JP2007029966A - 部分オーバーラップ成形法 - Google Patents
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Abstract
【課題】シワや亀裂を生ずることなくブランク材を一体的に成形することができ、成形型の構造単純化と型数及び成形工数の削減を図ることができる部分オーバーラップ成形法を提供すること。
【解決手段】主体部品(対象部品)Wを所定の分割ラインL1で複数の部材にイメージ的に分割する分割工程と、分割された各部材の展開形状に基づいて金属板素材をブランク加工するブランク加工工程と、ブランク加工された複数のブランク材1,2を一部がオーバーラップするよう重ね合わせ、その重ね合わせされたオーバーラップ部を部分的に仮止めすることによって、オーバーラップ部に固定部分3aと可動部分3bを有する一体化されたブランク材3を得る仮止め工程と、一体化されたブランク材3を対象部品形状にプレス成形する成形工程と、プレス成形品W1’のオーバーラップ部の可動部分3b”を固着する固着工程と、を経て車体部品W1を得る。
【選択図】図1
【解決手段】主体部品(対象部品)Wを所定の分割ラインL1で複数の部材にイメージ的に分割する分割工程と、分割された各部材の展開形状に基づいて金属板素材をブランク加工するブランク加工工程と、ブランク加工された複数のブランク材1,2を一部がオーバーラップするよう重ね合わせ、その重ね合わせされたオーバーラップ部を部分的に仮止めすることによって、オーバーラップ部に固定部分3aと可動部分3bを有する一体化されたブランク材3を得る仮止め工程と、一体化されたブランク材3を対象部品形状にプレス成形する成形工程と、プレス成形品W1’のオーバーラップ部の可動部分3b”を固着する固着工程と、を経て車体部品W1を得る。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えば自動車の車体に組み付けられる板金部品を成形するための部分オーバーラップ成形法に関するものである。
例えば自動車の車体に組み付けられる板金部品は、個別にプレス成形された部材をスポット溶接等によって結合一体化することによって製造されたり、大きな1枚の金属板素材を数工程に分けてプレス成形することによって製造されていた。
しかし、個別にプレス成形された部材をスポット溶接等によって結合一体化する方法では、金型の数が多くなって型費が嵩む上、プレス工数や組立工数が多くなってコストアップを免れないという問題があった。これに対して、大きな1枚の金属板素材を数工程に分けてプレス成形する方法では、金型の数や組立工数が削減されてコストダウンを図ることができるが、プレス加工時に材料にシワや亀裂が発生し易いという問題があった。その一例として、プレス成形品Wにシワが発生している様子を図8に示す。
ところで、車体の設計においては、成形性よりも部品の機能や強度、耐久性等を優先することが多く、このために車体に組み付けられる板金部品は難成形部品になりがちとなり、個別にプレス成形された部材をスポット溶接等によって結合一体化する前記方法に頼らざるを得なかった。
そこで、複数の金属板素材をオーバーラップさせ、そのオーバーラップ部分をスポット溶接して成形用素材を形成し、この成形用素材をそのオーバーラップ部分の片面がほぼ平面となるようにプレス加工する成形方法が提案されている(特許文献1参照)。
又、複数の金属板素材同士を部分的にオーバーラップさせ、そのオーバーラップ部分をカシメによって結合して一体化することによって、部分的に板厚が異なる差厚ブランク材を得、この差厚ブランク材を絞り成形して所定形状のプレス成形品とする成形方法も提案されている(特許文献2参照)。
特公昭49−012837号公報
特開2004−130344号公報
ところが、特許文献1において提案された成形方法では、金属板素材同士のオーバーラップ部分をスポット溶接して成る成形用素材のオーバーラップ部分には、素材同士が相対移動可能な可動部が設けられていないため、該成形用素材をプレス加工すると、成形品にシワや亀裂が発生し易く、特に曲面部や縦壁部分にオーバーラップ部を有する成形品には本成形方法を適用することができないという問題がある。
又、特許文献2において提案された成形方法は、テーラードブランク工法における素材同士を突き合わせて溶接する方法をカシメによる接合に置き換えたものであって、生産性の向上図ることができる反面、特許文献1に記載された成形方法と同様に、差厚ブランク材のオーバーラップ部分には、素材同士が相対移動可能な可動部が設けられていないため、該差厚ブランク材をプレス加工すると、成形品にシワや亀裂が発生し易いという問題がある。ここで、テーラードブランク工法とは、板厚、材質等が異なる複数の金属板素材の端面同士を突き合わせて溶接することによって一体化されたブランク材を得、この一体化されたブランク材をプレス成形する工法であって、部分的に強度を上げることを目的とするものである。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、シワや亀裂を生ずることなくブランク材を一体的に成形することができ、成形型の構造単純化と型数及び成形工数の削減を図ることができる部分オーバーラップ成形法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る部分オーバーラップ成形法は、
対象部品を所定の分割ラインで複数の部材にイメージ的に分割する分割工程と、
分割された各部材の展開形状に基づいてブランク形状を決定し、そのブランク形状に沿って金属板素材をブランク加工するブランク加工工程と、
ブランク加工された複数のブランク材を一部がオーバーラップするよう重ね合わせ、その重ね合わせされたオーバーラップ部を部分的に仮止めすることによって、オーバーラップ部に固定部分と可動部分を有する一体化されたブランク材を得る仮止め工程と、
一体化されたブランク材を対象部品形状にプレス成形する成形工程と、
プレス成形品のオーバーラップ部の可動部分を固着する固着工程と、
を経て対象部品を得ることを特徴とする。
対象部品を所定の分割ラインで複数の部材にイメージ的に分割する分割工程と、
分割された各部材の展開形状に基づいてブランク形状を決定し、そのブランク形状に沿って金属板素材をブランク加工するブランク加工工程と、
ブランク加工された複数のブランク材を一部がオーバーラップするよう重ね合わせ、その重ね合わせされたオーバーラップ部を部分的に仮止めすることによって、オーバーラップ部に固定部分と可動部分を有する一体化されたブランク材を得る仮止め工程と、
一体化されたブランク材を対象部品形状にプレス成形する成形工程と、
プレス成形品のオーバーラップ部の可動部分を固着する固着工程と、
を経て対象部品を得ることを特徴とする。
本発明によれば、一体化されたブランク材のプレス成形時の伸びが大きい部分にオーバーラップ部を設け、このオーバーラップ部に可動部分を設けたため、ブランク材のプレス成形時にシワや亀裂が発生することがなく、プレス成形品を一度にプレス成形することができる。このため、金型の数が多くなって型費が嵩むことがなく、プレス工数や組立工数を削減してコストダウンを図ることができる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
<実施の形態1>
図1(a)〜(e)は本発明の実施の形態1に係る部分オーバーラップ成形法をその工程順に示す斜視図である。
図1(a)〜(e)は本発明の実施の形態1に係る部分オーバーラップ成形法をその工程順に示す斜視図である。
本実施の形態においては、図1(e)に示すような鞍型の車体部品の成形に本発明方法を適用したものであって、本発明方法は、1)分割工程、2)ブランク加工工程、3)仮止め工程、4)成形工程及び5)固着工程を経て図1(e)に示す最終製品(対象部品)としての車体部品を成形するものである。
以下、本発明方法を上記各工程に従って順に説明する。
1)分割工程:
分割工程においては、図1(e)に示すような最終製品(対象部品)W1を想定し、これを例えば図面上でイメージ的に所定の分割ラインL1に沿って複数の部材に分割する。尚、このとき分割された部材は、実際に分割されたものではなく、これらが個々に所定の最終形状にプレス加工等された後に溶接等によって一体化される訳でもなく、本発明方法は、この点において従来の成形方法とは異なる。
分割工程においては、図1(e)に示すような最終製品(対象部品)W1を想定し、これを例えば図面上でイメージ的に所定の分割ラインL1に沿って複数の部材に分割する。尚、このとき分割された部材は、実際に分割されたものではなく、これらが個々に所定の最終形状にプレス加工等された後に溶接等によって一体化される訳でもなく、本発明方法は、この点において従来の成形方法とは異なる。
ここで、この分割工程における分割ラインL1は、後述の一体化されたブランク材3(図1(b)参照)のプレス成形時において材料に伸び方向の力が及ぶ部分(本実施の形態では、最終製品である車体部品W1の曲面部分)に設けられており、これらが設けられる位置は経験則や成形シミュレーシュンによって決定される。
2)ブランク加工工程:
ブランク加工工程においては、前工程である前記分割工程にてイメージ的に分割された各部材の展開形状に基づいて平面的なブランク形状を決定し、そのブランク形状に沿って金属板素材をブランク加工して図1(a)に示すような3つのブランク材1,2を得る。尚、図1(e)に示す最終製品である車体部品W1は左右対称形状を有しているため、左右両端の部材の展開形状を有する2つのブランク材2は同一形状を成している。
ブランク加工工程においては、前工程である前記分割工程にてイメージ的に分割された各部材の展開形状に基づいて平面的なブランク形状を決定し、そのブランク形状に沿って金属板素材をブランク加工して図1(a)に示すような3つのブランク材1,2を得る。尚、図1(e)に示す最終製品である車体部品W1は左右対称形状を有しているため、左右両端の部材の展開形状を有する2つのブランク材2は同一形状を成している。
3)仮止め工程:
仮止め工程においては、前工程であるブランク加工工程においてブランク加工された3つのブランク材1,2を図1(b)に示すように一部がオーバーラップするよう重ね合わせ、その重ね合わせされた左右2箇所のオーバーラップ部の各2点P1’(図の×印箇所)を部分的にスポット溶接することによって、一体化されたブランク材3を得る工程である。
仮止め工程においては、前工程であるブランク加工工程においてブランク加工された3つのブランク材1,2を図1(b)に示すように一部がオーバーラップするよう重ね合わせ、その重ね合わせされた左右2箇所のオーバーラップ部の各2点P1’(図の×印箇所)を部分的にスポット溶接することによって、一体化されたブランク材3を得る工程である。
而して、図1(b)に示す一体化されたブランク材3の各オーバーラップ部には、幅方向中央に位置する固定部分3aとその両側に位置する可動部分(図において斜線を付した部分)3bが形成されている。ここで、固定部分3aは、互いにオーバーラップする2つのブランク材1,2同士がスポット溶接によって溶着されているために相対変位することができない部分であり、可動部分3bは、溶着されていないために2つのブランク材1,2が相対変位することができる部分であって、次工程である後述の成形工程における材料の移動によって面積が減少する部分である。
尚、本実施の形態では、ブランク材1,2のオーバーラップ部の仮止めをスポット溶接によって行ったが、これに代えてレーザー溶接、カシメ、接着等の他の手段を用いて行っても良い。又、仮止めされるブランク材1,2は、その板厚及び/又は材質が互いに異なるものであっても良い。
4)成形工程:
この成形工程は、前工程である仮止め工程によって一体化された図1(b)に示すブランク材3を図2に示すプレス装置によって対象部品形状にプレス成形する工程である。
この成形工程は、前工程である仮止め工程によって一体化された図1(b)に示すブランク材3を図2に示すプレス装置によって対象部品形状にプレス成形する工程である。
ここで、このプレス成形に使用されるプレス装置の基本構成とプレス成形の様子を図2〜図4に基づいて説明する。
図2はプレス装置の型構成を示す部分斜視図、図3はプレス成形中のブランク材の様子を示す図2のA−A線断面斜視図、図4(a)はプレス成形の途中工程での製品の様子を示す図2のB−B線断面斜視図、図4(b)はプレス成形完了時での製品の様子を示す図2のB−B線断面斜視図である。
図2に示すように、プレス装置は、図1(e)に示す最終製品としての車体部品W1の外形形状に沿った形状を有する凸状のダイ51を備える下型50と、該下型50の上方に上下動可能に配置されたパンチ61を備える上型60を有している。ここで、下型50の前記ダイ51の幅方向両側には正面視台形状の凸部51aが一体に立設されており、これらの凸部51aの間には、不図示の付勢手段によって上方に付勢された下型パッド52が上下動可能に配置されている。又、上型60には、下型50の前記ダイ51の凸部51aに嵌合する凹部61aと、前記下型パッド52に嵌合する凸部62が形成されている。
而して、図1(b)に示すブランク材3をプレス装置を用いてプレス成形するに際しては、図3に示すように、一体化されたブランク材3を下型50上にセットした後、上型60を不図示の油圧シリンダによって下降せしめる。そして、上型60のパンチ61の端部61bでブランク材3が曲げられ始め、更に上型60が下降すると、下型パッド52の頂点部52aと上型パンチ61の凸部62の平面部62aでブランク材1の部分を挟持したまま下型パッド52が下降し始める。これにより、車体部品W1の鞍型の中央部が成形され始める。この工程の途中の様子を図4(a)に示す。
そして、上型60が更に下降すると、下型パッド52の傾斜部52bと上型パンチ61の凸部62の傾斜部62bが嵌合しながら下降するため、車体部品W1の鞍型の中央部の傾斜が形成され、これと同時に、下型ダイ51の凸部51aと上型パンチ61の凹部61aも嵌合しながら下降するため、車体部品W1の鞍型のフランジ部分が形成される。プレス成形完了時のプレス成形品W1’の様子を図4(b)に示す。
以上のプレス成形によって、図1(d)に示すような鞍型のプレス成形品W1’が得られるが、図1(b)に示すブランク材3を得る過程においては、前述のように分割工程における分割ラインL1は、一体化されたブランク材3のプレス成形時に材料に伸び方向の力が及ぶ部分(本実施の形態では、車体部品W1の曲面部分)に設けられており、又、ブランク材3のオーバーラップ部には相対変位可能な可動部分3bが設けられているため、プレス成形時には伸びが最も大きな部分であるオーバーラップ部の可動部分3bにおいてブランク材1,2との間に相対滑りが生ずる。ここで、プレス成形工程途中の工程時、図4(a)のオーバーラップ面積の一部を図1(c)に斜線部3b’にて示す。又、プレス成形完了時、図4(b)のオーバーラップ面積の一部を図1(d)に斜線部3b”にて示す。
このように、プレス成形時の材料の伸びが大きく、シワや亀裂が発生し易い部位であるオーバーラップ部の可動部分3bにおいてブランク材1,2との間に相対滑りが生ずるため、この相対滑りによってシワや亀裂の発生が防がれ、シワや亀裂の無いプレス成形品W1’が得られる(図1(d)参照)。
ここで、一体化されたブランク材3のオーバーラップ部の可動部分3bにおいては、前述のようにプレス成形時にブランク材1,2同士の相対滑りが生ずるため、該可動部分3bはプレス成形後には面積が減少するが、この可動部分3bは固定部分3aと共にオーバーラップ部に残留(図1(d)の3b”参照)し、オーバーラップ部は所定幅の重なりを形成する。
5)固着工程:
前工程での前記成形工程におけるプレス成形によって得られた前記プレス成形品W1’(図1(d)参照)においては、オーバーラップ部の可動部分3b”は固着されていないため、この固着工程においては、図1(e)に示すように、そのオーバーラップ部の可動部分3b”の複数箇所P1(図の×印個所)をスポット溶接して該可動部分3b”を固着する。これによって、図1(e)に示すような最終製品としての車体部品W1が得られ、該車体部品W1には必要十分な強度と剛性が確保される。
前工程での前記成形工程におけるプレス成形によって得られた前記プレス成形品W1’(図1(d)参照)においては、オーバーラップ部の可動部分3b”は固着されていないため、この固着工程においては、図1(e)に示すように、そのオーバーラップ部の可動部分3b”の複数箇所P1(図の×印個所)をスポット溶接して該可動部分3b”を固着する。これによって、図1(e)に示すような最終製品としての車体部品W1が得られ、該車体部品W1には必要十分な強度と剛性が確保される。
尚、本実施の形態では、プレス成形品W1’のオーバーラップ部の最終固着をスポット溶接によって行ったが、これに代えてレーザー溶接、カシメ等の他の手段を用いて行っても良い。
以上が本発明に係る部分オーバーラップ成形法において図1(e)に示す鞍型の車体部品W1を得るための一連の工程であるが、本発明方法によれば、仮止めによって一体化されたブランク材3のプレス成形時の伸びが大きい部分にオーバーラップ部を設け、このオーバーラップ部に可動部分3bを設けたため、ブランク材3のプレス成形時にシワや亀裂が発生することがなく、図1(d)に示すようなプレス成形品W1’を一度にプレス成形することができる。このため、金型の数が多くなって型費が嵩むことがなく、プレス工数や組立工数を削減してコストダウンを図ることができる。
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2を図5(a)〜(e)に基づいて説明する。
次に、本発明の実施の形態2を図5(a)〜(e)に基づいて説明する。
図5(a)〜(e)は本発明の実施の形態2に係る部分オーバーラップ成形法をその工程順に示す斜視図である。
本実施の形態においては、図5(e)に示すような端部が略直角に折り曲げられた側面視横L字状を成す車体部品W2の成形に本発明方法を適用したものであって、以下、その成形方法を各工程に従って説明する。
1)分割工程:
分割工程においては、図5(e)に示すような最終製品(対象部品)W2を想定し、これを例えば図面上でイメージ的に所定の分割ラインL2に沿って複数の部材に分割する。尚、このとき分割された部材は、実際に分割されたものではない。
分割工程においては、図5(e)に示すような最終製品(対象部品)W2を想定し、これを例えば図面上でイメージ的に所定の分割ラインL2に沿って複数の部材に分割する。尚、このとき分割された部材は、実際に分割されたものではない。
ここで、この分割工程における分割ラインL2は、後述の一体化されたブランク材13(図5(b)参照)のプレス成形時において材料に伸び方向の力が及ぶ部分(本実施の形態では、最終製品である車体部品W2の折り曲げ部分)に設けられている。
2)ブランク加工工程:
ブランク加工工程においては、前工程である前記分割工程にてイメージ的に分割された各部材の展開形状に基づいて平面的なブランク形状を決定し、そのブランク形状に沿って金属板素材をブランク加工して図5(a)に示すような2つのブランク材11,12を得る。
ブランク加工工程においては、前工程である前記分割工程にてイメージ的に分割された各部材の展開形状に基づいて平面的なブランク形状を決定し、そのブランク形状に沿って金属板素材をブランク加工して図5(a)に示すような2つのブランク材11,12を得る。
3)仮止め工程:
仮止め工程は、前工程であるブランク加工工程においてブランク加工された2つのブランク材11,12を図5(b)に示すように一部がオーバーラップするよう重ね合わせ、その重ね合わせされた左右2箇所のオーバーラップ部の2点P2’(図の×印箇所)を部分的にスポット溶接することによって、一体化されたブランク材13を得る工程である。
仮止め工程は、前工程であるブランク加工工程においてブランク加工された2つのブランク材11,12を図5(b)に示すように一部がオーバーラップするよう重ね合わせ、その重ね合わせされた左右2箇所のオーバーラップ部の2点P2’(図の×印箇所)を部分的にスポット溶接することによって、一体化されたブランク材13を得る工程である。
而して、図5(b)に示す一体化されたブランク材13のオーバーラップ部には、幅方向中央に位置する固定部分13aとその両側に位置する可動部分(図において斜線を付して部分)13bが形成されている。ここで、固定部分13aは、互いにオーバーラップする2つのブランク材11,12同士がスポット溶接によって溶着されているために相対変位することができない部分であり、可動部分13bは、溶着されていないために2つのブランク材11,12が相対変位することができる部分であって、次工程である後述の成形工程における材料の移動によって面積が減少する部分である。
4)成形工程:
この成形工程は、前工程である仮止め工程によって一体化された図5(b)に示すブランク材13を不図示のプレス装置によって対象部品形状にプレス成形する工程である。
この成形工程は、前工程である仮止め工程によって一体化された図5(b)に示すブランク材13を不図示のプレス装置によって対象部品形状にプレス成形する工程である。
而して、この成形工程においては、図5(b)に示すブランク材13をプレス成形して図5(c)に示すようなチャンネル状の真っ直ぐな中間形成品W2’を得るが、このプレス成形時においては、ブランク材13のオーバーラップ部の材料の伸びは他の部位の材料の伸びと同等であるため、両ブランク材11,12の相対滑りは殆どなく、従って、可動部分13bの面積の減少も殆どない。
次に、図5(c)に示す中間成形品W2’は、不図示のプレス装置による曲げ加工によって図5(d)に示すように端部が略直角に折り曲げられるが、この曲げ加工においては、オーバーラップ部に材料の大きな伸びが発生する。
然るに、本実施の形態では、一体化されたブランク材13のプレス成形時の伸びが大きい部分にオーバーラップ部を設け、このオーバーラップ部に可動部分13bを設けたため、図5(c)に示す中間成形品W2’の曲げ加工時に可動部分13bに相対滑りが発生し、この相対滑りによってシワや亀裂の発生が防がれ、シワや亀裂の無いプレス成形品W2”が得られる(図5(d)参照)。
ここで、一体化されたブランク材13のオーバーラップ部の可動部分13bにおいては、前述のように曲げ加工時にブランク材11,12同士の相対滑りが生ずるため、該可動部分13bは曲げ加工後には面積が減少するが、この可動部分13bは固定部分13aと共にオーバーラップ部に残留し、オーバーラップ部は所定幅の重なりを形成する。
5)固着工程:
前工程での前記成形工程によって得られた前記プレス成形品W2”(図5(d)参照)においては、オーバーラップ部の可動部13bは固着されていないため、この固着工程においては、図5(e)に示すように、そのオーバーラップ部の可動部分13bの複数箇所P2(図の×印個所)をスポット溶接して該可動部分13bを固着する。これによって、図5(e)に示すような最終製品としての車体部品W2が得られ、該車体部品W2には必要十分な強度と剛性が確保される。
前工程での前記成形工程によって得られた前記プレス成形品W2”(図5(d)参照)においては、オーバーラップ部の可動部13bは固着されていないため、この固着工程においては、図5(e)に示すように、そのオーバーラップ部の可動部分13bの複数箇所P2(図の×印個所)をスポット溶接して該可動部分13bを固着する。これによって、図5(e)に示すような最終製品としての車体部品W2が得られ、該車体部品W2には必要十分な強度と剛性が確保される。
而して、本実施の形態においても、シワや亀裂を生ずることなくブランク材13を一体的に成形して図5(e)に示す車体部品W2を得ることができ、成形型の構造単純化と型数及び成形工数の削減を図ることができる。
<実施の形態3>
次に、本発明の実施の形態3を図6(a)〜(d)に基づいて説明する。
次に、本発明の実施の形態3を図6(a)〜(d)に基づいて説明する。
図6(a)〜(d)は本発明の実施の形態3に係る部分オーバーラップ成形法をその工程順に示す斜視図である。
本実施の形態においては、図6(d)に示すような十字形の車体部品W3の成形に本発明方法を適用したものであって、以下、その成形方法を各工程に従って説明する。
1)分割工程:
分割工程においては、図6(d)に示すような最終成形品(対象部品)W3を想定し、これを例えば図面上でイメージ的に所定の分割ラインL3に沿って複数の部材に分割する。尚、このとき分割された部材は、実際に分割されたものではない。
分割工程においては、図6(d)に示すような最終成形品(対象部品)W3を想定し、これを例えば図面上でイメージ的に所定の分割ラインL3に沿って複数の部材に分割する。尚、このとき分割された部材は、実際に分割されたものではない。
ここで、この分割工程における分割ラインL3は、後述の一体化されたブランク材23(図6(b)参照)のプレス成形時において材料に伸び方向の力が及ぶ部分(本実施の形態では、最終製品としての車体部品W3のコーナー部分)に設けられている。
2)ブランク加工工程:
ブランク加工工程においては、前工程である前記分割工程にてイメージ的に分割された各部材の展開形状に基づいて平面的なブランク形状を決定し、そのブランク形状に沿って金属板素材をブランク加工して図6(a)に示すような2つのブランク材21,22を得る。このように、本実施の形態では、図6(d)に示すような十字形の車体部品W3を得るための素材として十字状のブランク材ではなく、真っ直ぐな2枚のブランク材21,22を用いるようにしたため、板取りに際して材料の歩留まりを高めることができ、コスト的にも有利となる。
ブランク加工工程においては、前工程である前記分割工程にてイメージ的に分割された各部材の展開形状に基づいて平面的なブランク形状を決定し、そのブランク形状に沿って金属板素材をブランク加工して図6(a)に示すような2つのブランク材21,22を得る。このように、本実施の形態では、図6(d)に示すような十字形の車体部品W3を得るための素材として十字状のブランク材ではなく、真っ直ぐな2枚のブランク材21,22を用いるようにしたため、板取りに際して材料の歩留まりを高めることができ、コスト的にも有利となる。
3)仮止め工程:
仮止め工程は、前工程であるブランク加工工程においてブランク加工された2つのブランク材21,22を図6(b)に示すように一部がオーバーラップするよう十字形にクロスして重ね合わせ、その重ね合わせされたオーバーラップ部の中央部の1点P3’(図の×印箇所)を部分的にスポット溶接することによって、十字形を成す一体化されたブランク材23を得る工程である。
仮止め工程は、前工程であるブランク加工工程においてブランク加工された2つのブランク材21,22を図6(b)に示すように一部がオーバーラップするよう十字形にクロスして重ね合わせ、その重ね合わせされたオーバーラップ部の中央部の1点P3’(図の×印箇所)を部分的にスポット溶接することによって、十字形を成す一体化されたブランク材23を得る工程である。
而して、図6(b)に示す一体化されたブランク材23のオーバーラップ部には、中央部に位置する固定部分23aとその周囲の4箇所に位置する可動部分(図において斜線を付した部分)23bが形成されている。ここで、固定部分23aは、互いにオーバーラップする2つのブランク材21,22同士がスポット溶接によって溶着されているために相対変位することができない部分であり、各可動部分23bは、溶着されていないために2つのブランク材21,22が相対変位することができる部分であって、次工程である後述の成形工程における材料の移動によって面積が減少する部分である。
4)成形工程:
この成形工程は、前工程である仮止め工程によって一体化された図6(b)に示すブランク材23を不図示のプレス装置によって対象部品形状にプレス成形する工程である。
この成形工程は、前工程である仮止め工程によって一体化された図6(b)に示すブランク材23を不図示のプレス装置によって対象部品形状にプレス成形する工程である。
而して、この成形工程においては、図6(b)に示すブランク材23をプレス成形して図6(c)に示すようなチャンネル材を十字形にクロスさせたプレス成形品W3’を得るが、このプレス成形時においては、コーナー部に位置する4つのオーバーラップ部に材料の大きな伸びが発生する。
然るに、本実施の形態では、一体化されたブランク材23のプレス成形時の伸びが大きい部分にオーバーラップ部を設け、このオーバーラップ部に可動部分23bを設けたため、図6(b)に示すブランク材23のプレス成形時に可動部分23bにブランク材21,22の相対滑りが発生し、この相対滑りによってシワや亀裂の発生が防がれ、シワや亀裂の無いプレス成形品W3’が得られる(図6(d)参照)。
ここで、一体化されたブランク材23のオーバーラップ部の可動部分23bにおいては、前述のようにプレス成形時にブランク材21,22同士の相対滑りが生ずるため、該可動部分23bはプレス成形後には面積が減少するが、この可動部分23bは固定部分と共にオーバーラップ部に残留し、オーバーラップ部は所定幅の重なりを形成する。
5)固着工程:
前工程での前記プレス工程によって得られた前記プレス成形品W3’(図6(c)参照)においては、オーバーラップ部の可動部23bは固着されていないため、この固着工程においては、図6(d)に示すように、そのオーバーラップ部の可動部分23bの各1箇所P3(図の×印個所)をスポット溶接して該可動部分23bを固着する。これによって、図6(d)に示すような最終製品(対象部品)としての車体部品W3が得られ、該車体部品W3には必要十分な強度と剛性が確保される。
前工程での前記プレス工程によって得られた前記プレス成形品W3’(図6(c)参照)においては、オーバーラップ部の可動部23bは固着されていないため、この固着工程においては、図6(d)に示すように、そのオーバーラップ部の可動部分23bの各1箇所P3(図の×印個所)をスポット溶接して該可動部分23bを固着する。これによって、図6(d)に示すような最終製品(対象部品)としての車体部品W3が得られ、該車体部品W3には必要十分な強度と剛性が確保される。
而して、本実施の形態においても、シワや亀裂を生ずることなくブランク材23を一体的に成形して図6(d)に示す車体部品W3を得ることができ、成形型の構造単純化と型数及び成形工数の削減を図ることができる。
ところで、本実施の形態においては、仮止め工程において、図6(a)に示す2つのブランク材21,22をスポット溶接にて仮止めすることによって図6(b)に示す一体化されたブランク材23を得たが、図7(a)に示すように、2つのブランク材21,22の重ね合わされたオーバーラップ部の中央に円孔24を穿設し、図7(b)に示すように、成形工程においてプレス金型のロケートピン25を円孔24に通すことによって両ブランク材21,22を仮止めし、その状態のままプレス成形して図7(c)に示すようなプレス成形品W3’を得る方法を採用しても良い。このようにして得られたプレス成形品W3’は、前記実施の形態とは異なりオーバーラップ部がスポット溶接等で仮止めされていないため、オーバーラップ部の固着をプレス型内で行うようにすれば、その後の固着工程でのプレス成形品W3’の位置決め作業等を省略することができ、これによって生産性を高めることができる。
本発明は、自動車の車体部品の成形のみならず、他の任意の金属部品の成形に対しても同様に適用可能である。
1,2 ブランク材
3 一体化されたブランク材
3a 固定部分
3b,3b’,3b” 可動部分
11,12 ブランク材
13 一体化されたブランク材
13a 固定部分
13b 可動部分
21,22 ブランク材
23 一体化されたブランク材
23a 固定部分
23b 可動部分
L1,L2,L3 分割ライン
P1,P1’ 溶接箇所
P2,P2’ 溶接箇所
P3,P3’ 溶接箇所
W1,W2,W3 車体部品(対象部品)
W1’,W2”,W3’ プレス成形品
W2’ 中間成形品
3 一体化されたブランク材
3a 固定部分
3b,3b’,3b” 可動部分
11,12 ブランク材
13 一体化されたブランク材
13a 固定部分
13b 可動部分
21,22 ブランク材
23 一体化されたブランク材
23a 固定部分
23b 可動部分
L1,L2,L3 分割ライン
P1,P1’ 溶接箇所
P2,P2’ 溶接箇所
P3,P3’ 溶接箇所
W1,W2,W3 車体部品(対象部品)
W1’,W2”,W3’ プレス成形品
W2’ 中間成形品
Claims (8)
- 対象部品を所定の分割ラインで複数の部材にイメージ的に分割する分割工程と、
分割された各部材の展開形状に基づいてブランク形状を決定し、そのブランク形状に沿って金属板素材をブランク加工するブランク加工工程と、
ブランク加工された複数のブランク材を一部がオーバーラップするよう重ね合わせ、その重ね合わせされたオーバーラップ部を部分的に仮止めすることによって、オーバーラップ部に固定部分と可動部分を有する一体化されたブランク材を得る仮止め工程と、
一体化されたブランク材を対象部品形状にプレス成形する成形工程と、
プレス成形品のオーバーラップ部の可動部分を固着する固着工程と、
を経て対象部品を得ることを特徴とする部分オーバーラップ成形法。 - 前記分割工程において、プレス成形時に材料に伸び方向の力が及ぶ部分を分割ラインとすることを特徴とする請求項1記載の部分オーバーラップ成形法。
- 前記仮止め工程においてブランク材同士のオーバーラップ部に形成された可動部分は、次の成形工程における材料の移動によって面積が減少する部分であることを特徴とする請求項1記載の部分オーバーラップ成形法。
- 前記仮止め工程でのブランク材同士のオーバーラップ部の仮止めを、スポット溶接、レーザー溶接、カシメ、接着又はピン係合によって行うことを特徴とする請求項1記載の部分オーバーラップ成形法。
- 前記仮止め工程において部分的に重ね合わされる複数のブランク材は、板厚及び/又は材質が互いに異なることを特徴とする請求項1記載の部分オーバーラップ成形法。
- 前記成形工程におけるプレス成形品には、オーバーラップ部が残留することを特徴とする請求項1記載の部分オーバーラップ成形法。
- 前記固着工程におけるプレス成形品のオーバーラップ部の固着を、スポット溶接、レーザー溶接又はカシメによって行うことを特徴とする請求項1記載の部分オーバーラップ成形法。
- 前記固着工程におけるプレス成形品のオーバーラップ部の固着を、プレス型内で行うことを特徴とする請求項1記載の部分オーバーラップ成形法。
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