JP2012051005A - Press molding device and method of manufacturing press molded product - Google Patents

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Masanobu Ichikawa
Nobuyuki Ichimaru
Masahiro Nakada
Toshiya Suzuki
Tomokichi Tokuda
匡浩 中田
信之 市丸
正信 市川
友吉 徳田
利哉 鈴木
Original Assignee
Sumitomo Metal Ind Ltd
Toyoda Iron Works Co Ltd
住友金属工業株式会社
豊田鉄工株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a press molding device and a method of manufacturing a press molded product for inexpensively manufacturing the press molded product having excellent dimension accuracy and high strength by a simple configuration.SOLUTION: The press molding device 10 includes a die 11 supporting a first pad 14 so as to enable entry/leaving in a clamping direction and a punch 12 storing a second pad 16 so as to enable entry/leaving in a clamping direction, and is used for manufacturing the press molded product 20 having a cross section including a bottom part formed along a punch upper face 12a, a wall part formed along a punch side face 12b and a shoulder round part formed along a punch shoulder part 12c. Welding pressure generated by a second pressing member 18 supporting the second pad 16 is set larger than that generated by a first pressing member 15 supporting the first pad 14. A distance in a direction parallel with the punch upper face 12a between a punch upper face round ending of the punch shoulder part 12c and the second pad 16 within a vertical face orthogonal to one direction is set to be 2-15 mm.

Description

本発明は、プレス成形装置およびプレス成形品の製造方法に関し、具体的には、簡単な構成でプレス成形品に生じるスプリングバックを抑制することができるプレス成形装置およびプレス成形品の製造方法に関する。   The present invention relates to a press molding apparatus and a method for manufacturing a press molded product, and more particularly, to a press molding apparatus and a method for manufacturing a press molded product that can suppress springback that occurs in the press molded product with a simple configuration.
高張力鋼板が、地球温暖化防止のための燃費向上と、衝突事故時のよりいっそうの安全性向上とを図るために、自動車車体の構成部材として多用されている。例えば、自動車車体の構成部材のうちサイドシルやサイドメンバといった強度部材や補強部材は、他の部品との干渉防止や所望の空間確保といった制約をかなり受けて設計されることから、比較的長尺であってかつ複雑な形状を有することが多い。   High-strength steel sheets are frequently used as components of automobile bodies in order to improve fuel efficiency for preventing global warming and to further improve safety in the event of a collision. For example, strength members and reinforcement members such as side sills and side members of automobile body components are designed with considerable restrictions such as preventing interference with other parts and securing a desired space. And often have complex shapes.
しかし、鋼板の強度が上昇するにつれて鋼板の成形性が低下する。このため、高強度鋼板にプレス成形を行って、ハット型の横断面を有する例えばサイドシルインナーパネルを製造しようとすると、得られたプレス成形品にスプリングバックが発生し易くなる。スプリングバックが発生するとその後の工程(例えば溶接工程)において不具合や歩留りの低下を生じる。このため、高強度鋼板からなるプレス成形品のスプリングバックの抑制が強く求められている。   However, the formability of the steel sheet decreases as the strength of the steel sheet increases. For this reason, when press molding is performed on a high-strength steel sheet to produce, for example, a side sill inner panel having a hat-shaped cross section, springback is likely to occur in the obtained press-molded product. When springback occurs, problems and yield reduction occur in subsequent processes (for example, welding processes). For this reason, suppression of the springback of the press-formed product which consists of a high strength steel plate is calculated | required strongly.
図14は、一般的な曲げ成形金型1の構造例を模式的に示す説明図であり、図15は、鋼板の肩R部におけるスプリングバックを示す説明図である。
図14及び図15に示すように、パンチ2、ダイ3、及びダイ3に加圧部材4を介して出入り自在に埋設された上パッド5により構成される通常の金型1(以下、「通常金型」という。パッドは、ダイではなくパンチに下パッドとして組み込まれることもある。)を用いた鋼板6のハット型のプレス成形品7への曲げ成形は、成形前に上パッド5によりプレス成形品7の底部に相当する部分を拘束した状態で、ダイ3が下降することによって、行われる。ハット型のプレス成形品7の底部7aは、パンチ2のパンチ上面2aに沿って形成され、壁部7bは、パンチ2のパンチ側面2bに沿って形成されるとともに、底部7a及び壁部7bに連続する肩R部7cは、パンチ2のパンチ肩部2cに沿って形成される。
FIG. 14 is an explanatory view schematically showing a structural example of a general bending mold 1, and FIG. 15 is an explanatory view showing a spring back at a shoulder R portion of a steel plate.
As shown in FIGS. 14 and 15, a normal mold 1 (hereinafter referred to as “ordinary”, composed of a punch 2, a die 3, and an upper pad 5 embedded in the die 3 through a pressure member 4 so as to freely enter and exit. Bending of the steel plate 6 into a hat-shaped press-formed product 7 using a die is referred to as a lower pad in a punch instead of a die) is performed by pressing the upper pad 5 before forming. This is done by lowering the die 3 while restraining the portion corresponding to the bottom of the molded product 7. The bottom portion 7a of the hat-shaped press-formed product 7 is formed along the punch upper surface 2a of the punch 2, and the wall portion 7b is formed along the punch side surface 2b of the punch 2, and is also formed on the bottom portion 7a and the wall portion 7b. The continuous shoulder R portion 7 c is formed along the punch shoulder portion 2 c of the punch 2.
このように、鋼板6は、パンチ肩部2cに沿って曲げられ、これにより、鋼板6の表面及び裏面には引張の応力と圧縮の応力とが生じる。そして、引張の応力と圧縮の応力とが鋼板6の金型1からの離型によって解放されることにより、図15中に矢印で示すように、鋼板6の形状が変化してプレス成形品7の肩R部7cにスプリングバックが発生する。   In this way, the steel plate 6 is bent along the punch shoulder 2c, whereby tensile stress and compressive stress are generated on the front surface and the back surface of the steel plate 6. Then, when the tensile stress and the compressive stress are released by releasing the steel plate 6 from the mold 1, the shape of the steel plate 6 is changed as shown by the arrow in FIG. Springback occurs at the shoulder R portion 7c.
特許文献1には、パンチに加圧部材を介して出入り自在に収納された下パッドを備える通常金型における下パッドのストロークを調整することによってスプリングバック(肩R部の開き角度)を調整する方法が開示される。   In Patent Document 1, the spring back (the opening angle of the shoulder R portion) is adjusted by adjusting the stroke of the lower pad in a normal mold having a lower pad that is housed in a punch through a pressure member. A method is disclosed.
特許文献2〜4には、いずれも、パンチに加圧部材を介して出入り自在に収納された下パッドを備える通常金型における下パッドによりプレス成形品の角度変化量(スプリングバック量)を調整する方法が開示されている。   In each of Patent Documents 2 to 4, the angle change amount (spring back amount) of a press-formed product is adjusted by a lower pad in a normal mold having a lower pad that is housed in a punch through a pressurizing member. A method is disclosed.
特開2000−042635号公報JP 2000-042635 A 特許第3572950号明細書Japanese Patent No. 3572950 実開昭63−133821号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-13821 実開平3−057423号公報Japanese Utility Model Publication No. 3-057423
特許文献1〜4により開示された方法では、被成形材である鋼板の強度によってはスプリングバックを充分に抑制できない。特に、近年の被成形材には、980MPa以上、場合によっては1180MPa以上の超高強度を有する鋼板が用いられるようになってきており、このような場合には、スプリングバックを満足できるレベルに抑制できない。   In the methods disclosed in Patent Documents 1 to 4, the spring back cannot be sufficiently suppressed depending on the strength of the steel plate that is the molding material. In particular, in recent years, steel sheets having ultrahigh strength of 980 MPa or more, and in some cases 1180 MPa or more have come to be used for materials to be molded. In such a case, the spring back can be suppressed to a satisfactory level. Can not.
また、図16は、特許文献1により開示される金型により高強度鋼板6から成形されたプレス成形品7の形状例を模式的に示す説明図である。図16に示すように、成形時の高強度鋼板6はパンチ2の上面2aに沿って成形されることから、プレス成形品7の底部7aの平坦度が大きく崩れてしまい、底部7aに大きな曲率が残存して所望の形状に成形できない。   FIG. 16 is an explanatory view schematically showing an example of the shape of a press-formed product 7 formed from the high-strength steel plate 6 by the mold disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. 16, since the high-strength steel plate 6 at the time of forming is formed along the upper surface 2a of the punch 2, the flatness of the bottom 7a of the press-formed product 7 is greatly collapsed, and the bottom 7a has a large curvature. Remains and cannot be formed into a desired shape.
このため、高強度鋼板6をプレス成形する成形金型1のパンチ2やダイ3を製作する際には、実際に対象とする鋼板6にプレス成形を行って得られたプレス成形品7の形状に基づいて、パンチ2やダイ3の形状の微修正(型調整)を繰り返し行うことによって、最適な形状を試行錯誤により求める必要があり、型調整に多大な工数及び時間が必要になる。   Therefore, when the punch 2 or die 3 of the molding die 1 for press-forming the high-strength steel plate 6 is manufactured, the shape of the press-formed product 7 obtained by press-forming the target steel plate 6 is actually formed. On the basis of the above, it is necessary to determine the optimum shape by trial and error by repeatedly performing fine correction (die adjustment) of the shape of the punch 2 and the die 3, and much man-hour and time are required for die adjustment.
さらに、成形素材として用いられる多数の高強度鋼板6それぞれの強度が充分に管理されず一定しない場合には、強度の変動により、プレス成形品7の寸法も変動する。
このため、従来の技術では、寸法精度が良好な高強度のプレス成形品7を低コストで製造することは困難であった。
Furthermore, when the strength of each of the many high-strength steel plates 6 used as the forming material is not sufficiently controlled and is not constant, the dimensions of the press-formed product 7 also vary due to the strength variation.
For this reason, it has been difficult to manufacture a high-strength press-formed product 7 with good dimensional accuracy at low cost by the conventional technique.
本発明は、従来の技術が有するこれらの課題を解決し、優れた寸法精度を有する高強度のプレス成形品を、簡単な構成により低コストで製造するためのプレス成形装置およびプレス成形品の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves these problems of the prior art, and manufactures a press-molding apparatus and press-molded product for producing a high-strength press-molded product having excellent dimensional accuracy at a low cost with a simple configuration. It aims to provide a method.
本発明者らは、上述した通常金型ではなく、一の方向へ延在する被加工材である金属板の一方の表面に当接する第1のパッドをダイ移動方向へ出入り自在に支持するダイと、金属板の他方の表面に当接する第2のパッドを型締め方向へ出入り自在に収納するパンチとを備え、金属板を第1のパッドと第2のパッドとの双方により上下から拘束する金型(以下、「開発金型」という)を用い、金属板の曲げ成形あるいは絞り成形を行う際に、一の方向と直交する垂直面内における、パンチ肩部のパンチ上面R止まりと、第2のパッドとの間の、パンチ上面と平行な方向への距離W、さらには第2のパッドのストローク量CStを種々変更しながら、プレス成形品のスプリングバックへの影響を詳細に検討した。   The present inventors support a first pad that contacts one surface of a metal plate, which is a workpiece extending in one direction, instead of the above-described normal mold so as to freely enter and exit in the die moving direction. And a punch that accommodates the second pad that contacts the other surface of the metal plate so as to freely enter and exit in the mold clamping direction, and the metal plate is restrained from above and below by both the first pad and the second pad. When a metal plate (hereinafter referred to as “development die”) is used for bending or drawing a metal plate, the punch upper surface R stop of the punch shoulder in the vertical plane perpendicular to one direction, While variously changing the distance W between the two pads in the direction parallel to the upper surface of the punch and the stroke amount CSt of the second pad, the influence on the spring back of the press-formed product was examined in detail.
その結果、第1のパッドと第2のパッドとによって金属板を、金属板の成形終了まで挟持しながら金属板を成形する際に、パンチ上面のうちでパンチ肩部のパンチ上面R止まりと下パッドとの間の部分が、成形中の金属板に接触しない時間が存在するようにして、金属板に撓みを生じさせながら成形をした後に、肩R部及び壁部の成形を行うことによって、上述した課題を解決することができることを知見して、本発明を完成した。   As a result, when forming the metal plate while holding the metal plate between the first pad and the second pad until the end of forming the metal plate, the punch upper surface R of the punch shoulder and the bottom surface of the punch shoulder are stopped. By forming the shoulder R portion and the wall portion after forming while bending the metal plate so that there is a time when the portion between the pad does not contact the metal plate being formed, Knowing that the problems described above can be solved, the present invention has been completed.
本発明は、一の方向へ延在する被加工材である金属板の一方の表面に当接する第1のパッドをダイ移動方向へ出入り自在に支持するダイと、金属板の他方の表面に当接する第2のパッドを型締め方向へ出入り自在に収納するパンチとを備え、パンチのパンチ上面に沿って形成される底部と、パンチのパンチ側面に沿って形成される壁部と、パンチのパンチ肩部に沿って形成されるとともに底部及び壁部に連続する肩R部とを有する横断面を備えるプレス成形品を製造するプレス成形装置であって、第2のパッドを支持する第2の加圧部材が発生する加圧力が、第1のパッドを支持する第1の加圧部材の加圧力よりも大きいこと、及び、一の方向と直交する垂直面内における、パンチ肩部のパンチ上面R止まりと、第2のパッドとは、パンチ上面と平行な方向へ、所定の距離離間して存在すること、例えば2〜15mm離間して存在することを特徴とするプレス成形装置である。   The present invention relates to a die that supports a first pad that is in contact with one surface of a metal plate, which is a workpiece extending in one direction, so as to freely enter and exit in the die moving direction, and the other surface of the metal plate. A punch for storing the second pad in contact with the punch in a mold clamping direction; a bottom formed along the punch upper surface of the punch; a wall formed along the punch side surface of the punch; A press molding apparatus for manufacturing a press molded product having a cross section formed along a shoulder portion and having a shoulder R portion that is continuous with a bottom portion and a wall portion, wherein the second processing unit supports a second pad. The pressing force generated by the pressing member is larger than the pressing force of the first pressing member that supports the first pad, and the punch upper surface R of the punch shoulder in the vertical plane orthogonal to the one direction. Stop and second pad are on the punch The direction parallel to the, to be present in a predetermined distance, a press-molding apparatus characterized by the presence in example 2~15mm apart.
別の観点からは、本発明は、この本発明に係るプレス成形装置を用いて金属板にプレス成形を行って、パンチのパンチ上面に沿って形成される底部と、パンチのパンチ側面に沿って形成される壁部と、パンチのパンチ肩部に沿って形成されるとともに底部及び壁部に連続する肩R部とを有する横断面を備えるプレス成形品を製造する方法であって、第1の工程〜第4の工程を全て備えることを特徴とするプレス成形品の製造方法である。   From another viewpoint, the present invention performs press molding on a metal plate using the press molding apparatus according to the present invention, and forms a bottom portion formed along the punch upper surface of the punch and along the punch side surface of the punch. A method for manufacturing a press-formed product having a cross section having a wall portion to be formed and a shoulder R portion formed along a punch shoulder portion of the punch and continuing to the bottom portion and the wall portion, It is a manufacturing method of the press-molded article characterized by including all the steps to the fourth step.
第1の工程:第1のパッドと第2のパッドとによって金属板を、金属板の成形終了まで挟持する。
第2の工程:ダイとパンチとを接近させることによって金属板の成形を開始する。
First step: The metal plate is sandwiched between the first pad and the second pad until the metal plate is completely formed.
Second step: Forming the metal plate is started by bringing the die and the punch close to each other.
第3の工程:パンチ上面のうちでパンチ肩部のパンチ上面R止まりと下パッドとの間の部分が、成形中の金属板に接触しない時間が存在するようにして、金属板の成形を継続する。   Third step: Continue forming the metal plate so that there is a time during which the portion of the punch upper surface between the punch upper surface R stop of the punch shoulder and the lower pad does not contact the metal plate being formed. To do.
第4の工程:第3の工程の後に成形下死点での成形が行われることによって、肩R部及び壁部の成形を行う。
これらの本発明では、第2の加圧力F2は、上記一の方向の単位幅当たり0.4kN/mm以上であることが望ましく、第1の加圧力F1は、上記一の方向の単位幅当たり0.2kN/mm以上であることが望ましい。
Fourth step: The shoulder R portion and the wall portion are molded by molding at the bottom dead center after the third step.
In the present invention, the second pressure F2 is desirably 0.4 kN / mm or more per unit width in the one direction, and the first pressure F1 is per unit width in the one direction. It is desirable that it is 0.2 kN / mm or more.
正確には、第1の加圧力F1は第1のパッドが金属板に作用する加圧力であるとともに、第2の加圧力F2は第2のパッドが金属板に作用する加圧力であるが、第1のパッド、第2のパッドの自重は、第1の加圧力F1、第2の加圧力F2に比べて極端に小さいので、それぞれ第1の加圧力F1を第1の加圧部材の発生する加圧力とし、第2の加圧力F2を第2の加圧部材の発生する加圧力としても差し支えない。   Precisely, the first pressure F1 is a pressure applied to the metal plate by the first pad, and the second pressure F2 is a pressure applied to the metal plate by the second pad. Since the weights of the first pad and the second pad are extremely smaller than the first pressure F1 and the second pressure F2, the first pressure F1 is generated by the first pressure member. The second pressurizing force F2 may be the pressurizing force generated by the second pressurizing member.
さらに、第2のパッドの、型締め方向へのストロークCStは、0.5〜10mmであることが望ましい。ストロークCStが0.5mm未満であると、スプリングバックを充分に満足できるレベルに抑制できなくなるおそれがあり、一方、ストロークCStが10mmを超えると、成形中の金属板のたわみが過大となり、たわみがプレス成形品に過剰に残存するおそれがあるからである。   Furthermore, it is desirable that the stroke CSt of the second pad in the mold clamping direction is 0.5 to 10 mm. If the stroke CSt is less than 0.5 mm, the spring back may not be suppressed to a sufficiently satisfactory level. On the other hand, if the stroke CSt exceeds 10 mm, the deflection of the metal plate being formed becomes excessive and the deflection is This is because it may remain excessively in the press-formed product.
本発明によれば、被成形材である鋼板の強度が、例えば980MPa以上、さらには1180MPa以上の場合であっても、スプリングバックを充分に満足できるレベルに抑制することができる。また、本発明によれば、底部の平坦度も含めてプレス成形品の形状を所望の形状に確実に成形することが可能になる。したがって、パンチやダイの形状の微修正(型調整)に要する工数や時間を大幅に削減することができるようになる。   According to the present invention, even when the strength of the steel sheet as the material to be formed is 980 MPa or more, further 1180 MPa or more, for example, the spring back can be suppressed to a sufficiently satisfactory level. In addition, according to the present invention, the shape of the press-molded product including the flatness of the bottom can be reliably formed into a desired shape. Therefore, the man-hours and time required for fine correction (die adjustment) of the punch and die shapes can be greatly reduced.
したがって、本発明によれば、簡単な構成で寸法精度が良好な高強度プレス成形品を低コストで製造することができるようになり、例えば自動車部品の高強度化に伴う軽量化を図ることが可能となり、自動車の安全性の向上、および車体軽量化による燃費低減に顕著に寄与することができる。   Therefore, according to the present invention, a high-strength press-molded product having a simple configuration and good dimensional accuracy can be manufactured at a low cost. For example, the weight reduction associated with the increase in strength of automobile parts can be achieved. This can significantly contribute to the improvement of automobile safety and the reduction of fuel consumption by reducing the weight of the vehicle body.
図1は、本発明に係る、曲げ成形を対象としたプレス成形装置の構成を模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration of a press forming apparatus for bending forming according to the present invention. 図2は、本発明に係る、絞り成形を対象としたプレス成形装置の構成を模式的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a configuration of a press forming apparatus for drawing forming according to the present invention. 図3は、本発明に係る、曲げ成形を対象としたカム機構付きのプレス成形装置の構成を模式的に示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a configuration of a press forming apparatus with a cam mechanism for bending forming according to the present invention. 図4(a)は、第3の工程における鋼板の成形状況を模式的に示す説明図であり、図4(b)は、第4の工程における鋼板の成形状況を模式的に示す説明図である。FIG. 4A is an explanatory view schematically showing the forming state of the steel plate in the third step, and FIG. 4B is an explanatory view schematically showing the forming state of the steel plate in the fourth step. is there. 図5(a)は、1.4tの980MPa級超ハイテンを用いた従来のプレス成形の成形下死点での鋼板肩部の最大主応力分布を、CAE解析により模式的に示す説明図であり、図5(b)は、同材料を用いた本発明のCSt=3.5mmとしたときのプレス成形の成形下死点での鋼板肩部の最大主応力分布を、CAE解析により模式的に示す説明図である。FIG. 5 (a) is an explanatory view schematically showing the maximum principal stress distribution of the shoulder portion of the steel sheet at the bottom dead center of the conventional press forming using 980 MPa class super high tensile strength of 1.4t, by CAE analysis. FIG. 5B schematically shows the maximum principal stress distribution of the shoulder portion of the steel sheet at the bottom dead center of press forming when CSt = 3.5 mm of the present invention using the same material by CAE analysis. It is explanatory drawing shown. 図6は、本発明を2工程成形へ適用した状況を模式的に示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a situation where the present invention is applied to two-step molding. 図7(a)〜図7(h)は、いずれも、本発明のプレス成形品の適用可能な断面形状を示す説明図である。FIG. 7A to FIG. 7H are explanatory views showing the applicable cross-sectional shapes of the press-formed product of the present invention. 図8は、本発明のプレス成形品の適用可能な形状を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing applicable shapes of the press-formed product of the present invention. 図9は、本実施例で検証するモデル部品の断面形状を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a cross-sectional shape of a model part to be verified in this embodiment. 図10は、スプリングバックの評価方法を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a springback evaluation method. 図11は、肩部のたわみの評価方法を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a method for evaluating the deflection of the shoulder. 図12は、第2のパッドのストローク量CStと開き量Whとの関係の測定結果を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a measurement result of the relationship between the stroke amount CSt of the second pad and the opening amount Wh. 図13は、鋼板の引張強度と開き量Whとの関係の測定結果を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing a measurement result of the relationship between the tensile strength of the steel sheet and the opening amount Wh. 図14は、一般的な曲げ成形金型の構造例を模式的に示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory view schematically showing a structural example of a general bending mold. 図15は、鋼板の肩R部におけるスプリングバック現象を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory view showing a springback phenomenon in the shoulder R portion of the steel plate. 図16は、通常金型により高強度鋼板から成形されたプレス成形品の形状例を模式的に示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory view schematically showing an example of the shape of a press-formed product formed from a high-strength steel plate using a normal mold.
以下、本発明を、添付図面を参照しながら説明する。なお、以降の説明では被加工材である金属板が、980MPa以上の引張強度を有する鋼板である場合を例にとる。   The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, the case where the metal plate as the workpiece is a steel plate having a tensile strength of 980 MPa or more is taken as an example.
1.プレス成形装置
図1は、本発明に係る、曲げ成形を対象としたプレス成形装置10の構成を模式的に示す説明図であり、図2は、本発明に係る、絞り成形を対象としたプレス成形装置10−1の構成を模式的に示す説明図である。図1、2に示すように、本発明は、曲げ成形のみならず絞り成形にも適用が可能であって、プレス成形装置10、10−1の相違は、絞り成形を行うためのブランクホルダ9の有無のみであるので、以降の説明は、プレス成形装置10について行い、プレス成形装置10−1の説明は同一の要素には同一の符号を付することによって適宜省略する。
1. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration of a press forming apparatus 10 for bending forming according to the present invention, and FIG. 2 is a press for drawing forming according to the present invention. It is explanatory drawing which shows the structure of the shaping | molding apparatus 10-1 typically. As shown in FIGS. 1 and 2, the present invention can be applied not only to bending forming but also to drawing forming. The difference between the press forming apparatuses 10 and 10-1 is that a blank holder 9 for performing drawing forming is used. Therefore, the following description will be given with respect to the press forming apparatus 10, and the description of the press forming apparatus 10-1 will be omitted as appropriate by attaching the same reference numerals to the same elements.
プレス成形装置10は、ダイ11と、パンチ12とを備える。プレス成形装置10は、一の方向(図1の紙面に直交する方向)へ延在する鋼板13にプレス成形を行う。
ダイ11は、第1のパッド14を、ダイ11の移動方向へ出入り自在に支持する。第1のパッド14は、第1のパッド14に装着された第1の加圧部材15(本実施の形態では巻きバネを用いる)により支持される。第1の加圧部材15は、第1のパッド14を加圧力(ばね力)F1で鋼板13に押し付ける。これにより、第1のパッド14は、鋼板13の一方の表面13aに当接する。
The press molding apparatus 10 includes a die 11 and a punch 12. The press forming apparatus 10 performs press forming on the steel plate 13 extending in one direction (a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1).
The die 11 supports the first pad 14 so as to freely enter and exit in the moving direction of the die 11. The first pad 14 is supported by a first pressure member 15 (which uses a winding spring in the present embodiment) mounted on the first pad 14. The first pressing member 15 presses the first pad 14 against the steel plate 13 with a pressing force (spring force) F1. As a result, the first pad 14 comes into contact with one surface 13 a of the steel plate 13.
パンチ12は、第2のパッド16を、パンチ12に凹状に形成された収納部17に、型締め方向へ出入り自在に収納する。第2のパッド16は、収納部17の底部に装着された第2の加圧部材18(本実施の形態では巻きバネを用いる)により支持される。第2の加圧部材18は、第2のパッド16を加圧力F2で鋼板13に押し付ける。これにより、第2のパッド16は、鋼板13の他方の表面13bに当接する。   The punch 12 stores the second pad 16 in a storage portion 17 formed in a concave shape in the punch 12 so as to freely enter and exit in the mold clamping direction. The second pad 16 is supported by a second pressure member 18 (which uses a winding spring in the present embodiment) attached to the bottom of the storage portion 17. The second pressure member 18 presses the second pad 16 against the steel plate 13 with the applied pressure F2. As a result, the second pad 16 comes into contact with the other surface 13 b of the steel plate 13.
図1中の拡大図に示すように、鋼板13の延在方向である一の方向と直交する垂直面内における、パンチ肩部12cのパンチ上面R止まり19と、第2のパッド16との間の、パンチ上面12aと平行な方向への距離Wは、2mm以上15mm以下である。   As shown in the enlarged view in FIG. 1, between the punch upper surface R stop 19 of the punch shoulder 12 c and the second pad 16 in a vertical plane orthogonal to one direction which is the extending direction of the steel plate 13. The distance W in the direction parallel to the punch upper surface 12a is 2 mm or more and 15 mm or less.
距離Wが15mm超であると、プレス成形品20の底部の形状不良が発生するとともに、図4を参照しながら後述するように、設定余線長Lが長くなって第2のパッド16の必要なストロークCStを大きく設定せざるを得なくなる。一方、距離Wが2mm未満であると、パンチ12のパンチ肩部12cの強度が不足し、成形下死点での加圧によってパンチ12が破損する恐れがある。このため、距離Wは2mm以上15mm以下である。距離Wの下限値は、設定余線長Lを安定して確保するために3mm以上であることが望ましく、金型の破損を抑制するために5mm以上であることがさらに望ましい。距離Wの上限値は、13mmであることが望ましく、10mmであることがさらに望ましい。   If the distance W is greater than 15 mm, a shape defect at the bottom of the press-formed product 20 occurs, and the set extra line length L becomes longer and the second pad 16 is necessary as will be described later with reference to FIG. A large stroke CSt must be set. On the other hand, if the distance W is less than 2 mm, the strength of the punch shoulder 12c of the punch 12 is insufficient, and the punch 12 may be damaged by pressurization at the bottom dead center of molding. For this reason, the distance W is 2 mm or more and 15 mm or less. The lower limit value of the distance W is preferably 3 mm or more in order to stably secure the set extra line length L, and more preferably 5 mm or more in order to suppress damage to the mold. The upper limit value of the distance W is preferably 13 mm, and more preferably 10 mm.
第1のパッド14の加圧力F1が高すぎると成形中に第2のパッド16が下方へストロークしてしまい、本発明が目的とする形状凍結効果を得られない場合がある。このため、第2のパッド16を支持する第2の加圧部材18が発生する加圧力F2は、第1のパッド14を支持する第1の加圧部材15の加圧力F1よりも大きい。すなわち、F2−F1>0である。(F2-F1)/F1>1.2であることが望ましく、(F2−F1)/F1>2であることがさらに望ましい。   If the pressing force F1 of the first pad 14 is too high, the second pad 16 may stroke downward during molding, and the shape freezing effect intended by the present invention may not be obtained. For this reason, the pressure F2 generated by the second pressure member 18 that supports the second pad 16 is larger than the pressure F1 of the first pressure member 15 that supports the first pad 14. That is, F2-F1> 0. (F2-F1) / F1> 1.2 is desirable, and (F2-F1) / F1> 2 is more desirable.
第2の加圧力F2は、一の方向の単位幅当たり0.4kN/mm以上であることが望ましく、第1の加圧力F1は、上記一の方向の単位幅当たり0.2kN/mm以上であることが望ましい。さらに、第2のパッドの、型締め方向へのストロークCStは、0.5〜10mmであることが望ましい。ストロークCStが0.5mm未満であると、スプリングバックを充分に満足できるレベルに抑制できなくなるおそれがあり、一方、ストロークCStが10mmを超えると、成形中の金属板のたわみが過大となり、たわみがプレス成形品に過剰に残存するおそれがある
図1に示すように、鋼板13は成形品20にプレス成形される。図5に示すように、成形品20には、底部20aと、壁部20bと、底部20a及び壁部20bに連続する肩R部20cとが存在する。ダイ11及びパンチ12によって、鋼板13は、底部20aと、壁部20bと、肩R部20cとを有する横断面を備えるプレス成形品20にプレス成形される。
The second pressure F2 is preferably 0.4 kN / mm or more per unit width in one direction, and the first pressure F1 is 0.2 kN / mm or more per unit width in the one direction. It is desirable to be. Furthermore, it is desirable that the stroke CSt of the second pad in the mold clamping direction is 0.5 to 10 mm. If the stroke CSt is less than 0.5 mm, the spring back may not be suppressed to a sufficiently satisfactory level. On the other hand, if the stroke CSt exceeds 10 mm, the deflection of the metal plate being formed becomes excessive and the deflection is There is a risk of excessive remaining in the press-formed product. As shown in FIG. 1, the steel plate 13 is press-formed into the formed product 20. As shown in FIG. 5, the molded product 20 includes a bottom portion 20a, a wall portion 20b, and a shoulder R portion 20c continuous to the bottom portion 20a and the wall portion 20b. The steel plate 13 is press-formed by the die 11 and the punch 12 into a press-formed product 20 having a cross section having a bottom portion 20a, a wall portion 20b, and a shoulder R portion 20c.
底部20aは、パンチ12のパンチ上面12aに沿って形成される。壁部20bは、パンチ12のパンチ側面12bに沿って形成される。さらに、肩R部20cは、パンチ12のパンチ肩部12cに沿って形成される。   The bottom portion 20 a is formed along the punch upper surface 12 a of the punch 12. The wall portion 20 b is formed along the punch side surface 12 b of the punch 12. Further, the shoulder R portion 20 c is formed along the punch shoulder portion 12 c of the punch 12.
図3は、本発明に係る、曲げ成形を対象としたカム機構付きのプレス成形装置10−2の構成を模式的に示す説明図である。
図3に示すように、ダイ11及びパンチ12にカム機構21を組み込むことにより、成形下死点に向かって可動ダイス22の側壁部が斜方よりパンチ12に接近する。これにより、肩R部20cのスプリングバックに加えて、壁部20bの反りも抑制される。可動ダイス22の斜方向駆動は、必ずしもカム機構21に限定されるものではなく、プレス機のメインスライドとは別に金型に、例えば斜方向駆動用の油圧シリンダを組み込むようにしてもよい。
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a press molding apparatus 10-2 with a cam mechanism for bending molding according to the present invention.
As shown in FIG. 3, by incorporating the cam mechanism 21 into the die 11 and the punch 12, the side wall portion of the movable die 22 approaches the punch 12 obliquely toward the bottom dead center. Thereby, in addition to the spring back of the shoulder R part 20c, the curvature of the wall part 20b is also suppressed. The oblique direction driving of the movable die 22 is not necessarily limited to the cam mechanism 21. For example, a hydraulic cylinder for oblique direction driving may be incorporated in the mold separately from the main slide of the press machine.
プレス成形装置10、10−1、10−2は、油圧式プレス機でもあってもよく、機械式プレス機でもあってもよく、さらには、機械サーボ式プレス機でもあってもよい。本発明ではクッションストロークを高精度に行う必要があるため、動作精度が高いサーボプレス機を用いることが望ましい。   The press molding apparatuses 10, 10-1, and 10-2 may be hydraulic press machines, mechanical press machines, or mechanical servo press machines. In the present invention, since it is necessary to perform the cushion stroke with high accuracy, it is desirable to use a servo press machine with high operational accuracy.
以上の説明では、第1の加圧部材15および第2の加圧部材18として巻きバネを用いる場合を例にとったが、第1の加圧部材15、第2の加圧部材18は、巻きバネ等のスプリングに限定されるものではなく、例えばガス封入式油圧シリンダ等の反力発生機構を用いることができる。ただし、反力発生機構は、初期反力が発生する設定とする必要がある。   In the above description, the case of using a winding spring as the first pressure member 15 and the second pressure member 18 is taken as an example, but the first pressure member 15 and the second pressure member 18 are It is not limited to a spring such as a winding spring, and a reaction force generating mechanism such as a gas-filled hydraulic cylinder can be used. However, the reaction force generation mechanism needs to be set to generate an initial reaction force.
また、第2のパッド16を支持する第2の加圧部材18として、油圧源や空圧源と接続したシリンダやモータ駆動による電動シリンダ等を用い、第2のパッド16を能動的に作動させるようにしてもよい。   Further, as the second pressurizing member 18 that supports the second pad 16, a cylinder connected to a hydraulic source or an air pressure source, an electric cylinder driven by a motor, or the like is used, and the second pad 16 is actively operated. You may do it.
2.プレス成形品の製造方法
本発明に係る製造方法によれば、プレス成形装置10を用いて鋼板13にプレス成形を行って、上述した底部20a、壁部20b及び肩R部20cを有する横断面を備えるプレス成形品20が製造される。本発明は、下記第1の工程から第4の工程までを備える。
2. Method for Producing Press-Molded Product According to the production method according to the present invention, the steel sheet 13 is press-formed using the press-forming device 10, and the cross section having the bottom portion 20a, the wall portion 20b, and the shoulder R portion 20c described above is obtained. The press-formed product 20 provided is manufactured. The present invention includes the following first to fourth steps.
第1の工程では、第1のパッド14と第2のパッド16とによって鋼板13を、鋼板13の成形終了まで挟持する。第1の工程により、第1のパッド14と第2のパッド16とによってプレス成形品20の底部20aに相当する部分が成形終了まで拘束されるので、鋼板13が高強度鋼板である場合においても、プレス成形品20の底部20aの形状崩れが防止される。   In the first step, the steel plate 13 is held between the first pad 14 and the second pad 16 until the forming of the steel plate 13 is completed. In the first step, the portion corresponding to the bottom portion 20a of the press-formed product 20 is restrained by the first pad 14 and the second pad 16 until the end of forming, so even when the steel plate 13 is a high-strength steel plate. The shape collapse of the bottom 20a of the press-formed product 20 is prevented.
第2の工程では、ダイ11を下降してダイ11とパンチ12とを接近させることによって鋼板13の成形を開始する。
図4(a)は、第3の工程における鋼板13の成形状況を模式的に示す説明図であり、図4(b)は、第4の工程における鋼板13の成形状況を模式的に示す説明図である。
In the second step, the forming of the steel sheet 13 is started by lowering the die 11 and bringing the die 11 and the punch 12 close to each other.
FIG. 4A is an explanatory view schematically showing the forming state of the steel sheet 13 in the third step, and FIG. 4B is an explanatory view schematically showing the forming state of the steel plate 13 in the fourth step. FIG.
図4(a)に示すように、第3の工程では、パンチ上面のうちでパンチ肩部のパンチ上面R止まり19と下パッド16との間の部分23が、成形中の鋼板13に接触しない時間が存在するようにして、鋼板13の成形を継続する。   As shown in FIG. 4A, in the third step, the portion 23 between the punch upper surface R stop 19 of the punch shoulder portion and the lower pad 16 in the punch upper surface does not contact the steel plate 13 being formed. The forming of the steel plate 13 is continued so that time exists.
すなわち、第2のパッド16を支持する第2の加圧部材18が発生する加圧力F2は、第1のパッド14を支持する第1の加圧部材15の加圧力F1よりも大きいため、第2のパッド16は、第2の工程によりダイ11が下降を開始して鋼板13の成形が開始され始めた以降にも、パンチ12の上面12aから上方へ突設された状態を維持する。このため、第3の工程における鋼板13の成形時にも、パンチ上面のうちでパンチ肩部のパンチ上面R止まり19と下パッド16との間の部分23が、成形中の鋼板13に接触しない時間が存在する。   That is, the pressure F2 generated by the second pressure member 18 that supports the second pad 16 is greater than the pressure F1 of the first pressure member 15 that supports the first pad 14, The second pad 16 maintains the state of protruding upward from the upper surface 12a of the punch 12 even after the die 11 starts to descend in the second step and the forming of the steel plate 13 starts. For this reason, even when the steel plate 13 is formed in the third step, the portion 23 between the punch upper surface R stop 19 of the punch shoulder portion and the lower pad 16 in the upper surface of the punch does not contact the steel plate 13 being formed. Exists.
この際、パンチ上面12aのうちで上述した部分23の近傍に存在する鋼板13は、部分的に撓んだ状態で存在する。すなわち、第3の工程により、成形中に第2のパッド16に適当なストローク量CStを持たせることにより、プレス成形品20の肩R部20cに相当する部分の近傍に余線長が発生する。   Under the present circumstances, the steel plate 13 which exists in the vicinity of the part 23 mentioned above among the punch upper surfaces 12a exists in the state bent partially. That is, by providing the second pad 16 with an appropriate stroke amount CSt during molding by the third step, a margin length is generated in the vicinity of the portion corresponding to the shoulder R portion 20c of the press-molded product 20. .
図4(a)に示すように、余線長の長さLは、L≒√(CSt+W)−Wとして求められる。
第4の工程では、図4(b)に示すように、第3の工程の後に、成形下死点での成形が行われることによって、プレス成形品20の肩R部20c及び壁部20bの成形が行われて、プレス成形品20が製造される。
As shown in FIG. 4A, the length L of the extra line length is obtained as L≈√ (CSt 2 + W 2 ) −W.
In the fourth step, as shown in FIG. 4B, the shoulder R portion 20c and the wall portion 20b of the press-formed product 20 are formed by molding at the bottom dead center after the third step. Molding is performed to produce a press-molded product 20.
図5(a)は、1.4tの980MPa級超ハイテンを用いた従来のプレス成形の成形下死点でのプレス成形品の肩R部の最大主応力分布を、CAE解析により模式的に示す説明図であり、図5(b)は、1.4tの980MPa級超ハイテンを用いた本発明条件CSt=3.5mmのプレス成形の成形下死点でのプレス成形品20の肩R部20cの最大主応力分布を、CAE解析により模式的に示す説明図である。なお、図5(a)及び図5(b)において丸印で囲まれた記号+は引張の応力を示し、丸印で囲まれた記号−は圧縮の応力を示す。   FIG. 5 (a) schematically shows the maximum principal stress distribution of the shoulder R portion of the press-formed product at the bottom dead center of the conventional press-forming using 1.4t 980 MPa class super high tensile strength by CAE analysis. FIG. 5 (b) is a shoulder R portion 20c of the press-formed product 20 at the bottom dead center of the press-forming of the present invention condition CSt = 3.5 mm using 1.4t 980 MPa class super high tensile strength. It is explanatory drawing which shows typically the largest principal stress distribution of by CAE analysis. In FIGS. 5A and 5B, a symbol + surrounded by a circle indicates a tensile stress, and a symbol − surrounded by a circle indicates a compressive stress.
図5(a)に示すように、従来のプレス成形の成形下死点では、パンチ肩R部12cに相当する部分20cは、鋼板13の裏側に圧縮の応力を有するとともに表側に引張の応力を有することによってプレス成形品20は断面外側へ向けてスプリングバックするため、結果として、肩R部20cが外側に大きく開くスプリングバックを生じ、断面全体で過剰なスプリングバックを有するプレス成形品20となる。   As shown in FIG. 5A, at the bottom dead center of the conventional press forming, the portion 20c corresponding to the punch shoulder R portion 12c has a compressive stress on the back side of the steel plate 13 and a tensile stress on the front side. Since the press-molded product 20 springs back toward the outer side of the cross-section, as a result, the shoulder R portion 20c generates a spring-back that greatly opens outward, resulting in the press-molded product 20 having an excessive spring-back over the entire cross-section. .
これに対し、図5(b)に示すように、本発明の第4の工程では、第3の工程により生じた長さLの余線長部分が成形下死点で押し潰されることによって、成形品のパンチ肩R部20cの余線長部分が壁部20b側へ押し出される。そして、成形品のパンチ肩R部20cの余線長部分は、壁部20bへ押し出されて曲げ及び曲げ戻し変形を受けるが、鋼板13の表側及び裏側において引張の応力と圧縮の応力とが互い違いに発生し、応力のバランスによって断面内側にスプリングバックするため、結果として、肩R部20cが外側に開くスプリングバックと相殺され、断面全体で適正なスプリングバックを有するプレス成形品20が得られる。   On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), in the fourth step of the present invention, the extra line length portion of the length L generated by the third step is crushed at the bottom dead center. The extra line length portion of the punch shoulder R portion 20c of the molded product is pushed out toward the wall portion 20b. And the extra line length part of the punch shoulder R part 20c of a molded product is extruded to the wall part 20b and undergoes bending and unbending deformation, but the tensile stress and the compressive stress are alternately on the front side and the back side of the steel plate 13. As a result, the shoulder R portion 20c cancels out with the spring back that opens outward, and the press-formed product 20 having an appropriate spring back in the entire cross section is obtained.
なお、この第4の工程では、図5(b)に示すように、成形下死点での鋼板13の応力がスプリングバック変化の方向に関して相殺(釣り合った)された状態となっているため、鋼板13の引張強さTSが変動しても、応力が釣り合った状態が維持される。これにより、成形素材として用いられる多数の高強度鋼板13それぞれの強度が充分に管理されず一定しない場合であっても、プレス成形品20のスプリングバック量は一定となる。   In the fourth step, as shown in FIG. 5B, the stress of the steel plate 13 at the bottom dead center is offset (balanced) with respect to the direction of change in the springback. Even if the tensile strength TS of the steel plate 13 varies, the state in which the stress is balanced is maintained. Thereby, even if it is a case where the intensity | strength of each of many high strength steel plates 13 used as a shaping | molding material is not fully managed and is not constant, the springback amount of the press-formed product 20 becomes constant.
このように、第4の工程において、下死点付近に到達する前に第2のパッド16が下降してしまうことを確実に防止するために、第2のパッド16を支持する第2の加圧部材18である巻きバネのバネ力(初期圧)F2は、十分に高いことが有効であり、例えば、鋼板の延在方向である一の方向の単位幅当たり0.4kN/mm以上であることが望ましい。   As described above, in the fourth step, in order to reliably prevent the second pad 16 from descending before reaching the vicinity of the bottom dead center, the second process for supporting the second pad 16 is performed. It is effective that the spring force (initial pressure) F2 of the winding spring which is the pressure member 18 is sufficiently high, for example, 0.4 kN / mm or more per unit width in one direction which is the extending direction of the steel plate. It is desirable.
また、第4の工程において、第1のパッド14の拘束が弱いと、プレス成形品20の底部20aに相当する部分の鋼板13の浮き上がりが生じるので、第1のパッド14の加圧力(初期圧)を十分に高めておくことが有効である。例えば、プレス成形品20の長手方向単位幅当たり0.2kN/mm以上であることが望ましい。   Further, in the fourth step, if the restraint of the first pad 14 is weak, the steel plate 13 in the portion corresponding to the bottom 20a of the press-formed product 20 is lifted, so that the pressure applied to the first pad 14 (initial pressure) ) Is sufficiently high. For example, it is desirable that it is 0.2 kN / mm or more per unit width in the longitudinal direction of the press-formed product 20.
図6は、本発明を2工程成形へ適用した状況を模式的に示す説明図である。
図4、5を参照しながら行った以上の説明は、1回の工程でハット断面を有するプレス成形品20を成形する場合であるが、これとは異なり図6に示すように、浅絞り工程で浅く絞り、曲げ加工工程で曲げ加工を行うという2工程成形にも、本発明は適用される。
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a situation where the present invention is applied to two-step molding.
The above description with reference to FIGS. 4 and 5 is a case where the press-formed product 20 having a hat cross section is formed in a single step, but unlike this, as shown in FIG. The present invention is also applied to a two-step molding in which drawing is performed shallowly and bending is performed in a bending process.
図7(a)〜図7(h)は、いずれも、本発明のプレス成形品の適用可能な断面形状を示す説明図である。
本発明のプレス成形品は、図7(a)に示すハット断面、図7(b)に示す斜壁ハット断面、図7(e)に示す底部形状付きのハット断面、又は図7(f)に示す縦壁部段付きハット断面といった略ハット断面を有するプレス成形品や、図7(c)に示すコの字断面や図7(d)に示す斜壁コの字断面といった略コの字断面を有するプレス成形品、さらには、図7(g)に示す左右の壁部の高さが異なるハット断面や図7(h)に示すハット断面とコの字断面を組み合わせた断面を有するプレス成形品に適用可能である。
FIG. 7A to FIG. 7H are explanatory views showing the applicable cross-sectional shapes of the press-formed product of the present invention.
The press-formed product of the present invention has a hat cross section shown in FIG. 7 (a), a slant wall hat cross section shown in FIG. 7 (b), a hat cross section with a bottom shape shown in FIG. 7 (e), or FIG. A press-formed product having a substantially hat section such as a stepped hat section of the vertical wall shown in FIG. 7 or a substantially U-shape such as a U-shaped section illustrated in FIG. A press-formed product having a cross-section, and further a press having a cross-section having a hat cross-section with different heights on the left and right walls shown in FIG. Applicable to molded products.
すなわち、図7(b)、図7(d)に示すように、縦壁部に傾斜が付いていても適用可能であり、図7(g)や図7(h)に示すように左右の壁部の高さに差があっても適用可能である。   That is, as shown in FIGS. 7 (b) and 7 (d), the present invention can be applied even if the vertical wall portion is inclined, as shown in FIGS. 7 (g) and 7 (h). Even if there is a difference in the height of the wall, it is applicable.
図8は、本発明のプレス成形品20−1の適用可能な形状を示す説明図である。
このプレス成形品20−1は、部品の長手方向(断面直交方向)に上下方向及び/又は左右方向への曲率を有していても適用可能である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing applicable shapes of the press-formed product 20-1 of the present invention.
This press-molded product 20-1 is applicable even if it has a curvature in the vertical direction and / or the horizontal direction in the longitudinal direction (cross-sectional orthogonal direction) of the part.
本発明を、実施例を参照しながら、より具体的に説明する。
本実施例では、図1に示す本発明のプレス成形装置10を使って、本発明の効果を検証した。
The present invention will be described more specifically with reference to examples.
In this example, the effect of the present invention was verified using the press molding apparatus 10 of the present invention shown in FIG.
図9は、本実施例で検証するモデル部品の断面形状を示す説明図である。
この試験では、図3に示す成形金型を用いた。成形金型のパンチ12の幅Wは80mmとし、高さは60mmとした。また、成形金型の奥行きは80mmとした。プレス成形品20の肩R部の内表面の曲率半径はパンチ肩相当部で5mmとし、ダイス肩相当部で3.6mmとした。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a cross-sectional shape of a model part to be verified in this embodiment.
In this test, the molding die shown in FIG. 3 was used. The width W of the punch 12 of the molding die was 80 mm, and the height was 60 mm. The depth of the molding die was 80 mm. The radius of curvature of the inner surface of the shoulder R portion of the press-formed product 20 was 5 mm at the punch shoulder equivalent portion and 3.6 mm at the die shoulder equivalent portion.
そして、以下に列記する試験条件でプレス成形を行った。
(試験条件)
(a)プレス設備:2500kN油圧プレス機
(b)被加工材:980MPa級高張力鋼板(板厚1.4mm、ストロークCStの確認のため)、及び、590MPa、780MPa、980MPa、1180MPa級高張力鋼板(板厚1.4mm、鋼板強度のバラツキ低減効果の確認のため)
(c)ブランク形状:70×200mmの矩形
(d)成形速度:10mm/min.
(e)長さW(パンチ肩R止まりから下パッド分割までの距離):5、10、15、20mmの4水準(15mmが標準条件)
(f)第2のパッド16の加圧力:200kN
(g)第1のパッド14の加圧力:40kN
(h)下死点圧:700kN
(i)潤滑:鋼板に一般防錆油を塗布することで確保。
Then, press molding was performed under the test conditions listed below.
(Test conditions)
(A) Press equipment: 2500 kN hydraulic press machine (b) Workpiece: 980 MPa class high strength steel sheet (1.4 mm thick, for confirmation of stroke CSt), 590 MPa, 780 MPa, 980 MPa, 1180 MPa class high strength steel sheet (Thickness of 1.4mm, for confirmation of steel sheet strength variation reduction effect)
(C) Blank shape: 70 × 200 mm rectangle (d) Molding speed: 10 mm / min.
(E) Length W (distance from punch shoulder R stop to lower pad division): 4 levels of 5, 10, 15, 20 mm (15 mm is standard condition)
(F) Pressure applied to the second pad 16: 200 kN
(G) Pressure applied to the first pad 14: 40 kN
(H) Bottom dead center pressure: 700 kN
(I) Lubrication: Secured by applying a general anti-rust oil to the steel sheet.
得られたプレス成形品に、以下に示す評価方法により、スプリングバック、および肩R部のたわみを、測定及び評価した。   The obtained press-molded product was measured and evaluated for the spring back and the shoulder R deflection by the evaluation method described below.
(スプリングバック)
図10は、スプリングバックの評価方法を示す説明図である。
図10に示すように、スプリングバックは、パンチ底部から30mm下の部分の開き量Whを測定することによって評価した。
(Springback)
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a springback evaluation method.
As shown in FIG. 10, the spring back was evaluated by measuring the opening amount Wh of a portion 30 mm below the bottom of the punch.
(肩R部のたわみ)
図11は、肩R部のたわみの評価方法を示す説明図である。
図11に示すように、肩R部のたわみは、長さWの値を規定するために、実施例にて肩R部のたわみ量Uを測定することによって評価した。
(Deflection of shoulder R)
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a method for evaluating the deflection of the shoulder R portion.
As shown in FIG. 11, the deflection of the shoulder R portion was evaluated by measuring the deflection amount U of the shoulder R portion in the example in order to define the value of the length W.
図12は、第2のパッドのストローク量CStと開き量Whとの関係の測定結果を示すグラフであり、図13は、鋼板の引張強度と開き量Whとの関係の測定結果を示すグラフである。
図12にグラフで示すように、W=10mm条件で、ストロークCStを変更した試験(980MPa材)の結果より、ストロークCStの変更によって、適正な開き量Whが得られることがわかる。
FIG. 12 is a graph showing the measurement result of the relationship between the stroke amount CSt of the second pad and the opening amount Wh, and FIG. 13 is a graph showing the measurement result of the relationship between the tensile strength of the steel sheet and the opening amount Wh. is there.
As shown in the graph of FIG. 12, it can be seen from the result of the test (980 MPa material) in which the stroke CSt is changed under the condition of W = 10 mm that an appropriate opening amount Wh can be obtained by changing the stroke CSt.
また、図13にグラフで示すように、ストロークCStの適正条件(3.5mm)にて、590MPaから1180MPaまでのハイテンを成形した際の結果より、従来の成形方法と比較して、材料強度の変化に対してほぼ適正な開き量Whが得られることがわかる。   In addition, as shown in the graph of FIG. 13, compared to the conventional molding method, the material strength is higher than the conventional molding method based on the result of molding 590 to 1180 MPa under the appropriate condition of the stroke CSt (3.5 mm). It can be seen that an opening Wh that is almost appropriate for the change can be obtained.
さらに表1には、980MPa材のプレス成形においてWの水準を変更して、たわみ量を調べた結果をまとめて示す。   Further, Table 1 summarizes the results of examining the amount of deflection by changing the W level in press molding of a 980 MPa material.
表1に示すように、W=15mmを超えると、たわみ量が一般的な部品精度公差である±0.5mmを上回る結果となった。   As shown in Table 1, when W exceeds 15 mm, the deflection amount exceeds ± 0.5 mm, which is a general component accuracy tolerance.
1 曲げ成形金型
2 パンチ
2a 上面
2b 側面
2c パンチ肩部
3 ダイ
4 加圧部材
5 上パッド
6 鋼板
7 プレス成形品
7a 底部
7b 壁部
7c 肩R部
9 ブランクホルダ
10、10−1、10−2 プレス成形装置
11 ダイ
12 パンチ
12a 上面
12b 壁部
12c パンチ肩部
13 鋼板
13a 一方の表面
13b 他方の表面
14 第1のパッド
15 第1の加圧部材
16 第2のパッド
17 収納部
18 第2の加圧部材
19 パンチ上面R止まり
20、20−1 プレス成形品
20a 底部
20b 壁部
20c 肩R部
21 カム機構
22 可動ダイス
23 部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bending metal mold | die 2 Punch 2a Upper surface 2b Side surface 2c Punch shoulder part 3 Die 4 Pressing member 5 Upper pad 6 Steel plate 7 Press molded product 7a Bottom part 7b Wall part 7c Shoulder R part 9 Blank holder 10, 10-1, 10- 2 Press forming device 11 Die 12 Punch 12a Upper surface 12b Wall 12c Punch shoulder 13 Steel plate 13a One surface 13b The other surface 14 First pad 15 First pressurizing member 16 Second pad 17 Storage unit 18 Second Pressing member 19 Punch upper surface R Stop 20, 20-1 Press-formed product 20a Bottom portion 20b Wall portion 20c Shoulder R portion 21 Cam mechanism 22 Movable die 23 portion

Claims (3)

  1. 一の方向へ延在する被加工材である金属板の一方の表面に当接する第1のパッドをダイ移動方向へ出入り自在に支持するダイと、前記金属板の他方の表面に当接する第2のパッドを前記型締め方向へ出入り自在に収納するパンチとを備え、該パンチのパンチ上面に沿って形成される底部と、前記パンチのパンチ側面に沿って形成される壁部と、前記パンチのパンチ肩部に沿って形成されるとともに前記底部及び前記壁部に連続する肩R部とを有する横断面を備えるプレス成形品を製造するプレス成形装置であって、
    前記第2のパッドを支持する第2の加圧部材が発生する加圧力は、前記第1のパッドを支持する第1の加圧部材の加圧力よりも大きいこと、及び
    前記一の方向と直交する垂直面内における、パンチ肩部のパンチ上面R止まりと、第2のパッドとは、パンチ上面と平行な方向へ、所定の距離離間して存在すること
    を特徴とするプレス成形装置。
    A die that supports a first pad that is in contact with one surface of a metal plate that is a workpiece extending in one direction so as to be freely movable in and out of the die moving direction; and a second that is in contact with the other surface of the metal plate. A punch for receiving and retracting the pad in the mold clamping direction, a bottom portion formed along the punch upper surface of the punch, a wall portion formed along the punch side surface of the punch, and the punch A press molding apparatus for manufacturing a press molded product having a cross section formed along a punch shoulder and having a shoulder R portion continuous with the bottom and the wall,
    The applied pressure generated by the second pressure member that supports the second pad is greater than the applied pressure of the first pressure member that supports the first pad, and is orthogonal to the one direction. The press forming apparatus characterized in that the punch upper surface R stop of the punch shoulder portion and the second pad in the vertical plane are spaced apart by a predetermined distance in a direction parallel to the punch upper surface.
  2. 前記所定の距離は、2〜15mmである請求項1に記載されたプレス成形装置。   The press molding apparatus according to claim 1, wherein the predetermined distance is 2 to 15 mm.
  3. 請求項1又は請求項2に記載されたプレス成形装置を用いて前記金属板にプレス成形を行って、該パンチのパンチ上面に沿って形成される底部と、前記パンチのパンチ側面に沿って形成される壁部と、前記パンチのパンチ肩部に沿って形成されるとともに前記底部及び前記壁部に連続する肩R部とを有する横断面を備えるプレス成形品を製造する方法であって、下記第1の工程から下記第4の工程までを備えることを特徴とするプレス成形品の製造方法;
    第1の工程:前記第1のパッドと前記第2のパッドとによって前記金属板を、該金属板の成形終了まで挟持する。
    第2の工程:前記ダイと前記パンチとを接近させることによって前記金属板の成形を開始する。
    第3の工程:前記パンチ上面のうちで前記パンチ肩部のパンチ上面R止まりと前記下パッドとの間の部分が、成形中の前記金属板に接触しない時間が存在するようにして、前記金属板の成形を継続する。
    第4の工程:前記第3の工程の後に成形下死点での成形が行われることによって、前記肩R部及び前記壁部の成形を行う。
    3. Press forming the metal plate using the press forming apparatus according to claim 1 or 2 to form a bottom portion formed along a punch upper surface of the punch and a punch side surface of the punch. And a method of manufacturing a press-formed product having a cross section formed along a punch shoulder portion of the punch and having a shoulder R portion that is continuous with the bottom portion and the wall portion. A method for producing a press-formed product comprising the first step to the following fourth step;
    1st process: The said metal plate is clamped by the said 1st pad and the said 2nd pad until completion | finish of shaping | molding of this metal plate.
    Second step: Forming the metal plate is started by bringing the die and the punch close to each other.
    Third step: In the upper surface of the punch, the portion between the punch upper surface R stop of the punch shoulder and the lower pad exists such that there is a time during which the metal plate being formed is not in contact with the metal. Continue forming the plate.
    Fourth step: The shoulder R portion and the wall portion are molded by molding at the bottom dead center after the third step.
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