JP4461843B2 - Processing method of metal plate with less springback - Google Patents

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Description

本発明は、スプリングバックの少ない金属板のプレス加工方法に関する。   The present invention relates to a method of pressing a metal plate with less spring back.

近年、自動車車体の軽量化を図るために、高張力鋼板や、比重の小さいアルミニウム合金板などが使用されるようになった。これらの金属板は、普通ポンチとダイスとが対向して配置された金型を用い、プレス加工により成形体とされる。その際、高張力鋼板やアルミニウム合金板などは、普通鋼に比べて強度が高いかまたはヤング率が小さいため、成形体のスプリングバックが大きく、プレス加工により所定形状の成形体を得るのが困難である。   In recent years, in order to reduce the weight of automobile bodies, high-tensile steel plates or aluminum alloy plates with a low specific gravity have been used. These metal plates are formed into a molded body by press working using a mold in which ordinary punches and dies are arranged to face each other. At that time, high-strength steel plates and aluminum alloy plates have higher strength or lower Young's modulus than ordinary steel, so the spring back of the compact is large and it is difficult to obtain a compact with a predetermined shape by pressing. It is.

断面ハット形の成形体10を例にとり、図7.a〜図7.cによりスプリングバックについて説明すると、成形終了時点で図7.bに示すような形状が金型から取り出された時点で図7.cような形状に変化することをスプリングバックという。   Taking the example of the hat-shaped molded body 10 as an example, the spring back will be described with reference to FIGS. 7.a to 7.c. When the shape as shown in FIG. Changing to a shape like 7.c is called springback.

従来のプレス加工方法は、図8.a〜図8.cに示すように、ダイス12としわ押さえ14間に金属板素材11を挟んで挟圧し、ポンチ13をダイス12内に挿入することにより金属材料をダイ肩12aに沿って通過させ、絞り成形で立て壁1を形成していた。立て壁1は、絞り成形過程でダイ肩12aによって曲げられ、その後平坦に曲げ戻され、トータル変形量が大きい部分である。   As shown in FIGS. 8.a to 8.c, the conventional press working method is performed by sandwiching a metal plate material 11 between a die 12 and a wrinkle retainer 14 and inserting a punch 13 into the die 12. A metal material was passed along the die shoulder 12a, and the standing wall 1 was formed by drawing. The upright wall 1 is a portion that is bent by the die shoulder 12a in the drawing process and then bent back to a flat amount and has a large total deformation amount.

また、図9.a〜9.dに示す単純押し曲げ成形により立て壁1を形成するプレス加工方法もよく用いられる。ダイス22とポンチ23を用いるこの方法は、装置が簡単であるという利点がある反面、絞り成形と同様に立て壁1は、単純押し曲げ成形過程でダイ肩22aに金属板素材21が巻き付き、ダイ肩22aによって曲げられ、その後平坦に曲げ戻されている。このため、従来のプレス加工方法においては、ダイ肩の曲げ癖により成形体の立て壁1に生じるスプリングバックが大きいという問題があった。   Further, a press working method for forming the standing wall 1 by simple press bending as shown in FIGS. 9.a to 9.d is often used. Although this method using the die 22 and the punch 23 has an advantage that the apparatus is simple, the standing wall 1 has a metal plate material 21 wound around the die shoulder 22a in the process of simple press bending as in the case of drawing. It is bent by the shoulder 22a and then bent back flat. For this reason, the conventional press working method has a problem that the spring back generated on the standing wall 1 of the molded body is large due to the bending of the die shoulder.

図7.a〜図7.cに示したような、立て壁1を有する断面ハット形の成形体10は、構造部材として使用するに際して、ハット頭部2と対向させて金属板を配置し、金属板の上面とフランジ部3の下面とを接触させてから接合する。従って、断面ハット形の成形体10のスプリングバックが大きい場合には、構造部材を組み立てるのが困難となる。図7.b〜図7.c中、W0は成形終了時点での断面ハット形の成形体10の開口幅、Wは金型から取り出した時点の開口幅である。   When used as a structural member, a molded body 10 having a cross-sectional hat shape having a standing wall 1 as shown in FIG. 7.a to FIG. 7.c has a metal plate disposed facing the hat head 2. The upper surface of the metal plate and the lower surface of the flange portion 3 are brought into contact with each other before joining. Accordingly, when the spring back of the molded body 10 having a cross-sectional hat shape is large, it is difficult to assemble the structural member. In FIG. 7.b to FIG. 7.c, W0 is the opening width of the molded body 10 having a hat-shaped cross section at the end of molding, and W is the opening width when taken out from the mold.

そこで本発明者らは、スプリングバックの少ない金属板の加工方法を提案した(特許文献1など)。
特開2002−66638号公報
Therefore, the present inventors have proposed a method for processing a metal plate with little spring back (Patent Document 1 and the like).
JP 2002-66638 A

本発明者らが提案した特許文献1に記載の金属板のプレス加工方法は、高張力鋼板やアルミニウム合金板などの金属板素材を用いた場合でもスプリングバックを少なくすることができるものの、特殊なプレス補助型が必要であるという問題がある。   The metal plate pressing method described in Patent Document 1 proposed by the present inventors can reduce spring back even when a metal plate material such as a high-tensile steel plate or an aluminum alloy plate is used. There is a problem that a press assist mold is necessary.

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、ポンチとダイスとが対向して配置された金型を用い、高張力鋼板やアルミニウム合金板などの金属板素材にプレス加工を施した場合でもスプリングバックの少ない断面ハット形の成形体を得ることができる金属板のプレス加工方法を提供することにある。   The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the prior art, and press working is performed on a metal plate material such as a high-tensile steel plate or an aluminum alloy plate using a mold in which a punch and a die are arranged to face each other. It is an object of the present invention to provide a metal plate pressing method capable of obtaining a cross-sectional hat-shaped formed body with less spring back even when applied.

本発明は、ポンチとダイスとが対向して配置された金型を用いる金属板のプレス加工方法であって、立て壁を有する断面ハット形の成形体を得るに当たり、第1成形過程で、金属板素材をダイ肩に沿って通過させ、ダイ肩により曲げ、曲げ戻し成形して、ハット頭部とその両側に繋がっている壁部分とフランジ部を有する中間成形体の壁部分を形成し、続く第2成形過程で、中間成形体のハット頭部の部分をポンチと背圧パッドにより挟圧すると共に、ダイスとしわ押さえにより中間成形体のフランジ部を挟んで拘束した状態とする第2成形用の金型を用い、先ずハット頭部の部分をポンチと背圧パッドにより挟圧し、かつフランジ部をダイスとしわ押さえにより拘束した状態とし、その状態でフランジ部とハット頭部の部分との間隔が離れる方向に第2成形用の金型を移動させることによって、中間成形体のハット頭部の部分をポンチ肩に沿って通過させ、ポンチ肩により曲げ、曲げ戻し成形して、中間成形体の壁部分に繋げて壁部分を形成することを特徴とするスプリングバックの少ないプレス加工方法である。 The present invention is a method of pressing a metal plate using a die in which a punch and a die are arranged to face each other, and in obtaining a cross-sectional hat-shaped formed body having a standing wall, The plate material is passed along the die shoulder, bent by the die shoulder, and bent back to form the wall portion of the intermediate formed body having the hat head, the wall portion connected to both sides of the hat, and the flange portion, and so on. In the second molding process, the hat head portion of the intermediate molded body is clamped by a punch and a back pressure pad, and the flange portion of the intermediate molded body is clamped and constrained by a die and a wrinkle presser. Using a mold, first the hat head part is clamped by a punch and a back pressure pad, and the flange part is constrained by a die and a wrinkle presser. In this state, the distance between the flange part and the hat head part is Away By moving the second mold for molding direction, the portion of the hat the head of the preform was passed along a punch shoulder, bent by the punch shoulder, by molding bent back, the wall portion of the preform A press working method with less spring back, characterized in that a wall portion is formed by connecting to a wall.

その際、前記立て壁の成形高さに対して、第2成形過程での成形高さ増分と、第1成形過程での成形高さとの比を0.1〜0.4の範囲として、前記立て壁を形成することが好ましい。   At that time, the ratio of the molding height increment in the second molding process and the molding height in the first molding process to the molding height of the standing wall is in the range of 0.1 to 0.4, It is preferable to form a standing wall.

以下、本発明の実施の形態として、図1.eに示すような立て壁1を有する断面ハット形の成形体101を得る金属板のプレス加工方法について、図1.a〜図1.dおよび図2.a〜図2.cを用いて説明する。   Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a metal plate pressing method for obtaining a cross-sectional hat-shaped formed body 101 having a standing wall 1 as shown in FIG. 1.e will be described with reference to FIGS. 1.a to 1.d and This will be described with reference to FIGS. 2.a to 2.c.

本発明の実施の形態にかかるプレス加工方法は、第1成形過程で、図2.a〜図2.bに示すようにして、中間成形体100の壁部分1Aを形成し、それに続く第2成形過程で、図1.a〜図1.dに示すようにして、中間成形体100の壁部分1Aに繋げて壁部分1Bを形成する。   In the press working method according to the embodiment of the present invention, the wall portion 1A of the intermediate molded body 100 is formed in the first molding process as shown in FIGS. In the molding process, as shown in FIGS. 1.a to 1.d, the wall portion 1B is formed so as to be connected to the wall portion 1A of the intermediate molded body 100.

第1成形過程では、例えば、図2.a〜図2.bに示すように、ダイス112、ポンチ113、およびしわ押さえ114を用い、図2.cに示すような、中間成形体100の壁部分1Aを形成することができる。中間成形体100は、ハット頭部102とその両側に繋がっている壁部分1Aとフランジ部103を有する。   In the first molding process, for example, as shown in FIGS. 2.a to 2.b, a wall of the intermediate molded body 100 as shown in FIG. Portion 1A can be formed. The intermediate molded body 100 includes a hat head portion 102, a wall portion 1A connected to both sides thereof, and a flange portion 103.

第1成形過程に用いる金型は、この場合、ダイス112が上下方向に移動可能なプレス装置の上スライドに取り付けられ、ポンチ113がプレス装置の下側のベッドに取り付けられている。またしわ押さえ114は、ロッドを介して図示しない油圧シリンダーに接続され、ダイス112の下降時、金属板素材31をダイス112としわ押さえ114間に挟んで所定の押さえ力で挟圧可能に構成されている。   In this case, the mold used in the first molding process is attached to the upper slide of the press device in which the die 112 can move in the vertical direction, and the punch 113 is attached to the lower bed of the press device. Further, the wrinkle presser 114 is connected to a hydraulic cylinder (not shown) via a rod, and is configured such that when the die 112 is lowered, the metal plate material 31 is sandwiched between the wrinkle pressers 114 with the die 112 and clamped with a predetermined pressing force. ing.

第1成形過程のプレス加工は、従来と同様にして行うことができる。上述した金型を用いたプレス加工方法では、ダイス112としわ押さえ114間に金属板素材31の幅方向両側を挟んで、ダイス112を下降させ、ダイス112内にポンチ113を挿入し、中間成形体100の壁部分1Aを形成する。その後、金型を解放し、金型から中間成形体100を取り出して第1成形過程を終了する。   The press working in the first molding process can be performed in the same manner as in the past. In the press working method using the mold described above, the die 112 is lowered with both sides in the width direction of the metal plate material 31 sandwiched between the die 112 and the wrinkle presser 14, the punch 113 is inserted into the die 112, and intermediate forming is performed. A wall portion 1A of the body 100 is formed. Thereafter, the mold is released, the intermediate molded body 100 is taken out from the mold, and the first molding process is completed.

このような第1成形過程のプレス加工においては、ダイス112の下降時に、金属板素材31をダイ肩112aに沿って通過させ、ダイ肩112aにより曲げ、曲げ戻し成形して、壁部分1Aを形成している。   In such press working in the first forming process, when the die 112 is lowered, the metal plate material 31 is passed along the die shoulder 112a, bent by the die shoulder 112a, and bent back to form the wall portion 1A. is doing.

ここで、第1成形過程での成形高さhはプレス装置で設定することができ、金属板素材31がダイ肩112aに沿って通過した材料通過長は、第1成形過程での成形高さhに相当する。また、中間成形体100のハット頭部102は、ダイ肩112aにより曲げ、曲げ戻しを受けていない部分であり、中間成形体100の壁部分1A間の間隔は、最終的に得るべき断面ハット形の成形体101の立て壁1間の間隔より広く、また中間成形体100の壁部分1Aの成形高さhは、断面ハット形の成形体101の立て壁1の成形高さhより低い。 Here, the formed height h 1 of the first molding process may be set in a press apparatus, the material passes through the length that has passed along the metal plate material 31 is die shoulder 112a is formed higher in the first molding process This corresponds to h 1 . The hat head 102 of the intermediate molded body 100 is a portion that is not bent or unbent by the die shoulder 112a, and the interval between the wall portions 1A of the intermediate molded body 100 is a cross-sectional hat shape to be finally obtained. wider than the distance between the vertical wall 1 of the molded body 101 of the, also forming height h 1 of the wall portion 1A of the preform 100 is lower than the forming height h of vertical wall 1 of the molded body 101 of the cross-sectional hat-shaped.

次いで、第2成形過程について、図1.a〜図1.dを用いて説明する。   Next, the second molding process will be described with reference to FIGS. 1.a to 1.d.

図中、P、Pは、第1と第2成形過程の境を示し、境Pの方を一側の壁部分、境Pの方を他側の壁部分とする。 In the figure, P 1 and P 2 indicate the boundary between the first and second molding processes, and the boundary P 1 is a wall portion on one side and the boundary P 2 is a wall portion on the other side.

第2成形過程のプレス加工に用いる金型は、一側の壁部分1Bを成形する金型と、他側の壁部分1Bを形成する金型を別なプレス装置に設置することができる。このような構成の連続プレスとすれば、図1.a、図1.bに示す金型により一側の壁部分1Bを形成した後、得た成形体を次のプレス装置に搬送し、図1.c〜図1.dに示す金型により他側の壁部分1Bを形成することができる。このような構成によれば、能率よく、断面ハット形の成形体101を得ることが可能である。   The metal mold | die used for the press work of a 2nd shaping | molding process can install the metal mold | die which shape | molds the wall part 1B of one side, and the metal mold | die which forms the wall part 1B of the other side in another press apparatus. In the case of a continuous press having such a configuration, the wall portion 1B on one side is formed by the mold shown in FIG. 1.a and FIG. 1.b, and then the obtained compact is conveyed to the next press device. The wall portion 1B on the other side can be formed by the mold shown in 1.c to 1.d. According to such a configuration, it is possible to efficiently obtain the molded body 101 having a hat-shaped cross section.

その場合、金型としては、ダイス32、42、ポンチ33、43の他にしわ押さえ34、44、および背圧パッド35、45を用いる。ダイス、ポンチおよびしわ押さえは、第1成形過程に用いる金型と同様に取り付けられているので説明を省略する。背圧パッド35、45は、金属製プレートとすることができ、対応するポンチと背圧パッドの間に中間成形体100のハット頭部102の部分を挟んで挟圧可能に構成されている。例えば、金属製プレートをロッドを介して油圧シリンダーに接続し、所定の押さえ力で挟圧することができる。   In that case, the dies 32 and 42, punches 33 and 43, wrinkle retainers 34 and 44, and back pressure pads 35 and 45 are used as molds. The die, punch, and wrinkle retainer are attached in the same manner as the mold used in the first molding process, and thus description thereof is omitted. The back pressure pads 35 and 45 can be metal plates, and are configured so as to be able to be sandwiched between the corresponding punch and the back pressure pad with the portion of the hat head 102 of the intermediate molded body 100 sandwiched therebetween. For example, a metal plate can be connected to a hydraulic cylinder via a rod and can be clamped with a predetermined pressing force.

第2成形過程のプレス加工では、第1成形過程で得た中間成形体100を用い、中間成形体100の両側の壁部分1Aに繋げて壁部分1Bを形成する。   In the press working in the second molding process, the intermediate molded body 100 obtained in the first molding process is used and connected to the wall parts 1A on both sides of the intermediate molded body 100 to form the wall part 1B.

先ず、図1.aに示すように、中間成形体100のハット頭部の部分102Aをポンチ33と背圧パッド35により挟圧すると共に、ダイス32としわ押さえ34によりフランジ部103を挟んで拘束した状態とする。その状態で第2成形過程のプレス加工では、図示しないプレス装置によりダイス32を下降させ、ハット頭部の部分102Aをポンチ肩33aに沿って通過させ、ポンチ肩33aにより曲げ、曲げ戻し成形して、壁部分1Aに繋げて壁部分1Bを形成する。その際、ハット頭部の部分102Bがポンチ33と背圧パッド35間に移動してきて図1.bに示す状態となる。その後、金型を解放し、金型から成形体を取り出す。   First, as shown in FIG. 1.a, the hat head portion 102A of the intermediate molded body 100 is clamped by the punch 33 and the back pressure pad 35, and constrained by sandwiching the flange portion 103 with the die 32 and the wrinkle presser 34. State. In the pressing process in the second forming process in that state, the die 32 is lowered by a pressing device (not shown), the hat head portion 102A is passed along the punch shoulder 33a, bent by the punch shoulder 33a, and bent back. The wall portion 1B is formed by connecting to the wall portion 1A. At this time, the hat head portion 102B moves between the punch 33 and the back pressure pad 35, resulting in the state shown in FIG. Thereafter, the mold is released and the molded body is taken out from the mold.

なお、プレス装置には、第2成形過程での成形高さ増分hを設定する。 Note that the pressing device, to set the forming height increment h 2 of the second molding process.

このようにして形成した一側の壁部分1Bは、ハット頭部の部分102Aをポンチ肩33aにより曲げ、曲げ戻し成形した部分である。   One side wall portion 1B formed in this way is a portion obtained by bending the hat head portion 102A with the punch shoulder 33a and bending back.

次いで、得られた成形体を次の金型に図1.cに示すようにセットし、中間成形体100のハット頭部の部分102Cをポンチ43と背圧パッド45により挟圧すると共に、ダイス42としわ押さえ44によりフランジ部103を挟んで拘束した状態とする。その状態で第2成形過程のプレス加工では、ダイス32を下降させ、ハット頭部の部分102Cをポンチ肩33aに沿って通過させ、ポンチ肩33aにより曲げ、曲げ戻し成形して、壁部分1Aに繋げて壁部分1Bを形成する。その際、部分102Bがポンチ43と背圧パッド45間に移動してきて図1.dに示す状態となる。その後、金型を解放し、金型から成形体101を取り出す。   Next, the obtained molded body is set in the next mold as shown in FIG. 1.c, the hat head portion 102C of the intermediate molded body 100 is clamped by the punch 43 and the back pressure pad 45, and the die 42 A state in which the flange portion 103 is sandwiched and restrained by the wrinkle presser 44 is assumed. In this state, in the pressing process of the second forming process, the die 32 is lowered, the hat head portion 102C is passed along the punch shoulder 33a, bent by the punch shoulder 33a, bent back and formed into the wall portion 1A. Connected to form the wall portion 1B. At that time, the portion 102B moves between the punch 43 and the back pressure pad 45, and the state shown in FIG. Thereafter, the mold is released, and the molded body 101 is taken out from the mold.

このようにして形成した他側の壁部分1Bは、ハット頭部の部分102Cをポンチ肩43aにより曲げ、曲げ戻し成形した部分である。   The wall portion 1B on the other side formed in this way is a portion obtained by bending the hat head portion 102C with the punch shoulder 43a and bending it back.

本発明の実施の形態にかかるプレス加工方法により得られる断面ハット形の成形体101の立て壁1は、第1成形過程で金属板素材31をダイ肩112aにより曲げ、曲げ戻し成形した壁部分1Aと、第2成形過程で中間成形体100のハット頭部の部分102Aまたは102Cをポンチ肩33aまたは43aにより曲げ、曲げ戻し成形した壁部分1Bにより構成されている。壁部分1Aは、ダイ肩112aの曲げ癖により金型から取り出した時点で口が開く方向のスプリングバックが生じるスプリングバック要素であり、これに対して壁部分1Bは、ポンチ肩33aまたは43aの曲げ癖により金型から取り出した時点で口が閉じる方向のスプリングゴー要素である。   A standing wall 1 of a molded body 101 having a hat-shaped cross section obtained by a press working method according to an embodiment of the present invention is a wall portion 1A obtained by bending and bending back a metal plate material 31 with a die shoulder 112a in a first forming process. In the second molding process, the hat head portion 102A or 102C of the intermediate molded body 100 is bent by the punch shoulder 33a or 43a, and the wall portion 1B is formed by bending back. The wall portion 1A is a springback element that generates a springback in the direction in which the mouth opens when the die shoulder 112a is removed from the mold by a bending rod of the die shoulder 112a, whereas the wall portion 1B is a bent portion of the punch shoulder 33a or 43a. It is a spring go element that closes its mouth when it is removed from the mold by the scissors.

従って、本発明の実施の形態にかかるプレス加工方法によれば、断面ハット形の成形体101を金型から取り出した時点でスプリングバック要素とスプリングゴー要素が互いに作用し合い、立て壁1のスプリングバックを少なくすることができる。このようなプレス加工方法によれば、高張力鋼板やアルミニウム合金板等の金属板を用いた場合でも、立て壁1を構成するスプリングバック要素とスプリングゴー要素が存在しているから、従来のプレス加工に比べてスプリングバックを少なくすることができる。   Therefore, according to the press working method according to the embodiment of the present invention, the spring back element and the spring go element interact with each other at the time when the molded body 101 having the hat-shaped cross section is taken out from the mold, and the spring of the standing wall 1 The back can be reduced. According to such a press working method, even when a metal plate such as a high-strength steel plate or an aluminum alloy plate is used, the spring back element and the spring go element that constitute the standing wall 1 are present. Spring back can be reduced compared to processing.

なお、第2成形過程においては、背圧パッド35、45の押圧力を適切に設定することが重要である。この理由は、背圧パッド35、45の押圧力が過大であると、背圧パッドとポンチ間に挟まれた中間成形体100のハット頭部102の部分が移動できず、壁部分1Bを形成する途中で破断が生じたり、破断に至らない場合でも局部的な板厚減少が発生する場合があるからである。また、フランジ部103を、ダイスとしわ押さえにより拘束した状態とするのは、第2成形過程での成形高さ増分hに相当するだけのハット頭部102の部分をポンチ肩33aまたは43aに沿って通過させ、ポンチ肩通過長に応じた壁部分1Bを形成するためである。 In the second molding process, it is important to set the pressing force of the back pressure pads 35 and 45 appropriately. This is because if the pressing force of the back pressure pads 35 and 45 is excessive, the portion of the hat head portion 102 of the intermediate molded body 100 sandwiched between the back pressure pad and the punch cannot move, and the wall portion 1B is formed. This is because there may be a case where a breakage occurs in the middle of the process or a local reduction in the plate thickness occurs even if the breakage is not reached. Further, the flange portion 103, to a state of being constrained by the die and the blank-holder is the portion of the punch shoulder 33a or 43a of the hat head 102 only corresponding shaping to the height increment h 2 of the second molding process This is for forming the wall portion 1B according to the punch shoulder passage length.

また、本発明のプレス加工方法においては、第2成形過程を連続プレスで行うことに限定されず、連続プレスに代わり、図1.a、図1.bに示した金型を用い、一側の壁部分1Bを形成した後、同じ金型を用い、図3、図4に示すようにして他側の壁部分1Bを形成することもできる。   Further, in the press working method of the present invention, the second molding process is not limited to the continuous press, but instead of the continuous press, the mold shown in FIGS. After forming the wall portion 1B, the other wall portion 1B can be formed using the same mold as shown in FIGS.

次に図5により、立て壁1の成形高さhに対して、第2成形過程での成形高さ増分h/第1成形過程での成形高さhを0.1〜0.4の範囲として、立て壁1を形成することが好ましい理由を説明する。図5は、立て壁1の成形高さhを70mmで一定とし、第2成形過程での成形高さ増分h/第1成形過程での成形高さhを種々変化させて得た断面ハット形の成形体101の口開き量(W0−W)の結果を示したグラフである。 Next, according to FIG. 5, the molding height increment h 2 in the second molding process / the molding height h 1 in the first molding process is 0.1 to 0.4 relative to the molding height h of the standing wall 1. The reason why it is preferable to form the standing wall 1 will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view obtained by changing the molding height h 2 in the second molding process / the molding height h 1 in the first molding process to various changes with the molding height h of the standing wall 1 constant at 70 mm. It is the graph which showed the result of the opening amount (W0-W) of the hat-shaped molded object.

実験は、一般に構造部材として用いられている断面形状(立て壁1の成形高さh=70mm、成形終了時点での断面ハット形の成形体101の開口幅W0=60mm)の成形体をプレス加工によって得た。図中に示す構造部材として適用されている材料を3種類選んで行った。但し、Wは断面ハット形の成形体101を金型から取り出した時点の開口幅である。   In the experiment, a molded body having a cross-sectional shape generally used as a structural member (forming height h = 70 mm of the standing wall 1 and opening width W0 = 60 mm of the cross-sectional hat-shaped molded body 101 at the end of molding) is pressed. Obtained by. Three types of materials applied as structural members shown in the figure were selected. However, W is the opening width when the molded body 101 having a hat-shaped cross section is taken out from the mold.

図5に示す結果から、第2成形過程での成形高さ増分hが0である従来方法では、口開き量(W0−W)が15〜20mm程度であるが、材料に応じて第2成形過程での成形高さ増分h/第1成形過程での成形高さhを0.1〜0.4の範囲とすることにより、口開き量(W0−W)を0mm近くにできることがわかる。 From the results shown in FIG. 5, in the conventional forming height increment h 2 of the second molding process is zero method, although the amount of open mouth (W0-W) is about 15 to 20 mm, the depending on the material 2 By setting the molding height increment h 2 in the molding process to the molding height h 1 in the first molding process in the range of 0.1 to 0.4, the opening amount (W0-W) can be close to 0 mm. I understand.

第2成形過程での成形高さ増分h/第1成形過程での成形高さhを0.1未満とした場合、従来方法に対する改善効果が小さく、一方、第2成形過程での成形高さ増分h/第1成形過程での成形高さhを0.4超えとした場合、構造部材として適用される材料を用い、プレス加工を行うと、成形体の立て壁における、スプリングゴー要素の作用が過大となり口が閉じた状態になるからである。 When the molding height increment h 2 in the second molding process / the molding height h 1 in the first molding process is less than 0.1, the improvement effect with respect to the conventional method is small, while the molding in the second molding process is small. When the height increment h 2 / the molding height h 1 in the first molding process exceeds 0.4, when the material used as the structural member is pressed and pressed, the spring on the standing wall of the molded body This is because the action of the go element becomes excessive and the mouth is closed.

図6に、ダイスとポンチとが対向して配置された金型を用い、金属板のプレス加工を行って、断面ハット形の成形体のスプリングバックを調べた結果を示す。スプリングバックの多少を評価するパラメータとしては、前記の口開き量(W0−W)を用いた。材料としては、板厚1.6mmの軟鋼、板厚1.6mmの高張力鋼板(引張強さ:440MPa、590MPa、780MPa)を用いた。断面ハット形の成形体の立て壁の成形高さhは70mm、成形終了時点での断面ハット形の成形体101の開口幅W0は60mm、フランジ部の幅は15mmである。   FIG. 6 shows the result of investigating the spring back of a hat having a cross-sectional hat shape by pressing a metal plate using a mold in which a die and a punch are arranged to face each other. As a parameter for evaluating the degree of springback, the opening amount (W0-W) was used. As materials, mild steel having a thickness of 1.6 mm and high-tensile steel plates having a thickness of 1.6 mm (tensile strength: 440 MPa, 590 MPa, 780 MPa) were used. The forming height h of the standing wall of the cross-sectional hat-shaped molded body is 70 mm, the opening width W0 of the cross-sectional hat-shaped molded body 101 at the end of molding is 60 mm, and the width of the flange portion is 15 mm.

発明例の場合は、第1成形過程で、図2.a〜図2.cに示すようにして、成形終了時点における成形体の開口幅W0が80mm、フランジ部の幅が15mm、壁部分の成形高さがhである中間成形体の壁部を形成し、続く第2成形過程で、図1.a〜図1.dに示すようにして、中間成形体の壁部分に繋げて成形高さがhである壁部分を形成した。その際、背圧パッド35、45の押圧力は、中間成形体の単位長さ当たり材料の引張強さに応じて0.49〜1.96MPa(0.05〜0.2kgf/mm)とすると共に、第2成形過程での成形高さ増分h/第1成形過程での成形高さhを材料の引張強さに応じて0.1〜0.4の範囲で調整した。 In the case of the invention example, in the first molding process, as shown in FIGS. 2.a to 2.c, the opening width W0 of the molded body at the end of molding is 80 mm, the flange width is 15 mm, forming height forms a wall portion of the preform is h 1, a subsequent second molding step, as shown in FIG 1.a~ Figure 1.d, molded connecting the wall portions of the preform A wall portion having a height of h 2 was formed. At that time, the pressing force of the back pressure pads 35 and 45 is 0.49 to 1.96 MPa (0.05 to 0.2 kgf / mm 2 ) according to the tensile strength of the material per unit length of the intermediate molded body. In addition, the molding height increment h 2 in the second molding process / the molding height h 1 in the first molding process was adjusted in a range of 0.1 to 0.4 according to the tensile strength of the material.

なお、第2成形過程で用いたポンチ33、43の断面寸法は、ポンチ幅を両者共に60mm、ポンチ肩33a、43aの半径を両者共に5mmとした。また、第2成形過程で用いたダイスのダイ肩32a、42aの半径、および第1成形過程で用いたダイス112のダイ肩112aの半径はそれぞれ5mmとした。第1成形過程で用いたダイス112の内幅は83.3mm、ポンチ113の断面寸法は、ポンチ幅を80mm、ポンチ肩113aの半径を5mmとした。   The cross-sectional dimensions of the punches 33 and 43 used in the second molding process were such that both the punch width was 60 mm and the radii of the punch shoulders 33a and 43a were both 5 mm. The radii of the die shoulders 32a and 42a of the dies used in the second molding process and the radius of the die shoulder 112a of the dies 112 used in the first molding process were 5 mm, respectively. The inner width of the die 112 used in the first molding process was 83.3 mm, and the cross-sectional dimensions of the punch 113 were a punch width of 80 mm and a radius of the punch shoulder 113a of 5 mm.

従来例としては、図8.a〜図8.cに示すように金属板素材をダイ肩に沿って通過させて、
断面ハット形の成形体の立て壁を形成した。なお、従来例に用いた金型は、ダイス12の内幅を83.3mm、ダイス12のダイ肩12aの半径を5mm、ポンチ13のポンチ幅を80mm、ポンチ肩13aの半径を5mmとした。
As a conventional example, as shown in FIGS. 8.a to 8.c, the metal plate material is passed along the die shoulder,
A standing wall of a molded body having a hat-shaped cross section was formed. In the mold used in the conventional example, the inner width of the die 12 was 83.3 mm, the radius of the die shoulder 12a of the die 12 was 5 mm, the punch width of the punch 13 was 80 mm, and the radius of the punch shoulder 13a was 5 mm.

図6に示す結果から、発明例の場合は、従来例に比べて断面ハット形の成形体の口開き量(W0−W)が大幅に軽減され、特に高張力鋼板においてスプリングバック抑制効果が大きいことが明らかである。   From the results shown in FIG. 6, in the case of the invention example, the opening amount (W0-W) of the shaped hat having a cross-sectional hat shape is significantly reduced compared to the conventional example, and the effect of suppressing the spring back is particularly large in a high-tensile steel plate. It is clear.

本発明の実施の形態に係るプレス加工方法の第2成形過程を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd shaping | molding process of the press work method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るプレス加工方法の第2成形過程を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd shaping | molding process of the press work method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るプレス加工方法の第2成形過程を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd shaping | molding process of the press work method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るプレス加工方法の第2成形過程を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd shaping | molding process of the press work method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るプレス加工方法により得た成形体の形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the molded object obtained by the press work method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るプレス加工方法の第1成形過程を説明する図である。It is a figure explaining the 1st shaping | molding process of the press work method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るプレス加工方法の第1成形過程を説明する図である。It is a figure explaining the 1st shaping | molding process of the press work method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るプレス加工方法の第1成形過程を説明する図である。It is a figure explaining the 1st shaping | molding process of the press work method which concerns on embodiment of this invention. 第2成形過程で同じ金型を用い、一側の壁部分と他側の壁部分を形成する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of forming the wall part of one side and the wall part of the other side using the same metal mold | die in a 2nd shaping | molding process. 第2成形過程で同じ金型を用い、一側の壁部分と他側の壁部分を形成する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of forming the wall part of one side and the wall part of the other side using the same metal mold | die in a 2nd shaping | molding process. 本発明における好適範囲を説明するグラフである。It is a graph explaining the suitable range in this invention. 本発明の効果を示すグラフである。It is a graph which shows the effect of the present invention. 成形体の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a molded object. 成形体の成形終了時点の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape at the time of completion | finish of shaping | molding of a molded object. 成形体を金型から取り出したときのスプリングバックを説明する図である。It is a figure explaining a spring back when a molded object is taken out from a metal mold | die. 従来のしわ押さえを用いたプレス加工方法を説明するための図であり、絞り曲げ成形直前の状態を示す。It is a figure for demonstrating the press work method using the conventional wrinkle presser, and shows the state just before drawing bending. 従来のしわ押さえを用いたプレス加工方法を説明するための図であり、絞り曲げ成形途中の状態を示す。It is a figure for demonstrating the press work method using the conventional wrinkle presser, and shows the state in the middle of drawing bending. 従来のしわ押さえを用いたプレス加工方法を説明するための図であり、絞り曲げ成形終了時点の状態を示す。It is a figure for demonstrating the press work method using the conventional wrinkle presser, and shows the state at the time of completion | finish of draw bending. 従来のしわ押さえのないプレス加工方法を説明するための図であり、単純押し曲げ成形直前の状態を示す。It is a figure for demonstrating the conventional press processing method without a wrinkle suppression, and shows the state just before simple press bending molding. 従来のしわ押さえのないプレス加工方法を説明するための図であり、単純押し曲げ成形途中の状態を示す。It is a figure for demonstrating the conventional press processing method without a wrinkle suppression, and shows the state in the middle of simple press bending. 従来のしわ押さえのないプレス加工方法を説明するための図であり、単純押し曲げ成形途中の状態を示す。It is a figure for demonstrating the conventional press processing method without a wrinkle suppression, and shows the state in the middle of simple press bending. 従来のしわ押さえのないプレス加工方法を説明するための図であり、単純押し曲げ成形終了時点の状態を示す。It is a figure for demonstrating the conventional press-working method without a wrinkle suppression, and shows the state at the time of completion | finish of simple press bending.

符号の説明Explanation of symbols

10、101 断面ハット形の成形体
11、21、31 金属板素材
100 中間成形体
1 立て壁
2、102 ハット頭部
102A、102B、102C ハット頭部の部分
3、103 フランジ部
1A 第1成形過程で成形された壁部分
1B 第2成形過程で成形された壁部分
P1、P2 第1、第2成形過程の境
h 立て壁1の成形高さ
第1成形過程での成形高さ
第2成形過程での成形高さ増分
12、22、32、42、112 ダイス
12a、22a、32a、42a、112a ダイ肩
13、23、33、43、113 ポンチ
13a、23a、33a、43a、113a ポンチ肩
14、34、44、114 しわ押さえ
35、45 背圧パッド
W0 成形終了時点での成形体の開口幅
W 金型から取り出した時点での成形体の開口幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 101 Hat-shaped molded body 11, 21, 31 Metal plate material 100 Intermediate molded body 1 Standing wall 2, 102 Hat head 102A, 102B, 102C Hat head part 3, 103 Flange 1A First molding process 1B Wall part molded in the second molding process P1, P2 Boundary between the first and second molding processes h Molding height of the standing wall 1 h 1 Molding height in the first molding process h 2 Molding height increment in second molding process 12, 22, 32, 42, 112 Die 12a, 22a, 32a, 42a, 112a Die shoulder 13, 23, 33, 43, 113 Punch 13a, 23a, 33a, 43a, 113a Punch shoulder 14, 34, 44, 114 Wrinkle retainer 35, 45 Back pressure pad W0 Opening width of the molded body at the end of molding W Opening of molded body at the time of removal from the mold Width

Claims (2)

ポンチとダイスとが対向して配置された金型を用いる金属板のプレス加工方法であって、立て壁を有する断面ハット形の成形体を得るに当たり、第1成形過程で、金属板素材をダイ肩に沿って通過させ、ダイ肩により曲げ、曲げ戻し成形して、ハット頭部とその両側に繋がっている壁部分とフランジ部を有する中間成形体の壁部分を形成し、続く第2成形過程で、中間成形体のハット頭部の部分をポンチと背圧パッドにより挟圧すると共に、ダイスとしわ押さえにより中間成形体のフランジ部を挟んで拘束した状態とする第2成形用の金型を用い、先ずハット頭部の部分をポンチと背圧パッドにより挟圧し、かつフランジ部をダイスとしわ押さえにより拘束した状態とし、その状態でフランジ部とハット頭部の部分との間隔が離れる方向に第2成形用の金型を移動させることによって、中間成形体のハット頭部の部分をポンチ肩に沿って通過させ、ポンチ肩により曲げ、曲げ戻し成形して、中間成形体の壁部分に繋げて壁部分を形成することを特徴とするスプリングバックの少ないプレス加工方法。 A method of pressing a metal plate using a mold in which punches and dies are arranged to face each other, and in order to obtain a cross-sectional hat-shaped formed body having a standing wall, in the first forming process, the metal plate material is die-molded. Passing along the shoulder, bending with the die shoulder, bending back forming, forming the wall portion of the intermediate molded body having the hat head portion, the wall portion connected to both sides thereof and the flange portion, and the subsequent second forming step Then, a second molding die is used in which the hat head portion of the intermediate molded body is clamped by a punch and a back pressure pad, and the flange portion of the intermediate molded body is clamped by a die and a wrinkle presser. First, the hat head part is clamped by a punch and a back pressure pad, and the flange part is constrained by a die and a wrinkle presser. In this state, the distance between the flange part and the hat head part is increased in the direction away from the first part. By moving the mold for molding, a portion of the hat the head of the preform was passed along a punch shoulder, bent by the punch shoulder, by molding bent back, and connecting the wall portions of the preform wall A press working method with less spring back characterized by forming a portion. 前記立て壁の成形高さに対して、第2成形過程での成形高さ増分と、第1成形過程での成形高さとの比を0.1〜0.4の範囲として前記立て壁を形成することを特徴とする請求項1に記載のスプリングバックの少ないプレス加工方法。   The standing wall is formed with the ratio of the molding height increment in the second molding process and the molding height in the first molding process in the range of 0.1 to 0.4 with respect to the molding height of the standing wall. The press working method with less spring back according to claim 1.
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