JP5948857B2 - プレス成形方法、プレス部品の製造方法 - Google Patents
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Description
一方、スポット溶接では、コスト及び生産性の面で有利ではあるが、接合部の強度が充分ではなく、プレス成形時の応力集中によって接合部の近傍に破断が生じてしまう可能性がある。
本発明の課題は、複数のブランク材を組み合わせたブランク材のプレス成形に関し、成形不良を生じさせることなく、コストの増大や生産性の低下を抑制することである。
また、少なくとも一つの板厚又は材質が他と異なる前記複数のブランク材に対してプレス成形を行うことを特徴とすることもできる。
また、前記複数のブランク材を重ね合わせたオーバーラップ代のうち、少なくともプレス成形に伴って変形が生じる変形領域については、非接合の状態のままとすることを特徴とすることもできる。
また、前記プレス成形後の前記オーバーラップ代が、接合を行うための必要最小幅以上となるように、前記プレス成形前の前記オーバーラップ代を設定することを特徴とすることもできる。
また、上記のプレス成形方法を用いて、プレス成形することにより部品を製造することを特徴とするプレス部品の製造方法とすることもできる。
《プレス成形方法》
図1は、プレス成形方法を示す図である。図中の(a)は従来の工法を示し、(b)は本実施形態の工法を示す。
従来技術では、板厚や材質の異なる複数のブランク材を、レーザー溶接(連続溶接)やスポット溶接によって予め接合しておき、それからプレス加工している。
そして、プレス加工した後に、ブランク材を重ね合わせたオーバーラップ代に接合を行う。この接合は、例えば生産性やコストの観点からスポット溶接によって行うことが好ましいが、アーク溶接、ろう付け、かしめ、リベット接合、ねじ接合、接着剤などを適用することもできる。なお、この接合工程は、プレス工程内、例えばストローク最下点(下死点)で実施してもよい。
従来技術では、プレス成形を行う前に、複数のブランク材をレーザー溶接やスポット溶接によって接合している。先ず、複数のブランク材をレーザー溶接によって接合する場合には、その設備費用が高くなってしまう。また、サイクルタイムも長いため、生産性の低下にもつながる。一方、複数のブランク材をスポット溶接によって接合する場合は、レーザー溶接と比べて、接合部の強度が充分ではなく、プレス成形時の応力集中によって接合部の近傍に破断が生じてしまうこともある。
実施例1−1は、軟鋼同士の組み合わせとなる二つのブランク材で円筒形状をプレス成形するものである。成形シミュレーションには、汎用の動的陽解法ソフトLS−DYNAver.971(Livermore Software Technology Corporation製)を用いた。
図2は、実施例1−1の解析結果を示す図である。図2の(a)はプレス成形前に二つのブランク材を連続溶接(レーザー溶接)した場合の割れ判定結果と板厚減少率であり、図2の(b)はプレス成形前に二つのブランク材をスポット溶接した場合の割れ判定結果と板厚減少率であり、図2の(c)はプレス成形前に接合をしない場合の割れ判定結果と板厚減少率である。
図2の(b)に示すように、予めスポット溶接を行ったブランク材に対してプレス加工を行うと、円筒高さが8.9mmに到達した時点で、円筒上面の中心に位置するスポット溶接部に割れが発生した。スポット溶接のナゲット径は4√tであり(t:板厚)、オーバーラップ代は12mmであり、スポット溶接部の間隔は40mmであり、計5箇所をスポット溶接している。割れが発生したのは、板厚の薄い軟鋼Aであり、板厚減少率が高いのは、スポット溶接部に集中している。
図3は、実施例1−2の解析結果を示す図である。図3の(a)はプレス成形前に二つのブランク材を連続溶接(レーザー溶接)した場合の割れ判定結果と板厚減少率であり、図3の(b)はプレス成形前に二つのブランク材をスポット溶接した場合の割れ判定結果と板厚減少率であり、図3の(c)はプレス成形前に接合をしない場合の割れ判定結果と板厚減少率である。
ここでは、板厚が異なり、材質が同一の軟鋼A及びBを使用している。ブランク材Aは、板厚0.7mm、引張強度270MPaであり、ブランク材Bは、板厚1.2mm、引張強度270MPaである。双方を重ね合わせたブランク材のサイズは、100mm×200mmである。プレス成形条件は、ハット型成形であり、ブランク材の両端を拘束している。
図3の(b)に示すように、予めスポット溶接を行ったブランク材に対してプレス加工を行うと、ハット高さが9.0mmに到達した時点で、スポット溶接部に割れが発生した。スポット溶接のナゲット径は4√tであり(t:板厚)、オーバーラップ代は12mmであり、スポット溶接部の間隔は40mmであり、計3箇所をスポット溶接している。割れが発生したのは、板厚の薄い軟鋼Aであり、板厚減少率が高いのは、スポット溶接部に集中している。
実施例2−1は、軟鋼と高張力鋼(ハイテン)との組み合わせとなる二つのブランク材で円筒形状をプレス成形するものである。成形シミュレーションには、汎用の動的陽解法ソフトLS−DYNA ver.971を用いた。
図4は、実施例2−1の解析結果を示す図である。図4の(a)はプレス成形前にブランク材を連続溶接(レーザー溶接)した場合の割れ判定結果と板厚減少率であり、図4の(b)はプレス成形前にブランク材をスポット溶接した場合の割れ判定結果と板厚減少率であり、図4の(c)はプレス成形前に接合をしない場合の割れ判定結果と板厚減少率である。
図4の(b)に示すように、予めスポット溶接を行ったブランク材に対してプレス加工を行うと、円筒高さが8.9mmに到達した時点で、円筒上面の中心に位置するスポット溶接部に割れが発生した。スポット溶接のナゲット径は4√tであり(t:板厚)、オーバーラップ代は12mmであり、スポット溶接部の間隔は40mmであり、計5箇所をスポット溶接している。割れが発生したのは、板厚が薄く、引張強度の低い軟鋼Aであり、板厚減少率が高いのは、スポット溶接部に集中している。
図5は、実施例2−2の解析結果を示す図である。図5の(a)はプレス成形前に二つのブランク材を連続溶接(レーザー溶接)した場合の割れ判定結果と板厚減少率であり、図5の(b)はプレス成形前に二つのブランク材をスポット溶接した場合の割れ判定結果と板厚減少率であり、図5の(c)はプレス成形前に接合をしない場合の割れ判定結果と板厚減少率である。
図5の(b)に示すように、予めスポット溶接を行ったブランク材に対してプレス加工を行うと、ハット高さが8.9mmに到達した時点で、スポット溶接部に割れが発生した。スポット溶接のナゲット径は4√tであり(t:板厚)、オーバーラップ代は12mmであり、スポット溶接部の間隔は40mmであり、計3箇所をスポット溶接している。割れが発生したのは、板厚の薄い軟鋼Aであり、板厚減少率が高いのは、スポット溶接部に集中している。
また、図2〜図5に示した板厚減少率の図からも明らかなように、板厚減少の分布に斑がつきにくいので、剛性(強度)を保つ面でも有利である。
Claims (6)
- 複数のブランク材の一部分同士だけを重ね合わせて配置し、
前記複数のブランク材を非接合の状態のまま、当該複数のブランク材に対してプレス成形を行うことを特徴とするプレス成形方法。
- 少なくとも一つの板厚又は材質が他と異なる前記複数のブランク材に対してプレス成形を行うことを特徴とする請求項1に記載のプレス成形方法。
- 前記複数のブランク材を重ね合わせたオーバーラップ代のうち、少なくともプレス成形に伴って変形が生じる変形領域については、非接合の状態のままとすることを特徴とする請求項1又は2に記載のプレス成形方法。
- 前記プレス成形を行ってから、前記複数のブランク材を重ね合わせたオーバーラップ代に接合を行うことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のプレス成形方法。
- 前記プレス成形後の前記オーバーラップ代が、接合を行うための必要最小幅以上となるように、前記プレス成形前の前記オーバーラップ代を設定することを特徴とする請求項4に記載のプレス成形方法。
- 請求項1〜5の何れか一項に記載の方法を用いて、プレス成形することにより部品を製造することを特徴とするプレス部品の製造方法。
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