JP5808297B2 - Press forming method, press forming apparatus - Google Patents
Press forming method, press forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP5808297B2 JP5808297B2 JP2012143628A JP2012143628A JP5808297B2 JP 5808297 B2 JP5808297 B2 JP 5808297B2 JP 2012143628 A JP2012143628 A JP 2012143628A JP 2012143628 A JP2012143628 A JP 2012143628A JP 5808297 B2 JP5808297 B2 JP 5808297B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- die
- metal material
- punch
- bending
- width 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
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
Description
本発明は、平板状の金属素材をコの字断面形状に曲げ加工するプレス成形方法および装置に関し、特に、スプリングバック後の形状の寸法精度を向上させるプレス成形方法及びプレス成形装置、さらに前記プレス成形方法及び装置によってプレス成形されたプレス成形品に関する。 The present invention relates to a press molding method and apparatus for bending a flat metal material into a U-shaped cross-sectional shape, and in particular, a press molding method and press molding apparatus for improving the dimensional accuracy of a shape after springback, and the press. The present invention relates to a press-molded product press-molded by a molding method and apparatus.
自動車の床板下面に設けられるフレームは、エンジンやサスペンション等を支持するための十分な強度を必要とする。さらに、衝突安全性の観点から、前記フレームは、衝突エネルギーを吸収する部位と乗員保護のために高い剛性が要求される部位といった強度や剛性を変化させる必要もある。
このように部分的に強度剛性を変化させるために、例えば、ハット断面形状のフレーム(ハット断面部品)においては、その内部に、所要長さに亘って、その内面に沿ってコの字断面形状の補強材(コの字断面部品)を溶接して強度を増加させることが行われる。そのためハット断面部品及びコの字断面部品は、部品同士を密着させるために高い断面精度が要求される。
A frame provided on the lower surface of the floor plate of an automobile needs a sufficient strength to support an engine, a suspension, and the like. Furthermore, from the viewpoint of collision safety, the frame needs to be changed in strength and rigidity, such as a part that absorbs collision energy and a part that requires high rigidity for occupant protection.
In order to partially change the strength and rigidity in this way, for example, in a hat cross-sectional frame (hat cross-section component), a U-shaped cross-sectional shape is formed along the inner surface of the frame within the required length. The reinforcing material (a U-shaped cross-section component) is welded to increase the strength. Therefore, high cross-sectional accuracy is required for the hat cross-sectional component and the U-shaped cross-sectional component in order to bring the components into close contact with each other.
上記のようなハット断面部品やコの字断面部品は、平板状の金属素材の幅方向中央部を下方からパンチにより支持し、上方からパッドによりパンチに押さえつけ、ダイの下降により前記金属素材の幅方向両側部を下方へ押圧して折り曲げつつ、前記金属素材の幅方向両側部を前記パンチの側面に圧接して成形するというプレス成形によって製造される。
しかし、上記のようなプレス成形方法では、ダイの肩R部が金属板素材の表面を滑りながら成形するため、摩擦などからなる通過抵抗が発生する所謂「しごき」加工となり、成形された部品をプレス型から取り出すと、その縦壁部に反りが生じて僅かに外側に拡がる所謂スプリングバックが発生し、断面精度が得られにくいという問題がある。
The above-mentioned hat cross-section parts and U-shaped cross-section parts support the center part in the width direction of a flat metal material with a punch from below, press against the punch with a pad from above, and lower the die to lower the width of the metal material. It is manufactured by press forming in which both side portions in the width direction of the metal material are pressed against the side surfaces of the punch while being pressed by pressing both side portions in the downward direction and bent.
However, in the press molding method as described above, since the shoulder portion R of the die is molded while sliding on the surface of the metal plate material, a so-called “ironing” process in which a passage resistance consisting of friction or the like is generated occurs. When taken out from the press die, the vertical wall portion is warped and a so-called spring back is generated which slightly spreads outward, and there is a problem that it is difficult to obtain the cross-sectional accuracy.
特に、近年、自動車の軽量化が望まれ、フレームに用いられる金属板素材の板厚を薄くしつつ、強度剛性を確保しなければならない。そのために、金属素材として高張力鋼板が採用されるようになり、前記スプリングバックがさらに大きくなる傾向にある。 In particular, in recent years, it has been desired to reduce the weight of automobiles, and it is necessary to ensure strength and rigidity while reducing the thickness of a metal plate material used for a frame. Therefore, a high-tensile steel plate has been adopted as a metal material, and the spring back tends to be further increased.
そこで、上記のような高張力鋼板を用いたプレス成形において、スプリングバックを防止する技術として、特許文献1に「プレス型」に関する発明が開示されている。特許文献1に記載された「プレス型」は、曲げ加工中に吊りカムに設けた上曲げ刃(ダイ肩部先端)を金属素板に当接させたまま、カムドライバによりパンチに向かう傾斜方向に案内して金属板素材を折り曲げて、さらに下半部に押圧することにより、しごき加工をすることなく金属板素材をハット断面形状に曲げ加工できるというものである。
Therefore,
しかしながら、特許文献1の技術は、ダイがカムドライバのガイド面に当接して下死点に向かって斜め方向に移動して金属板素材を折り曲げる際に、吊りカムに設けた上曲げ刃(ダイ肩部先端)のみと金属板素材が加工終了まで常に当接し、かつ、ほとんど滑ることがなく曲げ加工を行い、しかも、曲げ加工終了後に金属板素材の縦壁部に下向きの圧縮力を付与して押圧することによりスプリングバックを防止することを特徴とするものであり、ダイ肩部先端と金属板素材が常に当接できて、縦壁部を下向きに押圧できること、すなわち、金属板素材に縦壁だけでなくフランジ部が存在するハット断面部品に特化したものである。
そのため、本発明が対象とするフランジ部の無いコの字断面部品では、ダイ肩部先端と金属板素材を当接させたままの曲げ加工ができず、かつ、曲げ加工後に下向きの押圧ができず、スプリングバックを防止できないため、コの字断面部品に適用可能な技術の開発が望まれていた。
However, the technique of
For this reason, the U-shaped cross-section component without the flange portion, which is the subject of the present invention, cannot be bent while the tip of the die shoulder is in contact with the metal plate material, and can be pressed downward after bending. In addition, since it is not possible to prevent springback, it has been desired to develop a technology applicable to a U-shaped cross-section component.
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、コの字断面部品のスプリングバックを低減し寸法精度を向上させることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to reduce the spring back of the U-shaped cross-sectional component and improve the dimensional accuracy.
(1)本発明に係るプレス成形方法は、平板状の金属素材をコの字断面形状に曲げ加工するプレス成形方法であって、
前記金属素材の下面をパンチで支持すると共に前記金属素材の上面をパッドで押圧した状態で、ダイを下降させて前記金属素材を曲げ成形する押し曲げ工程と、該押し曲げ工程の後、前記ダイを斜め下方で前記パンチに近づく方向に移動して前記金属素材を曲げ成形する寄せ曲げ工程とを備え、
該ダイ下降後の斜め下方移動時の寄せ曲げ工程は、前記金属素材の幅方向先端を前記ダイの縦壁と接触させながら行うようにしたことを特徴とするものである。
(1) A press molding method according to the present invention is a press molding method for bending a flat metal material into a U-shaped cross-sectional shape,
A pressing and bending step of bending the metal material by lowering a die while supporting the lower surface of the metal material with a punch and pressing the upper surface of the metal material with a pad, and after the pressing and bending step, the die And a bending process for bending the metal material by moving in a direction obliquely downward toward the punch,
The approach bending process at the time of the oblique downward movement after the die lowering is performed while the front end in the width direction of the metal material is in contact with the vertical wall of the die.
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記寄せ曲げ工程は、前記ダイの縦壁を前記金属素材の幅方向先端に対して、相対的に上方向に移動させながら行うことを特徴とするものである。 (2) Further, in the above-described (1), the close-bending step is performed while moving the vertical wall of the die relatively upward with respect to the front end in the width direction of the metal material. It is a feature.
(3)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記寄せ曲げ工程は、前記ダイの縦壁が前記金属素材の幅方向先端に対して、相対的に移動させないか、あるいは上下方向に2mm以内の範囲で相対移動させながら行うことを特徴とするものである。 (3) Further, in the above-described (1), in the shifting and bending step, the vertical wall of the die is not moved relative to the front end in the width direction of the metal material, or 2 mm in the vertical direction. It is characterized by performing the relative movement within the range.
(4)また、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のプレス成形方法によって成形されたことを特徴とするプレス成形品である。 (4) Moreover, it is a press-molded article characterized by being molded by the press-molding method according to any one of (1) to (3).
(5)本発明に係るプレス成形装置は、平板状の金属素材をコの字断面形状に曲げ加工するプレス成形装置であって、
前記金属素材の下面を支持するパンチと、該パンチで支持された前記金属素材の上面を押圧するパッドと、前記パンチと前記パッドで挟持された前記金属素材に当接して曲げ加工を行うダイと、該ダイの移動方向を、斜め下方で前記パンチに近づく方向に変換するカムとを備え、
前記ダイは上方から下方に移動すると共に、前記カムに当接した後は斜め下方で前記パンチに近づく方向に移動し、
前記ダイが前記カムに当接した後、下死点まで移動するときに、前記金属素材の幅方向先端が前記ダイの縦壁に当接しているように、前記カムの傾斜角度と、プレス開始時と下死点における前記ダイの水平距離を設定したことを特徴とするものである。
(5) A press molding apparatus according to the present invention is a press molding apparatus for bending a flat metal material into a U-shaped cross-sectional shape,
A punch that supports the lower surface of the metal material, a pad that presses the upper surface of the metal material supported by the punch, and a die that abuts against the metal material sandwiched between the punch and the pad and performs a bending process And a cam for changing the moving direction of the die into a direction approaching the punch obliquely below,
The die moves from the upper side to the lower side, and after contacting the cam, the die moves obliquely downward in a direction approaching the punch,
When the die contacts the cam and then moves to the bottom dead center, the inclination angle of the cam and the press start so that the front end in the width direction of the metal material contacts the vertical wall of the die. The horizontal distance of the die at time and bottom dead center is set.
(6)また、上記(5)に記載のものにおいて、前記ダイが前記カムに当接した後、下死点まで移動するときに、前記ダイの縦壁が前記金属素材の幅方向先端に対して、相対的に上方向に移動するように、前記カムの傾斜角度と、プレス開始時と下死点における前記ダイの水平距離を設定したことを特徴とするものである。 (6) Further, in the above (5), when the die moves to the bottom dead center after contacting the cam, the vertical wall of the die is against the front end in the width direction of the metal material. The cam tilt angle and the horizontal distance of the die at the start of pressing and at the bottom dead center are set so as to move relatively upward.
(7)また、上記(5)に記載のものにおいて、前記ダイが前記カムに当接した後、下死点まで移動するときに、前記ダイの縦壁が前記金属素材の幅方向先端に対して、相対的に移動しないか、あるいは上下方向に2mm以内の範囲で相対移動するように、前記カムの傾斜角度と、プレス開始時と下死点における前記ダイの水平距離を設定したことを特徴とするものである。 (7) In the above (5), when the die moves to the bottom dead center after coming into contact with the cam, the vertical wall of the die is against the front end in the width direction of the metal material. The tilt angle of the cam and the horizontal distance of the die at the start of pressing and at the bottom dead center are set so that they do not move relative to each other or move relative to each other within 2 mm in the vertical direction. It is what.
本発明においては、金属素材の下面をパンチで支持すると共に前記金属素材の上面をパッドで押圧した状態で、ダイを下降させて前記金属素材を曲げ成形する押し曲げ工程と、該押し曲げ工程の後、前記ダイを斜め下方で前記パンチに近づく方向に移動して前記金属素材を曲げ成形する寄せ曲げ工程とを備え、該ダイ下降後の斜め下方移動時の寄せ曲げ工程は、前記金属素材の幅方向先端を前記ダイの縦壁と接触させながら行うようにしたことにより、スプリングバックを低減させ、コの字断面部品の寸法精度を向上させることができる。 In the present invention, in a state where the lower surface of the metal material is supported by the punch and the upper surface of the metal material is pressed by the pad, the die is lowered to bend and form the metal material, and And then moving the die obliquely downward in a direction approaching the punch to bend and form the metal material, and the bending process at the time of obliquely downward movement after the die is lowered includes the metal material By carrying out while making the front-end | tip of the width direction contact the vertical wall of the said die | dye, a springback can be reduced and the dimensional accuracy of a U-shaped cross-section component can be improved.
本発明の一実施の形態に係るプレス成形装置を、成形途中の状態を示す図1に基づいて説明する。プレス成形装置1は、図1に示すように、平板状の金属素材3の下面を支持するパンチ5と、パンチ5で支持された金属素材3の上面を押圧するパッド7と、パンチ5とパッド7で挟持された金属素材3に縦壁部が当接して寄せ曲げ加工を行うダイ9と、ダイ9の移動方向を、パンチ5に近づく斜め下方に変換するカム11とを備えている。
A press molding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the
<パンチ>
パンチ5は、上端面5aが平坦面で、長手方向直交断面が台形状をしている。パンチ5は、上端面5aで金属素材3の下面を支持する。
<Punch>
The
<パッド>
パッド7は、パンチ5の上端面5aに対向するように配置され、昇降可能になっている。金属素材3を、パンチ5の上端面5aに載置した状態でパッド7を下降させて押圧すれば、金属素材3を挟持することができる。
<Pad>
The
<カム>
カム11は、パンチ5の両側に設けられている。カム11の上面はパンチ5側に向かって下向きに傾斜する傾斜面11aとなっている。傾斜面11aの傾斜角度θは図2に示す待機距離Dとの相関関係を考慮して所定の角度に設定されている。すなわち、傾斜角度θと後述する待機距離Dとの相関関係によって、金属素材3の幅方向先端3aとダイ9の縦壁9aとのプレス成形過程における相対位置関係が決定されるので、ダイが下降後に斜め方向に移動して寄せ曲げする際に、金属素材3の幅方向先端3aがダイ9の縦壁9aに接触して加工するためにはこの相対位置関係をいかにするかを考慮して傾斜角度θが設定されている。なお、詳細は後述する。
<Cam>
The
<ダイ>
ダイ9は、左右のカム11の上方にそれぞれ設けられ、昇降可能かつ図1の左右方向に移動可能になっている。ダイ9は、縦壁9aと、縦壁9aの下端側から水平方向に連続する水平部9bと、水平部9bに連続して斜め上方に向かって傾斜する傾斜部9cを有しており、縦壁9aと水平部9bの境界にある角部がダイ肩部9dとなっている。
プレス成形時にダイ9が下降すると、ダイ9の傾斜部9cはカム11の傾斜面11aに当接して摺動するようになっており、ダイ9の移動方向が、カム11によって、鉛直方向から斜め下方でパンチ5に近づく方向に変換される。
<Die>
The dies 9 are respectively provided above the left and
When the
図2はプレス成形開始時からプレス下死点までの、右側のダイ9におけるダイ肩部9dの移動軌跡を図示したものである。
図2に示すように、プレス成形開始時には、ダイ肩部9dはパンチ5から所定の距離(ダイ肩部9dのプレス成形開始時における位置Paと下死点における位置Pcとの間の水平距離。以降の説明で、この距離を「待機距離D」と称する。)だけ離れた位置に配置されている(図2中の位置Pa参照)。プレス成形を開始してダイ9を下降させると、鉛直方向に所定の距離だけ下降する(図2中の位置Pb参照)。その後、ダイ9がカム11の傾斜面11aを摺動し始めると、ダイ肩部9dは斜め下方に直線状に移動し、パンチ5に近づく。この直線の傾きはカム11の傾斜角度θと同一である。その後、ダイ9が下死点に到達してダイ肩部9dは最下位置に到達する(図2中の位置Pc参照)。
FIG. 2 illustrates the movement locus of the
As shown in FIG. 2, at the start of press molding, the
上記のように構成されたプレス成形装置1を用いて矩形状の金属素材をコの字断面形状にプレス成形する方法を図3〜図5に基づいて説明する。
金属素材3は、紙面直交方向に伸びる平板状をしており、図3に示すように、図中の左右を金属素材3の幅方向としてパンチ5の上端面5aとパッド7によって挟持されている。このとき、ダイ9は金属素材3の上方に、所定の待機距離D(図2参照)となるように位置している。
この状態でダイ9を鉛直方向(図3中の矢印参照)に下降させると、ダイ9がそのまま鉛直方向に下降を続け、ダイ9の下方にあった金属素材3の幅方向先端3aはダイ9の縦壁9aと接触し、金属素材3はパンチ肩部5bによって押し曲げ成形される(押し曲げ工程)。なお、金属素材3の幅方向先端3aは、ダイ9が鉛直方向下降中は必ずしもダイ9の縦壁9aに接触する必要はないが、図4に示す通り、ダイ9が鉛直方向下降後は、ダイ9の縦壁部9aに接触させることが必須である。
A method for press-molding a rectangular metal material into a U-shaped cross-section using the press-forming
The
When the
押し曲げ工程の後、図4に示すように、カム11の傾斜面11aとダイ9の傾斜部9cとが当接すると、ダイ9はパンチ5に近づく方向(図4中の矢印参照)に移動して、金属素材3をさらに曲げ成形する(寄せ曲げ工程)。寄せ曲げ工程中は、金属素材3の幅方向先端3aがダイ9の縦壁9aと常に接触しており、それ故、金属素材3はダイ9の縦壁9aによって幅方向に押圧されて、図4中の実線丸で囲んだ部分に外方に僅かに膨らむようなたわみ部13が形成される。たわみ部13は寄せ曲げ中においてはパンチ5外方に膨らんだ形状であるが、このときたわみ部13にスプリングバック成分を打ち消す方向に作用するスプリングゴー成分が残留応力として蓄積される。
なお、上記のように寄せ曲げ工程において金属素材3の幅方向先端3aがダイ9の縦壁9aに接触しているように、カム11の傾斜角度θとダイ9の待機距離Dが設定されている。
After the pushing and bending step, as shown in FIG. 4, when the
As described above, the inclination angle θ of the
その後、図5に示すようにダイ9が下死点に到達して、寄せ曲げ工程が終了する。押し曲げ工程、及び寄せ曲げ工程を通じて、図4および図5の破線の丸で囲んだ部位にはスプリングバック成分が残留応力として蓄積される。
このように、金属素材3には、プレス成形過程において、スプリングバックを発生させるスプリングバック成分と、スプリングゴーを発生させるスプリングゴー成分の2種類の成分からなる残留応力が蓄積される。
そして、離型することで、この残留応力が開放されて、形状変形が生じて成形品の形状が決定する。
Thereafter, as shown in FIG. 5, the
As described above, the
Then, by releasing the mold, the residual stress is released and shape deformation occurs, and the shape of the molded product is determined.
上記のようなプレス成形方法によって金属素材をコの字断面形状にプレス成形したときの離型後のコの字断面部品15の形状について、待機距離Dを45mm、傾斜角度θを20度としてプレス成形を行った場合を例に挙げて説明する。
図6〜図8はコの字断面部品15の形状を説明する説明図である。
コの字断面部品15は、図6に示すように(太い実線を参照)、天井部15aと辺部15bおよび、天井部15aと辺部15bとでなす角部である肩部15cを有している。なお、コの字断面部品15は左右対称であるため、図6には中心線より右側を図示している。
図6に示すように、コの字断面部品15の天井部15a下面からの鉛直方向距離をLとし、鉛直方向距離Lにおけるスプリングバック量をSとして、鉛直方向距離Lとスプリングバック量Sとの関係をグラフ表示したものを図7に示す。
なお、スプリングバック量Sとは、図6に示すように、鉛直方向距離Lにおいて、下死点におけるコの字断面部品15(図6中に二点鎖線で図示)のパンチ5側の面と、スプリングバック後におけるコの字断面部品15(図6中に太い実線で図示)のパンチ5側の面との水平方向距離と定義する。
When the metal material is press-molded into a U-shaped cross-sectional shape by the press forming method as described above, the shape of the U-shaped
6-8 is explanatory drawing explaining the shape of the
As shown in FIG. 6 (see the thick solid line), the
As shown in FIG. 6, the vertical distance from the lower surface of the
As shown in FIG. 6, the spring back amount S refers to the surface on the
図7から分かるように、鉛直方向距離Lが約5mmまではグラフの傾きが急に増加するが、約5mm以降からグラフの傾きが緩やかに変わり、約30mm以降はスプリングバック量Sが減少している。
スプリングバック量Sを2回微分すると、スプリングバック前後の曲率変化を求めることができる。図7で示したスプリングバック量Sから曲率変化を求め、グラフ化したものを図8に示す。図8において横軸はコの字断面部品15の天井部15a下面からの鉛直方向距離L(mm)であり、縦軸はスプリングバック前後の曲率変化(1/mm)である。
曲率変化が正の値では、スプリングバックが生じていることを示しており、曲率変化が負の値では、スプリングバックとは逆の現象、すなわちスプリングゴーが生じていることを示している。
As can be seen from FIG. 7, the slope of the graph suddenly increases until the vertical distance L is about 5 mm, but the slope of the graph gradually changes after about 5 mm, and the springback amount S decreases after about 30 mm. Yes.
When the springback amount S is differentiated twice, the curvature change before and after the springback can be obtained. FIG. 8 shows a graph obtained by calculating the curvature change from the springback amount S shown in FIG. In FIG. 8, the horizontal axis represents the vertical distance L (mm) from the lower surface of the
A positive value for the change in curvature indicates that a springback occurs, and a negative value for the change in curvature indicates a phenomenon opposite to the springback, that is, a spring go.
図8を見ると分かるように、測定位置が天井部15aからパンチ肩部5b下端までの位置(図4の点線丸部分に相当)ではスプリングバックが生じ、それ以降30mmまでの位置(図4の実線丸部分に相当)ではスプリングゴーが生じている。
このように本実施の形態のプレス成形方法で成形されたプレス成形品には、プレス成形によってスプリングバック成分とスプリングゴー成分が発生し、スプリングバックをスプリングゴーで打ち消すことで、スプリングバックを抑制している。
As can be seen from FIG. 8, a springback occurs at the measurement position from the
Thus, in the press-molded product molded by the press molding method of the present embodiment, a spring back component and a spring go component are generated by press molding, and the spring back is canceled by the spring go, thereby suppressing the spring back. ing.
ここで、スプリングバックをスプリングゴーによって打ち消すことの意味を図9に基づいて詳細に説明する。
図9はスプリングバックやスプリングゴーが生じる場合における離型前後のコの字断面部品15の形状変化を説明する図であり、図中左側が離型前の状態を示し、図中右側が離型後の状態を示している。
Here, the meaning of canceling the springback by the spring go will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining a change in the shape of the
図9(a)左図に示すように、離型前において、肩部15cの近傍の点線丸で囲む部分にスプリングバック成分が存在していた場合、離型後においては、図9(a)右図に示すように、コの字断面部品15の開口部を開く方向に形状変化する(スプリングバック)。
他方、図9(b)左図に示すように、離型前において、辺部15bの上部(実線丸で囲む部分)にスプリングゴー成分が存在していた場合、離型後においては、図9(b)右図に示すように、コの字断面部品15の開口部を閉じる方向に形状変化する(スプリングゴー)。
このように、スプリングバックとスプリングゴーは逆方向の変形であり、また、スプリングバック成分とスプリングゴー成分は互いを打ち消し合う成分である。
したがって、図9(c)左図に示すように、離型前において、スプリングバック成分(点線丸で囲む部分)とスプリングゴー成分(実線丸で囲む部分)が両方存在しており、大きさがほぼ同一である場合、離型後において、これらの成分は互いに打ち消し合い、図9(c)に示すように、形状変化が小さくなる。
As shown in the left figure of FIG. 9 (a), when the springback component is present in the portion surrounded by the dotted circle in the vicinity of the
On the other hand, as shown in the left diagram of FIG. 9B, when the spring go component is present in the upper part of the
Thus, the spring back and the spring go are deformations in opposite directions, and the spring back component and the spring go component are components that cancel each other.
Therefore, as shown in the left diagram of FIG. 9C, before release, both the springback component (portion surrounded by a dotted line circle) and the spring go component (portion surrounded by a solid line circle) exist, and the size is If they are almost the same, these components cancel each other after release, and the shape change becomes small as shown in FIG. 9C.
次に、スプリングバック成分をスプリングゴー成分で打ち消すことに関し、いかなる条件でプレス成形を行うことが有効であるかについて説明する。
なお、スプリングバック成分よりもスプリングゴー成分を制御する方が容易であることから、スプリングゴー成分を制御するための条件について説明する。
そして、スプリングゴー成分は、図4に示す金属素材3に生ずるたわみ部13に蓄積され、このたわみ部13の形成に影響を与える条件は、プレス成形過程における金属素材3の幅方向先端3aの位置とダイ9の縦壁9aの相対位置であるので、これについて説明する。
Next, it will be described under what conditions it is effective to perform press molding for canceling the springback component with the spring go component.
Since it is easier to control the spring go component than the spring back component, the conditions for controlling the spring go component will be described.
The spring go component is accumulated in the
図10は、ダイ9の(斜め下方へ)下降中における金属素材3の幅方向先端3aの近傍を拡大して図示したものである。図10に示すように、金属素材3の幅方向先端3aからダイ肩部9dまでのダイ9の縦壁9aに沿う方向の距離をXとする。Xはプレス加工中に変化するが、寄せ曲げ開始時(図11(a)参照、図2においてダイ肩部9dが位置Pbに下降した時点)のXをX0とし、寄せ曲げ終了時(図11(b)参照、図2においてダイ肩部9dが最下位置Pcに到達した時点)のXをX1とする。
FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the
距離Xは、プレス成形途中に変化するが、その変化の態様は図2に示す待機距離Dと傾斜角度θに応じて決定される。
例えば、待機距離Dを45mm、傾斜角度θを20度とした場合の距離Xの変化の状態を図12に示す。図12において縦軸はダイ肩部先端と金属素材先端との距離X(mm)を示し、横軸は寄せ曲げ開始から寄せ曲げ終了までの時間を示している。
距離Xは、X0(約31.3mm)からX1(約23.8mm)まで、図12に示す曲線に沿って変化している。このとき、X0−X1=7.5mm>0であり、金属素材3の幅方向先端3aから見て、ダイ9が相対的に上方向(金属素材3の幅方向先端3aとダイ肩部9dが近づく方向)に移動している。
ここで、X0−X1>0、すなわちX0>X1の場合、金属素材3の幅方向先端3aから見て、ダイ9が相対的に上方向(金属素材3の幅方向先端3aとダイ肩部9dが近づく方向)に移動することになる。この条件を「寄せ上げ条件」と称する。
寄せ上げ条件の場合、金属素材3の幅方向先端3aから見て、ダイ9が相対的に上方向に移動することによって、金属素材3の幅方向先端3aを上方向に擦り上げる。この時、金属素材3の幅方向先端3aとダイ9の縦壁9a間において発生する摩擦力は、金属素材3をパンチ肩部5b方向に押し上げる方向に作用するため、金属素材3のたわみ部13に発生するたわみ量はより大きくなり、金属素材3にスプリングゴー成分を発生させる。
The distance X changes during press molding, and the mode of the change is determined according to the standby distance D and the inclination angle θ shown in FIG.
For example, FIG. 12 shows a change state of the distance X when the standby distance D is 45 mm and the inclination angle θ is 20 degrees. In FIG. 12, the vertical axis indicates the distance X (mm) between the tip of the die shoulder and the tip of the metal material, and the horizontal axis indicates the time from the start of the close bending to the end of the close bending.
The distance X varies from X 0 (about 31.3 mm) to X 1 (about 23.8 mm) along the curve shown in FIG. At this time, X 0 −X 1 = 7.5 mm> 0, and the
Here, when X 0 -X 1 > 0, that is, X 0 > X 1 , the
In the case of the lifting condition, the
また、他の例として、待機距離Dを15mm、傾斜角度θを50度とした場合の距離Xの変化状態を図13に示す。
この場合、距離Xは、X0(約10.4mm)からX1(約23.5mm)まで、図13に示す曲線に沿って変化している。このとき、X0−X1=−13.1mm<0であり、金属素材3の幅方向先端3aから見て、ダイ9が相対的に下方向(金属素材3の幅方向先端3aとダイ肩部9dが離れる方向)に移動している。
As another example, FIG. 13 shows a change state of the distance X when the standby distance D is 15 mm and the inclination angle θ is 50 degrees.
In this case, the distance X changes from X 0 (about 10.4 mm) to X 1 (about 23.5 mm) along the curve shown in FIG. At this time, X 0 −X 1 = −13.1 mm <0, and the
ここで、X0−X1<0、すなわちX0<X1のとき、金属素材3の幅方向先端3aから見て、ダイ9が相対的に下方向(金属素材3の幅方向先端3aはダイ肩部9dから離れる方向)に移動することになる。この条件を「寄せ下げ条件」と称する。
寄せ下げ条件の場合、金属素材3の幅方向先端3aから見て、ダイ9が相対的に下方向に移動することによって、金属素材3の幅方向先端3aを下方向に擦り下げる。このとき、寄せ上げ条件の場合と同様にたわみ部13を形成するが、たわみ量は寄せ上げ条件の場合よりは小さい。
Here, when X 0 −X 1 <0, that is, X 0 <X 1 , the
In the case of the lowering condition, the
なお、プレス成形の操業では、滑りによる金属素材3の削り滓がプレス型に付着する「型かじり」が発生することがある。この点、寄せ曲げ中に金属素材3の幅方向先端3aの位置とダイ9の縦壁9aの相対位置の変化が少なければ、「型かじり」を抑制できる。
このような観点からは、X0−X1が所定の値の範囲になるような条件(本明細書でこの条件を「中立条件」と称する。)、具体例として-2mm≦X0−X1≦2mmとなる条件でのプレス成形を行えばよい。
In the press molding operation, there is a case where “scraping” in which the shavings of the
From such a point of view, a condition that X 0 -X 1 is in a predetermined value range (this condition is referred to as “neutral condition” in this specification), and as a specific example, −2 mm ≦ X 0 -X What is necessary is just to perform press molding under the condition of 1 ≦ 2 mm.
このように、待機距離Dと傾斜角度θを適宜設定することで条件を選択することができ、最適な条件でプレス成形をすることができる。例えば、よりスプリングゴー成分を大きくしたい場合は、寄せ上げ条件となるように設定すればよいし、型かじりの発生を防止したい場合は、中立条件となるように設定すればよい。 Thus, conditions can be selected by appropriately setting the standby distance D and the inclination angle θ, and press molding can be performed under optimum conditions. For example, if it is desired to increase the spring go component, it may be set so as to be a lift-up condition, and if it is desired to prevent the occurrence of mold squeezing, it may be set so as to be a neutral condition.
以上のように、本実施の形態においては、金属素材3の下面をパンチ5で支持すると共に金属素材3の上面をパッド7で押圧した状態で、ダイ9を下降させて金属素材3を曲げ成形する押し曲げ工程と、該押し曲げ工程の後、ダイ9を斜め下方でパンチ5に近づく方向に移動して金属素材3を曲げ成形する寄せ曲げ工程とを備え、該ダイ9が下降後に斜め下方に移動する寄せ曲げ工程は、金属素材3の幅方向先端3aをダイ9の縦壁9aと接触させながら行うことにより、金属素材3をたわませてスプリングゴー成分を発生させ、このスプリングゴー成分によりスプリングバック成分を軽減させることができ、これによって、コの字断面部品15の寸法精度を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、待機距離Dと傾斜角度θを所定の値に設定して寄せ上げ条件とすることで、たわみ部13のたわみ量を大きくして、スプリングゴー成分をより大きくすることができ、これによってスプリングバックをより低減させることができる。
また、中立条件とすれば、型かじりの発生を防止することができ操業上好ましい。
In addition, by setting the standby distance D and the inclination angle θ to predetermined values as the lifting condition, the deflection amount of the
Moreover, if it is set as neutral conditions, generation | occurrence | production of type | mold galling can be prevented and it is preferable on operation.
本発明のプレス成形方法の作用効果について確認するため、コの字断面部品15のプレス成形について数値解析と実機によるプレス成形を行い、その結果に基づいてスプリングバックの評価を行った。
本実施例においては、金属素材3として引張強度980MPaの高張力鋼板を用いた。金属素材3の初期形状は長さ400mm、幅220mm、板厚2.0mmとした。数値解析では、平面歪条件を仮定して2次元解析を行った。
In order to confirm the operational effects of the press molding method of the present invention, numerical analysis and press molding were performed with respect to the press molding of the
In this example, a high-tensile steel plate with a tensile strength of 980 MPa was used as the
評価に用いるスプリングバック量Sは、図6の場合と同様に定義した。ここで、プレス成形後の金属素材3の幅方向先端3aに近い鉛直方向距離L:70mmにおけるスプリングバック量Sを「先端のスプリングバック量S」と定義する。
待機距離Dは15、25、35、45mmとし、傾斜角度θは20、30、40、50度として、これらの全ての組み合わせの条件について数値解析を行った。さらにそのいくつかの条件について実機によるプレス成形を行った。スプリングバック量Sについて、実機によるプレス成形の結果と数値計算の結果は定性的に良く一致した。結果を表1示す。
The springback amount S used for evaluation was defined in the same manner as in FIG. Here, the spring back amount S at the vertical distance L of 70 mm close to the width direction
The waiting distance D was set to 15, 25, 35, and 45 mm, and the inclination angle θ was set to 20, 30, 40, and 50 degrees, and numerical analysis was performed on the conditions of all these combinations. Furthermore, press molding was performed using actual equipment under some conditions. Regarding the springback amount S, the result of press molding by the actual machine and the result of numerical calculation agreed well qualitatively. The results are shown in Table 1.
表1の各列は、最左列から順に、No.(番号)、待機距離D、傾斜角度θ、寄せ曲げ開始時のX0と寄せ曲げ終了時のX1との差であるX0−X1、先端のスプリングバック量S、備考を示している。
また、従来例として、カム11を用いずにダイ9を鉛直方向に下降させてプレス成形する単純曲げを行った結果をNo.10として記載している。この場合、待機距離Dは0mmに相当する。
表1をみるとNo.3およびNo.4は、X0−X1>0となっており寄せ上げ条件である。また、No.1、2、5〜9は、X0−X1<0となっており寄せ下げ条件である。また、No.1、No.2およびNo.5は−2mm≦X0−X1≦2mmの範囲であり中立条件である。
なお、上記で図12に基づいて説明した条件(待機距離D:45mm、傾斜角度θ:20度)はNo.4に該当する。また、図13に基づいて説明した条件(待機距離D:15mm、傾斜角度θ:50度)はNo.6に該当する。
Each column in Table 1 is, in order from the leftmost column, No. (number), standby distance D, inclination angle θ, and X 0 − which is the difference between X 0 at the start of the close bending and X 1 at the end of the close bending. X 1 , the springback amount S at the tip, and remarks are shown.
In addition, as a conventional example, No. 10 is described as a result of simple bending in which the
Looking at Table 1, No. 3 and No. 4 are X 0 -X 1 > 0, which is a lifting condition. Further, Nos. 1 , 2, and 5 to 9 are X 0 -X 1 <0, which is a close-down condition. No. 1, No. 2 and No. 5 are in the range of −2 mm ≦ X 0 −X 1 ≦ 2 mm and are neutral conditions.
The conditions described above with reference to FIG. 12 (standby distance D: 45 mm, inclination angle θ: 20 degrees) correspond to No. 4. Further, the condition described with reference to FIG. 13 (standby distance D: 15 mm, inclination angle θ: 50 degrees) corresponds to No. 6.
図14は、表1のNo.1〜No.9毎にX0−X1と先端のスプリングバック量Sの関係をプロットしたものである。図14において横軸はX0−X1(mm)を表し、縦軸は先端のスプリングバック量S(mm)を表している。また、各プロットには表1に対応する番号を付している。
表1に示す通り、単純曲げを行ったNo.10ではパンチ肩部の曲げによるスプリングバックに加えて、縦壁部をダイがしごく歪による大きなスプリングバックが加わって、先端のスプリングバック量Sは3.5mmとなった。一方、本発明による曲げを行ったNo.1〜No.9では、先端のスプリングバック量はNo.10と比較してしごき歪が発生しないので、いずれも大幅に改善しており、中でもNo.3、4が縦壁を圧縮するスプリングゴーが加わって最もスプリングバックの低減に効果があった。
以上のことから、本発明がスプリングバックの低減に効果があることが実証された。
FIG. 14 is a plot of the relationship between X 0 -X 1 and the springback amount S at the tip for each of No. 1 to No. 9 in Table 1. In FIG. 14, the horizontal axis represents X 0 -X 1 (mm), and the vertical axis represents the tip spring back amount S (mm). Each plot is assigned a number corresponding to Table 1.
As shown in Table 1, in No. 10 with simple bending, in addition to the spring back due to the bending of the punch shoulder, a large spring back due to the distortion of the vertical wall is added by the die, and the spring back amount S at the tip is It became 3.5mm. On the other hand, in No. 1 to No. 9 subjected to bending according to the present invention, the amount of springback at the tip does not cause ironing distortion as compared with No. 10, and both are greatly improved. 3 and 4 are the most effective in reducing the spring back by adding a spring go that compresses the vertical wall.
From the above, it was proved that the present invention is effective in reducing the springback.
また、図14に示す通り、寄せ上げ条件(No.3およびNo.4)においては他の条件と比較的して、先端のスプリングバック量Sは大幅に小さくなっている。中立条件(No.1、No.2およびNo.5)においても、先端のスプリングバック量Sは低減されており、本実施例においてスプリングバックおよび型かじりの双方を防止したい場合にはNo.5の条件でプレス成形を行えばよいことが分かる。 Further, as shown in FIG. 14, in the lifting condition (No. 3 and No. 4), the springback amount S at the tip is significantly smaller than the other conditions. Even in the neutral conditions (No. 1, No. 2, and No. 5), the amount of spring back S at the tip is reduced, and in this embodiment, when it is desired to prevent both spring back and die scoring, No. 5 It can be seen that press molding should be performed under the conditions.
なお、上記の実施の形態の説明では、図3に示すように、成形前の状態において金属素材3の幅方向先端3aがダイ肩部9dの外側に張り出す場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、図15に示すように、成形前の状態において金属素材3の幅方向先端3aがダイ肩部9dよりも内側になる場合であってもよい。
In the description of the above embodiment, as shown in FIG. 3, the case where the width direction
X、X0、X1 金属素材3の幅方向先端3aからダイ肩部9dまでのダイ9の縦壁9aに添う方向の距離
θ 傾斜角度
D 待機距離
Pa、Pb、Pc 位置
L 鉛直方向距離
S スプリングバック量
1 プレス成形装置
3 金属素材
3a 幅方向先端
5 パンチ
5a パンチ上端面
5b パンチ肩部
7 パッド
9 ダイ
9a 縦壁
9b 水平部
9c 傾斜部
9d ダイ肩部
11 カム
11a 傾斜面
13 たわみ部
15 コの字断面部品
15a 天井部
15b 辺部
15c 肩部
X, X 0 , X 1 Distance in the direction along the
Claims (2)
前記金属素材の下面をパンチで支持すると共に前記金属素材の上面をパッドで押圧した状態で、ダイを下降させて前記金属素材を曲げ成形する押し曲げ工程と、該押し曲げ工程の後、前記ダイを斜め下方で前記パンチに近づく方向に移動して前記金属素材を曲げ成形する寄せ曲げ工程とを備え、
該ダイ下降後の斜め下方移動時の寄せ曲げ工程は、前記金属素材の幅方向先端を前記ダイの縦壁と接触させながら行うと共に、前記ダイの縦壁を前記金属素材の幅方向先端に対して、相対的に上方向に移動させながら行うことを特徴とするプレス成形方法。 A press molding method for bending a flat metal material into a U-shaped cross-sectional shape,
A pressing and bending step of bending the metal material by lowering a die while supporting the lower surface of the metal material with a punch and pressing the upper surface of the metal material with a pad, and after the pressing and bending step, the die And a bending process for bending the metal material by moving in a direction obliquely downward toward the punch,
The bending process at the time of the oblique downward movement after the lowering of the die is performed while bringing the front end of the metal material in the width direction into contact with the vertical wall of the die, and the vertical wall of the die with respect to the front end of the metal material in the width direction. The press molding method is characterized by being performed while moving relatively upward .
前記金属素材の下面を支持するパンチと、該パンチで支持された前記金属素材の上面を押圧するパッドと、前記パンチと前記パッドで挟持された前記金属素材に当接して曲げ加工を行うダイと、該ダイの移動方向を、斜め下方で前記パンチに近づく方向に変換するカムとを備え、
前記ダイは上方から下方に移動すると共に、前記カムに当接した後は斜め下方で前記パンチに近づく方向に移動し、
前記ダイが前記カムに当接した後、下死点まで移動するときに、前記金属素材の幅方向先端が前記ダイの縦壁に当接していると共に、前記ダイの縦壁が前記金属素材の幅方向先端に対して、相対的に上方向に移動するように、前記カムの傾斜角度と、プレス開始時と下死点における前記ダイの水平距離を設定したことを特徴とするプレス成形装置。
A press molding apparatus for bending a flat metal material into a U-shaped cross-sectional shape,
A punch that supports the lower surface of the metal material, a pad that presses the upper surface of the metal material supported by the punch, and a die that abuts against the metal material sandwiched between the punch and the pad and performs a bending process And a cam for changing the moving direction of the die into a direction approaching the punch obliquely below,
The die moves from the upper side to the lower side, and after contacting the cam, the die moves obliquely downward in a direction approaching the punch,
When the die moves to the bottom dead center after contacting the cam, the front end in the width direction of the metal material is in contact with the vertical wall of the die, and the vertical wall of the die is made of the metal material. A press molding apparatus , wherein an inclination angle of the cam and a horizontal distance of the die at the start of pressing and at the bottom dead center are set so as to move relatively upward with respect to the front end in the width direction .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012143628A JP5808297B2 (en) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Press forming method, press forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012143628A JP5808297B2 (en) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Press forming method, press forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014004618A JP2014004618A (en) | 2014-01-16 |
JP5808297B2 true JP5808297B2 (en) | 2015-11-10 |
Family
ID=50102846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012143628A Active JP5808297B2 (en) | 2012-06-27 | 2012-06-27 | Press forming method, press forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5808297B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022116608A (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-10 | Jfeスチール株式会社 | Press molding method and press molding die |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10151100B2 (en) | 2014-07-07 | 2018-12-11 | Rockhouse International Pty Ltd | Frame systems for building structures |
JP5987942B1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-07 | Jfeスチール株式会社 | Press mold |
JP6152911B1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-06-28 | Jfeスチール株式会社 | Press forming method |
ES2905725T3 (en) | 2019-07-29 | 2022-04-11 | Gestamp Servicios S A | Method and forming device for the manufacture of a sheet metal component that has flanges |
-
2012
- 2012-06-27 JP JP2012143628A patent/JP5808297B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022116608A (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-10 | Jfeスチール株式会社 | Press molding method and press molding die |
JP7294355B2 (en) | 2021-01-29 | 2023-06-20 | Jfeスチール株式会社 | Press molding method and press molding die |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014004618A (en) | 2014-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101846760B1 (en) | Press molding device, production method for press molded article using said molding device, and press molded article | |
JP6069223B2 (en) | Press molded product | |
JP5808297B2 (en) | Press forming method, press forming apparatus | |
JP5402562B2 (en) | Hot press molded product, manufacturing apparatus and manufacturing method thereof | |
KR102113566B1 (en) | Method for manufacturing panel-shaped molded products | |
KR20170080681A (en) | Manufacturing method and manufacturing device for press-molded article | |
KR102091775B1 (en) | Press device and manufacturing method of press-formed product | |
JP2012051005A (en) | Press molding device and method of manufacturing press molded product | |
JP2017159305A (en) | Press die for forming component having bent part, and press molding method | |
JP5949856B2 (en) | Press forming method and apparatus | |
JP6036768B2 (en) | Press forming method | |
JP2021058896A (en) | Metal pipe molding device and metal pipe molding method | |
JP6897840B1 (en) | Press molding method | |
JP4015398B2 (en) | Metal plate bending method | |
JP4879812B2 (en) | Press molding method with excellent shape freezing | |
JP2021166998A (en) | Press molding item | |
JP6323414B2 (en) | Press forming method | |
JP6202059B2 (en) | Press forming method | |
JP6330747B2 (en) | Press molding die and press molding method | |
WO2014084151A1 (en) | Press forming method and press forming device | |
JP6202019B2 (en) | Press forming method | |
JP7294355B2 (en) | Press molding method and press molding die | |
JP2005254279A (en) | Press die | |
JP7006759B1 (en) | Press molding method | |
JP6358208B2 (en) | Press mold |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140731 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150424 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150512 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150604 |
|
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: 20150908 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150908 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5808297 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |