JP4907590B2 - 部材長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法 - Google Patents
部材長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4907590B2 JP4907590B2 JP2008094781A JP2008094781A JP4907590B2 JP 4907590 B2 JP4907590 B2 JP 4907590B2 JP 2008094781 A JP2008094781 A JP 2008094781A JP 2008094781 A JP2008094781 A JP 2008094781A JP 4907590 B2 JP4907590 B2 JP 4907590B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaped member
- cross
- hat
- fillet
- longitudinal direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
なお、本発明でいう上記「屈曲部」とは、断面ハット型形状部材において、その長手方向に対して、部材の一部で曲率半径を有する部分をいい、また、「部材長手方向の平面外で屈曲部を有する」とは、図3に示すように、長手方向の少なくとも一部を含む平面を水平面とし、水平面に垂直ないずれか1つの平面を垂直面とした場合に、前記部材の一部である屈曲部の前記水平面又は前記垂直面への最大投影長さをL(mm)としたとき、高さの間隔が0.08L(mm)超の平行な水平面内に、前記屈曲部の稜線部又は角部を形成する曲線の少なくとも一部が存在すること、又は、屈曲部の両端部の稜線部及び角部の延長線が互いになす角度が、前記垂直面において0度を超え165度未満であるような屈曲を有する(即ち、断面ハット型形状部材の長手方向にほぼ水平な平面外において、屈曲部を有する)ことであると定義する。
まず、パンチおよびダイを用いた通常のプレス成形により、図6に示されるような所定寸法形状の断面ハット型形状部材を成形した。該断面ハット型形状部材は、長手方向の少なくとも一部を含む平面を水平面とし、水平面に垂直ないずれか1つの平面を垂直面とした場合に、前記部材の屈曲部の前記水平面への最大投影長さL(mm)がL=165(mm)であって、高さの間隔が0.08L(mm)超の平行な水平面内に、前記屈曲部の稜線部又は角部を形成する曲線の少なくとも一部が存在する形状、あるいは、屈曲部の両端部の稜線部及び角部の延長線が互いになす角度が、前記垂直面において0度を超え165度未満である形状を有していた(即ち、図6に示される断面ハット型形状部材は、その長手方向の平面外で屈曲部を有している)。そして、上記断面ハット型形状部材について、部材屈曲部の稜線部及び角部の引張応力を計算し、かつ、スプリングバック(S/B)量を求めたところ、S/B量は9.05(mm)であった。
つまり、通常のパンチおよびダイを用いたプレスで断面ハット型形状部材を高塑性加工率で成形した場合には、部材屈曲部の稜線部及び角部の引張応力が大であるためにスプリングバック、捩れが発生し、寸法精度、形状安定性が非常に劣るものであった。
以上のとおり、本発明に係る部材長手方向の平面外で屈曲部を有する断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法によれば、スプリングバック発生、捩れの発生を抑制することができ、3次元形状の寸法精度および形状安定性の向上を図ることが可能である。
「(1) 天井部、縦壁部及びフランジ部からなり、長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材において、引張応力が発生する部分を含み、前記天井部と前記縦壁部が形成する稜線部に、又は、前記稜線部、及び前記縦壁部と前記フランジ部が形成する角部の両方に、断面周長が周囲より短いフィレット部を1個又は複数有することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材。
(2) 天井部、縦壁部及びフランジ部からなり、長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材において、前記屈曲部の一部と前記屈曲部以外の領域に亘って、前記天井部と前記縦壁部が形成する稜線部に、又は、前記稜線部、及び前記縦壁部と前記フランジ部が形成する角部の両方に、断面周長が周囲より短いフィレット部を1個又は複数有することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材。
(3) フィレット部は、長手方向の長さが長手直角方向より長いことを特徴とする前記(1)又は(2)記載の金属製断面ハット型形状部材。
(4) フィレット部を、前記天井部と前記縦壁部が形成する稜線部のみに有することを特徴とする前記(1)又は(2)記載の金属製断面ハット型形状部材。
(5) 前記(1)〜(4)の何れかに記載の断面ハット型形状部材の成形方法であって、前記フィレット部と略同じ形状を有するパンチ及びダイを用いて、金属板をプレス成形し、前記パンチの下死点にて前記フィレット部を形成してプレス成形を終了することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材のプレス成形方法。
(6) 更に、板押さえを用いて金属板をプレス成形することを特徴とする前記(5)記載の金属製断面ハット型形状部材のプレス成形方法。」
に特徴を有するものである。
尚、本発明において、凹部とは、例えば図4(a)に示すように、周囲に比べて周長が短くなるように、周囲より相対的に窪んでいる部分を言う。
また、同様に、凸部とは、周囲に比べて周長が短くなるように、周囲より相対的に盛り上がっている部分を言う。
図4(a)は、パンチ2、ダイ3により鋼板1が挟持された状態で、断面ハット型形状に成形される成形初期段階を示す。
図4(b)は成形途中段階を示し、フィレット部以外の領域は、パンチ2、ダイ3により鋼板1がほぼ最終形状に近い断面ハット型形状に成形されているが、フィレット部が形成される箇所では、パンチ2の凹部4と、ダイ3の凸部5は当接していない(間隔sだけ離間している)ため、フィレット部の成形は未だ行われていない。
図4(c)は成形終了段階を示し、下死点において、パンチ2の凹部4と、ダイ3の凸部5が当接することにより断面周長が周囲より短いフィレット部6が稜線部に形成され、また、フィレット部6以外の領域ではパンチ2とダイ3が当接することにより、フィレット部6においては引張応力が圧縮方向に緩和されて最終所定形状に成形された、稜線部に形成されたフィレット部6、天井部7、縦壁部8及びフランジ部9からなる断面ハット型形状部材10が成形される。
図5(a)は、パンチ2、ダイ3により鋼板1が断面ハット型形状に成形される成形初期段階を示す。
図5(b)は成形途中段階を示し、フィレット部以外の領域は、パンチ2、ダイ3により鋼板1がほぼ最終形状に近い断面ハット型形状に成形されているが、フィレット部では、パンチ2の凸部15と、ダイ3の凹部14は当接しておらず(間隔sだけ離間)、フィレット部は未だ形成されていない。
図5(c)は成形終了段階を示し、下死点において、パンチ2の凸部15と、ダイ3の凹部14が当接することにより断面周長が周囲より短いフィレット部16が角部に形成され、また、フィレット部16以外の領域ではパンチ2とダイ3が当接することにより、フィレット部16においては引張応力が圧縮方向に緩和されて最終所定形状に成形された、角部に形成されたフィレット部16、天井部17、縦壁部18及びフランジ部19からなる断面ハット型形状部材20が成形される。
引張応力が発生する部分は、有限要素法によるプレス成形解析計算により求めても良いし、プレス成形実験を行い、成形下死点での応力測定により決定しても良い。
また、屈曲部の一部と屈曲部以外の領域に亘ってフィレット部を設けると、屈曲部は引張応力が発生していることが多いため、スプリングバック量を小さくするのに効果的である(上記(2)に係る発明)。
更に、フィレット部の長手方向の長さを、長手直角方向より長くすると、引張応力は部材長手方向に長く発生することが多いため、スプリングバック量を小さくするのに効果的である(上記(3)に係る発明)。
なお、角部のみにフィレット部を設けると角部は圧縮応力が発生しやすい箇所であるため、フィレットを設けることで一層圧縮応力が増加するという欠点が生じることから、縦壁部とフランジ部が形成する角部にフィレット部を設ける場合には、スプリングバック量を小さくするという観点からは、少なくとも稜線部にもフィレット部を設けることが必要であり、角部にのみにフィレット部を設けることは避けるべきである(上記(4)に係る発明)。
本発明に係る断面ハット型形状部材は、上記に説明したとおり、パンチ2及びダイ3を用いて、いわゆるフォーム成形により成形することもできるし(図11(a)〜(c)参照、上記(5)に係る発明)、更に板押さえ21を用いて、いわゆるドロー成形により成形することもできる(図12(a)〜(c)参照、上記(6)に係る発明)。
なお、フィレット部6の寸法、形状は、長手方向の長さ62mm、長手直角方向の長さ21mmである。
フィレット部6を設けた位置は、引張応力を有限要素法によるプレス成形解析計算により求めた結果に基づいて、引張応力が400MPa以上の稜線部とした。
そして、この金属製断面ハット型形状部材10について、屈曲部の水平面への最大投影長さL(mm)、屈曲部の稜線部および角部を形成する曲線が存在する平行な水平面の高さ間隔、屈曲部の両端部の稜線部及び角部の延長線が(垂直面において)互いになす角度を、それぞれ求めたところ、屈曲部の水平面への最大投影長さL(mm)はL=165(mm)であり、平行な水平面の高さ間隔は128mmであるから0.08L(mm)超の高さ間隔に該当し、また、屈曲部の両端部の稜線部及び角部の延長線が互いになす角度は、前記垂直面において148度であった。
したがって、図7に示されるフィレット部6を形成した金属製断面ハット型形状部材10(以下、本発明例1という)は、請求項1の発明の実施例に相当する。
300mm)を有し、屈曲部の一部と屈曲部以外の領域に亘る稜線部(計4箇所)にフィレット部6を形成し、かつ、屈曲部の一部と屈曲部以外の領域に亘る角部(計4箇所)にフィレット部16を形成した長さ730mm×幅120mm×高さ40mmの図8に示す金属製断面ハット型形状部材(以下、本発明例2という。請求項2の発明の実施例に相当)を成形した。
なお、フィレット部6の寸法、形状は、長手方向の長さ93mm、長手直角方向の長さ21mmであり、また、フィレット部16の寸法、形状は、長手方向の長さ95mm、長手直角方向の長さ21mmである。
上記本発明例2の金属製断面ハット型形状部材について、屈曲部およびその近傍の引張応力の分布を測定すると共に、スプリングバック(S/B)量を測定したところ、本発明例2の金属製断面ハット型形状部材では、屈曲部およびその近傍の引張応力は、比較例のそれに比して緩和されており、表1に示すように、本発明例2のスプリングバック(S/B)量は8.11mmという値であった。
即ち、上記本発明例1,2の金属製断面ハット型形状部材の成形において、実施例1,2とは異なる形状・寸法のパンチ、ダイを用いてプレス成形し、表2に示す形状・寸法のフィレット部を有する金属製断面ハット型形状部材を、本発明例1−1,2−1として成形した(なお、本発明例1−1は、本発明例1のフィレット部の形状・寸法を変更したもの、また、本発明例2−1は、本発明例2のフィレット部の形状・寸法を変更したものであることを示す)。
本発明例1−1,2−1のいずれも、屈曲部およびその近傍の引張応力は、比較例のそれに比して緩和されており、また、表2に示すように、本発明例1−1,2−1のいずれも、そのスプリングバック(S/B)量は比較例に比して小さいものであった。
特に、長手方向の長さが長手直角方向より長いフィレット部が形成されている場合(請求項3の発明の実施例に相当)には、スプリングバック(S/B)量はより小さい値となることがわかる。
なお、本発明例3は、図4に示される凹部4、凸部5を備えたダイおよびパンチを用い、また、参考例は、図5に示される凹部14、凸部15を備えたダイおよびパンチを用いて、それぞれ成形を行った。
図8と図9とを対比すると明らかなように、本発明例3の金属製断面ハット型形状部材は、角部にフィレット部が形成されていない点で、本発明例2と形状が異なる。また、同様に、図8と図10の対比から、参考例の金属製断面ハット型形状部材は、稜線部にフィレット部が形成されていない点で、本発明例2と形状が異なる。
上記本発明例3と参考例について、屈曲部およびその近傍の引張応力の分布を測定すると共に、スプリングバック(S/B)量を測定したところ、表1に示すように、本発明例3の金属製断面ハット型形状部材(稜線部にのみフィレット部を形成)では、屈曲部およびその近傍の引張応力は、比較例および本発明例2のそれに比して緩和されており、スプリングバック(S/B)量は6.66mmという極めて小さな値であった。
一方、参考例の金属製断面ハット型形状部材(角部にのみフィレット部を形成)では、屈曲部およびその近傍の引張応力は、比較例および本発明例2のそれより増加しており、表1に示すように、スプリングバック(S/B)量は11.05mmという大きな値であった。
したがって、長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材について、引張応力緩和によるスプリングバック(S/B)量低減を最重要課題とする場合には、屈曲部の一部と屈曲部以外の領域に亘りかつ稜線部のみにフィレット部を設けることが望ましく、このような場合には、3次元方向の反り発生が極少であり、このため寸法精度および形状安定性は非常に優れる。
ただ、角部にフィレット部を形成した場合には、断面剛性の向上により反りに対して効果的に作用するという優れた効果を期待できる面もあるので、金属製断面ハット型形状部材の使途等に応じて、フィレット部を稜線部のみに形成するか、あるいは、稜線部と角部の両方に形成するかを定めればよい。
即ち、プレス成形を行うにあたり、板押さえを用いる点を除き、その他の成形条件は上記本発明例1〜3の成形条件と全く同一条件で、図12(a)〜(c)に示されるドロー成形で金属製断面ハット型形状部材(それぞれ本発明例1−2〜3−2という。ここで、本発明例N−2とは、本発明例Nの成形において、板押さえを用いて成形したものであることを示す)を成形した。
本発明例1−2〜3−2についてそれぞれ測定したスプリングバック(S/B)量を表3に示す。
表3から明らかなように、板押さえを用いたプレス成形(ドロー成形)を行うことにより、スプリングバック(S/B)量を、更に一層低減できることがわかる。
2 パンチ
3 ダイ
4,14 凹部
5,15 凸部
6,16 フィレット部
7,17 天井部
8,18 縦壁部
9,19 フランジ部
10,20 断面ハット型形状部材
21 板押さえ
s プレス成形途中における凹部4,14と凸部5,15との間隔
Claims (6)
- 天井部、縦壁部及びフランジ部からなり、長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材において、引張応力が発生する部分を含み、前記天井部と前記縦壁部が形成する稜線部に、又は、前記稜線部、及び前記縦壁部と前記フランジ部が形成する角部の両方に、断面周長が周囲より短いフィレット部を1個又は複数有することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材。
- 天井部、縦壁部及びフランジ部からなり、長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材において、前記屈曲部の一部と前記屈曲部以外の領域に亘って、前記天井部と前記縦壁部が形成する稜線部に、又は、前記稜線部、及び前記縦壁部と前記フランジ部が形成する角部の両方に、断面周長が周囲より短いフィレット部を1個又は複数有することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材。
- フィレット部は、長手方向の長さが長手直角方向より長いことを特徴とする請求項1又は2記載の金属製断面ハット型形状部材。
- フィレット部を、前記天井部と前記縦壁部が形成する稜線部のみに有することを特徴とする請求項1又は2記載の金属製断面ハット型形状部材。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載の断面ハット型形状部材の成形方法であって、前記フィレット部と略同じ形状を有するパンチ及びダイを用いて、金属板をプレス成形し、前記パンチの下死点にて前記フィレット部を形成してプレス成形を終了することを特徴とする金属製断面ハット型形状部材のプレス成形方法。
- 更に、板押さえを用いて金属板をプレス成形することを特徴とする請求項5記載の金属製断面ハット型形状部材のプレス成形方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008094781A JP4907590B2 (ja) | 2008-04-01 | 2008-04-01 | 部材長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008094781A JP4907590B2 (ja) | 2008-04-01 | 2008-04-01 | 部材長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009248087A JP2009248087A (ja) | 2009-10-29 |
JP4907590B2 true JP4907590B2 (ja) | 2012-03-28 |
Family
ID=41309263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008094781A Active JP4907590B2 (ja) | 2008-04-01 | 2008-04-01 | 部材長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4907590B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5459183B2 (ja) * | 2010-11-25 | 2014-04-02 | トヨタ車体株式会社 | 金属製車両用クロスメンバー |
KR101854194B1 (ko) * | 2014-01-30 | 2018-05-04 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 프레스 성형 방법 및 프레스 성형품의 제조 방법 |
KR101867744B1 (ko) | 2014-02-24 | 2018-06-15 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 프레스 성형 방법 및 프레스 제품의 제조 방법 그리고 프레스 성형 장치 |
CN111633143B (zh) * | 2020-05-26 | 2021-11-23 | 东风柳州汽车有限公司 | 增加过拉延量的预翻边方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5897430A (ja) * | 1981-12-05 | 1983-06-09 | Toyota Motor Corp | 絞り成形法 |
JPS6264423A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-23 | Honda Motor Co Ltd | プレス加工用金型装置 |
JP4568077B2 (ja) * | 2004-10-19 | 2010-10-27 | 新日本製鐵株式会社 | 形状凍結性に優れたプレス金型 |
JP5020858B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2012-09-05 | 新日本製鐵株式会社 | 部材長手方向の平面内に屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法 |
-
2008
- 2008-04-01 JP JP2008094781A patent/JP4907590B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009248087A (ja) | 2009-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5114688B2 (ja) | 形状凍結性に優れた金属部材の成形方法 | |
JP5020858B2 (ja) | 部材長手方向の平面内に屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法 | |
KR102445975B1 (ko) | 프레스 성형 방법 | |
TWI619564B (zh) | 壓製成形品之製造方法及壓製模具 | |
JP5217928B2 (ja) | プレス加工方法及びプレス成形体 | |
JP6052478B1 (ja) | 伸びフランジ成形部品の製造方法 | |
JPWO2015053036A1 (ja) | プレス成形体の製造方法及びプレス成形装置 | |
JP2008119736A (ja) | プレス成形金型装置およびプレス成形方法 | |
JP6330930B1 (ja) | プレス成形方法 | |
KR20190022838A (ko) | 프레스 성형품의 제조 방법 | |
JP4907590B2 (ja) | 部材長手方向の平面外で屈曲部を有する金属製断面ハット型形状部材およびそのプレス成形方法 | |
JP4612494B2 (ja) | 形状凍結性に優れた断面ハット型形状部材の成形方法 | |
JP5079604B2 (ja) | 金属製断面ハット型形状部材のプレス成形用金型およびプレス成形方法 | |
WO2020026356A1 (ja) | 伸びフランジ成形工具及びこれを用いた伸びフランジ成形方法、並びに伸びフランジ付き部材 | |
JP2021176646A (ja) | プレス部品の製造方法、プレス成形用の金属板、及び高張力鋼板 | |
WO2015092963A1 (ja) | プレス成形方法、及びプレス成形部品の製造方法 | |
JP4621185B2 (ja) | 形状凍結性に優れた2段プレス成形用金型の設計方法 | |
JP7128586B2 (ja) | プレス成形方法、プレス成形品 | |
JP2021164954A (ja) | プレス部品の製造方法、曲げ戻し用の金型、プレス部品の成形方法及び高強度鋼板 | |
JP7126079B2 (ja) | プレス部品の製造方法、プレス成形用の金属板、及び高張力鋼板 | |
JP2020049494A (ja) | プレス成形部品の製造方法、及びプレス成形部品 | |
JP5332925B2 (ja) | 成形品の寸法精度に優れたプレス成形方法 | |
JP2021169119A (ja) | プレス部品の製造方法、プレス成形用の金属板、及び高張力鋼板 | |
KR20230003551A (ko) | 프레스 성형 방법 | |
JP5459183B2 (ja) | 金属製車両用クロスメンバー |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100810 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111207 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120104 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4907590 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |