JP6083418B2 - Press forming method - Google Patents

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本発明は、長手方向に延びる溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方に長手方向に沿って湾曲するフランジ部を有する製品形状の成形品を成形するプレス成形方法に関する。   The present invention forms a product-shaped molded article having a groove-shaped portion extending in the longitudinal direction and having a flange portion curved along the longitudinal direction on at least one of a pair of vertical wall portions forming the groove-shaped portion. The present invention relates to a press molding method.
プレス成形とは、その対象物である材料(ブランク)に金型を押し付けることにより、金型の形状をブランクに転写して加工を行う方法のことである。プレス成形においては、プレス成形品を金型から取り出した後に、そのプレス成形品内の残留応力が弾性回復することによって起こる形状不良、いわゆるスプリングバックが発生し、所望の形状とは異なってしまう問題がしばしば発生する。   The press molding is a method of performing processing by transferring a shape of a mold to a blank by pressing the mold against a material (blank) as an object. In press molding, after taking out the press-molded product from the mold, a problem of shape failure caused by elastic recovery of residual stress in the press-molded product, so-called spring back, occurs, which is different from the desired shape. Often occurs.
スプリングバックがどの程度生じるかについては、主に材料の強度に大きく影響される。昨今では、特に自動車業界を中心に、自動車車体の軽量化の観点から車体部品に高強度な鋼板を使用する傾向が強くなっており、このような材料の高強度化に伴いスプリングバックの生じる程度が大きくなっている。
このため、スプリングバック後の形状を設計形状に近づけるために、生産現場では熟練者によって金型を幾度も修正して、トライアル&エラーを重ねなければならず、その結果、生産期間が長期化してしまう。
したがって、スプリングバックを効果的に低減できる方法を開発することは、自動車の開発期間やコストを削減する上でもますます重要な課題であると言える。
How much springback occurs is largely influenced by the strength of the material. In recent years, especially in the automobile industry, the tendency to use high-strength steel sheets for car body parts from the viewpoint of weight reduction of car bodies has become stronger, and the extent to which springback occurs with the increase in strength of such materials Is getting bigger.
For this reason, in order to bring the shape after the spring back closer to the design shape, the technician must modify the mold several times and repeat trial and error at the production site, resulting in a prolonged production period. End up.
Therefore, it can be said that the development of a method that can effectively reduce the springback is an increasingly important issue in reducing the development period and cost of the automobile.
スプリングバックの低減には、その発生原因である応力のコントロールが必要不可欠である。
応力をコントロールしてスプリングバックを低減するものとして、例えば特許文献1に記載の「薄鋼板のプレス成形用金型装置」がある。特許文献1は、ハット断面部品をフォーム成形する際に、フランジ部に凸ビードを設けた金型でプレス成形する方法である。この方法は、下死点直前でブランクが凸ビードにロックされてブランクの縦壁部に引張変形が付与され、縦壁部の反りの原因であった板厚方向の応力差が解消されるというものである。
In order to reduce the springback, it is essential to control the stress that is the cause of the occurrence.
As a technique for reducing the springback by controlling the stress, for example, there is a “die apparatus for press forming thin steel sheet” described in Patent Document 1. Patent Document 1 is a method in which when forming a hat cross-section component, press molding is performed using a mold having a convex bead on a flange portion. In this method, the blank is locked to the convex bead just before the bottom dead center, the tensile deformation is applied to the vertical wall portion of the blank, and the stress difference in the thickness direction that caused the warp of the vertical wall portion is eliminated. Is.
また、他の例として、パンチの外周に設置されたブランクホルダに窪みを設けた金型で成形する方法が特許文献2に提案されている。この方法は、成形中、ブランクホルダの窪みにブランク端部が入り込み、さらに成形が進むとブランク端部が窪み内壁に引っ掛かって拘束された状態となる。このため、ブランクが外へ流出しなくなるので、下死点直前でブランクの縦壁部に面内圧縮応力を付与することができ、板厚方向の応力差が解消されるというものである。   As another example, Patent Document 2 proposes a method of forming with a mold in which a blank holder provided on the outer periphery of a punch is provided with a depression. In this method, the blank end enters the recess of the blank holder during molding, and when the molding proceeds further, the blank end is caught by the inner wall of the recess and restrained. For this reason, since the blank does not flow out, in-plane compressive stress can be applied to the vertical wall portion of the blank immediately before the bottom dead center, and the stress difference in the thickness direction is eliminated.
特許第4090028号公報Japanese Patent No.4090028 特開2010-99700号公報JP 2010-99700 A
特許文献1の方法では、成形された部品のフランジ部にビード形状が残ってしまうため、組立工程において他部品との溶接時に不具合が生じる可能性がある。そのため、ビード形状が残存する部分をカットするか、あるいは製品内にビード形状が入らないようにブランク長さを長くとる必要がある。   In the method of Patent Document 1, since the bead shape remains in the flange portion of the molded part, there is a possibility that a problem may occur when welding with another part in the assembly process. Therefore, it is necessary to cut the portion where the bead shape remains or to increase the blank length so that the bead shape does not enter the product.
また、特許文献1、2は、スプリングバックによってある断面に生じる形状変化に対する対策である。しかし、実際の部品ではねじれや曲がりといった部品全体に生ずる3次元的なスプリングバックが問題となる場合も多く、特許文献1、2はこのような問題に対する充分な対策とはなり得ない。   Further, Patent Documents 1 and 2 are measures against a shape change that occurs in a cross section due to a springback. However, in actual parts, there are many cases where three-dimensional springback occurring in the whole part such as twisting and bending becomes a problem, and Patent Documents 1 and 2 cannot be a sufficient countermeasure against such a problem.
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、製品形状を変えることなく、ねじれや曲がりといった3次元的なスプリングバックを低減するプレス成形方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a press molding method for reducing three-dimensional springback such as twisting and bending without changing the product shape.
発明者は上記課題を解決するため、図18に示すような溝底部13a、縦壁部13bからなる溝形状部13及びフランジ部(内側フランジ部15及び外側フランジ部17)で形成され、かつ長手方向に沿って湾曲するフランジを有する成形品11をフォーム成形した際に成形品11に生じるスプリングバックの形態について検討した。   In order to solve the above-mentioned problems, the inventor is formed of a groove shape part 13 and a flange part (an inner flange part 15 and an outer flange part 17) each having a groove bottom part 13a and a vertical wall part 13b as shown in FIG. The form of the spring back generated in the molded product 11 when the molded product 11 having the flange curved along the direction was formed was examined.
従来のフォーム成形では図19の斜視図、図20の断面図に示すようにダイ83とパンチ85でブランク19を挟み込むことで成形を行う。図21は成形前後のブランク外形線を示した図である。湾曲曲率の大きい側のフランジ(以下、内側フランジ部15)に該当する外形線は成形によりブランクが流入することで曲率は小さくなり(曲率半径は大きくなり)線長が長くなる(A0B0→A1B1)。つまり、内側フランジ部15には引張りひずみが生じ、伸びフランジ変形となり下死点では長手方向に引張応力が残存する。 In conventional foam molding, molding is performed by sandwiching the blank 19 with a die 83 and a punch 85 as shown in the perspective view of FIG. 19 and the cross-sectional view of FIG. FIG. 21 is a view showing blank outlines before and after molding. The outer shape line corresponding to the flange with the larger curvature (hereinafter referred to as the inner flange portion 15) has a smaller curvature (a larger radius of curvature) and a longer line length (A 0 B 0 ) when the blank flows in by molding. → A 1 B 1 ). That is, a tensile strain is generated in the inner flange portion 15, resulting in an elongated flange deformation, and a tensile stress remains in the longitudinal direction at the bottom dead center.
一方、湾曲曲率の小さい側のフランジ(以下、外側フランジ部17)ではその逆で、外形線は成形によりブランクが流入することで曲率は大きくなり(曲率半径は小さくなり)線長が短くなる(C0D0→C1D1)。つまり、外側フランジ部17は縮みフランジ変形となり下死点では長手方向に圧縮応力が残留する。 On the other hand, the flange on the side having a small curvature (hereinafter referred to as the outer flange portion 17) is the opposite, and the outer shape of the outer shape line is increased by the blank flowing in by molding (the radius of curvature becomes smaller) and the wire length becomes shorter ( C 0 D 0 → C 1 D 1 ). That is, the outer flange portion 17 is contracted into a flange and compressive stress remains in the longitudinal direction at the bottom dead center.
これらの残留応力は離型時に弾性回復し、内側フランジ部15では縮み変形、外側フランジ部17は伸び変形となり、その結果、図22に示すように成形品11は湾曲曲率が大きく(曲率半径が小さく)なるような曲がり変形となるスプリングバックが生ずる。なお図22において、破線がスプリングバック前の形状を示しており、実線がスプリングバック後の形状を示している。   These residual stresses are elastically recovered at the time of mold release, and the inner flange portion 15 is contracted and the outer flange portion 17 is deformed. As a result, as shown in FIG. 22, the molded product 11 has a large curvature (the radius of curvature is large). A springback that is bent and deformed becomes smaller. In FIG. 22, the broken line indicates the shape before springback, and the solid line indicates the shape after springback.
以上のように、長手方向に湾曲したフランジ部を有する成形部品ではフランジ部における残留応力が離型時に解放されるため、部品全体に曲がり変形を与えるスプリングバックを生じさせている。このことから、このような部品では、フランジ部の残留応力の低減が部品のスプリングバック低減に非常に重要であると言える。   As described above, in a molded part having a flange portion that is curved in the longitudinal direction, the residual stress in the flange portion is released at the time of mold release, so that a springback that causes bending deformation to the entire part is generated. From this, it can be said that in such a component, the reduction of the residual stress in the flange portion is very important for reducing the spring back of the component.
発明者は、プレス成形過程における、ストロークとひずみの関係を検討した。図23は、上述した従来のフォーム成形のシミュレーションにおいて、伸びフランジ変形となるブランク内側端部のひずみ履歴を表したグラフであり、縦軸が真ひずみを示し、横軸がストロークを示している。
従来のフォーム成形の場合、図23に示すように、プレス成形開始からストロークが約4.7mmまでの間は、図20(b)中の太矢印に示す方向にブランク19が流入して、これによってブランク内側部は引張りひずみが生ずる。このプレス成形開始からストロークが約4.7mmまでの間は、ブランク内側端部はパンチ85と接触していないので、ストロークに対するひずみ量が大きくなったものと考えられる。
The inventor examined the relationship between stroke and strain in the press molding process. FIG. 23 is a graph showing the strain history of the blank inner end portion which becomes the stretch flange deformation in the conventional foam molding simulation described above, in which the vertical axis indicates the true strain and the horizontal axis indicates the stroke.
In the case of conventional foam molding, as shown in FIG. 23, the blank 19 flows in the direction indicated by the thick arrow in FIG. 20B during the stroke from the start of press molding to about 4.7 mm. Tensile strain occurs at the inner side of the blank. Since the blank inner end is not in contact with the punch 85 from the start of press molding to a stroke of about 4.7 mm, it is considered that the amount of strain with respect to the stroke has increased.
ストロークが約4.7mmを超えた時点から10mmまでは、引張りひずみが徐々に低減している。この間は、ブランク内側端部がパンチ85の平坦部に大きな角度を持って接触し、ブランク内側端部が拘束されるため引張りひずみの増加が押えられ、その一方でブランク内側端部よりも内側(溝底部13a側)の部位は引張りひずみが生ずるため、ブランク内側端部にはわずかに圧縮力が作用し、引張りひずみが徐々に低減したものと考えられる。
そして、ストロークが10mmを超えた時点から下死点である15mmまでは、引張りひずみが増加し、特にストロークが12mmを超えた時点以降は引張りひずみが急激に増加している。
これは、ストロークが10mmを超えた時点からブランク内側端部のパンチ85の平坦部86に対する傾斜角度が小さくなり、つまりブランク内側端部とパンチ85の平坦部86が成す角度が小さくなり、ブランク内側端部のパンチ85の平坦部86による拘束力が小さくなったため、それまで伸びようとしても伸びられなかったのが開放されことで急激に引張りひずみが生じたものと考えられる。
From the time when the stroke exceeds about 4.7mm to 10mm, the tensile strain gradually decreases. During this time, the blank inner end portion contacts the flat portion of the punch 85 with a large angle, and the blank inner end portion is restrained, so that an increase in tensile strain is suppressed, while the inner side end portion of the blank inner side ( Since tensile strain occurs in the portion on the groove bottom portion 13a side), it is considered that a slight compressive force acts on the inner end portion of the blank, and the tensile strain is gradually reduced.
The tensile strain increases from the time when the stroke exceeds 10 mm to 15 mm, which is the bottom dead center, and particularly after the stroke exceeds 12 mm, the tensile strain increases rapidly.
This is because when the stroke exceeds 10 mm, the inclination angle of the blank inner end with respect to the flat portion 86 of the punch 85 becomes smaller, that is, the angle formed by the blank inner end and the flat portion 86 of the punch 85 becomes smaller. Since the restraining force by the flat portion 86 of the punch 85 at the end portion is reduced, it is considered that the tensile strain suddenly occurred due to the release of what was not extended until then.
以上の考察から、ブランク内側端部に大きな引張りひずみが生ずるのは、プレス成形過程の最終段階で、ブランク内側端部のパンチ85の平坦部86による拘束がなくなることによると考えられる。
とすれば、引張りひずみを小さくするには、プレス成形過程において、フランジ端部のパンチ85の平坦部86による拘束をできるだけ長くする、つまりプレス成形の下死点直前までフランジ端部とパンチ85の平坦部86との成す角度が大きくなるような成形をすればよい。
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
From the above consideration, it is considered that the large tensile strain at the inner end of the blank is due to the fact that the flat portion 86 of the punch 85 at the inner end of the blank is not constrained at the final stage of the press forming process.
In order to reduce the tensile strain, in the press forming process, the restraint by the flat portion 86 of the punch 85 at the flange end is made as long as possible, that is, until the bottom end of the press forming is just before the bottom dead center. What is necessary is just to shape | mold so that the angle which the flat part 86 makes may become large.
The present invention has been made based on such knowledge, and specifically comprises the following constitution.
(1)本発明に係るプレス成形方法は、長手方向に延びる溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方に長手方向に沿って湾曲するフランジ部を有する製品形状の成形品を、前記溝形状部を成形するパンチと、該パンチの少なくとも一方の側部に移動可能に設けられたフランジ成形ダイと、前記パンチと協働して溝形状部を成形する溝形状成形部と前記フランジ成形ダイと協働してフランジ部を成形するフランジ成形部を有する移動可能なダイと、を用いてプレス成形するプレス成形方法であって、
成形途中における前記ダイの下死点からの距離をH、成形途中における前記フランジ成形ダイの上死点からの距離をDとしたときに、
パンチとダイによる成形途中においては、フランジ端部がフランジ成形ダイに当接した後、前記フランジ成形ダイの移動を開始し、H>0、D>0であり、
前記ダイが下死点に到達する時点と前記フランジ成形ダイが上死点に到達する時点が同時になるように両者を移動させ、製品形状に成形する時点で、H=D=0となるようにして成形することを特徴とするものである。
(1) The press molding method according to the present invention has a groove-shaped portion extending in the longitudinal direction, and has a flange portion curved along the longitudinal direction on at least one of a pair of vertical wall portions forming the groove-shaped portion. A product-shaped molded product is formed in cooperation with the punch for forming the groove-shaped portion, a flange forming die provided movably on at least one side of the punch, and the punch. A press-molding method for press-molding using a groove-shaped molding section and a movable die having a flange molding section for molding a flange section in cooperation with the flange molding die,
When the distance from the bottom dead center of the die during molding is H, and the distance from the top dead center of the flange molding die during molding is D,
In the middle of molding with the punch and die , after the flange end abuts against the flange molding die, the flange molding die starts to move, and H> 0, D> 0,
Both are moved so that the time when the die reaches the bottom dead center and the time when the flange forming die reaches the top dead center are set so that H = D = 0 at the time of forming into a product shape. It is characterized by molding.
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、フランジ成形ダイの移動開始時におけるHとDの関係が、D>Hであることを特徴とするものである。 (2) Further, in the above (1), the relationship between H and D at the start of the movement of the flange forming die is D> H.
(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記パンチのいずれか一方の側部に移動可能に設けられたフランジ成形ダイを用いてプレス成形することを特徴とするものである。 (3) Further, in the above (1) or (2), it is characterized in that it is press-molded using a flange-molding die provided movably on either side of the punch. It is.
(4)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記パンチの両方の側部に移動可能に設けられたフランジ成形ダイを用いてプレス成形することを特徴とするものである。 (4) Further, in the above-described (1) or (2), press molding is performed using a flange forming die provided movably on both sides of the punch. .
本発明においては、成形途中におけるダイの下死点からの距離をH、成形途中におけるフランジ成形ダイの上死点からの距離をDとしたときに、成形途中においてはH>0、D>0であり、製品形状に成形する時点で、H=D=0となるようにして成形するようにしたので、フランジ端部に蓄積されるひずみ量が低減され、その結果、残留応力が低減され、これによってスプリングバックを緩和させることができる。   In the present invention, when the distance from the bottom dead center of the die during molding is H and the distance from the top dead center of the flange molding die during molding is D, H> 0 and D> 0 during molding. At the time of molding into a product shape, since H = D = 0, the amount of strain accumulated at the flange end is reduced, and as a result, residual stress is reduced. As a result, the spring back can be relaxed.
本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法の説明図である。It is explanatory drawing of the press molding method which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法で用いるプレス成形装置の要部の説明図である。It is explanatory drawing of the principal part of the press molding apparatus used with the press molding method which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法で用いるプレス成形装置の要部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the principal part of the press molding apparatus used with the press molding method which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法の説明図であって、プレス成形中のブランクの動きの説明図である。It is explanatory drawing of the press molding method which concerns on one embodiment of this invention, Comprising: It is explanatory drawing of the motion of the blank in press molding. 本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法の効果の説明図である(その1)。It is explanatory drawing of the effect of the press molding method which concerns on one embodiment of this invention (the 1). 本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法の効果の説明図である(その2)。It is explanatory drawing of the effect of the press molding method which concerns on one embodiment of this invention (the 2). 本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法の効果を説明するにあたって、比較のために従来方法でプレス成形をした結果について説明する図である。In explaining the effect of the press molding method according to an embodiment of the present invention, it is a diagram for explaining the result of press molding by a conventional method for comparison. 本発明の他の実施の形態に係るプレス成形方法で用いるプレス成形装置の要部の説明図である。It is explanatory drawing of the principal part of the press molding apparatus used with the press molding method which concerns on other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施の形態に係るプレス成形方法で用いるプレス成形装置の要部の説明図である。It is explanatory drawing of the principal part of the press molding apparatus used with the press molding method which concerns on further another embodiment of this invention. 図1〜図3に示すプレス成形装置の変形例の説明図である。It is explanatory drawing of the modification of the press molding apparatus shown in FIGS. 本発明を適用可能な成形品の断面形状の態様を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the aspect of the cross-sectional shape of the molded product which can apply this invention. 本発明を適用可能な製品形状の一例である(その1)。It is an example of the product shape which can apply this invention (the 1). 本発明を適用可能な製品形状の一例である(その2)。It is an example of the product shape which can apply this invention (the 2). 本発明を適用可能な製品形状の一例である(その3)。It is an example of the product shape which can apply this invention (the 3). 本発明の実施例1に係る成形品の製品形状の説明図である(その1)。It is explanatory drawing of the product shape of the molded article which concerns on Example 1 of this invention (the 1). 本発明の実施例1に係る成形品の製品形状の説明図である(その2)。It is explanatory drawing of the product shape of the molded article which concerns on Example 1 of this invention (the 2). 本発明の実施例1に係るスプリングバック量の評価方法の説明図である。It is explanatory drawing of the evaluation method of the springback amount which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の課題の説明図であって、プレス成形方法で成形されるプレス成形品の斜視図である。It is explanatory drawing of the subject of this invention, Comprising: It is a perspective view of the press molded product shape | molded with the press molding method. 本発明の課題の説明図であって、従来のプレス成形装置の金型の斜視図である。It is explanatory drawing of the subject of this invention, Comprising: It is a perspective view of the metal mold | die of the conventional press molding apparatus. 本発明の課題の説明図であって、従来のプレス成形方法の説明図である。It is explanatory drawing of the subject of this invention, Comprising: It is explanatory drawing of the conventional press molding method. 本発明の課題の説明図であって、従来のプレス成形方法によって成形された成形品におけるスプリングバックの発生メカニズムの説明図である。It is explanatory drawing of the subject of this invention, Comprising: It is explanatory drawing of the generation | occurrence | production mechanism of the spring back in the molded article shape | molded by the conventional press molding method. 本発明の課題の説明図であって、従来のプレス成形方法によって成形された成形品におけるスプリングバックの説明図である。It is explanatory drawing of the subject of this invention, Comprising: It is explanatory drawing of the spring back in the molded article shape | molded by the conventional press molding method. 本発明の課題の説明図であって、従来のプレス成形方法によって成形された成形品に生ずる真ひずみとストロークとの関係を示すグラフである。It is explanatory drawing of the subject of this invention, Comprising: It is a graph which shows the relationship between the true distortion and stroke which arise in the molded article shape | molded by the conventional press molding method.
[実施の形態1]
本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法は、図18に示す製品形状の成形品11(図18参照)を、図1〜図3に示すプレス成形装置1を用いてプレス成形するものであるので、本プレス成形方法について詳細に説明するのに先立って、上記の成形品11及びプレス成形装置1について図1〜図3、図18に基づいて概説する。
[Embodiment 1]
The press molding method according to an embodiment of the present invention is to press-mold a product-shaped molded article 11 (see FIG. 18) shown in FIG. 18 using the press molding apparatus 1 shown in FIGS. Therefore, prior to describing the press molding method in detail, the molded product 11 and the press molding apparatus 1 will be outlined with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG. 18.
〔成形品〕
成形品11は、図18に示すように、溝底部13a及び縦壁部13bからなる溝形状部13と、内側フランジ部15及び外側フランジ部17を有しており、全体形状が長手方向に沿って湾曲している。
内側フランジ部15は湾曲曲率が大きくなっており(曲率半径が小さくなっており)、外側フランジ部17は湾曲曲率が小さくなっている(曲率半径が大きくなっている)。従って、従来のフォーム成形において、内側フランジ部15が伸びフランジ変形を受けるフランジ部であり、外側フランジ部17がプレス成形時に縮みフランジ変形を受けるフランジ部である。
〔Molding〕
As shown in FIG. 18, the molded product 11 has a groove-shaped portion 13 including a groove bottom portion 13a and a vertical wall portion 13b, an inner flange portion 15 and an outer flange portion 17, and the overall shape is along the longitudinal direction. Is curved.
The inner flange portion 15 has a large curvature (the curvature radius is small), and the outer flange portion 17 has a small curvature (the curvature radius is large). Accordingly, in conventional foam molding, the inner flange portion 15 is a flange portion that undergoes stretch flange deformation, and the outer flange portion 17 is a flange portion that undergoes shrinkage flange deformation during press molding.
〔プレス成形装置〕
プレス成形装置1は、図3に例を示すように、溝形状部13を成形するパンチ3と、パンチ3の両方の側部に移動可能に設けられたフランジ成形ダイ5と、パンチ3及びフランジ成形ダイ5と協働して溝形状部13及びフランジ部を成形するダイ7と、フランジ成形ダイ5を移動可能に支持する支持機構としての油圧支持機構9を有している。
以下、各構成について説明する。
[Press forming equipment]
As shown in FIG. 3, the press forming apparatus 1 includes a punch 3 for forming the groove-shaped portion 13, a flange forming die 5 movably provided on both sides of the punch 3, and the punch 3 and the flange. A die 7 for forming the groove-shaped portion 13 and the flange portion in cooperation with the forming die 5 and a hydraulic support mechanism 9 as a support mechanism for movably supporting the flange forming die 5 are provided.
Each configuration will be described below.
<パンチ>
パンチ3は、長手方向に沿って湾曲する凸条からなり、上端が溝形状部13の溝底部13aを成形する溝底成形部3aになっており、溝底成形部3aの両側が縦壁部13bを成形する縦壁成形部3bになっている。
<Punch>
The punch 3 is formed of a ridge that curves along the longitudinal direction, and the upper end is a groove bottom molding portion 3a that molds the groove bottom portion 13a of the groove-shaped portion 13, and both sides of the groove bottom molding portion 3a are vertical wall portions. It is the vertical wall molding part 3b which shape | molds 13b.
<フランジ成形ダイ>
フランジ成形ダイ5は、ダイ7と協働してフランジ部を成形するためのものであり、ダイ7に対向するフランジ成形面5aを有し、パンチ3の両側に配置されて油圧支持機構9によって移動可能に支持されている。
<Flange forming die>
The flange forming die 5 is for forming a flange portion in cooperation with the die 7. The flange forming die 5 has a flange forming surface 5 a facing the die 7, and is disposed on both sides of the punch 3 by the hydraulic support mechanism 9. It is supported movably.
<ダイ>
ダイ7は、長手方向に沿って湾曲する溝形からなり、パンチ3と協働して溝形状部13を成形する溝形状成形部7aと、溝形状成形部7aの両側に設けられフランジ成形ダイ5と協働してフランジ部を成形するフランジ成形部7bとを有している。
<Die>
The die 7 has a groove shape that curves along the longitudinal direction, and a groove-shaped die 7a that forms the groove-shaped portion 13 in cooperation with the punch 3, and a flange-forming die provided on both sides of the groove-shaped portion 7a. 5 and a flange forming portion 7b for forming the flange portion in cooperation with the member 5.
<油圧支持機構>
油圧支持機構9は、フランジ成形ダイ5を支持して移動させる支持機構の一例であり、図3に示すように、ダイ7のプレス成形時の移動方向(図中では下方向)に凸となるようにダイ7に設けられた凸部7cと、ダイ7の凸部7cによって押圧されることでダイ7の成形荷重を受ける第1油圧ピストン21と、作動油23が充填された油圧配管25と、油圧配管25における第1油圧ピストン21が設置された端部と反対側の端部に設置された第2油圧ピストン27とを備えており、成形時におけるダイ7の成形荷重をフランジ成形ダイ5がダイ7に近づく方向に移動させる駆動力に変換して、該駆動力によってフランジ成形ダイ5を移動させるようになっている。
以下に、油圧支持機構9の各構成を詳細に説明する。
<Hydraulic support mechanism>
The hydraulic support mechanism 9 is an example of a support mechanism that supports and moves the flange forming die 5, and is convex in the moving direction (downward in the figure) of the die 7 during press forming, as shown in FIG. In this way, the convex portion 7 c provided on the die 7, the first hydraulic piston 21 that receives the molding load of the die 7 by being pressed by the convex portion 7 c of the die 7, and the hydraulic pipe 25 filled with the hydraulic oil 23, And a second hydraulic piston 27 installed at the end opposite to the end where the first hydraulic piston 21 is installed in the hydraulic pipe 25, and the molding load of the die 7 at the time of molding is set to the flange forming die 5. Is converted into a driving force that moves in a direction approaching the die 7, and the flange forming die 5 is moved by the driving force.
Below, each structure of the hydraulic support mechanism 9 is demonstrated in detail.
第1油圧ピストン21は油圧配管25の一端に上下動可能に配置されており、凸部7cによって押し下げられる。
ダイ7の凸部7cの高さと第1油圧ピストン21の高さは、プレス成形時においてダイ7が移動して所定の位置に到達したときに、凸部7cが第1油圧ピストン21に当接して押し下げを開始するように設定されている。
作動油23は、第1油圧ピストン21がダイ7の凸部7cから受けた荷重を、他端側に設置された第2油圧ピストン27に伝達するための機能を有している。
第2油圧ピストン27は、油圧配管25の一端に上下動可能に配置されており、第2油圧ピストン27によって押圧板29を介してフランジ成形ダイ5を支持している。
The first hydraulic piston 21 is disposed at one end of the hydraulic pipe 25 so as to be movable up and down, and is pushed down by the convex portion 7c.
The height of the convex portion 7c of the die 7 and the height of the first hydraulic piston 21 are such that the convex portion 7c contacts the first hydraulic piston 21 when the die 7 moves and reaches a predetermined position during press molding. Is set to start depressing.
The hydraulic oil 23 has a function for transmitting the load received by the first hydraulic piston 21 from the convex portion 7c of the die 7 to the second hydraulic piston 27 installed on the other end side.
The second hydraulic piston 27 is disposed at one end of the hydraulic pipe 25 so as to be movable up and down, and the flange forming die 5 is supported by the second hydraulic piston 27 via the pressing plate 29.
油圧配管25における第1油圧ピストン21が設置されているシリンダ部の断面積と、第2油圧ピストン27が設置されているシリンダ部の断面積は、ダイ7の移動量とフランジ成形ダイ5の移動量とが同期するように設定されている。すなわち、ダイ7が下死点に到達する時点とフランジ成形ダイ5が上死点に到達する時点が同時になるように設定されている。   The sectional area of the cylinder portion where the first hydraulic piston 21 is installed in the hydraulic pipe 25 and the sectional area of the cylinder portion where the second hydraulic piston 27 is installed are the amount of movement of the die 7 and the movement of the flange forming die 5. The amount is set to synchronize. That is, the time when the die 7 reaches the bottom dead center and the time when the flange forming die 5 reaches the top dead center are set at the same time.
油圧支持機構9は以上のように構成されているので、プレス成形時においてダイ7が移動して所定の位置に到達したときに、フランジ成形ダイ5が図3中の白抜き矢印の方向に移動を開始するようになっている。   Since the hydraulic support mechanism 9 is configured as described above, when the die 7 moves and reaches a predetermined position during press forming, the flange forming die 5 moves in the direction of the white arrow in FIG. Is supposed to start.
以上のように構成されたプレス成形装置1を用いた本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法について、以下にプレス成形装置1の動作と共に図1、図4〜図7に基づいて説明する。
〔プレス成形方法〕
図1(a)はプレス成形の初期状態を示す図である。以下の説明において、成形途中におけるダイ7の下死点からの距離をH、成形途中におけるフランジ成形ダイ5の上死点からの距離をDとし、ブランク19の厚みをtとする。
図1(a)に示すように、フランジ成形ダイ5はD=D0となるように、フランジ成形ダイ5の上死点から下がった位置で油圧支持機構9によって支持しておく。ブランク19はパンチ3の上面に載置する。
A press molding method according to an embodiment of the present invention using the press molding apparatus 1 configured as described above will be described below with reference to FIGS. 1 and 4 to 7 together with the operation of the press molding apparatus 1. .
[Press forming method]
Fig.1 (a) is a figure which shows the initial state of press molding. In the following description, it is assumed that the distance from the bottom dead center of the die 7 in the middle of molding is H, the distance from the top dead center of the flange forming die 5 in the middle of molding is D, and the thickness of the blank 19 is t.
As shown in FIG. 1 (a), the flange-forming die 5 is such that D = D 0, previously supported by a hydraulic support mechanism 9 at a position lowered from the top dead center of the flange forming die 5. The blank 19 is placed on the upper surface of the punch 3.
図1(a)に示す状態からダイ7を移動させると、ブランク19はパンチ3とダイ7によって曲げ加工され、これによってフランジ端部はフランジ成形ダイ5に近づくように移動し、やがて当接する(図1(b)参照)。   When the die 7 is moved from the state shown in FIG. 1A, the blank 19 is bent by the punch 3 and the die 7, whereby the flange end moves so as to approach the flange forming die 5, and eventually comes into contact ( (Refer FIG.1 (b)).
フランジ端部がフランジ成形ダイ5に当接するまでは、フランジ成形ダイ5による拘束がないので、ブランク19は製品形状特性上、全体が図4中の矢印A1の方向に動きやすい。そのため、ブランク19は図1及び図4に示す矢印A2の方向へ入りやすく、結果として内側端19aは引張変形(図4中の矢印A3参照)を受け、外側端19bは圧縮変形を受ける。   Until the end of the flange comes into contact with the flange forming die 5, there is no restriction by the flange forming die 5, so that the blank 19 is easy to move in the direction of arrow A1 in FIG. Therefore, the blank 19 is easy to enter in the direction of the arrow A2 shown in FIGS. 1 and 4, and as a result, the inner end 19a is subjected to tensile deformation (see arrow A3 in FIG. 4), and the outer end 19b is subjected to compressive deformation.
図5は、伸びフランジ変形となるブランク内側端部のひずみ履歴を表したグラフであり、実線が本発明方法、点線が従来方法の一例を示す。
例えば、内側端19aは、図5の実線に示すように、成形開始からストロークが約5.8mmまでの間フランジ成形ダイ5に当接せず、その間、引張ひずみが蓄積される。
なお、従来方法の場合、図5の点線に示すように、プレス成形開始からストロークが約4.7mmまでの間は、内側端19aがフランジ成形ダイ5に当接しなかったため、本発明方法の場合と同様に、引張ひずみが蓄積された。
FIG. 5 is a graph showing the strain history of the inner edge of the blank that becomes the stretch flange deformation. The solid line shows an example of the method of the present invention, and the dotted line shows an example of the conventional method.
For example, as shown by the solid line in FIG. 5, the inner end 19 a does not contact the flange forming die 5 until the stroke is about 5.8 mm from the start of forming, and tensile strain is accumulated during that time.
In the case of the conventional method, as shown by the dotted line in FIG. 5, the inner end 19a did not contact the flange forming die 5 during the stroke from the start of press molding to about 4.7 mm. Similarly, tensile strain was accumulated.
ダイ7が移動してH=H1になって、フランジ端部がフランジ成形ダイ5に当接した後に(図1(b)参照)フランジ成形ダイ5の移動を開始させる。
フランジ端部がフランジ成形ダイ5に当接すると、フランジ端部に拘束力が発生する。このような拘束力はフランジ端部がフランジ成形ダイ5に対してなす角度(以下、「当接角度θ」という)に応じて変化し、当接角度θが急であるほど大きくなり、逆に当接角度θが0°(フランジ部とフランジ成形ダイ5のフランジ成形面5aとがほぼ平行)に近いほど小さくなる。
After the die 7 is moved to H = H 1 and the flange end abuts against the flange forming die 5 (see FIG. 1B), the flange forming die 5 starts to move.
When the flange end comes into contact with the flange forming die 5, a binding force is generated at the flange end. Such a restraining force changes in accordance with an angle formed by the flange end with respect to the flange forming die 5 (hereinafter referred to as “contact angle θ”), and increases as the contact angle θ becomes steep. The closer the contact angle θ is to 0 ° (the flange portion and the flange forming surface 5a of the flange forming die 5 are substantially parallel), the smaller the contact angle θ is.
このようにフランジ端部が拘束されると、ひずみの増加が抑えられ、その一方でフランジ端部よりもパンチ3に近い部位は拘束を受けていないので、プレス成形が進行するにしたがって当該部位のひずみが増加する。このように、フランジ端部のひずみの増加が抑えられフランジ端部よりもパンチ3に近い部位のひずみが増加することで、フランジ端部にはフランジ端部が拘束される前とは逆方向の内部応力が発生する。
例えば内側端19aの場合、フランジ成形ダイ5に当接した後は、発生した拘束力によって内側端19aの動きが制限され、ブランク19全体は矢印A1(図4参照)に示す方向への動きができず、内側端19aも矢印A3(図4参照)に示すような引張りひずみが生じない。その一方で、内側端19aよりもパンチ3に近い部位は、プレス成形が進行するにしたがって引張りひずみが増加し、そのため、図5の実線に示すように、ストロークが約5.8mmを超えたあたりから引張ひずみが徐々に減少する。
When the flange end portion is constrained in this way, an increase in strain is suppressed, while the portion closer to the punch 3 than the flange end portion is not constrained. Strain increases. In this way, an increase in the strain at the flange end portion is suppressed, and the strain at the portion closer to the punch 3 than the flange end portion is increased, so that the flange end portion has a direction opposite to that before the flange end portion is restrained. Internal stress is generated.
For example, in the case of the inner end 19a, after contacting the flange forming die 5, the movement of the inner end 19a is limited by the generated restraining force, and the entire blank 19 moves in the direction indicated by the arrow A1 (see FIG. 4). This is not possible, and the inner end 19a is not subjected to tensile strain as shown by the arrow A3 (see FIG. 4). On the other hand, in the portion closer to the punch 3 than the inner end 19a, the tensile strain increases as the press molding proceeds. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 5, the stroke exceeds about 5.8 mm. The tensile strain decreases gradually.
特に、本発明方法の場合、成形途中において、H>0mm、D>0mmになるようにしているので従来方法の場合よりも当接角度θが大きい状態を長く保つことができ、ストロークが全体の約95%(約14.2mm)に至るまで拘束力が保持され、引張ひずみを増加させることがない。
また、フランジ成形ダイ5がD>0の状態を維持していることにより、従来方法に比較して、フランジ端部の傾斜角度がより大きい状態でフランジ成形ダイ5に当接するため、フランジ端部の当接角度θを大きくすることができる。
In particular, in the case of the method of the present invention, H> 0 mm and D> 0 mm are set in the middle of molding, so that the state in which the contact angle θ is larger than in the case of the conventional method can be kept longer, and the entire stroke can be maintained. The binding force is maintained up to about 95% (about 14.2mm), and the tensile strain is not increased.
Further, since the flange forming die 5 maintains the state of D> 0, the flange end is in contact with the flange forming die 5 in a state where the inclination angle of the flange end is larger than that in the conventional method. Can be increased.
成形下死点直前では、当接角度θが0°に近づくため、フランジ端部の拘束力が弱まり、例えば内側端19aでは、図5の実線に示すように、ストロークが約14.2mmの時点以降では、拘束力がなくなり引張力が作用して、下死点ではひずみ量が0に近づく。
これに対して、従来方法では、ストロークが約10.2mmを超えたあたりから、引張ひずみが増加し、その後急激に増加している。これは、フランジ部の当接角度θがストークの早い段階で0°に近くなるため、内側端19aの拘束力が弱まり、内側端19aが伸びフランジ成形となったためである。
Immediately before the molding bottom dead center, the contact angle θ approaches 0 °, so that the binding force at the flange end is weakened. For example, at the inner end 19a, as shown by the solid line in FIG. Then, the restraint force disappears and the tensile force acts, and the strain amount approaches 0 at the bottom dead center.
On the other hand, in the conventional method, the tensile strain increases after the stroke exceeds about 10.2 mm, and then rapidly increases. This is because the contact angle θ of the flange portion is close to 0 ° at the early stage of the stoke, so that the restraining force of the inner end 19a is weakened and the inner end 19a is stretched and flange-molded.
図6(a)は、本発明例におけるプレス成形完了前(H=3mm)のブランク長手方向の応力状態をコンター図で示したものであり、図6(b)は本発明例におけるプレス成形完了時のブランク長手方向の応力状態をコンター図表示したものである。本発明方法の場合、図6に示すように、内側端19aの図6中の矢印A4で示す箇所においては、残留応力は殆ど蓄積されていない状態のまま変化することなく成形できている。
他方、従来方法の場合の同様の応力状態を示した図7を見ると分かるように、従来方法では、プレス成形完了前である内側端19aの図7(a)中の矢印A4で示す箇所においては、残留応力が殆ど蓄積されていない状態であったが、プレス成形完了時の図7(b)の下死点の状態では、引張方向の残留応力が蓄積されている。
FIG. 6A is a contour diagram showing the stress state in the longitudinal direction of the blank before the press molding is completed (H = 3 mm) in the present invention example, and FIG. 6B is the completion of press molding in the present invention example. The stress state in the longitudinal direction of the blank is displayed in a contour diagram. In the case of the method of the present invention, as shown in FIG. 6, at the portion indicated by the arrow A4 in FIG. 6 at the inner end 19a, the residual stress is hardly accumulated and can be molded without changing.
On the other hand, as can be seen from FIG. 7 showing the same stress state in the case of the conventional method, in the conventional method, at the location indicated by the arrow A4 in FIG. In FIG. 7 (b) at the time of completion of press forming, residual stress in the tensile direction is accumulated.
なお、製品形状に成形する時点(図1(d)参照)では、ダイ7が下死点に到達し(H=0mm)、フランジ成形ダイ5が上死点に到達し(D=0mm)、パンチ3とダイ7とで溝形状部13が形成され、ダイ7とフランジ成形ダイ5とで内側フランジ部15と外側フランジ部17が成形される(符号は図18参照)。   At the time of molding into a product shape (see FIG. 1D), the die 7 reaches the bottom dead center (H = 0 mm), the flange molding die 5 reaches the top dead center (D = 0 mm), A groove-shaped portion 13 is formed by the punch 3 and the die 7, and an inner flange portion 15 and an outer flange portion 17 are formed by the die 7 and the flange forming die 5 (see FIG. 18 for symbols).
以上のように、本発明方法の場合、成形途中において、H>0mm、D>0mmになるようにしているので、フランジ端部がフランジ成形ダイ5に当接した以降、成形下死点直前まで、従来方法と比較してフランジ端部がフランジ成形金型に対して当接角度θが急な状態を長く保持でき、フランジ端部がより長い間拘束を受けフランジ端部のひずみ量を小さくすることができる。
このように、本発明方法ではフランジ端部に蓄積されるひずみ量すなわち残留応力を低減させ、これによってスプリングバックを緩和させることができるので、金型形状を修正することでトライアル&エラーによってスプリングバックを緩和していた従来の方法に比べ、はるかに安価でなおかつ短期間でスプリングバックを緩和できる。
As described above, in the case of the method of the present invention, H> 0 mm and D> 0 mm are set in the middle of molding, so that the flange end comes into contact with the flange molding die 5 and immediately before molding bottom dead center. Compared with the conventional method, the flange end can hold the state where the contact angle θ is steep with respect to the flange molding die for a long time, and the flange end is restrained for a longer time and the strain amount of the flange end is reduced. be able to.
As described above, in the method of the present invention, the amount of strain accumulated at the flange end, that is, the residual stress can be reduced, and thus the spring back can be relaxed. Compared with the conventional method that relaxed the spring back, the springback can be relaxed at a much lower cost and in a short period of time.
なお、ひずみ量のコントロールは、H1とD0を調整することで行う。H1が小さくD0が大きいほどフランジ部の当接角度θを急勾配にできるストロークを長く確保でき、すなわち純粋な伸びフランジ成形の形態になるストロークが短く、残留応力の低減効果は大きい。そのため、D0>H1(フランジ成形ダイ5の上昇開始時においてD>H)となるように設定することが望ましい。 The amount of strain is controlled by adjusting H 1 and D 0 . The smaller the H 1 and the larger D 0 , the longer the stroke that can make the contact angle θ of the flange portion steep, that is, the shorter the stroke in the form of pure stretch flange molding, the greater the residual stress reduction effect. Therefore, it is desirable to set so that D 0 > H 1 (D> H when the flange forming die 5 starts to rise).
[実施の形態2]
実施の形態1では、内側フランジ部15及び外側フランジ部17の両方において、フランジ端部に生ずる残留応力を低減させ、これによってスプリングバックを緩和させた例を説明したが、内側フランジ部15と外側フランジ部17とで残留応力のバランスをとることによって成形品11全体としてスプリングバックが緩和されればよく、内側フランジ部15または外側フランジ部17の一方についてのみ、残留応力を低減させるような成形を行うようにしてもよい。
例えば、内側フランジ部15のみで残留応力を低減させる場合、図8に示すように、外側フランジ成形部33bを有するパンチ33と、内側フランジ部15を成形するためのフランジ成形ダイ5を備えたプレス成形装置31を用いてプレス成形を行う。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, in both the inner flange portion 15 and the outer flange portion 17, an example has been described in which the residual stress generated at the flange end portion is reduced, thereby relaxing the spring back. By balancing the residual stress with the flange portion 17, it is sufficient that the spring back is alleviated as a whole of the molded product 11. Only one of the inner flange portion 15 or the outer flange portion 17 is molded so as to reduce the residual stress. You may make it perform.
For example, when the residual stress is reduced only by the inner flange portion 15, as shown in FIG. 8, a press having a punch 33 having an outer flange forming portion 33 b and a flange forming die 5 for forming the inner flange portion 15. Press molding is performed using the molding apparatus 31.
パンチ33は、ダイ7と共に図18に示す溝底部13aと縦壁部13bと外側フランジ部17を成形する。
プレス成形装置31の他の構成は図1〜図3のプレス成形装置1と同様であるので、図8において、図1〜図3と同一のものには同一の符号を付している。
The punch 33, together with the die 7, forms the groove bottom portion 13a, the vertical wall portion 13b, and the outer flange portion 17 shown in FIG.
Since the other structure of the press molding apparatus 31 is the same as that of the press molding apparatus 1 of FIGS. 1-3, in FIG. 8, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as FIGS. 1-3.
以上のように構成されたプレス成形装置31を用いてプレス成形を行うことで、内側端19aでは残留応力が殆ど生じず、外側端19bでは圧縮による残留応力が蓄積される。このように、内側フランジ部15と外側フランジ部17とで残留応力を異ならせることで、全体としてバランスを取ることが可能になり、成形品11全体としてスプリングバックを抑制することができる。   By performing press molding using the press molding apparatus 31 configured as described above, almost no residual stress is generated at the inner end 19a, and residual stress due to compression is accumulated at the outer end 19b. In this way, by making the residual stresses different between the inner flange portion 15 and the outer flange portion 17, it becomes possible to achieve a balance as a whole, and the spring back can be suppressed as a whole of the molded article 11.
[実施の形態3]
実施の形態2で説明したものとは逆に、外側フランジ部17のみ残留応力を低減させるようにしてもよく、この場合、図9に示すように、内側フランジ成形部43aを有するパンチ43と、外側フランジ部17を成形するためのフランジ成形ダイ5を備えたプレス成形装置41を用いる。
パンチ43は、ダイ7と共に図18に示す溝底部13aと縦壁部13bと内側フランジ部15を成形する。
プレス成形装置41の他の構成はプレス成形装置1及びプレス成形装置31と同様であるので、図9において、図1〜図3及び図8と同一のものには同一の符号を付している。
[Embodiment 3]
Contrary to what has been described in the second embodiment, only the outer flange portion 17 may be reduced in residual stress. In this case, as shown in FIG. 9, a punch 43 having an inner flange forming portion 43a, A press forming apparatus 41 having a flange forming die 5 for forming the outer flange portion 17 is used.
The punch 43, together with the die 7, forms the groove bottom portion 13a, the vertical wall portion 13b, and the inner flange portion 15 shown in FIG.
Since the other structure of the press molding apparatus 41 is the same as that of the press molding apparatus 1 and the press molding apparatus 31, in FIG. 9, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as FIGS. 1-3, and FIG. .
以上のように構成されたプレス成形装置41を用いてプレス成形を行うことで、内側端19aでは引張による残留応力が蓄積され、外側端19bでは残留応力が殆ど生じない。このようにして、内側フランジ部15と外側フランジ部17とで残留応力を異ならせることで、全体としてバランスを取ることが可能になり、成形品11全体としてスプリングバックを緩和することができる。   By performing press molding using the press molding apparatus 41 configured as described above, residual stress due to tension is accumulated at the inner end 19a and almost no residual stress is generated at the outer end 19b. In this way, by making the residual stresses different between the inner flange portion 15 and the outer flange portion 17, it becomes possible to achieve a balance as a whole, and the spring back can be relaxed as a whole of the molded product 11.
なお上記実施の形態1〜実施の形態3では、パンチ3とフランジ成形ダイ5とダイ7とを有しているものを例に挙げて説明したが、これらに加えてパッドを設けてブランク19がずれないようにしてもよい。
このようなものの一例を図10に示す。図10に示すプレス成形装置51は、図1〜図3のプレス成形装置1の変形例であり、ブランク19の溝底部13aに相当する部位をパンチ3と協働して挟持するパッド53を設けて、ダイ7の移動前からブランク19を挟持するようにしてもよい。こうすることで、プレス成形中にブランク19がずれてしまうことを確実に防止できる。なお、図10のプレス成形装置51において、図1〜図3のプレス成形装置1と同一のものには同一の符号を付している。
In the first to third embodiments, the punch 3, the flange forming die 5, and the die 7 are described as examples. However, in addition to these, the pad 19 is provided and the blank 19 is provided. You may make it not slip.
An example of such is shown in FIG. A press molding apparatus 51 shown in FIG. 10 is a modification of the press molding apparatus 1 of FIGS. 1 to 3, and is provided with a pad 53 for clamping a portion corresponding to the groove bottom 13 a of the blank 19 in cooperation with the punch 3. Thus, the blank 19 may be held before the die 7 is moved. By doing so, it is possible to reliably prevent the blank 19 from being displaced during press molding. In addition, in the press molding apparatus 51 of FIG. 10, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as the press molding apparatus 1 of FIGS. 1-3.
上記実施の形態1〜実施の形態3では、フランジ成形ダイ5が下側に、ダイ7が上側にそれぞれ配置され、フランジ成形ダイ5が初期位置(D=D0)から移動最終点である上死点まで移動し、ダイ7が初期位置(H=H0)から移動最終点である下死点まで移動するものを例に挙げて説明した。
しかし、上記説明の「上死点」、「下死点」における「上」、「下」には、一般的な上下(うえした)の意味はなく、対向配置されたフランジ成形ダイ5とダイ7が対向する相手側に向かって移動するという移動の方向を示すものであり、「上死点」、「下死点」とはフランジ成形ダイ5とダイ7がそれぞれ対向する相手側に向かって移動したときの移動最終点の意味である。つまり「上死点」、「下死点」という文言によってフランジ成形ダイ5とダイ7の配置が限定されるものではく、例えばフランジ成形ダイ5とダイ7が上下逆に配置された場合も含まれる。
In the first to third embodiments, the flange-forming die 5 is disposed on the lower side and the die 7 is disposed on the upper side, and the flange-forming die 5 is the final moving point from the initial position (D = D 0 ). An example in which the die 7 moves to the dead point and the die 7 moves from the initial position (H = H 0 ) to the bottom dead center that is the final moving point has been described as an example.
However, “upper” and “lower” in “top dead center” and “bottom dead center” in the above description do not have a general meaning of upper and lower (upper), and the flange forming die 5 and the die arranged opposite to each other. 7 indicates the direction of movement in which the robot moves toward the opposite partner, and “top dead center” and “bottom dead center” refer to the flange forming die 5 and die 7 facing each other. This is the meaning of the final point of movement. That is, the terms “top dead center” and “bottom dead center” do not limit the arrangement of the flange forming die 5 and the die 7, and include, for example, the case where the flange forming die 5 and the die 7 are disposed upside down. It is.
また、本発明で効果が得られる成形品11の製品形状としては長手方向に沿って湾曲するフランジ部を有し、かつ溝形状部13を形成する一対の縦壁の少なくとも一方にフランジ部を有する形状であればよい。図11に、本発明を適用可能な成形品11の製品形状の断面の例を複数示し、各断面について以下に説明する。
図11(a)〜図11(f)は、内側及び外側の両方に湾曲したフランジ部を有するものである。図11(a)、(d)は縦壁が垂直になっているものである。図11(b)、(e)は上述した成形品11の断面と同様であり、縦壁が傾斜しているものである。図11(c)、(f)は両縦壁部が傾斜して三角形を形成しているものである。図11(c)、(f)の断面を成形するには、先端がRになっているパンチを使用するとよい。
また、図11(g)〜図11(i)に示すように、図11(a)〜図11(c)の内側または外側のいずれか一方のみの湾曲したフランジ部を有するものであってもよい。
フランジ部の長さ、高さ位置や角度について制限はない。
また、図12(a)の成形品61及び図12(b)の成形品63に示すように、内側または外側のいずれか一方に湾曲したフランジ部を有し、他方は湾曲しないフランジ部を有するものであってもよく、成形品の製品形状全体が湾曲していなくともよい。
Moreover, as a product shape of the molded product 11 which can obtain an effect in the present invention, it has a flange portion that is curved along the longitudinal direction, and has a flange portion on at least one of a pair of vertical walls forming the groove-shaped portion 13. Any shape is acceptable. FIG. 11 shows a plurality of examples of product-shaped cross sections of the molded article 11 to which the present invention can be applied, and each cross section will be described below.
FIG. 11A to FIG. 11F have flange portions that are curved both inside and outside. FIGS. 11A and 11D show a vertical wall that is vertical. FIGS. 11B and 11E are the same as the cross section of the molded article 11 described above, and the vertical walls are inclined. In FIGS. 11C and 11F, both vertical wall portions are inclined to form a triangle. In order to mold the cross sections of FIGS. 11C and 11F, it is preferable to use a punch having a tip of R.
Further, as shown in FIGS. 11 (g) to 11 (i), it may have a curved flange portion only on either the inside or the outside of FIGS. 11 (a) to 11 (c). Good.
There are no restrictions on the length, height position and angle of the flange.
Moreover, as shown in the molded product 61 in FIG. 12A and the molded product 63 in FIG. 12B, either the inner side or the outer side has a curved flange portion, and the other has a non-curved flange portion. The whole product shape of the molded product may not be curved.
また、成形品の長手方向をx方向、幅方向をy方向、高さ方向をz方向(図12参照)とすると、上記の実施の形態1〜3及び図12の説明では、成形品はxy平面内における湾曲であったが、本発明の対象とする成形品はこのような湾曲にのみ限られず、図13及び図14に示すように、フランジ部がz方向に湾曲するものも含む。
図13(a)は、成形品全体が長手方向中央で上に凸となるように湾曲した形状の一例(成形品65)を図示したものであり、図13(b)は長手方向中央で下に凸となるように湾曲した形状の一例(成形品67)を図示したものである。
図14(a)は、成形品のフランジ部のみが長手方向中央で上に凸となるように湾曲した形状の一例(成形品69)を図示したものであり、図14(b)は成形品のフランジ部のみが長手方向中央で下に凸となるように湾曲した形状の一例(成形品71)を図示したものである。
Also, assuming that the longitudinal direction of the molded product is the x direction, the width direction is the y direction, and the height direction is the z direction (see FIG. 12), in the description of Embodiments 1 to 3 and FIG. Although it was the curvature in the plane, the molded product which is the object of the present invention is not limited to such a curvature, and includes a product in which the flange portion is curved in the z direction as shown in FIGS.
FIG. 13A shows an example of a shape (molded product 65) that is curved so that the entire molded product is convex upward in the center in the longitudinal direction, and FIG. An example of the shape curved so as to be convex (molded product 67) is illustrated.
FIG. 14A shows an example of a shape (molded product 69) that is curved so that only the flange portion of the molded product is convex upward in the center in the longitudinal direction, and FIG. 14B shows the molded product. 1 shows an example of a shape (molded product 71) that is curved so that only the flange portion is convex downward at the center in the longitudinal direction.
本発明のプレス成形方法による作用効果について具体的な実験を行ったので、その結果について図15〜図17に基づいて、他の図を適宜参照して以下に説明をする。
まず、実験方法について概説する。実験は、H1及びD0のスプリングバックへ量の影響を確認するために、プレス成形装置1を用いてH1及びD0を変えて成形を行い、成形された成形品11のスプリングバック量を比較するというものである。
Since a specific experiment was performed on the operational effects of the press molding method of the present invention, the results thereof will be described below with reference to other drawings as appropriate based on FIGS.
First, the experimental method will be outlined. In the experiment, in order to confirm the influence of the amount of H 1 and D 0 on the spring back, the press molding apparatus 1 was used to perform the molding while changing H 1 and D 0 , and the amount of spring back of the molded product 11 formed Are compared.
成形対象となる成形品11は、図15及び図16に示すように、長さが1000mm、断面の高さが40mm、溝底部13aの幅が30mm、内側フランジ部15及び外側フランジ部17の幅がともに15mm、部品幅中央の長手方向湾曲曲率半径が1000mmである。ブランク19は厚さ1.2mmの980MPa級鋼板を使用した。プレス機には1000tonf油圧プレス機を用いた。   As shown in FIGS. 15 and 16, the molded product 11 to be molded has a length of 1000 mm, a cross-sectional height of 40 mm, a width of the groove bottom portion 13 a of 30 mm, and a width of the inner flange portion 15 and the outer flange portion 17. Are both 15mm and the radius of curvature in the longitudinal direction at the center of the part width is 1000mm. The blank 19 was a 980 MPa grade steel plate having a thickness of 1.2 mm. A 1000tonf hydraulic press was used as the press.
本発明例1〜本発明例4は、図1〜図3に示すプレス成形装置1を用い、H1及びD0はそれぞれ5、10、15mmの3水準とした。
比較例1としてプレス成形金型81(図19参照)を用いて、溝底部13aと縦壁部13bとフランジ部(内側フランジ部15及び外側フランジ部17)を成形する通常のパンチ85(H1=0mm、D0=0mm)を用いて従来のフォーム成形(図20参照)を行った。
Inventive Examples 1 to 4, the press molding apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 3 was used, and H 1 and D 0 were set to three levels of 5, 10 and 15 mm, respectively.
As a comparative example 1, a normal punch 85 (H 1 ) for forming the groove bottom portion 13a, the vertical wall portion 13b, and the flange portions (the inner flange portion 15 and the outer flange portion 17) using a press molding die 81 (see FIG. 19). = 0 mm, D 0 = 0 mm), conventional foam molding (see FIG. 20) was performed.
また、パッドで溝底部13aを押さえる場合の効果を確認するために、本発明例5としてプレス成形装置51(図10参照)を用いたパッド付きのフォーム成形(H1=10mm、D0=15mm)と、比較例2として通常のパンチ及びパッド付きダイを用いたフォーム成形(H1=0mm、D0=0mm)を実施した。パッド圧は50tonfとした。 Further, in order to confirm the effect of pressing the groove bottom 13a with a pad, as a fifth example of the present invention, a pad-formed foam molding using a press molding apparatus 51 (see FIG. 10) (H 1 = 10 mm, D 0 = 15 mm And, as Comparative Example 2, foam molding (H 1 = 0 mm, D 0 = 0 mm) using a normal punch and a die with a pad was performed. The pad pressure was 50 tons.
成形された成形品の形状は3次元形状測定で測定した。その後、CADソフトウェア上で長手方向中央の湾曲部が設計形状と合うように測定データの位置合わせを行い、部品端における測定形状データと設計形状データのY座標差異(曲がり量Δy、図17参照)を算出し、この曲がり量Δyをスプリングバックによる曲がり変形の指標とした。
曲がり量Δyは、正ならば部品の湾曲曲率が大きくなる(曲率半径が小さくなる)方向に曲がり変形したことを、負ならば湾曲曲率が小さくなる(曲率半径が大きくなる)方向に曲がり変形したことを意味する。そして、絶対値が小さければスプリングバック量が少ないことを意味する。
表1に各プレス成形条件{H1(mm)、D0(mm)、パッドの有無}と各プレス条件で成形された成形品11の曲がり量Δy(mm)をまとめたものを示す。
The shape of the molded product was measured by three-dimensional shape measurement. Then, the measurement data is aligned on the CAD software so that the central curved portion in the longitudinal direction matches the design shape, and the Y coordinate difference between the measurement shape data and the design shape data at the part end (bend amount Δy, see FIG. 17) The amount of bending Δy was used as an index of bending deformation due to springback.
If the amount of bending Δy is positive, the part is bent and deformed in the direction of increasing the curvature of curvature (decreasing the radius of curvature), and if negative, it is bent and deformed in the direction of decreasing the curvature of curvature (increasing the radius of curvature). Means that. If the absolute value is small, it means that the amount of springback is small.
Table 1 summarizes each press molding condition {H 1 (mm), D 0 (mm), presence / absence of pad} and the bending amount Δy (mm) of the molded product 11 molded under each press condition.
本発明例1〜本発明例4では、表1に示すように、比較例1と比較して曲がり量Δyが改善された。特に発明例4の曲がり量Δyは0.5mmであり、比較例1の7.4mmに比べて大幅にスプリングバックが改善された。
また、比較例2及び本発明例5から分かる通り、パッドを用いた場合でもスプリングバックが大幅に改善された。
In Invention Example 1 to Invention Example 4, as shown in Table 1, the bending amount Δy was improved as compared with Comparative Example 1. In particular, the bending amount Δy of Invention Example 4 was 0.5 mm, and the spring back was significantly improved as compared with 7.4 mm of Comparative Example 1.
Further, as can be seen from Comparative Example 2 and Invention Example 5, even when the pad was used, the spring back was greatly improved.
1 プレス成形装置(実施の形態1)
3 パンチ
3a 溝底成形部
3b 縦壁成形部
5 フランジ成形ダイ
5a フランジ成形面
7 ダイ
7a 溝形状成形部
7b フランジ成形部
7c 凸部
9 油圧支持機構
11 成形品
13 溝形状部
13a 溝底部
13b 縦壁部
15 内側フランジ部
17 外側フランジ部
19 ブランク
19a 内側端
19b 外側端
21 第1油圧ピストン
23 作動油
25 油圧配管
27 第2油圧ピストン
29 押圧板
31 プレス成形装置(実施の形態2)
33 パンチ
33b 外側フランジ成形部
41 プレス成形装置(実施の形態3)
43 パンチ
43a 内側フランジ成形部
51 プレス成形装置(他の態様)
53 パッド
61 内側に湾曲フランジを有する成形品
63 外側に湾曲フランジを有する成形品
65 上に凸となる湾曲形状の成形品
67 下に凸となる湾曲形状の成形品
69 フランジ部のみが上に凸となる湾曲形状の成形品
71 フランジ部のみが下に凸となる湾曲形状の成形品
81 プレス成形金型(従来例)
83 ダイ
85 パンチ
86 パンチの平坦部
1 Press forming apparatus (Embodiment 1)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Punch 3a Groove bottom molding part 3b Vertical wall molding part 5 Flange molding die 5a Flange molding surface 7 Die 7a Groove shape molding part 7b Flange molding part 7c Convex part 9 Hydraulic support mechanism 11 Molded article 13 Groove shape part 13a Groove bottom part 13b Vertical Wall portion 15 Inner flange portion 17 Outer flange portion 19 Blank 19a Inner end 19b Outer end 21 First hydraulic piston 23 Hydraulic oil 25 Hydraulic piping 27 Second hydraulic piston 29 Press plate 31 Press molding device (Embodiment 2)
33 Punch 33b Outer flange forming part 41 Press forming apparatus (Embodiment 3)
43 Punch 43a Inner flange forming part 51 Press forming apparatus (other aspects)
53 Pad 61 Molded product having a curved flange on the inside 63 Molded product having a curved flange on the outside 65 Molded product having a curved shape convex upward 67 Molded product having a curved shape convex downward 69 Only the flange portion is convex upward Curved molded product 71 Curved molded product with only the flange portion protruding downward 81 Press molding die (conventional example)
83 Die 85 Punch 86 Punch flat part

Claims (4)

  1. 長手方向に延びる溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方に長手方向に沿って湾曲するフランジ部を有する製品形状の成形品を、前記溝形状部を成形するパンチと、該パンチの少なくとも一方の側部に移動可能に設けられたフランジ成形ダイと、前記パンチと協働して溝形状部を成形する溝形状成形部と前記フランジ成形ダイと協働してフランジ部を成形するフランジ成形部を有する移動可能なダイと、を用いてプレス成形するプレス成形方法であって、
    成形途中における前記ダイの下死点からの距離をH、成形途中における前記フランジ成形ダイの上死点からの距離をDとしたときに、
    パンチとダイによる成形途中においては、フランジ端部がフランジ成形ダイに当接した後、前記フランジ成形ダイの移動を開始し、H>0、D>0であり、
    前記ダイが下死点に到達する時点と前記フランジ成形ダイが上死点に到達する時点が同時になるように両者を移動させ、製品形状に成形する時点で、H=D=0となるようにして成形することを特徴とするプレス成形方法。
    A product-shaped molded article having a groove-shaped portion extending in the longitudinal direction and having a flange portion curved along the longitudinal direction on at least one of the pair of vertical wall portions forming the groove-shaped portion. A punch for forming, a flange forming die provided movably on at least one side of the punch, a groove forming portion for forming a groove forming portion in cooperation with the punch, and the flange forming die And a movable die having a flange forming part for forming the flange part, and a press molding method for press molding using a die,
    When the distance from the bottom dead center of the die during molding is H, and the distance from the top dead center of the flange molding die during molding is D,
    In the middle of molding with the punch and die , after the flange end abuts against the flange molding die, the flange molding die starts to move, and H> 0, D> 0,
    Both are moved so that the time when the die reaches the bottom dead center and the time when the flange forming die reaches the top dead center are set so that H = D = 0 at the time of forming into a product shape. A press molding method characterized by molding.
  2. フランジ成形ダイの移動開始時におけるHとDの関係が、D>Hであることを特徴とする請求項1記載のプレス成形方法。   2. The press forming method according to claim 1, wherein the relationship between H and D at the start of movement of the flange forming die satisfies D> H.
  3. 前記パンチのいずれか一方の側部に移動可能に設けられたフランジ成形ダイを用いてプレス成形することを特徴とする請求項1又は2記載のプレス成形方法。   3. The press molding method according to claim 1, wherein press molding is performed by using a flange molding die provided movably on one side of the punch.
  4. 前記パンチの両方の側部に移動可能に設けられたフランジ成形ダイを用いてプレス成形することを特徴とする請求項1又は2記載のプレス成形方法。   3. The press molding method according to claim 1, wherein press molding is performed by using a flange molding die provided movably on both sides of the punch.
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