JP2022185340A - Hot press product manufacturing method, and hot press molding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱間プレス製品の製造方法、及び熱間プレス成形装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hot press product manufacturing method and a hot press forming apparatus.
近年、自動車の燃費向上のために、ピラー、サイドシル、ルーフレール等の自動車骨格部品のより一層の軽量化が望まれており、薄板超高張力鋼板を用いた熱間プレス成形が多く用いられている。 In recent years, in order to improve the fuel efficiency of automobiles, further weight reduction of automobile frame parts such as pillars, side sills, and roof rails is desired, and hot press forming using thin ultra-high-strength steel sheets is often used. .
熱間プレス成形は、ホットスタンプ、ホットプレス、熱間成形とも称されるものである。この熱間プレス成形は、高温に加熱された被成形材(ブランク材)をプレス成形し、さらに下死点において冷媒により冷却された金型内において急冷して抜熱し、焼き入れることにより高強度の成形品を得る技術である。 Hot press molding is also called hot stamping, hot pressing, or hot forming. In this hot press forming, a material to be formed (blank material) heated to a high temperature is press-molded, and then rapidly cooled in a mold cooled by a refrigerant at the bottom dead center to remove heat and quenched to achieve high strength. It is a technique to obtain a molded product of
熱間プレス成形後(焼き入れ後)の製品は延性に乏しく、後工程でプレス成形することは困難であるため、熱間プレスにおける曲げ加工のみでは成形できないような複雑な形状の製品の場合、熱間プレスにおいて絞り加工を用いた成形が実施される。 Products after hot press forming (after quenching) lack ductility and are difficult to press form in the post-process. Forming using drawing is performed in the hot press.
しかし、熱間プレスにおける絞り成形では、冷間プレスの絞り成形のようにダイ(ダイフェース面)とブランクホルダーとで被成形材を強固にクランプ(挟持)すると、被成形材の被クランプ部が冷媒により冷却された金型による抜熱で急激に冷却され、絞り成形時に材料流動が起こらずに、局所的な減肉(板厚減少)が起こり得る。このため、被成形材に割れが発生する可能性が増し、複雑な形状のプレス成形が困難になる。また、その反面、熱間プレス成形ではその成形性及び強度保持のために、下死点に保持された被成形品を、冷媒により冷却された金型により急速に冷却したいのが実情である。 However, in draw forming in hot press, if the material to be formed is firmly clamped between a die (die face) and a blank holder as in draw forming in cold press, the clamped part of the material to be formed will be It is rapidly cooled by heat removal by the die cooled by the coolant, and local thinning (thickness reduction) may occur without material flow during draw forming. For this reason, the possibility of cracks occurring in the material to be formed increases, making it difficult to press-form a complicated shape. On the other hand, in hot press forming, in order to maintain formability and strength, it is actually desirable to rapidly cool the molded article held at the bottom dead center using a mold cooled by a coolant.
熱間プレスにおける絞り成形方法として、特許文献1には、シワ押え部(ブランクホルダー)の上部をアブソーバーで保持し、シワ押え部の下部を弾性部材で保持し、プレス成形過程で突出面(ダイフェース面)とシワ押え面との隙間を維持した状態で被成形材が成形され、下死点到達後に突出部とシワ押え部とを近接させて、被成形材を挟み込むようにした成形方法が記載されている。 As a draw forming method in hot press, in Patent Document 1, the upper part of the wrinkle holding part (blank holder) is held by an absorber, the lower part of the wrinkle holding part is held by an elastic member, and the protruding surface (die face surface) and the wrinkle-holding surface is maintained, and after reaching the bottom dead center, the protruding part and the wrinkle-holding part are brought close to each other, and the material is sandwiched. Have been described.
特許文献1の方法は、ブランクホルダー(シワ押え部)の下面と下型の支持部の上面との間に設けられた弾性部材でブランクホルダーを保持した状態で熱間プレスが開始され、上型のダイフェース面(突出部の下面)とブランクホルダーの上面との隙間管理をアブソーバーで行っている。すなわちアブソーバーのバネ定数が弾性部材のバネ定数よりも大きいため、熱間プレス成形の途中(ブランクホルダーが下降している間)はアブソーバーにより隙間を維持し、下死点ではアブソーバーが縮むことにより隙間がなくなるように構成されている。すなわち熱間プレスのための金型のダイフェース面は、成形過程では被成形材の温度を維持するための隙間管理が必要となり、下死点では被成形品を急冷するために均等な面接触が必要となっている。 In the method of Patent Document 1, hot pressing is started while the blank holder is held by an elastic member provided between the lower surface of the blank holder (wrinkle holding portion) and the upper surface of the support portion of the lower mold. The gap between the die face surface (lower surface of the protrusion) and the upper surface of the blank holder is managed by an absorber. That is, since the spring constant of the absorber is greater than the spring constant of the elastic member, the gap is maintained by the absorber during hot press forming (while the blank holder is descending), and at the bottom dead center, the absorber shrinks to create the gap. is configured to eliminate In other words, the die face of the mold for hot pressing requires a gap control to maintain the temperature of the molded material during the molding process, and at the bottom dead center, uniform surface contact is required to rapidly cool the molded product. is required.
しかしながら、このような上下の圧力源(アブソーバー及び弾性部材)を用いた隙間管理方法では、成形過程の被成形材の形状により圧力バランスの調整が難しく、ダイとブランクホルダーとの隙間がばらつき、被成形品に割れ又はシワが発生しやすくなる。 However, with such a gap management method using upper and lower pressure sources (absorbers and elastic members), it is difficult to adjust the pressure balance due to the shape of the material to be molded during the molding process, and the gap between the die and the blank holder varies. Cracks or wrinkles are likely to occur in the molded product.
また、下死点においてダイに対するポンチとブランクホルダーとの隙間を均一にするための高さ調整が極めて困難で、ダイフェース面上の被成形品の板厚変化部への均等な面接触が難しく、冷却性の低下及び冷却ムラという不具合が生じるおそれがある。 In addition, it is extremely difficult to adjust the height to make the gap between the punch and the blank holder uniform against the die at the bottom dead center, and it is difficult to make uniform surface contact with the thickness change part of the molded product on the die face surface. , there is a possibility that problems such as a decrease in cooling performance and uneven cooling may occur.
また、被成形品の冷却性の低下により、被成形材の焼き入れ時間が長くなり被成形材の金型内保持時間を短縮することが妨げられ、生産性の低下を招いてしまう。 In addition, due to the deterioration of the cooling performance of the molded product, the quenching time of the molded product becomes longer, which prevents the shortening of the retention time of the molded product in the mold, resulting in a decrease in productivity.
また、被成形品に冷却ムラが生じると、焼き入れ硬度がばらつき、熱間プレス製品の寸法精度が低下するおそれがある。 In addition, if the molded product is cooled unevenly, the quenching hardness may vary, and the dimensional accuracy of the hot pressed product may decrease.
さらに、隙間を担保するアブソーバーは大きなガススプリング等を用いたものが必要であり、金型構造の大型化及び複雑化を招き、非常に高価な熱間プレス成形装置となっていた。 Furthermore, the absorber that secures the gap must use a large gas spring or the like, which leads to an increase in the size and complexity of the mold structure, resulting in a very expensive hot press molding apparatus.
そこで、本発明は、熱間プレス製品に割れ又はシワが発生することを抑制し、また、熱間プレス製品の寸法精度の低下を抑制し、高い生産性を得ることができる熱間プレス製品の製造方法、及び熱間プレス成形装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a hot press product capable of suppressing the occurrence of cracks or wrinkles in the hot press product, suppressing the deterioration of the dimensional accuracy of the hot press product, and obtaining high productivity. An object of the present invention is to provide a manufacturing method and a hot press forming apparatus.
本発明の一態様に係る熱間プレス製品の製造方法は、内部に冷媒流路を有する上型及び下型と、ブランクホルダーとを用いて、加熱された被成形材を熱間プレス成形することにより熱間プレス製品を製造する方法である。上型と下型とを接近させて、上型の外周押え面とブランクホルダーの上面との隙間を被成形材の厚さよりも大きい所定間隔に維持した状態で、被成形材を上型と下型との間において絞り成形する。成形下死点に到達する前に、被成形材の外周の絞り上り部が、上型の外周押え面とブランクホルダーの上面との隙間から抜ける。成形下死点に到達したときに、被成形材の外周の絞り上り部が、上型の外周押え面とブランクホルダーの上面との隙間に残らず、上型と下型との間に挟まれる。 A method for manufacturing a hot press product according to one aspect of the present invention comprises hot press molding a heated workpiece using an upper mold and a lower mold having coolant flow paths therein and a blank holder. It is a method of manufacturing a hot press product by The upper mold and the lower mold are brought closer to each other, and the material to be molded is placed between the upper mold and the lower mold while maintaining the gap between the outer peripheral pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder at a predetermined distance larger than the thickness of the material to be molded. It draw-forms between molds. Before reaching the molding bottom dead center, the drawn-up portion of the outer circumference of the material to be formed is removed from the gap between the outer circumference pressing surface of the upper die and the upper surface of the blank holder. When the bottom dead center of molding is reached, the drawn up part of the outer periphery of the material to be formed does not remain in the gap between the outer periphery pressing surface of the upper die and the upper surface of the blank holder, and is sandwiched between the upper die and the lower die. .
本発明の一態様に係る熱間プレス成形装置は、内部に冷媒流路を有する上型及び下型と、ブランクホルダーと、を備える。上型と下型とが接近されて、上型の外周押え面とブランクホルダーの上面との隙間が被成形材の厚さよりも大きい所定間隔に維持された状態で、被成形材が上型と下型との間において絞り成形される。成形下死点に到達する前に、被成形材の外周の絞り上り部が、上型の外周押え面とブランクホルダーの上面との隙間から抜ける。成形下死点に到達したときに、被成形材の外周の絞り上り部が、上型の外周押え面とブランクホルダーの上面との隙間に残らず、上型と下型との間に挟まれる。 A hot press molding apparatus according to an aspect of the present invention includes an upper mold and a lower mold having coolant channels therein, and a blank holder. The upper die and the lower die are brought closer to each other, and the workpiece is placed between the upper die and the gap between the outer peripheral pressing surface of the upper die and the upper surface of the blank holder. Draw forming is performed between the lower die and the lower die. Before reaching the molding bottom dead center, the drawn-up portion of the outer circumference of the material to be formed is removed from the gap between the outer circumference pressing surface of the upper die and the upper surface of the blank holder. When the bottom dead center of molding is reached, the drawn up part of the outer periphery of the material to be formed does not remain in the gap between the outer periphery pressing surface of the upper die and the upper surface of the blank holder, and is sandwiched between the upper die and the lower die. .
本発明の一態様に係る熱間プレス製品の製造方法、及び熱間プレス成形装置によれば、熱間プレス製品に割れ又はシワが発生することを抑制し、また、熱間プレス製品の寸法精度の低下を抑制し、高い生産性を得ることができる。 According to the hot press product manufacturing method and the hot press forming apparatus according to one aspect of the present invention, the occurrence of cracks or wrinkles in the hot press product is suppressed, and the dimensional accuracy of the hot press product is improved. can be suppressed and high productivity can be obtained.
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
以下、実施形態を説明するにあたり、熱間プレス成形装置の駆動側に取り付けられた上型ダイをプレス駆動により下降させ、加熱した被成形材を熱間プレス装置の固定側に取り付けられた下型ポンチで、上向き方向にプレス成形する熱間プレス成形方法で説明を行う。 Hereinafter, in describing the embodiments, the upper die attached to the drive side of the hot press forming device is lowered by the press drive, and the heated material is transferred to the lower die attached to the fixed side of the hot press device. A hot press forming method in which a punch is used to perform press forming in an upward direction will be described.
(熱間プレス成形装置の構成)
図1から図3に示すように、熱間プレス成形装置10の金型11は、上型であるダイ12と、下型であるポンチ13と、シワ押えのためのブランクホルダー14とを有しており、熱間プレス機を用いて絞り成形を行うことができる。金型11の基本構成は冷間プレス成形装置のものと同様であるが、ダイ12及びポンチ13の内部には、熱間プレス成形で熱せられた金型11を冷やすために、水等の冷媒を流す水冷管(冷媒流路)15,16が複数設けられている(図3参照)。ブランクホルダー14にも水冷管15,16を設ける場合があるが、本実施形態のブランクホルダー14には水冷管15,16は設けられていない。また、ブランクホルダー14は、一般的な鋳物製ではなく、鋼材プレート製である。
(Configuration of hot press molding device)
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ブランクホルダー14は、ポンチホルダー17(図1参照)に取り付けられた複数のガススプリング(弾性支持部)18により保持されている。ブランクホルダー14の上面には、固定タイプ(非可動タイプ)の、おおよそ直径70mmの隙間管理ブロック(隙間維持部)21が300mm~400mm間隔でボルト等を用いて取り付けられている。取り付ける位置に応じて、円柱形状の隙間管理ブロック21と、角柱形状の隙間管理ブロック21とが配置されている(図2参照)。
The
ガススプリング18の中心と隙間管理ブロック21の中心との位置は、ほぼ同じ場所に設けられる。すなわち、ガススプリング18と隙間管理ブロック21とは、平面視において重なる位置にあって、同心上に配置される。このため、隙間管理ブロック21と同様に、ポンチホルダー17にはガススプリング18が300mm~400mm間隔でボルト等を用いて取り付けられている。このようにガススプリング18と隙間管理ブロック21とを配置することにより、ダイ12によって隙間管理ブロック21を押し下げたときに、ブランクホルダー14がバランスよく押し下げられる。このため、成形工程中、被成形材20Aの全周に渡り常に設定した隙間G(図4B、図4C参照)が得られる。
The center of the
本実施形態では、隙間管理ブロック21がブランクホルダー14の上面に装着された例を示すが、ダイ12のダイフェース面22の外周部(座面23)に装着されてもよい。さらには、隙間管理ブロック21をダイ12に鋳物で一体に設けておき、切削で面だしをして形成してもよい。要するに、隙間管理ブロック21によりダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gが正しく得られればいずれでもよい。前述のように隙間管理ブロック21がブランクホルダー14の上面に装着されているのは、隙間Gの最終調整がシム(スペーサー)等を用いて金型11内で実施しやすいためである。
In this embodiment, an example in which the
ダイ12のダイフェース面22には、プレス成形時に隙間管理ブロック21が当接する位置に座面(凹部)23が設けられている。また、ダイ12のダイフェース面22近傍の部位には、水冷管15,16は設けられていない。ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gは、隙間管理ブロック21の高さにより調整され、熱間プレス成形時に、被成形材20Aの板厚+0.5mmとなるように設定されている。この隙間Gは、必ずしも被成形材20Aの板厚+0.5mmとは限らない。被成形材20Aの板厚+0.5mm~2.0mmの隙間Gが想定され、被成形材20Aの素材及び板厚、被成形品20Bの形状、さらには金型11のプロファイル(断面形状)等により決定される。
A
(熱間プレス成形方法)
先ず、通常の冷間加工で、パイロットピンのガイド穴等を含んだ外形加工が予め施された被成形材20Aが用意される。被成形材20Aは、焼入性向上元素であるマンガン、ボロン等が添加されたアルミニウムめっき鋼板又は亜鉛めっき鋼板等の熱間プレス用の薄板鋼板により構成される。
(Hot press molding method)
First, a material to be formed 20A is prepared, which has previously undergone external shape processing including guide holes for pilot pins, etc., by ordinary cold working. The material to be formed 20A is composed of a thin steel sheet for hot pressing, such as an aluminum-plated steel sheet or a galvanized steel sheet to which manganese, boron, or the like, which is an element for improving hardenability, is added.
加熱炉内で加熱された被成形材20Aが、熱間プレス機の上死点で、図示しない搬送ジョー(搬送ロボット)等を用いて金型11内のブランクホルダー14上に投入される(図4A参照)。
The material to be formed 20A heated in the heating furnace is put onto the
このとき、被成形材20Aの位置決めは、位置決めピン(図示せず)及びネスト(図示せず)により実施される。
At this time, positioning of the molded
熱間プレス機の駆動によりダイ12が下降し、ダイフェース面22に設けられた隙間管理ブロック当接部(座面23)に、ブランクホルダー14上に取り付けられた隙間管理ブロック21の上面が当接する(図4B参照)。
The
熱間プレス機の駆動によるダイ12のさらなる下降により、ダイフェース面22に設けられた座面23がブランクホルダー14上に取り付けられた隙間管理ブロック21を押すことによりブランクホルダー14が押し下げられる。このとき、ブランクホルダー14に連動してガススプリング18も押し下げられて縮む。これにより、ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gが被成形材20Aの板厚+0.5mmのまま、被成形材20Aはダイ12とポンチ13とにより熱間プレス成形(絞り成形)される(図4C参照)。
As the
また、熱間プレス機の駆動によるダイ12のさらなる下降に伴い、加熱された被成形材20Aはダイフェース面22とブランクホルダー14とにより緩く挟持されたまま、ダイ12とポンチ13とにより熱間プレス成形(絞り成形)される。
Further, as the
さらに、熱間プレス機の駆動によるダイ12のさらなる下降に伴い、下死点より約5mm手前で被成形材20Aの外周の絞り上り部24が、ポンチ13によりダイ12の内側に引き込まれ、ブランクホルダー14上から抜ける(図4D参照)。
Furthermore, as the
下死点より約5mm手前まではブランクホルダー14上にあった被成形材20Aの外周の絞り上り部24が、ブランクホルダー14上から抜けるためには、被成形材20Aの形状(外形)及び絞り深さ、並びにポンチ13の断面形状が重要である。
In order for the drawn
例えば、幅(又は径)が同じ形状の成形を行う場合、絞り深さが深い製品における被成形材(ブランク材)20Aの外形形状は、絞り深さが浅い製品における被成形材20Aの外形形状よりも大きめとなる(図5A及び図5B、図6A及び図6B参照)。また、絞り深さが深い製品における被成形材20Aのクランプ代C1は、絞り深さが浅い製品における被成形材20Aのクランプ代C2よりも多くなる(図5A及び図5B、図6A及び図6B参照)。
For example, when forming a shape having the same width (or diameter), the external shape of the material (blank material) 20A in a product with a deep drawing depth is the external shape of the
同一製品上では、絞り深さが深い部位の外形形状は、絞り深さが浅い部位の外形形状よりも大きめとなる(図5A、図6A参照)。また、同一製品上では、絞り深さが深い部位のクランプ代C1は、絞り深さが浅い部位のクランプ代C2よりも多くなる(図5A、図6A参照)。 On the same product, the outer shape of the part with a deep drawing depth is larger than the outer shape of the part with a shallow drawing depth (see FIGS. 5A and 6A). In addition, on the same product, the clamping allowance C1 for a portion with a deep drawing depth is greater than the clamping allowance C2 for a portion with a shallow drawing depth (see FIGS. 5A and 6A).
絞り上り部24の長さ(幅)が長い場合、そのクランプ代C3は、絞り上り部24の長さ(幅)が短い場合のクランプ代C4よりも多くなる(図7A及び図7B、図8A及び図8B参照)。
When the length (width) of the drawn
被成形材20Aの外周の絞り上り部24が単にハット断面の様な形状ではなく縦壁25を設けたような場合、そのクランプ代C5は、絞り上り部24が単にハット断面の様な形状の場合のクランプ代C4よりも多くなる(図9A及び図9B、図8A及び図8B参照)。
In the case where the drawn-up
前述のように、被成形材20Aの外形形状は、絞り深さ、絞り上り部24の長さ及び形状等により異なるが、それら以外にもポンチ13の角部のR形状等、ポンチ13の断面形状の調整を含め、試験及びシミュレーション等により決定される。もちろん使用する被成形材20Aの種類(鋼種)によっても外形形状が異なるため、実際の部材による種々の試験が実施され、シミュレーションに反映されて、被成形材20Aの外形形状が決定される。
As described above, the external shape of the
以下に、本実施形態による作用効果を説明する。 The effects of this embodiment will be described below.
(1)本実施形態に係る熱間プレス製品の製造方法は、内部に水冷管15,16を有するダイ及びポンチ13と、ブランクホルダー14とを用いて、加熱された被成形材20Aを熱間プレス成形することにより熱間プレス製品を製造する方法である。ダイ12とポンチ13とを接近させて、ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gを被成形材20Aの厚さよりも大きい所定間隔に維持した状態で、被成形材20Aをダイ12とポンチ13との間において絞り成形する。成形下死点に到達する前に、被成形材20Aの外周の絞り上り部24が、ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gから抜ける。成形下死点に到達したときに、被成形材20Aの外周の絞り上り部24が、ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gに残らず、ダイ12とポンチ13との間に挟まれる。
(1) The method for manufacturing a hot press product according to the present embodiment uses a die and a
(2)ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gを、ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との間に設けられる隙間管理ブロック21を用いて所定間隔に維持する。
(2) The gap G between the
(3)熱間プレス成形装置10は、内部に水冷管15,16を有するダイ12及びポンチ13と、ブランクホルダー14と、を備える。ダイ12とポンチ13とが接近されて、ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gが被成形材20Aの厚さよりも大きい所定間隔に維持された状態で、被成形材20Aがダイ12とポンチ13との間において絞り成形される。成形下死点に到達する前に、被成形材20Aの外周の絞り上り部24が、ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gから抜ける。成形下死点に到達したときに、被成形材20Aの外周の絞り上り部24が、ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gに残らず、ダイ12とポンチ13との間に挟まれる。
(3) The hot
(4)熱間プレス成形装置10は、ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との間に設けられ、ダイ12のダイフェース面22とブランクホルダー14の上面との隙間Gを所定間隔に維持する隙間管理ブロック21を備える。
(4) The hot
(5)隙間管理ブロック21は、ダイ12のダイフェース面22及びブランクホルダー14の上面の少なくとも一方に設けられる。
(5) The
(6)熱間プレス成形装置10は、ブランクホルダー14を弾性支持するガススプリング18を備える。隙間管理ブロック21とガススプリング18とが平面視において重なる位置にある。
(6) The hot
(7)ダイ12のダイフェース面22近傍の部位、及びブランクホルダー14には、水冷管15,16が設けられていない。
(7) The
本実施形態では、被成形材20Aをダイ12(ダイフェース面22)及びブランクホルダー14により挟持してから熱間プレス成形完了(熱間プレス機の下死点)まで、ダイフェース面22とブランクホルダー14との隙間Gが一定である。そして、下死点直前でその隙間Gから被成形材20Aの絞り上り部24が抜け、最終的に被成形材20Aの絞り上り部24はブランクホルダー14上に残らない。したがって、下死点において被成形材20Aをダイフェース面22とブランクホルダー14とで強く挟持する熱間プレス成形方法と比較して、急激な減肉(板厚減少)がないため、複雑な深絞り成形品においても割れの発生が抑制される。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、下死点直前までが絞り成形であり、下死点直前から下死点保持(成形完了)までがフォーム成形ということになる。被成形材20Aの絞り上り部24が下死点直前でダイフェース面22とブランクホルダー14との隙間Gから抜けるタイミングが、熱間プレス成形の下死点直前であり、フォーム成形期間が短いため、シワの発生も抑制される。
In the present embodiment, draw forming is performed until just before the bottom dead center, and form forming is performed from just before the bottom dead center to holding the bottom dead center (forming is completed). The timing at which the drawn-up
以上要するに、本実施形態では、下死点では被成形品20Bがブランクホルダー14から既に抜けている。このため、下死点保持において、冷媒で冷却されたダイ12及びポンチ13のみで均等な面接触により被成形品20Bを急冷することができ、冷却性の低下を抑制することができる。
In short, in this embodiment, the molded
冷却性の向上により、被成形材20Aの焼き入れ時間が短くなり、被成形材20Aの金型内保持時間を短縮することができ、生産性が向上する。また被成形品20Bの各部位における冷却ムラがなく、オーステナイトのマルテンサイト変態時において発生するベイナイトの量等のばらつきがないため、被成形品20Bに焼き入れ硬度のばらつきが少なく、熱間プレス製品の寸法精度が向上する。
The improvement in cooling performance shortens the quenching time of the molded
本実施形態では、被成形品20Bの熱間プレス成形時に被成形材20Aを挟持するダイフェース面22とブランクホルダー14との隙間Gを確保するために、固定の隙間管理ブロック21(一般的に、S45C材)を採用することが可能となる。このため、金型11の構造の簡略化を図ることができる。
In the present embodiment, a fixed gap management block 21 (generally , S45C material) can be adopted. Therefore, the structure of the
また、隙間管理ブロック21と当接するダイフェース面22の座面23においても、上型の作成時に合わせて平面加工すればよく、上型のダイ12も複雑な構造とならない。
Also, the bearing
また、本実施形態では、下死点においてもブランクホルダー14は底突きする必要がないため、ブランクホルダー14の剛性を下げることができ、従来の鋳物構造から鋼材プレート構造に変更することができる。
In addition, in this embodiment, since the
これら種々の構造変更等により、金型11の縮小化も図ることができる。
The size of the
さらに、本実施形態では、成形加工中のダイフェース面22とブランクホルダー14との隙間Gが常に一定に保持される。このため、ダイフェース面22及びブランクホルダー14は高熱にならず、ダイフェース面22近傍及びブランクホルダー14内に水冷管15,16等の冷却装置を用いる必要がない(図3参照)。
Furthermore, in this embodiment, the gap G between the
本実施形態では、ダイ12のダイフェース面22近傍の部位、及びブランクホルダー14には、水冷管15,16が設けられていない。このため、下死点直前に前述の隙間Gから被成形材20Aの絞り上り部24を、冷媒にて冷却されたダイ12とポンチ13とにより被成形材20Aを急冷することができる。
In this embodiment, the
以上の内容により、より廉価な熱間プレス成形装置10を得ることができる。
With the above contents, a more inexpensive hot
ところで、本発明の熱間プレス製品の製造方法、及び熱間プレス成形装置は前述の実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。 By the way, the hot press product manufacturing method and the hot press forming apparatus of the present invention have been described by taking the above-described embodiment as an example, but they are not limited to this embodiment and may be modified without departing from the gist of the present invention. Various embodiments of can be adopted.
前述のように、熱間プレス成形装置の駆動側に取り付けられた上型ダイをプレス駆動により下降させ、加熱した被成形材を熱間プレス装置の固定側に取り付けられた下型ポンチで、上向き方向にプレス成形する熱間プレス成形方法について実施形態を説明した。しかしながら、上型(ダイ)と下型(ポンチ)とは逆でもよい。すなわち、上型ポンチと下型ダイとによる下向き方向にプレス成形する熱間プレス成形方法でもよい。 As described above, the upper die attached to the drive side of the hot press forming device is lowered by the press drive, and the heated workpiece is pushed upward by the lower punch attached to the fixed side of the hot press device. An embodiment has been described for a hot press forming method for press forming in a direction. However, the upper mold (die) and lower mold (punch) may be reversed. That is, a hot press molding method may be used in which an upper punch and a lower die are used to perform press molding in the downward direction.
また、前述の熱間プレス成形方法において、その熱間プレス開始時、製品上面のシワ押えのため、先行パッドとポンチとで被成形材を予め押えてからダイで加工開始してもよい。この場合でも被成形材がブランクホルダーから抜けるので、被成形材の座屈対策のロッキング機構は必要なくなり、より廉価な熱間プレス成形装置を得ることができる。 Further, in the hot press forming method described above, at the start of the hot press, in order to suppress wrinkles on the upper surface of the product, the material to be formed may be pressed in advance with a preceding pad and a punch before starting working with the die. Even in this case, since the material to be formed is removed from the blank holder, a locking mechanism for preventing buckling of the material to be formed is not required, and a more inexpensive hot press forming apparatus can be obtained.
10 熱間プレス成形装置
11 金型
12 ダイ
13 ポンチ
14 ブランクホルダー
15 水冷管(冷媒流路)
16 水冷管(冷媒流路)
17 ポンチホルダー
18 ガススプリング
20A 被成形材
20B 被成形品
21 隙間管理ブロック(隙間維持部)
22 ダイフェース面(外周押え面)
23 座面(凹部)
24 絞り上り部
25 縦壁
C1~C5 クランプ代
G 隙間
10 hot
16 water cooling pipe (refrigerant channel)
17
22 Die face surface (peripheral holding surface)
23 seat surface (recess)
24 Draw-up
Claims (7)
前記上型と前記下型とを接近させて、前記上型の外周押え面と前記ブランクホルダーの上面との隙間を前記被成形材の厚さよりも大きい所定間隔に維持した状態で、前記被成形材を前記上型と前記下型との間において絞り成形し、
成形下死点に到達する前に、前記被成形材の外周の絞り上り部が、前記上型の外周押え面と前記ブランクホルダーの上面との隙間から抜け、
前記成形下死点に到達したときに、前記被成形材の外周の絞り上り部が、前記上型の外周押え面と前記ブランクホルダーの上面との隙間に残らず、前記上型と前記下型との間に挟まれる、
熱間プレス製品の製造方法。 A method for producing a hot press product by hot press forming a heated material to be formed using an upper mold and a lower mold having coolant channels inside and a blank holder, comprising:
The upper mold and the lower mold are brought closer to each other, and the gap between the outer peripheral pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder is maintained at a predetermined distance larger than the thickness of the material to be molded. Draw forming the material between the upper mold and the lower mold,
Before reaching the molding bottom dead center, the drawn up portion of the outer periphery of the workpiece is pulled out from the gap between the outer periphery pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder,
When the molding bottom dead center is reached, the drawn portion of the outer circumference of the workpiece does not remain in the gap between the outer circumference pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder, and the upper mold and the lower mold sandwiched between
A method for manufacturing hot pressed products.
請求項1に記載の熱間プレス製品の製造方法。 The gap between the outer peripheral pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder is maintained at the predetermined interval by using a gap maintaining part provided between the outer peripheral pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder.
A method for manufacturing a hot pressed product according to claim 1.
前記上型と前記下型とが接近されて、前記上型の外周押え面と前記ブランクホルダーの上面との隙間が被成形材の厚さよりも大きい所定間隔に維持された状態で、前記被成形材が前記上型と前記下型との間において絞り成形され、
成形下死点に到達する前に、前記被成形材の外周の絞り上り部が、前記上型の外周押え面と前記ブランクホルダーの上面との隙間から抜け、
前記成形下死点に到達したときに、前記被成形材の外周の絞り上り部が、前記上型の外周押え面と前記ブランクホルダーの上面との隙間に残らず、前記上型と前記下型との間に挟まれる、
熱間プレス成形装置。 Equipped with an upper mold and a lower mold having coolant channels inside, and a blank holder,
The upper mold and the lower mold are brought close to each other, and the gap between the outer peripheral pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder is maintained at a predetermined distance larger than the thickness of the material to be molded. The material is drawn between the upper mold and the lower mold,
Before reaching the molding bottom dead center, the drawn up portion of the outer periphery of the workpiece is pulled out from the gap between the outer periphery pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder,
When the molding bottom dead center is reached, the drawn portion of the outer circumference of the workpiece does not remain in the gap between the outer circumference pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder, and the upper mold and the lower mold sandwiched between
Hot press forming equipment.
請求項3に記載の熱間プレス成形装置。 A gap maintaining part provided between the outer peripheral pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder and maintaining the gap between the outer peripheral pressing surface of the upper mold and the upper surface of the blank holder at the predetermined distance,
The hot press forming apparatus according to claim 3.
請求項4記載の熱間プレス成形装置。 The gap maintaining part is provided on at least one of an outer peripheral pressing surface of the upper mold and an upper surface of the blank holder,
The hot press forming apparatus according to claim 4.
前記隙間維持部と前記弾性支持部とが平面視において重なる位置にある、
請求項4又は5に記載の熱間プレス成形装置。 An elastic support part that elastically supports the blank holder,
The gap maintaining portion and the elastic support portion are positioned to overlap each other in a plan view,
The hot press forming apparatus according to claim 4 or 5.
請求項4乃至6のいずれか一項に記載の熱間プレス成形装置。 The coolant channel is not provided in the portion near the outer peripheral pressing surface of the upper die and in the blank holder,
The hot press forming apparatus according to any one of claims 4 to 6.
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