JP2022070366A - Press molding method and press molding mold - Google Patents
Press molding method and press molding mold Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022070366A JP2022070366A JP2020179387A JP2020179387A JP2022070366A JP 2022070366 A JP2022070366 A JP 2022070366A JP 2020179387 A JP2020179387 A JP 2020179387A JP 2020179387 A JP2020179387 A JP 2020179387A JP 2022070366 A JP2022070366 A JP 2022070366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molding
- bending
- vertical wall
- bent
- branch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims abstract description 117
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 100
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 3
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010097 foam moulding Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、金属素板から自動車部品等の部材をプレス成形するプレス成形方法及びプレス成形金型に関し、特に、ロアアームのような、平面視において二股に分岐する形状を有する天板部と、該天板部に連続する縦壁部を備えたプレス成形品のプレス成形方法及びプレス成形金型に関する。 The present invention relates to a press forming method and a press forming die for press forming a member such as an automobile part from a metal base plate, and in particular, a top plate portion having a bifurcated shape in a plan view, such as a lower arm, and the same. The present invention relates to a press forming method and a press forming die of a press-molded product having a continuous vertical wall portion on a top plate portion.
プレス成形品では、例えば、自動車の足回り部品であるロアアームのように、平面視において二股に分岐する形状を有する天板部と、該天板部に連続する縦壁部を備えたものがある。このようなプレス成形品の一例について、図7を用いて説明する。
図7に示すプレス成形品5は、平面視において二股に分岐する形状を有する天板部1と、天板部1に連続する縦壁部3を有している。以下、このようなプレス成形品5における二股に分岐した部分を分岐部23という。
Some press-molded products have a top plate portion having a bifurcated shape in a plan view and a vertical wall portion continuous with the top plate portion, such as a lower arm which is an automobile undercarriage component. .. An example of such a press-molded product will be described with reference to FIG. 7.
The press-molded
図7のような二股に分岐する形状を有する天板部1に縦壁部3を形成する際、天板部1の屈曲した部分(分岐部中央部)に形成される縦壁部3は伸びフランジ変形となるため、縦壁部3の先端(図中の破線円で囲んだo部)に伸びフランジ割れが発生しやすい。
When the
上記のような伸びフランジ割れを回避するため、一般的にこのようなプレス成形品5は以下に述べるような複数の工程で製造されている。
まず、ブランク(金属板)をパッドで押さえたフォーム成形等により、図8に示すような、天板部1と、天板部1から第1屈曲部2を介して連続し縦壁部3の基端側となる中間縦壁部9と、中間縦壁部9から第2屈曲部11を介して連続する棚部13を有する中間成形品7を張り出し成形する(第1成形工程)。
In order to avoid the above-mentioned stretch flange cracking, such a press-molded
First, by foam molding or the like in which a blank (metal plate) is pressed by a pad, the
次に、図9に示すように、所定のトリムラインにそってパネルをトリムし、中間成形品7の棚部13から不要部(図中斜線で示した部分)を除去してフランジ部25を残す(トリム工程)。そして、第2屈曲部11を曲げ戻してフランジ部25を立てること(リストライク)により、中間縦壁部9とフランジ部25に相当する部位からなる縦壁部3を成形し(第2成形工程)、図7に示したプレス成形品5を製造する。図7において図中グレーで示した部分は、第2成形工程で曲げ戻した第2屈曲部11に相当する部分である。
Next, as shown in FIG. 9, the panel is trimmed along a predetermined trim line, unnecessary portions (parts shown by diagonal lines in the figure) are removed from the
上述した方法では、第1成形工程(張り出し成形)によって成形する中間成形品7を介在させることで、その後の第2成形工程(リストライク)時の伸びフランジ変形量を低減している。さらに、中間成形品7に余肉部(トリム工程で除去する部分)を設けたことから、張り出し成形時に図7に示したo部に相当する部分(図8の状態では破線円で示す部分)では材料流れが抑えられるので、第2成形工程時にo部に生じる伸びフランジ割れを抑制することができる。
このようなプレス成形方法として、張り出し成形とトリムを同一工程で実施する例が特許文献1に開示されている。
In the method described above, the amount of elongation flange deformation during the subsequent second molding step (restoric) is reduced by interposing the intermediate molded
As such a press molding method,
発明者らは、種々の形状を持つロアアーム等のプレス成形品について、有限要素法による成形解析やプレス成形実験を実施し、分岐部23の形状によっては、分岐部中央部に形成される縦壁部3の先端(o部)だけでなく、分岐部中央部の近傍における第2成形工程で曲げ戻した部分(図7中の破線円で囲んだa部、b部である曲げ稜線方向における分岐部中央部の両側の部分、以下、単に「分岐部両側部」という)にも、成形中に割れが発生することを明らかにした。a部及びb部に割れが発生する理由について、図7、図9、図10を用いて説明する。
The inventors conducted molding analysis and press molding experiments by the finite element method for press-molded products such as lower arms having various shapes, and depending on the shape of the
図10(a)は、図9に示した中間成形品7のA´-A´断面図であり、図10(b)は、図7に示したプレス成形品5のA-A断面図である。A´-A´断面図及びA-A断面図は、中間成形品7及びプレス成形品5におけるa部に相当する部分の断面を示すものである。
第1成形工程及びトリム工程によって形成された中間縦壁部9、第2屈曲部11及びフランジ部25(図10(a)参照)は、第2成形工程によって第2屈曲部11が曲げ戻されることで、図10(b)に示すように、縦壁部3となる。このとき、曲げ戻された第2屈曲部11に相当する部分には加工硬化が生じるため、図中矢印で示す部分の板厚が減少する。
さらに、伸びフランジ変形によって材料不足が生じやすいo部が近傍にあることで(図7参照)、a部からo部へ向かう材料流れが生じる。この板厚減少及び材料流れの両作用によってa部に割れが発生する。また、同様の理由でb部にも割れが生じる。
10 (a) is a cross-sectional view taken along the line A'-A'of the intermediate molded
The intermediate
Further, since the o portion where the material shortage is likely to occur due to the deformation of the stretch flange is in the vicinity (see FIG. 7), the material flow from the a portion to the o portion is generated. Due to both the reduction of the plate thickness and the action of the material flow, cracks occur in the a part. Further, for the same reason, the b portion is also cracked.
上記のような、a部、b部に生じる割れを抑制するには、中間成形品7の第2屈曲部11の曲げ半径を大きくするなどして、加工硬化を低減し、第1成形工程での変形量を小さくすればよい。しかし、a部、b部に加えてo部もともに第1成形工程での変形量を小さくすると、その後の第2成形工程での伸びフランジ変形量が大きくなり、o部に割れが生じやすくなる。
このように、従来の技術では、分岐部中央部に形成される縦壁部3の先端(o部)と、分岐部両側部における曲げ戻した部分(a部、b部)の割れを同時に防止することが難しいという課題があった。
In order to suppress cracks that occur in parts a and b as described above, work hardening is reduced by increasing the bending radius of the
As described above, in the conventional technique, the tip (o portion) of the
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、ロアアーム等の、平面視において二股に分岐する形状を有する天板部と、該天板部に連続する縦壁部を備えたプレス成形品を成形する際、分岐部中央部に形成される縦壁部の先端と、分岐部両側部における曲げ戻した部分ともに、同時に割れを防止することができるプレス成形方法及びプレス成形金型を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and is a press provided with a top plate portion having a bifurcated shape in a plan view, such as a lower arm, and a vertical wall portion continuous with the top plate portion. When molding a molded product, a press molding method and a press molding die that can prevent cracking at the same time for both the tip of the vertical wall formed in the center of the branch and the bent back portion on both sides of the branch are used. The purpose is to provide.
(1)本発明に係るプレス成形方法は、平面視において二股に分岐する形状を有する天板部と、該天板部に連続する縦壁部を備えたプレス成形品をプレス成形するものであって、金属板をパッドでパンチに押し付けた状態で、前記天板部と、該天板部から第1屈曲部を介して連続し前記縦壁部の基端側となる中間縦壁部と、該中間縦壁部から第2屈曲部を介して連続する棚部を、前記パンチとダイが協働して張り出し成形する第1成形工程と、前記棚部から不要部を除去してフランジ部を残すトリム工程と、前記第2屈曲部を曲げ戻して、前記中間縦壁部と前記フランジ部に相当する部位からなる前記縦壁部を成形する第2成形工程とを備え、前記第1成形工程は、前記第1屈曲部における分岐部全体の曲げ半径R1、前記第2屈曲部における分岐部中央部の曲げ半径R2C、及び、前記第2屈曲部における分岐部中央部の曲げ稜線方向両側の部分の曲げ半径R2Sが、R2C<R2S<R1の関係を満たすように成形することを特徴とするものである。 (1) The press molding method according to the present invention is to press-mold a press-molded product having a top plate portion having a bifurcated shape in a plan view and a vertical wall portion continuous with the top plate portion. Then, with the metal plate pressed against the punch with a pad, the top plate portion and the intermediate vertical wall portion that is continuous from the top plate portion via the first bent portion and is the base end side of the vertical wall portion. The first molding step in which the punch and the die cooperate to overhang and mold the shelf portion continuous from the intermediate vertical wall portion via the second bent portion, and the flange portion by removing the unnecessary portion from the shelf portion. The first forming step comprises a trim step to be left, and a second forming step of bending back the second bent portion to form the vertical wall portion including the intermediate vertical wall portion and the portion corresponding to the flange portion. Is the bending radius R 1 of the entire branch portion in the first bending portion, the bending radius R 2C of the central portion of the branch portion in the second bending portion, and both sides in the bending ridge direction of the central portion of the branch portion in the second bending portion. It is characterized in that the bending radius R 2S of the portion of is formed so as to satisfy the relationship of R 2C <R 2S <R 1 .
(2)本発明に係るプレス成形金型は、上記(1)に記載のプレス成形方法を実現するためのものであって、前記天板部と、該天板部から第1屈曲部を介して連続し前記縦壁部の基端側となる中間縦壁部と、該中間縦壁部から第2屈曲部を介して連続する棚部を有する中間成形品を成形する第1金型と、前記棚部から不要部を除去してフランジ部を成形するトリム金型と、前記第2屈曲部を曲げ戻して、前記中間縦壁部と前記フランジ部に相当する部位からなる前記縦壁部を成形する第2金型とを備え、前記第1金型は、前記第1屈曲部を成形するパンチ肩部を有するパンチと、該パンチと対向して配置され金属板を前記パンチに押し付けるパッドと、前記第2屈曲部を成形するダイ肩部を有するダイとを有し、前記パンチ肩部の曲率半径RP、前記ダイ肩部における前記第2屈曲部の分岐部中央部を成形する部分の曲率半径RDC、及び、前記ダイ肩部における前記第2屈曲部の分岐部中央部の曲げ稜線方向両側部分を成形する部分の曲率半径RDSが、RDC<RDS<RPの関係を満たすように設定されていることを特徴とするものである。 (2) The press-molding die according to the present invention is for realizing the press-molding method according to (1) above, via the top plate portion and the top plate portion to the first bent portion. An intermediate vertical wall portion that is continuously on the base end side of the vertical wall portion, and a first mold for molding an intermediate molded product having a shelf portion that is continuous from the intermediate vertical wall portion via a second bent portion. A trim mold for removing an unnecessary portion from the shelf portion to form a flange portion, and the vertical wall portion composed of a portion corresponding to the intermediate vertical wall portion and the flange portion by bending back the second bent portion. A second die for forming is provided, and the first die includes a punch having a punch shoulder portion for forming the first bent portion, and a pad arranged facing the punch and pressing a metal plate against the punch. , A die having a die shoulder portion for forming the second bent portion, a radius of curvature R P of the punch shoulder portion, and a portion of the die shoulder portion for forming the central portion of the branch portion of the second bent portion. The radius of curvature R DC and the radius of curvature R DS of the portion forming both sides in the bending ridge direction of the central portion of the branch portion of the second bending portion in the die shoulder have a relationship of R DC <R DS < RP . It is characterized by being set to satisfy.
本発明においては、中間成形品を成形する第1成形工程において、第1屈曲部における分岐部全体の曲げ半径R1、第2屈曲部における分岐部中央部の曲げ半径R2C、及び、第2屈曲部における分岐部中央部の曲げ稜線方向両側の部分の曲げ半径R2Sが、R2C<R2S<R1の関係を満たすように成形することにより、第1屈曲部から第2屈曲部に向かう材料流れを促進しながら、分岐部中央部の第2成形工程時の伸びフランジ変形量を抑えつつ、分岐部両側部における曲げ戻し部分の板厚減少を抑えることができる。これにより、分岐部中央部に形成される縦壁部の先端と、分岐部両側部における曲げ戻した部分の割れを同時に防止することができる。 In the present invention, in the first molding step of molding the intermediate molded product, the bending radius R1 of the entire branch portion in the first bent portion, the bending radius R 2C of the central portion of the branch portion in the second bent portion, and the second. By forming so that the bending radii R 2S of both sides in the bending ridge direction at the center of the bending portion satisfy the relationship of R 2C <R 2S <R 1 , from the first bending portion to the second bending portion. While promoting the material flow toward the branch portion, it is possible to suppress the amount of extension flange deformation in the second forming step of the branch portion, and to suppress the decrease in the plate thickness of the bending back portion at both side portions of the branch portion. As a result, it is possible to prevent cracking of the tip of the vertical wall portion formed in the central portion of the branch portion and the bent back portion on both sides of the branch portion at the same time.
本実施の形態に係るプレス成形方法は、平面視において二股に分岐する形状を有する天板部1と、天板部1に連続する縦壁部3を有するプレス成形品5(図7参照)を成形するものであって、図1に示すように、金属板を中間成形品7に成形する第1成形工程S1と、第1成形工程S1で成形された中間成形品7から不要部を除去するトリム工程S3と、トリム工程S3で不要部を除去した中間成形品7を目標形状に成形する第2成形工程S5とを備えたものである。
以下、各工程を説明する。なお、図1において、目標形状及び中間成形品7を説明した図7~図9と同一部分及び対応する部分には同一の符号が付してある。
In the press molding method according to the present embodiment, a press-molded product 5 (see FIG. 7) having a
Hereinafter, each step will be described. In FIG. 1, the same parts as those in FIGS. 7 to 9 and the corresponding parts for explaining the target shape and the intermediate molded
<第1成形工程>
第1成形工程S1は、図1(a)に示すような中間成形品7を成形する工程であり、中間成形品7は、天板部1と、天板部1から第1屈曲部2を介して連続し縦壁部3の基端側となる中間縦壁部9と、中間縦壁部9から第2屈曲部11を介して連続する棚部13を有している。
<First molding process>
The first molding step S1 is a step of molding the intermediate molded
このような中間成形品7を成形する第1成形工程S1は、図2に示すように、第1屈曲部2を成形するパンチ肩部15aを有するパンチ15と、パンチ15と対向して配置され金属板をパンチ15に押し付けるパッド17と、第2屈曲部11を成形するダイ肩部19aを有するダイ19からなる第1金型21によって行われる。
As shown in FIG. 2, the first forming step S1 for forming such an intermediate molded
図2(a)は、中間成形品7の分岐部中央部の断面であるO-O断面(図1(a)の拡大図参照)、図2(b)は、分岐部両側部の一方(a部側)の断面であるP-P断面(図1(a)の拡大図参照)の成形下死点の状態を示す図である。なお、分岐部両側部の他方(b部側)の断面も一方(a部側)と同様であるので図示を省略する。
図2(a)と図2(b)を比較すると分かるように、第2屈曲部11を成形するダイ肩部19aに関し、第2屈曲部11の分岐部中央部を成形する部分の曲率半径RDC(以降、単に「ダイ肩RDC」という)が第2屈曲部11の分岐部両側部を成形する部分の曲率半径RDS(以降、単に「ダイ肩RDS」という)よりも小さく設定されている(RDC<RDS)。
なお、ダイ肩部19aにおける分岐部中央部と分岐部両側部の間は、曲げ稜線方向にRが徐々に変化する形状(徐変部)となっている。
また、第1屈曲部2を成形するパンチ肩部15aに関し、パンチ肩部15aの曲率半径RPは上記ダイ肩RDC及びダイ肩RDSよりもさらに大きく設定されている(RDC<RDS<RP)。
FIG. 2A is an OO cross section which is a cross section of the central portion of the branch portion of the intermediate molded product 7 (see the enlarged view of FIG. 1A), and FIG. 2B is one of both side portions of the branch portion (see FIG. 1A). It is a figure which shows the state of the molding bottom dead center of the PP cross section (see the enlarged view of FIG. 1A) which is the cross section of a part side). Since the cross section of the other side (b part side) of both side portions of the branch portion is the same as that of one side (a part side), the illustration is omitted.
As can be seen by comparing FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b), with respect to the
In the
Further, with respect to the
上記のような第1金型21を用いた第1成形工程S1においては、パンチ15とパッド17で金属板を把持した状態で、ダイ19を初期位置(図示せず)から、図2(a)、図2(b)に示す下死点の位置まで下降させることで、天板部1と、天板部1から第1屈曲部2を介して連続し縦壁部3の基端側となる中間縦壁部9と、中間縦壁部9から第2屈曲部11を介して連続する棚部13を有する中間成形品7(図1(a)参照)が成形される。
In the first molding step S1 using the
中間成形品7における第1屈曲部2及び第2屈曲部11の形状について、図3を用いて説明する。図3(a)、図3(b)は、図1(a)の拡大図に示す中間成形品7のO-O断面、P-P断面である。
図3(a)、図3(b)に示すように、中間成形品7は、第1屈曲部2における分岐部全体の曲げ半径R1、第2屈曲部11における分岐部中央部の曲げ半径R2C、及び、第2屈曲部11における分岐部両側部の曲げ半径R2Sが、R2C<R2S<R1の関係となっている。
また、分岐部中央部における曲げ半径R2Cの第2屈曲部11と分岐部両側部における曲げ半径R2Sの第2屈曲部11の間は、曲げ稜線方向に曲げ半径が中央から両側に向かって徐々に拡大する徐変部となっている(図1(a)拡大図)。
中間成形品7の形状を上記のようにする理由について、図3、図4を用いて以下に説明する。
The shapes of the first
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), in the intermediate molded
Further, between the
The reason why the shape of the intermediate molded
図4は、第2屈曲部11のO-O断面(実線)とP-P断面(破線)を、曲げ半径の違いが分かりやすいように重ねて示したものである。
図4に示すように、分岐部中央部の第2屈曲部11の曲げ半径(R2C)を小さくし、分岐部両側部の曲げ半径(R2S)を大きくすることで、O-O断面における線長(X点からY点に至る実線の距離)が長く、P-P断面における線長(X点からY点に至る破線の距離)が短くなる。したがって、第1成形工程S1では、分岐部中央部の変形量が、分岐部両側部よりも大きくなっている。
なお、X点、Y点は両断面を重ねたときに両断面で共通する点である。
FIG. 4 shows the OO cross section (solid line) and the PP cross section (broken line) of the second
As shown in FIG. 4, by reducing the bending radius (R 2C ) of the
It should be noted that points X and Y are points common to both cross sections when both cross sections are overlapped.
このように中間成形品7の第2屈曲部11における分岐部中央部の曲げ半径を、分岐部両側部の曲げ半径よりも小さくして(R2C<R2S)、第1成形工程S1における第2屈曲部11の分岐部中央部の変形量を分岐部両側部よりも大きくする理由は以下のとおりである。
In this way, the bending radius of the central portion of the branch portion in the second
本実施の形態におけるプレス成形方法においては、第1成形工程S1と、第2成形工程S5によって、分岐部23の分岐部中央部に縦壁部3を形成するものであるから、第1成形工程S1における変形量が大きければ、第2成形工程S5における伸びフランジ変形量は小さくなる。
よって、中間成形品7の成形時に分岐部中央部の変形量を大きく(面積を大きく)成形しておくことで、第2成形工程S5における伸びフランジ変形量が小さくなり、図7に示したo部の割れが抑制される。
In the press molding method of the present embodiment, since the
Therefore, by forming the intermediate molded
一方、分岐部両側部では、曲げ半径R2Sを大きくして、中間成形品7の成形時における変形量を小さく抑えているので、第2屈曲部11の板厚減少が抑えられる。さらに、上記で説明したように、第2成形工程S5においてo部に生じる伸びフランジ変形も低減されるので、分岐部両側部からo部へ向かう材料流れも緩和され、第2成形工程S5で曲げ戻しても図7に示したa部及びb部の割れが抑制される。
On the other hand, at both sides of the branch portion, the bending radius R 2S is increased to suppress the amount of deformation of the intermediate molded
また、中間成形品7においては、図3に示すように、第1屈曲部2における曲げ半径R1が、第2屈曲部11の曲げ半径R2C、R2Sよりも大きくなっている。曲げ半径が大きいほど材料が流れやすく、小さいほど材料がとどまりやすい。そのため、第1屈曲部側から第2屈曲部11側に材料が引っ張られ、第1屈曲部2から第2屈曲部11に向かって材料が流れる(白抜き矢印参照)。これにより、分岐部中央部、分岐部両側部ともに第2屈曲部11への材料の流入が促進され、第2成形工程S5時のo部の割れ、及び、a部、b部の割れがさらに抑制される。
Further, in the intermediate molded
<トリム工程>
トリム工程S3は、第1成形工程S1で成形された中間成形品7の棚部13から不要部を除去してフランジ部25を形成する工程である。
<Trim process>
The trim step S3 is a step of removing unnecessary portions from the
図5は、図1(b)のB-B断面におけるトリム途中の状態を示す図である。
トリム工程S3では、図5に示すように、上刃27と、下刃29と、板押さえ31を有するトリム金型33によって行われる。上刃27及び下刃29は、協働して中間成形品7の棚部13から不要部を除去するためのものであり、それぞれ、切断するライン(トリムライン)に対応した形状のトリム刃(図示せず)を備えている。
FIG. 5 is a diagram showing a state in the middle of trimming in the BB cross section of FIG. 1 (b).
As shown in FIG. 5, the trim step S3 is performed by a
トリム工程S3においては、第1成形工程S1で成形された中間成形品7の天板部1と棚部13の一部を下刃29と板押さえ31で挟持し、例えば、上刃27を初期位置(図示せず)から下方に相対的に移動して棚部13から不要部(図1(b)の斜線で示す部分)を切り落とすことによりフランジ部25を形成する。
In the trim step S3, a part of the
<第2成形工程>
第2成形工程S5は、トリム工程S3で不要部を除去した中間成形品7の第2屈曲部11を曲げ戻して縦壁部3を形成して、目標形状に成形する工程である。
<Second molding process>
The second molding step S5 is a step of bending back the second
図6は、図1(c)のC-C断面におけるリストライク下死点の状態を示す図である。
第2成形工程S5では、図6に示すように、パンチ35と、パッド37と、ダイ39を有する第2金型41によって行われる。
パンチ35はプレス成形品5の内表面に対応した成形面を有するものであり、パッド37とともに中間成形品7の天板部1を把持する。また、ダイ39は、プレス成形品5の縦壁部3の外表面に対応した成形面を有するものであり、トリム工程S3で不要部を除去された中間成形品7の第2屈曲部11を曲げ戻す。
FIG. 6 is a diagram showing the state of the rest-like bottom dead center in the CC cross section of FIG. 1 (c).
The second molding step S5 is performed by a
The
上記のような第2金型41を用いた第2成形工程S5においては、パンチ35とパッド37で中間成形品7の天板部1を把持した状態で、ダイ39を初期位置(図示せず)から、図6に示す下死点の位置まで下降させることで、第2屈曲部11を曲げ戻してフランジ部25を立てて縦壁部3を形成し、図1(c)に示すプレス成形品5を成形する。
In the second molding step S5 using the
前述したように、第1成形工程S1において分岐部中央部の変形量を大きくしているので、第2成形工程S5では、分岐部中央部の変形量が小さくなり、伸びフランジ変形が低減される。
また、第1成形工程S1において分岐部両側部での変形量を小さくしているので、第2屈曲部11の加工硬化が低減されており、第2成形工程S5で第2屈曲部11を曲げ戻す際に割れが生じにくい。
As described above, since the amount of deformation of the central portion of the branch portion is increased in the first molding step S1, the amount of deformation of the central portion of the branch portion is small in the second molding step S5, and the deformation of the stretch flange is reduced. ..
Further, since the amount of deformation at both side portions of the branch portion is reduced in the first forming step S1, the work hardening of the second
以上のように、本実施の形態では、第1成形工程S1で第1屈曲部2における分岐部全体の曲げ半径R1、第2屈曲部11における分岐部中央部の曲げ半径R2C、及び、第2屈曲部11における分岐部両側部の曲げ半径R2Sが、R2C<R2S<R1の関係を満たすように成形し、トリム工程S3で不要部を除去してフランジ部25を形成後、第2成形工程S5において、第2屈曲部11を曲げ戻すと共に、伸びフランジ変形となる部位を成形している。
As described above, in the present embodiment, in the first forming step S1, the bending radius R1 of the entire branch portion in the first bending
これにより、分岐部中央部においては、第2成形工程S5における変形量を低減して伸びフランジ変形が抑制されるので、縦壁部3の先端に生じる割れを防止することができる。
また、分岐部両側部においては、曲げ戻し部分の板厚減少が抑制され、かつ、分岐部中央部の伸びフランジ変形が抑制されることで材料流れも緩和されるので、曲げ戻し部分に生じる割れを防止することができる。
さらに、分岐部中央部、分岐部両側部ともに、第1屈曲部2から第2屈曲部11への材料流入が促進されているので、上記割れの防止効果をさらに向上させている。
As a result, in the central portion of the branch portion, the amount of deformation in the second molding step S5 is reduced and the elongation flange deformation is suppressed, so that cracking at the tip of the
Further, at both sides of the branch portion, the reduction in the plate thickness of the bend-back portion is suppressed, and the elongation flange deformation at the center portion of the branch portion is suppressed, so that the material flow is also alleviated, so that cracks that occur in the bend-back portion occur. Can be prevented.
Further, since the material inflow from the first
なお、上記の説明ではプレス成形を3工程に分けて実施する例を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、第1成形工程S1とトリム工程S3を1工程で行うことで、全体として2工程で行うようにしてもよい。例えば、第1成形工程S1のパンチ15とダイ19にそれぞれトリム刃を設けるなどすれば、中間成形品7を成形すると同時に、不要部の除去を行うことができる。
In the above description, an example in which the press molding is carried out by dividing it into three steps has been described, but the present invention is not limited to this, and the first molding step S1 and the trimming step S3 are carried out in one step as a whole. It may be performed in two steps. For example, if trim blades are provided on the
また、分岐部23以外の縦壁部については、前述した3工程を実施する間に成形してもよいし、別工程で成形しても本発明の実施には差し支えない。また、天板部1の成形についても同様である。
Further, the vertical wall portion other than the
本発明の効果確認のため、図7に示すような、ロアアーム部品を目標形状とするプレス成形についてCAE解析を行った。
材料となる金属板は、板厚2.3mm、引張強度が780MPa級の熱延鋼板とした。
プレス成形工程は、実施の形態1で説明した、第1成形工程S1、トリム工程S3、第2成形工程S5の3工程とした。
In order to confirm the effect of the present invention, CAE analysis was performed on press molding with the lower arm component as the target shape as shown in FIG.
The metal plate used as the material was a hot-rolled steel plate having a plate thickness of 2.3 mm and a tensile strength of 780 MPa class.
The press molding step was the three steps of the first molding step S1, the trim step S3, and the second molding step S5 described in the first embodiment.
従来例として、中間成形品7の第2屈曲部11において、分岐部中央部と分岐部両側部の曲げ半径が同じであるものを2種類解析した。従来例における第2屈曲部11の曲げ半径は分岐部中央部と分岐部両側部ともに、5mm(従来例1)又は7mm(従来例2)とした。また、第1屈曲部2の曲げ半径は従来例1、従来例2ともに7mmとした。ここで曲げ半径とは、板厚中心部分の円弧に対する半径である(以下同様)。
As a conventional example, two types of second
また、比較例として、中間成形品7の第2屈曲部11における分岐部中央部の曲げ半径が分岐部両側部の曲げ半径よりも小さく、第1屈曲部2の曲げ半径が第2屈曲部11における分岐部両側部の曲げ半径よりも小さいものを解析した。比較例における第2屈曲部11の曲げ半径は分岐部中央部を5mm、分岐部両側部(図8のa部、b部)を7mmとし、第1屈曲部2の曲げ半径を6mmとした。
Further, as a comparative example, the bending radius of the central portion of the branch portion in the second
また、本発明例として、中間成形品7の第2屈曲部11における分岐部中央部の曲げ半径が分岐部両側部の曲げ半径よりも小さく、第1屈曲部2の曲げ半径が第2屈曲部11における分岐部両側部の曲げ半径よりも大きいものを解析した。発明例における第2屈曲部11の曲げ半径は分岐部中央部を5mm、分岐部両側部を7mmとし、第1屈曲部2の曲げ半径を10mmとした。
CAE成形解析により得られた、第2成形工程S5の下死点における、a部、b部、o部(図7参照)の最大板厚減少率を表1に示す。
Further, as an example of the present invention, the bending radius of the central portion of the branch portion in the second
Table 1 shows the maximum plate thickness reduction rate of the a part, the b part, and the o part (see FIG. 7) at the bottom dead center of the second molding step S5 obtained by the CAE molding analysis.
種々の形状のロアアームを試作した発明者らの過去の知見では、板厚2.3mm、引張強度が780MPa級熱延鋼板の場合、CAE成形解析で板厚減少率が20%を超えると割れが発生する。よって、本実施例において割れが発生する成形限界は、板厚減少率20%とした。 According to the past findings of the inventors who prototyped lower arms of various shapes, in the case of a hot-rolled steel sheet with a plate thickness of 2.3 mm and a tensile strength of 780 MPa, cracks occur when the plate thickness reduction rate exceeds 20% in CAE forming analysis. Occur. Therefore, the molding limit at which cracks occur in this embodiment is set to a plate thickness reduction rate of 20%.
上記の表1の従来例1は、第2屈曲部11の分岐部中央部(o部)と分岐部両側部(a部、b部)の曲げ半径を同じとし、分岐部中央部の板厚減少率が成形限界範囲内であるが、分岐部両側部の板厚減少率が成形限界範囲を超える例である。
表1に示すように、従来例1の場合、o部の板厚減少率は成形限界の20%未満であるが、a部、b部の板厚減少率は成形限界の20%を超えている。よって、従来例1のプレス成形方法では、o部に割れは発生しないが、a部、b部に割れが発生すると判定された。
In the conventional example 1 of Table 1 above, the bending radii of the branch portion central portion (o portion) and the branch portion both side portions (a portion and b portion) of the second
As shown in Table 1, in the case of Conventional Example 1, the plate thickness reduction rate of part o is less than 20% of the molding limit, but the plate thickness reduction rate of parts a and b exceeds 20% of the molding limit. There is. Therefore, in the press molding method of Conventional Example 1, it was determined that cracks did not occur in the o part, but cracks occurred in the a part and the b part.
また、表1の従来例2は、第2屈曲部11の分岐部中央部と分岐部両側部の曲げ半径を同じとし、分岐部中央部の板厚減少率が成形限界範囲を超え、分岐部両側部の板厚減少率が成形限界範囲内となる例である。
従来例2の場合、a部、b部の板厚減少率は成形限界の20%未満であるが、o部の板厚減少率は成形限界の20%を超えている。よって、従来例2のプレス成形方法では、a部、b部に割れは発生しないが、o部に割れが発生すると判定された。
Further, in the conventional example 2 of Table 1, the bending radius of the central portion of the branch portion of the second
In the case of Conventional Example 2, the plate thickness reduction rate of the a part and the b part is less than 20% of the molding limit, but the plate thickness reduction rate of the o part exceeds the molding limit of 20%. Therefore, in the press molding method of Conventional Example 2, it was determined that cracks did not occur in the a part and the b part, but cracks occurred in the o part.
次に、比較例の場合、a部、b部、o部の全てにおいて板厚減少率は成形限界の20%未満であり、いずれの場所でも割れは発生しないと判定されたものの、b部では成形限界の20%に近い値となった。 Next, in the case of the comparative example, the plate thickness reduction rate was less than 20% of the molding limit in all of the a part, the b part, and the o part, and it was determined that cracking did not occur in any place, but in the b part. The value was close to 20% of the molding limit.
一方、発明例の場合、a部、b部、o部の全てにおいて板厚減少率は成形限界の20%未満であり、いずれの場所でも割れは発生しないと判定された。さらに、各部位において比較例よりも板厚減少率が向上しており、より良好な結果が得られた。
以上、本実施例の結果から、ロアアームのような平面視において二股に分岐する形状を有するプレス成形品の分岐部中央部の縦壁部先端と、分岐部両側部の割れを同時に防止できることがわかった。
On the other hand, in the case of the invention example, the plate thickness reduction rate was less than 20% of the molding limit in all of the a part, the b part, and the o part, and it was determined that no cracking occurred at any place. Furthermore, the plate thickness reduction rate was improved at each site as compared with the comparative example, and better results were obtained.
As described above, from the results of this embodiment, it was found that the tip of the vertical wall portion at the center of the branch portion of the press-molded product having a bifurcated shape such as the lower arm and the cracking at both sides of the branch portion can be prevented at the same time. rice field.
また、上記から、第2屈曲部11の分岐部中央部と分岐部両側部の曲げ半径の設定方法として、以下のようにすればよいことが分かる。
すなわち、第2屈曲部11の分岐部中央部と分岐部両側部の曲げ半径を同じとし、その値を種々変更して、リストライク下死点の板厚減少率を求めることで、分岐部中央部と分岐部両側部の曲げ半径が同じであって、分岐部中央部の板厚減少率が成形限界範囲内で分岐部両側部の板厚減少率が成形限界を超える例(A値)と、分岐部中央部の板厚減少率が成形限界範囲を超え、分岐部両側部の板厚減少率が成形限界内となる例(B値)とを予め求めておき、分岐部中央部の曲げ半径を成形限界範囲内となるA値以下とし、分岐部両側部の曲げ半径を成形限界範囲内となるB値以上とし、かつ分岐部中央部の曲げ半径を分岐部両側部の曲げ半径より小さく設定するとよい。
Further, from the above, it can be seen that the bending radius of the central portion of the branch portion and the both side portions of the branch portion of the second
That is, the bending radii of the branch portion center portion and the branch portion both side portions of the
1 天板部
2 第1屈曲部
3 縦壁部
5 プレス成形品
7 中間成形品
9 中間縦壁部
11 第2屈曲部
13 棚部
15 パンチ
15a パンチ肩部
17 パッド
19 ダイ
19a ダイ肩部
21 第1金型
23 分岐部
25 フランジ部
27 上刃
29 下刃
31 板押さえ
33 トリム金型
35 パンチ
37 パッド
39 ダイ
41 第2金型
1
Claims (2)
金属板をパッドでパンチに押し付けた状態で、前記天板部と、該天板部から第1屈曲部を介して連続し前記縦壁部の基端側となる中間縦壁部と、該中間縦壁部から第2屈曲部を介して連続する棚部を、前記パンチとダイが協働して張り出し成形する第1成形工程と、
前記棚部から不要部を除去してフランジ部を残すトリム工程と、
前記第2屈曲部を曲げ戻して、前記中間縦壁部と前記フランジ部に相当する部位からなる前記縦壁部を成形する第2成形工程とを備え、
前記第1成形工程は、前記第1屈曲部における分岐部全体の曲げ半径R1、前記第2屈曲部における分岐部中央部の曲げ半径R2C、及び、前記第2屈曲部における分岐部中央部の曲げ稜線方向両側の部分の曲げ半径R2Sが、R2C<R2S<R1の関係を満たすように成形することを特徴とするプレス成形方法。 A press-molding method for press-molding a press-molded product having a top plate portion having a bifurcated shape in a plan view and a vertical wall portion continuous with the top plate portion.
With the metal plate pressed against the punch with a pad, the top plate portion, the intermediate vertical wall portion that is continuous from the top plate portion via the first bent portion, and is the base end side of the vertical wall portion, and the intermediate portion. The first molding step in which the punch and the die cooperate to overhang and mold a shelf portion continuous from the vertical wall portion via the second bent portion.
The trim process of removing unnecessary parts from the shelf part and leaving the flange part,
A second molding step of bending back the second bent portion to form the vertical wall portion including the intermediate vertical wall portion and the portion corresponding to the flange portion is provided.
In the first forming step, the bending radius R 1 of the entire branch portion in the first bending portion, the bending radius R 2C of the central portion of the branch portion in the second bending portion, and the central portion of the branch portion in the second bending portion. A press molding method characterized in that the bending radii R 2S of the portions on both sides in the bending ridge line direction satisfy the relationship of R 2C <R 2S <R 1 .
前記天板部と、該天板部から第1屈曲部を介して連続し前記縦壁部の基端側となる中間縦壁部と、該中間縦壁部から第2屈曲部を介して連続する棚部を有する中間成形品を成形する第1金型と、
前記棚部から不要部を除去してフランジ部を成形するトリム金型と、
前記第2屈曲部を曲げ戻して、前記中間縦壁部と前記フランジ部に相当する部位からなる前記縦壁部を成形する第2金型とを備え、
前記第1金型は、前記第1屈曲部を成形するパンチ肩部を有するパンチと、該パンチと対向して配置され金属板を前記パンチに押し付けるパッドと、前記第2屈曲部を成形するダイ肩部を有するダイとを有し、
前記パンチ肩部の曲率半径RP、前記ダイ肩部における前記第2屈曲部の分岐部中央部を成形する部分の曲率半径RDC、及び、前記ダイ肩部における前記第2屈曲部の分岐部中央部の曲げ稜線方向両側部分を成形する部分の曲率半径RDSが、RDC<RDS<RPの関係を満たすように設定されていることを特徴とするプレス成形金型。 A press-molding die for realizing the press-molding method according to claim 1.
The top plate portion, an intermediate vertical wall portion that is continuous from the top plate portion via the first bent portion and is the base end side of the vertical wall portion, and continuous from the intermediate vertical wall portion via the second bent portion. The first mold for molding an intermediate molded product having a shelf portion to be molded,
A trim mold that removes unnecessary parts from the shelf and forms the flange part,
A second mold for forming the vertical wall portion including the intermediate vertical wall portion and the portion corresponding to the flange portion by bending back the second bent portion is provided.
The first mold includes a punch having a punch shoulder portion for forming the first bent portion, a pad arranged facing the punch and pressing a metal plate against the punch, and a die for forming the second bent portion. With a die with a shoulder,
The radius of curvature R P of the punch shoulder, the radius of curvature R DC of the portion of the die shoulder that forms the central portion of the branch of the second bend, and the branch of the second bend in the die shoulder. A press molding mold characterized in that the radius of curvature R DS of the portion forming both sides in the bending ridge direction of the central portion is set so as to satisfy the relationship of R DC <R DS < RP .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020179387A JP7331820B2 (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Press molding method and press molding die |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020179387A JP7331820B2 (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Press molding method and press molding die |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022070366A true JP2022070366A (en) | 2022-05-13 |
JP7331820B2 JP7331820B2 (en) | 2023-08-23 |
Family
ID=81535118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020179387A Active JP7331820B2 (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Press molding method and press molding die |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7331820B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08103825A (en) * | 1994-10-03 | 1996-04-23 | Toyota Motor Corp | Method for forming forked member and die therefor |
WO2015008495A1 (en) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | Jfeスチール株式会社 | Press molding method |
WO2015155974A1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-10-15 | 新日鐵住金株式会社 | Press-moulded article manufacturing method and vehicle lower arm |
JP2017127898A (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | 新日鐵住金株式会社 | Press device and manufacturing method od press-molding product |
-
2020
- 2020-10-27 JP JP2020179387A patent/JP7331820B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08103825A (en) * | 1994-10-03 | 1996-04-23 | Toyota Motor Corp | Method for forming forked member and die therefor |
WO2015008495A1 (en) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | Jfeスチール株式会社 | Press molding method |
WO2015155974A1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-10-15 | 新日鐵住金株式会社 | Press-moulded article manufacturing method and vehicle lower arm |
JP2017127898A (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | 新日鐵住金株式会社 | Press device and manufacturing method od press-molding product |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7331820B2 (en) | 2023-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101718269B1 (en) | Method for producing press-molded article | |
JP5114688B2 (en) | Method of forming metal member with excellent shape freezing property | |
KR101614755B1 (en) | Press forming method | |
JP6512191B2 (en) | Method of designing mold and method of manufacturing press-formed product | |
CN107921504B (en) | Method for manufacturing stretch flange formed part | |
US11628486B2 (en) | Production method for pressed components, press forming device, and metal sheet for press forming | |
CN113365752B (en) | Method for manufacturing stamped member and method for manufacturing blank | |
JP2018027567A (en) | Press mold | |
JP7276307B2 (en) | Press molding method and press molding die | |
JPWO2020153500A1 (en) | Press forming method and pressing equipment | |
JP2022070366A (en) | Press molding method and press molding mold | |
KR102300153B1 (en) | Press forming method | |
JP7439802B2 (en) | Press molding method and press mold | |
JP7156343B2 (en) | Press molding method and press molding die | |
EP4209286A1 (en) | Method for manufacturing press-formed article and pressing device | |
WO2022118622A1 (en) | Production method for steel component | |
JP2021176646A (en) | Manufacturing method for press component, metal plate for press molding, and high-tensile steel plate | |
JPWO2020105647A1 (en) | Manufacturing method of curved member | |
JP2021159951A (en) | Method for manufacturing sheet-metal-formed product, device for manufacturing sheet-metal-formed product, and tool for flange-up | |
JP2005186113A (en) | Method for press molding metal plate | |
JP2020093303A (en) | Method of manufacturing press component, and design method for lower die | |
JP7181506B2 (en) | press mold | |
JP7173847B2 (en) | Press molding method | |
JP2020049494A (en) | Press molded component manufacturing method, and press molded component | |
JP7396550B1 (en) | Press molding method and method for manufacturing press molded products |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220524 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230323 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230711 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230724 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7331820 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |