JP2018075641A - プレス成形品の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、を備え、前記稜線部の一部に下記(b)〜(f)の少なくとも一つの形状変化部を有する。
前記製造方法は、
前記素材として金属板を準備する準備工程と、
パンチ、前記パンチの先端面に対向して配置されるパッド、及び前記パッドを収容可能なダイを用い、前記素材にプレス加工を施すプレス加工工程と、を含む。
前記プレス加工工程は、
前記パンチによる前記素材の前記ダイへの押し込みを開始したとき又はその直後から、前記ダイに対する前記パンチの押し込みがその押し込みの下死点より所定距離手前に達するまでの期間、前記パッドを前記パンチから前記所定距離離れた位置に保持する工程と、
前記ダイに対する前記パンチの押し込みが前記下死点より前記所定距離手前に達したとき、前記パッドを前記ダイに収容する工程と、
前記ダイ及び前記パッドに対する前記パンチの押し込みを前記下死点まで継続し、前記天板部、前記稜線部、及び前記縦壁部を成形する工程と、を含む。
(b)前記稜線部の断面における円弧長さが変化する、
(c)前記稜線部がねじれる、
(d)前記稜線部が幅方向に折れ曲がる、
(e)前記稜線部が幅方向に突出する又は窪む、
(f)前記稜線部の断面における曲率半径が変化する。
前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、を備え、前記稜線部の一部に下記(b)〜(f)の少なくとも一つの形状変化部を有する。
前記製造装置は、
前記天板部に対応する先端面、前記縦壁部に対応する側面、及び前記稜線部に対応するパンチ肩部を含むパンチと、
前記パンチの前記先端面に対向して配置されるパッドと、
前記パッドを収容可能なダイと、
前記パンチの前記先端面からの前記パッドの距離を調整するパッド調整機構と、を備える。
(b)前記稜線部の断面における円弧長さが変化する、
(c)前記稜線部がねじれる、
(d)前記稜線部が幅方向に折れ曲がる、
(e)前記稜線部が幅方向に突出する又は窪む、
(f)前記稜線部の断面における曲率半径が変化する。
パンチは、先端面、側面、及び前記先端面と前記側面の間に設けられたパンチ肩部を備え、前記パンチ肩部の延在方向の一部に下記(b)〜(f)の少なくとも一つの形状の変化する形状変化部を有する。
パッドは、少なくとも前記形状変化部における前記パンチ肩部の延在方向に垂直な断面において、前記パンチの前記先端面に対向して配置される。
ダイは、前記パンチの前記先端面に対向する面に前記パッドを収容できる凹部、及び前記パンチ肩部に対向する箇所が前記パンチ肩部の形状にあわせた形状である隅部を備える。
パッド調整機構は、前記パンチの前記先端面と前記パッドの間の間隔を調整する。
(b)前記稜線部の断面における円弧長さが変化する、
(c)前記稜線部がねじれる、
(d)前記稜線部が幅方向に折れ曲がる、
(e)前記稜線部が幅方向に突出する又は窪む、
(f)前記稜線部の断面における曲率半径が変化する。
図9は、本発明の第1実施形態におけるプレス成形品の製造に用いられる第1製造装置の構成の一例を示す斜視図である。図10は、本発明の第1実施形態におけるプレス成形品の製造に用いられる第2製造装置の構成の一例を示す斜視図である。第1実施形態では、前記図2Aに示すハット形断面の第1例のプレス成形品7を製造する場合を例示する。第1実施形態では、プレス成形品は、第1プレス加工工程及び第2プレス加工工程を順に経て製造される。第1プレス加工工程では、図9に示す第1プレス成形装置10(第1製造装置)が用いられる。第2プレス加工工程では、図10に示す第2プレス成形装置20(第2製造装置)が用いられる。つまり、第1プレス成形装置10と第2プレス成形装置20は、一連の製造設備列を構成する。
図9、及び図11A〜図11Dに示すように、第1プレス成形装置10は、下型として第1パンチ11を備え、上型として第1ダイ12及び第1パッド13を備える。つまり、第1パンチ11と、第1ダイ12及び第1パッド13と、が対を成す。なお、構成の理解を容易にするため、図9には、第1ダイ12を一点鎖線で示す。
図10、及び図12A〜図12Cに示すように、第2プレス成形装置20は、下型として主第2パンチ21及び副第2パンチ24を備え、上型として第2ダイ22及び第2パッド23を備える。つまり、主第2パンチ21及び副第2パンチ24と、第2ダイ22及び第2パッド23と、が対を成す。なお、構成の理解を容易にするため、図10には、第2ダイ22を一点鎖線で示す。
上記の第1プレス成形装置10(第1製造装置)と第2プレス成形装置20(第2製造装置)を用いたプレス成形品7の製造方法は、以下の各工程を含む。
図9及び図11Aに示すように、素材として、金属板14を準備する。金属板14としては、例えば、引張強度が590MPa以上の高強度鋼板を用いることができる。金属板14は、980MPa級の高強度鋼板であってもよいし、1180MPa級の高強度鋼板であってもよい。また、金属板14として、ステンレス鋼板、アルミニウム板、銅板等を用いることもできる。
図9、及び図11A〜図11Dに示すように、第1プレス加工工程では、第1プレス成形装置10を用いて金属板14に曲げ成形によるプレス加工を施し、中間成形品25を製造する。中間成形品25は、天板部25aと、稜線部25bと、縦壁部25cと、を備える。天板部25aは、プレス成形品7の天板部7aに対応する。稜線部25bは、プレス成形品7の稜線部7bに対応する。縦壁部25cの領域は、稜線部25bに繋がる所定領域25caと、第1縦壁部25cに繋がる余剰領域25cbに区分される。所定領域25caは、プレス成形品7の縦壁部7cの領域のうちで天板部7aから所定高さhまでの領域に対応する。余剰領域25cbは、その所定高さhを超える領域である。つまり、余剰領域25cbは、プレス成形品7の縦壁部7cに成形される領域のうちで所定領域25caを除く領域である。なお、余剰領域25cbには、プレス成形品7のフランジ部7dに成形される領域も含まれる。以下に、第1プレス加工工程での状況を具体的に説明する。
Rp≦h≦H−Rp …(1)
ただし、上記式(1)中、Hはプレス成形品の高さ(mm)を示し、Rpは稜線部の断面における曲率半径(mm)を示す。
ここでいう曲率半径Rpは、厳密には、稜線部の内周及び外周のうちの内周の曲率半径である。つまり、第1パンチのパンチ肩部の曲率半径に相当する。
H/4≦h≦3×H/4 …(2)
図10、及び図12A〜図12Cに示すように、第2プレス加工工程では、第2プレス成形装置20を用いて中間成形品25に曲げ成形によるプレス加工を施し、最終的なプレス成形品7を製造する。以下に、第2プレス加工工程での状況を具体的に説明する。
第1実施形態の製造方法によって、前記図2Aに示すハット形断面の第1例のプレス成形品7を製造した。素材としては、590MPa級の高強度鋼板を用いた。このプレス成形品7には、形状変化部9の領域で割れが発生しなかった。
(a)稜線部の高さが変化する、
(b)稜線部の断面における円弧長さが変化する、
(c)稜線部がねじれる、
(d)稜線部が幅方向に曲がる、
(e)稜線部が幅方向に突出する又は窪む、
(f)稜線部の断面における曲率半径が変化する。
第2実施形態は上記の第1実施形態を基本とし、その一部を変形したものである。主な目的が形状変化部の領域での割れの低減にある場合、上記の第2プレス成形装置による第2プレス加工工程は省略できる。この場合、図9、及び図11A〜図11Dに示す第1ダイ12に関し、第2内側面12bが省略され、プレス成形品7の縦壁部7cに対応する形状の第1内側面12aが、第2内側面12bの領域まで延長される。これにより、上記の第1プレス成形装置による第1プレス加工工程において、最終的なプレス成形品を成形する。第2実施形態は、高さがそれほど高くないプレス成形品の製造に適用することができ、特に、フランジ部を有しない溝形断面のプレス成形品の製造に適用することができる。
第3実施形態は上記の第1実施形態を基本とし、その一部を変形したものである。主な目的が、上記の第2実施形態と同様に、形状変化部の領域での割れの低減にある場合、上記の第2プレス加工工程において、中間成形品に、単純なパッド曲げ成形を行ってもよいし、パッド無しで曲げ成形を行ってもよい。
第4実施形態は上記の第1実施形態を基本とし、その一部を変形したものである。主な目的が縦壁部の反りの低減にある場合、上記の第1プレス成形装置による第1プレス加工工程は省略できる。この場合、上記の第2プレス成形装置による第2プレス加工工程において、素材として金属板を用い、最終的なプレス成形品を成形する。また、第1プレス加工に代わる予備プレス加工工程を導入し、この予備プレス加工工程において、上記の中間成形品を成形することもできる。予備プレス加工工程では、金属板に単純なパッド曲げ成形を行ってもよい。
7c:縦壁部、 7d:フランジ部、
8:段差部、 9:形状変化部、
10:第1プレス成形装置、
11:第1パンチ、 11a:先端面、 11b:側面、
11c:パンチ肩部、
13:第1パッド、 13a:アーム部、
12:第1ダイ、 12a:第1内側面、 12b:第2内側面、
12c:凹部、 12d:隅部、
14:素材(金属板)、 15:ダイホルダ、
16:第1加圧部材、 17:ブロック、
18:パンチホルダ、 19:第2加圧部材、
20:第2プレス成形装置、
21:主第2パンチ、 21a:先端面、 21b:側面、
21c:パンチ肩部、 21d:曲面、
22:第2ダイ、 22a:内側面、 22c:凹部、
22d:隅部、 22e:ダイ肩部、 22f:先端面、
23:第2パッド、
24:副第2パンチ、 24a:上面、
25:中間成形品、
25a:天板部、 25b:稜線部、 25c:縦壁部、
25ca:所定領域、 25cb:余剰領域、
26:第4加圧部材、 27:ダイホルダ、 28:パンチホルダ
Claims (8)
- 素材からプレス成形品を製造するための方法であって、
前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、を備え、前記稜線部の一部に下記(b)〜(f)の少なくとも一つの形状変化部を有し、
前記製造方法は、
前記素材として金属板を準備する準備工程と、
パンチ、前記パンチの先端面に対向して配置されるパッド、及び前記パッドを収容可能なダイを用い、前記素材にプレス加工を施すプレス加工工程と、を含み、
前記プレス加工工程は、
前記パンチによる前記素材の前記ダイへの押し込みを開始したとき又はその直後から、前記ダイに対する前記パンチの押し込みがその押し込みの下死点より所定距離手前に達するまでの期間、前記パッドを前記パンチから前記所定距離離れた位置に保持する工程と、
前記ダイに対する前記パンチの押し込みが前記下死点より前記所定距離手前に達したとき、前記パッドを前記ダイに収容する工程と、
前記ダイ及び前記パッドに対する前記パンチの押し込みを前記下死点まで継続し、前記天板部、前記稜線部、及び前記縦壁部を成形する工程と、を含む、プレス成形品の製造方法。
(b)前記稜線部の断面における円弧長さが変化する、
(c)前記稜線部がねじれる、
(d)前記稜線部が幅方向に折れ曲がる、
(e)前記稜線部が幅方向に突出する又は窪む、
(f)前記稜線部の断面における曲率半径が変化する。 - 請求項1に記載のプレス成形品の製造方法であって、
前記所定距離が3〜30mmである、プレス成形品の製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載のプレス成形品の製造方法であって、
前記プレス加工工程では、前記天板部及び前記稜線部を成形するとともに、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記天板部から所定高さまでの所定領域を成形し、
前記製造方法は、更に、前記プレス加工工程で得られた中間成形品にプレス加工を施す第2プレス加工工程を含み、
前記第2プレス加工工程では、前記縦壁部に成形される領域のうちで前記所定領域を除く余剰領域から前記縦壁部を成形する、プレス成形品の製造方法。 - 請求項3に記載のプレス成形品の製造方法であって、
前記所定高さh(mm)が下記式(1)の条件を満たす、プレス成形品の製造方法。
Rp≦h≦H−Rp …(1)
ただし、上記式(1)中、Hは前記プレス成形品の高さ(mm)を示し、Rpは前記稜線部の断面における曲率半径(mm)を示す。 - 素材からプレス成形品を製造するための装置であって、
前記プレス成形品は、天板部と、前記天板部の両端からそれぞれ伸びる縦壁部と、前記縦壁部と前記天板部との間にある稜線部と、を備え、前記稜線部の一部に下記(b)〜(f)の少なくとも一つの形状変化部を有し、
前記製造装置は、
前記天板部に対応する先端面、前記縦壁部に対応する側面、及び前記稜線部に対応するパンチ肩部を含むパンチと、
前記パンチの前記先端面に対向して配置されるパッドと、
前記パッドを収容可能なダイと、
前記パンチの前記先端面からの前記パッドの距離を調整するパッド調整機構と、を備える、プレス成形品の製造装置。
(b)前記稜線部の断面における円弧長さが変化する、
(c)前記稜線部がねじれる、
(d)前記稜線部が幅方向に折れ曲がる、
(e)前記稜線部が幅方向に突出する又は窪む、
(f)前記稜線部の断面における曲率半径が変化する。 - 先端面、側面、及び前記先端面と前記側面の間に設けられたパンチ肩部を備え、前記パンチ肩部の延在方向の一部に下記(b)〜(f)の少なくとも一つの形状の変化する形状変化部を有するパンチと、
少なくとも前記形状変化部における前記パンチ肩部の延在方向に垂直な断面において、前記パンチの前記先端面に対向して配置されるパッドと、
前記パンチの前記先端面に対向する面に前記パッドを収容できる凹部、及び前記パンチ肩部に対向する箇所が前記パンチ肩部の形状にあわせた形状である隅部を備えたダイと、
前記パンチの前記先端面と前記パッドの間の間隔を調整するパッド調整機構と、を備える、プレス成形品の製造装置。
(b)前記稜線部の断面における円弧長さが変化する、
(c)前記稜線部がねじれる、
(d)前記稜線部が幅方向に折れ曲がる、
(e)前記稜線部が幅方向に突出する又は窪む、
(f)前記稜線部の断面における曲率半径が変化する。 - 請求項5に記載のプレス成形品の製造装置であって、
前記パッド調整機構は、
前記パンチによる前記素材の前記ダイへの押し込みを開始したとき又はその直後から、前記ダイに対する前記パンチの押し込みがその押し込みの下死点より所定距離手前に達するまでの期間、前記パッドを前記パンチから前記所定距離離れた位置に保持し、
前記ダイに対する前記パンチの押し込みが前記下死点より前記所定距離手前に達したとき、前記パッドを前記ダイに収容する、プレス成形品の製造装置。 - 請求項7に記載のプレス成形品の製造装置であって、
前記所定距離が3〜30mmである、
プレス成形品の製造装置。
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