JP2019104054A - Press molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼板などの金属板を、曲げ部を有する形状にプレス成形するプレス成形方法に関し、特に、前記曲げ部のスプリングバックを抑制することができるプレス成形方法に関する。 The present invention relates to a press forming method for press forming a metal plate such as a steel plate into a shape having a bent portion, and more particularly to a press forming method capable of suppressing springback of the bent portion.
近年、特に自動車産業においては環境問題に起因した車体の軽量化により、車体部品に用いる材料（金属薄板）の薄肉化と高強度化が進められている。高強度金属板のプレス成形の課題として、成形不良（割れ・しわ）や成形荷重の増加などがあるが、特にスプリングバックによる形状凍結性の悪化は解決すべき最も重要な課題である。
スプリングバックとは、プレス成形後に、プレス成形品を金型から離型した際に、当該プレス成形品に生じる形状変化であり、プレスストローク最下点（以下、「下死点」という）で金属板に残留した応力が解放され、これによって生じるひずみを原因とする。そのため、スプリングバックの抑制には下死点での応力をできるだけ低減させることが重要である。
In recent years, especially in the automobile industry, thinning and strengthening of materials (thin metal sheets) used for vehicle body parts have been promoted by weight reduction of the vehicle body caused by environmental problems. As problems in press forming of high strength metal sheet, there are forming defects (cracks and wrinkles) and an increase in forming load, and in particular, deterioration of shape freezeability due to spring back is the most important problem to be solved.
Springback is a shape change that occurs in the press-formed product when the press-formed product is released from the mold after press-forming, and the metal at the press stroke lowermost point (hereinafter referred to as "bottom dead center") The stress remaining on the plate is released, which is caused by the strain caused thereby. Therefore, it is important to reduce the stress at the bottom dead center as much as possible to suppress springback.
ここで、成形過程における金属板の応力−ひずみ関係を図７に示す。金属板は、一度変形すると応力は上昇するが、変形方向が変化してひずみが反転すると、応力はひずみのわずかな変化に対し敏感に低下する。そこで、この効果を成形過程において金属板に誘発させることで下死点での応力を低減させ、スプリングバックを抑制させるプレス成形方法がいくつか提案されている。 Here, the stress-strain relationship of the metal plate in the forming process is shown in FIG. Once the metal plate is deformed, the stress rises, but when the direction of deformation changes and the strain is reversed, the stress is sensitive to a slight change in strain. Therefore, there have been proposed some press forming methods for reducing the stress at the bottom dead center by inducing this effect to the metal plate in the forming process and suppressing the spring back.
例えば、特許文献１には、製品形状より断面線長が長い第１金型で予成形し、製品形状の線長である第２金型でリストライク成形する方法が提案されている。
また、工数を増加させずに、１工程（同一金型）でひずみの反転を実現させる方法として、弾性体や油圧シリンダなどの加圧装置を備えたプレス金型やそれを用いたプレス成形方法が特許文献２および特許文献３に開示されている。
For example, Patent Document 1 proposes a method of preforming with a first mold having a cross-sectional line length longer than the product shape, and performing restriking with a second mold that is a line length of the product shape.
In addition, as a method for realizing the reversal of strain in one step (the same mold) without increasing the number of steps, a press die provided with a pressing device such as an elastic body or a hydraulic cylinder or a press molding method using the same Are disclosed in US Pat.
特許文献２には、パンチを長手方向とストローク方向に分割し、ストローク方向の分割箇所に弾性体を配置したプレス金型が開示されており、当該プレス金型においては、弾性体を配置したパンチ面（パンチ突出部）は周囲のパンチ面より突出しており、成形中はパンチに配置された弾性体の反発力によりパンチ突出部は突出した状態であるが、下死点直前に下降してくるダイにパンチ突出部が接触し、プレス荷重によりパンチ突出部は下降して材料は製品形状に成形される。この際、材料のパンチ突出部が接触する部位においては引張変形−圧縮変形が生じ、これがスプリングバックの低減効果となるとされている。 Patent Document 2 discloses a press die in which a punch is divided in a longitudinal direction and a stroke direction, and an elastic body is disposed at divided portions in the stroke direction. In the press die, a punch in which an elastic body is disposed The surface (punch protrusion) protrudes from the surrounding punch surface, and during molding, the punch protrusion protrudes due to the repulsive force of the elastic body disposed on the punch, but descends just before the bottom dead center. The punch projection contacts the die, and the press projection lowers the punch projection to form the material into a product shape. Under the present circumstances, in the site | part which the punch protrusion part of material contacts, a tensile deformation-compression deformation arises, and it is supposed that this becomes the reduction effect of a spring back.
また、特許文献３には、パンチ底を幅方向に分割し、シリンダなどに接続されたパッドを外側に突出するように配置した金型を用いるプレス成形方法が開示されている。この方法によれば、成形中、突出したパッドによりブランクのパンチ底部に曲げ変形を与えることで、離型時にパンチ底にスプリングゴー（スプリングバックの逆方向の変形）が生じ、縦壁のスプリングバックと相殺させることができるとされている。 Further, Patent Document 3 discloses a press forming method using a mold in which a punch bottom is divided in a width direction, and a pad connected to a cylinder or the like is protruded to the outside. According to this method, by forming a bending deformation on the punch bottom of the blank by the protruding pad during molding, a spring go (a deformation in the reverse direction of the spring back) is generated on the punch bottom at the time of mold release, and a springback of the vertical wall It can be offset with.
しかしながら、特許文献１に開示されている方法においては、工数が増加することで金型製作費やリードタイムが悪化することが懸念される。
また、特許文献２に開示されているプレス金型においては、パンチの長手方向分割部は急激な段差形状となっており、この段差が起点となりわれやしわなどの成形不良が生じる恐れがある。
さらに、特許文献３に開示されているプレス成形方法においては、パンチ底の平坦面は、他の部品との接合面になることがほとんどであり、厳しい面精度が要求される場合に対しては、パンチ底に曲げ変形を与える本方法は適用し難い。
このように、上記特許文献１〜特許文献３に開示されているプレス成形方法は、プレス成形の工数や成形性、製品品質の観点で実用性に欠けるものが多く、実際の生産現場で適用できる方法とは言えなかった。
However, in the method disclosed in Patent Document 1, there is concern that mold production cost and lead time may be deteriorated due to an increase in the number of processes.
Further, in the press die disclosed in Patent Document 2, the longitudinally divided portion of the punch has a sharp step shape, and there is a possibility that this step becomes a starting point and molding defects such as wrinkles may occur.
Furthermore, in the press forming method disclosed in Patent Document 3, the flat surface of the punch bottom is most likely to be a bonding surface with other parts, and in the case where severe surface accuracy is required, It is difficult to apply this method of giving bending deformation to the punch bottom.
As described above, the press forming methods disclosed in Patent Document 1 to Patent Document 3 are often lacking in practicality in terms of the number of steps of press molding, the formability, and the product quality, and can be applied in actual production sites It could not be said that it was a method.
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、工数を増やさず、成形性や製品品質を担保しつつ、スプリングバックを低減するプレス成形方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a press-forming method for reducing springback while securing the formability and product quality without increasing the number of steps.
（１）本発明に係るプレス成形方法は、ダイとパンチによって金属板を曲げ部を有する形状にプレス成形するものであって、前記曲げ部の曲げ内側に配置されるパンチ肩部及び／又はダイ肩部に、該パンチ肩部及び／又はダイ肩部よりも曲率半径の小さい先端面部を有し、前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部から出没可能に支持された可動凸部を設け、前記可動凸部の先端面部側を前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部よりも突出させた状態で前記ダイを前記パンチ側に下死点手前まで相対移動させ、前記金属板を前記先端面部に当接させて目標形状よりも曲げ半径の小さい曲げ部を有する形状に成形する一次曲げステップと、前記ダイを下死点まで相対移動させて前記可動凸部の先端面部を前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部に没入した状態にして前記目標形状に成形する二次曲げステップと、を有することを特徴とするものである。 (1) A press forming method according to the present invention is to press a metal plate into a shape having a bending portion by a die and a punch, and a punch shoulder portion and / or a die disposed inside the bending portion. The shoulder portion is provided with a movable convex portion having a tip surface portion smaller in radius of curvature than the punch shoulder portion and / or the die shoulder portion, and supported movably from the punch shoulder portion and / or the die shoulder portion; The die is relatively moved to the side of the punch toward the bottom dead center in a state where the tip end face side of the movable convex portion protrudes from the punch shoulder and / or the die shoulder, and the metal plate is brought into contact with the tip end face. A primary bending step of forming a bent portion having a bending radius smaller than a target shape by bringing into contact, and moving the die relative to the bottom dead center to move the tip surface portion of the movable convex portion to the punch shoulder and / or Immersed in the die shoulder It is characterized in that it has a secondary bending step shaping the target shape by.
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記可動凸部は、前記一次曲げステップでの成形荷重に対しては前記先端面部が前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部から突出した状態を維持し、前記二次曲げステップでの成形荷重に対しては前記先端面部が前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部に没入するように支持されることを特徴とするものである。 (2) In the thing of said (1), the said movable convex part is the state in which the said front end surface part protruded from the said punch shoulder part and / or die shoulder part with respect to the forming load in the said primary bending step. It is characterized in that the tip surface portion is supported so as to sink into the punch shoulder portion and / or the die shoulder portion against the forming load in the secondary bending step.
（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記可動凸部は、前記パンチ肩部及び／又は前記ダイ肩部の稜線方向における一部の範囲に単数又は複数設けられていることを特徴とするものである。 (3) In the one described in the above (1) or (2), one or more of the movable convex portions are provided in a partial range in the ridge line direction of the punch shoulder and / or the die shoulder. It is characterized by
本発明においては、ダイとパンチによって金属板を曲げ部を有する形状にプレス成形するものであって、前記曲げ部の曲げ内側に配置されるパンチ肩部及び／又はダイ肩部に、該パンチ肩部及び／又はダイ肩部よりも曲率半径の小さい先端面部を有し、前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部から出没可能に支持された可動凸部を設け、前記可動凸部の先端面部側を前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部よりも突出させた状態で前記ダイを前記パンチ側に下死点手前まで相対移動させ、前記金属板を前記先端面部に当接させて目標形状よりも曲げ半径の小さい曲げ部を有する形状に成形する一次曲げステップと、前記ダイを下死点まで相対移動させて前記可動凸部の先端面部を前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部に没入した状態にして前記目標形状に成形する二次曲げステップと、を有することにより、前記曲げ部の成形過程において曲げ戻すことで成形下死点における前記曲げ部の応力を低減し、工数を増やさずにスプリングバックを低減させることができ、寸法精度の良好なプレス成形品を安定して量産することができる。 In the present invention, the metal plate is press-formed into a shape having a bending portion by a die and a punch, and the punch shoulder and / or the die shoulder portion disposed on the bending inner side of the bending portion A movable convex portion having a tip surface portion smaller in radius of curvature than the portion and / or the die shoulder portion, and supported so as to be able to protrude and retract from the punch shoulder portion and / or the die shoulder portion, the tip surface portion side of the movable convex portion The die is moved relative to the punch side to a position near the bottom dead center in a state where the punch projects beyond the punch shoulder and / or die shoulder, and the metal plate is brought into contact with the tip end face to achieve a target shape. Primary bending step of forming into a shape having a bending portion with a small bending radius, and a state in which the tip surface portion of the movable convex portion is sunk into the punch shoulder and / or the die shoulder by relatively moving the die to the bottom dead center The target shape Forming a secondary bending step for forming a bending portion to reduce stress in the bending portion at the bottom dead center by bending back in the forming process of the bending portion, thereby reducing springback without increasing man-hours Thus, it is possible to stably mass-produce press-formed products with good dimensional accuracy.
本発明の実施の形態に係るプレス成形方法を説明するに先だって、本発明で成形対象とする曲げ部を有する形状と、そのスプリングバックのメカニズム、さらには、本発明に至った経緯について説明する。 Before describing the press forming method according to the embodiment of the present invention, the shape having a bent portion to be formed in the present invention, the mechanism of the spring back, and the process of achieving the present invention will be described.
本発明は、図２に示すような隣接する２つの面部２１の間を繋ぐ曲げ部２３（肩Ｒ部）を有する形状に金属板をプレス成形する際に適用するものであり、曲げ部２３は、曲げ半径Ｒ、曲げ角度θで曲げられている。 The present invention is applied when the metal plate is press-formed into a shape having a bending portion 23 (shoulder R portion) connecting two adjacent surface portions 21 as shown in FIG. , Bending radius R and bending angle θ.
このような曲げ部２３を有する形状としては、図３に例示するようなハット型断面形状、コの字型断面形状またはＶの字型断面形状のものが挙げられる。図３（ａ）、（ｂ）はコの字型断面形状、図３（ｃ）はＶの字型断面形状のプレス成形品である。図３（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、コの字型断面形状またはＶの字型断面形状の一対の縦壁部のうち一方にフランジ部を有するものであり、図３（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）はコの字型断面形状またはＶの字型断面形状の一対の縦壁部の双方にフランジ部を有するハット型断面形状である。図３（ａ）、（ｄ）、（ｇ）は縦壁部が垂直になっているものであり、図３（ｂ）、（ｅ）、（ｈ）は縦壁部が傾斜しているものである。なお、図３（ｃ）、（ｆ）、（ｉ）はＶの字型断面形状を有するものであり、このような断面形状を成形するには、Ｖの字の先端に当接する部位がＲ形状になっているパンチを使用するとよい。 As a shape having such a bending portion 23, one having a hat-shaped cross-sectional shape, a U-shaped cross-sectional shape or a V-shaped cross-sectional shape as illustrated in FIG. 3 can be mentioned. FIGS. 3 (a) and 3 (b) show U-shaped cross-sectional shapes, and FIG. 3 (c) shows V-shaped cross-sectional shapes. 3 (d), (e), and (f) each have a flange portion on one of a pair of vertical wall portions having a U-shaped cross-sectional shape or a V-shaped cross-sectional shape; , (H), (i) are hat-shaped cross-sectional shapes having flange portions on both of a pair of vertical wall portions having a U-shaped cross-sectional shape or a V-shaped cross-sectional shape. 3 (a), (d) and (g) are vertical wall portions are vertical, and FIGS. 3 (b), (e) and (h) are vertical wall portions being inclined It is. 3 (c), 3 (f), and 3 (i) have a V-shaped cross-sectional shape, and in order to form such a cross-sectional shape, the portion abutting on the V-shaped tip is R You may want to use a punch that is shaped.
そして、例えば、図４に示す天板部３３と縦壁部３５とフランジ部３７とを有するハット型断面形状のプレス成形品３１においては、天板部３３と縦壁部３５を接続するパンチ肩Ｒ部３９や、縦壁部３５とフランジ部３７とを繋ぐダイ肩Ｒ部４１が、図２に示す２つの面部２１を繋ぐ曲げ部２３に相当する。
また、コの字型断面形状やＶの字型断面形状のプレス成形品（図３参照）においても同様に、天板部と縦壁部、縦壁部とフランジ部を繋ぐ曲げ部を有し、さらには、Ｖの字型断面形状のプレス成形品においては一対の縦壁部同士を接続する曲げ部を有する。
Then, for example, in a press-formed product 31 having a hat-shaped cross-sectional shape having a top plate portion 33, a vertical wall portion 35 and a flange portion 37 shown in FIG. 4, a punch shoulder connecting the top plate portion 33 and the vertical wall portion 35 The R-portion 39 and the die shoulder R-portion 41 connecting the vertical wall portion 35 and the flange portion 37 correspond to the bending portion 23 connecting the two surface portions 21 shown in FIG.
Similarly, a press-formed product having a U-shaped cross-sectional shape or a V-shaped cross-sectional shape (see FIG. 3) also has a bent portion connecting the top plate portion and the vertical wall portion, and the vertical wall portion and the flange portion Furthermore, in a V-shaped press-formed product having a V-shaped cross-sectional shape, it has a bending portion connecting a pair of vertical wall portions.
曲げ部２３は、プレス成形した後に金型から離型すると、図５に示すように、下死点における形状（図５中の破線）に対して曲げ部２３の曲げ角度が変化するスプリングバックが生じる。
図６に、下死点で曲げ部２３が受ける応力分布を示す。下死点での曲げ部２３における応力分布は、曲げ外側では引張応力、曲げ内側では圧縮応力となる。これらの応力が離型とともに解放されると、曲げ部２３にひずみ変化が生じ、曲げ部２３の曲げ角度が変化する（図５参照）。
When the bending portion 23 is press-molded and then released from the mold, springback in which the bending angle of the bending portion 23 changes with respect to the shape at the bottom dead center (broken line in FIG. 5) is shown. It occurs.
The stress distribution which the bending part 23 receives at FIG. 6 at a bottom dead center is shown. The stress distribution at the bending portion 23 at the bottom dead center is tensile stress at the bending outer side and compressive stress at the bending inner side. When these stresses are released along with the mold release, strain changes occur in the bending portion 23, and the bending angle of the bending portion 23 changes (see FIG. 5).
ここで、曲げ部２３が受けるひずみは、曲げ部２３の曲げ半径Ｒ（図２参照）により概ね決まり、曲げ半径Ｒが小さいほど成形過程において曲げ部２３が受けるひずみは大きくなり、これにともなって応力も大きくなる。そこで、離型後における曲げ角度の変化の原因となる曲げ部２３の応力を低減する方法として、まずは第１工程として曲げ部２３を目標形状の曲げ部２３よりも小さな曲げ半径Ｒ１で曲げ、次いで第２工程として目標形状の曲げ部２３の曲げ半径Ｒ０（＞Ｒ１）で曲げ部２３を曲げることで、図７に示すようにひずみεを戻して応力σを低減させることができると考えられる。 Here, the strain received by the bending portion 23 is generally determined by the bending radius R (see FIG. 2) of the bending portion 23. The smaller the bending radius R, the larger the strain received by the bending portion 23 in the forming process. Stress also increases. Therefore, as a method of reducing the stress of the bending portion 23 which causes a change in bending angle after mold release, first, the bending portion 23 is bent with a bending radius R 1 smaller than the bending portion 23 of the target shape as a first step, Then, as shown in FIG. 7, it is possible to restore the strain ε and reduce the stress σ by bending the bending portion 23 with the bending radius R 0 (> R 1 ) of the bending portion 23 of the target shape in the second step Conceivable.
本発明者は、このような応力低減を実現させる方法を鋭意検討し、曲げ部２３の曲げ内側に配置されるダイ又はパンチにおける曲げ部２３を成形する部位に出没可能な可動凸部を設けて曲げ部２３をプレス成形する方法を着想するに至った。以下、本発明の実施の形態に係るプレス成形方法で用いる金型について説明する。なお、以下の説明では、ハット型断面形状のプレス成形品３１における天板部３３と縦壁部３５とを繋ぐパンチ肩Ｒ部３９（図４）を対象とする。 The inventor of the present invention diligently examines a method for realizing such a stress reduction, and provides a movable convex portion which can be inserted and withdrawn at a portion of the die or punch disposed inside the bending portion 23 where the bending portion 23 is formed. It came to think about the method of press-forming the bending part 23. The mold used in the press molding method according to the embodiment of the present invention will be described below. In the following description, a punch shoulder R portion 39 (FIG. 4) connecting the top plate portion 33 and the vertical wall portion 35 in the press-formed product 31 having a hat-shaped cross-sectional shape is used.
＜プレス成形方法＞
まず、本発明のプレス成形方法に用いる金型について説明する。
本実施の形態で用いる金型１は、図８に示すようなダイ３とパンチ５によって金属板７をハット型断面形状のプレス成形品３１（図４）に成形するものであり、ダイ３はプレス成形品３１のパンチ肩Ｒ部３９の曲げ外側に配置され、パンチ５はパンチ肩Ｒ部３９の曲げ内側に配置される。
<Press forming method>
First, a mold used for the press molding method of the present invention will be described.
The mold 1 used in this embodiment is such that the metal plate 7 is formed into a press-formed product 31 (FIG. 4) having a hat-shaped cross-sectional shape by a die 3 and a punch 5 as shown in FIG. The punch 5 is disposed on the bending outer side of the punch shoulder R portion 39 of the press-formed product 31, and the punch 5 is disposed on the bending inner side of the punch shoulder R 39.
そして、パンチ５は、図１に示すように、パンチ肩部５ａにプレス方向に対して斜め方向に凹むように設けられた溝部９に挿入された可動凸部１１と、可動凸部１１を支持する支持部１３とを有している。 Then, as shown in FIG. 1, the punch 5 supports the movable convex portion 11 inserted in the groove portion 9 provided in the punch shoulder portion 5 a so as to be recessed in the oblique direction with respect to the pressing direction, and the movable convex portion 11 And a supporting portion 13.
可動凸部１１は、先端面部１１ａ側がパンチ肩部５ａから出没可能に、すなわち、可動凸部１１が曲げ外側に向かって移動して先端面部１１ａがパンチ肩部５ａの表面から突出した状態と、可動凸部１１が曲げ内側に向かって移動して先端面部１１ａがパンチ肩部５ａの表面と面一またはそれよりも没入した状態となることができるように、支持部１３により支持されている。ここで、支持部１３としては、具体的には、油圧シリンダや金属バネが例示できる。 In the movable convex portion 11, the distal end surface portion 11a side can project from the punch shoulder portion 5a, that is, the movable convex portion 11 bends outward and the distal end surface portion 11a protrudes from the surface of the punch shoulder portion 5a; The movable convex portion 11 is supported by the support portion 13 so as to move toward the bending inner side so that the tip end surface portion 11a becomes flush with or more than the surface of the punch shoulder portion 5a. Here, as the support portion 13, specifically, a hydraulic cylinder or a metal spring can be exemplified.
可動凸部１１の先端面部１１ａは曲率半径Ｒ１で湾曲する断面形状を有している。また、先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１は、パンチ肩部５ａの曲率半径Ｒ０よりも小さく設定されている。なお、先端面部１１ａがパンチ肩部５ａから突出した状態において、パンチ肩部５ａの表面から先端面部１１ａまでの突出高さをｈとしたとき、該突出高さｈは適宜設定できるものとする。 The distal end surface portion 11 a of the movable convex portion 11 has a cross-sectional shape which is curved at a curvature radius R 1 . Moreover, the radius of curvature R 1 of the distal end surface portion 11a is set to be smaller than the radius of curvature R 0 of the punch shoulders 5a. In the state where the end surface 11a protrudes from the punch shoulder 5a, the height h can be set appropriately, where h is the height of the end surface 11a from the surface of the punch shoulder 5a.
可動凸部１１の素材としては、通常の金型に使用される金属を用いることができる。もっとも、可動凸部１１の素材はこれに限るものではなく、ゴムなどの弾性体でもよく、この場合、図９に示すように、支持部１３（図６参照）を設けずに溝部９内に可動凸部１５を設けるようにしてもよい。 As a raw material of the movable convex part 11, the metal used for a normal metal mold can be used. However, the material of the movable convex portion 11 is not limited to this, and may be an elastic body such as rubber. In this case, as shown in FIG. 9, the support portion 13 (see FIG. 6) is not provided and the groove 9 is formed. The movable convex portion 15 may be provided.
また、溝部９は、その凹む方向がプレス方向に対して0°超え〜90°未満の範囲であり、下死点直前でダイ３により可動凸部１１がスムーズに曲げ内側に向かって押し戻されるような角度であることが望ましい。 Further, the groove 9 has a concave direction in the range of more than 0 ° and less than 90 ° with respect to the press direction, and the movable convex portion 11 is smoothly bent back toward the inside by the die 3 just before the bottom dead center. It is desirable to have a proper angle.
さらに、図１に示す可動凸部１１は、パンチ肩部５ａの曲げ稜線方向の全長にわたって設けられたものであるが、図１０に示すように、パンチ肩部５ａの曲げ稜線方向における一部の範囲に可動凸部１７を単数又は複数設けてもよい。複数の可動凸部１７を互いに間隔を設けて配置した場合、成形過程の下死点においては、パンチ肩部５ａにおける可動凸部１７が配置されていない部位を金属板７に当接させることができるため、曲げ部２３の形状を精度よく成形することができて好ましい。そのため、複数の可動凸部１７を設けた場合においては、その個数、曲げ稜線方向の長さＬ（図１０参照）と互いの間隔を適宜設定すればよい。 Furthermore, although the movable convex portion 11 shown in FIG. 1 is provided over the entire length in the bending ridge line direction of the punch shoulder 5a, as shown in FIG. 10, a part of the punch shoulder 5a in the bending ridge line direction One or more movable convex portions 17 may be provided in the range. When a plurality of movable convex portions 17 are arranged at an interval from each other, at the bottom dead center of the forming process, a portion of the punch shoulder portion 5 a where the movable convex portion 17 is not arranged may be brought into contact with the metal plate 7 Since it is possible to shape the shape of the bent portion 23 with high accuracy, it is preferable. Therefore, in the case where the plurality of movable convex portions 17 are provided, the number, the length L in the bending ridge direction (see FIG. 10), and the distance between them may be set as appropriate.
次に、本実施の形態に係るプレス成形方法について、図１に示すパンチ５を用いて、図４に示すハット型断面形状のプレス成形品３１をプレス成形する場合を例として説明する。
本実施の形態に係るプレス成形方法は、図８に示すようにダイ３とパンチ５によって金属板７をパンチ肩Ｒ部３９を有するプレス成形品３１にプレス成形するものであって、図１に示すように先端面部１１ａがパンチ肩部５ａから出没可能な可動凸部１１をパンチ肩部５ａに設け、一次曲げステップと、二次曲げステップとによりプレス成形するものである。
Next, a press forming method according to the present embodiment will be described by way of an example in which a press-formed product 31 having a hat-shaped cross-sectional shape shown in FIG. 4 is press-formed using the punch 5 shown in FIG.
In the press forming method according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, the metal plate 7 is press-formed into a press-formed product 31 having a punch shoulder R 39 by a die 3 and a punch 5. As shown, the movable shoulder 11 is provided on the punch shoulder 5a so that the tip end face 11a can protrude from the punch shoulder 5a, and is press-formed by the primary bending step and the secondary bending step.
一次曲げステップは、パンチ５の可動凸部１１の先端面部１１ａ側をパンチ肩部５ａよりも突出させた状態でダイ３をパンチ５側に下死点手前まで相対移動させ、金属板７を先端面部１１ａに当接させて目標形状よりも小さい曲げ半径Ｒ１のパンチ肩Ｒ部３９ａ（図１１参照）を成形するステップである。 In the primary bending step, the die 3 is relatively moved to the side of the bottom dead center toward the punch 5 side in a state in which the tip surface portion 11a side of the movable convex portion 11 of the punch 5 protrudes from the punch shoulder 5a, and the metal plate 7 is tip is brought into contact with the surface 11a is a step of forming a punch shoulder R portion 39a of radius R 1 bend less than the target shape (see FIG. 11).
続く二次曲げステップは、ダイ３を下死点まで相対移動させて可動凸部１１の先端面部１１ａをパンチ肩部５ａに没入した状態にして、パンチ肩部５ａにより目標形状の曲げ半径Ｒ０のパンチ肩Ｒ部３９（図１１参照）を成形するステップである。 In the subsequent secondary bending step, the die 3 is relatively moved to the bottom dead center to immerse the tip surface portion 11a of the movable convex portion 11 in the punch shoulder 5a, and the bending radius R 0 of the target shape is obtained by the punch shoulder 5a. Forming the punch shoulder R 39 (see FIG. 11).
図１に示すように可動凸部１１を支持部１３で支持する場合、支持部１３に設定する支持力は、一次曲げステップにおいてパンチ肩Ｒ部３９に作用する成形荷重に対しては先端面部１１ａ側をパンチ肩部５ａから突出した状態を維持することができ、一次曲げステップにおいてパンチ肩Ｒ部３９に作用する成形荷重に対してはダイ３によって可動凸部１１が曲げ内側に押し戻されて先端面部１１ａがパンチ肩部５ａに没入するように設定すればよい。 When the movable convex portion 11 is supported by the support portion 13 as shown in FIG. 1, the supporting force set in the support portion 13 is the tip surface portion 11a against the forming load acting on the punch shoulder R portion 39 in the primary bending step. It is possible to maintain a state in which the side protrudes from the punch shoulder 5a, and the movable convex portion 11 is pushed back inwardly by the die 3 against the forming load acting on the punch shoulder R 39 in the primary bending step. The surface 11a may be set so as to be embedded in the punch shoulder 5a.
本実施の形態に係るプレス成形方法によるスプリングバック低減効果について図１２に基づいて説明する。 The spring back reduction effect by the press molding method according to the present embodiment will be described based on FIG.
図１２（ａ）は、一次曲げステップにおいて下死点手前まで成形されたときのパンチ肩Ｒ部３９ａの応力を示したものである。パンチ肩Ｒ部３９ａは、可動凸部１１の先端面部１１ａ側を突出させた状態で金属板７を先端面部１１ａに当接させて成形されたものであり、通常の曲げ部２３（図６参照）と同様、曲げ外側に引張応力、曲げ内側に圧縮応力を受ける。 FIG. 12 (a) shows the stress of the punch shoulder R portion 39a when it is formed to a position before the bottom dead center in the primary bending step. The punch shoulder R portion 39a is formed by bringing the metal plate 7 into contact with the front end surface portion 11a in a state where the front end surface portion 11a side of the movable convex portion 11 is protruded, and the normal bent portion 23 (see FIG. 6) In the same manner as in (2), tensile stress is applied to the outside of bending and compressive stress is applied to the inside of bending.
図１２（ｂ）は、一次曲げステップに続く二次曲げステップにおいて下死点まで成形されたときのパンチ肩Ｒ部３９の応力を示したものである。二次曲げステップにおいては、可動凸部１１の先端面部１１ａをパンチ肩部５ａに没入させた状態でパンチ肩Ｒ部３９を成形するため、パンチ肩Ｒ部３９は、一次曲げステップでのパンチ肩Ｒ部３９ａの曲げ半径Ｒ１よりも大きな曲げ半径Ｒ０に成形される。 FIG. 12 (b) shows the stress of the punch shoulder R portion 39 when it is formed to the bottom dead center in the secondary bending step following the primary bending step. In the secondary bending step, the punch shoulder R portion 39 is a punch shoulder in the primary bending step in order to form the punch shoulder R portion 39 in a state in which the tip surface portion 11a of the movable convex portion 11 is inserted into the punch shoulder 5a. It is shaped to a large bending radius R 0 than the bending radius R 1 of the R portion 39a.
前述のとおり、パンチ肩Ｒ部３９に生じる応力（ひずみ）は曲げ半径に依存するため、図１２（ｂ）に示すように、一次曲げステップで成形されたパンチ肩Ｒ部３９ａが一次曲げステップで曲げ半径Ｒ０に成形される際、パンチ肩Ｒ部３９の中央部３９ｂにおいては曲げ外側に圧縮ひずみが、曲げ内側に引張ひずみが付与される。その結果、パンチ肩Ｒ部３９の中央部３９ｂにおける応力は反転し、この反転した応力が離型後のスプリングゴー成分となり、パンチ肩Ｒ部３９のスプリングバックが低減する。 As described above, since the stress (strain) generated in the punch shoulder R 39 depends on the bending radius, as shown in FIG. 12B, the punch shoulder R 39 a formed in the primary bending step is a primary bending step. When the bending radius R 0 is formed, a compressive strain is applied to the bending outer side and a tensile strain is applied to the bending inner side at the central portion 39 b of the punch shoulder R 39. As a result, the stress in the central portion 39b of the punch shoulder R portion 39 is reversed, and the reversed stress becomes a spring-go component after mold release, and the spring back of the punch shoulder R portion 39 is reduced.
以上、本実施の形態に係るプレス成形方法によれば、金属板を曲げ部を有する形状にプレス成形するに際し、金型の交換を要せずに１度のプレス成形で曲げ部のスプリングバックを低減することができる。これにより、寸法精度の良好なプレス成形品を安定して量産することができる。 As described above, according to the press forming method according to the present embodiment, when the metal plate is press-formed into a shape having a bent portion, springback of the bent portion is performed by one-time press forming without requiring replacement of the mold. It can be reduced. Thereby, it is possible to stably mass-produce press-formed products with good dimensional accuracy.
なお、上記の説明は、ハット型断面形状のプレス成形品３１のパンチ肩Ｒ部３９を対象としたものであるため、可動凸部１１は、パンチ肩Ｒ部３９の曲げ内側に配置されるパンチ肩部５ａに設けられていた。もっとも、本発明に係るプレス成形方法は、パンチ肩Ｒ部３９のみを対象とするものではなく、面部と面部とを接続する曲げ部を有する形状であれば、他の部位にも適用できる。 The above description is directed to the punch shoulder R portion 39 of the press-formed product 31 having a hat-shaped cross-sectional shape, so the movable convex portion 11 is a punch disposed inside the bend of the punch shoulder R 39 It was provided on the shoulder 5a. However, the press forming method according to the present invention is not limited to the punch shoulder R portion 39 alone, and may be applied to other portions as long as it has a bent portion connecting the surface portion and the surface portion.
例えば、ハット型断面形状のプレス成形品３１のダイ肩Ｒ部４１を対象とする場合には、ダイ肩Ｒ部４１の曲げ内側に配置されるダイ肩部３ａ（図８参照）に、ダイ肩部３ａよりも曲率半径の小さい先端面部を有してダイ肩部３ａから出没可能な可動凸部を設ければよい。あるいは、プレス成形品３１のパンチ肩Ｒ部３９とダイ肩Ｒ部４１の双方を対象とする場合には、パンチ肩部５ａとダイ肩部３ａの双方に出没可能な可動凸部を設けてもよい。 For example, when the die shoulder R 41 of the press-formed product 31 having a hat-shaped cross-sectional shape is targeted, the die shoulder 3 a (see FIG. 8) disposed inside the bend of the die shoulder R 41 It is sufficient to provide a movable convex portion having a tip surface portion smaller in radius of curvature than that of the portion 3a and capable of coming and going from the die shoulder 3a. Alternatively, in the case where both the punch shoulder R 39 and the die shoulder R 41 of the press-formed product 31 are targeted, even if a movable convex capable of appearing and retracting is provided on both the punch shoulder 5 a and the die shoulder 3 a. Good.
さらに、本発明に係るプレス成形方法は、前述の図３に示すようなコの字型断面形状やＶの字型断面形状のプレス成形品についても、これらのプレス成形品において２つの面部を繋ぐ曲げ部に対し、該曲げ部の曲げ内側に配置されて該曲げ部を成形するパンチ肩部及び／又はダイ肩部に上記のような可動凸部を出没可能に設け、前記曲げ部を成形するものであってもよい。 Furthermore, the press molding method according to the present invention connects two surface portions in these press-formed products also for press-formed products having a U-shaped cross-sectional shape or a V-shaped cross-sectional shape as shown in FIG. The movable convex portion as described above is provided so as to be able to protrude and retract on a punch shoulder portion and / or a die shoulder portion which is disposed on a bending inner side of the bending portion to form the bending portion, and the bending portion is formed It may be one.
また、上記の説明は、ダイとパンチにより金属板を挟み込んで曲げ部を成形するフォーム成形についてのものであったが、本発明は、ブランクホルダで金属板の端部を保持しながら成形するドロー成形に適用した場合であっても、上記と同様に曲げ部におけるスプリングバックの低減効果が得られる。
さらに本発明は、パンチにおけるパンチ底部と対になるようパッドを配置して該パッドとパンチ底部とで金属板を押さえながらプレス成形する場合に適用しても良く、この場合、ダイをパンチ側に下死点手前まで相対移動させる一次曲げステップにおいて、金属板を目標形状よりも曲げ半径の小さい曲げ部に精度よく成形することができる。
In addition, although the above description is about foam forming in which a bent portion is formed by sandwiching a metal plate with a die and a punch, the present invention is a draw for forming while holding an end portion of the metal plate with a blank holder. Even in the case of application to molding, the effect of reducing spring back in the bent portion can be obtained as described above.
Furthermore, the present invention may be applied to a case where a pad is disposed to be paired with a punch bottom portion in a punch and press forming is performed while pressing a metal plate between the pad and the punch bottom portion. In the primary bending step in which the metal plate is moved relatively to the front of the bottom dead center, the metal plate can be accurately formed in a bending portion having a bending radius smaller than the target shape.
本発明に係るプレス成形方法の作用効果を検証する実験を行ったので、以下に説明する。
実施例１では、図８に示すダイ３とパンチ５を備えた金型１を用いて、図４に示すハット型断面形状を有するプレス成形品３１のプレス成形を行い、プレス成形品３１のスプリングバックによるパンチ肩Ｒ部３９の角度変化を評価した。
Since the experiment which verified the effect of the press molding method concerning the present invention was performed, it explains below.
In Example 1, the press forming of the press-formed product 31 having the hat-shaped cross-sectional shape shown in FIG. 4 is performed using the die 1 having the die 3 and the punch 5 shown in FIG. The angle change of the punch shoulder R portion 39 due to the back was evaluated.
実験では、金属板７として厚さ1.2mmの590MPa級鋼板（材料Ａ）と1180MPa級鋼板（材料Ｂ）を用いた。また、金型１において、ダイ肩部３ａの曲率半径およびパンチ肩部５ａの曲率半径はともに10mmとした。 In the experiment, as the metal plate 7, a 590 MPa grade steel plate (material A) and a 1180 MPa grade steel plate (material B) having a thickness of 1.2 mm were used. Further, in the mold 1, the radius of curvature of the die shoulder 3a and the radius of curvature of the punch shoulder 5a are both 10 mm.
実施例１では、本発明例として、パンチ５のパンチ肩部５ａには、図１に示すように、溝部９と、溝部９に挿入されてパンチ肩部５ａから出没可能な可動凸部１１と、可動凸部１１を所定の支持力で支持する支持部１３を設けた。ここで、支持部１３には油圧シリンダを用い、可動凸部１１を支持する支持力としてシリンダ荷重を設定した。 In the first embodiment, as shown in FIG. 1, in the punch shoulder portion 5a of the punch 5 according to the present invention, the groove portion 9 and the movable convex portion 11 which is inserted into the groove portion 9 and can be inserted and withdrawn from the punch shoulder portion 5a. The supporting portion 13 for supporting the movable convex portion 11 with a predetermined supporting force is provided. Here, a hydraulic cylinder was used for the support portion 13, and a cylinder load was set as a supporting force for supporting the movable convex portion 11.
そして、本発明例については、可動凸部１１のパンチ肩部５ａからの突出高さｈは1mmとし、可動凸部１１の先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１は3mm、7mmの２条件、支持部１３として使用する油圧シリンダに設定するシリンダ荷重は10kN、20kN、30kNの３条件とし、先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１とシリンダ荷重をそれぞれ変更した計６条件を本発明例１〜本発明例６とした。
さらに、比較対象として、パンチ５のパンチ肩部５ａに可動凸部１１を設けずにプレス成形したものを比較例１とした。
Then, for the example of the present invention, the projection height h from a punch shoulder portion 5a of the movable projections 11 was set to 1 mm, the radius of curvature R 1 of the distal end surface portion 11a of the movable projections 11 are 3 mm, 2 conditions 7 mm, the support portions cylinder load to be set in the hydraulic cylinders used as 13 10 kN, 20 kN, the three conditions of 30 kN, the present invention a total of 6 conditions were changed respectively a radius of curvature R 1 and the cylinder load of the tip surface portion 11a example 1 to invention example 6 And
Further, for comparison, a comparative example 1 was obtained by pressing the punch shoulder 5 a of the punch 5 without providing the movable convex portion 11.
スプリングバックによるパンチ肩Ｒ部３９の角度変化Δθは、図１３に示すように、離型後のパンチ肩Ｒ部３９の曲げ角度θ1と目標形状におけるパンチ肩Ｒ部３９の曲げ角度θ0の差Δθ＝θ1−θ0を算出することにより測定した。
表１および表２に、本発明例１〜本発明例６および比較例１における各条件と、パンチ肩Ｒ部３９の角度変化Δθの測定結果を示す。
The angle change Δθ of the punch shoulder R portion 39 due to the spring back is, as shown in FIG. 13, a bending angle θ 1 of the punch shoulder R 39 after mold release and a bending angle θ 0 of the punch shoulder R 39 in the target shape. It was measured by calculating the difference Δθ = θ 1 −θ 0 .
Tables 1 and 2 show the measurement conditions of the invention examples 1 to 6 and the comparative example 1 and the measurement results of the angle change Δθ of the punch shoulder R portion 39.
表１は材料Ａ、表２は材料Ｂを用いた場合のものであり、表１および表２に示すように、本発明例１〜本発明例６は、比較例１に比べて、材料Ａおよび材料Ｂともに角度変化Δθが低下する結果となった。このことから、プレス成形品３１のパンチ肩Ｒ部３９の曲げ内側に配置されるパンチ肩部５ａに可動凸部１１を設け、先端面部１１ａを突出した状態で下死点手前まで目標形状よりも小さい曲げ半径Ｒ１のパンチ肩Ｒ部３９を成形し、その後、ダイ３により先端面部１１ａをパンチ肩部５ａに没入させた状態にして目標形状の曲げ半径Ｒ０のパンチ肩Ｒ部３９に成形することで、スプリングバックによるパンチ肩Ｒ部３９の角度変化Δθを低減できることが示された。 Table 1 shows the case where the material A is used, and Table 2 shows the case where the material B is used. As shown in Tables 1 and 2, according to the invention examples 1 to 6 compared with the comparative example 1, the material A And material B resulted in a decrease in the angle change Δθ. From this, the movable convex portion 11 is provided on the punch shoulder portion 5a disposed inside the bending of the punch shoulder R portion 39 of the press-formed product 31, and the tip end face portion 11a protrudes to a point before the bottom dead center than the target shape. small bending molding a punch shoulder R portion 39 of radius R 1, then formed into a punch shoulder R portion 39 of the bending radius R 0 of the target shape in the state that immerses the distal end surface portion 11a to the punch shoulder part 5a by the die 3 It has been shown that the angle change Δθ of the punch shoulder R 39 due to the spring back can be reduced.
次に、本発明例において他の条件を変更せずに、シリンダ荷重、先端面部の曲率半径、および材料のそれぞれを変更したときの結果について説明する。 Next, the cylinder load, the radius of curvature of the tip surface portion, and the result when each of the materials is changed without changing the other conditions in the example of the present invention will be described.
まず、シリンダ荷重については、本発明例１、本発明例３および本発明例５の比較と、本発明例２、本発明例４および本発明例６の比較から、シリンダ荷重を増加することにより角度変化Δθが低減することがわかる。これは、シリンダ荷重が大きほど、一次曲げステップにおいて先端面部１１ａが突出した状態を維持しやすくなり、パンチ肩部５ａの曲率半径Ｒ０よりも小さい曲げ半径Ｒ１のパンチ肩Ｒ部３９が成形されやすくなるためであると考えられる。 First, with regard to the cylinder load, the cylinder load is increased by comparing the invention example 1, the invention example 3 and the invention example 5, and the comparison of the invention example 2, the invention example 4 and the invention example 6 It can be seen that the angle change Δθ is reduced. This is because the larger the cylinder load, the easier it is to maintain the tip surface portion 11a in the primary bending step, and the punch shoulder R 39 having a bending radius R 1 smaller than the curvature radius R 0 of the punch shoulder 5a is formed. It is considered to be easier to
先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１については、本発明例１と本発明例２、本発明例３と本発明例４、本発明例５と本発明例６のそれぞれの比較から、先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１を小さくすることによりパンチ肩Ｒ部３９の角度変化Δθが低減することがわかる。これは、先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１を小さくすることで、二次曲げステップにおいて目標形状の曲げ半径Ｒ０のパンチ肩Ｒ部３９に成形する過程でのひずみの戻し（戻しひずみ量）が大きくなり、パンチ肩Ｒ部３９に生じた応力をより低減できるためであると考えられる。 The radius of curvature R 1 of the distal end surface portion 11a, the present invention Example 1 and Inventive Example 2, Inventive Example 3 Inventive Example 4, from the respective comparison of Inventive Example 5 and Inventive Example 6, the distal end surface portion 11a It can be seen that the angle change Δθ of the punch shoulder R 39 is reduced by reducing the curvature radius R 1 . This is by reducing the radius of curvature R 1 of the distal end surface portion 11a, the return of the strain in the process of forming the punch shoulder R portion 39 of the bending radius R 0 of the target shape in the secondary bending step (back strain amount) It is considered that this is because the stress generated in the punch shoulder R portion 39 can be further reduced.
さらに、成形に用いた材料については、表１および表２の本発明例１〜本発明例６におけるそれぞれの比較から、鋼板強度が低い材料の方が角度変化Δθが低減する結果となった。これは、鋼板強度が低い材料ほど、一次曲げステップにおける成形荷重が小さくなり、先端面部１１ａが突出した状態を維持しやすくなり、曲げ半径の小さいパンチ肩Ｒ部３９を成形しやすいためであると考えられる。 Furthermore, as for the materials used for forming, from the comparison of each of the invention examples 1 to 6 according to Tables 1 and 2, it was found that the angle change Δθ was reduced in the material having lower steel plate strength. This is because the lower the steel plate strength, the smaller the forming load in the primary bending step, and the more easily the tip surface portion 11a protrudes, and the easier it is to form the punch shoulder R portion 39 having a small bending radius. Conceivable.
以上、パンチ肩部５ａに可動凸部１１を出没可能に設けたパンチ５を用いて成形することで、ハット型断面形状のプレス成形品３１のパンチ肩Ｒ部３９のスプリングバックを低減できることが示された。 As described above, it is shown that the spring back of the punch shoulder R portion 39 of the press-formed product 31 of the hat-shaped cross-sectional shape can be reduced by molding using the punch 5 provided with the movable convex portion 11 in the punch shoulder portion 5a. It was done.
実施例２では、図８に示すダイ３とパンチ５を備えた金型１を用いて図４に示すハット型断面形状を有するプレス成形品３１のプレス成形するに際し、ダイ３のダイ肩部３ａに可動凸部１１を設け（図１参照）、ダイ肩Ｒ部４１のスプリングバックによる角度変化を評価した。 In Example 2, when press-forming a press-formed product 31 having a hat-shaped cross-sectional shape shown in FIG. 4 using the mold 1 provided with the die 3 and the punch 5 shown in FIG. The movable convex part 11 was provided in (refer FIG. 1), and the angle change by spring back of die shoulder R part 41 was evaluated.
実験では、実施例１と同様、金属板７として厚さ1.2mmの590MPa級鋼板（材料Ａ）と1180MPa級鋼板（材料Ｂ）を用いた。また、ダイ肩部３ａの曲率半径およびパンチ肩部５ａの曲率半径は10mmとした。 In the experiment, as in Example 1, a 590 MPa grade steel plate (material A) with a thickness of 1.2 mm and a 1180 MPa grade steel plate (material B) were used as the metal plate 7. The radius of curvature of the die shoulder 3a and the radius of curvature of the punch shoulder 5a were 10 mm.
実施例２では、本発明例として、ダイ３のダイ肩部３ａに、図１に示すような溝部９と、溝部９に挿入されてダイ肩部３ａから出没可能な可動凸部１１と、可動凸部１１を所定の支持力で支持する支持部１３を設けた。支持部１３に関しては、実施例１と同様に油圧シリンダを用い、可動凸部１１を支持する支持力としてシリンダ荷重を設定した。 In the second embodiment, as an example of the present invention, the groove 9 as shown in FIG. 1 in the die shoulder 3a of the die 3, the movable projection 11 inserted into the groove 9 and capable of coming out of the die shoulder 3a, and the movable A supporting portion 13 for supporting the convex portion 11 with a predetermined supporting force is provided. As for the support portion 13, a hydraulic cylinder was used as in the first embodiment, and a cylinder load was set as a supporting force for supporting the movable convex portion 11.
そして、本発明例については、可動凸部１１のダイ肩部３ａからの突出高さｈは1mmとし、可動凸部１１の先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１は3mm、7mmの２条件、支持部１３として使用する油圧シリンダに設定するシリンダ荷重は10kN、20kN、30kNの３条件とし、先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１とシリンダ荷重をそれぞれ変更した計６条件を本発明例７〜本発明例１２とした。
さらに、比較対象として、ダイ３のダイ肩部３ａに可動凸部１１を設けずにプレス成形したものを比較例２とした。
Then, for the example of the present invention, the projection height h from the die shoulder portion 3a of the movable projections 11 was set to 1 mm, the radius of curvature R 1 of the distal end surface portion 11a of the movable projections 11 are 3 mm, 2 conditions 7 mm, the support portions cylinder load to be set in the hydraulic cylinders used as 13 10 kN, 20 kN, the three conditions of 30 kN, the present invention a total of 6 conditions were changed respectively a radius of curvature R 1 and the cylinder load of the tip surface portion 11a example 7 Inventive example 12 And
Further, for comparison, a comparative example 2 was obtained by press-molding the die shoulder 3 a of the die 3 without providing the movable convex portion 11.
スプリングバックによるダイ肩Ｒ部４１の角度変化は、図１４に示すように、離型後のダイ肩Ｒ部４１の曲げ角度θ1と目標形状のダイ肩Ｒ部４１の曲げ角度θ0の差Δθ＝θ1−θ0を算出することにより測定した。
表３および表４に、本発明例７〜本発明例１２および比較例２における各条件と、ダイ肩Ｒ部４１の角度変化Δθの測定結果を示す。
The angle change of the die shoulder R 41 due to the spring back is the difference between the bending angle θ 1 of the die shoulder R 41 after mold release and the bending angle θ 0 of the die shoulder R 41 of the target shape as shown in FIG. It measured by computing (DELTA) (theta) = (theta) 1- ( theta) 0 .
Tables 3 and 4 show the measurement conditions of the inventive example 7 to the inventive example 12 and the comparative example 2, and the measurement results of the angle change Δθ of the die shoulder R portion 41.
表３は材料Ａ、表４は材料Ｂを用いた場合のものであり、表３および表４に示すように、本発明例７〜本発明例１２は、比較例２に比べて、材料Ａおよび材料Ｂともに角度変化Δθが低下する結果となった。このことから、プレス成形品３１のダイ肩Ｒ部４１の曲げ内側に配置されるダイ肩部３ａに可動凸部１１を設け、先端面部１１ａを突出した状態で下死点手前まで目標形状よりも小さい曲げ半径Ｒ１のダイ肩Ｒ部４１を成形し、その後、パンチ５により先端面部１１ａをダイ肩部３ａに没入させた状態にして目標形状の曲げ半径Ｒ０のダイ肩Ｒ部４１に成形することで、スプリングバックによるダイ肩Ｒ部４１の角度変化Δθを低減できることが示された。 Table 3 shows material A and Table 4 shows material B, and as shown in Tables 3 and 4, Invention Example 7 to Invention Example 12 compared with Comparative Example 2 And material B resulted in a decrease in the angle change Δθ. From this, the movable convex portion 11 is provided on the die shoulder portion 3a disposed inside the bending of the die shoulder R portion 41 of the press-formed product 31, and the tip end face portion 11a protrudes to the front of the bottom dead center than the target shape. small bend by molding the die shoulder R portion 41 of radius R 1, then formed into the die shoulder R portion 41 of the bending radius R 0 of the target shape in the state that immerses the distal end surface portion 11a to the die shoulder 3a by the punch 5 It has been shown that the angle change Δθ of the die shoulder R 41 due to the spring back can be reduced.
次に、本発明例において他の条件を変更せずに、シリンダ荷重、先端面部の曲率半径、および材料のそれぞれを変更したときの結果を説明する。 Next, the cylinder load, the radius of curvature of the tip surface portion, and the result when each of the materials is changed without changing the other conditions in the example of the present invention will be described.
まず、シリンダ荷重については、本発明例７、本発明例９および本発明例１１の比較と、本発明例８、本発明例１０および本発明例１２の比較から、シリンダ荷重を増加することにより角度変化Δθが低減することがわかる。これは、シリンダ荷重が大きほど、一次曲げステップにおいて先端面部１１ａが突出した状態を維持しすくなり、ダイ肩部３ａの曲率半径Ｒ０よりも小さい曲げ半径Ｒ１のダイ肩Ｒ部４１が成形されやすくなるためであると考えられる。 First, with regard to the cylinder load, the cylinder load is increased by comparing the invention example 7, the invention example 9 and the invention example 11, and the comparison of the invention example 8, the invention example 10 and the invention example 12 It can be seen that the angle change Δθ is reduced. This is because the larger the cylinder load, the easier it is to maintain the tip surface portion 11a in the primary bending step, and the die shoulder R 41 having a bending radius R 1 smaller than the curvature radius R 0 of the die shoulder 3a is formed. It is considered to be easier to
先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１については、本発明例７と本発明例８、本発明例９と本発明例１０、本発明例１１と本発明例１２のそれぞれの比較から、先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１を小さくすることによりダイ肩Ｒ部４１の角度変化Δθが低減することがわかる。これは、先端面部１１ａの曲率半径Ｒ１を小さくすることで、二次曲げステップにおいて目標形状の曲げ半径Ｒ０のダイ肩Ｒ部４１に成形する過程でのひずみの戻し（戻しひずみ量）が大きくなり、ダイ肩Ｒ部４１に生じた応力をより低減できるためであると考えられる。 The radius of curvature R 1 of the distal end surface portion 11a, the present invention Example 7 and Inventive Example 8, the present invention Example 9 as Working Example 10, from the respective comparison of Inventive Example 11 as Working Example 12, the distal end surface portion 11a It can be seen that the angle change Δθ of the die shoulder R 41 is reduced by reducing the curvature radius R 1 . This is by reducing the radius of curvature R 1 of the distal end surface portion 11a, the return of the strain in the process of forming the die shoulder R portion 41 of the bending radius R 0 of the target shape in the secondary bending step (back strain amount) It is considered that this is because the stress generated in the die shoulder R 41 can be further reduced.
さらに、成形に用いた材料については、表３および表４の本発明例７〜本発明例１２におけるそれぞれの比較から、鋼板強度が低い材料ほど角度変化Δθが低減する結果となった。これは、鋼板強度が低い材料ほど、一次曲げステップにおける成形荷重が小さくなり、先端面部１１ａが突出した状態を維持しやすくなり、曲げ半径の小さいダイ肩Ｒ部４１を成形しやすいためであると考えられる。 Furthermore, as for the materials used for forming, from the comparison of each of the invention examples 7 to 12 according to Tables 3 and 4, it was found that the angle change Δθ was reduced as the material having a lower steel plate strength. This is because the lower the steel plate strength, the smaller the forming load in the primary bending step, and the more easily the tip surface portion 11a protrudes, and the easier to form the die shoulder R portion 41 with a small bending radius. Conceivable.
以上、ダイ肩部３ａに可動凸部１１を出没可能に設けたダイ３を用いて成形することで、ハット型断面形状のプレス成形品３１のダイ肩Ｒ部４１のスプリングバックを低減できることが示された。 As described above, it is shown that the spring back of the die shoulder R portion 41 of the press-formed product 31 of the hat-shaped cross-sectional shape can be reduced by molding using the die 3 provided with the movable protrusion 11 in the die shoulder 3a. It was done.
１ 金型
３ ダイ
３ａ ダイ肩部
５ パンチ
５ａ パンチ肩部
７ 金属板
９ 溝部
１１ 可動凸部
１１ａ 先端面部
１３ 支持部
１５ 可動凸部
１７ 可動凸部
２１ 面部
２３ 曲げ部
３１ プレス成形品
３３ 天板部
３５ 縦壁部
３７ フランジ部
３９、３９ａ パンチ肩Ｒ部
３９ｂ 中央部
４１ ダイ肩Ｒ部
1 Mold 3 Die 3a Die Shoulder 5 Punch 5a Punch Shoulder 7 Metal Plate 9 Groove 11 Movable Convex 11a Tip Surface 13 Support 15 Movable Convex 17 Movable Convex 21 Surface 23 Bent 31 Press Molded Article 33 Top Plate Part 35 Vertical wall part 37 Flange part 39, 39a Punch shoulder R part 39b Central part 41 Die shoulder R part
Claims (3)
前記曲げ部の曲げ内側に配置されるパンチ肩部及び／又はダイ肩部に、該パンチ肩部及び／又はダイ肩部よりも曲率半径の小さい先端面部を有し、前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部から出没可能に支持された可動凸部を設け、
前記可動凸部の先端面部側を前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部よりも突出させた状態で前記ダイを前記パンチ側に下死点手前まで相対移動させ、前記金属板を前記先端面部に当接させて目標形状よりも曲げ半径の小さい曲げ部を有する形状に成形する一次曲げステップと、
前記ダイを下死点まで相対移動させて前記可動凸部の先端面部を前記パンチ肩部及び／又はダイ肩部に没入した状態にして前記目標形状に成形する二次曲げステップと、を有することを特徴とするプレス成形方法。 A press forming method of press forming a metal plate into a shape having a bent portion by a die and a punch,
The punch shoulder and / or die shoulder disposed inside the bend of the bent portion has a tip surface having a smaller radius of curvature than the punch shoulder and / or die shoulder, and the punch shoulder and / or Providing a movable projection supported so as to be able to protrude from the die shoulder,
The die is relatively moved toward the punch side to a position near the bottom dead center in a state where the tip end face side of the movable convex portion is protruded from the punch shoulder and / or the die shoulder, and the metal plate is moved to the tip end face. A primary bending step of bringing into contact and forming a shape having a bending portion having a bending radius smaller than a target shape;
And a secondary bending step of forming the target shape by relatively moving the die to the bottom dead center to immerse the tip surface portion of the movable convex portion in the punch shoulder and / or the die shoulder. A press molding method characterized by
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