JP5733475B2 - 湾曲部品の製造方法及び湾曲部品の製造装置 - Google Patents
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Description
湾曲部品10を絞り成形によるプレス成形法により製造する場合、図21に示すように、絞りパネル301に成形した段階で、絞りパネル301の凹状湾曲部311bの天板301aおよび凸状湾曲部311aのフランジ301bには、材料の余りに起因したしわが発生し易い。しわの発生を抑制するためには、一般的に、ブランクホルダ203の加圧力を増加したり、ブランクホルダ203にドロービードを追加するなどの手段によって成形の過程における素材金属板201の周囲の拘束を強化してダイ202内への素材金属板201の過剰な流入を抑制することが有効である。
(1)ダイおよびパッドと、ダイおよびパッドに対向して配置されるパンチおよびブランクホルダとを備えるプレス成形装置を用いて、素材金属板を冷間または温間でプレス成形することにより、長尺の天板と、天板の両端部につながって天板に略直交する方向へ延びる2つの縦壁と、2つの縦壁それぞれにつながる2つの外向きフランジとにより構成されるハット形の横断面形状を有するとともに、天板の長手方向の一部において天板,2つの縦壁および2つの外向きフランジがいずれも縦壁の高さ方向へ弧状に湾曲する外形を有する本体を備える湾曲部品を製造する方法であって、
ダイおよびパッドとパンチおよびブランクホルダとの間に配置された素材金属板における天板に成形される部分を、パッドによりパンチに押し付けて加圧および挟持するとともに、素材金属板における縦壁および外向きフランジに成形される部分を、ブランクホルダによりダイに押し付けて加圧および挟持する状態を維持しながら、ブランクホルダおよびダイを、パッドおよびパンチに対して相対的に、素材金属板を境として、パンチおよびブランクホルダが配置されている側へ移動することにより、ハット形断面を有する湾曲部品を成形すること
を特徴とする湾曲部品の製造方法。
(2)パッドは一定のストロークを有するパッド加圧装置に接続されるとともに、ブランクホルダはブランクホルダ加圧装置に接続され、さらに、湾曲部品の成形完了後に、
パッド加圧装置およびブランクホルダ加圧装置を用いて、ブランクホルダがパンチに対して相対的に移動しないように固定するとともにブランクホルダが湾曲部品をダイに押し付けないようにした後に、ダイおよびパッドと、ブランクホルダおよびパンチとを離して、湾曲部品をプレス成形装置から取り出す(1)項に記載された湾曲部品の製造方法。
(3)パッドはパッド加圧装置に接続されるとともに、ブランクホルダは一定のストロークを有するブランクホルダ加圧装置に接続され、さらに、湾曲部品の成形完了後に、
パッド加圧装置およびブランクホルダ加圧装置を用いて、パッドがダイに対して相対的に移動しないように固定するとともにパッドが湾曲部品をパンチに押し付けないようにした後に、ダイおよびパッドと、ブランクホルダおよびパンチとを離して、湾曲部品を前記プレス成形装置から取り出す(1)項に記載された湾曲部品の製造方法。
(4)ダイは、湾曲部品における縦壁およびフランジそれぞれの外表面の形状を含む内面形状を有し、パッドは、湾曲部品における天板の外表面の形状を含む外面形状を有し、パンチは、湾曲部品における天板および縦壁それぞれの内表面の形状を含む外面形状を有するとともに、ブランクホルダは、湾曲部品におけるフランジの内表面の形状を含む外面形状を有する(1)項から(3)項までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
(5)横断面形状における天板および縦壁が成す内角は90〜92°である(1)項から(4)項までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
(6)湾曲部品の成形完了時点における、ダイにおける縦壁を成形する部分と、パンチにおける縦壁を成形する部分とのクリアランスは、素材金属板の板厚の100〜120%である(1)項から(5)項までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
(7)素材金属板は、板厚が0.8〜3.2mmであるとともに、引張強度が200〜1600MPaの鋼板である(1)項から(6)項までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
(8)素材金属板における天板に成形される部分を、パッドにより0.1MPa以上の押し付け圧力でパンチに押し付けて加圧するとともに、素材金属板における縦壁および外向きフランジに成形される部分を、ブランクホルダにより0.1MPa以上の押し付け圧力でダイに押し付けて加圧する(1)項から(7)項までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
(9)素材金属板は、素材金属板を予加工した予加工金属板である(1)項から(8)項8までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
(10)プレス成形装置から取り出した湾曲部品に後加工を行う(2)項から(9)項までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
(11)長尺の天板と、天板の両端部につながって天板に略直交する方向へ延びる2つの縦壁と、2つの縦壁それぞれにつながる2つの外向きフランジとにより構成されるハット形の横断面形状を有するとともに、天板の長手方向の一部において天板,2つの縦壁および2つの外向きフランジがいずれも縦壁の高さ方向へ弧状に湾曲する湾曲部を含む外形の本体を備える、自動車のボディシェルの骨格構造部材であって、
本体は、引張強度が440MPa以上であるとともに板厚が1.0〜2.3mmの鋼板を素材とする、冷間または温間でのプレス成形体であること、および
湾曲部を除いた残余の部分の板厚に対する湾曲部の板厚の減少率は15%以下であること
を特徴とする骨格構造部材。
11 天板
12a 縦壁
12b 縦壁
13a フランジ
13b フランジ
14a 稜線
14b 稜線
15a 凹線
15b 凹線
502 ダイ
503 パッド
504 パンチ
505 ブランクホルダ
506 パッド加圧装置
507 ブランクホルダ加圧装置
本発明により、図18A〜図18Eに示す湾曲部品10を製造することができる。
図18A〜図18Eに示すように、湾曲部品10は、天板11と、天板11に両側端にそれぞれつながる縦壁12a,12bと、縦壁12a,12bにおける天板11につながる側と反対側の端部につながるとともに天板11と反対方向へ延びる外向きフランジ13a,13bとにより構成されるハット形の断面形状を有する。
このように、湾曲部品10は本体10aを有する。本体10aは、長尺の天板11と、天板11の両端部につながって天板11に略直交する方向へ延びる2つの縦壁12a,12bと、2つの縦壁12a,12bそれぞれにつながる2つの外向きフランジ13a,13bとにより構成されるハット形の横断面形状を有する。また、本体10aは、天板11の長手方向の一部において天板11,2つの縦壁12a,12bおよび2つの外向きフランジ13a,13bがいずれも縦壁12a,12bの高さ方向へ弧状に湾曲する外形を有する。
図1に示すように、プレス成形装置501は、ダイ502と、パッド503と、パンチ504と、ホルダとしてのブランクホルダ505とを有する。
とパンチ504およびブランクホルダ505との間に配置される。
次に、図2Bに示すように、素材金属板601における天板11に成形される部分が、パッド503によりパンチ504に押し付けられることにより、両者間で加圧および挟持される。また、素材金属板601における縦壁12a,12bおよび外向きフランジ13a,13bにそれぞれ成形される部分が、ブランクホルダ505によりダイ502に押し付けられ、両者間で加圧および挟持される。
ここで、図2A〜図2Dに示す例では、成形の過程においてパンチ504を固定するとともに、パッド503もパンチ504に素材金属板601を押し付けて移動しない状態で、ダイ502を押し込み、ブランクホルダ505もダイ502と一緒に移動する。しかし、本発明はこの態様に限定されるものではない。
表1には、図10A〜図10Dに示す湾曲部品100を製造した様々な例をまとめて示す。表1において、角度θは図10Dに示すように縦壁112a,112bと天板111との成す内角θであり、クリアランスbは図11に示すように、パッド503とパンチ504との間、ダイ502とパンチ504との間、ダイ502とブランクホルダ505との間の隙間である。
本体140aは、長尺の天板142と、天板142の両端部につながって天板142に略直交する方向へ延びる2つの縦壁144,146と、2つの縦壁144、46それぞれの一部につながる2つの外向きフランジ148a,148bとにより構成されるハット形の横断面形状を有する。
湾曲部149aを除いた残余の部分149bの板厚に対する湾曲部149aの板厚の減少率は15%以下である。
例えば、図17Aに示すように所定の形状に裁断された素材金属板72に、図17Bに示すように複数の座面74を形成する予加工を行っておき、その後に、複数の座面74を有する素材金属板72を既述した方法で図17Cに示すようにプレス成形してプレス成形体76とする。
Claims (11)
- 金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したダイと、前記ダイと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記ダイの成形面と同様に上下に湾曲したホルダと、前記ダイに形成された開口へ配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したパッドと、前記パッドと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記パッドの成形面と同様に上下に湾曲したパンチと、を備えたプレス成形装置を用い、
前記パンチと前記パッドで前記金属板の中央部分を挟持加圧すると共に前記ダイと前記ホルダで前記金属板の両側部分を挟持加圧することで上下に湾曲した金属板とし、
上下に湾曲した前記金属板を前記パンチと前記パッドで面外変形させない状態に保持して前記ホルダ及び前記ダイと前記パンチ及び前記パッドとを上下に相対移動させることで、断面ハット形状の湾曲部品を成形する湾曲部品の製造方法。 - 金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したダイと、前記ダイと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記ダイの成形面と同様に上下に湾曲したホルダと、前記ダイに形成された開口へ配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したパッドと、前記パッドと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記パッドの成形面と同様に上下に湾曲したパンチと、を備えたプレス成形装置を用い、
上下に湾曲した予加工金属板の中央部分を前記パンチと前記パッドで挟持加圧すると共に前記予加工金属板の両側部分を前記ダイと前記ホルダで挟持加圧し、前記パンチと前記パッドで前記予加工金属板を面外変形させない状態に保持して前記ホルダ及び前記ダイと前記パンチ及び前記パッドとを上下に相対移動させることで、断面ハット形状の湾曲部品を成形する湾曲部品の製造方法。 - 前記湾曲部品の成形完了後に、前記ホルダが前記パンチに対して相対的に移動しないように固定するとともに該ホルダが前記湾曲部品を前記ダイに押し付けないようにした後に、前記ダイおよび前記パッドと、前記ホルダおよび前記パンチとを離して、前記湾曲部品を前記プレス成形装置から取り出す請求項1又は請求項2に記載された湾曲部品の製造方法。
- 前記湾曲部品の成形完了後に、前記パッドが前記ダイに対して相対的に移動しないように固定するとともに該パッドが前記湾曲部品を前記パンチに押し付けないようにした後に、前記ダイおよび前記パッドと、前記ホルダおよび前記パンチとを離して、前記湾曲部品を前記プレス成形装置から取り出す請求項1又は請求項2に記載された湾曲部品の製造方法。
- 天板、該天板の両側から延出する縦壁、該縦壁の下端部から外側へ延出する外向きフランジで前記断面ハット形状の湾曲部品が形成され、
プレス成形装置の前記ダイの開口の内壁は、前記縦壁の外表面の形状を含む内面形状を有し、前記パンチの外面は、前記縦壁の内表面の形状を含む外面形状を有する請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。 - 前記天板および前記縦壁が成す内角は90〜92°となるように前記内壁の内面形状と前記パンチの外面形状が構成されている請求項5に記載された湾曲部品の製造方法。
- 前記湾曲部品の成形完了時点における、前記ダイの内壁と前記パンチの外面とのクリアランスは、前記金属板の板厚の100〜120%である請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
- 前記金属板は、板厚が0.8〜3.2mmであるとともに、引張強度が200〜1600MPaの鋼板である請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
- 前記金属板の中央部分を、前記パッドにより0.1MPa以上の押し付け圧力で前記パンチに押し付けて加圧するとともに、前記金属板の両側部分を、前記ホルダにより0.1MPa以上の押し付け圧力で前記ダイに押し付けて加圧する請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
- 前記プレス成形装置から取り出した前記湾曲部品に後加工を行う請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載された湾曲部品の製造方法。
- 金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したダイと、
前記ダイと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記ダイの成形面と同様に上下に湾曲したホルダと、
前記ダイに形成された開口へ配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が上下に湾曲したパッドと、
前記パッドと対向配置され前記金属板を挟持加圧する成形面が前記パッドの成形面と同様に上下に湾曲したパンチと、
前記パンチと前記パッドで前記金属板の中央部分を挟持加圧させると共に前記ダイと前記ホルダで前記金属板の両側部分を挟持加圧させることで上下に湾曲した金属板を形成し、上下に湾曲した前記金属板を前記パンチと前記パッドで面外変形させない状態に保持して前記ホルダ及び前記ダイと前記パンチ及び前記パッドとを上下に相対移動させることで、断面ハット形状の湾曲部品を成形する移動装置と、
を有する湾曲部品の製造装置。
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