r値は10%変形時の板幅から求めたものである。潤滑剤は防錆油とし、両面1.5g/m2塗布した。試験の概要を図3に、成形条件を図4に、結果を図5に示す。図5に示す結果から明らかなように、ブロック高さを一定とした場合と比較して、本発明によりブロック高さを変化させた場合、反り量(反り曲率で評価した。)が格段に低減しており、成形性の向上が認められた。 A cold-rolled steel sheet having the sheet thickness and mechanical properties (yield point YP, tensile strength TS, elongation El, n value, r value) shown in Table 3 was used as a test material, and a hat-shaped cross-section shaped product was manufactured and tested. Then, the amount of warp of the vertical wall was examined. Here, YP, TS, and El are obtained by a JIS No. 5 tensile test, the n value is obtained from the flow stress at the time of 5% and 10% deformation, and the r value is obtained from the plate width at the time of 10% deformation. The lubricant was rust-preventing oil, and 1.5 g / m 2 on both sides was applied. The outline of the test is shown in FIG. 3, the molding conditions are shown in FIG. 4, and the results are shown in FIG. As is clear from the results shown in FIG. 5, when the block height is changed according to the present invention, the warpage amount (evaluated by the warpage curvature) is remarkably reduced as compared with the case where the block height is constant. As a result, improvement in formability was recognized.
本発明は、薄鋼板のプレス成形工程を部品製造工程の少なくとも一部に含むあらゆる産業に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in any industry that includes a thin steel plate press forming process as at least a part of a part manufacturing process.
1 パンチ
2 ダイ
3 ブランクホルダ
4 油圧源
5 ディスタンスブロック
6 高さ可変ブロック
7 しわ危険部位
8 割れ危険部位
9 反り量測定部位
M 被成形材
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