JP2023059228A - Manufacturing method of press-forming product, and press-forming metal mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、天板部と、該天板部からパンチ肩R部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩R部を介して連続するフランジ部とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備えたプレス成形品のプレス成形品の製造方法、およびプレス成形金型に関する。 The present invention has a top plate portion, a vertical wall portion continuous from the top plate portion via a punch shoulder R portion, and a flange portion continuous from the vertical wall portion via a die shoulder R portion, and an upper surface The present invention relates to a method for manufacturing a press-formed product having a curved portion that is curved in a concave shape when viewed, and a press-molding die.
プレス成形は金属部品を低コストかつ短時間に製造することができる製造手法であり、多くの自動車部品の製造に用いられている。
また、近年では、自動車の衝突安全性の向上と車体の軽量化を両立するため、より高強度な金属板が自動車部品に利用されるようになっている。高強度な金属板をプレス成形する場合の主な課題には、延性の低下による割れの発生と、引張強度の上昇によるしわの発生がある。
Press molding is a manufacturing method capable of manufacturing metal parts at low cost and in a short period of time, and is used in the manufacture of many automobile parts.
Moreover, in recent years, in order to achieve both the improvement of collision safety of automobiles and the weight reduction of automobile bodies, higher-strength metal plates have been used for automobile parts. The main problems in the press forming of high-strength metal sheets are the occurrence of cracks due to a decrease in ductility and the occurrence of wrinkles due to an increase in tensile strength.
例えば、図12に示すように上面視で縦壁部107が凹状に湾曲したプレス成形品101を目標形状にするプレス成形品の製造方法においては、湾曲部位113におけるフランジ部111が円周方向に引っ張られることで、割れが発生しやすい。
また、その反力として、湾曲部位113における天板部103やパンチ肩R部105において円周方向に縮む変形が起こることで、しわが発生しやすい。この変形を伸びフランジ変形という。したがって、このような伸びフランジ変形における割れとしわの発生を抑制することがプレス成形品101のような形状のプレス成形品の製造方法では重要となる。
For example, as shown in FIG. 12, in a press-formed product manufacturing method in which a press-formed
In addition, as a reaction force, the
上面視で凹状に湾曲したプレス成形品の割れとしわを抑制する技術として、例えば特許文献1には以下の技術が開示されている。すなわち、伸びフランジ変形による割れが懸念される湾曲部のフランジへ向かう材料移動を増やし、しわの発生が懸念される湾曲部の天板へ向かう材料を減らすプレス成形方法である。
このプレス成形方法は、図3(特許文献1の図2)に示されるように、天板部3と、天板部3からパンチ肩R部5を介して連続する縦壁部7と、縦壁部7から連続するフランジ部11とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備えた中間成形品1(プレス成形品1)をプレス成形するに際し、パンチ肩R部の曲げ半径を工夫している。すなわち、湾曲部位13におけるパンチ肩R部5の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくすることにより、図3(a)の矢印に示すとおり、湾曲の端部側の天板部3から、湾曲の中央部のフランジ部11に向かって材料を移動させている。これにより、湾曲部位13のフランジ部11における割れを抑制するとともに、湾曲部位13におけるフランジ部側の天板部3やパンチ肩R部5のしわを抑制することができるとしている。
As a technique for suppressing cracks and wrinkles in a press-molded product that is concavely curved when viewed from above, for example,
This press molding method includes, as shown in FIG. When press-molding the intermediate molded product 1 (press-molded product 1) having a
しかし、発明者らは、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備えた種々の部品について、図3に示すプレス成形品を中間成形品1とし、図12に示すプレス成形品101を目標成形品としてプレス成形して以下のことに気づいた。すなわち、中間成形品1のパンチ肩R部5における曲げ半径が大きい部分(湾曲端部側のパンチ肩R部)において、しわが発生しやすい場合があることに気づいた。
However, the inventors have determined that the press-formed product shown in FIG. 3 is the intermediate formed
湾曲の端部側において、中間成形品1のパンチ肩R部5の曲げ半径(図2(a))を目標であるプレス成形品101のパンチ肩R部105の曲げ半径(図12(a))よりも大きく成形する。そして、それを目標形状である小さい曲げ半径に成形する際に、目標成形品の湾曲端部側のパンチ肩R部105や天板部103にしわが発生しやすい場合があった。
On the curved end side, the bending radius of the punch
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、中間成形品の成形過程において湾曲中央部のフランジ部における割れや天板部のしわを抑制する。また、中間成形品を目標形状に成形する際に、湾曲の端部側におけるパンチ肩R部や天板部でのしわの発生を確実に防止するプレス成形品の製造方法、および該プレス成形品の製造方法を可能とする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 problems, and suppresses cracks in the flange portion of the curved central portion and wrinkles in the top plate portion during the molding process of the intermediate molded product. In addition, a method for manufacturing a press-formed product that reliably prevents the generation of wrinkles in the punch shoulder R portion and the top plate portion on the curved end side when forming the intermediate formed product into a target shape, and the press-formed product. An object of the present invention is to provide a press molding die that enables the manufacturing method of
(1)本発明に係るプレス成形品の製造方法は、天板部と、該天板部からパンチ肩R部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部から連続するフランジ部とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備えたプレス成形品をダイとパンチとパッドでプレス成形するプレス成形品の製造方法であって、
前記湾曲部位における前記パンチ肩R部の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくした中間成形品を成形する中間成形品成形工程と、
少なくとも前記パンチ肩R部を再成形して、前記パンチ肩R部の曲げ半径を前記中間成形品の湾曲の中央部と同じかこれよりも小さい曲げ半径の目標成形品に成形する目標成形品成形工程とを備え、
前記目標成形品成形工程においては、
前記中間成形品におけるパンチ肩R部の位置が、ダイ側に最もずれた下記位置Xを含み、パンチ側に最もずれた下記位置Yと同じかこれよりも位置X側となるように設定されていると共に、
前記目標成形品における天板部とパンチ肩R部との境界となる位置までパッドでおさえて成形することを特徴とするものである。
位置X:前記中間成形品における前記天板部とパンチ肩R部との境界が、目標成形品における天板部とパンチ肩R部との境界と一致する位置
位置Y:前記中間成形品におけるパンチ肩R部の円弧の張出し量が前記目標成形品におけるパンチ肩R部の円弧の張出し量と一致する位置
(1) A method for manufacturing a press-formed product according to the present invention includes a top plate portion, a vertical wall portion continuing from the top plate portion via a punch shoulder R portion, and a flange portion continuing from the vertical wall portion. A press-formed product manufacturing method for press-molding a press-formed product having a concavely curved portion in a top view with a die, a punch, and a pad,
an intermediate molded product forming step of molding an intermediate molded product in which the bending radius of the punch shoulder R portion in the curved portion is increased from the central portion of the curve toward the end portion;
A target molded product forming in which at least the punch shoulder R is reshaped to form a target molded product having a bending radius equal to or smaller than the bending radius of the central portion of the curve of the intermediate molded product. and
In the target molded article molding process,
The position of the punch shoulder R portion in the intermediate product includes the following position X, which is the most shifted toward the die, and is set to be the same as or closer to the position X than the following position Y, which is the most shifted toward the punch. Along with being
It is characterized in that the pad is pressed up to the boundary between the top plate portion and the punch shoulder R portion in the target molded product.
Position X: Position where the boundary between the top plate portion and the punch shoulder R portion in the intermediate molded product coincides with the boundary between the top plate portion and the punch shoulder R portion in the target molded product Position Y: Punch in the intermediate molded product A position where the amount of overhang of the arc of the shoulder R portion coincides with the amount of overhang of the arc of the punch shoulder R portion in the target molded product
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、引張強度YSが440MPa級以上の金属板をブランクに用いることを特徴とするものである。 (2) In addition, in the above (1), a metal plate having a tensile strength YS of 440 MPa class or higher is used as the blank.
(3)また、本発明に係るプレス成形金型は、上記(1)又は(2)に記載のプレス成形品の製造方法を可能とするものである。 (3) Further, a press-molding die according to the present invention enables the method of manufacturing a press-molded product described in (1) or (2) above.
本発明によれば、中間成形品の成形過程において湾曲中央部のフランジ部における割れや天板部のしわを抑制するとともに、中間成形品を目標形状に成形する際に、湾曲の端部側におけるパンチ肩R部や天板部に対するしわの発生を確実に防止することができる。 According to the present invention, cracks in the flange portion of the curved central portion and wrinkles in the top plate portion are suppressed in the molding process of the intermediate molded product, and when molding the intermediate molded product into a target shape, It is possible to reliably prevent the punch shoulder R portion and the top plate portion from being wrinkled.
本発明の実施の形態の説明の前に、本発明に至った経緯について説明する。
<発明に至った経緯>
本発明のプレス成形品の製造方法は特許文献1に開示されたようなプレス成形品を中間成形品とし、これを目標成形品(図12のプレス成形品101)に成形する。
まず、中間成形品の一例について図2、3に基づいて説明する。
Before describing the embodiments of the present invention, the circumstances leading to the present invention will be described.
<Circumstances leading to the invention>
In the method of manufacturing a press-formed product of the present invention, a press-formed product as disclosed in
First, an example of an intermediate molded product will be described with reference to FIGS.
中間成形品1は、図2に示すように、天板部3と、天板部3からパンチ肩R部5を介して連続する縦壁部7と、縦壁部7からダイ肩R部9を介して連続するフランジ部11とを有している。そして、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位13と、湾曲部位13における湾曲の両端(図2中の破線)から直線状に延在する直線部位15とを備え、湾曲部位13におけるパンチ肩R部5の曲げ半径が、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくなっている。
As shown in FIG. 2, the intermediate molded
中間成形品1の成形過程において、中間成形品1の湾曲部位13におけるフランジ部11の割れと天板部3やパンチ肩R部5のしわの双方を抑制することができる理由について、プレス成形過程における材料の移動を模式的に示した図3に基づいて説明する。なお、図3中の破線は、湾曲の両端(湾曲部位13と直線部位15との境界)を示す。
In the molding process of the intermediate molded
パンチ肩R部5は、湾曲の端部(A-A’断面)における曲げ半径Rp,1(図3(b))が、湾曲の中央部(B-B’断面)における曲げ半径Rp,2(図3(c))よりも大きくなるように、湾曲の中央部から端部側に向かって曲げ半径が大きくなっている。そのため、図3(a)中の黒塗り矢印で示すように、材料はパンチ肩R部5の湾曲の端部側から中央部に向かう稜線方向(紙面垂直方向)に沿って容易に移動し、湾曲の中央部のフランジ部11側に引き込まれる。
In the punch
これに対し、パンチ肩R部5の湾曲の中央部は、湾曲の端部側に比べて曲げ半径が小さいので、プレス成形過程において材料が稜線方向に移動しにくい。
そのため、中間成形品1のプレス成形過程においては、湾曲の端部側における天板部3から湾曲の中央部におけるフランジ部11に向かって材料を移動させることができる。これにより、湾曲部位13におけるフランジ部11の割れを抑制するとともに、湾曲部位13の天板部3とパンチ肩R部5におけるしわを抑制することができる。
On the other hand, since the curved center portion of the punch
Therefore, in the press molding process of the intermediate molded
前述したように、目標成形品101の成形過程において、湾曲の端部側のパンチ肩R部105にしわが発生することが確認されたので、そのしわ発生機構について、図4、図5を用いて説明する。
As described above, it was confirmed that wrinkles were generated in the punch
一般的に、プレス成形時に用いるパッドはパンチ肩R部を除く天板部の平坦な部位を押さえてプレス成形を行う。例えば、中間成形品1を成形する際には、天板部3のしわ発生を防ぐため、中間成形品1の天板部3となる図4(a)の斜線部をパッド17で押さえながら曲げ成形を行う。そして、目標成形品101を成形する際にも同様に平坦な天板部3を同じパッド17で押さえながら曲げ成形を行う。
In general, a pad used for press molding is press-molded while pressing a flat portion of the top plate portion excluding the punch shoulder R portion. For example, when molding the intermediate molded
図4(b)は、目標成形品101が成形された状態におけるパッド17の配置を示したものであるが、図4(b)の実線の楕円で囲った部分は中間成形品1における湾曲端部側のパンチ肩R部5に相当する部位である。この部位は、目標成形品101において天板部103となる部分であるが、中間成形品1が湾曲しているためパッド17で押さえることができない。すなわち、図5に示すように、中間成形品1(点線)におけるパンチ肩R部5と天板部3との境界K1(以下、単に「境界K1」あるいは「中間成形品1における境界K1」という)と、目標成形品101(実線)におけるパンチ肩R部105と天板部103との境界K2(以下、単に「境界K2」あるいは「目標成形品101における境界K2」という)の間の面が、パッド17で押さえることができない面となる。
FIG. 4(b) shows the arrangement of the
目標成形品101を成形する際に図4(b)の実線の楕円で囲った部分をパッド17で押さえないで成形した場合、図5の状態から以下のような挙動となる。
目標成形品101を成形する際には、肩部Rの小さいダイとパンチを用いて、曲げ半径の小さいパンチ肩R部105の目標成形品101にプレス成形する。その際、先ず、ダイのダイ肩R成形部が、中間成形品1における曲げ半径の大きなパンチ肩R部のダイ側に接触し、成形が開始される。しかし、ダイのダイ肩R成形部とパンチのパンチ肩R成形部とにより中間成形品1を挟み込むと、中間成形品1の大きなパンチ肩R部5はパッド17で押さえられていない。このためダイ底の方向(プレス成形方向と逆方向)に盛り上がり、ダイとパンチの間に材料余りが生じるため、しわとなりやすいのである。
When the target molded
When forming the
このような目標成形品101の成形過程におけるしわ発生のメカニズムから、上記のようなパンチ肩R部105でのしわを防止するには、まず、成形中に当該部位をパッドで押さえることが必要である。
すなわち、図7(a)の中間成形品1を目標成形品101に成形する際に、図7(b)に示すように、目標成形品101における境界K2(図6(a)参照)まで押さえることが可能な大きなパッド18を用いるようにする。
この点が、本願発明における一つの工夫点である。
In order to prevent wrinkles at the punch
That is, when molding the intermediate molded
This point is one devised point in the present invention.
すなわち、中間成形品1を目標成形品101に成形する際に、大きなパッド18によって目標成形品101における境界K2まで中間成形品を押さえて成形する。
しかしながら、例えば引張強度が440MPa級以上の高強度の金属板を目標成形品101に成形した場合に、以下のような問題があった。すなわち、成形途中でダイのダイ肩R成形部とパンチのパンチ肩R成形部により中間成形品1を挟み込んだ際に、曲げ半径の大きな中間成形品1のパンチ肩R部5を曲げ半径の小さなパンチのパンチ肩R成形部に沿って曲げる。このとき、前記パッドでは押さえることができない大きな曲げ荷重がダイ底方向(プレス成形方向と逆方向)に作用して、中間成形品1のパンチ肩R部5が盛り上がって曲げ成形中にパッド18が浮き上がり、しわが発生する場合があった。
That is, when the intermediate molded
However, for example, when a high-strength metal plate having a tensile strength of 440 MPa or more is molded into the target molded
また、パッド18の浮き上がりを防止するために、パッド18の位置を境界K2まで押さえるようにしたまま、中間成形品1における境界K1を、目標成形品101における境界K2の位置よりさらにダイ側に移動させることが考えられる(図6(b))。
しかし、曲げ半径の大きな中間成形品1のパンチ肩R部5が、曲げ半径の小さな目標成形品101のパンチ肩R部105よりダイ側に大きく張り出すと、曲げ半径の大きなパンチ肩R部5をパッド18で押さえることが困難となり、しわが発生しやすくなる。
Further, in order to prevent the
However, if the punch
そこで、図8に示すように、金属板を目標形状に成形する際に、パッド18の位置は境界K2の位置に固定した状態で、中間成形品1(点線)の境界K1が、境界K2と一致した状態よりパンチ側に所定の距離だけずらすことで、パッド18の浮き上がりを防止しつつしわ発生を防止できるとの知見を得た。
本発明は、かかる知見と、上記の工夫点とに基づくものである。以下、具体的な実施の形態について説明する。
Therefore, as shown in FIG. 8, when forming the metal plate into the target shape, the position of the
The present invention is based on this knowledge and the above points of ingenuity. Specific embodiments will be described below.
<実施の形態>
本実施の形態にかかるプレス成形品の製造方法は、天板部103と、天板部103からパンチ肩R部105を介して連続する縦壁部107と、縦壁部107からダイ肩R部109を介して連続するフランジ部111とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位113を備えたプレス成形品(図12参照)をダイとパンチとパッド18でプレス成形するプレス成形品の製造方法である。そして、湾曲部位13におけるパンチ肩R部5の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくした中間成形品1(図2参照)を成形する中間成形品成形工程S1と、少なくとも前記パンチ肩R部5を再成形して、パンチ肩R部5の曲げ半径を中間成形品1の湾曲の中央部と同じかこれよりも小さい曲げ半径の目標成形品101に成形する目標成形品成形工程S2を備えたものである(図1参照)。
<Embodiment>
The method for manufacturing a press-formed product according to the present embodiment comprises:
目標成形品成形工程S2においては、中間成形品1におけるパンチ肩R部5と天板部3との境界K1が、下記に定義するダイ側に最もずれた位置X(図9)を含み、下記に定義するパンチ側に最もずれた位置Y(図10)と同じかこれよりも位置X側となるように設定されている。また、目標成形品101における天板部103とパンチ肩R部105との境界K2までパッド18でおさえて成形することを特徴とするものである。
In the target molded product molding step S2, the boundary K1 between the punch
<位置Xと位置Yの定義>
位置Xとは、図9に示すように、中間成形品1(点線)における境界K1の位置が、目標成形品101(実線)における境界K2と一致する位置である。
位置Xを、ダイ側に最もずれた位置とした理由は以下の通りである。仮に、中間成形品1における境界K1を、位置Xよりもさらにダイ側にずらすと、目標成形品101の成形工程において、図6(b)に示すように、パッド18によるしわ押えが十分にできなくなる。これにより、ダイのダイ肩R成形部とパンチのパンチ肩R成形部に挟まれたときに中間成形品1が盛り上がって、しわが発生してしまうため、中間成形品1(点線)は図9の黒矢印の範囲とした。
<Definition of position X and position Y>
As shown in FIG. 9, the position X is the position where the boundary K1 on the intermediate molded product 1 (dotted line) coincides with the boundary K2 on the target molded product 101 (solid line).
The reason why the position X is set to the position most deviated toward the die is as follows. If the boundary K1 in the intermediate molded
位置Yとは、図10に示すように、中間成形品1(点線)におけるパンチ肩R部5の円弧のダイ側へ張出す量が目標成形品101(実線)におけるパンチ肩R部105の円弧のダイ側へ張出す量と一致する位置である。すなわち、図10に示すように、中間成形品1におけるパンチ肩R部5の円弧(点線)の最もダイ側の点Pと、目標成形品101におけるパンチ肩R部105の円弧(実線)の最もダイ側の点Qとが、同一鉛直線上となる位置である。
As shown in FIG. 10, the position Y is the amount by which the arc of the punch
位置Yを、パンチ側に最もずれた位置とした理由は以下の通りである。仮に、中間成形品1のパンチ肩R部5の円弧のダイ側最端部が目標成形品101のパンチ肩R部105の円弧のダイ側最端部よりもパンチ側に位置すると、中間成形品1の縦壁位置が目標成形品101の縦壁位置よりパンチ側(紙面右側)となる。その結果、中間成形品1の縦壁まで目標成形品101に成形することになり、本願の意図を逸脱してしまう。従って、中間成形品1(点線)の位置は図10の黒矢印の範囲とした。
なお、本願の中間成形品1の縦壁部7は、目標成形品101の縦壁部107と平行である必要はなく、中間成形品1の天板部3と縦壁部7のなす角度が、目標成形品101の天板部103と縦壁部107のなす角度と異なっていてもよい(図8参照)。
The reason why the position Y is set to be the most shifted position toward the punch is as follows. If the die-side extreme end of the arc of the punch
The
目標成形品成形工程S2において、中間成形品1のパンチ肩R部5を上記のような配置にすれば、成形される目標成形品101の小さなパンチ肩R部5近傍までパッド18で十分押さえることが可能となる。これにより、中間成形品1のパンチ肩R部5のダイ底方向への盛り上がりを押さえてしわを防止できる。
また、中間成形品1の大きなパンチ肩R部5のダイ側は図9に示すように縦壁部7に近い角度を有しており、ダイ底方向(プレス成形方向と逆方向)に持ち上がらずに盛り上がることがない。その結果、中間成形品1の曲げ半径の大きなパンチ肩R部5のダイ側が縦壁部7に成形される。また、中間成形品1のパンチ側は図10に示すように、K2の位置まであるパッド18で押さえられながら目標成形品101の天板部103に成形されるため、目標成形品成形工程S2のプレスが進行しても、しわを防止できるわけである。
In the target molded product molding step S2, if the punch
Further, the die side of the large punch
この時、中間成形品1のパンチ肩R部5の一部がパンチ肩R部105と縦壁部107に再成形される。このため、図9の位置Xと図10の位置Yでは中間成形品1におけるパンチ肩R部5及び縦壁部7の断面線長が異なり、位置Xでは長くなり、位置Yでは短くなる。そこで、目標成形品の断面線長とするには、これを見込んで中間成形品1における縦壁部7を補正しておくことが好ましい。
At this time, part of the punch
本発明において、金属板の材質、強度や部品形状による制限は特にないが、プレス成形中にしわが発生しやすい金属板ほど効果がある。例えば、プレス加工中に内部応力が高くなる引張強度TSが高い金属板や、圧縮応力が付与された際に座屈が起こりやすい板厚の薄い金属板に対して効果が高い。具体的には引張強度TSが440MPa級以上の金属板や板厚が0.5mm以上3.6mm以下の金属板を対象とすることが効果の点からは好ましい。 In the present invention, there are no particular restrictions on the material, strength, or part shape of the metal plate, but the effect is greater for metal plates that are more likely to wrinkle during press molding. For example, it is highly effective for a metal plate with a high tensile strength TS where internal stress increases during press working, and a thin metal plate that tends to buckle when a compressive stress is applied. Specifically, it is preferable to target a metal plate having a tensile strength TS of 440 MPa or higher or a metal plate having a thickness of 0.5 mm or more and 3.6 mm or less from the point of effect.
また、引張強度TSが440MPa級未満の金属板は、延性が高いため伸びフランジ変形による割れが起こりにくく、本発明を用いる利点が少ない。ただし、プレス成形が難しい部品形状であれば、引張強度TSが440MPa級未満の金属板であっても、本発明を用いることが好ましい。
引張強度TSの上限は特にないが、1600MPa級を超える金属板は延性が乏しいため、パンチ肩R部5、105やダイ肩R部9、109での割れが発生しやすくなり、プレス成形が困難になる。
In addition, since a metal sheet having a tensile strength TS of less than 440 MPa class has high ductility, cracking due to stretch flanging deformation is less likely to occur, and the advantage of using the present invention is small. However, if the shape of the part is difficult to press-form, it is preferable to use the present invention even if the metal plate has a tensile strength TS of less than 440 MPa class.
Although there is no particular upper limit for the tensile strength TS, since metal plates exceeding 1600 MPa class have poor ductility, cracks are likely to occur at the punch
なお、本発明の実施の形態に係るプレス成形品の製造方法は、例えば図2に示すように、湾曲部位13の湾曲の両端から延在する直線部位15を有するプレス成形品を製造対象とするものであった。しかし、本発明はこれに限らず、湾曲部位13のみを有するプレス成形品や、湾曲の一端のみから延在する直線部位15を有するプレス成形品を製造するものであってもよく、直線部位15の有無は問わない。
The method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment of the present invention is intended for a press-formed product having
また、上記の説明では、中間成形品1におけるパンチ肩R部5の曲げ半径を、湾曲の中央部から両方の端部側に向かって大きくなるようにしたものであったが、湾曲の中央部からいずれか一方の端部側に向かって大きくするものであってもよい。
また、本発明に係るプレス成形品の製造方法によれば、上面視で湾曲するL字形状やT字形状、Y字形状、S字形状の部位を有する自動車部品において、伸びフランジ変形による金属板の天板部3のしわを防ぐことができる。具体例としては、L字形状の部位を有するAピラーロア等、T字形状の部位を有するBピラー等、S字形状の部位を有するリアサイドメンバー等、を成形対象とする場合に、本発明を好ましく適用できる。
Further, in the above description, the bending radius of the punch
Further, according to the method for producing a press-formed product according to the present invention, in an automobile part having an L-shaped, T-shaped, Y-shaped, or S-shaped portion that is curved in a top view, a metal plate due to stretch flange deformation wrinkles of the
本発明に係るプレス成形品の製造方法による作用効果について、具体的なプレス成形を行ったので、以下に説明する。
プレス成形では、金属板として表1の機械特性をもつ鋼板2種類を用いて、前述した実施の形態で示した中間成形品1(図2)から目標成形品101(図12)をプレス成形し、中間成形品成形工程と目標成形品成形工程の2工程ともにフォーム成形した。パッド17、18の押さえ荷重は2工程とも60kN、プレスストロークは80mmとした。各工程のプレス下死点では天板面を含む部品全体に6000kNの荷重をかけた。
Since concrete press molding was performed about the effect by the manufacturing method of the press-molded product which concerns on this invention, it demonstrates below.
In the press forming, two types of steel plates having the mechanical properties shown in Table 1 are used as metal plates, and the target formed product 101 (FIG. 12) is press formed from the intermediate formed product 1 (FIG. 2) shown in the above-described embodiment. Form molding was carried out in both the intermediate molded article molding process and the target molded article molding process. The pressing load of the
なお、各プレス成形品の縦壁部107の高さ中央における湾曲部位113の湾曲の半径は153mmとした。
また、従来例1及び2、比較例1及び4のパッドは、図4(b)、図5に例を示す境界K1までのパッド17とし、比較例2及び3、比較例5、実施例1乃至13のパッドは、図7(b)、図8に例を示す境界K2までのパッド18とした。
Further, the pads of Conventional Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 4 are the
鋼板G(980MPa級)をプレス成形した湾曲部位13、113のパンチ肩端部における中間成形品1の曲げ半径を10mm、目標成形品101の曲げ半径を5mmとした。また、中間成形品1の天板部3から縦壁部7に至る鋭角を90度、目標成形品101の天板部103から縦壁部107に至る鋭角を90度とした。さらに、ダイ肩R部9、109の曲げ半径を中間成形品1、目標成形品101ともに6mm、縦壁部7、107のプレス成形方向の縦壁高さは60mm、フランジ部11、111のフランジ幅は湾曲の中央部で30mm、湾曲の端部側で25mmとした。
The bending radius of the intermediate molded
また、鋼板H(1470MPa級)をプレス成形した湾曲部位13、113のパンチ肩端部における中間成形品1の曲げ半径を20mm、目標成形品101の曲げ半径を6mmとし、中間成形品1の天板部3から縦壁部7に至る鋭角を60度、目標成形品101の天板部103から縦壁部107に至る鋭角を80度とした。ダイ肩R部9、109の曲げ半径を中間成形品1、目標成形品101ともに6mmとし、縦壁部7、107のプレス成形方向の縦壁高さ、フランジ部11、111のフランジ幅を鋼板Gの場合と同等とした。
In addition, the bending radius of the intermediate molded
プレス成形後の目標成形品101における湾曲端部を目視観察し、湾曲端部のパンチ肩R部105から天板部103に至るしわの判定及びフランジ部111の割れの判定を行った。しわが顕著な場合は×、しわが目視で確認できる場合は△、しわは確認できるが部品性能上は許容できるほど小さい場合は○、目視で確認できない場合は◎とした。また、湾曲中央部のフランジ部111の割れが発生した場合は×、割れが発生しなかった場合は○とした。
その結果を表2に示す。
The curved end portion of the target molded
Table 2 shows the results.
従来例1、比較例1乃至3、実施例1乃至6は、鋼板G(980MPa級)をプレス成形した結果である。
従来例1は、湾曲中央部と湾曲端部ともにパンチ肩R部105が小さな曲げ半径5mmであり、顕著なしわ及び割れともに生じて問題であった。
比較例1は、中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部5を大きな曲げ半径10mmとして、パッド17(図4(b))を用いて中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部を押さえずに、中間成形品の位置ずれ量を0.0mmとした場合である。この場合、目視でしわが確認され、フランジ部11に割れは生じなかった。
比較例2は、中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部5を大きな曲げ半径10mmとしてパッド18(図7(b))を用いて中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部を押さえて、中間成形品の位置ずれ量を-1.0mm(ダイ側121.0mm)とした場合である。この場合、目視でしわが確認されたが、フランジ部111に割れは生じなかった。
ここで、中間成形品の位置ずれ量とは、目標成形品101と中間成形品1におけるパンチ肩R部開始点(パンチ肩R部5、105と天板部3、103の境界K1、K2)を一致させた点(図9)を0(起点)として、中間成形品1の境界K1がパンチ側である場合を+(プラス)、ダイ側ある場合を-(マイナス)としている。
Conventional Example 1, Comparative Examples 1 to 3, and Examples 1 to 6 are the results of press forming steel sheet G (980 MPa class).
In Conventional Example 1, the punch
In Comparative Example 1, the punch shoulder R at the curved end of the intermediate molded
In Comparative Example 2, the punch shoulder R portion of the curved end portion of the intermediate molded
Here, the amount of positional deviation of the intermediate molded product is the starting point of the punch shoulder R portion in the target molded
実施例1乃至4は、中間成形品1のパンチ肩R部5を大きな曲げ半径10mmとし、パッド18を用いて中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部を押さえて、中間成形品の位置ずれ量を0.0mm~3.0mm(パンチ側)とした場合である。そして、実施例1は、中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部5と天板部3の境界K1が目標成形品101の湾曲端部のパンチ肩R部105と天板部103の境界K2と一致した場合である。これら実施例1乃至4は、しわが確認できるが部品性能上許容できるほど小さくて、また、フランジ部111に割れが生じず、良好であった。
In Examples 1 to 4, the punch
また、実施例5及び6は、中間成形品1のパンチ肩R部5を大きな曲げ半径10mmとし、パッド18を用いて中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部を押さえて、中間成形品の位置ずれ量をそれぞれ4.0mm、5.0mmとした場合である。そして、実施例5は、中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部5の円弧のダイ側最端部と、目標成形品101の湾曲端部のパンチ肩R部105の円弧のダイ側最端部とが一致した場合である(図10参照)。これら実施例5及び6は、しわが目視では確認できず、フランジ部111に割れが生じず、著しく良好であった。
Further, in Examples 5 and 6, the punch
これらに対して、比較例3は、中間成形品1のパンチ肩R部5を大きな曲げ半径10mmとし、パッド18を用いて中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部を押さえて、中間成形品の位置ずれ量を6.0mmとした場合である。この場合、中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部5の円弧における外側最端部が目標成形品101の湾曲端部のパンチ肩R部105の円弧における外側最端部よりもパンチ側に入りすぎて、パンチが縦壁を成形する状態となり、判定外であった。
On the other hand, in Comparative Example 3, the punch
次に、従来例2、比較例4、5、実施例7乃至13は、鋼板H(1470MPa級)をプレス成形した結果である。
従来例2は、湾曲中央部と湾曲端部ともにパンチ肩R部5が小さな曲げ半径6mmであり、顕著なしわ及び割れともに生じて問題であった。
比較例4は、中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部5を大きな曲げ半径20mmとして、パッド17(図4(b))を用いて中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部を押さえずに、中間成形品の位置ずれ量を0.0mmとした場合である。この場合、目視でしわが確認され、フランジ部11に割れは生じなかった。
比較例5は、中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部5を大きな曲げ半径20mmとし、パッド18(図7(b))を用いて中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部を押さえて、中間成形品の位置ずれ量を-1.0mmとした場合である。この場合、目視でしわが確認されたが、フランジ部111に割れは生じなかった。
Next, Conventional Example 2, Comparative Examples 4 and 5, and Examples 7 to 13 are the results of press forming steel plate H (1470 MPa class).
In Conventional Example 2, the punch
In Comparative Example 4, the punch
In Comparative Example 5, the punch
実施例7乃至10は、パンチ肩R部5を大きな曲げ半径20mmとし、中間成形品の位置ずれ量を0.0mm~6.3mmとした場合である。また、実施例7は、中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部5と天板部3の境界K1が目標成形品101の湾曲端部のパンチ肩R部105と天板部103の境界K2と一致した場合である(図9参照)。これら実施例7乃至10は、しわが確認できるが部品性能上許容できるほど小さくて、また、フランジ部111に割れが生じず、良好であった。
In Examples 7 to 10, the punch
実施例11乃至13は、パンチ肩R部5を大きな曲げ半径20mmとし、中間成形品の位置ずれ量を8.4mm~11.4mmとした場合である。そして、実施例13は、中間成形品1の湾曲端部のパンチ肩R部5円弧のダイ側最端部と目標成形品101の湾曲端部のパンチ肩R部5、105の円弧のダイ側最端部が一致した場合である(図10参照)。これら実施例11及び13は、しわが目視では確認できず、フランジ部11、111に割れが生じず、著しく良好であった。
Examples 11 to 13 are cases in which the punch
さらに、パッド18の押さえ荷重を60kNとした場合、上記の実施例1乃至6、実施例7乃至13におけるパッド18の浮き上がり量について、中間成形品1を目標成形品101に成形するFEM計算から求めて図11に示す。なお、()内は中間成形品の位置ずれを示す。
実施例5(4.0mm)、実施例6(5.0mm)、実施例11(8.4mm)、実施例12(10.5mm)及び実施例13(11.4mm)のしわが目視で確認できない著しく良好な場合(◎)は、パッド17の浮き上がりは全く生じていなかった。
Furthermore, when the pressing load of the
Example 5 (4.0 mm), Example 6 (5.0 mm), Example 11 (8.4 mm), Example 12 (10.5 mm) and Example 13 (11.4 mm) wrinkles can not be visually confirmed when remarkably good (⊚) indicates that the
以上、本発明に係るプレス成形品の製造方法により、目標成形品101における湾曲中央部位のフランジ部111の割れを抑制し、かつ、湾曲端部の天板部103やパンチ肩R部105のしわを抑制できることが実証された。
As described above, according to the method for manufacturing a press-formed product according to the present invention, cracking of the
<中間成形品>
1 中間成形品(プレス成形品)
3 天板部
5 パンチ肩R部
7 縦壁部
9 ダイ肩R部
11 フランジ部
13 湾曲部位
15 直線部位
17 パッド
18 パッド
<目標成形品>
101 目標成形品(プレス成形品)
103 天板部
105 パンチ肩R部
107 縦壁部
109 ダイ肩R部
111 フランジ部
113 湾曲部位
115 直線部位
K1 中間成形品における天板部とパンチ肩R部との境界
K2 目標成形品における天板部とパンチ肩R部との境界
<Intermediate molded product>
1 Intermediate molded product (press molded product)
3
101 target molded product (press molded product)
103
Claims (3)
前記湾曲部位における前記パンチ肩R部の曲げ半径を、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくした中間成形品を成形する中間成形品成形工程と、
少なくとも前記パンチ肩R部を再成形して、前記パンチ肩R部の曲げ半径を前記中間成形品の湾曲の中央部と同じかこれよりも小さい曲げ半径の目標成形品に成形する目標成形品成形工程とを備え、
前記目標成形品成形工程においては、
前記中間成形品におけるパンチ肩R部の位置が、ダイ側に最もずれた下記位置Xを含み、パンチ側に最もずれた下記位置Yと同じかこれよりも位置X側となるように設定されていると共に、
前記目標成形品における天板部とパンチ肩R部との境界となる位置までパッドでおさえて成形することを特徴とするプレス成形品の製造方法。
位置X:前記中間成形品における前記天板部とパンチ肩R部との境界が、目標成形品における天板部とパンチ肩R部との境界と一致する位置
位置Y:前記中間成形品におけるパンチ肩R部の円弧の張出し量が前記目標成形品におけるパンチ肩R部の円弧の張出し量と一致する位置 It has a top plate portion, a vertical wall portion continuous from the top plate portion via a punch shoulder R portion, and a flange portion continuous from the vertical wall portion. A method for producing a press-formed product by press-forming the press-formed product with a die, a punch, and a pad,
an intermediate molded product forming step of molding an intermediate molded product in which the bending radius of the punch shoulder R portion in the curved portion is increased from the central portion of the curve toward the end portion;
A target molded product forming in which at least the punch shoulder R is reshaped to form a target molded product having a bending radius equal to or smaller than the bending radius of the central portion of the curve of the intermediate molded product. and
In the target molded article molding process,
The position of the punch shoulder R portion in the intermediate product includes the following position X, which is the most shifted toward the die, and is set to be the same as or closer to the position X than the following position Y, which is the most shifted toward the punch. Along with being
A method of manufacturing a press-formed product, wherein the target formed product is formed while being held by a pad up to a boundary between the top plate portion and the punch shoulder R portion.
Position X: Position where the boundary between the top plate portion and the punch shoulder R portion in the intermediate molded product coincides with the boundary between the top plate portion and the punch shoulder R portion in the target molded product Position Y: Punch in the intermediate molded product A position where the amount of overhang of the arc of the shoulder R portion coincides with the amount of overhang of the arc of the punch shoulder R portion in the target molded product
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