JP2021049575A - Press molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属板を筒状に成形するプレス成形方法に関する。 The present invention relates to a press molding method for molding a metal plate into a tubular shape.
筒状の部品をプレス成形する方法として、UO曲げ成形が知られている(例えば、下記の特許文献1参照)。UO曲げ成形では、金属板を断面U字形状にプレス成形(U曲げ工程)した後、図10に示すO曲げ工程で筒状に成形する。O曲げ工程では、まず、断面U字形状の金属板101を下型120にセットし(図10(A)参照)、上型110を降下させて一対の縦壁部101aの上辺同士を互いに突き合わせる(図10(B)参照)。その後、上型110をさらに降下させることにより、各縦壁部101aを座屈させて外側に湾曲させ(図10(C)参照)、上型110の成形面に押し付けることで、断面円形の筒状部品130が成形される(図10(D)参照)。
UO bending molding is known as a method of press molding a tubular part (see, for example,
また、下記の特許文献2には、異形(非円形)断面の筒状部品をUO曲げにより成形する方法が示されている。具体的には、O曲げ工程を、断面U字形状のワークの縦壁部に曲げ部を成形する第一O曲げ工程(中間曲げ工程)と、縦壁部の端部同士を突き合わせる第二O曲げ工程(O曲げ工程)とに分けて行うことで、異形断面の筒状部品のUO曲げ成形を可能としている。
Further,
例えば、長手方向に沿って下向きに凸となるように湾曲した部品を成形する場合、O曲げ工程の上型の成形面は、断面U字形状の成形品(U曲げ成形品)の縦壁部の上辺に沿って湾曲した形状に設計される(図3(B)参照)。このような上型を降下させると、理論上は、上型のU曲げ成形面が成形品の縦壁部の上辺の全域に同時に線接触する。しかし、本発明者らが、実際に、長手方向に沿って下向きに凸となるように湾曲したU曲げ成形品にO曲げ工程を施したところ、上型の成形面のうち、U曲げ成形品の角部(縦壁部の上辺の両端の角部)が接触する部分に傷が付いた。このように、O曲げ工程の金型に傷が付くと、金型の寿命が短くなると共に、成形面の傷がその後の成形品に転写されてしまい、品質が低下する恐れがある。 For example, when molding a part curved so as to be convex downward along the longitudinal direction, the molding surface of the upper mold in the O-bending process is a vertical wall portion of a molded product having a U-shaped cross section (U-bending molded product). It is designed to have a curved shape along the upper side (see FIG. 3B). When such an upper mold is lowered, theoretically, the U-bent molding surface of the upper mold makes line contact with the entire upper side of the vertical wall portion of the molded product at the same time. However, when the present inventors actually performed an O-bending step on a U-bent molded product that was curved so as to be convex downward along the longitudinal direction, the U-bent molded product among the molded surfaces of the upper mold was obtained. The corners of the vertical wall (the corners at both ends of the upper side of the vertical wall) were scratched. If the mold in the O-bending process is damaged in this way, the life of the mold is shortened, and the scratches on the molded surface are transferred to the subsequent molded product, which may reduce the quality.
そこで、本発明は、長手方向に沿って下向きに凸となるように湾曲した筒状部品をUO曲げ成形で形成するにあたり、O曲げ工程の金型の損傷を防止することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to prevent damage to the mold in the O-bending process when forming a tubular part curved so as to be convex downward along the longitudinal direction by UO bending molding.
例えば、U曲げ成形品の一対の縦壁部の上辺の端部に鈍角の角部や曲線部を設ければ、O曲げ工程において、この鈍角の角部あるいは曲線部が金型の成形面に接触するため、金型の損傷を防止することができる。しかし、U曲げ成形品の一対の縦壁部の上辺の端部に鈍角の角部あるいは曲線部を設けるために、縦壁部を長手方向に延長すると、コスト増につながる。 For example, if an obtuse-angled corner or curved portion is provided at the upper end of a pair of vertical wall portions of a U-bent molded product, the obtuse-angled corner or curved portion becomes a molding surface of the mold in the O-bending step. Since they come into contact with each other, damage to the mold can be prevented. However, extending the vertical wall portion in the longitudinal direction in order to provide an obtuse-angled corner portion or a curved portion at the end portion of the upper side of the pair of vertical wall portions of the U-bent molded product leads to an increase in cost.
そこで、本発明は、長手方向に沿って下向きに凸となるように湾曲した細長形状の底部、及び、前記底部の短手方向両端から上方に立ち上がった一対の縦壁部を有する断面U字形状のU曲げ成形品をプレス成形するU曲げ工程と、前記U曲げ成形品をプレスすることにより、前記一対の縦壁部の端部同士を突き合わせて筒状に成形するO曲げ工程とを備えたプレス成形方法であって、前記U曲げ成形品の一対の縦壁部の上辺に、O曲げ工程で互いに突き合う突き合わせ線と、前記突き合わせ線に隣接し、前記突き合わせ線の延長線から後退した退避線とを設け、前記突き合わせ線と前記退避線とを、鈍角の角部、あるいは、曲線部を介して連続したプレス成形方法を提供する。 Therefore, the present invention has a U-shaped cross section having an elongated bottom portion curved so as to be convex downward along the longitudinal direction and a pair of vertical wall portions rising upward from both ends in the lateral direction of the bottom portion. The U-bending step of press-molding the U-bending molded product and the O-bending step of pressing the U-bending molded product to abut the ends of the pair of vertical wall portions to form a tubular shape are provided. In a press molding method, on the upper side of a pair of vertical wall portions of the U-bent molded product, a butt line that abuts each other in the O-bending step and a retract that is adjacent to the butt line and recedes from an extension line of the butt line. A line is provided, and the butt line and the withdrawal line are continuously pressed through a corner portion or a curved portion having an blunt angle.
このように、U曲げ成形品の一対の縦壁部の上辺に、突き合わせ線の延長線から後退した退避線を設ければ、縦壁部を長手方向に延長することなく、突き合わせ線と退避線との間に鈍角の角部や曲線部を設けて、O曲げ金型の損傷を防止することができる。 In this way, if the evacuation line recessed from the extension line of the butt line is provided on the upper side of the pair of vertical wall portions of the U-bent molded product, the butt line and the evacuation line are provided without extending the vertical wall portion in the longitudinal direction. It is possible to prevent damage to the O-bending mold by providing an obtuse-angled corner or curved portion between the and.
U曲げ成形品の縦壁部の上辺に上記のような退避線を設けた場合、O曲げ工程において、両縦壁部に設けた退避線同士が互いに突き合わないため、この部分に成形不良が生じる恐れがある。そこで、O曲げ工程の後、退避線を含む領域を製品部から切断除去する工程を施せば、成形不良が生じた部分を製品から分離することができるため、不良品の発生を回避できる。 When the above-mentioned evacuation lines are provided on the upper side of the vertical wall portion of the U-bent molded product, the evacuation lines provided on both vertical wall portions do not abut each other in the O-bending step, so that a molding defect occurs in this portion. May occur. Therefore, if a step of cutting and removing the region including the escape line from the product portion is performed after the O-bending step, the portion where the molding defect has occurred can be separated from the product, so that the occurrence of the defective product can be avoided.
以上のように、本発明によれば、長手方向に沿って下向きに凸となるように湾曲した筒状部品をUO曲げ成形で形成するにあたり、O曲げ工程の金型の損傷を防止することができるため、金型の長寿命化及び成形品の品質向上を図ることができる。 As described above, according to the present invention, when forming a tubular part curved so as to be convex downward along the longitudinal direction by UO bending molding, it is possible to prevent damage to the mold in the O bending process. Therefore, it is possible to extend the life of the mold and improve the quality of the molded product.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態では、図1に示す筒状部品1の製造方法を示す。この筒状部品1は、車両のリアサスペンションの左右のトレーリングアームとして用いられる。筒状部品1は異形(非円形)断面を有する。本実施形態では、筒状部品1の断面が略矩形であり、かつ、断面形状が長手方向で変化している。具体的に、筒状部品1は、図1(C)に示すように、底部1bと、底部1bの幅方向(図中左右方向)両端から上方に立ち上がった一対の側部1cと、一対の側部1cの上端から幅方向内側に延びる一対の上部1dとを有する。一対の上部1dの端部同士を突き合わせた突き合わせ部1aが、溶接部1gにより接合されている。底部1bと各側部1cとの境界には曲げ部(以下、「底曲げ部1e」と言う。)が設けられ、各側部1cと各上部1dとの境界には曲げ部(以下、「肩曲げ部1f」と言う。)が設けられる。底部1bは、長手方向に沿って下向きに凸となるように湾曲している(図1(B)参照)。図示例では、筒状部品1全体が、図1(A)に示す平面視及び図1(B)に示す側面視の何れにおいても湾曲している。尚、本明細書では、筒状部品1の長手方向を略水平に配置した状態で、突き合わせ部1a側を上方、底部1b側を下方と言うが、これらはプレス成形時の姿勢に基づく方向であり、筒状部品1の使用態様を限定する趣旨ではない。
In this embodiment, the manufacturing method of the
筒状部品1は、ブランキング工程、絞り成形工程、トリミング工程、U曲げ工程、O曲げ工程、溶接工程、及び切断工程を経て製造される。本実施形態では、O曲げ工程が、第一O曲げ工程及び第二O曲げ工程の二段階に分けて行われる。
The
ブランキング工程では、平板状の金属板を金型で打ち抜くことにより、所定形状のブランク材が形成される。 In the blanking step, a blank material having a predetermined shape is formed by punching a flat metal plate with a die.
絞り成形工程では、ブランク材を金型でプレス成形(絞り成形)することにより、図2に示す絞り成形品3を形成する。絞り成形品3は、細長形状の底部11と、底部11の短手方向両端から上方に立ち上がった一対の縦壁部12と、一対の縦壁部12の上端から外側に延びる一対のフランジ部13とを有する。底部11と各縦壁部12との境界には、底曲げ部14が設けられる。絞り成形品3の下方部分(底部11及び底曲げ部14)の形状は、完成品の筒状部品1の下方部分(底部1b及び底曲げ部1e)の形状と略同一である。
In the draw forming step, the
トリミング工程では、絞り成形品3の一対のフランジ部13を、長手方向に延びる切断線に沿って切断し、トリム品を形成する。本実施形態では、図2(A)に示す切断線Mに沿って切断する。尚、トリミング工程は、一回のプレスで行ってもよいし、複数回のプレスに分けて行ってもよい。
In the trimming step, the pair of
U曲げ工程では、トリム品を金型(図示省略)でプレスして、図3に示す断面略U字形状のU曲げ成形品5を成形する。具体的には、トリム品のフランジ部13を曲げ成形により立ち上げて、縦壁部12の略延長面上に配する。以下、縦壁部12とその延長面上に配したフランジ部13をまとめて「縦壁部12」と言う。
In the U-bending step, the trim product is pressed with a die (not shown) to form the U-bent molded
U曲げ成形品5の両縦壁部12の上辺12aには、突き合わせ線12bと退避線12cとが設けられる。図示例では、突き合わせ線12bが、上辺12aの長手方向中間部の大部分を占め、退避線12cが、上辺12aの長手方向両端部に設けられる。突き合わせ線12bは、後のO曲げ工程で互いに突き合う領域である。退避線12cは、突き合わせ線12bの延長線Lよりも下方に後退した位置に設けられ、後のO曲げ工程で互いに突き合わない領域である。図4(A)(B)に示すように、突き合わせ線12bと退避線12cとは鈍角の角部12dを介して連続している。図示例では、退避線12cが直線状を成し、詳しくは、プレス方向と直交する方向の直線状を成している。
A
第一O曲げ工程では、図5に示す第一O曲げ金型40が用いられる。図3(B)に鎖線で示すように、第一O曲げ金型40の上型41の下面には、U曲げ成形品5と略平行に湾曲した凹溝状の成形面41aが設けられる。第一O曲げ工程では、まず、図5(A)に示すように下型42の凹部42aにU曲げ成形品5の底部11をセットした後、上型41を降下させて、上型41の成形面41aでU曲げ成形品5の両縦壁部12の上辺12aを下方に押し込む。これにより、U曲げ成形品5の一対の縦壁部12が、上型41の成形面41aにより幅方向内側にガイドされながら内側に傾斜し、両縦壁部12の上辺12aが上型41に設けられた係止部41bに突き当たる(図5(B)参照)。このとき、縦壁部12の上辺12aは、上型41の成形面41aに押し付けられながら摺動するが、図3(B)に示すように上辺12aの突き合わせ線12bの両端に鈍角の角部12dを設けているため、この角部12dの接触により上型41の成形面41aが傷つくことを防止できる。
In the first O-bending step, the first O-bending
その後さらに上型41を降下させると、縦壁部12が上下方向に圧縮されて座屈が生じ、縦壁部12の中間部が外側に膨出する(図5(C)参照)。さらに上型41を降下させると、縦壁部12の膨出部が上型41の成形面41aに押し付けられ、これにより縦壁部12の中間部に肩曲げ部12eが成形され、第一O曲げ成形品6が形成される(図5(D)参照)。
After that, when the
第二O曲げ工程では、図6(A)に示す第二O曲げ金型50が用いられる。第二O曲げ工程では、下型52の凹部52aに第一O曲げ成形品6をセットした後、上型51を降下させることにより、第一O曲げ成形品6の縦壁部12の上辺12aが上型51で下方に押し込まれ、肩曲げ部12eがさらに曲げられて、縦壁部12の上辺12a同士が突き合う(図6(B)参照)。その後、上型51をさらに降下させると、縦壁部12全体が上型51の成形面51aに押し付けられて、第二O曲げ成形品7が成形される(図6(C)参照)。
In the second O-bending step, the second O-bending
第二O曲げ成形品7は、図7に示すように、突き合わせ線12b同士を突き合せた突き合わせ部7aを有するが、長手方向両端に設けられた退避線12c同士は、互いに突き合わずに、隙間を介して対向している。その後の溶接工程で、第二O曲げ成形品7の突き合わせ部7aに溶接を施して、溶接部1gを形成する(点線参照)。溶接部1gは、例えばアーク溶接で形成される。その後の切断工程で、第二O曲げ成形品7の不要部分を除去する。本実施形態では、第二O曲げ成形品7のうち、退避線12cを含む領域を製品部から切断除去する。具体的には、例えば、第二O曲げ成形品7を、長手方向と略直交する面Vで切断することで、図中左側端部に設けられた退避線12cを含む筒状領域が製品部から分離される。また、第二O曲げ成形品7のうち、突き合わせ部7aが設けられた面に沿った線Wで切断することで、図中右側端部に設けられた退避線12cを含む平面状領域が製品部から分離される。尚、製品として特に問題がなければ、突き合わせ部7aの両端に設けられた退避線12cの一方又は双方を残してもよい。以上により、図1に示す筒状部品1が完成する。
As shown in FIG. 7, the second O-bent molded
本発明は、上記の実施形態に限られない。以下では、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点は説明を省略する。 The present invention is not limited to the above embodiments. Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described, but the same points as those of the above-described embodiments will be omitted.
図8に示す実施形態では、U曲げ成形品5の縦壁部12の上辺12aに設けた突き合わせ線12bと退避線12cとを、曲線部12fを介して滑らかに連続している。曲線部12fは、例えば、曲線部12fよりも下方に曲率中心O1を有する半径R1の円弧で形成される。曲線部12fは、円弧に限らず、楕円や対数曲線等であってもよい。尚、退避線12cのうち、突き合わせ線12bと反対側の端部は、通常は金型に接触しないと考えられるが、プレス時の変形等により金型と接触する懸念がある場合は、この端部にも曲線部を設けてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 8, the
図9に示す実施形態では、退避線12c自体を曲線で形成し、突き合わせ線12bと滑らかに連続している。図示例では、退避線12cと突き合わせ線12bとが、退避線12cを延長した曲線部12fを介して滑らかに連続している。このときの退避線12c及び曲線部12fは、例えば、退避線12cよりも下方に曲率中心O2を有する半径R2の円弧で形成される。退避線12c及び曲線部12fは、円弧に限らず、楕円や対数曲線等であってもよい。また、退避線12cと曲線部12fとが異なる曲線であってもよい。
In the embodiment shown in FIG. 9, the
以上の実施形態では、退避線12cをトリミング工程で形成する場合を示したが、これに限らず、例えば、退避線12cの一部または全部を、ブランキング工程で形成してもよい。上記の実施形態では、図2(B)に示すように、絞り成形品3が長手方向に沿って下向きに凸となるように湾曲していることで、長手方向端部付近では、トリミング工程における金型の抜き方向とフランジ部13の面方向とが直交せず、退避線12cを精度よく形成できない恐れがある。従って、長手方向端部の退避線12cの一部または全部を、トリミング工程ではなく、ブランキング工程で形成すれば、退避線12cを精度よく形成することができる。例えば、ブランキング工程で退避線12cを形成し、トリミング工程で突き合わせ線12bを形成することができる。あるいは、ブランキング工程で、図4、図8及び図9に示す側辺12g及びこれに連続する退避線12cの一部(これらの間に曲線部を形成する場合はその曲線部)を形成し、トリミング工程で、突き合わせ線12b、退避線12cの残りの部分、及びこれらの間の角部12d又は曲線部12fを形成してもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、筒状部品1の製造工程は上記に限られない。例えば、O曲げ工程を二工程(第一O曲げ工程及び第二O曲げ工程)に分けずに、一工程で行ってもよい。あるいは、第一O曲げ工程を多段階に分けて行ってもよい。また、特に必要がなければ、絞り成形工程、トリミング工程、及び切断工程の何れか一つあるいは複数の工程を省略してもよい。
Further, the manufacturing process of the
また、以上の実施形態では、本発明に係る筒状部品1が車両のトレーリングアームである場合を示したが、これに限られない。例えば、左右のトレーリングアームを連結する中間ビームや、ピラーツーピラーメンバ、あるいは、ドアのインパクトビーム等の筒状部品に、本発明を適用することができる。
Further, in the above embodiments, the case where the
1 筒状部品
1a 突き合わせ部
1g 溶接部
3 絞り成形品
5 U曲げ成形品
6 第一O曲げ成形品
7 第二O曲げ成形品
11 底部
12 縦壁部
12a 上辺
12b 突き合わせ線
12c 退避線
12d 角部
12f 曲線部
13 フランジ部
40 第一O曲げ金型
50 第二O曲げ金型
L (突き合わせ線の)延長線
M 切断線
1 Cylindrical part
Claims (2)
前記U曲げ成形品の一対の縦壁部の上辺に、O曲げ工程で互いに突き合う突き合わせ線と、前記突き合わせ線に隣接し、前記突き合わせ線の延長線から後退した退避線とを設け、
前記突き合わせ線と前記退避線とを、鈍角の角部、あるいは、曲線部を介して連続したプレス成形方法。 A U-shaped U-bent molded product having a U-shaped cross section having an elongated bottom portion curved so as to be convex downward along the longitudinal direction and a pair of vertical wall portions rising upward from both ends in the lateral direction of the bottom portion. It is a press molding method including a U-bending step of press-molding and an O-bending step of pressing the U-bending molded product to abut the ends of the pair of vertical wall portions to form a tubular shape. ,
On the upper side of the pair of vertical wall portions of the U-bent molded product, a butt line that abuts each other in the O-bending step and a retreat line that is adjacent to the butt line and recedes from the extension line of the butt line are provided.
A method in which the butt line and the evacuation line are continuously pressed through an obtuse-angled corner portion or a curved portion.
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