JP2023005455A - プレス成形品の製造方法、及びブランク材 - Google Patents
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Abstract
Description
第2の工程51
(発明の経緯)
天板部に縦壁部及びフランジ部が連続する断面L字形状やハット型形状などのプレス成形品(単に、成形品若しくは部品とも呼ぶ)を製造する場合、プレス成形の際に、パンチ底側(天板部側)やフランジ部側から、縦壁部側に向けて材料を流入させる必要がある。
本実施形態の成形品11は、図3及び図1(b)に示すように、天板部11Aの両側にそれぞれ縦壁部11B及びフランジ部11Cが連続した断面ハット型形状の成形品11である。なお、本開示の成形品11は、断面ハット型形状に限定されず、断面L字形状の場合であっても適用可能である。断面L字形状とは、天板部11Aの片側にのみ縦壁部11B及びフランジ部11Cを有する形状である。
また、長手方向とは、天板部11Aと縦壁部11Bとの境界部の延在方向、つまり天板部11Aの延在方向を指す。
本実施形態のプレス成形品の製造方法は、鋼板からなるブランク材をプレス成形して、上記のプレス成形品11を製造する方法である。本実施形態は、そのプレス成形品11を製造する工程として、図9に示すように、第1の工程50と、第2の工程51とを備える。
第1の工程50は、ブランク材10に、図5のような、長手方向に沿って延在するビード12を形成する工程である。
ビード12の形成位置は、図5及び図6に示すように、長手方向と直交する方向において、少なくとも一部が縦壁部11Bとなる領域10Bに設定される。「長手方向と直交する方向において」とは、図7のような「ビード断面において」と同義である。
なお、図5及び図6における、縦壁部11Bとなる領域10Bは一例である。また、符号10Cがフランジ部となる領域、符号10Aが天板部となる領域の一例である。
1.1 × ht ≧ h0 ≧ 0.9 × ht
第2の工程51は、第1の工程50後のブランク材10を、図3及び図1(b)に示すような、目標とするプレス成形品11の形状に成形する工程である。
本実施形態では、高強度鋼板を用いて製造される、縦壁部11Bとフランジ部11Cを持ち、湾曲部11Rを備えた自動車用構造部品について、従来の成形方法と比較して、より縦壁部の成形高さが高い成形品を製造することが可能となる。
(1)式では、パンチ底側(天板部11A側)からの流出量(hp)が0であることを前提としたが、hpが0でない場合、(1)式は、下記の(2)式のように書き換えることができる。
部分でのひずみ量が小さくなり割れが発生しにくくなる。
しかし、通常の成形方法では、特にハット型断面の場合、パンチ底側(天板部11A側)から縦壁部11Bへの材料流出を促すことは困難である。
Rd ≧ R1 ≧ 5mm ・・・(4)
R2 ≧ 5mm ・・・(5)
R3 ≧ 5mm ・・・(6)
h1[mm]:第1の工程50後のブランク材10における、フランジ部11C側の面に対するビード12の高さ
h2[mm]:第1の工程50後のブランク材10における、天板部11A側の面に対するビード12の高さ
hf[mm]:目標とする部品形状での縦壁部11Bの高さ
Rd[mm]:ダイR(縦壁部11Bとフランジ部11Cとの境界部(稜線部)でのR(曲率半径)
Rp[mm]:パンチR(縦壁部11Bと天板部11Aとの境界部(稜線部)でのR(曲率半径)
R2[mm]:ビード12のフランジ部11C側部分のとの連結部でのR(曲率半径)
R3[mm]:ビード12の天板部11A側部分のとの連結部でのR(曲率半径)
である。
[(3)式について]
第2の工程51において、パンチ底を押し上げることで、ビード12の断面線長分相当が縦壁部11B側に流れる。このため、ビード12の断面線長が縦壁部11Bの線長相当であるように設定すれば、フランジ部側からの材料流入を抑えることができ、よりダイ肩で成形される部分での割れを防止する効果が高まる。
R1が5mm未満であると、第2の工程51で、ビード12を平坦にする方向(凹ます方向)に変形(成形)する工程で、割れが生じる可能性が高まる。また、R1がRdよりも大きくなると、第2の工程51で、パンチ底を押し上げる際に、ダイ肩部で張り出し成形が生じ、ダイ肩で成形される部分での割れが発生する危険性が高まるためである。
これもR1と同様に、Rが小さすぎると成形過程で割れが発生する可能性があるからである。R2の上限は特に設けられないが、R2が大きすぎると縦壁部11Bにパンチ底から材料を流出させることがむつかしくなるため、Rpの2倍以下程度とすることが望ましい。
R3についても、R2と同様の理由から5mm以上とする必要がある。また、上限についてもR2と同様の理由からRpの2倍以下程度とすることが望ましい。
本開示は次の構成も取り得る。
(1)鋼板からなるブランク材を、天板部と上記天板部に連続する縦壁部及びフランジ部を有するプレス成形品に成形するプレス成形品の製造方法であって、上記天板部と上記縦壁部との境界部の延在方向を長手方向としたとき、上記ブランク材に、上記長手方向に沿って延在するビードを形成する第1の工程と、上記第1の工程後のブランク材を、上記プレス成形品の形状に成形する第2の工程と、を備え、上記ビードの形成位置は、上記長手方向と直交する方向において、少なくとも一部が上記縦壁部となる領域に位置する。
この構成によれば、第1の工程で、確実に縦壁部側に流すことが可能な材料余りをビードで形成しておくことで、第2の工程で、ビードの断面線長分の材料が、天板部側から縦壁部側に流れる結果、フランジ部側からの材料流入を抑えることができ、よりダイ肩で成形される部分での割れを防止する効果が高まる。
この結果、断面L字形状の部品形状であっても、断面ハット型形状の部品形状であっても、また縦壁部の傾きに関係なく、割れ発生を抑えつつ、縦壁部の成形高さを稼ぐことができる。
なお、フランジ部側からの材料の流入に余裕がある場合には、その分、ビードを小さく形成することも可能である。
(2)上記ビードの断面線長をhb、上記縦壁部の高さ方向の線長をhfとしたとき、下記式を満足する。
1.1 × ht ≧ hb ≧ 0.9 × ht
この構成によれば、(1)の効果に加え、第2の工程の際に縦壁部のしわ発生を抑えることができる。
(3)上記第1の工程後のブランク材において、上記ビードを挟んで、上記フランジ部となる領域の位置に対し、上記天板部となる領域の位置が、上記ビードの張り出し方向にオフセットしている。
この構成によれば、第1の工程でも、縦壁部の一部が形成される結果、第2の工程において、天板部側からの材料流入量を抑えることができる。
(4)上記第2の工程では、上記フランジ部となる領域をダイとクッションで拘束し、上記ビードの形成位置を非拘束状態で、上記天板部となる領域をパンチとパッドで拘束し、上記ダイに対し、相対的に上記パンチをプレス方向に移動することで、ブランク材を上記プレス成形品の形状に成形する。
この構成によれば、確実に目標とする部品形状に成形可能となる。
(5)上記プレス成形品は、平面視で見て、上記天板部Aと上記縦壁部との境界部の少なくとも一部が長手方向に向かうにつれて上記縦壁部側に変位して凹状又は凸状に湾曲した湾曲部を有する。
本開示を採用することで、成形条件が厳しい湾曲部での割れも抑えることが可能となる。
(6)天板部と上記天板部に連続する縦壁部及びフランジ部を有するプレス成形品を製造する際に使用されるブランク材であって、上記天板部と上記縦壁部との境界部の延在方向を長手方向としたとき、上記長手方向に沿って延在するビードが形成され、上記ビードが形成されている位置は、上記長手方向と直交する方向において、少なくとも一部が上記縦壁部となる領域に位置している。
(7)上記ビードは、ビード頂部を境として、上記天板部側の断面線長よりも、上記フランジ部側の断面線長の方が長い。
2 ダイ
3 クッション
4 パッド
10 ブランク材
11 プレス成形品
11A 天板部
11C フランジ部
11R 湾曲部
12 ビード
12F フランジ部側の部分
12P ビード頂部
12T 天板部側の部分
50 第1の工程
51 第2の工程
Claims (7)
- 鋼板からなるブランク材を、天板部と上記天板部に連続する縦壁部及びフランジ部を有するプレス成形品に成形するプレス成形品の製造方法であって、
上記天板部と上記縦壁部との境界部の延在方向を長手方向としたとき、
上記ブランク材に、上記長手方向に沿って延在するビードを形成する第1の工程と、
上記第1の工程後のブランク材を、上記プレス成形品の形状に成形する第2の工程51と、を備え、
上記ビードの形成位置は、上記長手方向と直交する方向において、少なくとも一部が上記縦壁部となる領域に位置する、
ことを特徴とするプレス成形品の製造方法。 - 上記ビードの断面線長をhb、上記縦壁部の高さ方向の線長をhfとしたとき、下記式を満足する、ことを特徴とする請求項1に記載したプレス成形品の製造方法。
1.1 × ht ≧ hb ≧ 0.9 × ht - 上記第1の工程後のブランク材において、上記ビードを挟んで、上記フランジ部となる領域の位置に対し、上記天板部となる領域の位置が、上記ビードの張り出し方向にオフセットしている、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載したプレス成形品の製造方法。 - 上記第2の工程51では、上記フランジ部となる領域をダイとクッションで拘束し、上記ビードの形成位置を非拘束状態で、上記天板部となる領域をパンチとパッドで拘束し、
上記ダイに対し、相対的に上記パンチをプレス方向に移動することで、ブランク材を上記プレス成形品の形状に成形する、
ことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか1項に記載したプレス成形品の製造方法。 - 上記プレス成形品は、平面視で見て、上記天板部と上記縦壁部との境界部の少なくとも一部が長手方向に向かうにつれて上記縦壁部側に変位して凹状又は凸状に湾曲した湾曲部を有する、
ことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか1項に記載したプレス成形品の製造方法。 - 天板部と上記天板部に連続する縦壁部及びフランジ部を有するプレス成形品を製造する際に使用されるブランク材であって、
上記天板部と上記縦壁部との境界部の延在方向を長手方向としたとき、
上記長手方向に沿って延在するビードが形成され、
上記ビードが形成されている位置は、上記長手方向と直交する方向において、少なくとも一部が上記縦壁部となる領域に位置している、
ことを特徴とするブランク材。 - 上記ビードは、ビード頂部を境として、上記天板部側の断面線長よりも、上記フランジ部側の断面線長の方が長い、ことを特徴とする請求項6に記載したブランク材。
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