JP2020196033A - Press molding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブランクを断面略Ｌ字状の曲げ部を有する形状にプレス成形するプレス成形装置に関する。 The present invention relates to a press molding apparatus that press-molds a blank into a shape having a bent portion having a substantially L-shaped cross section.
自動車車体を構成する部品のうちシャシー・足回り部品においては、板厚2mm以上の部品が多く、これらの部品の曲げ部の曲げ内側は曲げ加工時に局所的に大きな圧縮力を受けて、微小な座屈しわが生じる場合がある。そして、このような曲げ部の曲げ内側に生じた微小な座屈しわが、部品の疲労亀裂の起点となり、疲労強度を低下させることがある。 Among the parts that make up the automobile body, many of the chassis and undercarriage parts have a plate thickness of 2 mm or more, and the inside of the bent part of these parts receives a large compressive force locally during bending and is minute. Bending and wrinkling may occur. Then, the minute buckling wrinkles generated inside the bending of the bent portion may become the starting point of fatigue cracks of the component and reduce the fatigue strength.
金属板材を曲げ加工した曲げ部の疲労強度を向上する技術として、例えば、特許文献１には、金属板に形成された貫通孔の周囲の縁に設けられたバーリング加工部を成形する過程において、該バーリング加工部の根元を構成する曲部の曲げの内側面に局所的に圧縮応力を集中させることで、前記内側面にしわが生じるのを抑制することができる装置が開示されている。 As a technique for improving the fatigue strength of a bent portion obtained by bending a metal plate material, for example, Patent Document 1 describes, in the process of forming a burring processed portion provided on the peripheral edge of a through hole formed in a metal plate. Disclosed is an apparatus capable of suppressing wrinkles on the inner surface by locally concentrating compressive stress on the inner surface of bending of a curved portion forming the root of the burring portion.
しかしながら、特許文献１に開示されている技術は、コイニング加工によりバーリング加工部を成形する装置であり、自動車部品に用いられるような断面ハット形状のプレス成形品に適用することは困難である。
そのため、断面ハット形状のプレス成形品のような断面略Ｌ字状に曲げ加工された曲げ部を有する形状のプレス成形する過程において、当該曲げ部の内側に生じる微小な座屈しわを抑制する技術が望まれていた。
However, the technique disclosed in Patent Document 1 is an apparatus for molding a burring processed portion by a coining process, and it is difficult to apply it to a press-molded product having a cross-section hat shape such as that used for automobile parts.
Therefore, a technique for suppressing minute buckling wrinkles generated inside the bent portion in the process of press molding having a bent portion bent into a substantially L-shaped cross section, such as a press-molded product having a cross-section hat shape. Was desired.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ブランクを、断面略Ｌ字状の曲げ部を有する形状にプレス成形するに際し、該曲げ部の内側に微小な座屈しわが生じるのを抑制することができるプレス成形装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and when a blank is press-formed into a shape having a bent portion having a substantially L-shaped cross section, a slight buckling is performed inside the bent portion. It is an object of the present invention to provide a press forming apparatus capable of suppressing the occurrence of wrinkles.
（１）本発明に係るプレス成形装置は、ブランクを断面略Ｌ字状の曲げ部を有する形状にプレス成形するものであって、ダイ肩部と、ダイ中央部と、前記ダイ肩部と前記ダイ中央部との間に設けられた溝形状のダイ溝部と、を有するダイと、前記ダイ溝部に対向して設置されて、前記ブランクにおける前記曲げ部の曲げ内側に相当する部位に当接するパンチ肩部を有するパンチと、前記ダイ溝部に配置されるとともに、前記ダイ中央部よりも前記パンチ側に突出し、かつ前記ダイ溝部の溝底側に移動可能に支持されて、前記ブランクにおける前記曲げ部の曲げ外側に相当する部位に当接するパッド肩部を有するダイ側パッドと、前記ダイ中央部に対向して配置されるとともに、前記パンチよりも前記ダイ側に突出し、かつ前記ダイと反対側に移動可能に支持されて、前記ブランクを載置するブランク載置面部を有するパンチ側パッドと、を備え、前記ブランク載置面部に載置された前記ブランクに前記ダイ中央部が当接するまで前記ダイが前記パンチ側に相対移動し、前記ダイ側パッドの前記パッド肩部が前記ブランクに前記曲げ部の曲げ方向と逆向きの逆曲げ部を形成し、前記ダイ中央部が前記ブランクに当接したまま前記ダイが前記パンチ側に成形下死点まで相対移動し、前記パンチ側パッド及び前記ダイ側パッドがそれぞれ移動することにより、前記パンチ肩部が前記逆曲げ部をしごいて前記曲げ部を形成することを特徴とするものである。 (1) The press molding apparatus according to the present invention press-molds a blank into a shape having a bent portion having a substantially L-shaped cross section, and the die shoulder portion, the die center portion, the die shoulder portion, and the above. A punch having a groove-shaped die groove portion provided between the die center portion and a die, which is installed facing the die groove portion and abuts on a portion corresponding to the bending inner side of the bending portion in the blank. A punch having a shoulder portion and a bent portion in the blank, which is arranged in the die groove portion, projects toward the punch side from the center portion of the die, and is movably supported toward the groove bottom side of the die groove portion. A die-side pad having a pad shoulder portion that abuts on a portion corresponding to the bending outer side of the die, and a die-side pad that is arranged to face the center of the die, protrudes toward the die from the punch, and is on the opposite side of the die. The die is movably supported and includes a punch-side pad having a blank mounting surface portion on which the blank is placed, until the center portion of the die abuts on the blank mounted on the blank mounting surface portion. Moved relative to the punch side, the pad shoulder portion of the die side pad formed a reverse bending portion in the blank in the direction opposite to the bending direction of the bending portion, and the center portion of the die came into contact with the blank. The die moves relative to the punch side to the bottom dead point of molding, and the punch side pad and the die side pad move respectively, so that the punch shoulder portion squeezes the reverse bending portion and the bent portion is pressed. It is characterized by forming.
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記ダイは、前記ダイ肩部から前記ダイ溝部と反対側に連続するダイ側板押え面部を有し、該ダイ側板押え面部に対向して設置されて、該ダイ側板押え面部と協働して前記ブランクの端部を挟持するホルダーをさらに備えたことを特徴とするものである。 (2) In the above-described item (1), the die has a die side plate pressing surface portion continuous from the die shoulder portion to the opposite side of the die groove portion, and is installed facing the die side plate pressing surface portion. Further, the holder is further provided to hold the end portion of the blank in cooperation with the die side plate pressing surface portion.
（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、プレス成形方向に直交する方向における前記ダイと前記パンチの隙間が前記ブランクの板厚以下であり、前記ダイ中央部が前記ブランクに当接した後、前記ブランクにおける前記パンチ肩部が当接する部位よりも端部側が前記ダイと前記パンチの隙間に挟み込まれた状態で該ダイが前記パンチ側に相対移動することを特徴とするものである。 (3) In the above (1) or (2), the gap between the die and the punch in the direction orthogonal to the press forming direction is equal to or less than the plate thickness of the blank, and the central portion of the die is the blank. After abutting, the die moves relative to the punch side in a state where the end side of the blank is sandwiched between the die and the punch side with respect to the abutting portion of the punch shoulder portion. Is.
本発明においては、ブランクを断面略Ｌ字状の曲げ部を有する形状にプレス成形するものであって、ダイ肩部と、ダイ中央部と、前記ダイ肩部と前記ダイ中央部との間に設けられた溝形状のダイ溝部と、を有するダイと、前記ダイ溝部に対向して設置されて、前記ブランクにおける前記曲げ部の曲げ内側に相当する部位に当接するパンチ肩部を有するパンチと、前記ダイ溝部に配置されるとともに、前記ダイ中央部よりも前記パンチ側に突出し、かつ前記ダイ溝部の溝底側に移動可能に支持されて、前記ブランクにおける前記曲げ部の曲げ外側に相当する部位に当接するパッド肩部を有するダイ側パッドと、前記ダイ中央部に対向して配置されるとともに、前記パンチよりも前記ダイ側に突出し、かつ前記ダイと反対側に移動可能に支持されて、前記ブランクを載置するブランク載置面部を有するパンチ側パッドと、を備え、前記ブランク載置面部に載置された前記ブランクに前記ダイ中央部が当接するまで前記ダイが前記パンチ側に相対移動し、前記ダイ側パッドの前記パッド肩部が前記ブランクに前記曲げ部の曲げ方向と逆向きの逆曲げ部を形成し、前記ダイ中央部が前記ブランクに当接したまま前記ダイが前記パンチ側に成形下死点まで相対移動し、前記パンチ側パッド及び前記ダイ側パッドがそれぞれ移動することにより、前記パンチ肩部が前記逆曲げ部をしごいて前記曲げ部を形成することにより、曲げ部の内側に微小な座屈しわの発生を抑制し、該座屈しわを起点として疲労亀裂が発生して疲労破壊に至るのを防ぐことができ、プレス成形品の疲労強度を向上することができる。 In the present invention, the blank is press-molded into a shape having a bent portion having a substantially L-shaped cross section, and is between the die shoulder portion, the die center portion, and the die shoulder portion and the die center portion. A die having a groove-shaped die groove portion provided, a punch having a punch shoulder portion which is installed facing the die groove portion and abuts on a portion corresponding to the bending inside of the bending portion in the blank. A portion that is arranged in the die groove portion, protrudes toward the punch side from the center portion of the die, and is movably supported toward the groove bottom side of the die groove portion, and corresponds to the bent outer side of the bent portion in the blank. A die-side pad having a pad shoulder portion that abuts on the die, and a die-side pad that is arranged to face the center of the die, protrudes toward the die from the punch, and is movably supported on the opposite side of the die. A punch side pad having a blank mounting surface portion on which the blank is placed is provided, and the die moves relative to the punch side until the center portion of the die abuts on the blank mounted on the blank mounting surface portion. Then, the pad shoulder portion of the die side pad forms a reverse bending portion in the blank in the direction opposite to the bending direction of the bending portion, and the die is on the punch side while the center portion of the die is in contact with the blank. By moving relative to the bottom dead point of molding and moving the punch side pad and the die side pad, respectively, the punch shoulder portion squeezes the reverse bending portion to form the bending portion, thereby forming the bending portion. It is possible to suppress the occurrence of minute buckling wrinkles on the inside of the surface, prevent fatigue cracks from occurring starting from the buckling wrinkles and lead to fatigue failure, and improve the fatigue strength of the press-formed product. ..
本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係るプレス成形装置を、図１及び図２に基づいて説明する。
なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付する。
The press molding apparatus according to the first embodiment and the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals.
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係るプレス成形装置１は、図１に一例として示すように、ブランク１００（図１（ａ））を、断面略Ｌ字状の曲げ部１１１を有する形状のプレス成形品１１０（図１（ｃ））にプレス成形するものであって、ダイ３と、パンチ５と、ダイ側パッド７と、パンチ側パッド９と、を備えている。
以下、プレス成形装置１の各構成について説明する。
[Embodiment 1]
In the press molding apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention, as shown as an example in FIG. 1, the blank 100 (FIG. 1 (a)) is press-molded in a shape having a bent portion 111 having a substantially L-shaped cross section. The product 110 (FIG. 1 (c)) is press-molded, and includes a die 3, a punch 5, a die-side pad 7, and a punch-side pad 9.
Hereinafter, each configuration of the press forming apparatus 1 will be described.
＜ダイ＞
ダイ３は、ダイ肩部３ａと、ダイ中央部３ｂと、ダイ肩部３ａとダイ中央部３ｂとの間に設けられた溝形状のダイ溝部３ｃとを有する。
<Die>
The die 3 has a die shoulder portion 3a, a die central portion 3b, and a groove-shaped die groove portion 3c provided between the die shoulder portion 3a and the die central portion 3b.
＜パンチ＞
パンチ５は、ダイ溝部３ｃに対向して設置されて、ブランク１００における曲げ部１１１（図１（ｃ））の曲げ内側に相当する部位に当接するパンチ肩部５ａを有する。
<Punch>
The punch 5 is installed facing the die groove portion 3c and has a punch shoulder portion 5a that abuts on a portion corresponding to the inside of the bending portion 111 (FIG. 1C) in the blank 100.
＜ダイ側パッド＞
ダイ側パッド７は、ダイ溝部３ｃに配置されるとともに、ダイ側パッド支持部１１を用いてダイ中央部３ｂよりもパンチ５側に突出し、かつダイ溝部３ｃの溝底側に移動可能に支持されて、ブランク１００における曲げ部１１１（図１（ｃ））の曲げ外側に相当する部位に当接するパッド肩部７ａを有するものである。
本実施の形態１では、ダイ側パッド支持部１１としてガスシリンダーを用いるものとし、ダイ側パッド７は、ダイ側パッド支持部１１により所定の荷重で付勢されている。
<Die side pad>
The die side pad 7 is arranged in the die groove portion 3c, protrudes toward the punch 5 side from the die center portion 3b by using the die side pad support portion 11, and is movably supported toward the groove bottom side of the die groove portion 3c. The blank 100 has a pad shoulder portion 7a that abuts on a portion corresponding to the bent outer side of the bent portion 111 (FIG. 1 (c)).
In the first embodiment, a gas cylinder is used as the die-side pad support portion 11, and the die-side pad 7 is urged by the die-side pad support portion 11 with a predetermined load.
＜パンチ側パッド＞
パンチ側パッド９は、ダイ中央部３ｂに対向して配置されるとともに、パンチ側パッド支持部１３を用いてパンチ５よりもダイ３側に突出し、かつダイ３と反対側に移動可能に支持されて、ブランク１００を載置するブランク載置面部９ａを有するものである。
本実施の形態１では、パンチ側パッド支持部１３としてガスシリンダーを用いるものとし、パンチ側パッド９は、パンチ側パッド支持部１３により所定の荷重で付勢されている。
<Punch side pad>
The punch-side pad 9 is arranged so as to face the die center portion 3b, and is supported by the punch-side pad support portion 13 so as to protrude toward the die 3 side from the punch 5 and move to the opposite side to the die 3. The blank mounting surface portion 9a on which the blank 100 is placed is provided.
In the first embodiment, a gas cylinder is used as the punch side pad support portion 13, and the punch side pad 9 is urged by the punch side pad support portion 13 with a predetermined load.
上記の様に構成されたプレス成形装置１の動作を、ブランク１００を断面略Ｌ字状の曲げ部を有する形状であるプレス成形品１１０にプレス成形する場合について図１に基づいて説明する。 The operation of the press molding apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIG. 1 in a case where the blank 100 is press-molded into a press-molded product 110 having a bent portion having a substantially L-shaped cross section.
まず、図１（ａ）に示すように、パンチ側パッド９のブランク載置面部９ａにブランク１００を載置し、ダイ側パッド７及びパンチ側パッド９をともに突出した状態のまま、パンチ側パッド９のブランク載置面部９ａに載置されたブランク１００に、ダイ中央部３ｂが当接するまで、または、パッド先端７ｂが当接するまで、ダイ３がパンチ５側に相対移動する。 First, as shown in FIG. 1A, the blank 100 is placed on the blank mounting surface portion 9a of the punch side pad 9, and the punch side pad 7 and the punch side pad 9 are both projected in a state of being projected. The die 3 moves relative to the punch 5 side until the center portion 3b of the die abuts on the blank 100 placed on the blank mounting surface portion 9a of 9 or the tip 7b of the pad abuts.
このとき、ダイ肩部３ａがブランク１００に当接してダイ３がパンチ５側に相対移動すると、図１（ｂ）に示すように、ブランク１００においてはパッド肩部９ｂが当接する部位とパンチ肩部５ａが当接する部位はダイ３の移動方向に曲げられる。さらに、ブランク１００におけるパッド肩部９ｂが当接する部位とパンチ肩部５ａが当接する部位の間の部位にダイ側パッド７のパッド肩部７ａが当接して、目標とする曲げ部１１１（図１（ｃ））の曲げ方向と逆向きに曲げられた逆曲げ部１０１が形成される（図１（ｂ））。 At this time, when the die shoulder portion 3a abuts on the blank 100 and the die 3 moves relative to the punch 5 side, as shown in FIG. 1B, in the blank 100, the portion where the pad shoulder portion 9b abuts and the punch shoulder The portion with which the portion 5a abuts is bent in the moving direction of the die 3. Further, the pad shoulder portion 7a of the die-side pad 7 abuts on the portion between the portion of the blank 100 where the pad shoulder portion 9b abuts and the portion where the punch shoulder portion 5a abuts, and the target bending portion 111 (FIG. 1). A reverse bending portion 101 bent in the direction opposite to the bending direction of (c)) is formed (FIG. 1 (b)).
続いて、ダイ中央部３ｂがブランク１００に当接したまま、ダイ３がパンチ５側に成形下死点まで相対移動する。パンチ側パッド支持部１３により付勢されたパンチ側パッド９は、ブランク１００を挟んでダイ中央部３ｂにより押圧されて、パンチ５と面一となる位置まで引っ込む。さらに、ダイ側パッド支持部１１により付勢されたダイ側パッド７は、ブランク１００を挟んでパンチ５により押圧されてダイ溝部３ｃに引っ込む。この過程において、パンチ肩部５ａは逆曲げ部１０１をしごいて曲げ部１１１を形成する。 Subsequently, the die 3 moves relative to the punch 5 side to the bottom dead center of molding while the center portion 3b of the die is in contact with the blank 100. The punch side pad 9 urged by the punch side pad support portion 13 is pressed by the die center portion 3b with the blank 100 sandwiched therein, and is retracted to a position where it is flush with the punch 5. Further, the die side pad 7 urged by the die side pad support portion 11 is pressed by the punch 5 with the blank 100 sandwiched therein, and retracts into the die groove portion 3c. In this process, the punch shoulder portion 5a squeezes the reverse bending portion 101 to form the bending portion 111.
このように、本実施の形態に係るプレス成形装置１は、ダイ側パッド７のパッド肩部７ａにより逆曲げ部１０１を成形して曲げ部１１１の曲げ内側にも面内方向の引張応力を付与した後に、パンチ肩部５ａにより逆曲げ部１０１をしごいて曲げ部１１１を成形する。これにより、曲げ部１１１を成形する過程における面内方向の圧縮応力を低減し、座屈しわを抑制することができる。その結果、曲げ部１１１を有するプレス成形品１１０の疲労強度を向上することができる。 As described above, in the press forming apparatus 1 according to the present embodiment, the reverse bending portion 101 is formed by the pad shoulder portion 7a of the die side pad 7, and the tensile stress in the in-plane direction is also applied to the bending inside of the bending portion 111. After that, the reverse bending portion 101 is squeezed by the punch shoulder portion 5a to form the bending portion 111. As a result, the compressive stress in the in-plane direction in the process of forming the bent portion 111 can be reduced, and buckling wrinkles can be suppressed. As a result, the fatigue strength of the press-molded product 110 having the bent portion 111 can be improved.
なお、本実施の形態１に係るプレス成形装置１は、プレス成形方向に直交する方向におけるダイ３とパンチ５の間隔ｃ（図１（ｃ）参照）がブランク１００の板厚以下であることが好ましい。
間隔ｃが板厚以下であることにより、ダイ中央部３ｂがブランク１００に当接した後、ブランク１００の端部側をダイ３とパンチ５の隙間に挟み込んだ状態でダイ３がパンチ５側に移動し、ブランク１００の端部がよりパンチ５側に引き込まれやすい。このため、パンチ肩部５ａによる逆曲げ部１０１のしごきを強くすることができ、座屈しわをさらに抑制して疲労強度を向上させることができる。
In the press forming apparatus 1 according to the first embodiment, the distance c between the die 3 and the punch 5 (see FIG. 1 (c)) in the direction orthogonal to the press forming direction is equal to or less than the plate thickness of the blank 100. preferable.
When the interval c is less than or equal to the plate thickness, after the center portion 3b of the die comes into contact with the blank 100, the die 3 moves to the punch 5 side with the end side of the blank 100 sandwiched between the die 3 and the punch 5. It moves and the end of the blank 100 is more likely to be pulled toward the punch 5. Therefore, the squeezing of the reverse bending portion 101 by the punch shoulder portion 5a can be strengthened, the buckling wrinkle can be further suppressed, and the fatigue strength can be improved.
上記の説明において、ダイ側パッド支持部１１及びパンチ側パッド支持部１３はいずれもガスシリンダーなど荷重を制御可能なものを用いるとよく、所定の荷重でダイ側パッド７及びパンチ側パッド９を付勢して支持するものであった。この場合、ダイ側パッド支持部１１及びパンチ側パッド支持部１３により付勢する荷重は、ダイ３のダイ中央部３ｂがブランク１００に当接するまでは、ダイ側パッド７がダイ中央部３ｂよりパンチ５側に突出し、かつパンチ側パッド９がパンチ５よりもダイ３側に突出した状態を維持でき、さらに、ダイ３のダイ中央部３ｂがブランク１００に当接した後は、ダイ３の相対移動に伴ってダイ側パッド７とパンチ側パッド９が押圧されて引っ込むように設定すればよい。
もっとも、ダイ側パッド支持部１１及びパンチ側パッド支持部１３は、ダイ３の移動に伴ってダイ側パッド７及びパンチ側パッド９をそれぞれ位置制御する機構を備えたものであってもよい。
In the above description, it is preferable to use a gas cylinder or the like that can control the load for both the die side pad support portion 11 and the punch side pad support portion 13, and the die side pad 7 and the punch side pad 9 are attached with a predetermined load. It was a force to support. In this case, the load urged by the die side pad support portion 11 and the punch side pad support portion 13 is such that the die side pad 7 punches from the die center portion 3b until the die center portion 3b of the die 3 abuts on the blank 100. It is possible to maintain a state in which the pad 9 on the punch side protrudes toward the die 3 side of the punch 5 and the pad 9 on the punch side protrudes toward the die 3 side. The die side pad 7 and the punch side pad 9 may be set so as to be pressed and retracted accordingly.
However, the die-side pad support portion 11 and the punch-side pad support portion 13 may be provided with a mechanism for controlling the positions of the die-side pad 7 and the punch-side pad 9 as the die 3 moves.
また、本実施の形態１のプレス成形装置１は、ダイ３がパンチ５の上方に配置されて、ダイ３がパンチ５側に下降するものとして図示されているが（図１参照）、本発明はこのような配置や移動に限るものではない。例えば、ダイとパンチが上下逆に配置されて、パンチとダイが相対的に移動するものであってもよく、このようなダイとパンチの配置に伴って、ダイ側パッドやパンチ側パッドが設置されたものであればよい。 Further, in the press forming apparatus 1 of the first embodiment, the die 3 is arranged above the punch 5 and the die 3 is lowered toward the punch 5 (see FIG. 1), but the present invention. Is not limited to such arrangement and movement. For example, the die and the punch may be arranged upside down so that the punch and the die move relatively, and the die side pad and the punch side pad are installed along with the arrangement of the die and the punch. Anything that has been done will do.
［実施の形態２］
本実施の形態２に係るプレス成形装置２１は、図２に一例として示すように、ブランク１００（図２（ａ））を、断面略Ｌ字状の曲げ部１１１を有する形状のプレス成形品１１０（図２（ｃ））にプレス成形するものであって、ダイ３と、パンチ５と、ダイ側パッド７と、パンチ側パッド９、ホルダー２３と、を備えている。
ここで、パンチ５、ダイ側パッド７及びパンチ側パッド９は、前述の実施の形態１と実質的に同一の機能、構成を有するものであるので、以下、プレス成形装置２１におけるダイ３とホルダー２３について説明する。
[Embodiment 2]
As shown as an example in FIG. 2, the press molding apparatus 21 according to the second embodiment has a blank 100 (FIG. 2A) in which the blank 100 (FIG. 2A) has a bent portion 111 having a substantially L-shaped cross section. (Fig. 2 (c)) is press-molded, and includes a die 3, a punch 5, a die-side pad 7, a punch-side pad 9, and a holder 23.
Here, since the punch 5, the die side pad 7, and the punch side pad 9 have substantially the same functions and configurations as those of the above-described first embodiment, the die 3 and the holder in the press molding apparatus 21 will be described below. 23 will be described.
＜ダイ＞
ダイ３は、ダイ肩部３ａと、ダイ中央部３ｂと、ダイ肩部３ａとダイ中央部３ｂとの間に設けられた溝形状のダイ溝部３ｃとを有し、さらに、ダイ肩部３ａからダイ溝部３ｃと反対側に連続するダイ側板押え面部３ｄを有するものである。
<Die>
The die 3 has a die shoulder portion 3a, a die central portion 3b, and a groove-shaped die groove portion 3c provided between the die shoulder portion 3a and the die central portion 3b, and further, from the die shoulder portion 3a. It has a die side plate holding surface portion 3d continuous on the opposite side to the die groove portion 3c.
＜ホルダー＞
ホルダー２３は、ダイ側板押え面部３ｄに対向して設置され、ダイ側板押え面部３ｄと協働してブランク１００の端部を挟持するものであり、ホルダー支持部２５によりプレス成形方向に移動可能に支持されている。
本実施の形態２において、ホルダー支持部２５はクッションピンを用いるものとし、所定の荷重でダイ３側に付勢されている。
<Holder>
The holder 23 is installed facing the die side plate pressing surface portion 3d and sandwiches the end portion of the blank 100 in cooperation with the die side plate pressing surface portion 3d, and can be moved in the press forming direction by the holder supporting portion 25. It is supported.
In the second embodiment, the holder support portion 25 uses a cushion pin and is urged toward the die 3 side with a predetermined load.
次に、上記の様に構成されたプレス成形装置２１の動作を、前述の実施の形態１と同様、ブランク１００を断面略Ｌ字状の曲げ部１１１を有する形状であるプレス成形品１１０にプレス成形する場合について、図２に基づいて説明する。 Next, the operation of the press molding apparatus 21 configured as described above is performed by pressing the blank 100 onto the press molded product 110 having a bent portion 111 having a substantially L-shaped cross section, as in the first embodiment. The case of molding will be described with reference to FIG.
まず、図２（ａ）に示すように、パンチ側パッド９のブランク載置面部９ａにブランク１００を載置し、ダイ側パッド７及びパンチ側パッド９をともに突出した状態のまま、パンチ側パッド９のブランク載置面部９ａに載置されたブランク１００にダイ中央部３ｂが当接するまでダイ３がパンチ５側に相対移動する。 First, as shown in FIG. 2A, the blank 100 is placed on the blank mounting surface portion 9a of the punch side pad 9, and the punch side pad 7 and the punch side pad 9 are both projected. The die 3 moves relative to the punch 5 side until the center portion 3b of the die abuts on the blank 100 mounted on the blank mounting surface portion 9a of 9.
このとき、ダイ肩部３ａがブランク１００に当接してダイ３がパンチ５側に相対移動すると、図２（ｂ）に示すように、ブランク１００においてはパッド肩部９ｂが当接する部位とパンチ肩部５ａが当接する部位はダイ３の移動方向に曲げられ、ブランク１００におけるパッド肩部９ｂが当接する部位とパンチ肩部５ａが当接する部位の間の部位にダイ側パッド７のパッド肩部７ａが当接し、目標とする曲げ部１１１（図２（ｃ））の曲げ方向と逆向きに曲げられた逆曲げ部１０１が形成される（図２（ｂ））。 At this time, when the die shoulder portion 3a abuts on the blank 100 and the die 3 moves relative to the punch 5 side, as shown in FIG. 2B, in the blank 100, the portion where the pad shoulder portion 9b abuts and the punch shoulder The portion that the portion 5a abuts is bent in the moving direction of the die 3, and the pad shoulder portion 7a of the die side pad 7 is located between the portion of the blank 100 that the pad shoulder portion 9b abuts and the portion that the punch shoulder portion 5a abuts. Abuts with each other to form a reverse bending portion 101 bent in the direction opposite to the bending direction of the target bending portion 111 (FIG. 2 (c)) (FIG. 2 (b)).
さらに、ブランク１００におけるパンチ５のパンチ肩部５ａが当接する部位よりも端部側は、ダイ３のダイ側板押え面部３ｄとホルダー２３とにより挟持される。 Further, the end side of the blank 100 with respect to the portion where the punch shoulder portion 5a of the punch 5 abuts is sandwiched between the die side plate pressing surface portion 3d of the die 3 and the holder 23.
続いて、ダイ中央部３ｂがブランク１００に当接したまま、ダイ３がパンチ５側に成形下死点まで相対移動する。パンチ側パッド支持部１３により付勢されたパンチ側パッド９は、ブランク１００を挟んでダイ中央部３ｂにより押圧されて、パンチ５と面一となる位置まで引っ込む。さらに、ダイ側パッド支持部１１により付勢されたダイ側パッド７は、ブランク１００を挟んでパンチ５により押圧されてダイ溝部３ｃに引っ込む。この過程において、ダイ側板押え面部３ｄとホルダー２３とがブランク１００の端部側を挟持したまま、パンチ肩部５ａは逆曲げ部１０１をしごく。その後、ブランク１００の端部側がダイ側板押え面部３ｄとホルダー２３との間から引き抜かれ、パンチ肩部５ａにより曲げ部１１１が成形される。 Subsequently, the die 3 moves relative to the punch 5 side to the bottom dead center of molding while the center portion 3b of the die is in contact with the blank 100. The punch side pad 9 urged by the punch side pad support portion 13 is pressed by the die center portion 3b with the blank 100 sandwiched therein, and is retracted to a position where it is flush with the punch 5. Further, the die side pad 7 urged by the die side pad support portion 11 is pressed by the punch 5 with the blank 100 sandwiched therein, and retracts into the die groove portion 3c. In this process, the punch shoulder portion 5a squeezes the reverse bending portion 101 while the die side plate pressing surface portion 3d and the holder 23 sandwich the end side of the blank 100. After that, the end side of the blank 100 is pulled out from between the die side plate pressing surface portion 3d and the holder 23, and the bent portion 111 is formed by the punch shoulder portion 5a.
このように、本実施の形態２に係るプレス成形装置２１においては、ブランク１００の端部側がダイ側板押え面部３ｄとホルダー２３とにより挟持された状態で、ブランク１００の端部をパンチ５側に引き込むため、パンチ肩部５ａが逆曲げ部１０１をしごいて曲げ部１１１を成形する。これにより、曲げ部１１１の曲げ内側に面内方向の張力が付与され、曲げ内側における面内方向の圧縮応力をより低減して、座屈しわを抑制することができる。その結果、曲げ部１１１を有するプレス成形品１１０の疲労強度をより向上することができる。 As described above, in the press molding apparatus 21 according to the second embodiment, the end portion of the blank 100 is placed on the punch 5 side while the end portion side of the blank 100 is sandwiched between the die side plate pressing surface portion 3d and the holder 23. In order to pull in, the punch shoulder portion 5a squeezes the reverse bending portion 101 to form the bending portion 111. As a result, in-plane tension is applied to the inside of the bending portion 111, and the in-plane compressive stress inside the bending can be further reduced to suppress buckling wrinkles. As a result, the fatigue strength of the press-molded product 110 having the bent portion 111 can be further improved.
上記の説明において、ホルダー支持部２５はいずれもクッションピンを用いるものとし、所定の荷重でホルダー２３を付勢して支持するものであった。この場合、ホルダー支持部２５により付勢する荷重は、パンチ肩部５ａが逆曲げ部１０１をしごく際に引張応力が付与されるようにするともに、曲げ部１１１が成形されるまでにブランク１００の端部がダイ側板押え面部３ｄとホルダー２３との間から引き抜かれるように設定されたものとすればよい。 In the above description, the holder support portion 25 is assumed to use a cushion pin, and the holder 23 is urged and supported by a predetermined load. In this case, the load urged by the holder support portion 25 is such that tensile stress is applied when the punch shoulder portion 5a squeezes the reverse bending portion 101, and the blank 100 is formed by the time the bending portion 111 is formed. It is assumed that the end portion is set so as to be pulled out from between the die side plate pressing surface portion 3d and the holder 23.
また、本実施の形態２のプレス成形装置２１は、ダイ３がパンチ５の上方に配置されて、ダイ３がパンチ５側に下降するものとして図示されているが（図２参照）、本発明はこのような配置や移動に限るものではない点は、前述の実施の形態１と同様である。 Further, in the press forming apparatus 21 of the second embodiment, the die 3 is arranged above the punch 5 and the die 3 is lowered toward the punch 5 (see FIG. 2), but the present invention. Is not limited to such arrangement and movement, as in the above-described first embodiment.
本発明の作用効果について確認するための実験を行ったので、これについて以下に説明する。
本実施例では、図３に示す断面コ字状のプレス成形品１２０を試験対象とした。
An experiment was conducted to confirm the action and effect of the present invention, which will be described below.
In this example, the press-molded product 120 having a U-shaped cross section shown in FIG. 3 was used as a test target.
供試材には、自動車用足周り部品に用いられる板厚2.9mm、引張強度590MPa級の熱延鋼板を用いた。
そして、当該供試材をブランク１００とし、本発明に係るプレス成形装置２１（図２）を用いて曲げ部１２５を有する形状のプレス成形品１２０にプレス成形した。プレス成形品１２０は、図３に示すように、天板部１２１と一対の縦壁部１２３を有し、天板部１２１と縦壁部１２３は曲率半径R1.7mmの曲げ部１２５を介して連続している。
As the test material, a hot-rolled steel sheet with a thickness of 2.9 mm and a tensile strength of 590 MPa, which is used for suspension parts for automobiles, was used.
Then, the test material was used as a blank 100, and the press-molded product 120 having a bent portion 125 was press-molded using the press-molding apparatus 21 (FIG. 2) according to the present invention. As shown in FIG. 3, the press-molded product 120 has a top plate portion 121 and a pair of vertical wall portions 123, and the top plate portion 121 and the vertical wall portion 123 are interposed via a bent portion 125 having a radius of curvature R1.7 mm. It is continuous.
プレス成形装置２１において、ダイ側パッド支持部１１及びパンチ側パッド支持部１３にはそれぞれガスシリンダーを用い、ダイ側パッド７及びパンチ側パッド９を付勢するための荷重（初期圧）はそれぞれ15tonf及び10tonfとした。また、ホルダー支持部２５にはクッションピンを用い、ホルダー２３を付勢するための荷重（初期圧）は2.5tonfとした。 In the press forming apparatus 21, gas cylinders are used for the die side pad support portion 11 and the punch side pad support portion 13, respectively, and the load (initial pressure) for urging the die side pad 7 and the punch side pad 9 is 15 tonf, respectively. And 10 tonf. A cushion pin was used for the holder support portion 25, and the load (initial pressure) for urging the holder 23 was 2.5 tonf.
本実施例では、プレス成形品１２０の曲げ部１２５の曲げ内側に生じた座屈しわの状態を観察することにより、本発明の有効性を評価した。
座屈しわの観察においては、プレス成形品１２０の曲げ部１２５の曲げ内側頂点を含む部位を切り出して拡大して観察し、図４に示すように、曲げ内側に生じた高さ20μm以上の座屈しわの個数を計測した。
In this example, the effectiveness of the present invention was evaluated by observing the state of buckling wrinkles generated inside the bending of the bent portion 125 of the press-molded product 120.
In the observation of buckling wrinkles, a portion including the bending inner apex of the bent portion 125 of the press-molded product 120 is cut out and enlarged and observed, and as shown in FIG. 4, a seat having a height of 20 μm or more generated inside the bending is observed. The number of wrinkles was measured.
さらに、プレス成形装置２１によりプレス成形品１２０をプレス成形する過程の有限要素解析を行い、曲げ部１２５におけるひずみ分布を求めた。 Further, a finite element analysis of the process of press-molding the press-molded product 120 by the press-molding apparatus 21 was performed to obtain the strain distribution in the bent portion 125.
なお、本実施例では、比較対象として、プレス成形過程において逆曲げ部１０１（図１（ｂ）参照）を形成せずに１ストロークで曲げ部１２５を有するプレス成形品１２０をプレス成形した場合を従来例とし、曲げ部１２５の内側における座屈しわを観察するとともに、有限要素解析により曲げ部１２５のひずみ分布を求めた。 In this embodiment, as a comparison target, a case where a press-molded product 120 having a bent portion 125 is press-molded in one stroke without forming a reverse bending portion 101 (see FIG. 1B) in the press molding process is used. As a conventional example, the buckling wrinkles inside the bent portion 125 were observed, and the strain distribution of the bent portion 125 was obtained by finite element analysis.
図５に、曲げ部１２５の曲げ内側に生じた座屈しわの個数を計測した結果を示す。
図５より、従来例に比べると本発明例においては座屈しわが著しく減少していることが分かる。
FIG. 5 shows the result of measuring the number of buckling wrinkles generated inside the bending of the bending portion 125.
From FIG. 5, it can be seen that buckling wrinkles are significantly reduced in the example of the present invention as compared with the conventional example.
図６に、従来例に係るプレス成形品１２０の有限要素解析により求めた曲げ部１２５の断面におけるひずみ分布を示す。
ここで、図６は、引張ひずみを正の値、圧縮ひずみを負の値をとしたときのひずみ分布をグレースケール表示したものである。図６より、曲げ部１２５の曲げ内側においては圧縮ひずみが生じており、曲げ頂点において圧縮ひずみがピークを示していることが分かる。
FIG. 6 shows the strain distribution in the cross section of the bent portion 125 obtained by the finite element analysis of the press-molded product 120 according to the conventional example.
Here, FIG. 6 is a grayscale display of the strain distribution when the tensile strain is a positive value and the compressive strain is a negative value. From FIG. 6, it can be seen that the compressive strain is generated inside the bending portion 125, and the compressive strain peaks at the bending apex.
図７に、曲げ部１２５の曲げ内側に沿った方向における曲げ内側表面での圧縮ひずみの解析結果を示す。
図７において従来例と本発明例を比較すると、本発明例においては曲げ内側表面の圧縮ひずみは全体的に低下しており、特に、曲げ頂点での圧縮ひずみが従来例に比べて約46%減少していることが確認された。
FIG. 7 shows the analysis result of the compressive strain on the bending inner surface in the direction along the bending inner side of the bending portion 125.
Comparing the conventional example and the example of the present invention in FIG. 7, the compressive strain on the inner surface of the bend is generally reduced in the example of the present invention, and in particular, the compressive strain at the bending apex is about 46% as compared with the conventional example. It was confirmed that it was decreasing.
図６及び図７の結果から、本発明例に係るプレス成形品１２０においては、プレス成形過程での曲げ部１２５の曲げ内側における圧縮ひずみが低減したため、座屈しわが低減したと考えられる。そして、この結果から、本発明例に係るプレス成形品１２０について疲労耐久試験を行った場合、従来例に比べると座屈しわを起点とした疲労破壊が抑制されるために疲労特性が向上することが示唆された。 From the results of FIGS. 6 and 7, it is considered that in the press-molded product 120 according to the example of the present invention, the buckling wrinkle was reduced because the compressive strain inside the bending portion 125 in the press-molding process was reduced. From this result, when the fatigue durability test is performed on the press-molded product 120 according to the example of the present invention, the fatigue characteristics are improved because the fatigue fracture starting from buckling wrinkles is suppressed as compared with the conventional example. Was suggested.
１ プレス成形装置
３ ダイ
３ａ ダイ肩部
３ｂ ダイ中央部
３ｃ ダイ溝部
３ｄ ダイ側板押え面部
５ パンチ
５ａ パンチ肩部
７ ダイ側パッド
７ａ パッド肩部
７ｂ パッド先端
９ パンチ側パッド
９ａ ブランク載置面部
９ｂ パッド肩部
１１ ダイ側パッド支持部
１３ パンチ側パッド支持部
２１ プレス成形装置
２３ ホルダー
２５ ホルダー支持部
１００ ブランク
１０１ 逆曲げ部
１１０ プレス成形品
１１１ 曲げ部
1 Press molding device 3 Die 3a Die shoulder 3b Die center 3c Die groove 3d Die side plate holding surface 5 Punch 5a Punch shoulder 7 Die side pad 7a Pad shoulder 7b Pad tip 9 Punch side pad 9a Blank mounting surface 9b Pad Shoulder part 11 Die side pad support part 13 Punch side pad support part 21 Press molding device 23 Holder 25 Holder support part 100 Blank 101 Reverse bending part 110 Press molded product 111 Bending part
Claims (3)
ダイ肩部と、ダイ中央部と、前記ダイ肩部と前記ダイ中央部との間に設けられた溝形状のダイ溝部と、を有するダイと、
前記ダイ溝部に対向して設置されて、前記ブランクにおける前記曲げ部の曲げ内側に相当する部位に当接するパンチ肩部を有するパンチと、
前記ダイ溝部に配置されるとともに、前記ダイ中央部よりも前記パンチ側に突出し、かつ前記ダイ溝部の溝底側に移動可能に支持されて、前記ブランクにおける前記曲げ部の曲げ外側に相当する部位に当接するパッド肩部を有するダイ側パッドと、
前記ダイ中央部に対向して配置されるとともに、前記パンチよりも前記ダイ側に突出し、かつ前記ダイと反対側に移動可能に支持されて、前記ブランクを載置するブランク載置面部を有するパンチ側パッドと、を備え、
前記ブランク載置面部に載置された前記ブランクに前記ダイ中央部が当接するまで前記ダイが前記パンチ側に相対移動し、前記ダイ側パッドの前記パッド肩部が前記ブランクに前記曲げ部の曲げ方向と逆向きの逆曲げ部を形成し、
前記ダイ中央部が前記ブランクに当接したまま前記ダイが前記パンチ側に成形下死点まで相対移動し、前記パンチ側パッド及び前記ダイ側パッドがそれぞれ移動することにより、前記パンチ肩部が前記逆曲げ部をしごいて前記曲げ部を形成することを特徴とするプレス成形装置。 A press molding device that press-molds a blank into a shape having a bent portion having a substantially L-shaped cross section.
A die having a die shoulder portion, a die center portion, and a groove-shaped die groove portion provided between the die shoulder portion and the die center portion.
A punch that is installed facing the die groove portion and has a punch shoulder portion that abuts on a portion corresponding to the bending inner side of the bending portion in the blank.
A portion that is arranged in the die groove portion, protrudes toward the punch side from the center portion of the die, and is movably supported toward the groove bottom side of the die groove portion, and corresponds to the bent outer side of the bent portion in the blank. A die-side pad with a pad shoulder that abuts on
A punch that is arranged so as to face the central portion of the die, projects toward the die side from the punch, and is movably supported on the side opposite to the die, and has a blank mounting surface portion on which the blank is placed. With side pads,
The die moves relative to the punch side until the center portion of the die abuts on the blank placed on the blank mounting surface portion, and the pad shoulder portion of the die side pad bends the bent portion to the blank. Forming a reverse bending part in the opposite direction to the direction,
The die moves relative to the punch side to the bottom dead center of molding while the central portion of the die is in contact with the blank, and the punch side pad and the die side pad move respectively, so that the punch shoulder portion is moved. A press molding apparatus characterized in that the reverse bent portion is squeezed to form the bent portion.
該ダイ側板押え面部に対向して設置されて、該ダイ側板押え面部と協働して前記ブランクの端部を挟持するホルダーをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のプレス成形装置。 The die has a die side plate pressing surface portion that is continuous from the die shoulder portion to the side opposite to the die groove portion.
The press molding apparatus according to claim 1, further comprising a holder which is installed facing the die side plate pressing surface portion and which holds the end portion of the blank in cooperation with the die side plate pressing surface portion.
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