JP2009023000A - Mold for press forming of metal plate and press forming method for metal plate - Google Patents

Mold for press forming of metal plate and press forming method for metal plate Download PDF

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Takayuki Yamano
隆行 山野
Jiro Iwatani
二郎 岩谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold for press forming which stably generates a reverse bending deformed part by overrun even when a die shoulder radius is large, reduces a phenomenon such as a wall camber as much as possible, and can improve a dimensional accuracy of press forming of a metal plate as a result. <P>SOLUTION: A projecting part elongating in the direction of a die is formed at the region of the head of a punch corresponding to the part formed at the early period of forming, further, a recessed part is not formed at the die, and the punch-die clearance CL2 corresponding to the part formed at least immediately after the early period of press forming is set broader than the punch-die clearance CL1 corresponding to the part formed at the early period of press forming (CL1<CL2). Further, the thickness t (mm) of the metal plate to be formed and the clearances CL1, CL2 are set so as to satisfy prescribed relationships, respectively, and in a state where the forming of a vertical wall part is completed, overrun is generated at the metal plate, further, the overrun is amplified upon mold releasing, and reverse bending is generated at the formed metal plate. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に自動車車体に適用される薄鋼板やアルミ板等の金属板をプレス成形するための金型およびこうした金型を用いたプレス成形法に関するものであり、殊にプレス成形の離型後の弾性回復に起因する成形品の寸法精度不良発生を極力低減することのできるプレス成形用金型およびプレス成形方法に関するものである。   The present invention relates to a die for press forming a metal plate such as a thin steel plate or an aluminum plate mainly applied to an automobile body and a press forming method using such a die. The present invention relates to a press molding die and a press molding method capable of reducing the occurrence of defective dimensional accuracy of a molded product due to elastic recovery after molding.

自動車関連業界では、車体の衝突安全性向上および環境保護(軽量化による燃費向上)に対する要求の高まりから、高強度材の使用が増加する傾向にある。自動車車体の多くの部品は、金属板をプレス成形することによって製造されるのが一般的である。しかしながら、これらの部品をプレス成形によって成形する際には、離型(成形後に金型から取り出すこと)後の弾性回復挙動によって、成形品の形状(寸法)が設計値から変化し、成形品同士の組み立て時や接合(多くはスポット溶接による接合)時に不具合が生じる場合がある。これらの不具合は、総称して寸法精度不良と呼ばれており、こうした寸法精度不良としては、壁反りや角度変化等様々なものが知られている(例えば、非特許文献1参照)。   In the automobile-related industry, the use of high-strength materials tends to increase due to increasing demands for vehicle body collision safety and environmental protection (improvement of fuel consumption through weight reduction). Many parts of an automobile body are generally manufactured by pressing a metal plate. However, when these parts are molded by press molding, the shape (dimensions) of the molded product changes from the design value due to the elastic recovery behavior after mold release (taken out from the mold after molding). In some cases, problems may occur during assembly and joining (mostly joining by spot welding). These defects are collectively referred to as dimensional accuracy defects, and various dimensional precision defects are known such as wall warp and angle change (for example, see Non-Patent Document 1).

近年、自動車車体の軽量化や安定性の観点から、自動車車体には強度がより高い薄鋼板や、鋼板と比べて軽量であるがヤング率の低いアルミ板が使用される機会が多くなっており、上記の様な寸法精度不良は顕著な問題となってきている。   In recent years, from the viewpoints of weight reduction and stability of automobile bodies, there are increasing opportunities for automobile bodies to use higher strength steel sheets and aluminum sheets that are lighter than steel sheets but have a lower Young's modulus. The above dimensional accuracy defects have become a prominent problem.

図1は、自動車部品としてのハットチャンネル部材の外観形状例を示す説明図であるが、こうしたハットチャンネル部材の主な成形方法としては、図2に示す様な絞り成形方法[図2(a)]と、曲げ成形方法[図2(b)]がある。   FIG. 1 is an explanatory view showing an external shape example of a hat channel member as an automobile part. As a main molding method of such a hat channel member, a drawing molding method as shown in FIG. 2 [FIG. And a bending method [FIG. 2 (b)].

図2(a)に示した金型(絞り成形用金型)を用いて、ハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度不良の一例を図3に基づいて説明する。この図3は、980MPa級冷延鋼板(板厚t:1.2mm)を成形したときの製品断面形状を示したものであるが、プレス成形後の形状[図3(b)]は、目標寸法から大きく外れていることが分かる。即ち、ハットチャンネル部材の設計(目標)形状(軸直角断面形状)が、図3(a)に示されたものとした場合に、他部品とのスポット溶接等により接合されて綿密な寸法精度が要求されるフランジ面が48°も跳ね上がっている(この跳ね上がり角度を、以下では「フランジ跳ね角θ」と呼ぶ)。これは、パンチ肩での角度変化不良と、側壁部の壁反り不良の両方の影響であると考えられる[図3(b)]。   An example of poor dimensional accuracy when a hat channel member is molded using the mold (drawing mold) shown in FIG. 2A will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a product cross-sectional shape when a 980 MPa grade cold-rolled steel sheet (sheet thickness t: 1.2 mm) is formed. The shape after press forming [FIG. 3B] is the target. It can be seen that there is a large deviation from the dimensions. That is, when the design (target) shape (cross-sectional shape perpendicular to the axis) of the hat channel member is as shown in FIG. 3 (a), it is joined by spot welding or the like with other parts, and precise dimensional accuracy is obtained. The required flange surface has bounced up by 48 ° (this bounce angle is hereinafter referred to as “flange bounce angle θ”). This is considered to be the influence of both the angle change failure at the punch shoulder and the wall warp failure of the side wall [FIG. 3 (b)].

ハットチャンネル部材の側壁部に生じる壁反りの発生メカニズムは、下記(1)〜(3)の機構によると説明されている(前記非特許文献1参照)。
(1)材料(金属板)がダイ肩半径部を通過する際に、曲げ変形を受ける。
(2)この部分がダイ肩半径部から側壁部に流入する際に、曲げ戻し変形を受けて直線状に伸ばされ、この際に側壁部分には、板厚方向で異符号の応力差が発生しており、この応力差による曲げモーメントが内在する。
(3)成形後に成形品を金型から離型すると、この曲げモーメントを開放するように弾性回復が生じ、その結果、反りが生じる。
The generation mechanism of the wall warp generated in the side wall portion of the hat channel member is described according to the following mechanisms (1) to (3) (see Non-Patent Document 1).
(1) When the material (metal plate) passes through the die shoulder radius portion, it undergoes bending deformation.
(2) When this part flows into the side wall part from the die shoulder radius part, it is bent back and stretched in a straight line. At this time, a stress difference with a different sign is generated in the thickness direction in the side wall part. The bending moment due to this stress difference is inherent.
(3) When the molded product is released from the mold after molding, elastic recovery occurs so as to release this bending moment, resulting in warping.

こうした壁反り現象を低減する技術として、これまでにも様々提案されている。こうした技術の一つとして、ダイギャップ内(ダイ−パンチ間)での逆曲げを利用する方法が知られている(前記非特許文献1参照)。この方法を適用した場合における壁反り低減の機構は次のように説明されている。   Various techniques have been proposed so far for reducing the wall warp phenomenon. As one of such techniques, a method using reverse bending in the die gap (between the die and the punch) is known (see Non-Patent Document 1). The mechanism of wall warp reduction when this method is applied is explained as follows.

まず、通常成形と同様にダイ肩半径部を通過する際には、曲げ変形を受けるが、この部分がダイ肩半径部から、側壁部に流入する際に、ダイ肩半径の大きさやクリアランス(パンチ−ダイ間間隙)の設定によっては、材料がダイ肩半径部に完全に巻きつかない現象が発生する。この現象は、一般的にオーバーランと呼ばれており、この現象により側壁部に流入した材料は、上記曲げ方向とは逆の曲げ(一般的に逆曲げと呼ばれる)を受ける。   First, when passing through the die shoulder radius as in normal molding, it undergoes bending deformation, but when this part flows from the die shoulder radius into the side wall, the size of the die shoulder radius and the clearance (punch -Depending on the setting of the gap between the dies, a phenomenon may occur in which the material does not completely wrap around the shoulder radius of the die. This phenomenon is generally referred to as overrun, and the material that has flowed into the side wall portion due to this phenomenon undergoes bending opposite to the bending direction (generally referred to as reverse bending).

次いで、成形後に離型されると、通常成形と同様にこの曲げモーメントを開放するように、弾性回復が生じることになる。但し、このときの弾性回復では、上記で生じている逆曲げを打ち消す方向に働くので、逆曲げの曲率と弾性回復により発生する曲率とが同一になった場合には、それらが相互に打ち消し合って、側壁部の曲率(=壁反り)を0とすることが可能となる。   Then, when the mold is released after molding, elastic recovery occurs so as to release this bending moment as in the normal molding. However, since the elastic recovery at this time works in the direction to cancel the reverse bending generated above, if the curvature of the reverse bending and the curvature generated by the elastic recovery become the same, they cancel each other out. Thus, the curvature of the side wall portion (= wall warp) can be made zero.

上記オーバーランを利用し、壁反りを制御する方法として、従来からダイ肩半径およびクリアランスを適正に制御する方法が知られている。しかしながら、こうした技術では、壁反りを全くなくすためには、ダイ肩半径およびクリアランスを厳密に制御する必要がある。特に、ダイ肩半径(rd)については、rd/t(t:板厚)=1.5程度に制御しなければその効果が発揮されないことになる(前記非特許文献1参照)。自動車構造部品に汎用されている鋼板の板厚tは、1mm程度であることからして、上記技術でその効果を有効に発揮させるためには、ダイ肩半径(rd)を1.5mm程度にすることが必要不可欠になってくる。
「プレス成形難易ハンドブック」第2版(1997)、第175〜196頁、日刊工業新聞社)
As a method of controlling the wall warp using the overrun, a method of appropriately controlling the die shoulder radius and the clearance has been conventionally known. However, such techniques require tight control of the die shoulder radius and clearance to eliminate any wall warpage. In particular, the die shoulder radius (rd) cannot be exhibited unless it is controlled to about rd / t (t: plate thickness) = 1.5 (see Non-Patent Document 1). Since the plate thickness t of the steel plate generally used for automobile structural parts is about 1 mm, in order to effectively exert the effect by the above technique, the die shoulder radius (rd) is set to about 1.5 mm. It will be indispensable.
"Press Forming Difficulty Handbook" 2nd edition (1997), pp. 175-196, Nikkan Kogyo Shimbun)

しかしながら、ダイ肩半径(rd)を小さくすると、それだけ成形加工時に割れが発生する危険性が大きくなることや、工具が摩耗し易くなって工具のメンテナンスを頻繁に行う必要が生じるという問題がある。これらの問題は、実生産上での不安定要因ともいえるものであるので、上記方法は量産には適用しにくいという欠点がある。   However, when the die shoulder radius (rd) is decreased, there is a problem that the risk of cracking during molding is increased, and the tool is likely to be worn out, so that the tool needs to be frequently maintained. Since these problems can be said to be unstable factors in actual production, the above method has a drawback that it is difficult to apply to mass production.

本発明は、こうした状況の下でなされたものであって、その目的は、ダイ肩半径が大きい場合であっても、オーバーランによる逆曲げ変形部を安定して発生させ、壁反りなどの現象を極力低減し、金属板のプレス成形時における寸法精度を高めることのできるプレス成形用金型、およびこうした金型を用いたプレス成形法を実現することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and the object thereof is to stably generate a reverse bending deformed portion due to overrun even when the die shoulder radius is large, and a phenomenon such as wall warp. Is to realize a press-molding die that can reduce the squeeze as much as possible and increase the dimensional accuracy at the time of press-molding a metal plate, and a press-molding method using such a die.

上記目的を達成し得た本発明の金属板のプレス成形用金型は、 少なくともパンチおよびダイを有し、金属板をプレス成形するための金型であって、成形初期に形成される部位に相当するパンチの頭部領域に、ダイ方向に伸びる凸部を形成すると共に、前記ダイには凹部を形成せず、少なくともプレス成形初期直後に形成される部位に相当するパンチ−ダイ間クリアランスCL2を、プレス成形初期に形成される部位に相当するパンチ−ダイ間クリアランスCL1よりも広く(CL1<CL2)設定すると共に、成形される金属板の厚みをt(mm)としたとき、前記クリアランスCL1,CL2が下記(1)式および(2)式を夫々満足するように設定し、縦壁部の成形が完了した状態で、金属板にオーバーランを発生させると共に、金型離型時に前記オーバーランを増幅させ、成形された金属板に逆曲げを発生させる点に要旨を有するものである。   The metal plate press-molding die of the present invention that has achieved the above object is a die for press-molding a metal plate having at least a punch and a die, and is formed at a site formed at the initial stage of molding. A convex portion extending in the die direction is formed in the corresponding punch head region, and no concave portion is formed in the die, and at least a punch-die clearance CL2 corresponding to a portion formed immediately after the initial press forming is formed. When the clearance CL1 is set wider than the punch-die clearance CL1 corresponding to the portion formed in the initial stage of press molding (CL1 <CL2) and the thickness of the metal plate to be formed is t (mm), the clearance CL1, CL2 is set so as to satisfy the following formulas (1) and (2) respectively, and in the state where the forming of the vertical wall portion is completed, an overrun is generated in the metal plate, and the die Wherein when the mold is to amplify overrun and has a gist in that to generate a reversely bent metal plate molded.

0.8×t≦CL1≦1.2×t‥(1)
CL2≧CL1+t ‥(2)
本発明の金型においては、CL1=t(mm)を満足するように設定することが好ましい。
0.8 × t ≦ CL1 ≦ 1.2 × t (1)
CL2 ≧ CL1 + t (2)
In the metal mold | die of this invention, it is preferable to set so that CL1 = t (mm) may be satisfied.

上記のような各種プレス成形用金型を用いて金属板をプレス成形することによって、壁反りや角度変化等の不都合を生じることなく、寸法精度に優れた金属プレス成形品が得られる。   By press-molding a metal plate using the various press-molding molds as described above, a metal press-molded product having excellent dimensional accuracy can be obtained without causing inconvenience such as wall warp and angle change.

本発明は以上の様に構成されており、ダイ肩半径rdが大きい場合であっても、オーバーランを安定して発生させ、壁反りや角度変化などの現象を極力低減し、金属板のプレス成形時における寸法精度を高めることのできるプレス成形用金型、およびこうした金型を用いたプレス成形法が実現できた。   The present invention is configured as described above, and even when the die shoulder radius rd is large, overrun is stably generated, and phenomena such as wall warp and angle change are reduced as much as possible. A press mold capable of increasing the dimensional accuracy during molding and a press molding method using such a mold have been realized.

本発明者らは、上記課題を解決するべく、様々な角度から検討した。そして、まずダイ肩半径(rd)が大きい領域であってもオーバーランによる逆曲げ変形部を効果的に誘発させるためには、ダイ肩を通過し縦壁(側壁)に流入した材料が、成形時若しくは離型時に工具間(ダイとパンチ間)で大きく変形できるスペースを有する金型形状にすればよいとの着想が得られた。そして、こうした着想に基づいて更に検討した結果、上記構成を採用すれば、上記目的が見事に達成されることを見出し、本発明を完成した。   The present inventors have studied from various angles in order to solve the above problems. First, in order to effectively induce reverse bending deformation due to overrun even in a region where the die shoulder radius (rd) is large, the material that has passed through the die shoulder and flowed into the vertical wall (side wall) is molded. The idea that a mold having a space that can be greatly deformed between tools (between the die and the punch) at the time of release or mold release is obtained. As a result of further investigation based on such an idea, the present inventors have found that the above object can be achieved brilliantly by adopting the above configuration, and completed the present invention.

本発明の構成および作用・効果について図面に基づいて説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、プレス成形する部材として自動車車体の部品に多く用いられるハットチャンネル部材を絞り成形する場合を取り上げて説明するが、もとより本発明で成形する部材はこうしたハットチャンネル部材に限定されるものではなく、またその成形法も絞り成形に限らず、例えば前記図2(b)に示したような曲げ成形(フォーム成形)においてパンチの形状を変えることによっても適用できるものである。   The configuration, operation and effect of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, for the sake of convenience of explanation, the case of drawing a hat channel member often used for parts of an automobile body as a member to be press-formed will be described. However, the member to be molded according to the present invention is originally such a hat channel. It is not limited to members, and the molding method is not limited to drawing, but can also be applied by changing the shape of the punch in bending molding (form molding) as shown in FIG. 2 (b), for example. It is.

図4は、本発明のプレス成形金型の一構成例を示す概略説明図であり、図中1はパンチ、2はダイ、3はブランクホルダー、4は金属板、rdはダイ肩半径、rpはパンチ肩半径、BHFはしわ押さえ力の夫々を示す。本発明の金型では、図4に示すように、少なくとも成形初期直後に形成される部位(図4に示したパンチ1の下部)に相当するパンチ−ダイ間クリアランスCL2を、成形初期に形成される部位(図4に示したパンチ1の上部)に相当するパンチ−ダイ間クリアランスCL1よりも広くなるように設定(CL1<CL2)したものである。即ち、本発明のプレス成形金型では、上記クリアランスCL1,CL2が上記の関係を満足するように、成形初期に形成される部位に相当するパンチの頭部領域に、ダイ方向に伸びる凸部1aを形成したものである。尚、「成形初期」とは、金属板4に対してプレス成形開始してから或る一定の時間が経過するまでの期間を意味する。   FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a configuration example of the press-molding die of the present invention, in which 1 is a punch, 2 is a die, 3 is a blank holder, 4 is a metal plate, rd is a die shoulder radius, rp Indicates punch shoulder radius, and BHF indicates wrinkle holding force. In the mold of the present invention, as shown in FIG. 4, a punch-die clearance CL2 corresponding to at least a portion (lower portion of the punch 1 shown in FIG. 4) formed immediately after the initial molding is formed in the initial molding. Is set so as to be wider than the punch-die clearance CL1 corresponding to the region (upper portion of the punch 1 shown in FIG. 4) (CL1 <CL2). That is, in the press mold of the present invention, the convex portion 1a extending in the die direction is formed in the punch head region corresponding to the portion formed at the initial stage of molding so that the clearances CL1 and CL2 satisfy the above relationship. Is formed. Note that “formation initial stage” means a period from the start of press forming to the metal plate 4 until a certain time elapses.

前記図4に示した構成では、凸部1aは曲面によって形成されたものであるが、こうした構成に限らず、例えば図5(a)に示すように、凸部1bの一部に平面部分1cを有する断面キノコ状のものや、図5(b)に示すように凸部1dの軸心方向長さを長くした(即ち、成形初期の時間を長くした)パンチ1等、各種の形状のものが採用できる。尚、図5において「R5」とは、パンチ肩半径rp(若しくは凸部1dの先端曲面の半径)を5mmに設定したことを意味する。   In the configuration shown in FIG. 4, the convex portion 1a is formed by a curved surface. However, the present invention is not limited to such a configuration. For example, as shown in FIG. 5A, a flat portion 1c is formed on a part of the convex portion 1b. With various shapes such as a mushroom-shaped cross section with a punch 1 and a punch 1 in which the length in the axial direction of the projection 1d is increased (that is, the molding time is increased) as shown in FIG. Can be adopted. In FIG. 5, “R5” means that the punch shoulder radius rp (or the radius of the curved surface at the tip of the convex portion 1d) is set to 5 mm.

本発明における金型の構成は、クリアランスCL1,CL2が上記の関係を満足するものであればその効果が達成されるものであるが、その構成は前記図4、5に示したものに限らず、例えば成形初期に形成される部位からそれ以降に形成される部位にかけて、クリアランスCL2が徐々に広くなるように構成したものや、成形初期直後に一旦クリアランスCL2を広げた後更にクリアランスCL1に近づくように狭く成形したものであっても本発明の目的が達成される。要するに、少なくともプレス成形初期直後に形成される部位に相当するパンチ−ダイ間クリアランスCL2と、プレス成形初期に形成される部位に相当するパンチ−ダイ間クリアランスCL1が上記の関係を満足していれば良いのである。   The structure of the mold in the present invention can achieve the effect as long as the clearances CL1 and CL2 satisfy the above relationship, but the structure is not limited to that shown in FIGS. For example, the clearance CL2 is configured to gradually widen from the part formed at the initial stage of molding to the part formed thereafter, or after the clearance CL2 is once widened immediately after the initial stage of molding so as to be closer to the clearance CL1. The object of the present invention can be achieved even if it is narrowly formed. In short, as long as at least the punch-die clearance CL2 corresponding to the portion formed immediately after the initial press forming and the punch-die clearance CL1 corresponding to the portion formed in the initial press forming satisfy the above relationship. It ’s good.

上記クリアランスCL1,CL2の設定方法については、様々な組み合わせが考えられ、概ねどのような組み合わせを採用しても、従来の金型を用いたときよりも寸法精度が向上する結果が得られたのであるが、本発明者らは、寸法精度が最も向上するCL1,CL2の組み合わせについて検討した。   As for the setting method of the clearances CL1 and CL2, various combinations are conceivable, and almost any combination is adopted, so that the result that the dimensional accuracy is improved as compared with the conventional mold is obtained. However, the present inventors have examined a combination of CL1 and CL2 that improves the dimensional accuracy most.

本発明者らは、980MPa級冷延鋼板(板厚t:1.2mm)を用い、前記図4に示した本発明の金型によって(rp=5mm)、プレス成形してハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度について、クラアランスCL1,CL2との関係で調査した。このとき、クリアランスCL1としては、(1)t+0.4mm、(2)t+0.2mmおよび(3)tmmの3通りとし、クリアランスCL2については、十分に大きな値としてCL1+5mmに設定した。また、他の条件は、下記の通りとした。またことのき、前記図2(a)に示した通常の金型を用いてプレス成形(絞り成形)した場合(クリアランス:t+0.2mm、t+0.4mm、t+0.6mm、t+0.8mm)についても調査した。
(プレス成形条件)
ダイ肩半径(rd):5mm
成形高さH(後記図10):67mm
ブランクサイズ:幅250mm、奥行き40mm
The present inventors use a 980 MPa class cold-rolled steel sheet (thickness t: 1.2 mm) and press-mold the hat channel member by the mold of the present invention shown in FIG. 4 (rp = 5 mm). The dimensional accuracy was investigated in relation to the clearances CL1 and CL2. At this time, the clearance CL1 was set to (1) t + 0.4 mm, (2) t + 0.2 mm, and (3) tmm, and the clearance CL2 was set to CL1 + 5 mm as a sufficiently large value. Other conditions were as follows. In addition, even when press molding (drawing) using the normal mold shown in FIG. 2A (clearance: t + 0.2 mm, t + 0.4 mm, t + 0.6 mm, t + 0.8 mm) investigated.
(Press molding conditions)
Die shoulder radius (rd): 5mm
Molding height H (FIG. 10 below): 67 mm
Blank size: width 250mm, depth 40mm

各条件でプレス成形加工したときの断面形状を図6に示す。尚、前記図2(a)に示した通常の金型を用いてプレス成形した場合(通常成形)には、「壁反り」等の寸法精度不良量はクリアランスによる差はなかったが、クリアランスがt+0.8mmのときの断面形状は前記図3(b)に示した通りであり、壁反りおよび角度変化のいずれも発生しており、またフランジ跳ね角θは48°と大きな値を示していた。   FIG. 6 shows a cross-sectional shape when press molding is performed under each condition. In the case of press molding using the normal mold shown in FIG. 2 (a) (normal molding), the amount of dimensional accuracy such as “wall warp” was not different depending on the clearance, but the clearance was The cross-sectional shape at t + 0.8 mm was as shown in FIG. 3B, and both wall warp and angle change occurred, and the flange jump angle θ showed a large value of 48 °. .

一方、図6(a)は、クリアランスCL1を(t+0.4mm)に設定したときのものであるが、通常成形に比べて大幅に寸法精度が改善されているものの、「壁反り」が若干残っている状況であった。しかしながら、クリアランスCL1を(t+0.2mm)に設定したときには[図6(b)]、壁反りと逆反りの効果が相殺し合い、「壁反り」≒0が実現できていた。但し、この場合には、パンチ肩部における角度変化不良に起因するフランジの跳ねが未だ残っている状況であった。   On the other hand, FIG. 6A shows the case where the clearance CL1 is set to (t + 0.4 mm). However, although the dimensional accuracy is greatly improved as compared with the normal molding, “wall warp” remains slightly. It was a situation. However, when the clearance CL1 was set to (t + 0.2 mm) [FIG. 6 (b)], the effects of wall warping and reverse warping were offset, and “wall warping” ≈0 could be realized. However, in this case, the flange still bounces due to a poor angle change at the punch shoulder.

更に、クリアランスCL1をt(板厚相当)に小さくすると、オーバーランの効果が強く出て、側壁部が内側に反るようになるが[図6(c)]、この内反りとパンチ肩での角度変化とが相殺し合うことによって、フランジ跳ね角θ=0°が実現できていた。尚、この場合の側壁部の形状は、内側に反っているので、目標形状とは異なるものである。   Further, when the clearance CL1 is reduced to t (equivalent to the plate thickness), the effect of overrun is strong and the side wall portion is warped inward [FIG. 6 (c)]. By offsetting the angle change, the flange jump angle θ = 0 ° could be realized. In addition, since the shape of the side wall part in this case is curving inward, it is different from the target shape.

これらの結果から、次の様に考察できた。即ち、側壁部の形状を重視するか、或はフランジ面の跳ねを重視するかによって、クリアランスCL1をt≦CL1≦t+0.2(mm)の範囲内で微調整すれば、最適な寸法精度が得られることが分かった。   From these results, we could consider as follows. That is, if the clearance CL1 is finely adjusted within the range of t ≦ CL1 ≦ t + 0.2 (mm) depending on whether the shape of the side wall portion is important or the bounce of the flange surface is important, the optimum dimensional accuracy can be obtained. It turns out that it is obtained.

本発明者らは、いくつかの材料についてもクリアランスCL1の影響について、クリアランスCL1を0.8t〜2.0tの範囲で変えて調査した。このときの材料の種類と板厚t以外の条件は、上記と同じである(従って、クリアランスCL2=CL1+5mm)。その結果を下記表1に示すが、いずれの材料についても、クリアランスCL1を0.8×t≦CL1≦1.2×t(mm)の範囲内で調整することによって、最適な寸法精度が得られていることが分かる。尚、クリアランスCL1の下限を0.8×tとしたのは、クリアランスCL1がこれよりも狭くなると、板厚が薄くなりすぎて部材としての強度特性が低下する恐れがあるからである。   The present inventors investigated the influence of the clearance CL1 on several materials while changing the clearance CL1 in the range of 0.8 t to 2.0 t. The conditions other than the material type and the plate thickness t at this time are the same as described above (thus, clearance CL2 = CL1 + 5 mm). The results are shown in Table 1 below. For each material, the optimum dimensional accuracy can be obtained by adjusting the clearance CL1 within the range of 0.8 × t ≦ CL1 ≦ 1.2 × t (mm). You can see that The reason why the lower limit of the clearance CL1 is set to 0.8 × t is that if the clearance CL1 becomes narrower than this, the plate thickness becomes too thin and the strength characteristics as a member may be deteriorated.

Figure 2009023000
Figure 2009023000

ところで、前記図4に示した金型を用い、クリアランスCL1を(t+0.2mm)に設定したときには、前記図6(b)に示したように、「壁反り」≒0が実現できていたが、フランジの跳ねが未だ残っている状況である。そこで、本発明者らは、「壁反り」≒0を実現しつつフランジ跳ね角θをできるだけ小さくできる方法についても検討した。   By the way, when the mold shown in FIG. 4 is used and the clearance CL1 is set to (t + 0.2 mm), as shown in FIG. 6B, “wall warp” ≈0 can be realized. This is a situation where the flange spring still remains. Therefore, the present inventors also examined a method for reducing the flange jump angle θ as much as possible while realizing “wall warp” ≈0.

その結果、図7に示すように、成形開始時にブランクホルダー3をパンチ1の上面よりも下で待機させる(図中、ΔHは待機高さを示す)ことによって、フランジ跳ね角θをできるだけ小さくできることも分かった。即ち、通常のプレス成形では、まずダイ2およびブランクホルダー3の間に金属板4を挟んで保持してから成形を開始するのが一般的であるが(この手順については、後記図9参照)、この成形開始時にブランクホルダー3を図7に示した状態としてから成形を開始すれば、パンチ肩角度変化の低減が達成され、その結果としてフランジ跳ね角θが極力低減できたのである。従って、本発明の金型を用いてプレス成形を行うに際しては、前記クリアランスCL1を適切な範囲に設定して「壁反り」≒0を実現すると共に、図7に示した待機高さΔHを適宜設けて角度変化の減少を図ることによって、より寸法精度に優れたプレス成形品を得ることができる。   As a result, as shown in FIG. 7, the flange jump angle θ can be made as small as possible by making the blank holder 3 stand by below the upper surface of the punch 1 at the start of molding (ΔH indicates the standby height in the figure). I understand. That is, in normal press molding, the metal plate 4 is generally held between the die 2 and the blank holder 3 and then the molding is started (see FIG. 9 to be described later for this procedure). If molding is started after the blank holder 3 is in the state shown in FIG. 7 at the start of molding, the change in punch shoulder angle can be reduced, and as a result, the flange jump angle θ can be reduced as much as possible. Therefore, when performing press molding using the mold of the present invention, the clearance CL1 is set to an appropriate range to realize “wall warp” ≈0, and the standby height ΔH shown in FIG. By providing and reducing the change in angle, it is possible to obtain a press-formed product with more excellent dimensional accuracy.

図7に示した状態でプレス成形を開始することによって、上記の効果が得られる理由については、次のように考えることができた。即ち、成形開始時にブランクホルダー3をパンチ上面より下で待機させると、ブランクホルダー3とダイ3が接近するまでの成形初期には、パンチ1とダイ2による曲げ成形が金属板4に作用することになるが、この曲げ成形時にはブランクホールドによる材料拘束が働かないので、図8(部分拡大図)に示すように、オーバーランがより発生し易くなるものと考えられる。そのため、材料(金属板4)がパンチ肩の広い範囲に亘って巻き付き易くなり(即ち、金属板4の曲げ角度が90°よりも大きくなる)、離型後のスプリングバックによって理想に近い90°に近づくものと考えられた。   The reason why the above-described effect can be obtained by starting press molding in the state shown in FIG. 7 could be considered as follows. That is, when the blank holder 3 is made to stand by below the upper surface of the punch at the start of molding, bending by the punch 1 and the die 2 acts on the metal plate 4 until the blank holder 3 and the die 3 approach each other. However, it is considered that overrun is more likely to occur as shown in FIG. 8 (partially enlarged view) because the material restraint due to the blank hold does not work during this bending. Therefore, the material (metal plate 4) is easily wound over a wide range of the punch shoulder (that is, the bending angle of the metal plate 4 becomes larger than 90 °), and the ideal 90 ° is obtained by the spring back after the mold release. It was thought that approached.

上記のような構成の金型の完成によって、寸法精度の向上が実現できたのであるが、寸法精度の影響を与えるのは、成形時におけるオーバーランだけでなく、離型時におけるオーバーランの増幅およびパンチ肩部(例えば、前記図4の凸部1a)通過時における逆曲げも影響を与えることが判明した。こうした状況を図面によって説明する。   Although the dimensional accuracy has been improved by the completion of the mold with the above configuration, it is not only the overrun at the time of molding that affects the dimensional accuracy but also the amplification of the overrun at the time of mold release. It was also found that reverse bending when passing through the punch shoulder (for example, the convex portion 1a in FIG. 4) also has an effect. Such a situation will be described with reference to the drawings.

図9は成形開始時における金型の状態を示す説明図である。まず、図9(a)に示すように、ダイ2およびブランクホルダー3の間に金属板4を挟んで保持し、パンチ1の先端が金属板4の表面に接触した状態とする。次いで、金属板4をダイ−ブランクホルダー間に挟んだ状態のまま、ダイ2を下降していき、パンチ1の作動によって、金属板4への成形を開始し[図9(b)]、そのまま下降を続けることによって成形を行う。   FIG. 9 is an explanatory view showing the state of the mold at the start of molding. First, as shown in FIG. 9A, the metal plate 4 is held between the die 2 and the blank holder 3 so that the tip of the punch 1 is in contact with the surface of the metal plate 4. Next, the die 2 is lowered while the metal plate 4 is sandwiched between the die and the blank holder, and the forming of the metal plate 4 is started by the operation of the punch 1 [FIG. Molding is performed by continuing to descend.

図10は、金属板4の成形を完了した状態(成形下死点)を示した説明図であり、この状態では、ブランクホルダーが下まで下がり切った状態となり、金属板4の縦壁部の成形が完了した状態となる(図中、Hは成形高さを示す)。そしてこの状態のときに、金属板4の縦壁下方部4aにオーバーランが発生することになる。   FIG. 10 is an explanatory view showing a state (molding bottom dead center) in which the metal plate 4 is completely formed. In this state, the blank holder is lowered to the bottom, and the vertical wall portion of the metal plate 4 is Molding is completed (H in the figure indicates the molding height). In this state, overrun occurs in the vertical wall lower portion 4a of the metal plate 4.

引き続き、成形が完了した金属板4を、ダイ2およびブランクホルダー3で挟んだ状態のままでダイ3を上方に上昇させて離型すると、図11に示すように、パンチ肩部(凸部1a)における狭いクリアランスが離型の抵抗となって、金属板4の縦壁下方部4aに発生したオーバーランが更に増幅されることになる。そして、更にダイ2の上昇(離型)を続けると、図12(a)に示すように、前記縦壁下方部4aがパンチ肩部(凸部1a)付近を通過する際に該縦壁下方部4aに逆曲げが発生することになる。こうした状況下で、完全に離型した[図12(b)]後の部材にあっては、この逆曲げの効果により縦壁部の壁反りが改善されることになる。即ち、前記図6(b),(c)で示したように、この逆曲げの制御により、壁反りを皆無にしたり、内反り傾向としたりすることが可能である。   Subsequently, when the metal plate 4 which has been formed is released by raising the die 3 while being sandwiched between the die 2 and the blank holder 3, as shown in FIG. 11, the punch shoulder portion (convex portion 1a) is formed. ) Becomes a release resistance, and the overrun generated in the lower portion 4a of the vertical wall of the metal plate 4 is further amplified. When the die 2 is further raised (released), as shown in FIG. 12A, when the vertical wall lower portion 4a passes near the punch shoulder (convex portion 1a), the vertical wall lower portion Reverse bending occurs in the portion 4a. Under such circumstances, in the member after completely releasing the mold [FIG. 12B], the wall warp of the vertical wall portion is improved by the effect of the reverse bending. That is, as shown in FIGS. 6B and 6C, by controlling the reverse bending, it is possible to eliminate the wall warp or to make the wall warp.

前記図11、12に示した離型では、ダイ2の上昇の際に、ブランクホルダー3も追随して上昇する場合を示したのであるが[前記図6に示した結果もこの場合を想定している]、離型時にブランクホルダー3が成形下死点で固定(ロック)され、離型時にダイ2と一緒に上昇しない成形の場合もある。プレス成形の生産性の問題より、離型時にはブランクホルダー3を下死点でロックして成形することは比較的少ないが、ブランクホルダー3を下死点でロックされた状態で離型すると、金属板4が金型から開放されて図13に示すように壁反り状態となって、離型時におけるオーバーランの増幅作用(前記図11)やパンチ肩通過時における逆曲げ発生効果(前記図12)が発揮されず、壁反り改善効果が小さなものになってしまう。   In the mold release shown in FIGS. 11 and 12, the case where the blank holder 3 also rises following the rise of the die 2 is shown. [The result shown in FIG. 6 is also assumed in this case. In some cases, the blank holder 3 is fixed (locked) at the bottom dead center of molding at the time of mold release and does not rise together with the die 2 at the time of mold release. Due to the productivity problem of press molding, it is relatively rare that the blank holder 3 is locked at the bottom dead center at the time of mold release, but if the mold is released with the blank holder 3 locked at the bottom dead center, the metal As shown in FIG. 13, the plate 4 is released from the mold and is in a wall warping state, and an overrun amplification effect at the time of mold release (see FIG. 11) and a reverse bending effect at the time of punch shoulder passage (see FIG. 12). ) Will not be demonstrated, and the wall warping improvement effect will be small.

一方、図14に示すように、成形される縦壁部が下方になるにつれて広がるように傾斜した縦壁部を有する部材をプレス成形する場合においては(図中θは、縦壁部の傾斜角度を示す)、離型時にブランクホルダー3を一緒に上昇したとしても、ダイ2を上昇するにつれてパンチ肩部とダイ間のクリアランスが広がることになって、ダイ肩近傍の材料に近づくにつれてオーバーランの増幅作用が十分に起こらず、本発明の効果が十分に発揮されないことがある。即ち、離型時にパンチ肩とのクリアランスの狭い部分では、壁反りは改善されるのであるが、離型時にパンチ肩とのクリアランスが広くなる部分(縦壁下方部分)では、壁反りが若干発生し易い状態になり易い。 On the other hand, as shown in FIG. 14, in the case of press-molding a member having a vertical wall portion that is inclined so that the vertical wall portion to be formed becomes lower (θ 1 in the figure is the inclination of the vertical wall portion) Even if the blank holder 3 is lifted together at the time of mold release, the clearance between the punch shoulder and the die widens as the die 2 is lifted, and overrun as the material near the die shoulder approaches. In some cases, the amplification effect does not sufficiently occur, and the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited. In other words, the wall warp is improved in the part where the clearance from the punch shoulder is narrow at the time of mold release, but the wall warp is slightly generated in the part where the clearance from the punch shoulder is wide at the time of release (the lower part of the vertical wall). It is easy to be in a state that is easy to do.

そこで、本発明者らは、上記の問題を解決するべく、(1)成形時のみでオーバーランおよび逆曲げ変形が実現できること、(2)縦壁の傾斜角度(図14に示したθ)に関係なく、縦壁全長でオーバーランおよび逆曲げ変形が実現できること、等を満足できる金型構造を目指して更に検討を加えた。 In order to solve the above problems, the present inventors have (1) that overrun and reverse bending deformation can be realized only during molding, and (2) the inclination angle of the vertical wall (θ 1 shown in FIG. 14). Regardless of whether or not, overrun and reverse bending deformation can be realized over the entire length of the vertical wall, and further studies were made aiming at a mold structure that can satisfy the above requirements.

その結果、成形時にダイとの相対位置を維持しつつダイと同期して動くと共に、金属板の縦壁部を成形する成形治具を備える構成とし、当該成形治具は、ダイ肩近傍付近における成形治具−ダイ間クリアランスCL4を、ダイ肩近傍付近以外の成形領域における成形治具−ダイ間クリアランスCL3よりも広く(CL3<CL4)なるように設定してやれば、上記の不都合が解消されて、金属板のプレス成形時における寸法精度を更に高めることができることが判明した。   As a result, it is configured to include a forming jig for forming the vertical wall portion of the metal plate while moving in synchronization with the die while maintaining the relative position with the die at the time of forming, and the forming jig is in the vicinity of the die shoulder. If the molding jig-die clearance CL4 is set to be wider (CL3 <CL4) than the molding jig-die clearance CL3 in the molding region other than the vicinity of the vicinity of the die shoulder, the above inconvenience is eliminated. It has been found that the dimensional accuracy during press forming of a metal plate can be further increased.

図15は、上記の観点からなされた本発明のプレス成形金型の一構成例を示す概略説明図であり、基本的な構成は前記図4に示した構成と類似し、対応する部分には同一参照符号を付すことによって重複説明を回避する。この構成では、ブランクホルダー3の両内側(パンチ1に臨む側)に、金属板4(プレス成形品)の縦壁部を成形するための成形治具10がブランクホルダー3と一体的に備えられており、夫々の成形治具10の上端部に、金属板4の内側から金属板4を成形するための突起10aを有する構成となっている。そして、この成形治具10は成形時にダイとの相対位置を維持しつつダイと同期して動くようにされているので、成形治具(即ち、突起10a)とダイ2との間のクリアランス(CL3)が一定となる。また、ダイ肩近傍付近における成形治具10とダイ2とのクリアランスCL4は、上記クリアランスCL3(即ち、ダイ肩近傍付近以外の成形領域におけるクリアランス)よりも広く設定されるように構成されている。こうした金型構成を採用することによって、プレス成形時にオーバーランおよび逆曲げ変形作用が成形治具10によって更に達成されるのである。   FIG. 15 is a schematic explanatory view showing one configuration example of the press-molding die of the present invention made from the above viewpoint, and the basic configuration is similar to the configuration shown in FIG. Duplicate explanation is avoided by assigning the same reference numerals. In this configuration, a forming jig 10 for forming the vertical wall portion of the metal plate 4 (press-formed product) is integrally provided with the blank holder 3 on both inner sides (side facing the punch 1) of the blank holder 3. The projections 10a for molding the metal plate 4 from the inner side of the metal plate 4 are provided at the upper ends of the respective molding jigs 10. Since the molding jig 10 is moved in synchronization with the die while maintaining the relative position with the die during molding, the clearance between the molding jig (that is, the protrusion 10a) and the die 2 ( CL3) becomes constant. Further, the clearance CL4 between the forming jig 10 and the die 2 in the vicinity of the die shoulder is configured to be set wider than the clearance CL3 (that is, the clearance in the forming region other than the vicinity of the die shoulder). By adopting such a mold configuration, an overrun and reverse bending deformation action is further achieved by the forming jig 10 during press forming.

図16は、本発明に係るプレス成形金型の他の構成例を示す概略説明図であり、この構成は縦壁部が傾斜角度を有するものに適用した場合のものであり、その他の部分は前記図15に示した金型構成と同じである。こうした構成を採用することによっても、本発明の上記効果が達成される。   FIG. 16 is a schematic explanatory view showing another configuration example of the press-molding die according to the present invention, and this configuration is applied when the vertical wall portion has an inclination angle, and other portions are as follows. The mold configuration is the same as that shown in FIG. The above-described effects of the present invention can also be achieved by adopting such a configuration.

尚、各クリアランスCL3,CL4については、夫々前記クリアランスCL1,CL2のときと同様の理由で夫々下記(3)式および(4)式の関係を満足するように設定することが好ましい(但し、tは板厚)。即ち、各クリアランスCL3,CL4は、クリアランスCL1,CL2と同様に、(1)オーバーラン誘発、(2)オーバーランの増幅、(3)逆曲げ付加の役割を果たすことになる。また、後記図23から明らかなように、前記(1)式および(2)式は成形高さHの影響を受けていないことから、図15に示した突起10aがダイ肩近くであっても、図10のパンチ肩1aのときと同じクリアランスの式(1)式および(2)式の関係[即ち、前記(3)式および(4)式]の関係で管理できるものと考えられる。   The clearances CL3 and CL4 are preferably set so as to satisfy the relationship of the following formulas (3) and (4) for the same reason as the clearances CL1 and CL2 (however, t Is the plate thickness). That is, each of the clearances CL3 and CL4 plays the role of (1) overrun induction, (2) overrun amplification, and (3) reverse bending addition, like the clearances CL1 and CL2. Further, as apparent from FIG. 23 described later, since the expressions (1) and (2) are not affected by the molding height H, even if the protrusion 10a shown in FIG. It can be considered that the same clearances as in the case of the punch shoulder 1a in FIG. 10 can be managed by the relationship of the equations (1) and (2) [that is, the equations (3) and (4)].

0.8×t≦CL3≦1.2×t(mm) ‥(3)
CL4≧CL3+t(mm) ‥(4)
0.8 × t ≦ CL3 ≦ 1.2 × t (mm) (3)
CL4 ≧ CL3 + t (mm) (4)

従って、前記図15、16の金型構成を採用した場合には、クリアランスCL3,CL4を適切な関係で規定するだけで、CL1,CL2の関係を厳密に規定せずとも本発明の効果が達成されることになるが、こうした構成を採用する場合であっても、前記クリアランスCL1,CL2を上記(1)式および(2)式の関係を満足するように規定しても良いことは勿論である。   Therefore, when the mold configuration shown in FIGS. 15 and 16 is adopted, the effects of the present invention can be achieved only by defining the clearances CL3 and CL4 with an appropriate relationship without strictly defining the relationship between CL1 and CL2. Of course, even when such a configuration is adopted, the clearances CL1 and CL2 may be defined so as to satisfy the relationship of the above expressions (1) and (2). is there.

成形治具を備えた金型を用いたときの金属板の成形手順を図面によって説明する。まず成形開始時には、図17(a)に示すように、成形治具10が存在することによって、金属板4はダイ2とブランクホルダー3の間に挟まれた状態とはならず、ブランクホルダー3と金属板4の間には所定の空間が存在することになる。そして、ダイ2により金属板4への成形を開始することによって金属板4は曲げ成形を受けるが、このときブランクホルダー3は動作しないままである[図17(b)]。その後、ダイ2およびブランクホルダー3の間に金属板4を挟んだ状態のまま、ダイ2を下降していき(ブランクホルダー3も追随して下降)、金属板4の成形を行う[図17(c)]。   The metal plate forming procedure when using a mold provided with a forming jig will be described with reference to the drawings. First, at the start of molding, as shown in FIG. 17A, the presence of the molding jig 10 prevents the metal plate 4 from being sandwiched between the die 2 and the blank holder 3. A predetermined space exists between the metal plate 4 and the metal plate 4. And by starting shaping | molding to the metal plate 4 with the die | dye 2, the metal plate 4 receives bending shaping | molding, but the blank holder 3 is still non-operating at this time [FIG.17 (b)]. Thereafter, the die 2 is lowered while the metal plate 4 is sandwiched between the die 2 and the blank holder 3 (the blank holder 3 also follows down), and the metal plate 4 is formed [FIG. c)].

前記図15、16に示した金型では、成形治具10を備えることによって、成形時に金属板4に対して効果的にオーバーランおよび逆曲げを発生させることになるのであるが、前記図17に示したように、こうした金型を用いた成形開始時には、成形治具10を備えない金型を用いてブランクホルダー3を待機させて成形を開始した状態と同じ作用が達成され(前記図7、8)、フランジ跳ね角が減少するという効果も発揮される。   In the mold shown in FIGS. 15 and 16, by providing the forming jig 10, overrun and reverse bending are effectively generated with respect to the metal plate 4 at the time of forming. As shown in FIG. 7, at the start of molding using such a mold, the same action as that in the state where the blank holder 3 is made to stand by using a mold not provided with the molding jig 10 and molding is started is achieved (see FIG. 7). 8) The effect of reducing the flange jump angle is also exhibited.

ところで、クリアランスCL3,CL4を適切に規定すれば、クリアランスCL1,CL2を厳密に規定しなくても本発明の効果が達成されることから、必要によってクリアランスCL3,CL4だけを設けるような金型設計も可能である。こうした観点から、構成される金型の変形例を図18に示す。この金型は、傾斜した縦壁部を有する成形品を製造するためのものであるが、パンチ1の上部には凸部1aを設けず垂直な壁で構成され、またパンチ1の下部に成形治具10が入りこむ関係から、ダイ2の成形面が傾斜した構成となる。そして、成形治具10とダイ2間のクリアランスCL3,CL4を適切に設定することによって、傾斜角度θを有する縦壁部を成形治具10とダイ2の作用によって成形するものである。こうした構成の金型によっても本発明の効果が達成されることになる。 By the way, if the clearances CL3 and CL4 are appropriately defined, the effects of the present invention can be achieved without strictly defining the clearances CL1 and CL2. Therefore, a mold design in which only the clearances CL3 and CL4 are provided if necessary. Is also possible. From this point of view, a modified example of the mold configured is shown in FIG. This mold is for manufacturing a molded product having an inclined vertical wall portion, but is formed with a vertical wall without the convex portion 1a on the upper portion of the punch 1, and is formed on the lower portion of the punch 1. Due to the relationship that the jig 10 enters, the molding surface of the die 2 is inclined. Then, by appropriately setting the clearance CL3, CL4 between mandrel 10 and the die 2 is for molding by the action of the forming jig 10 and the die 2 a vertical wall portion having an inclination angle theta 1. The effect of the present invention can also be achieved by such a mold.

以下、本発明を実施例によってその作用効果をより具体的に示すが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の記載に適合し得る範囲で適宜変更して実施することは、いずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the following examples are not intended to limit the present invention, and are appropriately modified within a range that can be adapted to the descriptions given above and below. All of this is included in the technical scope of the present invention.

[実施例1]
980MPa級冷延鋼板(板厚t:1.2mm)を用い、図4に示した本発明の金型によって(rp=5mm)、プレス成形してハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度について、クラアランスCL2を変化させてその影響について調査した。このとき、クリアランスCL1は、上記でフランジ面の跳ね角度を0°に抑えることのできたCL1=tを採用した。また、クリアランスCL2については、(1)CL1+0mm、(2)CL1+0.5mm、(3)CL1+1.7mm、(4)CL1+2.8mm、(5)CL1+3.9mm、(6)CL1+5mmの6通で変化させた。また他の条件(ダイ肩半径rd、成形高さH、しわ押さえ力等)については、上記と同じとした。上記各場合(1)〜(6)におけるフランジ跳ね角θは次の通りとなった。
[Example 1]
About dimensional accuracy when using a 980 MPa class cold rolled steel sheet (thickness t: 1.2 mm) and forming a hat channel member by press molding with the mold of the present invention shown in FIG. 4 (rp = 5 mm), The effect of changing the clearance CL2 was investigated. At this time, CL1 = t was used as the clearance CL1 in which the flange surface jump angle could be suppressed to 0 °. The clearance CL2 is changed in six ways: (1) CL1 + 0 mm, (2) CL1 + 0.5 mm, (3) CL1 + 1.7 mm, (4) CL1 + 2.8 mm, (5) CL1 + 3.9 mm, and (6) CL1 + 5 mm. It was. The other conditions (die shoulder radius rd, molding height H, wrinkle holding force, etc.) were the same as described above. In each of the above cases (1) to (6), the flange jump angle θ was as follows.

(フランジ跳ね角θ)
(1)48°、(2)26.9°、(3)4.3°、(4)−1.3°、(5)−1.0°、(6)−1.7°
クリアランスCL2,CL1の差(CL2−CL1:mm)とフランジ跳ね角θの関係を図19に、通常成形(CL2−CL1=0mm)のときの製品断面形状とCL2−CL1=5mmに設定したときの製品断面形状を比較して図20(a),(b)に示す。これらの結果から明らかなように、CL2−CL1≧t(即ち、CL2≧CL1+t)とすれば、フランジ跳ね角θはほぼ0°近傍で安定していることが分かる。
(Flange spring angle θ)
(1) 48 °, (2) 26.9 °, (3) 4.3 °, (4) -1.3 °, (5) -1.0 °, (6) -1.7 °
FIG. 19 shows the relationship between the difference between the clearances CL2 and CL1 (CL2−CL1: mm) and the flange jump angle θ, when the product cross-sectional shape during normal molding (CL2−CL1 = 0 mm) and CL2−CL1 = 5 mm. 20A and 20B are compared with each other in terms of product cross-sectional shapes. As is apparent from these results, it is understood that when CL2−CL1 ≧ t (ie, CL2 ≧ CL1 + t), the flange jump angle θ is stable in the vicinity of 0 °.

上記と同様にして、590MPa級冷延鋼板(板厚:1.2mm)を用いて同様の検討を行った。その結果、上記各場合(1)〜(6)におけるフランジ跳ね角θは次の通りとなった。   In the same manner as described above, the same examination was performed using a 590 MPa class cold-rolled steel plate (plate thickness: 1.2 mm). As a result, the flange jump angle θ in each of the above cases (1) to (6) was as follows.

(フランジ跳ね角θ)
(1)25.5°、(2)7.5°、(3)−0.6°、(4)−0.7°、(5)0.0°、(6)−0.4°
このときのクリアランスCL2,CL1の差(CL2−CL1:mm)とフランジ跳ね角θの関係を、図21に示すが、前記図19とほぼ同様の傾向が認められることが分かる。
(Flange spring angle θ)
(1) 25.5 °, (2) 7.5 °, (3) -0.6 °, (4) -0.7 °, (5) 0.0 °, (6) -0.4 °
The relationship between the difference between the clearances CL2 and CL1 (CL2−CL1: mm) and the flange jump angle θ is shown in FIG. 21, and it can be seen that the same tendency as in FIG. 19 is observed.

ところで、寸法精度に対しては、金型のおける他のいくつかの影響因子[成形高さH(前記図10)、ダイ肩半径rd、パンチ頭部形状等]によって左右されることが考えられる。本発明者らは、これらの因子について検討したところ、これらの因子は本発明の効果にそれほど影響を与えないことがわかった。次に、これらの検討結果について示す。   By the way, it is conceivable that the dimensional accuracy depends on several other influencing factors in the mold [molding height H (FIG. 10), die shoulder radius rd, punch head shape, etc.]. . The present inventors examined these factors and found that these factors do not significantly affect the effects of the present invention. Next, the results of these studies are shown.

980MPa級冷延鋼板(板厚t:1.2mm)を用い、前記図4に示した本発明の金型によって、プレス成形加工してハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度について、前記成形高さHを変化させてその影響について調査した。このときの成形高さHは、ダイの下死点の位置を変えることによって、(1)30mm、(2)40mm、(3)50mm、(4)60mm、(5)67mmの範囲で変化させた。   With respect to dimensional accuracy when a hat channel member is formed by press molding using the mold of the present invention shown in FIG. 4 using a 980 MPa class cold-rolled steel sheet (thickness t: 1.2 mm), the molding height The effect was investigated by changing the height H. The molding height H at this time is changed in the range of (1) 30 mm, (2) 40 mm, (3) 50 mm, (4) 60 mm, (5) 67 mm by changing the position of the bottom dead center of the die. It was.

クリアランスCL1,CL2については、前記図19において、フランジ跳ね角θ≒0°が実現できたCL1=t(mm)、CL2=CL1+5(mm)の条件にて、成形高さHがフランジ跳ね角θに与える影響について調査した。また、前記図6(b)において、壁反り≒0(mm)が実現できたCL1=t+0.2(mm)、CL2=CL1+5(mm)の条件にて、成形高さHが壁反りに与える影響について調査した。   With respect to the clearances CL1 and CL2, in FIG. 19, the molding height H is the flange jump angle θ under the conditions of CL1 = t (mm) and CL2 = CL1 + 5 (mm) in which the flange jump angle θ≈0 ° can be realized. We investigated the impact on In FIG. 6B, the molding height H is given to the wall warp under the conditions of CL1 = t + 0.2 (mm) and CL2 = CL1 + 5 (mm) in which wall warp≈0 (mm) can be realized. The impact was investigated.

成形高さHとフランジ跳ね角θの関係を図22に、成形高さHと壁反り曲率ρの関係を図23に示す。尚、壁反り曲率ρとは、反り半径をdとしたときに1/dで表される値である。これらの結果から明らかなように、通常成形の場合には寸法不良量が大きくなるが、本発明の場合には不良量も小さく成形高さHの影響も皆無であることが分かる。   FIG. 22 shows the relationship between the molding height H and the flange jump angle θ, and FIG. 23 shows the relationship between the molding height H and the wall curvature curvature ρ. The wall warp curvature ρ is a value represented by 1 / d when the warp radius is d. As is apparent from these results, the dimensional defect amount becomes large in the case of normal molding, but in the case of the present invention, it can be understood that the defect amount is small and the molding height H has no influence.

980MPa級冷延鋼板(板厚t:1.2mm)を用い、前記図4に示した本発明の金型によって、プレス成形してハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度について、前記ダイ肩半径rdを変化させてその影響について調査した。このときのダイ肩半径rdは、(1)5mm、(2)10mm、(3)15mmの範囲で変化させた(成形高さHは67mm)。   With respect to the dimensional accuracy when a hat channel member is formed by press-molding using a 980 MPa class cold-rolled steel sheet (thickness t: 1.2 mm) and the mold of the present invention shown in FIG. The effect of changing rd was investigated. The die shoulder radius rd at this time was changed in the range of (1) 5 mm, (2) 10 mm, and (3) 15 mm (molding height H was 67 mm).

ダイ肩半径rdとフランジ跳ね角θの関係を図24に示すが、ダイ肩半径rdを15mmまで大きくしても、本発明の効果が維持できており、フランジ跳ね角θ≒0が実現できていることが分かる。これに対して、従来の金型を用いた場合(通常成形)には、ダイ肩半径rdの影響がフランジ跳ね角θに大きく影響を及ぼしていることが分かる。即ち、本発明の金型を用いることによって、極く狭い範囲でダイ肩半径rdを制御する必要がないことが分かる。   FIG. 24 shows the relationship between the die shoulder radius rd and the flange jump angle θ. Even if the die shoulder radius rd is increased to 15 mm, the effect of the present invention can be maintained, and the flange jump angle θ≈0 can be realized. I understand that. On the other hand, when a conventional mold is used (normal molding), it can be seen that the influence of the die shoulder radius rd greatly affects the flange jump angle θ. That is, it can be seen that the die shoulder radius rd need not be controlled within a very narrow range by using the mold of the present invention.

本発明で規定するクリアランスCL1,CL2の関係を満足しさえすれば、パンチの頭部形状については特に限定されないことは前述した通りであるが、前記図4、5に示した各種頭部形状のパンチによって、440MPa級冷延鋼板(板厚t:1.2mm)に対してプレス成形加工してハットチャンネル部材を作製したときの寸法精度(フランジ跳ね角θ)に与える影響について調査した。このときの他の条件は、下記の通りとした。
(プレス成形条件)
クリアランス:CL1=t(mm)、CL2=CL1+5(mm)
ダイ肩半径rd:5mm
パンチ肩半径rp:5mm
成形高さH(前記図10):67mm
ブランクサイズ:幅250mm、奥行き40mm
しわ押さ力(BHF):10KN
As long as the relationship between the clearances CL1 and CL2 defined in the present invention is satisfied, the shape of the punch head is not particularly limited as described above, but the various head shapes shown in FIGS. The influence on the dimensional accuracy (flange spring angle θ) when a hat channel member was produced by press-forming a 440 MPa class cold-rolled steel plate (plate thickness t: 1.2 mm) with a punch was investigated. Other conditions at this time were as follows.
(Press molding conditions)
Clearance: CL1 = t (mm), CL2 = CL1 + 5 (mm)
Die shoulder radius rd: 5mm
Punch shoulder radius rp: 5mm
Molding height H (Fig. 10): 67mm
Blank size: width 250mm, depth 40mm
Wrinkle pushing force (BHF): 10KN

その結果を、通常成形の場合と比較して図25に示すが、この結果から明らかなように、パンチ頭部の形状によって若干の差は生じるものの、前記図4、5に示したものではどの形状であっても本発明の効果が十分に発揮されていることが分かる。但し、パンチ頭部の凸部における軸芯方向長さ(即ち、成形初期に相当する部分の長さ)が長くなれば[前記図5(b)]、本発明の効果が小さくなる方向に作用するので、適切な長さに設定する必要がある。   The result is shown in FIG. 25 in comparison with the case of normal molding. As is clear from this result, although there is a slight difference depending on the shape of the punch head, in the case shown in FIGS. It can be seen that the effect of the present invention is sufficiently exhibited even in the shape. However, if the axial length in the convex part of the punch head (that is, the length of the part corresponding to the initial stage of molding) is increased [FIG. 5 (b)], the effect of the present invention is reduced. Therefore, it is necessary to set to an appropriate length.

上記で明確化した適正なクリアランスの設定を行い[CL1=t(mm)、CL2=CL1+5(mm)]、上記では使用しなかった590MPa級溶融亜鉛めっき鋼板(板厚t:1.4mm)に対してプレス成形加工してハットチャンネル部材を作製した(他の条件については、上記と同じ)。その結果、寸法精度の良好なハットチャンネル部材が形成されることが確認できた。   The appropriate clearances clarified above are set [CL1 = t (mm), CL2 = CL1 + 5 (mm)], and the 590 MPa class hot dip galvanized steel sheet (sheet thickness t: 1.4 mm) not used above is used. On the other hand, a hat channel member was produced by press forming (the other conditions were the same as above). As a result, it was confirmed that a hat channel member with good dimensional accuracy was formed.

[実施例2]
780MPa級冷延鋼板(板厚t:1.2mm)を用い、前記図4に示した本発明の金型によって(rp=5mm)、プレス成形してハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度について、ブランクホルダーの待機高さΔH(前記図7)を変化させて(ΔH=0mm、20mm)その影響について調査した。このときのプレス成形条件は下記の通りである。
(プレス成形条件)
クリアランス:CL1=t+0.2(mm)、CL2=CL1+5mm
ダイ肩半径rd:5mm
パンチ肩半径rp:5mm
成形高さH(前記図10):67mm
ブランクサイズ:幅250mm、奥行き40mm
しわ押さ力(BHF):10KN
待機高さΔH:0mm(待機せず)、20mm
[Example 2]
Dimensional accuracy when a hat channel member is formed by press-molding using a 780 MPa class cold-rolled steel sheet (plate thickness t: 1.2 mm) with the mold of the present invention shown in FIG. 4 (rp = 5 mm). Then, the standby height ΔH (FIG. 7) of the blank holder was changed (ΔH = 0 mm, 20 mm) to investigate the influence. The press molding conditions at this time are as follows.
(Press molding conditions)
Clearance: CL1 = t + 0.2 (mm), CL2 = CL1 + 5mm
Die shoulder radius rd: 5mm
Punch shoulder radius rp: 5mm
Molding height H (Fig. 10): 67mm
Blank size: width 250mm, depth 40mm
Wrinkle pushing force (BHF): 10KN
Standby height ΔH: 0 mm (without standby), 20 mm

このとき、図26に示す通常の金型(パンチ上部に凸部1aを形成していないもの)を用いて通常の手順(前記図9、10参照)でハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度についても調査した(プレス成形条件は、クリアランスCL=1.5mmとする以外は上記と同じ)。またいずれの場合においても、離型時にブランクホルダー3を一緒に上昇した。   At this time, the dimensional accuracy when the hat channel member is formed by a normal procedure (see FIGS. 9 and 10) using a normal mold shown in FIG. 26 (the protrusion 1a is not formed on the upper portion of the punch). (Press forming conditions are the same as above except that the clearance CL = 1.5 mm). Moreover, in any case, the blank holder 3 was raised together at the time of mold release.

各金型によってプレス成形したときの製品断面形状を図27に示す。このうち、図27(a)は、通常の金型を用いて成形したときのものであるが、壁反りおよび角度変化が大きく残っており、またフランジ跳ね角θも大きくなっていることが分かる。これに対し、図27(b)は、本発明の金型を用いたときの製品断面形状であるが(待機高さΔH=0mm)、角度変化は大きいものの、壁反りおよびフランジ跳ね角θが小さくなっていることが分かる。また、図27(c)は、本発明の金型を用いブランクホルダーを待機させた状態(待機高さΔH=20mm)で成形を開始したものであるが、壁反り角度変化のいずれも小さくなっており、且つフランジ跳ね角度θも更に小さくなっていることが分かる。   FIG. 27 shows a product cross-sectional shape when press-molding with each mold. Of these, FIG. 27 (a) shows a case where molding is performed using a normal mold, and it is understood that the wall warp and the angle change remain large, and the flange jump angle θ is also increased. . On the other hand, FIG. 27 (b) shows a cross-sectional shape of the product when the mold of the present invention is used (standby height ΔH = 0 mm). However, although the angle change is large, the wall warpage and the flange jump angle θ are You can see that it is getting smaller. FIG. 27 (c) shows a state in which molding is started in a state where the blank holder is made to stand by using the mold of the present invention (standby height ΔH = 20 mm), but any change in the wall warp angle becomes small. It can be seen that the flange jump angle θ is further reduced.

[実施例3]
780MPa級冷延鋼板(板厚t:1.2mm)を用い、図4に示した金型および図15に示した金型(成形治具10を備えたもの)によって、プレス成形してハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度について、下記(A),(B)の各場合について夫々調査した。
(A)離型時にブランクホルダーを一緒に上昇する場合
(B)離型時にブランクホルダーを下死点で固定する場合
このときの共通のプレス成形条件は下記の通りである。
(プレス成形条件)
ダイ肩半径rd:5mm
パンチ肩半径rp:5mm
成形高さH(前記図10、15):67mm
ブランクサイズ:幅250mm、奥行き40mm
しわ押さ力(BHF):10KN
[Example 3]
Using a 780 MPa class cold-rolled steel sheet (thickness t: 1.2 mm), the hat channel is press-molded by the mold shown in FIG. 4 and the mold shown in FIG. 15 (with the forming jig 10). Each case of the following (A) and (B) was investigated about the dimensional accuracy when the member was molded.
(A) When raising the blank holder together at the time of mold release (B) When fixing the blank holder at the bottom dead center at the time of mold release The common press molding conditions at this time are as follows.
(Press molding conditions)
Die shoulder radius rd: 5mm
Punch shoulder radius rp: 5mm
Molding height H (FIGS. 10 and 15): 67 mm
Blank size: width 250mm, depth 40mm
Wrinkle pushing force (BHF): 10KN

図4に示した金型のクリアランスCL1,CL2は、夫々CL1=1.2mm(=板厚)、CL2=CL+5mmとした。図15に示した金型のクリアランスCL1〜CL4は、CL1=1.2mm(板厚)、CL2=15mm、CL3=1.2mm(板厚)、CL4=CL3+3mmとした。また図15に示した金型においては、ブランクホルダー上面から突起10aまでの高さは11mmとし、突起10aの肩半径は3mmとした。   The clearances CL1 and CL2 of the mold shown in FIG. 4 were set to CL1 = 1.2 mm (= plate thickness) and CL2 = CL + 5 mm, respectively. The mold clearances CL1 to CL4 shown in FIG. 15 were set to CL1 = 1.2 mm (plate thickness), CL2 = 15 mm, CL3 = 1.2 mm (plate thickness), and CL4 = CL3 + 3 mm. In the mold shown in FIG. 15, the height from the upper surface of the blank holder to the protrusion 10a was 11 mm, and the shoulder radius of the protrusion 10a was 3 mm.

このとき、前記図26に示した通常の金型を用いて、上記(A),(B)の夫々の場合でプレス成形してハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度についても調査した(プレス成形条件は、クリアランスCL=1.5mmとする以外は上記と同じ)。   At this time, the dimensional accuracy when the hat channel member was formed by press molding in each of the cases (A) and (B) using the ordinary mold shown in FIG. The molding conditions are the same as above except that the clearance CL = 1.5 mm).

その結果、通常の金型を用いて成形したときには、上記(A),(B)のいずれにおいても、壁反りおよび角度変化が大きく残っており、またフランジ跳ね角θも大きくなっていた[前記図27(a)参照]。   As a result, when molding was performed using a normal mold, the wall warp and the angle change remained large in both of the above (A) and (B), and the flange jump angle θ was also large [the above-mentioned See FIG. 27 (a)].

これに対して、図4に示した金型を用いて、上記(A)の条件で成形した場合には、図28に断面形状を示すような壁反りが改善された成形品が得られていたが、上記(B)の条件で成形した場合には、壁反りが発生して前記図27(a)に示した形状になっていた。また、図15に示した金型を用いたときには、上記(A),(B)のいずれの場合であっても壁反りが改善されて、図28に示すような成形品が得られていた。   On the other hand, when the mold shown in FIG. 4 is used and molded under the condition (A), a molded product with improved wall warpage as shown in FIG. 28 is obtained. However, when the molding was performed under the condition (B), wall warp occurred and the shape shown in FIG. 27 (a) was obtained. Further, when the mold shown in FIG. 15 was used, the wall warp was improved in any of the cases (A) and (B), and a molded product as shown in FIG. 28 was obtained. .

[実施例4]
780MPa級冷延鋼板(板厚t:1.2mm)を用い、図14に示した金型および図16に示した金型(縦壁部が傾斜角度を有するもの)によって、プレス成形してハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度について調査した。
このときの共通のプレス成形条件は下記の通りである。
(プレス成形条件)
ダイ肩半径rd:5mm
パンチ肩半径rp:5mm
傾斜角度θ:3°
成形高さH(前記図14、16):67mm
ブランクサイズ:幅250mm、奥行き40mm
しわ押さ力(BHF):10KN
[Example 4]
A 780 MPa class cold-rolled steel sheet (thickness t: 1.2 mm) is used and is press-molded by the mold shown in FIG. 14 and the mold shown in FIG. 16 (the vertical wall portion has an inclination angle). The dimensional accuracy when the channel member was molded was investigated.
The common press molding conditions at this time are as follows.
(Press molding conditions)
Die shoulder radius rd: 5mm
Punch shoulder radius rp: 5mm
Inclination angle θ 1 : 3 °
Molding height H (FIGS. 14 and 16): 67 mm
Blank size: width 250mm, depth 40mm
Wrinkle pushing force (BHF): 10KN

図14に示した金型のクリアランスCL1,CL2は、夫々CL1=1.2mm(板厚)、CL2(パンチ頭部直下の最も狭い部分)=CL1+5mmとした。また、図16に示した金型のクリアランスCL1〜CL4は、CL1=1.2mm(板厚)、CL2(パンチ頭部直下の最も狭い部分)=15mm、CL3=1.2mm(板厚)、CL4=CL3+3mmとした。また図16に示した金型においては、ブランクホルダー上面から突起10aまでの高さは11mmとし、突起10aの肩半径は3mmとした。   The clearances CL1 and CL2 of the mold shown in FIG. 14 were set to CL1 = 1.2 mm (plate thickness) and CL2 (the narrowest portion directly under the punch head) = CL1 + 5 mm, respectively. Further, the clearances CL1 to CL4 of the mold shown in FIG. 16 are CL1 = 1.2 mm (plate thickness), CL2 (the narrowest portion directly under the punch head) = 15 mm, CL3 = 1.2 mm (plate thickness), CL4 = CL3 + 3 mm. In the mold shown in FIG. 16, the height from the upper surface of the blank holder to the protrusion 10a was 11 mm, and the shoulder radius of the protrusion 10a was 3 mm.

このとき、図29に示す通常の金型(縦壁部の傾斜角度θが3°のもの)を用いてプレス成形してハットチャンネル部材を成形したときの寸法精度についても調査した(プレス成形条件は、クリアランスCL=1.5mmとする以外は上記と同じ)。また成形後の離型時においては、ブランクホルダーを一緒に上昇させた。 At this time, it was also investigated dimensional accuracy at the shaping of the press-molded to the hat-channel member using conventional mold shown in FIG. 29 (those inclined angle theta 1 of the vertical wall portion is 3 °) (press molding The conditions are the same as above except that the clearance CL = 1.5 mm). Moreover, the blank holder was raised together at the time of mold release after shaping | molding.

各金型によってプレス成形したときの製品断面形状を図30に示す。このうち、図30(a)は、通常の金型を用いて成形したときのものであるが、壁反りおよび角度変化が大きく残っており、またフランジ跳ね角θも大きくなっていることが分かる。これに対し、図30(b)は、図14に示した金型を用いたときの製品断面形状であるが、壁反りは一部残るものの大きく改善されていることが分かる。また、図30(c)は、図16に示した金型を用いたときの製品断面形状であるが、縦壁全長に亘って壁反りが改善されていることが分かる。   FIG. 30 shows the cross-sectional shape of the product when it is press-molded with each mold. Of these, FIG. 30 (a) shows a case where molding is performed using a normal mold, and it is understood that the wall warp and the angle change remain large, and the flange jump angle θ is also increased. . On the other hand, FIG. 30B shows the product cross-sectional shape when the mold shown in FIG. 14 is used, but it can be seen that the wall warp is partially improved but greatly improved. FIG. 30C shows a product cross-sectional shape when the mold shown in FIG. 16 is used, and it can be seen that the wall warpage is improved over the entire length of the vertical wall.

これらの結果は、離型時においてブランクホルダーを一緒に上昇させたものであるが、図16に示した金型を用いた場合には、離型時にブランクホルダーを下死点で固定した場合であっても同様の結果[図30(c)]が得られることが確認できた。   These results were obtained when the blank holder was raised together at the time of mold release, but when the mold shown in FIG. 16 was used, the blank holder was fixed at the bottom dead center at the time of mold release. Even if it exists, it has confirmed that the same result [FIG.30 (c)] was obtained.

ハットチャンネル部材の外観形状例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the external appearance example of a hat channel member. ハットチャンネル部材の主な成形方法を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the main shaping | molding methods of a hat channel member. 寸法精度不良の一例を説明する為の図である。It is a figure for demonstrating an example of a dimensional accuracy defect. 本発明のプレス成形金型の一構成例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows one structural example of the press molding die of this invention. 本発明の金型の各種形状を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the various shapes of the metal mold | die of this invention. クリアランスCL1を変えた条件でプレス成形加工したときの製品断面形状を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the product cross-sectional shape when it press-molds on the conditions which changed the clearance CL1. ブランクホルダーを待機した状態で成形を開始するときの状態を説明する図である。It is a figure explaining the state when starting shaping | molding in the state which waited for the blank holder. ブランクホルダーを待機させて成形したときのオーバーラン発生状況を説明する図である。It is a figure explaining the overrun generation | occurrence | production situation when making a blank holder wait and forming. 成形開始時における金型の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the metal mold | die at the time of a shaping | molding start. 金属板の成形を完了した状態(成形下死点)を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state (molding bottom dead center) which completed shaping | molding of the metal plate. 金属板に発生したオーバーランが更に増幅される状態を説明する図である。It is a figure explaining the state in which the overrun which generate | occur | produced in the metal plate is further amplified. 金属板4の下方部4aに逆曲げが発生する状態を説明する図である。It is a figure explaining the state in which reverse bending generate | occur | produces in the lower part 4a of the metal plate 4. FIG. ブランクホルダーを下死点でロックされた状態で離型したときの金属板の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state of a metal plate when releasing a blank holder in the state locked at the bottom dead center. 成形される縦壁部が下方になるにつれて広がるように傾斜した形状の部材をプレス成形するときの説明図である。It is explanatory drawing when the member of the shape inclined so that it may spread as the vertical wall part shape | molded becomes lower is press-formed. 本発明のプレス成形金型の一構成例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows one structural example of the press molding die of this invention. 本発明のプレス成形金型の他の構成例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the other structural example of the press molding die of this invention. 成形治具10を備えた金型を用いたときの金属板の成形手順を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the formation procedure of a metal plate when the metal mold | die provided with the shaping | molding jig | tool 10 is used. クリアランスCL3,CL4だけを設けた金型変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the metal mold | die modification which provided only clearance CL3 and CL4. 980MPa級冷延鋼板を用いて成形したときのクリアランスCL2,CL1の差とフランジ跳ね角θの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship of the difference of clearance CL2 and CL1, and flange bounce angle (theta) when shape | molding using a 980 MPa class cold-rolled steel plate. 通常成形のときの製品断面形状とCL2−CL1=5mmに設定したときの製品断面形状を比較して示した説明図である。It is explanatory drawing which compared and showed the product cross-sectional shape at the time of setting to the product cross-sectional shape at the time of normal shaping | molding, and CL2-CL1 = 5mm. 590mPa級冷延鋼板を用いて成形したときのクリアランスCL2、CL1の差とフランジ跳ね角θの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the difference of clearance CL2 and CL1, and flange jump angle (theta) when shape | molding using a 590 mPa class cold-rolled steel plate. 成形高さHとフランジ跳ね角θとの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between shaping | molding height H and flange jump angle (theta). 成形高さHと壁反り曲率ρとの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between shaping | molding height H and wall curvature curvature (rho). ダイ肩半径rdとフランジ跳ね角θとの関係を示したグラフである。6 is a graph showing a relationship between a die shoulder radius rd and a flange jump angle θ. パンチの形状がフランジ跳ね角θに与える影響を調査した結果を示したグラフである。It is the graph which showed the result of investigating the influence which the shape of a punch has on the flange jump angle θ. 通常のプレス成形金型の一構成例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows one structural example of a normal press molding die. 各金型でプレス成形加工したときの製品断面形状を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the product cross-sectional shape when press-molding with each metal mold | die. 本発明の金型を用いて壁反りが改善された製品の断面形状を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross-sectional shape of the product by which the wall curvature was improved using the metal mold | die of this invention. 縦壁部が傾斜した製品を成形するときの通常の金型を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the normal metal mold | die when shape | molding the product in which the vertical wall part inclined. 各金型でプレス成形加工したときの製品断面形状を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the product cross-sectional shape when press-molding with each metal mold | die.

符号の説明Explanation of symbols

1 パンチ
2 ダイ
3 ブランクホルダー
4 金属板
10 成形治具
10a 突起
rd ダイ肩半径
rp パンチ肩半径
BHF しわ押さえ力
1 Punch 2 Die 3 Blank holder 4 Metal plate 10 Molding jig 10a Projection rd Die shoulder radius rp Punch shoulder radius BHF Wrinkle holding force

Claims (3)

少なくともパンチおよびダイを有し、金属板をプレス成形するための金型であって、成形初期に形成される部位に相当するパンチの頭部領域に、ダイ方向に伸びる凸部を形成すると共に、前記ダイには凹部を形成せず、少なくともプレス成形初期直後に形成される部位に相当するパンチ−ダイ間クリアランスCL2を、プレス成形初期に形成される部位に相当するパンチ−ダイ間クリアランスCL1よりも広く(CL1<CL2)設定すると共に、成形される金属板の厚みをt(mm)としたとき、前記クリアランスCL1,CL2が下記(1)式および(2)式を夫々満足するように設定し、縦壁部の成形が完了した状態で、金属板にオーバーランを発生させると共に、金型離型時に前記オーバーランを増幅させ、成形された金属板に逆曲げを発生させることを特徴とする金属板のプレス成形用金型。
0.8×t≦CL1≦1.2×t(mm) ‥(1)
CL2≧CL1+t(mm) ‥(2)
A mold having at least a punch and a die for press-molding a metal plate, and forming a convex portion extending in the die direction in a punch head region corresponding to a portion formed at the initial stage of molding, The die does not have a recess, and at least a punch-die clearance CL2 corresponding to a portion formed immediately after the initial press forming is greater than a punch-die clearance CL1 corresponding to a portion formed in the initial press forming. Set widely (CL1 <CL2) and set the clearances CL1 and CL2 to satisfy the following formulas (1) and (2) when the thickness of the metal plate to be formed is t (mm). In the state where the forming of the vertical wall portion is completed, an overrun is generated in the metal plate, and the overrun is amplified at the time of mold release, and the metal plate is bent backward. Metal plate press-molding die, characterized in that to generate.
0.8 × t ≦ CL1 ≦ 1.2 × t (mm) (1)
CL2 ≧ CL1 + t (mm) (2)
CL1=t(mm)を満足するように設定する請求項1に記載の金属板のプレス成形用金型。   2. The metal plate press-molding die according to claim 1, which is set so as to satisfy CL1 = t (mm). 請求項1または2に記載のプレス成形用金型を用いて金属板をプレス成形することを特徴とする金属板のプレス成形方法。   A metal plate press molding method, wherein the metal plate is press molded using the press molding die according to claim 1.
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