JP2023102761A - Method of manufacturing press-formed article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コの字断面形状またはハット形断面形状を有するプレス成形品の製造方法に関し、特に複数のブランクを重ねてプレス成形してプレス成形品を製造するプレス成形品の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a press-formed product having a U-shaped cross-section or a hat-shaped cross-section, and more particularly to a method for producing a press-formed product by stacking and press-forming a plurality of blanks.
自動車車体は、衝突安全基準の厳格化により車体骨格部品のさらなる高強度化が進んでいる。例えば、自動車のピラーは衝突時のキャビン内の乗員を保護するために重要な部品であり、衝突荷重に耐え得る強度が要求される。そこで、これらの部品には、高張力鋼板などの高強度材の適用が図られている。 As for automobile bodies, further strengthening of the body frame parts is progressing due to stricter collision safety standards. For example, pillars of automobiles are important parts for protecting passengers in the cabin in the event of a collision, and are required to be strong enough to withstand the impact load. Therefore, high-strength materials such as high-strength steel sheets are being applied to these parts.
ピラーなどのキャビンを構成する車体骨格部品は、強度を向上させるために部品全体の板厚を厚くすると、車体の重量が増加して、自動車の燃費を低下させ、二酸化炭素の排出量が増えるという問題が発生する。 If the body frame parts such as pillars that make up the cabin are made thicker in order to improve strength, the weight of the body will increase, reducing the fuel efficiency of the vehicle and increasing the amount of carbon dioxide emissions.
そのため、部品全体ではなく、必要な部位を補強することが考えられる。
衝突時の荷重は、主に部品の曲げの稜線を通じて伝達するため、車体骨格部品は、曲げの稜線近辺の一部に補強部品を付与して、部分的に補強することが多い。
このような一部を補強した部品を製造するには、例えば、本体部品と補強部品をそれぞれプレス成形し、その後の工程でこれらを接合するとよい。
しかし、この方法では、本体部品の金型と補強部品の金型をそれぞれ用意して個別にプレス成形する必要があり、金型製造コストが掛かりプレス成形工数も増える課題がある。
Therefore, it is conceivable to reinforce the necessary parts rather than the entire part.
Since the load at the time of collision is mainly transmitted through the ridgeline of the bend of the part, the body frame parts are often partially reinforced by adding reinforcing parts to a part of the vicinity of the ridgeline of the bend.
In order to manufacture such a partially reinforced part, for example, the main body part and the reinforcing part are press-molded, and then joined in a subsequent process.
However, in this method, it is necessary to separately prepare a mold for the main body part and a mold for the reinforcing part, and perform press molding separately.
これに対して、例えば特許文献1及び特許文献2に記載されているように、本体部品用ブランクと補強部品用ブランクを重ねた状態で予め接合しておいて、この重ね合わせて接合した接合ブランクを1つの金型でプレス成形するパッチワークと称するプレス成形方法がある。このパッチワークによれば、本体部品と補強部品とを一体でプレス成形できるので、金型製造コストやプレス成形工数を削減できる。
また、本体部品と補強部品をそれぞれプレス成形してこれらを接合したプレス成形品に比較して、パッチワークでプレス成形したプレス成形品は、本体部品と補強部品が密着するため、圧縮荷重が負荷した時にも座屈が生じにくく、性能向上の効率が良い。
On the other hand, as described in
In addition, compared to a press-formed product in which a main body part and a reinforcing part are separately press-formed and then joined together, a press-formed product produced by patchwork press-forming has the main body part and the reinforcing part in close contact with each other.
特許文献1は、ホットプレスによるブランクを重ねて行う製造方法であり、ブランクを加熱し、プレス成形すると同時に金型により急冷して焼入れを行うものである。
なお、特許文献1ではブランクに凸起を付与しているが、この凸起は、重ね合わせて加熱すると生じる表面割れを防ぐために、ブランク(メッキ板)から発生するZn蒸気を逃がすための空間を形成するためのものであり、その空間を形成するためにブランク同士が重ね合わされる内面の側に凸状に形成される。
In addition, in
また、特許文献2には、重ね合わせたブランクの間のプレス成形時のずれを低減するため、重ね合わせたブランクをプレス成形品の曲げ方向と同じ方向に湾曲させた後に接合して、プレス成形することが開示されている。 In addition, Patent Document 2 discloses that in order to reduce misalignment between the overlapped blanks during press molding, the overlapped blanks are bent in the same direction as the bending direction of the press-formed product, then joined and press-formed.
特許文献1に開示されたホットプレスは、ブランクの加熱コストが掛かり、急冷時間が必要なことから生産効率が低い。
そこで、最近では、1470MPa級のような超高張力な冷間プレス用鋼板を用いて、加熱コストを削減し、生産効率を向上できる冷間プレス成形が行われている。
しかし、パッチワークによる冷間プレス成形では、パンチ肩R部などの曲げ部位において、曲げの内側と曲げの外側で断面線長が異なるため、プレス成形中に重ねたブランクの間でずれが生じて、ブランクを重ねて予め接合した接合部がプレス成形時に破断してしまう場合があった。
The hot press disclosed in
Therefore, in recent years, cold press forming has been performed using ultra-high tensile steel sheets for cold press, such as 1470 MPa grade, which can reduce heating costs and improve production efficiency.
However, in cold press forming by patchwork, since the cross-sectional line length differs between the inner side of the bend and the outer side of the bend at a bent portion such as the punch shoulder R, a shift occurs between the blanks that are overlapped during press forming, and the joints that are previously joined by overlapping the blanks may break during press forming.
この点、特許文献2に開示されたように、重ね合わせたブランクをプレス成形品の曲げ方向と同じ方向に湾曲させた後に接合してプレス成形することで、重ね合わせたブランクの間のプレス成形時のずれを低減することができる。
しかし、特許文献2の方法では、複数の治具により2つのブランクを湾曲させるため、プレス成形時の天板部と縦壁部との大きな曲げ角度に対応するような変形を与えることはできない。
その結果、プレス成形中の重ねたブランクの間のずれが十分に解消されず、接合部が破断してしまう可能性が考えられる。
In this regard, as disclosed in Patent Document 2, by bending the superimposed blanks in the same direction as the bending direction of the press-formed product, and then joining and press-forming the blanks, it is possible to reduce misalignment during press-forming between the superimposed blanks.
However, in the method of Patent Document 2, since the two blanks are bent using a plurality of jigs, it is not possible to apply deformation corresponding to a large bending angle between the top plate portion and the vertical wall portion during press molding.
As a result, it is conceivable that the gap between the stacked blanks during press molding cannot be sufficiently eliminated, and the joint may break.
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、冷間プレス用鋼板を用いて、重ねたブランクの間のプレス成形中のずれを十分に解消し、プレス成形後に接合部の破断を生じることなく、目標形状のプレス成形品を得ることができるプレス成形品の製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a press-formed product that can obtain a press-formed product of a target shape without sufficiently eliminating the deviation during press-forming between stacked blanks using a steel plate for cold press forming, and without causing breakage at the joint after press-forming.
具体的な手段を説明するに先立って、パッチワークにより重ね合わせたブランクをプレス成形する際に、重ね合わせたブランク間に生じるずれについて、図11、図12に基づいて説明する。 Prior to describing specific means, deviations that occur between blanks that are overlapped by patchwork during press molding will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG.
図11は、パッチワークにより製造し、ハット形断面形状の本体部品3と本体部品3の内側に配置されたコの字断面形状の補強部品5からなるプレス成形品1の例であり、図11(a)は斜視図、図11(b)は図11(a)に示したプレス成形品1の軸方向に直交する方向の断面図である。補強部品5は、本体部品3における両方のパンチ肩R部1c(図12(b)参照)を覆うように稜線部27を形成し、両方の縦壁部1bに亘って配置され、スポット溶接部6によって本体部品3に接合されている。なお、図11では図面を単純化するためパンチ肩R部1cのR形状の描画を省略している。
図12はプレス成形前(図12(a))のブランクにおけるパンチ肩R部相当部位の拡大図と、プレス成形後(図12(b))における、天板部1aから縦壁部1bに至るパンチ肩R部1cの拡大図である。本体部品3となる本体ブランク7の板厚をt1、補強部品5となる補強ブランク9の板厚をt2とする。
なお、本明細書において単にパンチ肩R部1cと表記したときには、原則として金型11におけるパンチ肩R部11cによって成形されたプレス成形品1の部位を指し、金型のパンチ肩R部を指す場合には「金型11のパンチ肩R部11c」と表記する。
FIG. 11 shows an example of a press-formed
FIG. 12 is an enlarged view of the portion corresponding to the punch shoulder R portion in the blank before press forming (FIG. 12(a)), and an enlarged view of the punch
In this specification, when the punch
重ね合わせた平坦な2枚のブランクを接合せずに同時にプレス成形すると、パンチ肩R部1c(AB間)では外側に位置する本体ブランク7の断面線長が長くなり、天板部1aにおける重ね合わせた2枚のブランクの位置を同じにすると、重ね合わせたブランクのそれぞれの縦壁に相当する部位S1、S2はΔLだけずれが生じる(図12(b)参照)。このΔLが、プレス成形後の本体ブランク7と補強ブランク9の断面線長差である。
If two flat blanks are pressed together without being joined together, the cross-sectional line length of the main body blank 7 located on the outer side of the punch
このΔLはブランクの伸び縮みによる変形により変化するが、このような変形を考慮しないならブランクの板厚と金型形状から幾何学的に算出できる。
金型11のパンチ肩R部11cにおける天板部11aと縦壁部11bとのなす角度をθ(ラジアン)、金型11のパンチ肩R部11cの半径をR(mm)とし、本体ブランク7及び補強ブランク9の板厚中心におけるパンチ肩R部1cの半径をそれぞれR1(mm)、R2(mm)とすると、パンチ肩R部1cにおける本体ブランク7の板厚中心の断面線長をL1(mm)、及び補強ブランク9の板厚中心の断面線長L2(mm)は、
L1=R1θ,L2=R2θ ・・・ (1)
と表わせる。
This .DELTA.L changes due to deformation due to expansion and contraction of the blank, but if such deformation is not considered, it can be geometrically calculated from the thickness of the blank and the shape of the mold.
Let θ (radian) be the angle formed between the
L 1 =R 1 θ, L 2 =R 2 θ (1)
can be expressed as
また、R1=R+t1/2+t2,R2=R+t2/2 ・・・ (2)
となる。
以降、断面線長とは板厚中心の断面線長を示す。
本体ブランク7及び補強ブランク9の断面線長の伸び縮みはないものと仮定すると、本体ブランク7と補強ブランク9の幾何学的な断面線長差ΔL*は以下のように表わせる。
ΔL*=L1-L2=(R1-R2)θ=(t1+t2)θ/2 ・・・ (3)
(3)式から分かるように、本体ブランク7と補強ブランク9の板厚が厚いほど、また、天板部1aと縦壁部1bとのなす角度が大きいほど、この断面線長差ΔL*は大きくなる。
Also, R1 =R+ t1 /2+ t2 , R2 =R+ t2 /2 (2)
becomes.
Hereinafter, the cross-sectional line length indicates the cross-sectional line length at the center of the plate thickness.
Assuming that there is no expansion or contraction in the cross-sectional line lengths of the main body blank 7 and the reinforcing blank 9, the geometrical cross-sectional line length difference ΔL * between the main body blank 7 and the reinforcing blank 9 can be expressed as follows.
ΔL * = L1 - L2 =( R1 - R2 )θ=( t1 + t2 )θ/2 (3)
As can be seen from the formula (3), the greater the plate thickness of the main body blank 7 and the reinforcing blank 9, and the greater the angle formed between the
このように、プレス成形によって本体ブランク7と補強ブランク9に断面線長差が発生することになり、この断面線長差によってブランクの板厚中心間にずれが生ずるため、プレス成形後の本体ブランク7と補強ブランク9の断面線長差を極力少なくする必要がある。
この点、本体ブランク7と補強ブランク9の目標形状における断面線長が確保できた状態で両者を接合することができれば、プレス成形時に本体ブランク7と補強ブランク9の接合部にずれが生じることはない。
そこで、発明者が鋭意検討した結果、パンチ肩R部1cにおける曲げの外側に位置し、断面線長が長くなる本体ブランク7について、本体ブランク7と補強ブランク9の接合前に断面線長が長くなるように予成形しておくことで、目標形状に成形する際の断面線長差を解消できるとの知見を得た。本発明はかかる知見に基づくものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
In this way, press forming causes a difference in cross-sectional line length between the main body blank 7 and the reinforcing blank 9, and this difference in cross-sectional line length causes a deviation between the thickness centers of the blanks. Therefore, it is necessary to minimize the cross-sectional line length difference between the main body blank 7 and the reinforcing blank 9 after press forming.
In this regard, if the body blank 7 and the reinforcement blank 9 can be joined while ensuring the cross-sectional line length in the target shape of the body blank 7 and the reinforcement blank 9, the joint portion of the body blank 7 and the reinforcement blank 9 will not be misaligned during press molding.
Therefore, as a result of intensive studies, the inventors have found that the main body blank 7, which is located outside the bending of the punch
(1)本発明に係るプレス成形品の製造方法は、金属板からなる複数のブランクを重ねてプレス成形し、コの字断面形状またはハット形断面形状を有する目標形状のプレス成形品を製造する方法であって、
前記プレス成形において曲げ部における曲げの外側に配置されるブランクに、曲げの稜線方向に延びる凸形状を付与した予成形ブランクを成形する第1成形工程と、
前記予成形ブランクにおける凸形状が形成された面と反対側の面に、前記プレス成形において曲げ部における曲げの内側に配置されるブランクを接合し、接合ブランクを作成する接合ブランク作成工程と、
前記接合ブランクの凸形状を曲げの外側になるように金型に配置して、目標形状にプレス成形する第2成形工程と、を有することを特徴とするものである。
(1) A method for producing a press-formed product according to the present invention is a method for producing a press-formed product having a target shape having a U-shaped cross-sectional shape or a hat-shaped cross-sectional shape by stacking and press-molding a plurality of blanks made of metal plates,
A first forming step of forming a preformed blank in which a convex shape extending in the direction of the ridge line of the bend is imparted to the blank arranged on the outside of the bend in the bent portion in the press forming;
A bonded blank creating step of creating a bonded blank by bonding a blank disposed inside the bend in the bent portion in the press molding to the surface of the preformed blank opposite to the surface on which the convex shape is formed;
and a second forming step of arranging the convex shape of the joint blank on the outside of the bend in a mold and press-molding it into a target shape.
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記予成形ブランクにおける凸形状を、前記目標形状のプレス成形品において曲げ稜線部となる部位に形成することを特徴とするものである。 (2) Further, in the method described in (1) above, the convex shape in the preformed blank is formed at a portion that becomes a bending ridge in the press-formed product of the target shape.
(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記予成形ブランクにおける凸形状を、前記目標形状のプレス成形品における曲げ稜線部と平行となるように形成することを特徴とするものである。 (3) In addition, in the above (1) or (2), the convex shape in the preformed blank is formed so as to be parallel to the bending ridge line in the press-formed product of the target shape.
(4)また、上記(1)乃至(3)に記載のものにおいて、前記予成形ブランクにおける凸形状が、前記目標形状のプレス成形品における曲げ稜線部より短いことを特徴とするものである。 (4) In the above (1) to (3), the convex shape of the preformed blank is shorter than the bent ridge line of the press-formed product of the target shape.
(5)また、上記(1)乃至(4)に記載のものにおいて、目標形状における曲げ稜線部における天板部と縦壁部との曲げ角度をθ、前記予成形ブランクの板厚をt1、前記予成形ブランクに接合されるブランクの板厚をt2とし、前記予成形ブランクにおける前記凸形状の断面において凸の始点と終点とを直線で結んだ板厚中心の長さと、凸に沿って曲線で結んだ板厚中心の長さとの断面線長差ΔLが下式を満たすことを特徴とするものである。
0.3(t1+t2)θ≦ΔL≦0.7(t1+t2)θ
(5) In addition, in the above (1) to (4), the bending angle between the top plate portion and the vertical wall portion at the bending ridge in the target shape is θ, the thickness of the preformed blank is t 1 , the thickness of the blank to be joined to the preformed blank is t 2 , and the length of the thickness center of the convex shape in the cross section of the preformed blank connecting the starting point and the end point of the convex with a straight line and the length of the thickness center connecting with a curve along the convex. It is characterized by satisfying the formula:
0.3( t1 + t2 )θ≦ΔL≦0.7( t1 + t2 )θ
本発明によれば、冷間プレスのパッチワークで課題となる接合部の破断を抑制して、プレス成形品を安定して効率良く製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fracture|rupture of the joint part which is a problem by patchwork of a cold press can be suppressed, and a press-formed product can be manufactured stably and efficiently.
本実施の形態に係るプレス成形品の製造方法は、金属板からなる複数のブランクを重ねてプレス成形し、コの字断面形状またはハット形断面形状を有する目標形状のプレス成形品1(図1(d)参照)を製造するプレス成形品の製造方法であって、図1に示すように、第1成形工程(図1(a)参照)と、接合ブランク作成工程(図1(b)参照)と、第2成形工程(図1(c)参照)とを備えたものである。
本実施の形態のプレス成形品1は、図11に示したものと同様に、ハット断面形状の本体部品3の内側にコ字断面形状の補強部品5を接合したものである(図1(d)参照)。
なお、図1において、図11、図12と同一部分には同一の符号を付してある。
以下、各工程を詳細に説明する。
The method of producing a press molded product according to the embodiment is a method of manufacturing a press molding product that manufactures a target shape of a target shape or hat -shaped surface shape (see FIG. 1 (D)) with a multiple blanks consisting of a metal plate, and the method of manufacturing a press molding product 1 (D)). A) Refer), a joint blank creation process (see FIG. 1 (B)), and a second molding step (see FIG. 1 (C)).
The press-formed
In FIG. 1, the same parts as those in FIGS. 11 and 12 are denoted by the same reference numerals.
Each step will be described in detail below.
<第1成形工程>
第1成形工程は、プレス成形において曲げ部における曲げの外側に配置される本体ブランク7に、曲げの稜線27方向に延びる凸形状13を付与した予成形ブランク15を成形する工程である。
また、第1成形工程で用いる金型11は、図1(a)に示すように、凸条部17を有する凸金型19と凹条部21を有する凹金型23から構成される。本体ブランク7を凸金型19と凹金型23の間にセットし、凸金型19又は凹金型23を相対的に移動させ本体ブランク7を挟み込むことで成形する。
なお、凸金型19と凹金型23の上下の配置は問わず、いずれが上又は下に配置されていてもよい。
図2に、本工程で作成した予成形ブランク15の一例を示す。
<First molding step>
The first forming step is a step of forming a preformed blank 15 in which a
The
The vertical arrangement of the convex mold 19 and the concave mold 23 does not matter, and either of them may be arranged above or below.
FIG. 2 shows an example of the preformed blank 15 produced in this process.
第1成形工程で本体ブランク7に凸形状13を付与する部位は、プレス成形品1の目標形状におけるパンチ肩R部1cに相当する部位とするのがよい。
その理由は以下の通りである。
プレス成形中にはパンチ肩R部1cにおいて材料が大きく変形するため、パンチ肩R部1cに相当する部位に付与された凸形状13が押し潰されてパンチ肩R部1cに沿って断面線長を長くでき、本体ブランク7と補強ブランク9の断面線長差を容易に消去し、接合部のずれによる割れの発生を防止できる。
The portion where the
The reason is as follows.
Since the material is greatly deformed at the punch
他方、凸形状13が図3に示すプレス成形品1の天板部1aや縦壁部1bなどの平坦部に相当する本体ブランク7の部位に付与された場合、第2成形工程で目標形状にプレス成形した後に、凸形状13が完全に平坦化せず曲げ癖として残存する場合もあり、その結果、目標形状の面精度(面の平坦度)を損ねてしまうことになる。
従って、図3のように、凸形状13が目標形状のパンチ肩R部1cの範囲内にすることで、凸形状13を平坦化できて曲げ癖を低減することができる。すなわち、図3(a)の成形前における予成形ブランク15の凸形状13の●と●を繋ぐ板厚中心の破線と同じ長さとして、図3(b)の成形後における本体部品3の板厚中心に沿って●と●を繋いでトレースしたように、目標形状のパンチ肩R部1cである矢印で記載した範囲内にするとよい。
また、図4又は図5のように凸形状13の一部がパンチ肩R部1cに掛かるようにしても、凸形状13を平坦化できて曲げ癖を低減することができる。すなわち、図4(a)又は図5(a)の成形前における予成形ブランク15の凸形状13の●と●を繋ぐ板厚中心の破線と同じ長さとして、図4(b)又は図5(b)の成形後における本体部品3の板厚中心に沿って●と●を繋いでトレースしたように、目標形状のパンチ肩R部1cである矢印で記載した範囲内に掛かるようにするとよい。
On the other hand, if the
Therefore, as shown in FIG. 3, by setting the
Further, even if a part of the
次に本工程で本体ブランク7に付与する凸形状13の断面線長について説明する。
図6に、本工程における凸形状13を付与する前の本体ブランク7と凸形状13を付与した予成形ブランク15の断面形状を示す。凸形状13を付与する前の本体ブランク7のA1-B1間の断面線長(●と●を繋ぐ破線の長さ)をL0、凸形状13を付与した予成形ブランク15のA2-B2間の断面線長(●と●を繋ぐ破線の長さ)をLとする。
凸形状13を付与したことで、成形前の本体ブランク7よりも予成形ブランク15の断面線長が長くなり(L>L0)、凸形状13を付与する前後の断面線長差ΔL(=L-L0)を、第2成形工程でのパンチ肩R部1cの曲げによるプレス成形で吸収するとよい。
Next, the cross-sectional line length of the
FIG. 6 shows cross-sectional shapes of the
By providing the
プレス成形時に、本体ブランク7と補強ブランク9の接合部においてずれが生じないようにするためには、凸形状13を付与する前後の断面線長差ΔLが、前述した下記に示す式(3)に示されるΔL*と一致(ΔL=ΔL*)すればよい。
ΔL*=L1-L2=(R1-R2)θ=(t1+t2)θ/2 ・・・ (3)
In order to prevent misalignment at the joint between the
ΔL * = L1 - L2 =( R1 - R2 )θ=( t1 + t2 )θ/2 (3)
しかし、式(3)で示すΔL*は、ブランクの伸び縮みによる変形を考慮していない。ブランクは外力が加わると面内方向に変形するため、プレス成形時に接合部に割れが生じない断面線長差ΔLは最適な範囲を有する。
発明者は、この断面線長差ΔLの好適な範囲を検討した結果、ΔLが式(3)に示すΔL*の値の±40%、すなわち0.6倍から1.4倍の範囲であればよいことを見出した。
したがって、断面線長差ΔLは、下式(4)で示される範囲となる。
0.3(t1+t2)θ≦ΔL≦0.7(t1+t2)θ・・・(4)
However, ΔL * shown in Equation (3) does not take into account deformation due to expansion and contraction of the blank. Since the blank deforms in the in-plane direction when an external force is applied, the cross-sectional line length difference ΔL has an optimum range in which cracks do not occur in the joint during press molding.
As a result of examining the preferable range of the cross-sectional line length difference ΔL, the inventors found that ΔL should be ±40% of the value of ΔL * shown in formula (3), that is, within the range of 0.6 to 1.4 times.
Therefore, the cross-sectional line length difference ΔL falls within the range shown by the following formula (4).
0.3 (t 1 +t 2 ) θ≦ΔL≦0.7 (t 1 +t 2 ) θ (4)
したがって、この好適な範囲の断面線長差ΔLとなる凸形状13を付与する予成形金型を設計・製作し、第1成形工程を行うとよい。
凸形状13の断面線長は、図7に示す凸形状13の板厚中心間の高さhや幅wを変更することで調節できる。
Therefore, it is preferable to design and manufacture a preforming mold that gives the
The cross-sectional line length of the
凸形状13が延びる方向は、曲げ稜線に対し平行であることが望ましい。曲げ成形をした際に曲げ稜線直交方向に引張荷重が生じても、凸形状13があることでそれが曲げ伸ばされて接合部のずれを防止できる。
凸形状13の稜線方向の長さの例として、図8のように曲げ稜線部27の全長、すなわち予成形ブランク15の全長にわたる場合でもよいし、図13のように凸形状13が、補強ブランク9に対しては全長にわたるが、予成形ブランク15に対しては全長にわたっていない場合でもよい。また、図14のように予成形ブランク15および補強ブランク9の両方に対して全長にわたらない場合であってもよい。
It is desirable that the direction in which the
As an example of the length of the ridgeline direction of the
ここで、本発明の車体骨格部品への適用例を示す。
図15は本体部品3がセンターピラーの場合、図16は本体部品3がフロントピラーの場合に、本発明を適用した場合の本体部品3と補強部品5の配置例である。一般的に、軽量化の観点からパッチワークで配置される補強部品5は本体部品3の長手方向の一部分となるような短い寸法であることが多い。本体ブランク7に付与する凸形状13は、接合部のずれを防止するために補強部品5との接合部の近傍にさえあればよく、補強部品5が存在しない稜線部27では凸形状13は必ずしも必要ではない。以上のことから、本体ブランク7に付与する凸形状13は、図13および図14のように、本体部品3の曲げ稜線部27より短いことが好ましい。
Here, an example of application of the present invention to a vehicle body frame component will be shown.
FIG. 15 shows an arrangement example of the
<接合ブランク作成工程>
接合ブランク作成工程は、図1(b)及び図8に示すように、予成形ブランク15における凸形状13が形成された面と反対側の面に、プレス成形において曲げ部における曲げの内側に配置される補強ブランク9を接合し、接合ブランク25を作成する工程である。
ここでの接合は抵抗スポット溶接やアーク溶接、レーザー溶接、シーム溶接、機械接合など、金属板であるブランクを接合する方法であればいずれも適用できる。
<Joining blank creation process>
As shown in FIGS. 1(b) and 8, the joining blank creation step is a step of creating a joining blank 25 by joining a reinforcing blank 9 arranged on the surface of the preformed blank 15 opposite to the surface on which the
Any method for joining metal plate blanks, such as resistance spot welding, arc welding, laser welding, seam welding, and mechanical joining, can be applied here.
<第2成形工程>
第2成形工程は、図1(c)に示すように、接合ブランク25の凸形状13を曲げの外側になるように金型11に配置して、目標形状にプレス成形する工程である。
本工程では、図3~図5に示したように、パンチ肩R部1cの成形過程で凸形状13が潰されて吸収され、予成形ブランク15における凸形状13が形成されていた部位が補強ブランク9に当接する。
このため、成形前後において予成形ブランク15におけるパンチ肩R部1cに相当する部位の断面線長差が生じず、接合した縦壁部の予成形ブランク15と補強ブランク9にずれが発生しない。
なお、第2成形工程の成形方法は、フォーム成形でもよいしドロー成形でもよい。
また、第2成形工程は、目標形状に成形するために複数のプレス成形を実施してもよい。
<Second molding step>
In the second forming step, as shown in FIG. 1(c), the
In this step, as shown in FIGS. 3 to 5, the
Therefore, there is no difference in the cross-sectional line length of the portion corresponding to the punch
The molding method of the second molding step may be foam molding or draw molding.
Also, in the second forming step, a plurality of press formings may be performed in order to form the target shape.
以上のように、本発明によれば、冷間プレスのパッチワークで課題となる接合部の破断を抑制して、プレス成形品1を安定して効率良く製造することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to stably and efficiently manufacture the press-formed
なお、本発明は、フロントピラー、センターピラー、フロアクロスなどの超高強度材からなる耐衝突部品のプレス成形に好適に適用できる。
また、本発明が適用可能なプレス成形品1として、図11、図1(d)に示すように本体部品3の内側に補強部品5が配置されている構造でもよいし、図9に示すように補強部品5が本体部品3の外側に配置されている構造でもよい。
また、プレス成形品1に成形するブランクは、鋼板のみならず、例えば、アルミニウム合金板、マグネシウム合金板、チタン合金板などの金属板が挙げられる。また、ブランクの強度においても制限はない。
The present invention can be suitably applied to press molding of collision-resistant parts made of ultra-high-strength materials such as front pillars, center pillars and floor cloths.
Further, the press-formed
The blanks to be formed into the press-formed
本発明方法の作用効果について、具体的なプレス成形実験を行って検討したので、以下にその一例を説明する。
目標形状となるプレス成形品1の形状は、図10に示すように、ハット形断面形状の本体部品3と、コの字断面形状の補強部品5とからなり、コの字断面形状の補強部品5がハット形断面形状の本体部品3の内側に配置され稜線部27を形成している構造である。なお、コの字断面形状の補強部品5は、本体部品3における両方のパンチ肩R部1cを覆うように、両方の縦壁部1bに亘って配置されている。
The effects of the method of the present invention were investigated by carrying out specific press molding experiments, and one example will be described below.
As shown in FIG. 10, the shape of the press-formed
本体部品3に成形する本体ブランク7は板厚1.0mmの590MPa級鋼板で、補強部品5に成形する補強ブランク9は板厚1.4mmの1470MPa級鋼板である。プレス成形品1のパンチ肩R部1cにおける天板部1aと縦壁部1bとのなす角度θは80°(約1.39ラジアン)、パンチ肩R部1cの曲げ半径Rは7mmである。
本体部品3と補強部品5はそれぞれの縦壁部1bにおいて、打点中心間距離が40mmピッチで部品長手方向に多点接合したスポット溶接部6により接合した(図10(c)参照)。
The
The
本発明のプレス成形品1の製造工程は、上記実施の形態で説明した図1の通りである。すなわち、第1成形工程において、本体ブランク7に凸形状13を付与し、次いで、接合ブランク作成工程において、凸形状13を付与し外側(ブランク同士が重ね合わされる面の反対側)に配置した予成形ブランク15と平坦な補強ブランク9とを多点化したスポット溶接部6により接合し、接合ブランク25(図8参照)を作成し、第2成形工程において、フォーム成形で目標形状に成形した。
The manufacturing process of the press-formed
第1成形工程で成形する凸形状13について、目標形状のプレス成形品1に成形する際、接合部の割れを回避できる断面線長差ΔLの幾何学的な最適値ΔL*は、本体ブランク7の板厚と補強ブランク9の板厚とプレス成形品1のパンチ肩R部1cにおける天板部1aと縦壁部1bの曲げ角度を用いて、式(3)より、ΔL*=1.67mmとなる。
Regarding the
本発明例では、第1成形工程において、本体ブランク7に付与する凸形状13の板厚中心の高さと幅を変化させて、断面線長が異なる6水準の予成形ブランク15を作成した。そして、接合ブランク作成工程、第2成形工程を実施して、各条件でのスポット溶接部6の割れの有無を評価した。
また、従来例として、第1成形工程を省略し、接合ブランク作成工程において、平坦なブランクを重ねて接合した接合ブランクを作成し、第2成形工程でプレス成形を実施した。
In the example of the present invention, six levels of preformed
Further, as a conventional example, the first forming step was omitted, and in the joint blank forming step, flat blanks were overlapped and joined to form a joint blank, and press molding was performed in the second forming step.
表1に、従来例、本発明例の各条件における本体ブランク7に付与した凸形状13の板厚中心の高さhと幅w(図7)、凸形状13を付与する前後の本体ブランク7の板厚中心の断面線長差ΔL、第2成形工程で接合した縦壁部における本体ブランク7の板厚中心と補強ブランク9の板厚中心とのずれが生じない幾何学的な断面線長差ΔL*との誤差((ΔL-ΔL*)/ΔL*)、および、プレス成形品1の接合部の割れ発生の有無の結果を示す。
Table 1 shows the height h and width w of the thickness center of the
従来例では、本体ブランク7に予成形を実施していないため、第2成形工程で本体ブランク7と補強ブランク9の間にずれ(約1.67mm)が生じ、多点接合した接合部全部に割れが生じた。
本発明例1では、本体ブランク7に予成形を実施したが、プレス成形後の断面線長差ΔL=0.7mmで、ずれのない最適値ΔL*に比べ58%短いため、プレス成形時の断面線長差が十分吸収しきれず、多点接合した接合部の一部(2割)に割れが生じた。
一方、本発明例2~5ではΔL*との誤差は40%以内であり、プレス成形品1の接合部に割れは生じなかった。
また、本発明例6では、プレス成形後の断面線長差ΔL=2.5mmで、ずれのない最適値ΔL*より50%長い断面線長差であったため、第2成形工程で本体ブランク7の断面線長が余り、従来例や発明例1とは逆方向のずれが生じ、その結果、接合部の一部(1割)に割れが生じた。
In the conventional example, since the
In Example 1 of the present invention, preforming was performed on the
On the other hand, in Examples 2 to 5 of the present invention, the error with ΔL * was within 40%, and cracks did not occur in the joint portion of the press-formed
In addition, in Inventive Example 6, the cross-sectional line length difference ΔL after press molding was 2.5 mm, which was 50% longer than the optimal value ΔL * with no deviation. Therefore, in the second forming process, the cross-sectional line length of the
以上から、本発明は、冷間プレスのパッチワークで課題となる接合部の破断を抑制して、プレス成形品1を安定して効率良く製造できることがわかった。
From the above, it was found that the present invention can suppress breakage of joints, which is a problem in cold press patchwork, and can stably and efficiently produce the press-formed
1 プレス成形品
1a 天板部
1b 縦壁部
1c パンチ肩R部
3 本体部品
5 補強部品
6 スポット溶接部
7 本体ブランク
9 補強ブランク
11 金型
11a 天板部
11b 縦壁部
11c パンチ肩R部
13 凸形状
15 予成形ブランク
17 凸条部
19 凸金型
21 凹条部
23 凹金型
25 接合ブランク
27 稜線部
1 press-formed
Claims (9)
前記プレス成形において曲げ部における曲げの外側に配置されるブランクに、曲げの稜線方向に延びる凸形状を付与した予成形ブランクを成形する第1成形工程と、
前記予成形ブランクにおける凸形状が形成された面と反対側の面に、前記プレス成形において曲げ部における曲げの内側に配置されるブランクを接合し、接合ブランクを作成する接合ブランク作成工程と、
前記接合ブランクの凸形状を曲げの外側になるように金型に配置して、目標形状にプレス成形する第2成形工程と、を有することを特徴とするプレス成形品の製造方法。 A press-formed product manufacturing method for producing a press-formed product having a target shape having a U-shaped cross-sectional shape or a hat-shaped cross-sectional shape by stacking and press-molding a plurality of blanks made of metal plates,
A first forming step of forming a preformed blank in which a convex shape extending in the direction of the ridge line of the bend is imparted to the blank arranged on the outside of the bend in the bent portion in the press forming;
A bonded blank creating step of creating a bonded blank by bonding a blank disposed inside the bend in the bent portion in the press molding to the surface of the preformed blank opposite to the surface on which the convex shape is formed;
A method of manufacturing a press-formed product, comprising: a second forming step of placing the convex shape of the joint blank in a mold so as to be on the outside of the bend, and press-forming into a target shape.
0.3(t1+t2)θ≦ΔL≦0.7(t1+t2)θ 3. The press-formed product according to claim 1 or 2, wherein the bending angle between the top plate portion and the vertical wall portion at the bending ridge in the target shape is θ, the plate thickness of the preformed blank is t1 , the plate thickness of the blank joined to the preformed blank is t2 , and the cross-sectional line length difference ΔL between the length of the plate thickness center connecting the start point and the end point of the projection in the section of the preformed blank and the length of the plate thickness center connecting the projection with a curve along the projection satisfies the following formula. manufacturing method.
0.3( t1 + t2 )θ≦ΔL≦0.7( t1 + t2 )θ
0.3(t1+t2)θ≦ΔL≦0.7(t1+t2)θ 4. Manufacture of the press-formed product according to claim 3, wherein the bending angle between the top plate portion and the vertical wall portion at the bending ridge portion in the target shape is θ, the plate thickness of the preformed blank is t 1 , the plate thickness of the blank joined to the preformed blank is t 2 , and the cross-sectional line length difference ΔL between the length of the plate thickness center connecting the starting point and the end point of the protrusion in the section of the preforming blank and the length of the plate thickness center connecting with a curve along the protrusion satisfies the following formula. How.
0.3( t1 + t2 )θ≦ΔL≦0.7( t1 + t2 )θ
0.3(t1+t2)θ≦ΔL≦0.7(t1+t2)θ 5. Manufacture of the press-formed product according to claim 4, wherein the bending angle between the top plate portion and the vertical wall portion at the bending ridge in the target shape is θ, the plate thickness of the preformed blank is t 1 , the plate thickness of the blank to be joined to the preformed blank is t 2 , and the cross-sectional line length difference ΔL between the length of the plate thickness center that connects the start point and the end point of the protrusion with a straight line in the section of the preformed blank and the length of the plate thickness center that connects with a curve along the protrusion satisfies the following formula. How.
0.3( t1 + t2 )θ≦ΔL≦0.7( t1 + t2 )θ
0.3(t1+t2)θ≦ΔL≦0.7(t1+t2)θ The bending angle between the top plate portion and the vertical wall portion at the bending ridge in the target shape is θ, the plate thickness of the preformed blank is t 1 , the plate thickness of the blank to be joined to the preformed blank is t 2 , and in the cross section of the convex shape in the preformed blank, the length of the thickness center that connects the start point and the end point of the protrusion with a straight line and the thickness center length of the thickness center that connects the protrusion with a curve along the protrusion satisfies the following formula. How.
0.3( t1 + t2 )θ≦ΔL≦0.7( t1 + t2 )θ
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