JP2011200932A - Method for manufacturing press-formed product of light metal alloy - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車パネル、自動車用部品、その他鉄道車両等の輸送機用のパネル、或いは電気機械部品等に用いられるアルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品を、被加工材から製造する際に、プレス成形を、絞り成形工程と後仕上工程に分けて行う軽合金材料製プレス成形品の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a press-formed product made of a light alloy material including an aluminum alloy used for an automobile panel, an automobile part, a panel for a transport machine such as a railway vehicle, or an electric machine part. The present invention relates to a method for manufacturing a light alloy material press-molded product in which press molding is divided into a drawing process and a post-finishing process.
近年の自動車は、安全性の向上や快適装備の充実といった背景から車体重量が増加する傾向にある。また、自動車をはじめとする輸送機全体の車体分野では、排気ガス等による地球環境問題に対して、軽量化による燃費の向上も追求されている。そのため、従来から自動車などの輸送機の車体に用いられている鋼板に代えて、より軽量なアルミニウム合金板をはじめとする軽合金の圧延板によるプレス成形品や押出型材が採用されることが多くなってきている。また、電気機械部品等にもアルミニウム合金板をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品が採用されることが多くなってきている。 In recent years, automobile weight tends to increase due to the background of improving safety and enhancing comfort equipment. In addition, in the body field of the entire transportation equipment including automobiles, improvement of fuel efficiency by pursuing light weight is pursued for global environmental problems caused by exhaust gas and the like. For this reason, press-formed products and extruded molds made of light alloy rolled plates, such as lighter aluminum alloy plates, are often used instead of steel plates that have been used in the body of transportation equipment such as automobiles. It has become to. In addition, press-molded products made of light alloy materials such as aluminum alloy plates are increasingly used for electromechanical parts and the like.
従来、鋼板でプレス成形品を製造する場合、コーナー部をR形状に成形していたが、その鋼板のコーナー部のR形状を形成するための方法をそのまま踏襲してアルミニウム合金板をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品を製造した場合、アルミニウム合金板をはじめとする軽合金板は、鋼板と比較して成形限界が低いため、コーナー部に割れが発生してしまう。そのため、アルミニウム合金板をはじめとする軽合金板を採用する場合、従来はコーナー部のR形状を、鋼板より大きな曲率半径のR形状としていた。しかしながら、アルミニウム合金板をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品は、鋼板製プレス成形品に対し使用されていた部品と併用して用いられることが多く、その場合、軽合金材料製のプレス成形品と鋼板製プレス成形品に対し使用されていた部品のコーナー部の曲率半径に違いがあるため、併用する場合は互いに干渉してしまうという問題があった。 Conventionally, when manufacturing a press-formed product with a steel plate, the corner portion has been formed into an R shape, but the method for forming the R shape of the corner portion of the steel plate is followed as it is, including aluminum alloy plates. When a press-molded product made of a light alloy material is manufactured, the light alloy plate such as an aluminum alloy plate has a lower forming limit than a steel plate, and therefore cracks occur in the corner portion. Therefore, when adopting a light alloy plate such as an aluminum alloy plate, the R shape of the corner portion has conventionally been an R shape having a larger radius of curvature than the steel plate. However, press-formed products made of light alloy materials such as aluminum alloy plates are often used in combination with parts used for press-formed products made of steel plates. Since there is a difference in the radius of curvature of the corners of the parts used for the molded product and the press-formed product made of steel plate, there is a problem that they interfere with each other when used together.
そのため、アルミニウム合金板をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品を製造する際に、コーナー部に割れが発生しないことを目的とした提案が多々なされている。 For this reason, many proposals have been made with the aim of preventing cracks in the corners when manufacturing press-formed products made of light alloy materials such as aluminum alloy plates.
特許文献1に記載された提案は、アルミニウム合金板ブランクの中央部を高耐力な硬質部とする一方で、周辺部をプレス成形前に予め部分的に加熱された低耐力な軟質部として、同じ一枚のアルミニウム合金板ブランクに、硬質部と軟質部を混在させたもので、プレス成形性を向上させ、更に、プレス成形品を製造する際にコーナー部に割れが発生しないようにしたアルミニウム合金板ブランクに係る提案である。
The proposal described in
特許文献2に記載された提案も、アルミニウム合金製のブランクに成形対象に応じて最適な強度分布を与えることにより深絞り成形性を向上させ、且つ、コーナー部の割れの発生をなくしようとした提案である。具体的には、プレス成形品のうち絞り高さが最も高い成形部位において、プレス成形時に縮みフランジ変形をする縮みフランジ変形部位のブランク強度を、プレス成形時にパンチ底が接触するパンチ底接触部位よりも予め低くし、縮みフランジ変形部位とパンチ底接触部位の間の壁部となる絞り高さに相当する範囲において、ブランク強度が連続的に遷移するプレス成形用ブランクと、その成形方法に係る提案である。
The proposal described in
特許文献3に記載された提案は、溶体化処理、焼入れ処理を終えたAl−Mg−Si系アルミニウム合金板に、180〜250℃で3〜20時間の熱処理を行った後、所定形状に切断してアルミニウム合金ブランク材とし、そのブランク材の加工予定部位のみに対して、480〜550℃の温度で、0.5〜10秒の瞬間加熱を行うことでプレス成形加工用アルミニウム合金ブランク材を製造しようという提案で、このようにしてアルミニウム合金ブランク材を製造することで、プレス成形時にコーナー部に割れが発生することを防止しようとした提案である。
The proposal described in
しかしながら、特許文献1〜3に記載された技術は、その何れもが、アルミニウム合金ブランク材に予め強度分布を与えようとした提案であって、確かにコーナー部の割れの発生を抑制することができるものの、あらゆる成形形状に応じた汎用性のあるアルミニウム合金ブランク材を提供しようとする提案ではなく、その適用範囲は限られていた。
However, all of the techniques described in
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、アルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品を、被加工材から製造する際に、その折曲R部の曲率半径過大といった形状不良の発生をなくすることができ、また、製造時に折曲R部に発生する割れもなくすることが可能な軽合金材料製プレス成形品の製造方法を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation. When a press-molded product made of a light alloy material such as an aluminum alloy is manufactured from a workpiece, the curvature radius of the bent R portion is excessive. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a press-formed product made of a light alloy material, which can eliminate the occurrence of a shape defect such as the above, and can eliminate cracks generated in the bent R portion during manufacturing. It is.
請求項1記載の発明は、軽量合金材料製の被加工材からプレス成形を経て、側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有するプレス成形品を製造する軽合金材料製プレス成形品の製造方法であって、前記プレス成形は、絞り成形工程と後仕上工程で構成され、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さが、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより深く形成されると共に、絞り成形工程終了時の半加工品の折曲R部の曲率半径が、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲R部の曲率半径より大きく形成されることを特徴とする軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。
The invention according to
請求項2記載の発明は、前記後仕上工程で、前記被加工材を、前記折曲R部を含んで挟持する一対の加圧体のうち少なくとも一方の加圧体を加熱体とすると共に、その加熱体で、前記被加工材の前記折曲R部を含む表面温度を200〜300℃に加熱した状態で、前記後仕上工程を行うことを特徴とする請求項1記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。
The invention according to
請求項3記載の発明は、前記プレス成形品の折曲R部はポンチ肩であり、前記絞り成形工程終了時の半加工品のポンチ肩の曲率半径をRp、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のポンチ肩の曲率半径をrp、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をLとしたとき、0.02<(L/Rp)×(rp/Rp)<0.08の関係が成立することを特徴とする請求項1または2記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。
According to a third aspect of the present invention, the bent R portion of the press-formed product is a punch shoulder, the radius of curvature of the punch shoulder of the semi-processed product at the end of the draw forming process is Rp, and the press after the end of the post-finishing process 0.02 <(L / Rp) × (rp / Rp) <0, where rp is the radius of curvature of the punch shoulder of the molded product and L is the difference in the depth of the recess between the half-processed product and the press-formed product. The method of manufacturing a press-formed product made of a light alloy material according to
請求項4記載の発明は、前記絞り成形工程終了時の半加工品のダイス肩の曲率半径をRd、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のダイス肩の曲率半径をrd、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をLとしたとき、0.02<(L/Rd)×(rd/Rd)<0.08の関係が成立することを特徴とする請求項1または2記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, the radius of curvature of the die shoulder of the half-finished product at the end of the drawing process is Rd, the radius of curvature of the die shoulder of the press-molded product after the post-finishing step is rd, The relationship of 0.02 <(L / Rd) × (rd / Rd) <0.08 is established, where L is the difference in the depth of the recess of the press-formed product. 2. A method for producing a press-formed product made of a light alloy material according to 2.
請求項5記載の発明は、前記プレス成形品の折曲R部はポンチ肩およびダイス肩であり、前記絞り成形工程終了時の半加工品のポンチ肩の曲率半径をRp、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のポンチ肩の曲率半径をrp、前記絞り成形工程終了時の半加工品のダイス肩の曲率半径をRd、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のダイス肩の曲率半径をrd、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をLとしたとき、0.005<{L2/(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)<0.02の関係が成立することを特徴とする請求項1または2記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, the bent R portion of the press-formed product is a punch shoulder and a die shoulder, the radius of curvature of the punch shoulder of the semi-processed product at the end of the draw forming process is Rp, and the finishing process is finished The radius of curvature of the punch shoulder of the subsequent press-formed product is rp, the radius of curvature of the die shoulder of the semi-finished product at the end of the drawing process is Rd, and the radius of curvature of the die shoulder of the press-formed product after the end of the post-finishing process is rd, where L is the difference in the depth of the recess between the half-processed product and the press-formed product, 0.005 <{L 2 / (Rp × Rd)} × (rp / Rp) × (rd / Rd) < The light alloy material press-molded product manufacturing method according to
本発明の軽合金材料製プレス成形品の製造方法によると、アルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製の被加工材からプレス成形を経て、側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有する断面ハット形形状のプレス成形品を製造する際に、その折曲R部の曲率半径過大といった形状不良の発生を、プレス成形を絞り成形工程と後仕上工程に分け、且つそれら成形工程の条件を規定することで、なくすることができ、また、その折曲R部の割れの発生も抑制することができる。 According to the light alloy material press-molded product manufacturing method of the present invention, a light alloy material work material such as an aluminum alloy is subjected to press molding and has a recess surrounded by a side wall portion and a bottom wall portion. When manufacturing press-molded products with a hat-shaped cross section, the occurrence of shape defects such as excessive curvature radius of the bent R part is divided into the drawing process and the post-finishing process, and the conditions of these molding processes are By prescribing, it can be eliminated, and the occurrence of cracks in the bent R portion can also be suppressed.
また、前記後仕上工程の折曲R部を含む被加工材の表面温度や、被加工材の板厚、絞り成形工程終了時の半加工品と後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲R部の曲率半径を、詳細に規定して制御することで、折曲R部の曲率半径過大といった形状不良の発生、折曲R部の割れの発生を、更に確実に抑制すること、或いはなくすることができる。 In addition, the surface temperature of the work piece including the bent portion R in the post-finishing process, the plate thickness of the work piece, the half-finished product at the end of the drawing process and the bending of the press-formed product after the end of the post-finishing process By specifying and controlling the radius of curvature of the R portion in detail, it is possible to more reliably suppress the occurrence of shape defects such as excessive curvature radius of the bent R portion and the occurrence of cracks in the bent R portion. can do.
本発明者らは、自動車パネル、自動車用部品、その他鉄道車両等の輸送機用のパネル、或いは電気機械部品等に用いられるアルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製のプレス成形品を、被加工材から製造する際に、製造されたプレス成形品の折曲R部に、曲率半径過大といった形状不良の発生、或いは、割れが発生することがあり、これらの問題を解決するために、鋭意、実験、研究を進めた。その結果、プレス成形を、絞り成形工程と後仕上工程に分けて構成し、絞り成形工程終了時の半加工品の折曲R部の曲率半径を、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲R部の曲率半径より大きめに形成することで、それらの問題発生を抑制することができることを知見し、その技術内容を含めた特許出願を、先に特願2009−68471として行った。 The present inventors process press-formed products made of light alloy materials including aluminum alloys used for automobile panels, automobile parts, other panels for transportation equipment such as railway vehicles, or electric machine parts. When manufacturing from a material, in the bent R portion of the manufactured press-molded product, shape failure such as excessive curvature radius or cracking may occur, and in order to solve these problems, Experiments and research proceeded. As a result, the press molding is divided into a drawing process and a post-finishing process, and the radius of curvature of the bent portion R of the semi-processed product at the end of the drawing process is set to the folding of the press-molded product after the post-finishing process. It has been found that the problem can be suppressed by forming the radius of curvature larger than the radius of curvature of the curved portion R, and a patent application including the technical contents was previously filed as Japanese Patent Application No. 2009-68471.
確かに、この特願2009−68471に記載した方法で、プレス成形品を製造すると、製造されたプレス成形品の折曲R部に、曲率半径過大といった形状不良の発生、或いは、割れの発生を抑制することができるものの、確実には、それらを抑制することができないことが分かり、引き続き、鋭意、実験、研究を進めることとした。その結果、プレス成形を、絞り成形工程と後仕上工程に分けて構成し、絞り成形工程終了時の半加工品の折曲R部の曲率半径を、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲R部の曲率半径より大きめに形成することに加えて、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより深く形成することで、プレス成形品の折曲R部の、曲率半径過大といった形状不良の発生、或いは、割れの発生を更に確実に抑制することができることを見出し、本発明の完成に至った。 Certainly, when a press-molded product is manufactured by the method described in this Japanese Patent Application No. 2009-68471, shape failure such as excessive curvature radius or cracking occurs in the bent R portion of the manufactured press-molded product. Although it was possible to suppress them, it was found that they could not be suppressed reliably, and it was decided to continue with diligence, experimentation and research. As a result, the press molding is divided into a drawing process and a post-finishing process, and the radius of curvature of the bent portion R of the semi-processed product at the end of the drawing process is set to the folding of the press-molded product after the post-finishing process. In addition to forming larger than the radius of curvature of the curved portion R, by forming the depth of the recess of the semi-finished product at the end of the drawing process deeper than the depth of the press-formed product after the end of the finishing process The inventors have found that the occurrence of shape defects such as excessive curvature radius or the occurrence of cracks in the bent R portion of the press-molded product can be more reliably suppressed, and the present invention has been completed.
また、その後仕上工程時の折曲R部を含む被加工材の表面温度や、被加工材の板厚、絞り成形工程終了時の半加工品と後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲R部の曲率半径を詳細に規定し、制御することで、更に確実にプレス成形品の折曲R部の、曲率半径過大といった形状不良の発生、また、割れの発生を抑制することができることも併せて見出した。 Also, the surface temperature of the workpiece including the bending R part during the finishing process, the plate thickness of the workpiece, the half-finished product at the end of the drawing process and the bending of the press-molded product after the finishing process. By defining and controlling the radius of curvature of the R portion in detail, it is possible to more reliably suppress the occurrence of shape defects such as excessive curvature radius of the bent R portion of the press-formed product and the occurrence of cracks. Also found.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
本発明により製造されるプレス成形品1は自動車パネル材のような成形品であって、例えば、図1に示すような、絞り成形工程と後加工工程を順に経てアルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製の被加工材1aから製造することができる。図1(a)に示す製造工程は絞り成形工程であり、また、図1(b)に示す製造工程はそれに続く後仕上工程である。図1に示す実施形態の場合、図1(b)に示す後仕上工程は、一度の曲げ工程だけであるが、この曲げ工程は複数回の工程で構成されていても良く、また、特に図示はしないが、その後仕上工程に被加工材1aの外周部を所望の形状に切断するトリム(切断)工程や、被加工材1aに孔をあけるピアス(孔あけ)工程が含まれていても良い。
A press-formed
図1(a)に示す製造工程は絞り成形工程であって、アルミニウム合金をはじめとする軽合金材料製の被加工材1aが、ポンチ9、ダイス10、ブランクホルダー11で成るプレス成形用金型を用いた深絞り成形で、最終のプレス成形品1に近似した形状に成形され、半加工品1bとされる。
The manufacturing process shown in FIG. 1 (a) is a drawing process, in which a
図1(b)に示す製造工程は、後仕上工程(曲げ工程)であって、一対の加圧体8を用いて被加工材1aを挟持して圧力をかけることで、被加工材1aを最終形状、すなわち、所望のプレス成形品1の形状に仕上げる工程である。
The manufacturing process shown in FIG. 1 (b) is a post-finishing process (bending process). The
本発明の最大の特徴点は、前段の絞り成形工程で製造される半加工品1bと、後段の後仕上工程で最終的に製造されるプレス成形品1の形状の違いである。
The greatest feature of the present invention is the difference in shape between the half-processed
プレス成形品1は、四面の側壁部4と底壁部5で囲まれた凹所3を有する断面ハット形形状に仕上げられるが、半加工品1bの段階で、既に四面の側壁部4と底壁部5で囲まれた凹所3を有する断面ハット形形状に成形される。尚、本明細書では凹所3の底面を底壁部5として説明するが、図1では、凹所3は下向きに開口し底壁部5は天井面であるように見えるが、これはプレス成形品1の向きが底壁部5が上になるようにして図示しただけのことであり、どちらの表現で説明しても良いが、本明細書では一貫して底壁部5として説明する。また、先に、凹所3は四面の側壁部4と底壁部5で囲まれると説明したが、凹所3は対峙する二面の側壁部4と底壁部5で囲まれているだけのものであっても良い。
The press-formed
本発明の最大の特徴点でもある、半加工品1bとプレス成形品1の形状の違いは、次の2点である。まず、1点目は、半加工品1bとプレス成形品1の凹所3の深さの違いであり、2点目は、側壁部4と底壁部5の間のコーナー部(ポンチ肩)2a、および/または、側壁部4とフランジ部6の間のコーナー部(ダイス肩)2b、つまり折曲R部2の曲率半径である。これらの違いについては後ほど詳細に説明する。尚、プレス成形品1のフランジ部6の先端に形成された7はリブである。
The difference in shape between the half-processed
図1(b)に示す後仕上工程では、被加工材1を、前記した折曲R部2を含んだ状態で一対の加圧体8で挟持する。これら加圧体8のうち少なくとも一方の加圧体8は加熱体8aであり、加熱体8aは、後仕上工程時の被加工材1aを挟持してその発熱により、図1(a)に示す先の絞り成形工程で一度成形された折曲R部2を、更に小さな曲率半径のR形状に成形する。この折曲R部2を更に小さな曲率半径のR形状に成形する矯正は、一対の加圧体8の両方共が加熱体8aである方がより確実に行うことができる。尚、本明細書で折曲R部2と説明する部位は、主に凹所3を形成する側壁部4と底壁部5の間のコーナー部(ポンチ肩)2aであるが、実施形態によれば、側壁部4とフランジ部6の間のコーナー部(ダイス肩)2bが含まれていたり、また、ダイス肩2bのみであっても良い。
In the post-finishing step shown in FIG. 1 (b), the
また、加熱体8aでの加熱により、前段の絞り成形工程で、被加工材1aの表面に形成されたしわや、その絞り成形工程後に被加工材1aに発生したスプリングバックも矯正することができる。
Further, the heating by the
被加工材1の表面温度、特にその中でも折曲R部2の表面温度は、加熱体8aで200〜300℃に加熱されることが、ポンチ肩2aを所望の曲率半径とすることが容易にできることで望ましい。
The surface temperature of the
加熱体8aにより加熱した際の被加工材1aの表面温度が、200℃未満の場合は、素材強度への影響が少なく、素材の変形抵抗低減による折曲R部2の形状矯正効果を得ることができない。一方、被加工材1aの表面温度が300℃を超えると、加熱体8aによる加熱、温度維持が困難となる。従って、加熱体8aにより加熱した際の被加工材1aの表面温度は、200〜300℃とする。
When the surface temperature of the
加圧体8による加圧力については特に限定する必要はなく、どのような加圧力で被加工材1aを挟持しても、絞り成形工程において一度成形された折曲R部2の曲率半径を、更に小さい曲率半径の形状に成形することができるが、その加圧力は、金型強度の観点から50MPa以下とすることが望ましい。
The pressure applied by the pressurizing
加圧体8での加圧時間についても特に限定しない。必要な加圧力に到達した直後に開放しても、絞り成形工程において一度成形された折曲R部2の曲率半径を、更に小さい曲率半径の形状に成形することができる。尚、5秒以上加圧しても効果が飽和し、生産性が低下することになるので、上限を限定することはないが5秒未満の加圧で十分である。
There is no particular limitation on the pressurizing time in the pressurizing
加熱体8aは、その内部に埋め込まれたシーズヒーター等の加熱手段により単独で温度制御される。尚、この加熱体8aの加熱手段は、誘導加熱、通電加熱等のどのような加熱手段であっても構わない。
The temperature of the
また、加圧体8の全体が発熱できるように構成されて加熱体8aとされていることが望ましいが、加圧体8の表面のうち、少なくとも折曲R部2に接触する部位のみが発熱できるように構成されておれば良い。また、加熱体8aの表面は、焼き付き防止のための表面処理が施されていることが望ましい。この表面処理としては、硬質クロムめっき、TD処理、PVD(TiC、TiN、TiAlN)、CVD(TiC、TiN、TiCN、DLC)等を挙げることができる。
In addition, it is desirable that the
本発明の軽合金材料製プレス成形品の製造方法に用いる軽合金材料については特に規定しないが、アルミニウム合金、特に自動車部品用途に用いられる3000系アルミニウム合金、5000系アルミニウム合金、6000系アルミニウム合金を用いることが有効である。 The light alloy material used for the light alloy material press-molded product manufacturing method of the present invention is not particularly defined, but aluminum alloys, in particular, 3000 series aluminum alloys, 5000 series aluminum alloys, and 6000 series aluminum alloys used for automobile parts are used. It is effective to use.
以上説明したように、プレス成形品1は、絞り成形工程と後仕上工程により、半加工品1bを経て製造されるが、絞り成形工程終了時の半加工品1bの形状と後仕上工程終了後のプレス成形品1の形状で大きな差異があってはならず、その差異について、適当な範囲を規定する必要がある。
As described above, the press-formed
しかしながら、この半加工品1bとプレス成形品1における、凹所3の深さと折曲R部2の曲率半径の差異の範囲については、夫々単独では規定することはできない。また、矯正を施す折曲R部2が、ポンチ肩2a単独であるか、ダイス肩2b単独であるか、或いはポンチ肩2aとダイス肩2bの両方であるかによっても条件が異なる。
However, the range of the difference between the depth of the
そこで、矯正を施す折曲R部2が、ポンチ肩2a単独の場合、ダイス肩2b単独の場合、ポンチ肩2aとダイス肩2bの両方の場合に分け、絞り成形工程終了時の半加工品1bと、後仕上工程終了後のプレス成形品1の形状の差異の範囲を条件式で規定した。
Therefore, when the
半加工品1bからプレス成形品1に加工する際に、矯正を施す折曲R部2がポンチ肩2a単独の場合は、成形工程終了時の半加工品1bのポンチ肩2aの曲率半径をRp(単位:mm)、後仕上工程終了後のプレス成形品1のポンチ肩2aの曲率半径をrp(単位:mm)、半加工品1bとプレス成形品1の凹所3の深さの差をL(単位:mm)としたとき、
0.02<(L/Rp)×(rp/Rp)<0.08
の関係が成立することを条件とする。
When the
0.02 <(L / Rp) × (rp / Rp) <0.08
On the condition that the relationship is established.
(L/Rp)×(rp/Rp)が0.02以下の場合は、半加工品1bからプレス成形品1に加工する際の曲率半径が過大となり、また、その変化量を補う凹所3の深さの差も不十分となり、半加工品1bからプレス成形品1への加工時に割れが発生してしまう。
When (L / Rp) × (rp / Rp) is 0.02 or less, the radius of curvature when processing from the
一方、(L/Rp)×(rp/Rp)が0.08を超える場合は、曲率半径の変化量(rp/Rp)に対し、凹所3の深さの差Lが過大となり、底壁部5にて材料過剰となり座屈が発生し、表面品質不良となる。尚、曲率半径の変化量(rp/Rp)が大きい場合は、凹所3の深さの差Lを設けなくとも成形ができる。
On the other hand, when (L / Rp) × (rp / Rp) exceeds 0.08, the depth difference L of the
半加工品1bからプレス成形品1に加工する際に、矯正を施す折曲R部2がダイス肩2b単独の場合は、成形工程終了時の半加工品1bのダイス肩2bの曲率半径をRd(単位:mm)、後仕上工程終了後のプレス成形品1のダイス肩2bの曲率半径をrd(単位:mm)、半加工品1bとプレス成形品1の凹所3の深さの差をL(単位:mm)としたとき、
0.02<(L/Rd)×(rd/Rd)<0.08
の関係が成立することを条件とする。
When the
0.02 <(L / Rd) × (rd / Rd) <0.08
On the condition that the relationship is established.
(L/Rd)×(rd/Rd)が0.02以下の場合は、半加工品1bからプレス成形品1に加工する際の曲率半径が過大となり、また、その変化量を補う凹所3の深さの差も不十分となり、半加工品1bからプレス成形品1への加工時に割れが発生してしまう。
When (L / Rd) × (rd / Rd) is 0.02 or less, the radius of curvature when processing from the
一方、(L/Rd)×(rd/Rd)が0.08を超える場合は、曲率半径の変化量(rp/Rp)に対し、凹所3の深さの差Lが過大となり、底壁部5にて材料過剰となり座屈が発生し、表面品質不良となる。尚、曲率半径の変化量(rd/Rd)が大きい場合は、凹所3の深さの差Lを設けなくとも成形ができる。
On the other hand, when (L / Rd) × (rd / Rd) exceeds 0.08, the depth difference L of the
半加工品1bからプレス成形品1に加工する際に、矯正を施す折曲R部2がポンチ肩2aとダイス肩2bの両方である場合は、成形工程終了時の半加工品1bのポンチ肩2aの曲率半径をRp(単位:mm)、後仕上工程終了後のプレス成形品1のポンチ肩2aの曲率半径をrp(単位:mm)、成形工程終了時の半加工品1bのダイス肩2bの曲率半径をRd(単位:mm)、後仕上工程終了後のプレス成形品1のダイス肩2bの曲率半径をrd(単位:mm)、半加工品1bとプレス成形品1の凹所3の深さの差をL(単位:mm)としたとき、
0.005<{L2/(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)<0.02
の関係が成立することを条件とする。
When processing from the
0.005 <{L 2 /(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)<0.02
On the condition that the relationship is established.
{L2/(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)が0.005以下の場合は、半加工品1bからプレス成形品1に加工する際の曲率半径が過大となり、また、その変化量を補う凹所3の深さの差も不十分となり、半加工品1bからプレス成形品1への加工時に割れが発生してしまう。
When {L 2 / (Rp × Rd)} × (rp / Rp) × (rd / Rd) is 0.005 or less, the radius of curvature when processing from the
一方、{L2/(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)が0.02を超える場合は、曲率半径の変化量に対し、凹所3の深さの差Lが過大となり、底壁部5にて材料過剰となり座屈が発生し、表面品質不良となる。尚、曲率半径の変化量が大きい場合は、凹所3の深さの差Lを設けなくとも成形ができる。
On the other hand, when {L 2 / (Rp × Rd)} × (rp / Rp) × (rd / Rd) exceeds 0.02, the difference L in the depth of the
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and the present invention is implemented with appropriate modifications within a range that can meet the gist of the present invention. These are all included in the technical scope of the present invention.
(実施例1)
実施例1では、板厚1.0mmの6000系アルミニウム合金板を用い、四面の側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有する断面ハット形形状のプレス成形品を製造した。まず、絞り成形工程でプレス成形を施し、断面ハット形形状で、凹所の深さが26mm(発明例1)と25mm(比較例1)の半加工品を夫々製造した。これら半加工品の側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)の曲率半径は、共にR10mmとした。続いて、25℃の室温の条件のもと、後仕上工程に移り、発明例1、比較例1共に、凹所の深さが25mm、折曲R部(ポンチ肩)の曲率半径がR3mmとなるような曲げ加工(プレス成形)を施してプレス成形品を得た。
Example 1
In Example 1, a 6000 series aluminum alloy plate having a plate thickness of 1.0 mm was used to produce a press-formed product having a hat-shaped cross section having a recess surrounded by four side walls and a bottom wall. First, press forming was performed in the drawing process, and semi-processed products having a hat-shaped cross section and depths of recesses of 26 mm (Invention Example 1) and 25 mm (Comparative Example 1) were produced. The curvature radius of the bent R portion (punch shoulder) between the side wall portion and the bottom wall portion of these semi-processed products was set to R10 mm. Subsequently, under the condition of a room temperature of 25 ° C., the process proceeds to a post-finishing process. In both Invention Example 1 and Comparative Example 1, the depth of the recess is 25 mm, and the curvature radius of the bent R portion (punch shoulder) is R3 mm. A bending process (press molding) was performed to obtain a press molded product.
後仕上工程終了後のプレス成形品の側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)を観察したところ、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより1mm深く形成した発明例1では、側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)に全く割れの発生が認められなかったが、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さと同一とした比較例1では、側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)に割れの発生が確認できた。尚、発明例1は、(L/Rp)×(rp/Rp)=0.03であり、0.02<(L/Rp)×(rp/Rp)<0.08という条件を満たす。 After observing the bent R part (punch shoulder) between the side wall and bottom wall of the press-molded product after the finishing process, the depth of the recess in the semi-finished product at the end of the drawing process In Invention Example 1 formed 1 mm deeper than the depth of the press-formed product after the finishing process, no cracks were observed in the bent R portion (punch shoulder) between the side wall portion and the bottom wall portion. In Comparative Example 1 in which the depth of the recess of the semi-processed product at the end of the forming process is the same as the depth of the press-formed product after the end of the post-finishing process, the bent R portion between the side wall portion and the bottom wall portion ( The occurrence of cracks in the punch shoulder was confirmed. Inventive example 1 satisfies (L / Rp) × (rp / Rp) = 0.03, and satisfies the condition of 0.02 <(L / Rp) × (rp / Rp) <0.08.
(実施例2)
実施例2では、板厚1.0mmの6000系アルミニウム合金板を用い、四面の側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有する断面ハット形形状のプレス成形品を製造した。まず、絞り成形工程でプレス成形を施し、断面ハット形形状で、凹所の深さが27mm(発明例2)と25mm(比較例2)の半加工品を夫々製造した。これら半加工品の側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)の曲率半径は、共にR10mmとした。続いて、後仕上工程に移り、被加工材の前記折曲R部(ポンチ肩)を含む表面温度を200℃に加熱した状態で、発明例2、比較例2共に、凹所の深さが25mm、折曲R部(ポンチ肩)の曲率半径がR2mmとなるような曲げ加工(プレス成形)を施してプレス成形品を得た。
(Example 2)
In Example 2, a 6000 series aluminum alloy plate having a plate thickness of 1.0 mm was used to manufacture a press-formed product having a hat-shaped cross section having a recess surrounded by four side walls and a bottom wall. First, press forming was performed in the drawing process, and semi-processed products having a hat-shaped cross section and a recess depth of 27 mm (Invention Example 2) and 25 mm (Comparative Example 2) were produced. The curvature radius of the bent R portion (punch shoulder) between the side wall portion and the bottom wall portion of these semi-processed products was set to R10 mm. Subsequently, the process proceeds to a post-finishing step, and the depth of the recesses is both in Invention Example 2 and Comparative Example 2 in a state where the surface temperature including the bent R portion (punch shoulder) of the workpiece is heated to 200 ° C. Bending (press molding) was performed so that the radius of curvature of the bent R portion (punch shoulder) was 25 mm, and a press molded product was obtained.
後仕上工程終了後のプレス成形品の側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)を観察したところ、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより2mm深く形成した発明例2では、側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)に全く割れの発生が認められなかったが、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さと同一とした比較例2では、側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)に割れの発生が確認できた。尚、発明例2は、(L/Rp)×(rp/Rp)=0.04であり、0.02<(L/Rp)×(rp/Rp)<0.08という条件を満たす。 After observing the bent R part (punch shoulder) between the side wall and bottom wall of the press-molded product after the finishing process, the depth of the recess in the semi-finished product at the end of the drawing process In Invention Example 2 formed 2 mm deeper than the depth of the press-formed product after the finishing process, no cracks were observed in the bent R portion (punch shoulder) between the side wall portion and the bottom wall portion. In Comparative Example 2 in which the depth of the recess of the semi-processed product at the end of the forming process is the same as the depth of the press-formed product after the end of the post-finishing process, the bent R portion between the side wall portion and the bottom wall portion ( The occurrence of cracks in the punch shoulder was confirmed. Inventive example 2 satisfies (L / Rp) × (rp / Rp) = 0.04, and satisfies the condition of 0.02 <(L / Rp) × (rp / Rp) <0.08.
(実施例3)
実施例3では、板厚1.0mmの6000系アルミニウム合金板を用い、四面の側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有する断面ハット形形状のプレス成形品を製造した。まず、絞り成形工程でプレス成形を施し、断面ハット形形状で、凹所の深さが28mm(発明例3)と25mm(比較例3)の半加工品を夫々製造した。これら半加工品の側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)の曲率半径は、共にR10mmとし、側壁部とフランジ部の間の折曲R部(ダイス肩)の曲率半径は、共にR5mmとした。続いて、後仕上工程に移り、被加工材の前記折曲R部(ポンチ肩およびダイス肩)を含む表面温度を200℃に加熱した状態で、発明例3、比較例3共に、凹所の深さが25mm、全ての折曲R部(ポンチ肩およびダイス肩)の曲率半径がR2mmとなるような曲げ加工(プレス成形)を施してプレス成形品を得た。
(Example 3)
In Example 3, a 6000 series aluminum alloy plate having a plate thickness of 1.0 mm was used to produce a press-formed product having a hat-shaped cross section having a recess surrounded by four side walls and a bottom wall. First, press forming was performed in the drawing process, and semi-processed products having a hat-shaped cross section and a recess depth of 28 mm (Invention Example 3) and 25 mm (Comparative Example 3) were produced. The radius of curvature of the bent portion R (punch shoulder) between the side wall portion and the bottom wall portion of these semi-finished products is R10 mm, and the radius of curvature of the bent R portion (die shoulder) between the side wall portion and the flange portion is set. Are both R5 mm. Then, it moved to a post-finishing process, and both the invention example 3 and the comparative example 3 were in the state where the surface temperature including the said bending R part (a punch shoulder and a die shoulder) of a workpiece was heated to 200 degreeC. Bending (press molding) was performed so that the depth was 25 mm and the radius of curvature of all bent R portions (punch shoulder and die shoulder) was R2 mm, to obtain a press-molded product.
後仕上工程終了後のプレス成形品の側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)と側壁部とフランジ部の間の折曲R部(ダイス肩)を観察したところ、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより3mm深く形成した発明例3では、これら折曲R部(ポンチ肩およびダイス肩)に全く割れの発生が認められなかったが、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さと同一とした比較例3では、側壁部と底壁部(ポンチ肩)の間の折曲R部に割れの発生が確認できた。尚、発明例3は、{L2/(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)=0.007であり、0.005<{L2/(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)<0.02という条件を満たす。 After observing the bent R part (punch shoulder) between the side wall part and the bottom wall part and the bent R part (die shoulder) between the side wall part and the flange part of the press-molded product after finishing the finishing process, In Invention Example 3 in which the depth of the recess of the semi-processed product at the end of the molding process is 3 mm deeper than the depth of the press-molded product after the end of the post-finishing process, these bent R portions (punch shoulder and die shoulder) are formed. In Comparative Example 3 in which the depth of the recess of the semi-processed product at the end of the drawing process was the same as the depth of the press-formed product after the end of the finishing process, no side wall was generated. The occurrence of cracks in the bent R portion between the bottom wall and the bottom wall (punch shoulder) was confirmed. Inventive Example 3 is {L 2 /(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)=0.007, and 0.005 <{L 2 / (Rp × Rd)} The condition of x (rp / Rp) × (rd / Rd) <0.02 is satisfied.
(実施例4)
実施例4では、板厚1.0mmの6000系アルミニウム合金板を用い、四面の側壁部と底壁部で囲まれた凹所を有する断面ハット形形状のプレス成形品を製造した。まず、絞り成形工程でプレス成形を施し、断面ハット形形状で、凹所の深さが28mm(発明例4)と25mm(比較例4)の半加工品を夫々製造した。これら半加工品の側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)の曲率半径は、共にR10mmとし、側壁部とフランジ部の間の折曲R部(ダイス肩)の曲率半径は、共にR10mmとした。続いて、後仕上工程に移り、被加工材の前記折曲R部(ポンチ肩およびダイス肩)を含む表面温度を300℃に加熱した状態で、発明例3、比較例3共に、凹所の深さが25mm、全ての折曲R部(ポンチ肩およびダイス肩)の曲率半径がR3mmとなるような曲げ加工(プレス成形)を施してプレス成形品を得た。
Example 4
In Example 4, a 6000 series aluminum alloy plate having a plate thickness of 1.0 mm was used to manufacture a press-formed product having a hat-shaped cross section having a recess surrounded by four side walls and a bottom wall. First, press forming was performed in a drawing process, and semi-processed products having a hat-shaped cross section and depths of recesses of 28 mm (Invention Example 4) and 25 mm (Comparative Example 4) were produced. The radius of curvature of the bent portion R (punch shoulder) between the side wall portion and the bottom wall portion of these semi-finished products is R10 mm, and the radius of curvature of the bent R portion (die shoulder) between the side wall portion and the flange portion is set. Are both R10 mm. Then, it moved to a post-finishing process, and both the invention example 3 and the comparative example 3 were in the state where the surface temperature including the said bending R part (a punch shoulder and a die shoulder) of a workpiece was heated to 300 degreeC. Bending (press molding) was performed so that the depth was 25 mm, and the radius of curvature of all bent R portions (punch shoulder and die shoulder) was R3 mm, to obtain a press molded product.
後仕上工程終了後のプレス成形品の側壁部と底壁部の間の折曲R部(ポンチ肩)と側壁部とフランジ部の間の折曲R部(ダイス肩)を観察したところ、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより3mm深く形成した発明例4では、これら折曲R部(ポンチ肩およびダイス肩)に全く割れの発生が認められなかったが、絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さを、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さと同一とした比較例3では、側壁部と底壁部(ポンチ肩)の間の折曲R部に割れの発生が確認できた。尚、発明例4は、{L2/(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)=0.008であり、0.005<{L2/(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)<0.02という条件を満たす。 After observing the bent R part (punch shoulder) between the side wall part and the bottom wall part and the bent R part (die shoulder) between the side wall part and the flange part of the press-molded product after finishing the finishing process, In Invention Example 4 in which the depth of the recess of the semi-processed product at the end of the molding process is 3 mm deeper than the depth of the press-molded product after the end of the post-finishing process, these bent R portions (punch shoulder and die shoulder) are formed. In Comparative Example 3 in which the depth of the recess of the semi-processed product at the end of the drawing process was the same as the depth of the press-formed product after the end of the finishing process, no side wall was generated. The occurrence of cracks in the bent R portion between the bottom wall and the bottom wall (punch shoulder) was confirmed. Inventive Example 4 is {L 2 /(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)=0.008, and 0.005 <{L 2 / (Rp × Rd)} The condition of x (rp / Rp) × (rd / Rd) <0.02 is satisfied.
1…プレス成形品
1a…被加工材
1b…半加工品
2…折曲R部
2a…コーナー部(ポンチ肩)
2b…コーナー部(ダイス肩)
3…凹所
4…側壁部
5…底壁部
6…フランジ部
7…リブ
8…加圧体
8a…加熱体
9…ポンチ
10…ダイス
11…ブランクホルダー
DESCRIPTION OF
2b ... Corner (die shoulder)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記プレス成形は、絞り成形工程と後仕上工程で構成され、
絞り成形工程終了時の半加工品の凹所の深さが、後仕上工程終了後のプレス成形品の深さより深く形成されると共に、
絞り成形工程終了時の半加工品の折曲R部の曲率半径が、後仕上工程終了後のプレス成形品の折曲R部の曲率半径より大きく形成されることを特徴とする軽合金材料製プレス成形品の製造方法。 A light alloy material press-molded product manufacturing method for manufacturing a press-molded product having a recess surrounded by a side wall and a bottom wall through press molding from a workpiece made of a lightweight alloy material,
The press molding is composed of a drawing process and a post-finishing process,
The depth of the recess of the semi-processed product at the end of the drawing process is formed deeper than the depth of the press-formed product after the end of the finishing process,
Made of light alloy material, characterized in that the radius of curvature of the bent R portion of the semi-finished product at the end of the drawing process is larger than the radius of curvature of the bent R portion of the press-formed product after the finishing process. Manufacturing method of press-molded products.
その加熱体で、前記被加工材の前記折曲R部を含む表面温度を200〜300℃に加熱した状態で、前記後仕上工程を行うことを特徴とする請求項1記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法。 In the post-finishing step, at least one of the pair of pressure bodies that sandwich the workpiece including the bent R portion is used as a heating body,
2. The light alloy material according to claim 1, wherein the post-finishing step is performed in a state where the surface temperature including the bent portion of the workpiece is heated to 200 to 300 ° C. with the heating body. Manufacturing method of press-molded products.
前記絞り成形工程終了時の半加工品のポンチ肩の曲率半径をRp、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のポンチ肩の曲率半径をrp、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をLとしたとき、
0.02<(L/Rp)×(rp/Rp)<0.08の関係が成立することを特徴とする請求項1または2記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法。 The bent portion R of the press-formed product is a punch shoulder,
The radius of curvature of the punch shoulder of the half-finished product at the end of the drawing process is Rp, the radius of curvature of the punch shoulder of the press-molded product after completion of the post-finishing process is rp, and the depth of the recess between the half-processed product and the press-formed product When the difference in length is L,
The method for producing a press-formed product made of a light alloy material according to claim 1, wherein a relationship of 0.02 <(L / Rp) × (rp / Rp) <0.08 is established.
前記絞り成形工程終了時の半加工品のダイス肩の曲率半径をRd、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のダイス肩の曲率半径をrd、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をLとしたとき、
0.02<(L/Rd)×(rd/Rd)<0.08の関係が成立することを特徴とする請求項1または2記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法。 The bent R part of the press-formed product is a die shoulder,
The radius of curvature of the die shoulder of the half-finished product at the end of the drawing process is Rd, the radius of curvature of the die shoulder of the press-molded product after completion of the post-finishing process is rd, and the depth of the recess between the half-processed product and the press-molded product When the difference in length is L,
The method for producing a press-formed product made of a light alloy material according to claim 1, wherein a relationship of 0.02 <(L / Rd) × (rd / Rd) <0.08 is established.
前記絞り成形工程終了時の半加工品のポンチ肩の曲率半径をRp、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のポンチ肩の曲率半径をrp、前記絞り成形工程終了時の半加工品のダイス肩の曲率半径をRd、前記後仕上工程終了後のプレス成形品のダイス肩の曲率半径をrd、半加工品とプレス成形品の凹所の深さの差をLとしたとき、
0.005<{L2/(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)<0.02の関係が成立することを特徴とする請求項1または2記載の軽合金材料製プレス成形品の製造方法。 The bent portion R of the press-formed product is a punch shoulder and a die shoulder,
The radius of curvature of the punch shoulder of the semi-processed product at the end of the drawing process is Rp, the radius of curvature of the punch shoulder of the press-molded product after the end of the post-finishing process is rp, and the die of the semi-processed product at the end of the drawing process When the radius of curvature of the shoulder is Rd, the radius of curvature of the die shoulder of the press-formed product after completion of the post-finishing process is rd, and the difference in the depth of the recess between the half-processed product and the press-formed product is L,
The light alloy material according to claim 1, wherein a relationship of 0.005 <{L 2 /(Rp×Rd)}×(rp/Rp)×(rd/Rd)<0.02 is established. Manufacturing method for press-molded products.
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