JP2018118290A - プレス成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るプレス成形方法は、成形高さ方向に凸状に湾曲する天板部83と縦壁部85とを有するハット型の断面形状であり、天板部83の湾曲を製品形状の曲率半径とし、かつ縦壁部85を製品形状の長手方向線長として成形するとフランジ部87にしわが発生する製品形状プレス成形品81について、天板部3の凸状の湾曲の曲率半径を前記製品形状の曲率半径を変更せずに成形するものであって、平面視で長手方向に沿って幅方向内側に凹状に湾曲する曲率半径5000mm以上の凹状湾曲部9を有する縦壁部5を成形する縦壁成形工程を備え、該縦壁成形工程は、縦壁部5の長手方向線長を、前記製品形状の長手方向線長と比べて0.0002〜0.0263%増加させることを特徴とするものである。
【選択図】 図1
Description
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
本発明の実施の形態1に係るプレス成形方法は、図10および図11に一例として示すように、成形高さ方向に凸状に湾曲する天板部83と、天板部83から連続する縦壁部85と、縦壁部85から連続するフランジ部87を有するハット型の断面形状であって、天板部83の湾曲を製品形状の曲率半径R0とし、かつ縦壁部85を製品形状の長手方向線長として成形するとフランジ部87にしわが発生する製品形状プレス成形品81について、図1および図2に示すように、天板部3の湾曲の曲率半径を前記製品形状の曲率半径R0(図11参照)のまま変更せずにプレス成形品1を成形するものである。
そして、本実施の形態1に係るプレス成形方法は、平面視で長手方向に沿って幅方向内側に凹状に湾曲する曲率半径5000mm以上の凹状湾曲部9を有する縦壁部5を成形する縦壁成形工程を備え、該縦壁成形工程は、縦壁部5の長手方向線長を、前記製品形状の長手方向線長と比較して0.0002〜0.0263%増加させるものである。
また、凹状湾曲部9を有する縦壁部5の長手方向線長が、縦壁部5の成形高さ方向によらず一定である場合、図3に示すように、縦壁部5と天板部3との間の稜線部4の線長L1により表すことができる。この場合、稜線部4の線長L1は、製品形状プレス成形品81の天板部83と縦壁部85との間の稜線部84の線長L0(図3(a))と比較して与えられる線長伸び率(=(L1-L0)/L0)が0.0002〜0.0263%となるようにする。
このように、天板部3の長手方向中央における最も幅狭になる部分の幅に関しては、製品形状プレス成形品81の天板部83の幅と同じとする、または、狭くする、のいずれの態様であってもよく、適宜設定することができる。
前述の実施の形態1に係るプレス成形方法は、図1に示すようなプレス成形品1の縦壁部5の長手方向線長をわずかに増加させるべく凹状に湾曲させたものであるため、製品形状プレス成形品81の形状を若干変更してプレス成形するものであった。
そして、フランジ部7における板厚増率およびひずみを解析により求め、しわの抑制効果を評価した。
なお、凹状湾曲部9および29の曲率半径は、プレス成形品1および21の成形に用いるパンチおよびダイの長手方向に所定の曲率半径を付与することにより設定した。
図7〜図9に、発明例および従来例における長手方向ひずみ分布の解析結果を示す。
図7(b)は、発明例として、長手方向全長に亘って凹状湾曲部9(曲率半径5000mm)を有する縦壁部5(線長伸び率0.0263%)を成形したプレス成形品1の長手方向ひずみ分布であり、図7(a)に示す破線で囲まれた領域について表示したものである。
図8(b)は、発明例として、長手方向の両端部側に長手方向全長の3/4の範囲に凹状湾曲部29(曲率半径5000mm)を有する縦壁部25(線長伸び率0.0259%)を成形したプレス成形品21の長手方向ひずみ分布であり、図8(b)に示す破線で囲まれた領域について表示したものである。
図9(b)は、従来例として、縦壁部85を凹状に湾曲させずに製品形状の長手方向線長L0として成形した製品形状プレス成形品81の長手方向ひずみ分布であり、図9(a)に示す破線で囲まれた領域について表示したものである。
表1に、長手方向全長に亘って凹状湾曲部9を有する縦壁部5を成形したプレス成形品1について、凹状湾曲部9の曲率半径を5000〜50000mmの範囲で変更(発明例1〜5)したときのフランジ部7における板厚増率の結果を示す。また、縦壁部85を凹状に湾曲させずに成形した製品形状プレス成形品81(従来例1)のフランジ部87における板厚増率の結果を併せて表1に示す。なお、板厚増率はフランジ部長手方向中央部であって、フランジ部幅方向の板厚最大値(ほぼフランジ部中央寄りの位置)とした。
さらに、発明例1〜5においては、曲率半径が50000mmから5000mmに低下するにつれてフランジ部7における板厚増率が低下する結果となった。
さらに、凹状湾曲部29の設定範囲が同じ条件(発明例11と発明例15、発明例12と発明例16、発明例13と発明例17、発明例14と発明例18)を比較すると、凹状湾曲部29の曲率半径が10000mmである発明例15〜18に比べて、凹状湾曲部29の曲率半径が5000mmである発明例11〜14の方が、板厚増率が低い値であった。
そして、縦壁部における板厚増率およびひずみを解析により求め、該縦壁部におけるしわの抑制効果を評価した。
ここで、凹状湾曲部の曲率半径は5000mmとし、プレス成形品の成形に用いるパンチおよびダイの長手方向に所定の曲率半径を付与することにより設定した。
この結果から、成形高さ方向に凸状に湾曲してコの字型の断面形状のプレス成形品においても、凹状湾曲部の曲率半径を5000mmとし、縦壁部の長手方向全長に亘って平面視で幅方向内側に曲率半径を5000mmの凹状湾曲部を有する縦壁部を成形し、該縦壁部の長手方向線長を0.0002〜0.0263%の範囲内で増加させることにより、該縦壁部におけるしわを抑制して成形できることが示された。
そして、中間成形品として成形したプレス成形品1および21それぞれをリストライクした後の製品形状プレス成形品81のフランジ部87における板厚増率を求め、フランジ部87におけるしわの抑制効果を評価した。
これより、長手方向全長に亘って凹状に湾曲する曲率半径5000〜50000mmの凹状湾曲部9を有する縦壁部5の長手方向線長を0.0002〜0.0263%の範囲内で増加させて成形したプレス成形品1を中間成形品とし、該中間成形品を製品形状プレス成形品81にリストライクすることにより、フランジ部87におけるしわを抑制して成形できることが示された。
3 天板部
5 縦壁部
7 フランジ部
9 凹状湾曲部
11 プレス成形品
13 天板部
15 縦壁部
17 フランジ部
19 凹状湾曲部
21 プレス成形品
23 天板部
25 縦壁部
27 フランジ部
29 凹状湾曲部
61 金型
63 パンチ
65 ダイ
71 ブランク
71a ブランク端部
81 製品形状プレス成形品
83 天板部
85 縦壁部
87 フランジ部
91 プレス成形品
93 天板部
95 縦壁部
97 フランジ部
Claims (5)
- 成形高さ方向に凸状に湾曲する天板部と、該天板部から連続する縦壁部とを有するコの字型またはハット型の断面形状であり、前記天板部の湾曲を製品形状の曲率半径とし、かつ前記縦壁部を製品形状の長手方向線長として成形すると前記縦壁部またはフランジ部にしわが発生する製品形状プレス成形品について、前記天板部の凸状の湾曲の曲率半径を前記製品形状の曲率半径のまま変更せずに成形するプレス成形方法であって、
平面視で長手方向に沿って幅方向内側に凹状に湾曲する曲率半径5000mm以上の凹状湾曲部を有する縦壁部を成形する縦壁成形工程を備え、
該縦壁成形工程は、前記縦壁部の長手方向線長を、前記製品形状の長手方向線長と比較して0.0002〜0.0263%増加させることを特徴とするプレス成形方法。 - 前記凹状湾曲部は、前記縦壁部の長手方向全長に亘ることを特徴とする請求項1に記載のプレス成形方法。
- 前記凹状湾曲部は、前記縦壁部の長手方向の一部であることを特徴とする請求項1に記載のプレス成形方法。
- 前記凹状湾曲部は、前記製品形状の長手方向線長の縦壁部よりも幅方向外側に湾曲することを特徴とする請求項2又は3に記載のプレス成形方法。
- 前記縦壁成形工程において前記凹状湾曲部を有する縦壁部を成形した後、該縦壁部を前記製品形状の長手方向線長となるようにリストライクするリストライク工程を備えたことを特徴とする請求項4に記載のプレス成形方法。
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