JP6152841B2 - Press molding method and manufacturing method of press mold - Google Patents

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Description

本発明は、プレス成形方法およびプレス成形用金型の製造方法であって、特に、長手方向に湾曲したプレス成形品に生じるスプリングバックを抑制するプレス成形方法およびプレス成形用金型の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a press molding method and a press molding die manufacturing method, and more particularly, to a press molding method and a press molding die manufacturing method for suppressing springback that occurs in a press molded product curved in the longitudinal direction. Is.

近年、衝突安全性向上と自動車車体軽量化の要請から、自動車部品への高強度鋼板の適用が拡大している。しかしながら、自動車部品の製作において、高強度鋼板のプレス成形後に発生するスプリングバックによる形状凍結不良が問題となっている。特に、980MPa級以上の超ハイテン材では該形状凍結不良が顕著である。
この問題に対応するために、特許文献1〜特許文献3には、プレス成形後のスプリングバックを抑制する形状凍結性に優れたプレス成形方法が開示されている。また、特許文献4には、ハット型部品の縦壁の反り防止を目的としてダイとパンチのクリアランスを狭くしたまま縦壁全体を成形するプレス成形方法が開示されている。
In recent years, the application of high-strength steel sheets to automobile parts has been expanding due to demands for improving collision safety and reducing the weight of automobile bodies. However, in the production of automobile parts, there is a problem of defective shape freezing due to springback that occurs after press forming of a high-strength steel plate. In particular, the shape freezing failure is remarkable in a super high tensile material of 980 MPa class or higher.
In order to cope with this problem, Patent Documents 1 to 3 disclose a press molding method excellent in shape freezing property that suppresses springback after press molding. Patent Document 4 discloses a press molding method in which the entire vertical wall is molded while the clearance between the die and the punch is narrowed for the purpose of preventing warpage of the vertical wall of the hat-shaped part.

特開2009−255117号公報JP 2009-255117 A 特開2009−202189号公報JP 2009-202189 A 特開2004−174531号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-174551 特開2009−23000号公報JP 2009-23000 A

特許文献1に開示されているプレス成形方法は二つの工程によりプレス成形品を作製する。まず、第一工程では、伸びフランジ部位となる部分に複数のエンボスを、縮みフランジ部位となる部分に複数の余肉ビードをそれぞれ配置した中間品を成形する。続く第二工程では、前記エンボスを潰すことで伸びフランジ部位に圧縮応力を与えて該伸びフランジ部位の残留応力を平準化するとともに、前記縮みフランジ部位に引張応力を生じさせることで残留応力を平準化する。このように、特許文献1のプレス成形方法は、プレス成形品の残留応力を平準化することでスプリングバックを低減するものであるが、エンボス又は余肉ビードの形状や配置する場所について明確な指標がない。さらに、プレス成形品によっては縮みフランジ部位の曲率が変化して圧縮応力が必ずしも均一ではないため、前記プレス成形方法を適用することはできない。また、伸びフランジ部位に圧縮応力を与えるためには、第一工程で形成した複数のエンボスを潰すための第二工程が不可欠であるため生産性が悪く、さらに、第二工程で潰しきれない前記エンボスによる皺がプレス成形品に残留する問題がある。   The press molding method disclosed in Patent Document 1 produces a press-molded product by two steps. First, in the first step, an intermediate product is formed in which a plurality of embossments are disposed in a portion to be an elongated flange portion, and a plurality of surplus beads are disposed in a portion to be a contracted flange portion. In the subsequent second step, the embossing is crushed to give a compressive stress to the stretched flange part to level the residual stress in the stretched flange part, and the residual stress is leveled by generating a tensile stress in the contracted flange part. Turn into. Thus, although the press molding method of patent document 1 reduces a springback by equalizing the residual stress of a press-molded product, it is a clear indicator about the shape of the embossed or surplus bead and the place to place it. There is no. Further, depending on the press-formed product, the curvature of the contracted flange portion changes and the compressive stress is not necessarily uniform, and therefore the press-forming method cannot be applied. In addition, in order to give compressive stress to the stretch flange part, the second step for crushing a plurality of embosses formed in the first step is indispensable, so the productivity is poor, and further, the crushing cannot be done in the second step. There is a problem that wrinkles due to embossing remain in the press-formed product.

特許文献2に開示されている断面ハット型形状部材のプレス成形方法は、前記断面ハット型形状部材の天井部と縦壁部の接合部に楕円状のフィレット部を付与することで、前記断面ハット型形状部材の離型後にスプリングバックにより生じる反りおよび捩れを低減するものである。しかし該プレス成形方法においては、プレス成形品の形状変更が必要であり、設計要件上、前記プレス成形品の形状変更が不可能である場合には、有効な対策とはならない。   In the press forming method of the cross-sectional hat-shaped member disclosed in Patent Document 2, the cross-sectional hat is formed by providing an elliptical fillet portion at the joint between the ceiling portion and the vertical wall portion of the cross-sectional hat-shaped member. This is to reduce warpage and twist caused by springback after the mold-shaped member is released. However, in the press molding method, it is necessary to change the shape of the press-molded product, and if the shape change of the press-molded product is impossible due to design requirements, it is not an effective measure.

特許文献3に開示されている薄鋼板のプレス成形方法は、ハット型断面部品のフランジ部にビードを設けることで、プレス成形工程の終了直前に縦壁の面内応力を調整し、スプリングバックを低減するものであるが、前記フランジ部に設けた前記ビードは製品にとって不要な突起物であるため、前記プレス成形工程の後に行うトリム工程により前記ビードを取り去る必要が生じ、歩留まりおよび生産性が悪くなる問題点がある。   In the thin steel plate press forming method disclosed in Patent Document 3, the in-plane stress of the vertical wall is adjusted immediately before the end of the press forming process by providing a bead on the flange portion of the hat-shaped cross-sectional component, and the spring back is applied. Although the bead provided on the flange portion is a projection unnecessary for the product, it is necessary to remove the bead by a trim process performed after the press molding process, resulting in poor yield and productivity. There is a problem.

特許文献4に開示されているプレス成形方法では、ハット型断面形状部品の縦壁部に生じる反りを防止することはできるが、側面視で長手方向に湾曲するハット型断面形状部品全体の反りを防止することは難しい。   In the press molding method disclosed in Patent Document 4, it is possible to prevent warpage that occurs in the vertical wall portion of the hat-shaped cross-sectional shape part, but it is possible to prevent warpage of the entire hat-shaped cross-sectional shape part that is curved in the longitudinal direction in a side view. It is difficult to prevent.

以上のように、特許文献1〜4に開示されたいずれのものも何らかの課題を有している。本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、長手方向に湾曲したプレス成形品に生じるスプリングバックを効果的に抑制することでプレス成形品全体の形状不良の防止が可能となり、さらにはプレス成形品の形状変更を生じることのないプレス成形方法およびプレス成形用金型の製造方法を提供することを目的とする。   As described above, any of those disclosed in Patent Documents 1 to 4 has some problem. The present invention has been made to solve the above-described problems, and by effectively suppressing the spring back generated in the press-formed product curved in the longitudinal direction, it is possible to prevent the shape failure of the entire press-formed product. An object of the present invention is to provide a press molding method and a press molding die manufacturing method that are possible and that do not change the shape of the press molded product.

(1)本発明に係るプレス成形方法は、長手方向に湾曲する断面ハット形状のプレス成形品を製造するプレス成形方法であって、
前記プレス成形品を対象としたプレス成形解析を行い、該プレス成形解析において成形下死点でのプレス成形品の残留引張応力分布を算出するプレス成形解析工程と、
該プレス成形解析工程で算出された前記残留引張応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、スプリングバックにより形状凍結不良の要因となる残留引張応力が存在する領域を特定する領域特定工程と、
該領域特定工程で特定された前記領域に当接する部位の金型のクリアランスを変更するクリアランス変更工程と、
該クリアランス変更工程で前記領域に当接する部位のクリアランスが変更された金型を用いてプレス成形するプレス成形工程とを備え
前記クリアランス変更工程は、予め、緩和したい長手方向引張応力と必要な板厚方向圧縮応力との関係を求めておき、また、必要な板厚方向圧縮応力と強制引張変位前の板厚を基準とする強制引張変位後からの板厚減少率α 2 との関係を求めておき、前記クリアランスの変更量を(3)式で算出することを特徴とするプレス成形方法。
(クリアランス変更量)=(変更前の当該部位のクリアランス)−(目標板厚)・・・(3)
ただし、目標板厚=板厚*{1−(長手方向引張応力による板厚減少率α 1 +板厚方向圧縮応力による板厚減少率α 2 )}
ここで、強制引張変位による板厚減少率α 1 は下記式(1)で求める。
α 1 [%]=(t 0 −t 1 )/t 0 *100 ・・・(1)
また、強制引張変位後からの板厚方向圧縮応力付与による板厚減少率α 2 は、強制引張変位前の板厚t 0 を基準として、下記式(2)で求める。
α 2 [%]=(t 1 −t 2 )/t 0 *100 ・・・(2)
なお、強制引張変位前の板厚をt 0 とし、強制引張変位後の板厚をt 1 とし、板厚方向圧縮応力付与後の板厚をt 2 とする。
(1) A press molding method according to the present invention is a press molding method for producing a press-molded product having a cross-sectional hat shape that is curved in the longitudinal direction,
A press molding analysis step for performing a press molding analysis on the press molded product, and calculating a residual tensile stress distribution of the press molded product at a molding bottom dead center in the press molding analysis;
A region specifying step of performing a springback analysis based on the residual tensile stress distribution calculated in the press molding analysis step, and specifying a region where residual tensile stress that causes a shape freezing failure due to the springback exists,
A clearance changing step of changing the clearance of the mold of the part that comes into contact with the region specified in the region specifying step;
A press molding step of performing press molding using a mold in which the clearance of the portion that abuts the region in the clearance changing step is changed , and
In the clearance changing step, the relationship between the longitudinal tensile stress to be relaxed and the necessary compressive stress in the plate thickness direction is obtained in advance, and the necessary plate thickness direction compressive stress and the plate thickness before forced tensile displacement are used as a reference. force tensile thickness reduction rate after displacement to previously obtain a relation between alpha 2, press molding method, wherein that you calculate the amount of change in the clearance (3) is.
(Clearance change amount) = (Clear clearance of the part before change) − (Target plate thickness) (3)
However, target plate thickness = plate thickness * {1- (plate thickness reduction rate α 1 due to longitudinal tensile stress + plate thickness reduction rate α 2 due to plate direction compressive stress )}
Here, the plate thickness reduction rate α 1 due to the forced tensile displacement is obtained by the following equation (1).
α 1 [%] = (t 0 −t 1 ) / t 0 * 100 (1)
Further, the thickness reduction rate α 2 due to the application of the compressive stress in the thickness direction after the forced tensile displacement is obtained by the following formula (2) using the thickness t 0 before the forced tensile displacement as a reference.
α 2 [%] = (t 1 −t 2 ) / t 0 * 100 (2)
The plate thickness before the forced tensile displacement is t 0 , the plate thickness after the forced tensile displacement is t 1, and the plate thickness after applying the plate thickness direction compressive stress is t 2 .

(3)本発明に係るプレス成形用金型の製造方法は、長手方向に湾曲する断面ハット形状のプレス成形品をプレス成形するプレス成形用金型の製造方法であって、
前記プレス成形品を対象としたプレス成形解析を行い、該プレス成形解析において成形下死点でのプレス成形品の残留引張応力分布を算出するプレス成形解析工程と、
該プレス成形解析工程で算出された前記残留引張応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、スプリングバックにより形状凍結不良の要因となる残留引張応力が存在する領域を特定する領域特定工程と、
ダイおよび/またはパンチにおける該領域特定工程で特定された前記領域に当接する部位に凸部を設けた金型を製造する金型製造工程とを備え
前記凸部を設けて変更する金型のクリアランス変更量は、予め、緩和したい長手方向引張応力と必要な板厚方向圧縮応力との関係を求めておき、また、必要な板厚方向圧縮応力と強制引張変位前の板厚を基準とする強制引張変位後からの板厚減少率α 2 との関係を求めておき、前記クリアランスの変更量を(3)式で算出することを特徴とするプレス成形用金型の製造方法。
(クリアランス変更量)=(変更前の当該部位のクリアランス)−(目標板厚)・・・(3)
ただし、目標板厚=板厚*{1−(長手方向引張応力による板厚減少率α 1 +板厚方向圧縮応力による板厚減少率α 2 )}
ここで、強制引張変位による板厚減少率α 1 は下記式(1)で求める。
α 1 [%]=(t 0 −t 1 )/t 0 *100 ・・・(1)
また、強制引張変位後からの板厚方向圧縮応力付与による板厚減少率α 2 は、強制引張変位前の板厚t 0 を基準として、下記式(2)で求める。
α 2 [%]=(t 1 −t 2 )/t 0 *100 ・・・(2)
なお、強制引張変位前の板厚をt 0 とし、強制引張変位後の板厚をt 1 とし、板厚方向圧縮応力付与後の板厚をt 2 とする。
(3) A method for producing a press-molding die according to the present invention is a method for producing a press-molding die for press-molding a press-formed product having a cross-sectional hat shape that is curved in the longitudinal direction,
A press molding analysis step for performing a press molding analysis on the press molded product, and calculating a residual tensile stress distribution of the press molded product at a molding bottom dead center in the press molding analysis;
A region specifying step of performing a springback analysis based on the residual tensile stress distribution calculated in the press molding analysis step, and specifying a region where residual tensile stress that causes a shape freezing failure due to the springback exists,
A mold manufacturing process for manufacturing a mold provided with a convex portion at a portion that contacts the area specified in the area specifying process in the die and / or punch ,
The amount of change in the clearance of the mold to be changed by providing the convex portion is obtained in advance by obtaining the relationship between the longitudinal tensile stress to be relaxed and the necessary thickness direction compressive stress, and the necessary thickness direction compressive stress. leave the plate thickness before compulsory tensile displacement obtained relation between sheet thickness reduction rate alpha 2 from after forced tensile displacement to the reference, characterized that you calculate the amount of change in the clearance (3) A method for manufacturing a press mold.
(Clearance change amount) = (Clear clearance of the part before change) − (Target plate thickness) (3)
However, target plate thickness = plate thickness * {1- (plate thickness reduction rate α 1 due to longitudinal tensile stress + plate thickness reduction rate α 2 due to plate direction compressive stress )}
Here, the plate thickness reduction rate α 1 due to the forced tensile displacement is obtained by the following equation (1).
α 1 [%] = (t 0 −t 1 ) / t 0 * 100 (1)
Further, the thickness reduction rate α 2 due to the application of the compressive stress in the thickness direction after the forced tensile displacement is obtained by the following formula (2) using the thickness t 0 before the forced tensile displacement as a reference.
α 2 [%] = (t 1 −t 2 ) / t 0 * 100 (2)
The plate thickness before the forced tensile displacement is t 0 , the plate thickness after the forced tensile displacement is t 1, and the plate thickness after applying the plate thickness direction compressive stress is t 2 .

本発明においては、長手方向に湾曲する断面ハット形状のプレス成形品を対象としたプレス成形解析を行い、該プレス成形解析において成形下死点での前記プレス成形品の残留引張応力分布を算出し、算出された前記残留引張応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、スプリングバックにより形状凍結不良の要因となる残留引張応力が存在する領域を特定し、特定された前記領域に当接する部位の金型のクリアランスを変更し、当該クリアランスを変更した金型を用いてプレス成形を行うことによって、特別なプレス機構や大幅な製品形状の変更を必要とせずにスプリングバックによる形状不良の要因となる残留引張応力を緩和することができ、プレス成形品の長手方向の反りなどの3次元的な形状不良が抑制され、寸法精度に優れたプレス成形品を得ることができる。   In the present invention, a press molding analysis is performed on a press-molded product having a cross-sectional hat shape that is curved in the longitudinal direction, and the residual tensile stress distribution of the press-molded product at the molding bottom dead center is calculated in the press molding analysis. The springback analysis is performed based on the calculated residual tensile stress distribution, the region where the residual tensile stress that causes the shape freezing failure due to the springback exists is identified, and the gold of the portion that comes into contact with the identified region is identified. Residuals that cause shape defects due to springback without changing the clearance of the mold and performing press molding using the mold with the changed clearance, without requiring a special press mechanism or significant product shape change Tensile stress can be relieved, three-dimensional shape defects such as warpage in the longitudinal direction of press-formed products are suppressed, and dimensional accuracy is excellent It is possible to obtain a press-molded article.

本発明の実施の形態に係るプレス成形品のプレス成形方法の説明図である。It is explanatory drawing of the press molding method of the press molded product which concerns on embodiment of this invention. 断面ハット形状のプレス成形品の形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the press-formed product of a cross-sectional hat shape. 断面ハット形状のプレス成形品に存在する残留応力を説明する図である。It is a figure explaining the residual stress which exists in the press-formed product of a cross-sectional hat shape. 断面ハット形状のプレス成形品のスプリングバックによる形状不良を説明する図である。It is a figure explaining the shape defect by the springback of the press-formed product of a cross-sectional hat shape. 本発明に至った経緯における数値解析で解析対象としたモデル材料の説明図である。It is explanatory drawing of the model material made into the analysis object by the numerical analysis in the process which led to this invention. 本発明に至った経緯における数値解析で得られた結果を表すグラフである(その1)。It is a graph showing the result obtained by the numerical analysis in the process which led to this invention (the 1). 本発明に至った経緯における数値解析で得られた結果を表すグラフである(その2)。It is a graph showing the result obtained by the numerical analysis in the process which led to this invention (the 2). 本発明に至った経緯における数値解析で得られた結果を表すグラフである(その3)。It is a graph showing the result obtained by the numerical analysis in the process which led to this invention (the 3). 実施例1において数値解析の解析対象としたプレス成形品の説明図である。It is explanatory drawing of the press molded product made into the analysis object of numerical analysis in Example 1. FIG. 実施例1において圧縮応力を付加する領域を説明する図である(その1)。It is a figure explaining the area | region which applies a compressive stress in Example 1 (the 1). 実施例1において圧縮応力を付加する領域を説明する図である(その2)。It is a figure explaining the area | region which applies a compressive stress in Example 1 (the 2). 実施例2の数値解析において解析対象としたプレス成形品の説明図である。It is explanatory drawing of the press molded product made into the analysis object in the numerical analysis of Example 2. FIG. 実施例2の数値解析においてパンチに設けた凸部を表す図である。It is a figure showing the convex part provided in the punch in the numerical analysis of Example 2. FIG.

本発明の実施の形態に係るプレス成形方法およびプレス成形用金型の製造方法の詳細を説明する前に、まず本発明に至った経緯について説明する。   Before explaining the details of the press molding method and the manufacturing method of the press molding die according to the embodiment of the present invention, the background to the present invention will be described first.

<本発明に至った経緯>
長手方向に湾曲し、側面視で中央部において上部に凸状であるプレス成形品1(図2参照)をプレス成形により製造する過程において、図3に示すように、成形下死点でパンチ底が当接する天板部3の一部の領域7に強い引張応力が生じるとともに、フランジ部5の一部の領域9に圧縮応力が生じる。その後、プレス成形品1を金型から離型すると、図4に示すようにプレス成形品1は長手方向への反りおよび捩れを生じる。
<Background to the Present Invention>
In the process of producing a press-formed product 1 (see FIG. 2), which is curved in the longitudinal direction and is convex in the upper part in the center as viewed from the side, by press molding, as shown in FIG. A strong tensile stress is generated in a part of the region 7 of the top plate part 3 in contact with and a compressive stress is generated in a part of the region 9 of the flange part 5. Thereafter, when the press-formed product 1 is released from the mold, the press-formed product 1 is warped and twisted in the longitudinal direction as shown in FIG.

この反りの原因は、天板部3の領域7に残留する前記引張応力と、フランジ部5の領域9に残留する前記圧縮応力によるものである。また、前記捩れの原因は、スプリングバックによってプレス成形品1の天板部3は長手方向線長が短くなるように変形するとともに、フランジ部5は長手方向線長が長くなるように変形し、天板部3とフランジ部5、または左右のフランジ部5に生じるわずかな線長差によるものである。   The cause of the warp is due to the tensile stress remaining in the region 7 of the top plate portion 3 and the compressive stress remaining in the region 9 of the flange portion 5. The cause of the twist is that the top plate portion 3 of the press-formed product 1 is deformed so that the longitudinal line length is shortened by the spring back, and the flange portion 5 is deformed so that the longitudinal line length is long, This is due to a slight line length difference occurring in the top plate portion 3 and the flange portion 5 or the left and right flange portions 5.

したがって、プレス成形過程の成形下死点において、少なくともパンチ底が当接する天板部3に生じる引張応力を緩和することができれば、離型後のプレス成形品1に残留する引張応力が緩和され、その結果、反り、捩じれともに低減されると考えられる。   Therefore, if at least the tensile stress generated in the top plate portion 3 with which the punch bottom abuts can be relaxed at the molding bottom dead center in the press molding process, the tensile stress remaining in the press-molded product 1 after release is relaxed, As a result, it is considered that both warpage and twisting are reduced.

本発明者らは、プレス成形過程の成形下死点においてプレス成形品1の天板部3に生じた引張応力を緩和するための解決策を鋭意検討した。その結果、前記引張応力が生じる天板部3に対して十分な荷重で板厚方向に圧縮し、板厚方向の塑性変形を生じさせることによって天板部3の引張応力が緩和されることを見出した。   The inventors diligently studied a solution for relaxing the tensile stress generated in the top plate portion 3 of the press-formed product 1 at the bottom dead center of the press-forming process. As a result, the tensile stress of the top plate portion 3 is relieved by compressing the top plate portion 3 where the tensile stress is generated with a sufficient load in the plate thickness direction and causing plastic deformation in the plate thickness direction. I found it.

しかしながら、板厚方向の圧縮による塑性変形により板厚を減少させるためには大きな荷重が必要となるため、プレス成形品1全体に十分な圧縮を施すのはきわめて困難である。また、圧縮する領域を限定した場合でも、通常のプレス成形に要する荷重に加えて、板厚方向の圧縮に対して数100kN〜数1000kNといった大荷重が必要となる。   However, since a large load is required to reduce the plate thickness by plastic deformation due to compression in the plate thickness direction, it is extremely difficult to sufficiently compress the entire press-formed product 1. Even when the region to be compressed is limited, in addition to the load required for normal press forming, a large load of several hundred kN to several thousand kN is required for compression in the plate thickness direction.

そこで、前記引張応力の緩和に効果的な部位のみの板厚を減少させる必要があり、そのためにはプレス成形後のプレス成形品1において形状凍結不良を引き起こす要因となる残留引張応力が存在する領域を特定し、該領域に対して圧縮応力を加えることにより該残留引張応力を緩和することが有効であると考えられる。さらに、前記残留引張応力と該残留引張応力の緩和に要する圧縮応力との関係を正しく把握することが重要となる。   Therefore, it is necessary to reduce the thickness of only the portion effective for the relaxation of the tensile stress, and for that purpose, there is a region in which residual tensile stress exists that causes a shape freeze defect in the press-formed product 1 after press forming. It is considered effective to relieve the residual tensile stress by specifying the above and applying compressive stress to the region. Furthermore, it is important to correctly grasp the relationship between the residual tensile stress and the compressive stress required for relaxation of the residual tensile stress.

本発明者らはさらに検討を重ね、前記引張応力の緩和に必要な板厚方向圧縮応力、さらには当該板厚方向圧縮応力を生じさせるために必要な板厚減少量を数値解析により求める手法を見出した。以下、該手法の詳細を説明する。   The present inventors have further studied and developed a method for obtaining a plate thickness direction compressive stress necessary for the relaxation of the tensile stress and a plate thickness reduction amount necessary for generating the plate thickness direction compressive stress by numerical analysis. I found it. Hereinafter, details of the method will be described.

上記手法では、例えば、図5に示す板幅5mm、長さ10mm、板厚1.5mmの1180MPa級鋼板をモデル材料11とし、有限要素法による構造解析を行う。   In the above method, for example, a 1180 MPa class steel plate having a plate width of 5 mm, a length of 10 mm, and a plate thickness of 1.5 mm shown in FIG.

まず、モデル材料11の長手方向に一例として、0.5mmの強制引張変位を与える。該強制引張変位によって長手方向に5%の引張ひずみがモデル材料11に一様に与えられるとすると、この時の引張応力は約1250MPaに相当する。この状態でモデル材料11の長手方向変位を拘束し、板厚方向に圧縮荷重を加えた場合の数値解析を行う。数値解析において、板厚方向の圧縮荷重を10kNから100kNまで変化させ、モデル材料11における圧縮荷重と長手方向引張応力、板厚方向圧縮応力および板厚減少率との関係を調べた。   First, a forced tensile displacement of 0.5 mm is given as an example in the longitudinal direction of the model material 11. Assuming that the tensile strain of 5% is uniformly applied to the model material 11 in the longitudinal direction by the forced tensile displacement, the tensile stress at this time corresponds to about 1250 MPa. In this state, the longitudinal displacement of the model material 11 is constrained, and numerical analysis is performed when a compressive load is applied in the thickness direction. In the numerical analysis, the compression load in the plate thickness direction was changed from 10 kN to 100 kN, and the relationship between the compression load and the longitudinal tensile stress, the plate thickness direction compression stress, and the plate thickness reduction rate in the model material 11 was examined.

図6に板厚方向の圧縮荷重と長手方向引張応力との関係、および、板厚方向の圧縮荷重と板厚方向圧縮応力との関係を示す。板厚方向の圧縮荷重の増加に伴い、板厚方向圧縮応力は増加するのに対し、長手方向引張応力は減少し、板厚方向の圧縮荷重が約72kNにおいて長手方向引張応力は0MPaとなる。板厚方向の圧縮荷重をさらに増加すると、長手方向引張応力は負の値、すなわち長手方向に圧縮応力が生じる。   FIG. 6 shows the relationship between the compressive load in the plate thickness direction and the longitudinal tensile stress, and the relationship between the compressive load in the plate thickness direction and the compressive stress in the plate thickness direction. As the compressive load in the plate thickness direction increases, the compressive stress in the plate thickness direction increases, while the tensile stress in the longitudinal direction decreases. When the compressive load in the plate thickness direction is about 72 kN, the longitudinal tensile stress becomes 0 MPa. When the compressive load in the plate thickness direction is further increased, the longitudinal tensile stress has a negative value, that is, a compressive stress is generated in the longitudinal direction.

この結果は、板厚方向に圧縮荷重を加えることにより、長手方向引張応力が緩和されることを示している。また、長手方向引張応力が0MPaとなる時の板厚方向の圧縮応力は約1400MPaであった。このことは、長手方向引張応力を0MPaにするためには、緩和したい長手方向引張応力である約1250MPaよりも少し大きい値の板厚方向圧縮応力を加える必要があることを示している。   This result shows that the longitudinal tensile stress is relaxed by applying a compressive load in the plate thickness direction. Further, the compressive stress in the plate thickness direction when the longitudinal tensile stress was 0 MPa was about 1400 MPa. This indicates that in order to set the longitudinal tensile stress to 0 MPa, it is necessary to apply a thickness direction compressive stress having a value slightly larger than about 1250 MPa, which is the longitudinal tensile stress to be relaxed.

図7に、緩和したい長手方向引張応力と必要な板厚方向圧縮応力との関係を示す。また、図8に、必要な板厚方向圧縮応力と強制引張変位前の板厚を基準とする強制引張変位後からの板厚減少率α2の関係を示す。すなわち、モデル材料11の強制引張変位前の板厚をt0とし、強制引張変位後の板厚をt1とし、板厚方向圧縮応力付与後の板厚をt2とすると、強制引張変位による板厚減少率α1は下記式(1)で求まる。
α1[%]=(t0−t1)/t0*100 ・・・(1)
また、強制引張変位後からの板厚方向圧縮応力付与による板厚減少率α2は、強制引張変位前の板厚t0を基準として、下記式(2)で求まる。
α2[%]=(t1−t2)/t0*100 ・・・(2)
FIG. 7 shows the relationship between the longitudinal tensile stress to be relaxed and the necessary compressive stress in the thickness direction. FIG. 8 shows the relationship between the necessary plate thickness direction compressive stress and the plate thickness reduction rate α 2 after forced tensile displacement based on the plate thickness before forced tensile displacement. That is, assuming that the thickness of the model material 11 before the forced tensile displacement is t 0 , the thickness after the forced tensile displacement is t 1 , and the thickness after applying the compressive stress in the thickness direction is t 2 , the forced tensile displacement is caused. The plate thickness reduction rate α 1 is obtained by the following formula (1).
α 1 [%] = (t 0 −t 1 ) / t 0 * 100 (1)
Further, the thickness reduction rate α 2 due to the application of the compressive stress in the thickness direction after the forced tensile displacement is obtained by the following formula (2) with the thickness t 0 before the forced tensile displacement as a reference.
α 2 [%] = (t 1 −t 2 ) / t 0 * 100 (2)

緩和したい長手方向引張応力の増加に伴い必要な板厚方向圧縮応力は減少し、また、必要な板厚方向圧縮応力の増加により、強制引張変位後からの板厚減少率α2は増加する。この結果から、目標とする緩和したい長手方向引張応力に対応する板厚方向圧縮応力を得るために必要な強制引張変位後からの板厚減少量(=強制変位前の板厚t0*板厚方向圧縮応力付与による板厚減少率α2)を算出することができる。
例えば、長手方向引張応力を1250MPaから250MPaまで1000MPaまで緩和したい場合、図7より、引張応力を1000MPa緩和するために板厚方向圧縮応力は約1150MPaが必要であると読み取ることができる。
The necessary plate thickness direction compressive stress decreases with the increase in the longitudinal tensile stress to be relaxed, and the plate thickness reduction rate α 2 after forced tensile displacement increases due to the increase in the required plate thickness direction compressive stress. From this result, the thickness reduction amount after forced tensile displacement necessary to obtain the thickness direction compressive stress corresponding to the target longitudinal tensile stress to be relaxed (= thickness t 0 before forced displacement t * thickness It is possible to calculate the thickness reduction rate α 2 ) due to the application of directional compressive stress.
For example, when it is desired to relax the longitudinal tensile stress from 1250 MPa to 250 MPa up to 1000 MPa, it can be read from FIG. 7 that the plate thickness direction compressive stress needs about 1150 MPa in order to relax the tensile stress by 1000 MPa.

さらに、図8より、該圧縮応力を材料に与えるためには、約1150MPaの圧縮応力を与えたときの板厚減少率α2として3.4%が得られるようにモデル材料11に圧縮応力を与えればよい。または、モデル材料11に強制引張変位を与える前の板厚1.5mmに対して、強制引張変位による板厚減少率α1=2.3%に板厚方向圧縮応力付与による板厚減少率α2=3.4%を加えた5.7%の板厚減少率が得られるような圧縮応力を加えればよく、そのためには1.5mm×0.057=0.0855mmの板厚減少量が得られるように金型クリアランスを変更してモデル材料11に圧縮応力を与えればよい。 Further, as shown in FIG. 8, in order to apply the compressive stress to the material, the compressive stress is applied to the model material 11 so that 3.4% is obtained as the plate thickness reduction rate α 2 when the compressive stress of about 1150 MPa is applied. Good. Alternatively, the plate thickness reduction rate α 1 = 2.3% due to the forced tensile displacement and the plate thickness reduction rate α 2 = 3.4 due to the thickness direction compression stress with respect to the plate thickness 1.5 mm before the forced tensile displacement is applied to the model material 11. It is only necessary to apply a compressive stress that gives a plate thickness reduction rate of 5.7% plus%. To that end, the mold clearance is changed so that a plate thickness reduction amount of 1.5 mm × 0.057 = 0.0855 mm is obtained. A compressive stress may be applied to the model material 11.

上記の手法により、モデル材料11の内部における残留引張応力を緩和するために必要な板厚減少量が明らかになった。しかしながら、前述のとおり、板厚方向の圧縮による塑性変形により板厚を減少させるためには極めて大きな圧縮荷重が必要となる。そこで、圧縮荷重を加える領域を、スプリングバックによる形状凍結不良となる前記残留引張応力が存在する部位のみとすることによって、プレス成形装置に極めて大きな圧縮荷重を得るための特別な機構を設けることなく、当該部位の板厚を減じることが可能となる。   By the above method, the plate thickness reduction amount necessary for relieving the residual tensile stress inside the model material 11 was clarified. However, as described above, a very large compressive load is required to reduce the plate thickness by plastic deformation due to compression in the plate thickness direction. Therefore, by making the area where the compressive load is applied only to the portion where the residual tensile stress that causes the shape freezing failure due to the spring back exists, the press molding apparatus is not provided with a special mechanism for obtaining an extremely large compressive load. It is possible to reduce the thickness of the part.

本発明の実施の形態に係るプレス成形方法およびプレス成形用金型の製造方法は上記の経緯により完成されたものであり、その具体的な方法を以下に説明する。   The press molding method and the method for manufacturing a press molding die according to the embodiment of the present invention have been completed by the above process, and the specific method will be described below.

[実施の形態1]
本発明の実施の形態1に係るプレス成形方法は、図2に示す長手方向に緩やかに湾曲して中央部が上方に凸形状である断面ハット形状のプレス成形品1をプレス成形した際に生じるスプリングバックによる形状凍結不良を抑制するプレス成形方法である。
[Embodiment 1]
The press molding method according to Embodiment 1 of the present invention occurs when press-molding a press-molded product 1 having a cross-sectional hat shape that is gently curved in the longitudinal direction shown in FIG. This is a press molding method that suppresses shape freezing failure due to springback.

該プレス成形方法は、前記プレス成形品のプレス成形過程の成形下死点において、前記プレス成形品の離型前における残留応力分布を有限要素法によるプレス成形解析により求めるプレス成形解析工程(S1)と、離型前の前記プレス成形品に対してある領域の残留応力分布を変更し、この変更した前記残留応力分布に基づいて離型後の前記プレス成形品に生じるスプリングバック量を求めることにより、残留引張応力を緩和すべき領域を特定する領域特定工程(S3)と、金型における前記領域特定工程において特定された領域に当接する部位のクリアランスを前記残留引張応力に基づいて変更するクリアランス変更工程(S5)と、前記クリアランス変更工程でクリアランスが変更された金型を用いてプレス成形を行うプレス成形工程(S7)とを備えたものである。
以下、上記の各工程について図1に基づいて詳細に説明する。
The press molding method includes a press molding analysis step (S1) for obtaining a residual stress distribution before release of the press molded product by press molding analysis by a finite element method at a molding bottom dead center in the press molding process of the press molded product. And by changing the residual stress distribution in a certain region with respect to the press-molded product before mold release, and determining the amount of spring back generated in the press-molded product after mold release based on the changed residual stress distribution A region specifying step (S3) for specifying a region in which the residual tensile stress should be relieved, and a clearance change for changing a clearance of a portion of the mold that contacts the region specified in the region specifying step based on the residual tensile stress A step (S5) and a press forming step of performing press forming using the mold whose clearance has been changed in the clearance changing step ( 7) and in which with a.
Hereafter, each said process is demonstrated in detail based on FIG.

<プレス成形解析工程>
プレス成形解析工程は、有限要素法(FEM)による解析システムを用いて行い、ダイ、パンチおよびブランクホルダからなるプレス成形用金型モデルに板状部材モデルを設置し、与えられた解析条件の下で所定のプレス成形品1を作製する過程を数値解析するものである(S1)。該プレス成形解析工程により、プレス成形過程の成形下死点における離型前のプレス成形品1の形状および残留応力分布が算出される。
<Press molding analysis process>
The press forming analysis process is performed using an analysis system based on the finite element method (FEM), and a plate-like member model is installed on a press forming die model composed of a die, a punch and a blank holder, and under the given analysis conditions. A numerical analysis of the process of manufacturing the predetermined press-formed product 1 is performed (S1). By the press forming analysis step, the shape and residual stress distribution of the press-formed product 1 before release at the bottom dead center of the press forming process are calculated.

<領域特定工程>
領域特定工程は、例えば特許4894294号公報に開示された処理と同様の処理を行う工程である(S3)。
当該処理は、前記プレス成形解析工程により算出された基準応力状態からある任意の領域についての残留応力分布を0に変更し、この変更した残留応力分布のデータに基づいてスプリングバック解析を行って、離型後のプレス成形品の形状、残留応力分布およびひずみ分布のデータを算出し、離型後のプレス成形品の形状と離型前のプレス成形品の形状に基づいて、前記領域に対して残留応力分布を0に変更した後のスプリングバックに関するある定義された量を算出する処理と、前記領域における残留応力分布の変更前後に対して、前記スプリングバックに関するある定義された量がどのように変化するかを算出する処理とを含む。
<Area identification process>
The region specifying step is a step of performing processing similar to the processing disclosed in, for example, Japanese Patent No. 4894294 (S3).
In this process, the residual stress distribution for an arbitrary region from the reference stress state calculated by the press molding analysis step is changed to 0, and the springback analysis is performed based on the data of the changed residual stress distribution. Calculate the shape of the press-molded product after mold release, the residual stress distribution and the strain distribution data, and based on the shape of the press-molded product after mold release and the shape of the press-molded product before mold release, Processing to calculate a defined amount related to springback after changing the residual stress distribution to 0, and how the defined amount related to the springback is before and after the change of the residual stress distribution in the region. And processing for calculating whether to change.

これらの処理を行うことにより、プレス成形下死点の離型前におけるプレス成形品の残留引張応力のうち、どの領域におけるものがスプリングバックに大きく影響するかを判定できて、スプリングバックによって形状不良の要因となる残留引張応力が存在する領域を特定することができる。ここで、前記ある定義された量としては、例えばスプリングバック前後におけるプレス成形品の任意の高さの差を変化量とすることができる。   By performing these treatments, it is possible to determine which region of the residual tensile stress of the press-formed product before release from the bottom dead center of the press molding has a large effect on the springback. It is possible to specify a region where there is a residual tensile stress that causes Here, as the certain defined amount, for example, an arbitrary height difference of the press-formed product before and after the spring back can be set as the amount of change.

<クリアランス変更工程>
クリアランス変更工程は、金型における前記領域特定工程において特定された領域と当接する部位のクリアランスを変更する工程である(S5)。該クリアランスはクリアランス変更量に基づいて変更され、該クリアランス変更量は、前記領域に存在する残留引張応力、該残留引張応力を緩和するのに要する圧縮応力および該圧縮応力を付与するために要する板厚減少率の関係から得られる。
<Clearance change process>
The clearance changing step is a step of changing the clearance of the part that contacts the region specified in the region specifying step in the mold (S5). The clearance is changed based on a clearance change amount, and the clearance change amount includes a residual tensile stress existing in the region, a compressive stress required to relieve the residual tensile stress, and a plate required for applying the compressive stress. It is obtained from the relationship of thickness reduction rate.

まず、前記領域に残留するプレス成形品長手方向の引張応力を緩和するのに要する板厚方向圧縮応力の値を図7より求め、さらに求められた前記圧縮応力の値から図8に基づいて板厚減少率α2を読み取る。該クリアランス変更量の決定に際して、前記長手方向引張応力による板厚減少率α1および前記板厚方向圧縮応力の付与による板厚減少率α2に加え、金型の当たり具合による隙間を考慮する必要がある。 First, the value of the plate thickness direction compressive stress required to relieve the tensile stress in the longitudinal direction of the press-formed product remaining in the region is obtained from FIG. 7, and further the plate based on the obtained compressive stress value is obtained based on FIG. Read the thickness reduction rate α 2 . In determining the clearance change amount, it is necessary to consider the gap due to the contact condition of the mold in addition to the plate thickness reduction rate α 1 due to the longitudinal tensile stress and the plate thickness reduction rate α 2 due to the application of the plate thickness direction compressive stress. There is.

以上より、金型の前記クリアランス変更量は次式で算出することができる。
(クリアランス変更量)=(当該部位のクリアランス)−(目標板厚) ・・・ (3)
ただし、目標板厚=板厚*{1−(長手方向引張応力による板厚減少率α1+板厚方向圧縮応力による板厚減少率α2)}
金型のクリアランスを変更する位置及び範囲は、金型における前記領域特定工程で特定された領域に当接する部位とする。
From the above, the clearance change amount of the mold can be calculated by the following equation.
(Clearance change amount) = (Clearance of the part concerned) − (Target plate thickness) (3)
However, target plate thickness = plate thickness * {1- (plate thickness reduction rate α 1 due to longitudinal tensile stress + plate thickness reduction rate α 2 due to plate direction compressive stress)}
The position and range where the clearance of the mold is changed is a portion that contacts the area specified in the area specifying step in the mold.

なお、金型のクリアランスを変更する方法としては、(a)ダイおよび/またはパンチにおける前記領域特定工程において特定された領域と当接する部位に前記クリアランス変更量と等しい板厚の板状部材を添接する、(b)ダイおよび/またはパンチにおける前記領域特定工程において特定された領域と当接する部位が可動する金型を使用する、(c)ダイおよび/またはパンチにおける前記領域特定工程において特定された領域と当接する部位に凸部を設けた金型を新規に製造するなどの方法があり、いずれの方法でもかまわない。   As a method for changing the clearance of the mold, (a) a plate-like member having a plate thickness equal to the clearance change amount is attached to a part of the die and / or punch that contacts the area specified in the area specifying step. (B) using a mold in which a portion that contacts the region specified in the region specifying step in the die and / or punch is movable, and (c) specified in the region specifying step in the die and / or punch. There is a method of newly manufacturing a mold provided with a convex portion at a site that contacts the region, and any method may be used.

<プレス成形工程>
前記クリアランス変更工程でクリアランスが変更された金型を用いてプレス成形を行う工程である(S7)。
クリアランスが変更された前記金型を用いてプレス成形を行うことで、スプリングバックの要因となる残留引張応力が存在する領域に対して圧縮応力が与えられ、前記圧縮応力により前記残留引張応力が緩和される。その結果、該プレス成形工程ではスプリングバックによる形状凍結不良が抑制されたプレス成形品を製造することができる。
<Press molding process>
This is a step of performing press molding using the mold whose clearance has been changed in the clearance changing step (S7).
By performing press molding using the mold with the changed clearance, a compressive stress is applied to a region where there is a residual tensile stress that causes springback, and the residual tensile stress is relaxed by the compressive stress. Is done. As a result, it is possible to manufacture a press-formed product in which defective shape freezing due to the springback is suppressed in the press forming step.

本実施の形態1において、プレス成形品1はドロー成形によって作製したが、本発明はドロー成形に限らず、フォーム成形においても有効である。   In the first embodiment, the press-formed product 1 is produced by draw molding. However, the present invention is not limited to draw molding, but is also effective in foam molding.

また、本発明の実施の形態1においては、前記領域特定工程で述べたように、一部の領域の応力を0とし、応力変更前後のスプリングバック後のプレス成形品形状を比較することによって、形状凍結不良に寄与する領域を特定しているが、その他に、以下に示す(a)〜(c)の手法により前記領域を特定してもかまわない。   Further, in the first embodiment of the present invention, as described in the region specifying step, the stress of a part of the region is set to 0, and by comparing the press molded product shape after the spring back before and after the stress change, Although the region contributing to the shape freezing failure is specified, the region may be specified by the following methods (a) to (c).

(a)板材モデルを金型モデルにより成形する過程を弾塑性有限要素法に基づいたコンピュータ数値解析により行う過程で、板材モデルが下死点までプレスされた状態での板厚方向に作用する応力分布を演算する。次に、演算された応力分布を反転して反転応力が板材モデルに作用していると仮定した場合における弾性回復量を演算する。応力分布の反転前のプレスされた板材モデル形状と応力分布を反転して弾性回復した後における板材モデル形状を比較することにより、スプリングバックによる形状不良の要因となる残留応力が存在する領域を特定する。 (A) Stress that acts in the plate thickness direction when the plate model is pressed to the bottom dead center in the process of forming the plate model with the mold model by computer numerical analysis based on the elasto-plastic finite element method Calculate the distribution. Next, the calculated stress distribution is calculated by inverting the calculated stress distribution and assuming that the inverted stress acts on the plate material model. By comparing the pressed plate model shape before reversing the stress distribution with the plate model shape after reversing the stress distribution and restoring the elasticity, the region where residual stress that causes shape failure due to springback exists is identified To do.

(b)有限要素法に基づいたプレス成形解析により離型前のプレス成形品の残留応力分布を算出する。該残留応力分布に基づいて前記プレス成形品の離型後のスプリングバック解析を行い、離型後のプレス成形品の形状データおよび残留応力分布を算出する。次に、離型前と離型後のプレス成形品の残留応力分布の差分を求め、該差分をスプリングバック有効応力分布として算出する。前記プレス成形品の任意の領域における前記スプリングバック有効応力分布を変更または除去したスプリングバック有効応力分布を与え、該スプリングバック有効応力分布に基づいてプレス成形品の形状データを算出する。前記離型後の形状データと前記スプリングバック有効応力分布に基づいて算出された形状データとを比較することにより、スプリングバックによる形状不良の要因となる残留応力が存在する領域を特定する。 (B) The residual stress distribution of the press-formed product before release is calculated by press forming analysis based on the finite element method. Based on the residual stress distribution, the spring-back analysis after the release of the press-formed product is performed, and the shape data and the residual stress distribution of the press-formed product after the release are calculated. Next, the difference between the residual stress distributions of the press-formed product before release and after release is obtained, and the difference is calculated as the springback effective stress distribution. A spring back effective stress distribution obtained by changing or removing the spring back effective stress distribution in an arbitrary region of the press molded product is given, and shape data of the press molded product is calculated based on the spring back effective stress distribution. By comparing the shape data after demolding with the shape data calculated based on the springback effective stress distribution, an area where residual stress that causes a shape defect due to springback exists is specified.

(c)スプリングバック対策前のプレス成形条件においてプレス成形解析を行い、離型前におけるプレス成形品の形状と残留応力分布を算出する。該残留応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、離型後におけるプレス成形品の残留応力分布を算出し、前記離型前と離型後の残留応力分布の差分を求める。次に、スプリングバック対策後のプレス成形条件においてプレス成形解析を行い、離型前におけるプレス成形品の形状と残留応力分布を算出する。該残留応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、離型後におけるプレス成形品の残留応力分布を算出し、前記離型前と離型後の残留応力分布の差分を求める。前記スプリングバック対策前とスプリングバック対策後の残留応力分布の差分の変化量を演算し、該変化量からスプリングバックによる形状不良の要因となる残留応力が存在する領域を特定する。 (C) The press molding analysis is performed under the press molding conditions before the springback countermeasure, and the shape of the press molded product and the residual stress distribution before the mold release are calculated. A springback analysis is performed based on the residual stress distribution, a residual stress distribution of the press-formed product after mold release is calculated, and a difference between the residual stress distribution before and after the mold release is obtained. Next, press molding analysis is performed under the press molding conditions after measures against springback, and the shape and residual stress distribution of the press molded product before mold release are calculated. A springback analysis is performed based on the residual stress distribution, a residual stress distribution of the press-formed product after mold release is calculated, and a difference between the residual stress distribution before and after the mold release is obtained. A change amount of the difference between the residual stress distributions before and after the springback countermeasure is calculated, and a region where residual stress that causes a shape defect due to the springback exists is specified from the change amount.

以上のように、本実施の形態1においては、プレス成形品におけるスプリングバックによる形状不良となる残留引張応力が存在する領域を特定し、該領域の前記残留引張応力を緩和するために当該領域に対して圧縮応力を加えることにより、プレス成形品を製造するために要するプレス荷重に加えて、数100kN〜数1000kNといった大荷重を加えるための特別なプレス装置を必要とすることなく、スプリングバックによる3次元的な形状凍結不良を抑制して寸法精度に優れたプレス成形品を得ることが可能となる。   As described above, in the first embodiment, a region in which a residual tensile stress that causes a shape defect due to springback in a press-formed product exists is specified, and the region is subjected to the residual tensile stress in order to relax the residual tensile stress. By applying compressive stress, it is possible to use a springback without the need for a special press device to apply a large load of several hundred kN to several thousand kN in addition to the press load required to produce a press-formed product. It is possible to obtain a press-molded product with excellent dimensional accuracy by suppressing three-dimensional shape freezing failure.

[実施の形態2]
上記の実施の形態1で説明したプレス成形方法においては、スプリングバックにより形状不良となる残留引張応力が存在する領域に対して圧縮応力を加えることにより前記残留引張応力を緩和することを目的として、金型における前記領域に対応する部位のクリアランスを変更した金型を用いてプレス成形をするものである。
[Embodiment 2]
In the press molding method described in the first embodiment, for the purpose of relaxing the residual tensile stress by applying a compressive stress to a region where there is a residual tensile stress that becomes defective due to springback, Press molding is performed using a mold in which the clearance of a portion corresponding to the region in the mold is changed.

本発明に係る実施の形態2は、前記クリアランスを変更するため、金型における前記領域に当接する部位に凸部を設けた金型を製造するプレス成形用金型の製造方法であって、長手方向に湾曲する断面ハット形状のプレス成形品を対象としたプレス成形解析を行い、該プレス成形解析において成形下死点でのプレス成形品の残留引張応力分布を算出するプレス成形解析工程と、該プレス成形解析工程で算出された前記残留引張応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、スプリングバックにより形状凍結不良の要因となる残留引張応力が存在する領域を特定する領域特定工程と、ダイおよび/またはパンチにおける該領域特定工程で特定された前記領域に当接する部位に凸部を設けた金型を製造する金型製造工程とを備える。
前記プレス成形解析工程、前記領域特定工程は前記実施の形態1で述べた各工程と同じであるので、以下、該金型製造工程について説明する。
Embodiment 2 according to the present invention is a method of manufacturing a press molding die for manufacturing a die having a convex portion provided at a portion in contact with the region in the die in order to change the clearance, and A press forming analysis process for performing a press forming analysis on a press-formed product having a hat-shaped cross section that curves in a direction, and calculating a residual tensile stress distribution of the press-formed product at the bottom dead center in the press forming analysis; and A region specifying step of performing a springback analysis based on the residual tensile stress distribution calculated in the press forming analysis step and specifying a region in which the residual tensile stress that causes a shape freezing failure due to the springback exists; Or a mold manufacturing process for manufacturing a mold in which a convex portion is provided at a portion that contacts the area specified in the area specifying process in the punch.
Since the press molding analysis process and the region specifying process are the same as those described in the first embodiment, the mold manufacturing process will be described below.

<金型製造工程>
金型製造工程は、ダイおよび/またはパンチにおける前記領域特定工程において特定されたスプリングバックによる形状凍結不良の要因となる残留引張応力が存在する領域と当接する部位に凸部を設けた金型を製造する工程である。前記凸部の高さは、前記領域に存在する残留引張応力、該残留引張応力を緩和するのに要する板厚方向圧縮応力および該圧縮応力を付与するために要する板厚減少率の関係から得られる。
<Mold manufacturing process>
In the mold manufacturing process, a mold provided with a convex portion at a portion that comes into contact with an area where residual tensile stress exists that causes the shape freezing failure due to the spring back specified in the area specifying process in the die and / or punch is provided. It is a manufacturing process. The height of the convex portion is obtained from the relationship between the residual tensile stress existing in the region, the thickness direction compressive stress required to relieve the residual tensile stress, and the thickness reduction rate required to apply the compressive stress. It is done.

まず、前記領域に残留する長手方向引張応力を緩和するのに要する板厚方向圧縮応力の値を図7より求め、さらに求められた前記圧縮応力の値から図8に基づいて板厚減少率α2を読み取る。金型のダイおよび/またはパンチに設ける凸部の高さの決定に際しては、前記長手方向引張応力による板厚減少率α1および前記板厚方向圧縮応力の付与による板厚減少率α2に加え、金型の当たり具合による隙間を考慮する必要がある。 First, the value of the plate thickness direction compressive stress required to relieve the longitudinal tensile stress remaining in the region is obtained from FIG. 7, and the plate thickness reduction rate α is obtained from the obtained compressive stress value based on FIG. Read 2 . In determining the height of the protrusions provided on the die and / or punch of the mold, in addition to the plate thickness reduction rate α 1 due to the longitudinal tensile stress and the plate thickness reduction rate α 2 due to the application of the plate thickness direction compressive stress, It is necessary to consider the gap due to the contact condition of the mold.

以上より、前記領域に当接する部位における金型の前記凸部の高さは式(3)で算出される。さらに、前記凸部を設ける位置は、ダイおよび/または前記領域特定工程で特定された領域と当接する部位とする。   From the above, the height of the convex portion of the mold at the portion that is in contact with the region is calculated by Equation (3). Furthermore, the position where the convex portion is provided is a portion that contacts the die and / or the area specified in the area specifying step.

このようにして決定された前記凸部の高さおよび位置のデータと、前記凸部を設ける前の金型の形状データに基づいてプレス成形用金型を製造することにより、該プレス成形用金型を用いて製造されたプレス成形品のスプリングバックによる形状凍結不良を抑制することが可能となる。   By manufacturing a press molding die based on the height and position data of the convex portion thus determined and the shape data of the mold before providing the convex portion, the press molding die It becomes possible to suppress the shape freezing failure due to the spring back of the press-formed product manufactured using the mold.

本発明の実施の形態2においては、金型における前記領域特定工程において特定されたスプリングバックによる形状凍結不良の要因となる領域と当接する部位のクリアランスを変更するために、ダイおよび/またはパンチに凸部を設けることを想定しているが、パンチ側に凸部を設けた金型を用いてプレス成形する方が、断面ハット形状のプレス成形品の天板部の下面(内面)に凹部が形成されるため、プレス成形品の外観上の点からより好ましい。   In Embodiment 2 of the present invention, in order to change the clearance of the portion that contacts the region causing the shape freezing failure due to the spring back specified in the region specifying step in the die, the die and / or punch is used. It is assumed that a convex part is provided. However, when press molding is performed using a mold having a convex part on the punch side, a concave part is formed on the lower surface (inner surface) of the top plate part of the press-formed product having a hat-shaped cross section. Since it is formed, it is more preferable from the viewpoint of the appearance of the press-formed product.

実施例1として、図9に示す長手方向に湾曲したハット形状のプレス成形品21を製造するプレス成形に本発明を適用する。本発明の効果は数値解析により検証した。   As Example 1, the present invention is applied to press molding for manufacturing a hat-shaped press molded product 21 curved in the longitudinal direction shown in FIG. The effect of the present invention was verified by numerical analysis.

使用材料は板厚1.2mmの1180MPa級鋼板とし、プレス成形品21を製造するプレス成形解析を行い、成形下死点におけるプレス成形品21の形状および応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、スプリングバック量を計算した。スプリングバック量の評価値として、図9のプレス成形品長手方向の中央を固定して、●印で示すフランジ部の2つの評価点におけるスプリングバック前後、すなわち離型前後のz方向変位を測定し、その平均値を用いた。   The material used is a 1180 MPa class steel plate with a thickness of 1.2 mm, press forming analysis for manufacturing the press-formed product 21, spring back analysis based on the shape and stress distribution of the press-formed product 21 at the bottom dead center, and spring The back amount was calculated. As the evaluation value of the spring back amount, the center in the longitudinal direction of the press-formed product in FIG. 9 is fixed, and the displacement in the z direction before and after the spring back at the two evaluation points of the flange portion indicated by ● is measured. The average value was used.

成形方法はドロー成形とし、金型のクリアランスを変更しない条件におけるプレス荷重は800kNとした。板厚方向の応力を考慮するため、ブランクにはソリッドモデルを使用した。また、材料モデルは等方硬化モデルとした。   The molding method was draw molding, and the press load under the condition that the mold clearance was not changed was 800 kN. In order to consider the stress in the thickness direction, a solid model was used for the blank. The material model was an isotropic hardening model.

上記条件の下で数値解析を行った結果、図9に示す天板部23の一部の領域25に残留するプレス成形品長手方向引張応力がスプリングバックに大きく影響しており、その値はおよそ600MPaである結果が得られた。該長手方向引張応力を緩和させるに必要な板厚方向圧縮応力は、図7から約800MPa程度であり、該必要な板厚方向圧縮応力を得るための板厚減少率α2は、図8より2.1%であり、プレス成形時の長手方向引張応力による板厚減少率α1=2.3%を加えて、全板厚減少率は4.4%となった。また、下死点における金型クリアランスは1.243mmであった。 As a result of numerical analysis under the above conditions, the longitudinal tensile stress in the press-formed product remaining in a partial region 25 of the top plate portion 23 shown in FIG. A result of 600 MPa was obtained. The plate thickness direction compressive stress required to relieve the longitudinal tensile stress is about 800 MPa from FIG. 7, and the plate thickness reduction rate α 2 for obtaining the necessary plate direction compressive stress is as shown in FIG. The sheet thickness reduction rate α 1 = 2.3% due to the longitudinal tensile stress during press forming was added, and the total sheet thickness reduction rate was 4.4%. The mold clearance at the bottom dead center was 1.243 mm.

以上の値を式(3)に代入し、適正な金型クリアランス変更量を次式のとおり計算した。
1.243mm-(1.2mm×(1-0.044))=0.096mm ・・・(4)
式(4)で求められた0.096mm以上の値を金型のクリアランス変更量としてクリアランスを変更した金型によるプレス成形解析を実施し、さらにスプリングバック解析を行って離型後のスプリングバック量を求めた。
The above values were substituted into formula (3), and an appropriate mold clearance change amount was calculated as follows.
1.243mm- (1.2mm × (1-0.044)) = 0.096mm (4)
Using the value of 0.096mm or more obtained by Equation (4) as the amount of change in the die clearance, press molding analysis was performed using the mold with the changed clearance, and further the spring back analysis was performed to determine the amount of spring back after mold release. Asked.

表1に金型のクリアランス変更の位置および変更量、該クリアランス変更を施した金型によりプレス成形を行う際のプレス荷重、さらにスプリングバック解析により得られたスプリングバック量を示す。   Table 1 shows the position and change amount of the mold clearance change, the press load when press molding is performed with the mold subjected to the clearance change, and the spring back amount obtained by the spring back analysis.

条件1は、金型のクリアランスを変更しない従来例である。プレス成形品21の離型後に生じたスプリングバック量は5.6mmであり、該スプリングバック量を比較基準とし、以下、金型のクリアランス変更の位置および変更量によるスプリングバック低減効果を検討する。   Condition 1 is a conventional example in which the mold clearance is not changed. The amount of spring back generated after the release of the press-formed product 21 is 5.6 mm. The spring back amount is used as a reference for comparison, and the effect of reducing the spring back depending on the position and amount of change in the mold clearance will be examined below.

条件2は、金型における前記領域特定工程で特定された領域25(図10)に当接する部位のクリアランスを変更しているものの、当該部位のクリアランス変更量を式(4)で与えられる値0.096mmよりも小さい値とした比較例である。条件2において、スプリングバック量は4.3mmであり、十分なスプリングバック量の低減は得られていない。   Condition 2 is that the clearance of the part contacting the region 25 (FIG. 10) specified in the region specifying step in the mold is changed, but the clearance change amount of the part is given by the value 0.096 given by the equation (4). This is a comparative example with a value smaller than mm. In condition 2, the springback amount is 4.3 mm, and a sufficient reduction in the springback amount is not obtained.

条件3〜条件5は、金型における前記領域特定工程で特定された領域25に当接する部位のクリアランスを変更し、当該部位のクリアランス変更量を式(4)で与えられる値0.096mmよりも大きく設定した本発明例である。条件3において、スプリングバック量は従来例に比べて1.9mmまで低減し、クリアランス変更量を増加した条件4および5においてはスプリングバック量がさらに低減している。   Conditions 3 to 5 change the clearance of the part that contacts the region 25 specified in the region specifying step in the mold, and the clearance change amount of the part is larger than the value 0.096 mm given by the equation (4). It is a set example of the present invention. In condition 3, the springback amount is reduced to 1.9 mm compared to the conventional example, and in conditions 4 and 5 where the clearance change amount is increased, the springback amount is further reduced.

条件6および条件7は、図11(a)に示すように、金型における前記領域特定工程で特定された領域よりも狭い領域27に当接する部位のクリアランスを変更し、当該部位の金型クリアランス変更量を式(4)で求められる値以上である0.10mmおよび0.15mmとした比較例である。領域27における金型のクリアランスを変更し、圧縮荷重を与えることでスプリングバックは低減されている。しかしながら、クリアランス変更量が等しい条件3と条件6、さらには条件4と条件7を比べると、条件6および条件7におけるスプリングバックの低減効果は本発明例である条件3および条件4に比べて小さい。   Condition 6 and condition 7, as shown in FIG. 11 (a), change the clearance of the part that contacts the region 27 narrower than the region specified in the region specifying step in the mold, and the mold clearance of the part This is a comparative example in which the amount of change is set to 0.10 mm and 0.15 mm which are equal to or greater than the value obtained by the equation (4). The spring back is reduced by changing the mold clearance in the region 27 and applying a compressive load. However, when the condition 3 and the condition 6, and the condition 4 and the condition 7 with the same clearance change amount are compared, the effect of reducing the springback in the condition 6 and the condition 7 is smaller than that in the condition 3 and the condition 4, which is an example of the present invention. .

条件8および条件9は、図11(b)に示すように、金型における前記領域特定工程で特定された領域とは異なり、プレス成形品21の天板部23の長手方向端部付近の領域29に当接する部位のクリアランスを変更し、当該部位の金型のクリアランス変更量を式(4)で求められる値以上である0.10mmおよび0.15mmとした比較例である。領域29における長手方向引張応力は、領域25における長手方向引張応力に比べて小さいため、領域29は圧縮荷重を与えることによりスプリングバックを低減させるのに適切ではない。そのため、条件8および条件9ともに、スプリングバック量の低減効果はわずかであった。   Conditions 8 and 9 are different from the areas specified in the area specifying step in the mold as shown in FIG. 11B, and are areas near the longitudinal ends of the top plate portion 23 of the press-formed product 21. 29 is a comparative example in which the clearance of the part abutting on 29 is changed, and the amount of change in the clearance of the mold in the part is set to 0.10 mm and 0.15 mm which are equal to or larger than the value obtained by Expression (4). Since the longitudinal tensile stress in region 29 is small compared to the longitudinal tensile stress in region 25, region 29 is not suitable for reducing springback by applying a compressive load. For this reason, both the conditions 8 and 9 have a slight effect of reducing the springback amount.

また、条件10は天板部23の全面のクリアランスを変更し、当該金型のクリアランス変更量を式(4)で求められる値以上である0.10mmとした比較例であるが、プレス荷重がプレス成形機の仕様を上回ったため、プレス成形を途中で中止せざるを得なかった。   Condition 10 is a comparative example in which the clearance of the entire surface of the top plate 23 is changed and the clearance change amount of the mold is set to 0.10 mm which is equal to or larger than the value obtained by the equation (4). Because it exceeded the specifications of the molding machine, press molding had to be stopped halfway.

以上より、ドロー成形によりプレス成形され、長手方向に湾曲するハット形状のプレス成形品において、スプリングバックによる形状凍結不良となる残留引張応力が存在する領域を特定し、該領域に対して圧縮応力を付与するために金型のクリアランスを小さくすることによって前記残留引張応力を緩和することが可能となり、プレス成形品の長手方向の反りなどを抑制したプレス成形品を得ることができることが確認された。   As described above, in a hat-shaped press-molded product that is press-molded by draw molding and curved in the longitudinal direction, a region where residual tensile stress that causes shape freezing failure due to springback exists is specified, and compressive stress is applied to the region. It was confirmed that the residual tensile stress can be relaxed by reducing the clearance of the mold for imparting, and it is possible to obtain a press-molded product in which warpage in the longitudinal direction of the press-molded product is suppressed.

実施例2として、図12に示すような、車体部品として用いられて形状が複雑であるフロントピラーアッパーを模擬したプレス成形品31をプレス成形するプレス成形方法に本発明を適用し、該プレス成形方法の効果を検証した。   As Example 2, the present invention is applied to a press forming method for press-forming a press-formed product 31 simulating a front pillar upper that is used as a vehicle body part and has a complicated shape as shown in FIG. The effect of the method was verified.

プレス成形解析およびスプリングバック解析に要する計算時間の短縮のため、プレス成形品31の寸法は実際の製品寸法の1/3とした。また、プレス成形品31はフォーム成形により製造するものとする。材料は厚さ1.4mmの1180MPa級鋼板とし、スプリングバック量を計算した。スプリングバック評価量は、図12のプレス成形品の右側端部を固定し、左側端部の●印で示す評価点における、スプリングバック前後のz方向変位とした。プレス成形品31においては、当該評価点が最も大きなスプリングバックを生じる位置である。   In order to shorten the calculation time required for the press forming analysis and the spring back analysis, the size of the press-formed product 31 is set to 1/3 of the actual product size. The press-formed product 31 is manufactured by foam molding. The material was a 1180 MPa class steel plate with a thickness of 1.4 mm, and the springback amount was calculated. The springback evaluation amount was the displacement in the z direction before and after the springback at the evaluation point indicated by the mark ● at the left end portion with the right end portion of the press-formed product of FIG. 12 fixed. In the press-formed product 31, the evaluation point is a position where the largest spring back is generated.

プレス成形品31上面の天板部33におけるプレス成形品長手方向引張応力のうち、スプリングバックに大きく影響を及ぼす領域を数値解析により特定し、図13に示すように、パンチ41における前記領域に当接する部位に設ける凸部43の高さ、すなわち当該部位のクリアランス変更量を以下のとおり算出した。   Of the tensile stress in the longitudinal direction of the top plate portion 33 on the top surface of the press-formed product 31, a region that greatly affects the springback is identified by numerical analysis, and as shown in FIG. The height of the convex part 43 provided in the site | part which contact | connects, ie, the clearance change amount of the said site | part, was computed as follows.

まず、プレス成形解析より、前記領域の引張応力は約1000MPaであった。そのため、図7より、この引張応力を緩和させるのに必要な板厚方向圧縮応力は約1150MPaであり、該圧縮応力を得るために必要なパンチ41に凸部43を設けない場合からの板厚減少率α2は図8から3.4%であり、パンチ41に凸部を設けない場合の板厚減少率α1=2.3%を加えて、全板厚減少率は5.7%であると推定される。さらに、下死点における前記金型のクリアランスは1.447mmであった。 First, from the press molding analysis, the tensile stress in the region was about 1000 MPa. Therefore, as shown in FIG. 7, the plate thickness direction compressive stress required to relieve the tensile stress is about 1150 MPa, and the plate thickness from the case where the convex portion 43 is not provided on the punch 41 required to obtain the compressive stress is shown. The reduction rate α 2 is 3.4% from FIG. 8, and the total thickness reduction rate is estimated to be 5.7% by adding the thickness reduction rate α 1 = 2.3% when the punch 41 is not provided with a convex portion. . Further, the clearance of the mold at the bottom dead center was 1.447 mm.

以上の結果を式(4)に代入することにより、次式により適正な金型クリアランス変更量を求めた。
1.447mm-1.4mm×(1-0.057)=0.127mm ・・・(5)
式(5)で求められた0.127mm以上の値を金型のクリアランス変更量とすることにより、パンチ41に設ける凸部43の高さを決定する。続いて、パンチ41に凸部43を設けた金型によるプレス成形解析を実施し、金型から離型後のスプリングバック量を求めた。
実施例2の結果を表2に示す。
By substituting the above result into the equation (4), an appropriate mold clearance change amount was obtained by the following equation.
1.447mm-1.4mm × (1-0.057) = 0.127mm (5)
The height of the convex portion 43 provided on the punch 41 is determined by setting the value of 0.127 mm or more obtained by the equation (5) as the clearance change amount of the mold. Subsequently, press molding analysis was performed using a mold in which the protrusions 43 were provided on the punch 41, and the amount of spring back after release from the mold was determined.
The results of Example 2 are shown in Table 2.

条件20は、金型のクリアランスに変更を施さない従来例であり、この条件におけるスプリングバック量を基準とし、クリアランス変更量によるスプリングバック量の低減効果を検討する。
条件21および条件22は、クリアランス変更量が式(5)で与えられる値よりも小さい比較例である。該クリアランス変更量により得られる板厚方向圧縮応力は十分でないため、長手方向引張応力が緩和されず、スプリングバック量の低減効果はわずかであった。
条件23は、クリアランス変更量が式(5)で与えられる値よりも大きい本発明例である。長手方向引張応力を緩和するのに十分な板厚方向圧縮応力が得られるクリアランス変更量に基づいて金型のクリアランスを変更しているため、スプリングバック量を大幅に低減することができた。
Condition 20 is a conventional example in which the mold clearance is not changed, and the effect of reducing the spring back amount by the clearance change amount is examined on the basis of the spring back amount in this condition.
Condition 21 and condition 22 are comparative examples in which the clearance change amount is smaller than the value given by equation (5). Since the plate thickness direction compressive stress obtained by the clearance change amount is not sufficient, the longitudinal tensile stress is not relaxed, and the effect of reducing the spring back amount is slight.
Condition 23 is an example of the present invention in which the clearance change amount is larger than the value given by Expression (5). Since the clearance of the mold is changed based on the clearance change amount that can obtain a compressive stress in the plate thickness direction sufficient to relieve the longitudinal tensile stress, the amount of spring back can be greatly reduced.

以上より、フォーム成形によりプレス成形され、車体の実部品を模擬した複雑形状のプレス成形品においても、実施例1と同様に、特別なプレス機構や大幅な製品形状の変更を必要とせずにスプリングバックによる形状凍結不良の要因となる残留引張応力を緩和することができ、プレス成形品の長手方向の反りなどの3次元的な形状凍結不良を抑制した寸法精度に優れたプレス成形品を得ることが可能となる。   As described above, even in the case of a complex-shaped press-molded product that is press-molded by form molding and simulates an actual part of a vehicle body, as in the first embodiment, a spring is not required without requiring a special press mechanism or significant product shape change. To obtain a press-molded product with excellent dimensional accuracy that can relieve residual tensile stress, which causes shape freeze failure due to back, and suppresses three-dimensional shape freeze failure such as warpage in the longitudinal direction of the press-formed product. Is possible.

1 プレス成形品
3 天板部
5 フランジ部
7 引張応力が残留する領域
9 圧縮応力が残留する領域
11 モデル材料
21 プレス成形品(実施例1)
23 天板部(実施例1)
25 領域(条件2〜5)
27 領域(条件6、7)
29 領域(条件8、9)
31 プレス成形品(実施例2)
33 天板部(実施例2)
41 パンチ
43 凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Press molded product 3 Top plate part 5 Flange part 7 Area | region where tensile stress remains 9 Area | region where compressive stress remains 11 Model material 21 Press molded article (Example 1)
23 Top plate (Example 1)
25 areas (conditions 2-5)
27 area (conditions 6 and 7)
29 regions (conditions 8 and 9)
31 Press-formed product (Example 2)
33 Top plate (Example 2)
41 Punch 43 Projection

Claims (2)

長手方向に湾曲する断面ハット形状のプレス成形品を製造するプレス成形方法であって、
前記プレス成形品を対象としたプレス成形解析を行い、該プレス成形解析において成形下死点でのプレス成形品の残留引張応力分布を算出するプレス成形解析工程と、
該プレス成形解析工程で算出された前記残留引張応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、スプリングバックにより形状凍結不良の要因となる残留引張応力が存在する領域を特定する領域特定工程と、
該領域特定工程で特定された前記領域に当接する部位の金型のクリアランスを変更するクリアランス変更工程と、
該クリアランス変更工程で前記領域に当接する部位のクリアランスが変更された金型を用いてプレス成形するプレス成形工程とを備え
前記クリアランス変更工程は、予め、緩和したい長手方向引張応力と必要な板厚方向圧縮応力との関係を求めておき、また、必要な板厚方向圧縮応力と強制引張変位前の板厚を基準とする強制引張変位後からの板厚減少率α 2 との関係を求めておき、前記クリアランスの変更量を(3)式で算出することを特徴とするプレス成形方法。
(クリアランス変更量)=(変更前の当該部位のクリアランス)−(目標板厚)・・・(3)
ただし、目標板厚=板厚*{1−(長手方向引張応力による板厚減少率α 1 +板厚方向圧縮応力による板厚減少率α 2 )}
ここで、強制引張変位による板厚減少率α 1 は下記式(1)で求める。
α 1 [%]=(t 0 −t 1 )/t 0 *100 ・・・(1)
また、強制引張変位後からの板厚方向圧縮応力付与による板厚減少率α 2 は、強制引張変位前の板厚t 0 を基準として、下記式(2)で求める。
α 2 [%]=(t 1 −t 2 )/t 0 *100 ・・・(2)
なお、強制引張変位前の板厚をt 0 とし、強制引張変位後の板厚をt 1 とし、板厚方向圧縮応力付与後の板厚をt 2 とする。
A press molding method for producing a press molded product having a cross-sectional hat shape that is curved in the longitudinal direction,
A press molding analysis step for performing a press molding analysis on the press molded product, and calculating a residual tensile stress distribution of the press molded product at a molding bottom dead center in the press molding analysis;
A region specifying step of performing a springback analysis based on the residual tensile stress distribution calculated in the press molding analysis step, and specifying a region where residual tensile stress that causes a shape freezing failure due to the springback exists,
A clearance changing step of changing the clearance of the mold of the part that comes into contact with the region specified in the region specifying step;
A press molding step of performing press molding using a mold in which the clearance of the portion that abuts the region in the clearance changing step is changed , and
In the clearance changing step, the relationship between the longitudinal tensile stress to be relaxed and the necessary compressive stress in the plate thickness direction is obtained in advance, and the necessary plate thickness direction compressive stress and the plate thickness before forced tensile displacement are used as a reference. force tensile thickness reduction rate after displacement to previously obtain a relation between alpha 2, press molding method, wherein that you calculate the amount of change in the clearance (3) is.
(Clearance change amount) = (Clear clearance of the part before change) − (Target plate thickness) (3)
However, target plate thickness = plate thickness * {1- (plate thickness reduction rate α 1 due to longitudinal tensile stress + plate thickness reduction rate α 2 due to plate direction compressive stress )}
Here, the plate thickness reduction rate α 1 due to the forced tensile displacement is obtained by the following equation (1).
α 1 [%] = (t 0 −t 1 ) / t 0 * 100 (1)
Further, the thickness reduction rate α 2 due to the application of the compressive stress in the thickness direction after the forced tensile displacement is obtained by the following formula (2) using the thickness t 0 before the forced tensile displacement as a reference.
α 2 [%] = (t 1 −t 2 ) / t 0 * 100 (2)
The plate thickness before the forced tensile displacement is t 0 , the plate thickness after the forced tensile displacement is t 1, and the plate thickness after applying the plate thickness direction compressive stress is t 2 .
長手方向に湾曲する断面ハット形状のプレス成形品をプレス成形するプレス成形用金型の製造方法であって、
前記プレス成形品を対象としたプレス成形解析を行い、該プレス成形解析において成形下死点でのプレス成形品の残留引張応力分布を算出するプレス成形解析工程と、
該プレス成形解析工程で算出された前記残留引張応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、スプリングバックにより形状凍結不良の要因となる残留引張応力が存在する領域を特定する領域特定工程と、
ダイおよび/またはパンチにおける該領域特定工程で特定された前記領域に当接する部位に凸部を設けた金型を製造する金型製造工程とを備え
前記凸部を設けて変更する金型のクリアランス変更量は、予め、緩和したい長手方向引張応力と必要な板厚方向圧縮応力との関係を求めておき、また、必要な板厚方向圧縮応力と強制引張変位前の板厚を基準とする強制引張変位後からの板厚減少率α 2 との関係を求めておき、前記クリアランスの変更量を(3)式で算出することを特徴とするプレス成形用金型の製造方法。
(クリアランス変更量)=(変更前の当該部位のクリアランス)−(目標板厚)・・・(3)
ただし、目標板厚=板厚*{1−(長手方向引張応力による板厚減少率α 1 +板厚方向圧縮応力による板厚減少率α 2 )}
ここで、強制引張変位による板厚減少率α 1 は下記式(1)で求める。
α 1 [%]=(t 0 −t 1 )/t 0 *100 ・・・(1)
また、強制引張変位後からの板厚方向圧縮応力付与による板厚減少率α 2 は、強制引張変位前の板厚t 0 を基準として、下記式(2)で求める。
α 2 [%]=(t 1 −t 2 )/t 0 *100 ・・・(2)
なお、強制引張変位前の板厚をt 0 とし、強制引張変位後の板厚をt 1 とし、板厚方向圧縮応力付与後の板厚をt 2 とする。
A method for manufacturing a press molding die for press molding a press molded product having a cross-sectional hat shape that is curved in the longitudinal direction,
A press molding analysis step for performing a press molding analysis on the press molded product, and calculating a residual tensile stress distribution of the press molded product at a molding bottom dead center in the press molding analysis;
A region specifying step of performing a springback analysis based on the residual tensile stress distribution calculated in the press molding analysis step, and specifying a region where residual tensile stress that causes a shape freezing failure due to the springback exists,
A mold manufacturing process for manufacturing a mold provided with a convex portion at a portion that contacts the area specified in the area specifying process in the die and / or punch ,
The amount of change in the clearance of the mold to be changed by providing the convex portion is obtained in advance by obtaining the relationship between the longitudinal tensile stress to be relaxed and the necessary thickness direction compressive stress, and the necessary thickness direction compressive stress. leave the plate thickness before compulsory tensile displacement obtained relation between sheet thickness reduction rate alpha 2 from after forced tensile displacement to the reference, characterized that you calculate the amount of change in the clearance (3) A method for manufacturing a press mold.
(Clearance change amount) = (Clear clearance of the part before change) − (Target plate thickness) (3)
However, target plate thickness = plate thickness * {1- (plate thickness reduction rate α 1 due to longitudinal tensile stress + plate thickness reduction rate α 2 due to plate direction compressive stress )}
Here, the plate thickness reduction rate α 1 due to the forced tensile displacement is obtained by the following equation (1).
α 1 [%] = (t 0 −t 1 ) / t 0 * 100 (1)
Further, the thickness reduction rate α 2 due to the application of the compressive stress in the thickness direction after the forced tensile displacement is obtained by the following formula (2) using the thickness t 0 before the forced tensile displacement as a reference.
α 2 [%] = (t 1 −t 2 ) / t 0 * 100 (2)
The plate thickness before the forced tensile displacement is t 0 , the plate thickness after the forced tensile displacement is t 1, and the plate thickness after applying the plate thickness direction compressive stress is t 2 .
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JP6519639B1 (en) * 2017-12-07 2019-05-29 Jfeスチール株式会社 Springback amount fluctuation factor site identification method
CN112828168B (en) * 2020-12-31 2023-02-17 鹤壁天淇汽车模具有限公司 Digital conversion manufacturing method for craftsman skill of magnesium-aluminum alloy automobile covering part die

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3633012B2 (en) * 1994-12-28 2005-03-30 Jfeスチール株式会社 Pressing method with excellent shape freezing
JP2003033828A (en) * 2001-07-23 2003-02-04 Toyota Motor Corp Method and program for forming die model
JP2005177790A (en) * 2003-12-17 2005-07-07 Nisshin Steel Co Ltd Method for bending metallic sheet
TWI438041B (en) * 2008-09-30 2014-05-21 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Forming simulation method, forming simulation apparatus, forming simuration program and media for storing the program, and forming method using the simulation result
JP5353329B2 (en) * 2009-03-12 2013-11-27 日産自動車株式会社 Press molding method and press molding apparatus excellent in shape freezing property, and manufacturing method of the press molding apparatus
JP5794025B2 (en) * 2011-07-29 2015-10-14 Jfeスチール株式会社 Mold design method and press molding method
JP5737059B2 (en) * 2011-08-22 2015-06-17 Jfeスチール株式会社 Press forming simulation analysis method and apparatus

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