JP2021074723A

JP2021074723A - プレス成形方法

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Publication number: JP2021074723A
Application number: JP2019200485A
Authority: JP
Inventors: 簑手　徹; Toru Minote; 徹簑手; 裕樹荻原; Hiroki Ogiwara; 亮伸石渡; Akinobu Ishiwatari
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2021-05-20
Anticipated expiration: 2039-11-05
Also published as: JP7103331B2

Abstract

【課題】平面視で長手方向に沿って湾曲するプレス成形品に曲げ成形によりプレス成形するプレス成形方法を提供する。【解決手段】本発明に係るプレス成形方法は、断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲するプレス成形品１を曲げ成形によりプレス成形するものであって、ブランク１９を、断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲する中間成形品２１に曲げ成形する第１成形工程と、中間成形品２１を、成形下死点における長手方向に沿った湾曲の曲率半径R2が中間成形品２１のスプリングバック後における湾曲の曲率半径R1よりも小さいプレス成形品１に曲げ成形する第２成形工程と、を備え、第２成形工程は、長手方向両端部から中央への材料の流入を拘束する段差部９ａをプレス成形品１の湾曲内側のフランジ部９の長手方向両端部に形成することを特徴とするものである。【選択図】図１

Description

本発明は、プレス成形方法に関し、特に、平面視で長手方向に沿って湾曲する断面ハット形状のプレス成形品のプレス成形方法に関する。

一般に、プレス成形品のプレス成形過程において生じるしわ対策としては、プレス成形過程における材料流入を抑制するために、例えば絞り成形においてはダイとブランクホルダーとでブランクを挟持するクッション圧を増加させて成形する技術や、非特許文献１に開示されているように、材料流入に伴ってブランクの板厚が増加する部位にビードなどの形状を設ける技術が適用されている。

薄鋼板成形技術研究会編、プレス成形難易ハンドブック第４版、「第５章面形状精度不良と成形難易評価」、pp.244−247、日刊工業新聞社、（２０１７）

図４（ａ）に示すような、天板部４３と、天板部４３から連続する縦壁部４５及び縦壁部４７と、縦壁部４５及び縦壁部４７のそれぞれから連続するフランジ部４９及びフランジ部５１とを有してなる断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲するプレス成形品４１は、そのプレス成形過程において湾曲の内側にあるフランジ部４９の長手方向中央に向かって材料が流入して幅方向先端部にしわが発生しやすいという問題がある。

このようなプレス成形品４１のしわ発生を抑制するために、前述のとおり、ダイとブランクホルダーとによりブランクにおけるフランジ部に相当する部位を挟持するクッション圧を増加させてドロー成形することで、湾曲内側のフランジ部４９における材料流入を抑制してしわの発生を抑制することができるといった効果がある。しかしながら、その反面、プレス成形品４１における湾曲内側のパンチ肩Ｒ部４４に割れが発生するという課題があった。そのため、ドロー成形ではなく曲げ成形によりしわを抑制しつつプレス成形品をプレス成形することが望まれていた。

また、非特許文献１に開示されているように、プレス成形過程においてしわが発生しやすい部位にしわ取り形状としてのビードを形成する技術は、プレス成形品の製品形状の変更を伴うものであるため、しわ発生の対策として適用することができない場合があった。

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、製品形状の変更を要せずに割れを防止しつつしわの発生を抑制して曲げ成形により、平面視で長手方向に沿って湾曲する断面ハット形状のプレス成形品をプレス成形するプレス成形方法を提案することを目的とする。

（１）本発明に係るプレス成形方法は、
天板部と、該天板部から連続する縦壁部と、該縦壁部から連続するフランジ部とを有してなる断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲するプレス成形品を曲げ成形により２工程でプレス成形するものであって、
ブランクを、断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲する中間成形品に曲げ成形する第１成形工程と、
該中間成形品を、成形下死点における前記長手方向に沿った湾曲の曲率半径が前記中間成形品のスプリングバック後における前記湾曲の曲率半径よりも小さい前記プレス成形品に曲げ成形する第２成形工程と、を備え、
該第２成形工程は、前記中間成形品の湾曲内側のフランジ部において長手方向両端部から中央への材料の流入を拘束する形状である拘束形状部を前記プレス成形品の湾曲内側のフランジ部の長手方向両端部に形成する、ことを特徴とするものである。

（２）本発明に係るプレス成形方法は、
天板部と、該天板部から連続する縦壁部と、該縦壁部から連続するフランジ部とを有してなる断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲するプレス成形品を曲げ成形により２工程でプレス成形するものであって、
ブランクを、断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲する中間成形品に曲げ成形する第１成形工程と、
該中間成形品を、成形下死点における前記長手方向に沿った湾曲の曲率半径が前記中間成形品のスプリングバック後における前記湾曲の曲率半径よりも小さい前記プレス成形品に曲げ成形する第２成形工程と、を備え、
該第２成形工程は、前記中間成形品の湾曲内側のフランジ部において長手方向両端部から中央への材料の流入を拘束する形状である拘束形状部を前記プレス成形品の天板部及び湾曲内側のフランジ部それぞれの長手方向両端部に形成する、ことを特徴とするものである。

（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、
前記第２成形工程において形成する拘束形状部は、プレス成形方向に段差状に凹んだ段差部であることを特徴とするものである。

（４）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、
前記第２成形工程において形成する拘束形状部は、前記プレス成形品の湾曲から所定角度の方向に延在する凸状又は凹状のビード部であることを特徴するものである。

本発明によれば、断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲するプレス成形品を曲げ成形するに際し、ブランクを、断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲する中間成形品に曲げ成形する第１成形工程と、該中間成形品を、成形下死点における前記長手方向に沿った湾曲の曲率半径が前記中間成形品のスプリングバック後における前記湾曲の曲率半径よりも小さい前記プレス成形品に曲げ成形する第２成形工程と、を備え、該第２成形工程は、前記中間成形品の湾曲内側のフランジ部において長手方向両端部から中央への材料の流入を拘束する形状である拘束形状部を前記プレス成形品の湾曲内側のフランジ部の長手方向両端部に形成することにより、湾曲内側のフランジ部を湾曲の外側に押し広げようとする力が働くとともに、前記湾曲内側のフランジ部の長手方向中央に向かう材料の流入を拘束しつつ長手方向両端に向かう張力が付与されることで、該湾曲内側のフランジ部における圧縮応力を緩和し、しわの発生を抑制してプレス成形品を曲げ成形によりプレス成形することができる。

本発明の実施の形態に係るプレス成形方法を説明する図である（（ａ）成形対象とするプレス成形品の斜視図、（ｂ）プレス成形品の湾曲内側のフランジ部に発生するしわを抑制することができる理由の説明図、（ｃ）（i）第１成形工程で曲げ成形される中間成形品の平面図、（ｃ）（ii）第２成形工程で曲げ成形されるプレス成形品の平面図）。本発明の実施の形態に係るプレス成形方法において、（ａ）第１成形工程で用いる第１の金型、（ｂ）第２成形工程で用いる第２の金型、を示す図である。本発明の実施の形態に係るプレス成形方法において、第２成形工程で用いる第２の金型のダイの一例として具体的な形状を示す図である。本発明で成形対象とするプレス成形品のプレス成形過程において発生するしわと、該しわの発生を抑制する手段について説明する図である（（ａ）しわ発生、（ｂ）しわ発生の抑制）。本発明の実施の形態に係るプレス成形方法において、拘束形状部の他の例としてビード部を形成したプレス成形品を示す図である（（ａ）平面図、（ｂ）斜視図）。本発明の実施の形態に係るプレス成形方法の他の態様を説明する図である（（ａ）プレス成形品の斜視図、（ｂ）プレス成形品とダイ及びパンチのＢ−Ｂ断面図、（ｃ）（i）第１成形工程で曲げ成形された中間成形品の平面図、（ｃ）（ii）第２成形工程で曲げ成形されたプレス成形品の平面図）。実施例において、比較例に係るプレス成形品の成形下死点における周方向の板厚平均応力分布の結果を示す図である（（ａ）成形に用いた金型、（ｂ）周方向の板厚平均応力分布）。実施例において、発明例に係るプレス成形品の成形下死点における周方向の板厚平均応力分布の結果を示す図である。

本発明は、図１（ａ）に一例として示すように、天板部３と、天板部３から連続する縦壁部５及び縦壁部７と、縦壁部５及び縦壁部７のそれぞれから連続するフランジ部９及びフランジ部１１とを有してなる断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲するプレス成形品１を成形対象とする。プレス成形品１において、縦壁部５及びフランジ部９は湾曲の内側にあり、縦壁部７及びフランジ部１１は湾曲の外側にある。

本発明の実施の形態に係るプレス成形方法は、図１（ａ）に例示するプレス成形品１を、曲げ成形によりプレス成形するものであって、図２（ａ）に一例として示すダイ１５とパンチ１７とを備えてなる第１の金型１３を用いて、ブランク１９を、断面ハット形状であり平面視で長手方向に沿って湾曲する中間成形品２１（図２（ｂ））に曲げ成形する第１成形工程と、図２（ｂ）に一例として示すダイ３５とパンチ３７とを備えてなる第２の金型３３を用いて、中間成形品２１をプレス成形品１に曲げ成形する第２成形工程と、を備えたものである。

以下、上記の各工程について説明する。なお、以下の説明において、中間成形品２１及びプレス成形品１の湾曲の曲率半径は、図１（ｃ）に示すように、長手方向に沿って湾曲する天板部３及び天板部２３の幅方向中央を通る曲線（図１（ｃ）（i）及び（ii）中の一点鎖線）の曲率半径としている。

＜第１成形工程＞
第１成形工程は、図２（ａ）に示すダイ１５とパンチ１７とを備えてなる第１の金型１３を用いて、ブランク１９を、図１（ｃ）（i）に示すように、天板部２３と、天板部２３から連続する縦壁部２５及び縦壁部２７と、縦壁部２５及び縦壁部２７のそれぞれから連続するフランジ部２９及びフランジ部３１とを有してなる断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲する中間成形品２１に曲げ成形する工程である。

そして、第１成形工程は、中間成形品２１を第１の金型１３から離型してスプリングバックした後の長手方向に沿った湾曲の曲率半径R₁（図１（ｃ）（i））が、第２成形工程において成形下死点まで曲げ成形したプレス成形品１の長手方向に沿った湾曲の曲率半径R₂（図１（ｃ）（ii））よりも大きくなるように、中間成形品２１を曲げ成形する。

中間成形品２１のスプリングバックした後の湾曲の曲率半径R₁は、例えば、プレス成形実験や有限要素法等によるＣＡＥ解析（プレス成形解析及びスプリングバック解析）により求めることにより、第１成形工程における成形下死点での湾曲の曲率半径を適宜設定することができる。

＜第２成形工程＞
第２成形工程は、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すダイ３５とパンチ３７とを備えてなる第２の金型３３を用いて、第１成形工程で曲げ成形され離型したた中間成形品２１を、成形下死点における長手方向に沿った湾曲の曲率半径R₂（図１（ｃ）（ii））が、中間成形品２１の離型後のスプリングバック後における湾曲の曲率半径R₁（図１（ｃ）（ii））よりも小さいプレス成形品１に曲げ成形する工程である。

さらに、第２成形工程は、中間成形品２１の湾曲内側のフランジ部２９において長手方向両端部から中央への材料の流入を拘束する形状である拘束形状部として段差部９ａをプレス成形品１の湾曲内側のフランジ部９の長手方向両端部に形成する。

なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す湾曲内側のフランジ部９の中央ライン（一点鎖線）に沿ったＡ−Ａ断面形状である。
また、ダイ３５及びパンチ３７は、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、プレス成形品１の湾曲内側のフランジ部９を成形するフランジ成形部３５ａ及びフランジ成形部３７ａと、フランジ成形部３５ａ及びフランジ成形部３７ａそれぞれの長手方向両端部に設けられ、湾曲内側のフランジ部９の長手方向両端部に段差部９ａを形成する段差形成部３５ｂ及び段差形成部３７ｂと、を有するものである。本実施の形態において、段差形成部３５ｂ及び段差形成部３７ｂにより形成される段差部９ａは、プレス成形方向に段差状に凹んだものとする。
図３に、ダイ３５の具体的な形状の一例を示す。

以下、本発明の実施の形態に係るプレス成形方法により、湾曲内側のフランジ部９におけるしわ発生を抑制してプレス成形品１を曲げ成形によりプレス成形することができる理由について説明する。

図４（ａ）に示すように、平面視で長手方向に沿って湾曲する断面ハット形状のプレス成形品４１を従来の曲げ成形により１工程でプレス成形すると、湾曲の内側にあるフランジ部４９の幅方向先端に相当する部位においては長手方向両端から中央に向かって材料が流入するため、フランジ部４９の長手方向中央においては圧縮変形が生じてしわが発生する。

これに対し、本実施の形態に係るプレス成形方法においては、前述（図１（ｃ））のとおり、第１成形工程と第２成形工程との２工程でプレス成形品１を曲げ成形するに際し、第１成形工程で曲げ成形する中間成形品２１のスプリングバック後における湾曲の曲率半径R₁が、第２成形工程で曲げ成形されるプレス成形品１の成形下死点における湾曲の曲率半径R₂よりも大きくなるように第１成形工程で中間成形品２１を曲げ成形することにより、第２成形工程での曲げ成形中に中間成形品２１の曲率半径R₁に戻ろうとし、湾曲内側のフランジ部９を湾曲の外側に押し広げようとする力が働く。

さらに、第２成形工程においてプレス成形品１の湾曲内側のフランジ部９を成形する際に、中間成形品２１の湾曲内側のフランジ部２９において長手方向両端部から中央への材料の流入を拘束する形状である拘束形状部として段差部９ａを、ダイ３５の段差形成部３５ｂとパンチ３７の段差形成部３７ｂとによりフランジ部９の長手方向両端部に形成する（図２（ｂ））。

このように、湾曲内側のフランジ部９の曲げ成形中に湾曲の外側に押し広げる力を働かせるとともに長手方向両端部に段差部９ａを形成することにより、湾曲内側のフランジ部９の長手方向中央に向かう材料の流入を拘束しつつ長手方向両端に向かう張力が付与される。その結果、湾曲内側のフランジ部９における圧縮応力が緩和され、しわの発生を抑制してプレス成形品１を曲げ成形によりプレス成形することができる。

特に、第１成形工程で曲げ成形する中間成形品２１は、平面視で長手方向に沿って湾曲する断面ハット形状であり、プレス成形品１と近い形状である。そのため、第２成形工程で中間成形品２１をプレス成形品１に曲げ成形する過程においては、湾曲内側のフランジ部９に形成される段差部９ａにより長手方向中央に向かう材料流入の拘束が効きやすく、しわ発生の防止効果が高くなる。

なお、第１成形工程で曲げ成形された中間成形品２１がスプリングバックした後の湾曲の曲率半径R₁と、第２成形工程で曲げ成形されたプレス成形品１の成形下死点における湾曲の曲率半径R₂との差が大きいほど、第２成形工程において湾曲内側のフランジ部９を湾曲の外側に押し広げる力がより働き、圧縮応力を緩和する効果が大きくなる。

もっとも、スプリングバックした後の中間成形品２１の湾曲の曲率半径R₁が大きすぎると、第２成形工程において中間成形品２１が第２の金型３３に嵌らなくなり、曲げ成形することが困難となる場合がある。

そのため、第１成形工程での中間成形品２１の成形下死点における湾曲の曲率半径を、第２成形工程でのプレス成形品１の成形下死点における湾曲の曲率半径R₂よりも同程度又は小さくし、中間成形品２１のスプリングバックした後の湾曲の曲率半径R₁がプレス成形品１の成形下死点における湾曲の曲率半径R₂よりも大きくなる程度となるようにすることが望ましい。

また、第２成形工程で段差部９ａを形成する位置は、図１（ａ）に示すように、製品形状のプレス成形品１ａの長手方向両端から外側とすればよい。そして、段差部９ａが形成されたプレス成形品１に対し、段差部９ａを含む長手方向端部側の部位１ｂを図１（ａ）に示す点線に沿って切除し、残りの長手方向中央側を採取することにより、湾曲内側のフランジ部９におけるしわが抑制された製品形状のプレス成形品１ａを容易に得ることができる。

さらに、段差部９ａのプレス成形方向における段差深さ等の具体的な形状に関しては、第２成形工程において、中間成形品２１における湾曲内側のフランジ部２９の長手方向両端部における材料の流入を拘束するとともに該長手方向の両端に向かう張力を付与し、第２成形工程においてフランジ部９のしわの発生を効果的に抑制することが可能となるように、適宜設定すればよい。

なお、上記の説明は、プレス成形品１における湾曲内側のフランジ部９の長手方向両端側に形成する拘束形状部として、図１（ｂ）に示すような段差部９ａを形成する場合についてのものであった。

もっとも、本発明に係るプレス成形方法は、拘束形状部の具体的な形状を段差部９ａに限定するものではなく、中間成形品２１における湾曲内側のフランジ部２９において、長手方向の両端側から中央に向かう材料の流入を拘束するともに長手方向の両端に向かう張力を付与することができる形状であればよい。

例えば、本発明は、図５に示すような、天板部６３と、天板部６３から連続する縦壁部６５及び縦壁部６７と、縦壁部６５及び縦壁部６７のそれぞれから連続するフランジ部６９及びフランジ部７１とを有してなる断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲するプレス成形品６１のように、湾曲内側のフランジ部６９の長手方向の両端側に、該湾曲に直交する方向に延在するビード部６９ａをダイ及びパンチ（図示なし）により形成するものであってもよい。また、図５に示すビード部６９ａは、前記湾曲の接線方向でなければ、所定角度（湾曲の接線方向となす角度）を有してもよく、所定角度は45°〜90°がよりよい。さらに、プレス成形方向に凹状に形成されたものであるが、拘束形状部として、プレス成形方向に凸状に形成した形成するものであってもよい。

上記の本実施の形態に係るプレス成形方法は、拘束形状部として段差部９ａを湾曲内側のフランジ部９の長手方向両端部のみに形成するものであったが、本実施の形態に係るプレス成形方法の他の態様としては、前述と同様にブランク１９を中間成形品２１に曲げ成形する第１成形工程と（図２（ａ））、図６に示すように、ダイ９５とパンチ９７とを備えてなる第２の金型９３を用いて、成形下死点における長手方向に沿った湾曲の曲率半径R₂（図６（ｃ）(ii)）が中間成形品２１のスプリングバック後における湾曲の曲率半径R₁（図６（ｃ）(i)）よりも小さいプレス成形品８１に曲げ成形する第２成形工程と、で曲げ成形するものであってもよい。

図６は、第２成形工程において、湾曲内側のフランジ部８９の長手方向両端部に拘束形状部として段差部８９ａを形成するとともに天板部８３の長手方向両端部に拘束形状部として段差部８３ａを、ダイ９５及びパンチ９７により形成する場合を例示したものである。そして、図６（ｂ）は図６（ａ）の天板部８３の中央ライン（一点鎖線）に沿った断面形状であり、ダイ９５の天板成形部９５ａとパンチ９７の天板成形部９７ａにより、天板部８３の長手方向中央側が成形され、ダイ９５の段差形成部９５ｂとパンチ９７の段差形成部９７ｂにより、天板部８３の長手方向両端部に段差部８３ａが形成されることを示している。

このように、本実施の形態の他の態様においても、スプリングバックした後の中間成形品２１の湾曲の曲率半径R₁を、プレス成形品８１の成形下死点における湾曲の曲率半径R₂よりも大きくすることにより、第２成形工程での曲げ成形中に中間成形品２１の曲率半径R₁に戻ろうとし、湾曲内側のフランジ部８９を湾曲の外側に押し広げようとする力が働く。

さらに、第２成形工程において段差部８９ａ及び段差部８３ａを形成することで、中間成形品２１の湾曲内側のフランジ部２９の長手方向端部から中央に向かう材料の流入が拘束されるとともに成形下死点の直前で長手方向両端に向かう張力が付与され、圧縮応力が緩和される。

その結果、湾曲の内側にあるフランジ部８９におけるしわの発生を抑制してプレス成形品８１をプレス成形することができる。

中間成形品２１をプレス成形品８１に曲げ成形する場合であっても、前述した本実施の形態と同様、第１成形工程での中間成形品２１の成形下死点における湾曲の曲率半径を、第２成形工程でのプレス成形品８１の成形下死点における湾曲の曲率半径よりも同程度又は小さくし、中間成形品２１のスプリングバックした後の湾曲の曲率半径R₁がプレス成形品１の成形下死点における湾曲の曲率半径R₂よりも大きくなる程度となるようにすることが望ましい。

また、第２成形工程で段差部８９ａ及び段差部８３ａを形成する位置は、図６（ａ）に示すように、製品形状のプレス成形品８ａの長手方向両端から外側とすればよい。そして、図６（ａ）に示す点線に沿ってプレス成形品８１の長手方向両端部側の部位８１ｂを切除し、残りの長手方向中央側を採取することで、湾曲の内側となるフランジ部８９のしわが抑制された製品形状のプレス成形品８１ａを容易に得ることができる。

なお、天板部８３及びフランジ部８９の長手方向両端側に形成する拘束形状部は、前述の本実施の形態に係るプレス成形方法と同様、プレス成形品の湾曲に直交する方向に延在してプレス成形方向に凸状又は凹状のビード部であってもよい。また、このビード部は前記プレス成形品の湾曲の接線方向でなければ所定角度（湾曲の接線方向となす角度）を有してもよく、所定角度は45°〜90°がよりよい。

本発明に係るプレス成形方法は、ブランクとして材料強度440MPa級〜1470MPa級の鋼板を用いて、平面視で長手方向に沿って湾曲する断面ハット形状のプレス成形品を曲げ成形によりプレス成形する場合に好ましく適用することができる。

さらに、上記の説明において成形対象としたプレス成形品は、長手方向の全長にわたって平面視で湾曲する断面ハット形状のものであるが、本発明は、平面視で長手方向に沿って湾曲する部位と、該湾曲する部位の長手方向の両端又は一端から直線状に延出する部位と、を有する断面ハット形状のプレス成形品を成形対象とするものであってもよい。

このような直線状に延出する部位を有するプレス成形品を本発明に係るプレス成形方法により曲げ成形する場合であっても、第１成形工程において中間成形品を曲げ成形し、続く第２成形工程において、直線状に延出する部位におけるフランジ部及び／又は天板部であって製品形状よりも外側の部位に拘束形状部を形成すればよい。

本発明に係るプレス成形方法の作用効果について確認するためにＣＡＥ解析を行った。その結果について以下に説明する。

実施例では、図１（ａ）に示す平面視で長手方向に沿って湾曲する断面ハット形状のプレス成形品１を成形対象とし、プレス成形品１をプレス成形する過程のＣＡＥ解析を行った。当該ＣＡＥ解析において、プレス成形に供するブランクは、板厚1.0mm、引張強度980MPa級の鋼板とした。

プレス成形品１の目標形状の寸法は、成形下死点において、天板部３の幅方向中央に沿った湾曲の曲率半径R₂を270mm、天板部３の幅を30mm、成形高さ（プレス成形方向における縦壁部５及び縦壁部７の高さ）を40mm、フランジ部９及びフランジ部１１のフランジ幅を40mmとした。

実施例では、本発明に係るプレス成形方法によりプレス成形品１をプレス成形したものを発明例とした。
発明例においては、まず、第１成形工程として、図２（ａ）に示すようにブランク１９をダイ１５及びパンチ１７を備えてなる第１の金型１３を用いて、中間成形品２１を曲げ成形した。
続いて、第２成形工程として、図２（ｂ）に示すようにダイ３５及びパンチ３７を備えてなる第２の金型３３を用いて、中間成形品２１をプレス成形品１に曲げ成形し、湾曲内側のフランジ部９の長手方向両端部に、プレス成形方向に凹状に凹んだ段差部９ａを形成した。

発明例では、第１成形工程においてダイ１５とパンチ１７により曲げ成形される中間成形品２１の成形下死点における湾曲の曲率半径を265mmとした。このとき、第１成形工程後のスプリングバックにより中間成形品２１の湾曲の曲率半径R₁は約290mmとなった。

そして、続く第２成形工程において中間成形品２１を曲げ成形したプレス成形品１の成形下死点における湾曲の曲率半径R₂を270mmとした。さらに、湾曲内側のフランジ部９の長手方向両端部に形成する段差部９ａのプレス成形方向の段差深さを20mmとし、この段差部９ａにより、中間成形品２１の湾曲内側のフランジ部２９の両端部は約20mmプレス成形方向に折り曲げられた。

発明例に係るＣＡＥ解析において、第１成形工程として、ブランク１９を中間成形品２１に曲げ成形する過程のプレス成形解析を行った。そして、中間成形品２１のスプリングバック解析を行い、スプリングバック後の中間成形品２１を求めた。

次に、第２成形工程として、スプリングバック解析により求めたスプリングバック後の中間成形品２１をプレス成形品１に曲げ成形する過程のプレス成形解析を行った。

さらに、実施例では、比較対象として、図７（ａ）に示すように、従来のプレス成形方法として、ダイ５５及びパンチ５７を備えた金型５３を用いて、ブランク５９を、成形下死点における湾曲の曲率半径がR₂であるプレス成形品４１（図４参照）に１工程で曲げ成形する過程のＣＡＥ解析を行ったものを従来例とした。

成形下死点における周方向の板厚平均応力分布について、従来例に係るプレス成形品４１の場合を図７（ｂ）に、発明例に係るプレス成形品１の場合を図８に示す。ここで、図７（ｂ）及び図８に示す応力は、正の値は引張応力を、負の値は圧縮応力を示す。

図７（ｂ）及び図８より、従来例に係る湾曲内側のフランジ部４９に比べると、発明例に係る湾曲内側のフランジ部９において圧縮応力が緩和されていることがわかる。

以上、本発明に係るプレス成形方法によれば、平面視で長手方向に沿って湾曲する断面ハット形状のプレス成形品を曲げ成形によりプレス成形するに際し、湾曲の内側にあるフランジ部における圧縮応力を緩和し、しわの発生を抑制できることが示唆された。

１プレス成形品
１ａプレス成形品（製品形状）
１ｂ部位（長手方向端部）
３天板部
５縦壁部
７縦壁部
９フランジ部（湾曲内側）
９ａ段差部
１１フランジ部
１３第１の金型
１５ダイ
１７パンチ
１９ブランク
２１中間成形品
２３天板部
２５縦壁部
２７縦壁部
２９フランジ部（湾曲内側）
３１フランジ部
３３第２の金型
３５ダイ
３５ａフランジ成形部
３５ｂ段差形成部
３７パンチ
３７ａフランジ成形部
３７ｂ段差形成部
４１プレス成形品
４３天板部
４４パンチ肩Ｒ部
４５縦壁部
４７縦壁部
４９フランジ部（湾曲内側）
５１フランジ部
５３金型
５５ダイ
５７パンチ
５９ブランク
６１プレス成形品
６３天板部
６５縦壁部
６７縦壁部
６９フランジ部（湾曲内側）
６９ａビード部（拘束形状部）
７１フランジ部
８１プレス成形品
８１ａプレス成形品（製品形状）
８１ｂ部位（長手方向端部）
８３天板部
８３ａ段差部（拘束形状部）
８５縦壁部
８７縦壁部
８９フランジ部（湾曲内側）
９１フランジ部
９３第２の金型
９５ダイ
９５ａ天板成形部（長手方向中央部）
９５ｂ段差形成部
９７パンチ
９７ａ天板成形部（長手方向中央部）
９７ｂ段差形成部

Claims

天板部と、該天板部から連続する縦壁部と、該縦壁部から連続するフランジ部とを有してなる断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲するプレス成形品を曲げ成形により２工程でプレス成形するプレス成形方法であって、
ブランクを、断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲する中間成形品に曲げ成形する第１成形工程と、
該中間成形品を、成形下死点における前記長手方向に沿った湾曲の曲率半径が前記中間成形品のスプリングバック後における前記湾曲の曲率半径よりも小さい前記プレス成形品に曲げ成形する第２成形工程と、を備え、
該第２成形工程は、前記中間成形品の湾曲内側のフランジ部において長手方向両端部から中央への材料の流入を拘束する形状である拘束形状部を前記プレス成形品の湾曲内側のフランジ部の長手方向両端部に形成する、ことを特徴とするプレス成形方法。
天板部と、該天板部から連続する縦壁部と、該縦壁部から連続するフランジ部とを有してなる断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲するプレス成形品を曲げ成形により２工程でプレス成形するプレス成形方法であって、
ブランクを、断面ハット形状であり、平面視で長手方向に沿って湾曲する中間成形品に曲げ成形する第１成形工程と、
該中間成形品を、成形下死点における前記長手方向に沿った湾曲の曲率半径が前記中間成形品のスプリングバック後における前記湾曲の曲率半径よりも小さい前記プレス成形品に曲げ成形する第２成形工程と、を備え、
該第２成形工程は、前記中間成形品の湾曲内側のフランジ部において長手方向両端部から中央への材料の流入を拘束する形状である拘束形状部を前記プレス成形品の天板部及び湾曲内側のフランジ部それぞれの長手方向両端部に形成する、ことを特徴とするプレス成形方法。
前記第２成形工程において形成する拘束形状部は、プレス成形方向に段差状に凹んだ段差部であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス成形方法。
前記第２成形工程において形成する拘束形状部は、前記プレス成形品の湾曲から所定角度の方向に延在する凸状又は凹状のビード部であることを特徴する請求項１又は２に記載のプレス成形方法。