JP2016107283A - プレス成形方法およびその方法を用いた部品の製造方法並びにプレス成形装置およびその装置を用いてプレス成形された成形部品 - Google Patents

Abstract

【課題】高強度の金属板を部品長手方向に湾曲した部品にプレス成形する際の縮みフランジ変形によるしわの発生と伸びフランジ変形による割れの発生を抑制することにある。
【解決手段】コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の縮みフランジ変形によるしわの発生を抑制するプレス成形方法において、ブランクの一部である材料のフランジ部側から縦壁部への移動を抑えることで、前記材料に伸びフランジ変形を発生させながら天板部側から優先的に縦壁部へ前記材料を移動させるとともに、天板部と縦壁部との境界となる稜線をプレス成形方向に対して傾斜させることで、ドロー成形中に金型で挟まれたブランクの一部である材料を部品長手方向に移動するように回転させ、その回転を抑えることで部品長手方向の板面内に圧縮変形を発生させ、かつ、フランジ部と天板部の前記材料のしわの発生を金型で抑えることを特徴とする湾曲部品のプレス成形方法である。
【選択図】図４−２

Description

この発明は、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品のプレス成形方法に関し、特には、伸びフランジ変形による割れと、縮みフランジ成形によるしわの発生を抑制するプレス成形方法に関するものである。さらにこの発明は、そのプレス成形方法を用いた部品の製造方法にも関するものである。また、この発明は、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品のプレス成形装置に関し、特には、伸びフランジ変形による割れと、縮みフランジ成形によるしわの発生を抑制するプレス成形装置に関するものである。さらにこの発明は、そのプレス成形装置を用いてプレス成形された成形部品にも関するものである。

近年、自動車の衝突安全性と車体の軽量化を両立するため、より高強度の金属板が求められている。しかし、金属板は引張強度が向上するほど、プレス成形性に大きく関わる延性が低下する傾向にある。そのため、素材の延性が成形性に大きく影響する張出し成形よりも、フォーム（曲げ）成形やドロー（絞り）成形が多用される傾向にある。

ドロー成形では、先ず、成形する部品の材料となる金属板であるブランクの、フランジ部となる位置にしわ押さえを配置し、ブランクをパンチとしわ押さえの上に載置し、ブランクの上方にダイを設置する。次に、ダイを下降させることで、ブランクをダイとしわ押さえで押さえ、ブランクに適度な張力を負荷しながらブランクを折り曲げる。この時、ダイとしわ押さえで押さえられることでパンチとダイの間に大きく引き込まれた材料(ブランクの一部)が、部品の縦壁部を形成する。そのため、延性が乏しい材料であっても縦壁部の成形が容易となる。また、ダイとしわ押さえによりブランクの面外変形（しわ）が拘束され、縦壁部に引き込まれる材料にかかる張力を調整しやすいため、複雑な部品形状を成形しやすいという利点がある。

一方で、複雑な部品形状をドロー成形により製造する場合、フランジ部となる位置のブランクの端部で割れやしわが発生するという課題があり、特に部品の長手方向に湾曲した部品で問題となりやすい。図１（ａ），（ｂ）および（ｃ）に、従来工法で長手方向に湾曲した部品を成形する際に用いるブランク形状の正面図、側面図および（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図を示すとともに、図２（ａ），（ｂ）および（ｃ）に、従来工法で長手方向に湾曲した部品を成形する際に発生する縮みフランジ変形Ｓと伸びフランジ変形Ｅの例を示し、図３（ａ），（ｂ）に、図１（ａ）のＡ-Ａ断面における金型構造の成形前および成形完了時の断面図を示す。なお、図中符号１はダイ、２はパンチ、３はしわ押さえ、４はブランク、５は成形後の部品をそれぞれ示す。

部品５は天板部５ａ，縦壁部５ｂおよびフランジ部５ｃを有しており、その縦壁部５ｂやフランジ部５ｃ等が湾曲している場合、ダイ１としわ押さえ３の間をブランク４の一部である材料が移動する際に、線長の過不足により湾曲形状の円周方向に引き伸ばされる変形（伸びフランジ変形）や、逆に圧縮される変形（縮みフランジ変形）を受ける。ブランク４の端部付近で材料の延性を超えるほどの伸びフランジ変形を受けると割れが発生し、材料の座屈耐力を超えるほどの縮みフランジ変形を受けるとしわが発生することになり、高強度の金属板ほど問題となりやすい。

縮みフランジ変形によるしわを抑制する方法としては、特許文献１のように縮みフランジ変形を分散する方法が知られている。また、伸びフランジ変形による割れを抑制する方法としては、特許文献２のように伸びフランジ変形を分散する方法が知られている。

特開２０１０−２２７９９５号公報 特開２０１４−０３９９５７号公報

しかしながら、高強度の金属板になるほど変形量に対して発生する応力が増加するため、金属板の座屈耐力を超える応力が発生しやすくなり、より大きなしわが発生する。また、高強度の金属板ほどしわの強度は増すため、特許文献１のようなしわを分散させる方法では十分な対策とはなりえない。そして、高強度の金属板になるほどブランク端部の延性が低下するため、特許文献２のような伸びフランジ変形の分散で防止できる割れには限度がある。

以上のように、高強度の金属板を部品長手方向に湾曲した部品にプレス成形する場合に、縮みフランジ変形や伸びフランジ変形によるしわと割れを抑制するためには、縮みフランジ変形および伸びフランジ変形自体の発生を軽減させなければならない。

上記課題を有利に解決する本発明のプレス成形方法は、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の縮みフランジ変形によるしわの発生を抑制する方法であって、ブランクの一部である材料のフランジ部側から縦壁部への移動を抑えることで、前記材料に伸びフランジ変形を発生させながら天板部側から優先的に縦壁部へ前記材料を移動させ、かつ、フランジ部と天板部の前記材料のしわの発生を金型で抑えることを特徴とするものである。

また、上記課題を有利に解決する他の本発明のプレス成形方法は、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の伸びフランジ変形による割れの発生を抑制する方法であって、天板部と縦壁部との境界となる稜線をプレス成形方向に対して傾斜させることで、ドロー成形中に金型で挟まれたブランクの一部である材料を部品長手方向に移動するように回転させ、その回転を抑えることで部品長手方向の板面内に圧縮変形を発生させ、かつ、フランジ部と天板部の材料のしわの発生を金型で抑えることを特徴とするものである。

そして、本発明の部品の製造方法は、上述した本発明のプレス成形方法を用いて平板状のブランクからコの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品を形成することを特徴とするものである。

一方、上記課題を有利に解決する本発明のプレス成形装置は、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の縮みフランジ変形によるしわの発生を抑制するプレス成形装置において、ブランクの一部である材料のフランジ部側から縦壁部への移動を抑えることで、前記材料に伸びフランジ変形を発生させながら天板部側から優先的に縦壁部へ前記材料を移動させる縮みフランジ変形抑制手段と、フランジ部と天板部の前記材料を挟み込んでその材料のしわの発生を抑えるしわ抑制手段と、を具えることを特徴とするものである。

また、上記課題を有利に解決する他の本発明のプレス成形装置は、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の伸びフランジ変形による割れの発生を抑制するプレス成形装置において、天板部と縦壁部との境界となる稜線をプレス成形方向に対して傾斜させることで、ドロー成形中に金型で挟まれたブランクの一部である材料を部品長手方向に移動するような回転力を発生させ、その回転力を抑えることで部品長手方向の板面内に圧縮変形を発生させる伸びフランジ変形抑制手段と、フランジ部と天板部の前記材料を挟み込んでその材料のしわの発生を抑えるしわ抑制手段と、を具えることを特徴とするものである。

そして、本発明の成形部品は、上述した本発明のプレス成形装置を用いて平板状のブランクからプレス成形された、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品であることを特徴とするものである。

本発明のプレス成形方法およびプレス成形装置によれば、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の縦壁部を成形する際に、フランジ部側から縦壁部へ材料を移動させる従来のドロー成形と異なり、天板部側から優先的に材料を移動させることで縦壁部を成形するため、フランジ部で縮みフランジ変形が発生することが避けられる。また、天板部と縦壁部との境界となる稜線をプレス成形方向に対して傾斜させると、ドロー成形中に金型で挟まれた材料を部品長手方向に移動するように回転させることができ、このため、その回転を抑えることで板面内に圧縮変形を加え、伸びフランジ変形を抑制することができる。さらに、上記の縮みフランジ変形の抑制方法と伸びフランジ変形の抑制方法とを併用することで、長手方向に湾曲した部品のフランジ部のしわの発生と割れの発生を同時に抑制することができる。そして、本発明のプレス成形方法を用いた本発明の部品の製造方法および、本発明のプレス成形装置を用いてプレス成形した成形部品によれば、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品をプレス成形する際に、縮みフランジ変形によるしわの発生と伸びフランジ変形による割れの発生との一方または両方を抑制することができる。

なお、本発明のプレス成形方法およびプレス成形装置においては、単独のドロー成形では縮みフランジ変形が発生するフランジ部を共有し、かつ、フランジ部を基準に対称となるように部品を２個同時に成形することで、上記フランジ部側から縦壁部への材料の移動を抑えることとすると好ましい。このようにすれば、簡易な構成で縮みフランジ変形によるしわの発生を抑制することができる。

また、本発明のプレス成形方法およびプレス成形装置においては、プレス成形方向と平行な面を金型の部材に設け、材料の回転を抑えることとすると好ましい。このようにすれば、簡易な構成で伸びフランジ変形による割れの発生を抑制することができる。

さらに、本発明のプレス成形方法およびプレス成形装置においては、上述した２つのプレス成形方法または２つのプレス成形装置を併用するようにすると好ましい。このようにすれば、長手方向に湾曲した部品のフランジ部のしわの発生と割れの発生を同時に抑制することができる。

さらに、本発明のプレス成形方法およびプレス成形装置においては、金型によるしわの抑制に、ブランクへのしわ押さえ圧力を０．１〜１００ＭＰａとするか、または縦壁部の成形中の金型と材料との隙間を板厚の０〜２００％に保つこととすると好ましい。

さらに、本発明のプレス成形方法およびプレス成形装置においては、引張強度が４４０〜１４７０ＭＰａの金属板をブランクに用いることとすると好ましい。この場合には高強度の金属板からなる部品のプレス成形時の縮みフランジ変形によるしわの発生と伸びフランジ変形による割れの発生との一方または両方を抑制することができる。

（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、従来工法で長手方向に湾曲した部品を成形する際に用いるブランク形状の正面図、側面図および図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、従来工法で長手方向に湾曲した部品を成形する際に発生する縮みフランジ変形と伸びフランジ変形の例を示す正面図、側面図および図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）は、図１（ａ）のＡ-Ａ断面における金型構造を示す成形前および成形完了時の断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、本発明のプレス成形方法の一実施形態で長手方向に湾曲した部品を成形する際に用いるブランクの形状を示す正面図、側面図および図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記実施形態のプレス成形方法で成形した中間成形品の形状を示す正面図、側面図および図４−１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記実施形態のプレス成形方法で成形した部品の形状を示す正面図、側面図および図４−１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）は、図４−１（ａ）のＡ-Ａ断面における金型構造を示す成形前および成形完了時の断面図である。 （ａ），（ｂ）は、図４−２（ａ）のＡ-Ａ断面における金型構造を示す成形前および成形完了時の断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、本発明者がドロー成形時の材料挙動調査に用いたブランクの形状を示す正面図、側面図および図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記材料挙動調査でプレス成形した中間成形品の形状を示す正面図、側面図および図６−１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記材料挙動調査でプレス成形した部品の形状を示す正面図、側面図および図６−２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、本発明のプレス成形方法の他の一実施形態で長手方向に湾曲した部品を成形する際に用いるブランクの形状を示す正面図、側面図および図７（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記実施形態のプレス成形方法で成形した中間成形品の形状を示す正面図、側面図および図７−１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記実施形態のプレス成形方法で成形した部品の形状を示す正面図、側面図および図７−１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づく実施例によって詳細に説明する。ここに、図４（ａ），図４（ｂ）および図４（ｃ）は、本発明のプレス成形方法の一実施形態で長手方向に湾曲した部品を成形する際に用いるブランクの形状を示す正面図、側面図および図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図４−１（ａ），図４−１（ｂ）および図４−１（ｃ）は、上記実施形態のプレス成形方法で成形した中間成形品の形状を示す正面図、側面図および図４−１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図４−２（ａ），図４−２（ｂ）および図４−２（ｃ）は、上記実施形態のプレス成形方法で成形した部品の形状を示す正面図、側面図および図４−１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。また、図５−１（ａ），図５−１（ｂ）は、図４−１（ａ）のＡ-Ａ断面における金型構造を示す成形前および成形完了時の断面図であり、図５−２（ａ），図５−２（ｂ）は、図４−２（ａ）のＡ-Ａ断面における金型構造を示す成形前および成形完了時の断面図である。なお、図中従来例と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。

本発明者はまず、縮みフランジ変形によるしわの対策方法について、種々の検討を重ねた。その際、縮みフランジ変形はフランジ部側から縦壁部へ材料が移動する際に線長が余ることで発生するため、逆に線長が不足する伸びフランジ変形により同じ縦壁部が成形できないかと考えた。すると、縦壁部を成形するための材料の移動方向を逆転させればいいことを思いついた。つまり、フランジ部側からではなく、天板部側から縦壁部を成形すればフランジ部にしわは発生しなくなる。さらに、伸びフランジ変形が発生する位置がブランクの端部から離れた天板部側となるため、伸びフランジ変形による割れが発生しにくいという利点もある。

図４，図４−１および図４−２に、本発明の実施形態に基づく縮みフランジ変形の対策例を示し、そこでのＡ−Ａ線に沿う断面におけるプレス成形装置としての金型の構造を図５−１，図５−２に示す。プレス成形方向は正面図に対する紙面垂直方向である。従来工法で縮みフランジ変形が発生する位置Ｂでの材料移動を拘束するためには、図４−１〜図４−２に示すように、上記縮みフランジ変形が発生するフランジ部を共有し、かつ、そのフランジ部を基準に対称となるように部品５を２個同時に成形すれば良い。その結果、図４−１に示すように、天板部側からの材料移動を優先的に発生させることができ、材料は線長が延ばされることで伸びフランジ変形Ｅが発生する。そして次の工程で、図４−２に示すように、外側のフランジ部を成形すると、縮みフランジ変形が抑制された長手方向に湾曲した部品が２個でき上がる。すなわち、金型のこの部品２個取りの構成は、縮みフランジ変形抑制手段に相当する。

図４−２の工程では、縦壁部や天板部が部品長手方向に湾曲している場合、材料は不均一に縦壁部に移動するので、不要な面外変形（しわ）を抑えるために、天板部を移動する材料を金型で抑えることが好ましい。また、フランジ部は他部品との接合部となるため、金型で面外変形を防ぐことが好ましい。具体的には、上記の天板部をパンチ２とパッド７で挟んで拘束し、フランジ部側は材料が移動できる程度にダイ１としわ押さえ３で挟むと良い。また、図４−２の工程では、ドロー成形中に天板側から縦壁部に材料が移動すると縮みフランジ変形が発生するため、しわが発生する原因となりうる。そこで上記のように天板部の材料をパンチ２とパッド７で挟んで拘束し、フランジ側は材料が移動できる程度にダイ１としわ押さえ３で挟むと良い。すなわち、金型のこれら材料を挟む構成は、しわ抑制手段に相当する。

なお、本発明のプレス成形方法において、従来工法で縮みフランジ変形が発生する位置Ｂでの材料移動を拘束する方法は、図４−２の例に限られず、金型で金属板を挟むことによる摩擦抵抗の他、ビードやエンボスなどの凹凸形状を設けた金型で金属板を挟むことによる金属板の変形抵抗を用いることも可能である。

次に本発明者は、伸びフランジ変形による割れの対策方法について、種々の検討を重ねた。その際、部品長手方向の湾曲を部品の高さが変化する向きに設けた部品に適用することで、ドロー成形中の材料の挙動に図６に示すような特徴的な変化が見られることを見出した。

図６（ａ），図６（ｂ）および図６（ｃ）は、本発明者がドロー成形時の材料挙動調査に用いたブランクの形状を示す正面図、側面図および図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、図６−１（ａ），図６−１（ｂ）および図６−１（ｃ）は、上記材料挙動調査でプレス成形した中間成形品の形状を示す正面図、側面図および図６−１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、図６−２（ａ），図６−２（ｂ）および図６−２（ｃ）は、上記材料挙動調査でプレス成形した部品の形状を示す正面図、側面図および図６−２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

上述の材料挙動調査の結果について考察したところ、天板部と縦壁部との境界となる稜線を、プレス成形方向（正面図の紙面垂直方向、側面図の紙面左右方向）に対して図６−１（ｂ）中の傾斜距離Ｃで示すように傾斜させることで、ドロー成形中にブランク４の一部の材料を部品長手方向（図６−１，図６−２の太線矢印方向）に移動するように回転させることができるということを発見した。プレス成形方向に対する傾斜角により回転量が変化し、縦壁部を成形する材料の移動方向で回転の向きが変化する。そのため、材料の移動方向が図６−１のような天板部側からの移動（１工程目）から、図６−２のようなフランジ部側からの移動（２工程目）に変わると、回転する向きが逆転することになる。

図７（ａ），図７（ｂ）および図７（ｃ）は、本発明のプレス成形方法の他の一実施形態で長手方向に湾曲した部品を成形する際に用いるブランクの形状を示す正面図、側面図および図７（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、図７−１（ａ），図７−１（ｂ）および図７−１（ｃ）は、上記実施形態のプレス成形方法で成形した中間成形品の形状を示す正面図、側面図および図７−１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、図７−２（ａ），図７−２（ｂ）および図７−２（ｃ）は、上記実施形態のプレス成形方法で成形した部品の形状を示す正面図、側面図および図７−１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

本発明者は上記の知見を用いて、図７〜図７−２に示す、縮みフランジ変形と伸びフランジ変形の両方を抑制できる本発明の実施形態のプレス成形方法を想到した。上記の回転が起こるならば、その回転力を抑えるだけで、伸びフランジ変形が発生する板面内に圧縮変形が起こすことができることになり、この実施形態では金属のプレート８をプレス成形金型の、ブランク４や中間成形品６の部品長手方向両端面に当接する位置に設置する。金型のこのプレート８は、伸びフランジ変形抑制手段に相当する。

材料の回転を妨害する方法は、図７−１，図７−２に示すように金属のプレート８を設置する方法だけでなく、プレス成形方向と平行な当接面を金型に設けるだけで良いので、コスト面で優れている。この当接面はドロー成形中にブランク４や中間成形品６の端面と摺接して擦られるため、ブランク４の素材よりも硬質な材料を用いることで削られるのを防ぐか、もしくは当接面を交換できる構造にすることが好ましい。

本発明のプレス成形方法およびプレス成形装置によれば、ハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品だけでなく、フランジ部に位置する材料をすべて縦壁の成形に用いることでコの字型の断面形状の部品も作製することができる。

金型によるしわの抑制には、しわ押さえ圧力を０．１〜１００ＭＰａとすることが好ましい。圧力が０．１ＭＰａ未満ではブランク４の面外変形（しわ）を抑えることが困難であり、１００ＭＰａを越える圧力は高剛性な加圧装置が必要となるためコスト面で好ましくない。しわ押さえ圧力を用いない場合には、縦壁部の成形中に金型とブランク４あるいは中間成形品６の金属板との隙間を板厚の０〜２００％に保つことが好ましい。隙間を板厚の０％未満にすることに特に利点は無く、逆に金型に過大な力が加わるため金型の磨耗や変形が発生する恐れがある。一方、２００％よりも大きな隙間をあけると、発生するしわが大きくなるため、後のトリム工程でのしわの除去が困難になる。

ブランク４の素材とする金属板は、引張強度が４４０〜１４７０ＭＰａであることが好ましい。引張強度が４４０ＭＰａ未満の金属板は、延性や絞り成形性に優れているため、本発明の工法を用いる利点が少ない。また、１４７０ＭＰａを超える金属板は、延性が乏しいため、本発明では対象としていないパンチ肩部やダイ肩部での割れが発生しやすくなり、部品が成形できなくなる可能性がある。

表１に示す２７０，４４０，９８０，１１８０，１４７０ＭＰａ級鋼板を供試材として使用し、従来法は図２に示すドロー成形で成形結果を評価し、発明法は図４〜図４−２に示す２工程の成形の開発法Ａと図７〜図７−２に示す２工程の成形の開発法Ｂで成形結果を評価した。金属板は金型により１０ＭＰａで押えることとした。その評価結果を表２に示す。成形品の評価は目視で行い、フランジ部に発生したしわと割れに対して○、△、×の４段階で評価した。顕著なしわと割れが発生した場合を×、軽微なしわとネッキングが発生した場合を△、しわや割れやネッキングが発生しない場合を○とした。

２７０ＭＰａ級鋼板では従来法でも開発法Ａ，Ｂでもしわや割れが発生せずに成形できた。４４０ＭＰａ級鋼板の場合、従来法では顕著なしわが発生したが開発法Ａ，Ｂではしわの発生を防ぐことができた。また、割れ評価に関しては、従来法と開発法Ａではネッキングが観察されたが、開発法Ｂでは割れもネッキングも発生しなかった。９８０，１１８０および１４７０ＭＰａ級鋼板の場合、従来法で観察されたしわは開発法Ａ，Ｂでは観察されなかった。また、割れ評価に関しては従来法と開発法Ａでは割れが発生したが、開発法Ｂでは割れもネッキングも発生しなかった。

かくして本発明のプレス成形方法およびプレス成形装置によれば、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の縦壁部を成形する際に天板部側から優先的に材料を移動させることで縦壁部を成形するため、フランジ部で縮みフランジ変形が発生することが避けられる。また、天板部と縦壁部との境界となる稜線をプレス成形方向に対して傾斜させると、ドロー成形中に金型で挟まれた材料を部品長手方向に移動するように回転させることができ、このため、その回転を抑えることで板面内に圧縮変形を加え、伸びフランジ変形を抑制することができる。そして、本発明の部品の製造方法および成形部品によれば、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品をプレス成形する際に、縮みフランジ変形によるしわの発生と伸びフランジ変形による割れの発生との一方または両方を抑制することができる。

１ ダイ
２ パンチ
３ しわ押さえ
４ ブランク
５ 部品
５ａ 天板部
５ｂ 縦壁部
５ｃ フランジ部
６ 中間成形品
７ パッド
８ プレート
Ｂ フランジ変形が発生する位置
Ｃ 傾斜距離
Ｅ 伸びフランジ変形
Ｓ 縮みフランジ変形

Claims (14)

1. コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の縮みフランジ変形によるしわの発生を抑制するプレス成形方法において、
   ブランクの一部である材料のフランジ部側から縦壁部への移動を抑えることで、前記材料に伸びフランジ変形を発生させながら天板部側から優先的に縦壁部へ前記材料を移動させ、
   かつ、フランジ部と天板部の前記材料のしわの発生を金型で抑えることを特徴とするプレス成形方法。
2. 単独のドロー成形では縮みフランジ変形が発生するフランジ部を共有し、かつ、フランジ部を基準に対称となるように部品を２個同時に成形することで、上記フランジ部側から縦壁部への材料の移動を抑えることを特徴とする、請求項１記載のプレス成形方法。
3. コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の伸びフランジ変形による割れの発生を抑制するプレス成形方法において、
   天板部と縦壁部との境界となる稜線をプレス成形方向に対して傾斜させることで、ドロー成形中に金型で挟まれたブランクの一部である材料を部品長手方向に移動するように回転させ、その回転を抑えることで部品長手方向の板面内に圧縮変形を発生させ、
   かつ、フランジ部と天板部の材料のしわの発生を金型で抑えることを特徴とするプレス成形方法。
4. プレス成形方向と平行な面を金型に設け、材料の回転を抑えることを特徴とする、請求項３記載のプレス成形方法。
5. 請求項１または２記載のプレス成形方法と、請求項３または４記載のプレス成形方法とを併用することを特徴とするプレス成形方法。
6. 金型によるしわの抑制に、ブランクへのしわ押さえ圧力を０．１〜１００ＭＰａとするかまたは縦壁部の成形中の金型と材料との隙間を板厚の０〜２００％に保つことを特徴とする、請求項３から５までの何れか１項記載の部品のプレス成形方法。
7. 引張強度が４４０〜１４７０ＭＰａの金属板をブランクに用いることを特徴とする請求項１から６までの何れか１項記載のプレス成形方法。
8. 請求項１から７までの何れか１項記載のプレス成形方法を用いて平板状のブランクからコの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品を形成することを特徴とする部品の製造方法。
9. コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の縮みフランジ変形によるしわの発生を抑制するプレス成形装置において、
   ブランクの一部である材料のフランジ部側から縦壁部への移動を抑えることで、前記材料に伸びフランジ変形を発生させながら天板部側から優先的に縦壁部へ前記材料を移動させる縮みフランジ変形抑制手段と、
   フランジ部と天板部の前記材料を挟み込んでその材料のしわの発生を抑えるしわ抑制手段と、
   を具えることを特徴とするプレス成形装置。
10. 前記縮みフランジ変形抑制手段は、単独のドロー成形では縮みフランジ変形が発生するフランジ部を共有し、かつ、フランジ部を基準に対称となるように部品を２個同時に成形する成形部であることを特徴とする、請求項９記載のプレス成形装置。
11. コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品の伸びフランジ変形による割れの発生を抑制するプレス成形装置において、
    天板部と縦壁部との境界となる稜線をプレス成形方向に対して傾斜させることで、ドロー成形中に金型で挟まれたブランクの一部である材料を部品長手方向に移動するような回転力を発生させ、その回転力を抑えることで部品長手方向の板面内に圧縮変形を発生させる伸びフランジ変形抑制手段と、
    フランジ部と天板部の前記材料を挟み込んでその材料のしわの発生を抑えるしわ抑制手段と、
    を具えることを特徴とするプレス成形装置。
12. 前記伸びフランジ変形抑制手段は、前記材料の端縁と摺接してその材料の回転を抑える、プレス成形方向と平行な面を持つ部材であることを特徴とする、請求項１１記載のプレス成形装置。
13. 請求項９または１０記載のプレス成形装置と、請求項１１または１２記載のプレス成形装置とを両方具えることを特徴とするプレス成形装置。
14. 請求項９から１３までの何れか１項記載のプレス成形装置を用いて平板状のブランクからプレス成形された、コの字またはハット型の断面形状を有する長手方向に湾曲した部品であることを特徴とする成形部品。

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