JP6196921B2 - プレス部品の製造方法 - Google Patents
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Description
しかし、図10、図11に示すように、高張力鋼板Z1を略ハット形断面を備え長手方向に湾曲した車体の構造部材(又は補強部材)に用いる場合、曲げ加工時の伸びフランジ成形による引張応力P1や縮みフランジ成形による圧縮応力P2が製品101に大きく残留し、それらの残留応力に基づく曲げモーメントが製品101に作用して、断面形状の捻れやスプリングバック等が生じる形状凍結不良が増大する問題があった。特に、引張強度が980MPa以上の高張力鋼板を適用する場合には、形状凍結不良(例えば、図11に示す捻れ量M1、M2)が著しく増加するため、鋼板を高温に加熱した後にプレス成形するホットスタンプが検討されている。ところが、ホットスタンプでは、加熱工程及び冷却工程が必要であること、金型内にスケールが残留することなどの理由から、設備費が増加する問題や生産性が低下する問題があった。
特許文献1の方法は、素材板をその長手方向に沿ってカーブした折り曲げ線で折り曲げる際に、一旦所望の曲げ角度よりも所定角度オーバベンドした後、略所望の曲げ角度まで積極的に曲げ戻すことを特徴とする折り曲げ品のねじれ防止方法である。
また、素材板の折り曲げ線における曲率が長手方向に沿って変化している場合、それぞれの箇所毎に適正なオーバベンド量が異なる。そのため、金型の傾動型(カム曲げ刃)等を分割し、別々にオーバベンド量を設定する必要があり、型構造も複雑となって、型費がさらに増加する問題があった。
(1)高張力鋼板からなる長尺状の素材板から冷間プレスのプレス方向への曲げ加工によって形成する略ハット形断面を備え長手方向で湾曲したプレス部品の製造方法であって、
前記プレス部品は、予め曲げ加工された前記略ハット形断面における根元側フランジ部が固定され、先端側フランジ部のみが残留応力をキャンセルする方向に曲げ戻されることを特徴とする。ここで、「残留応力をキャンセルする方向」とは、伸びフランジ成形部の伸び率を減少させる方向又は縮みフランジ成形部の縮み率を減少させる方向を意味する。
また、曲げ戻しを先端側フランジ部のみに限定したので、曲げ戻し量の予測が容易となり、型構造を単純化することもできる。
また、先端側フランジ部のみが曲げ戻されるので、根元側フランジ部と先端側フランジ部との間には曲げ戻しによる新たな折り曲げ線が形成される。そのため、この新たな折り曲げ線によって、先端側フランジ部の形状凍結を促進させることができる。
その結果、高張力鋼板からなる素材板を、冷間プレスで曲げ加工したときに発生する捻れやスプリングバック等の形状凍結不良を、冷間プレスの簡単な曲げ加工によって大幅に低減することができる。
前記先端側フランジ部は、曲げ戻し前のフランジ面に対して長手方向で略平行に曲げ戻されることを特徴とする。
前記根元側フランジ部を所定の形状に曲げ加工し、前記先端側フランジ部を所定の形状に対してプレス方向で略平行に変位するよう余分に曲げ加工して中間品を形成する第1工程と、前記中間品における余分に曲げ加工したフランジ面のみを所定の形状にプレス方向で曲げ戻して前記先端側フランジ部を形成する第2工程とを備えることを特徴とする。
また、第1工程で、先端側フランジ部を所定の形状に対してプレス方向で略平行に変位するよう余分に曲げ加工して中間品を形成したので、第2工程で曲げ戻すとき、余分に曲げ加工したフランジ面にダイ刃をプレス方向で略均一に当接させることができ、局部的な伸び成形や縮み成形を回避することができる。そのため、曲げ戻し時におけるキレツやシワなどを防止でき、かつ、残留応力をより一層均一にキャンセルすることができる。
前記第1工程では、前記先端側フランジ部の内、略ハット形断面の一端側を縮み率が3〜4%以内で曲げ加工し、略ハット形断面の他端側を伸び率が6〜7%以内で曲げ加工して、前記中間品を形成すること、
前記第2工程では、前記一端側を引張応力が生じない範囲内で曲げ戻し、前記他端側を圧縮応力が生じない範囲内で曲げ戻して、前記先端側フランジ部を形成することを特徴とする。
前記先端側フランジ部は、前記プレス部品と接合される他の部品との接合面を構成することを特徴とする。
前記プレス部品は、自動車における車体の構造部材又は補強部材であることを特徴とする。
まず、本実施形態に係るプレス部品の構造を、図1〜図3を用いて説明する。図1に、本発明の実施形態に係るプレス部品を備える自動車の側面図を示す。図2に、図1に示すA−A断面図を示す。図3に、図2に示すピラーR/F(プレス部品)を表す平面図を示す。
次に、本実施形態に係るプレス部品の製造方法を、図4〜図6を用いて説明する。図4に、図3に示すピラーR/F(プレス部品)の曲げ戻し量を表す拡大断面図を示す。なお、図4(a)は、曲げ戻し前の断面図であり、図4(b)は、曲げ戻し後の断面図である。図5に、図4(a)に示す断面に曲げ加工する金型の断面図を示す。図6に、図4(b)に示す断面に曲げ戻し加工する金型の断面図を示す。ここで、図5及び図6は、いずれも曲げ加工が完了したプレス下死点の状態を表す。
次に、本実施形態に係る製造方法によって曲げ加工した中間品1bと完成品であるプレス部品(ピラーR/F)1における応力分布を表すCAE解析結果と、完成品の捻れ量の測定結果とを、図7〜図9を用いて説明する。図7に、図3に示すピラーR/F(プレス部品)の縮みフランジ部(領域B)における応力分布を表すCAE解析図を示す。なお、図7(a)は、曲げ戻し前のCAE解析図であり、図7(b)は、曲げ戻し後のCAE解析図である。図8に、図3に示すピラーR/F(プレス部品)の伸びフランジ部(領域C)における応力分布を表すCAE解析図を示す。なお、図8(a)は、曲げ戻し前のCAE解析図であり、図8(b)は、曲げ戻し後のCAE解析図である。図9に、図3に示すピラーR/F(プレス部品)の捻れ量の測定結果を表す拡大断面図を示す。
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係るピラーR/F(プレス部品)1の製造方法によれば、ピラーR/F(プレス部品)1は、予め曲げ加工された略ハット形断面における根元側フランジ部12、15が固定され、先端側フランジ部14、18のみが残留応力をキャンセルする方向に曲げ戻されるので、伸びフランジ成形や縮みフランジ成形によって発生する先端側フランジ部14、18の大きな残留応力のみを減少させて、根元側フランジ部12、15の小さな残留応力に近づけることができる。そのため、先端側フランジ部14、18における残留応力と根元側フランジ部12、15における残留応力との差異が減少し、残留応力に基づく曲げモーメントを全体的に低減させ、ピラーR/F(プレス部品)1の捻れ量m1、m2を減少させることができる。
また、先端側フランジ部14、18のみが曲げ戻されるので、根元側フランジ部12、15と先端側フランジ部14、18との間には、曲げ戻しによる新たな折り曲げ線131、141、181が形成される。そのため、この新たな折り曲げ線によって、先端側フランジ部14、18の形状凍結を促進させることができる。
その結果、高張力鋼板からなる素材板Zを、冷間プレスで曲げ加工したときに発生する捻れやスプリングバック等の形状凍結不良を、冷間プレスの簡単な曲げ加工によって大幅に低減することができる。
また、第1工程で、先端側フランジ部14、18を所定の形状に対してプレス方向で略平行に変位するよう余分に曲げ加工して中間品1bを形成したので、第2工程で曲げ戻すとき、余分に曲げ加工したフランジ面14b、18bにダイ刃33、34をプレス方向で略均一に当接させることができ、局部的な伸び成形や縮み成形を回避することができる。そのため、曲げ戻し時におけるキレツやシワなどを防止でき、かつ、残留応力をより一層均一にキャンセルすることができる。
1b 中間品
2 ピラーアウタ
3 ピラーインナ
4 ウェザーストリップ
5 ウィンドシールドガラス
10 自動車
11 上端部
12、13、14 縮みフランジ部
15、16、17、18 伸びフランジ部
12、15 根元側フランジ部
14、18 先端側フランジ部
14 一端側
18 他端側
14b、18b フランジ面
13、16、17 ステップ面
20、30 金型
21、31 上型
22、33、34 ダイ刃
23 パッド
25、36 下型
32 クッションパッド
Claims (5)
- 高張力鋼板からなる長尺状の素材板から冷間プレスのプレス方向への曲げ加工によって形成する略ハット形断面を備え長手方向で湾曲したプレス部品の製造方法であって、
前記プレス部品は、予め曲げ加工された前記略ハット形断面における根元側フランジ部が固定され、先端側フランジ部のみが残留応力をキャンセルする方向に曲げ戻されること、
前記根元側フランジ部を所定の形状に曲げ加工し、前記先端側フランジ部を所定の形状に対してプレス方向で略平行に変位するよう余分に曲げ加工して中間品を形成する第1工程と、前記中間品における余分に曲げ加工したフランジ面のみを所定の形状に曲げ戻して前記先端側フランジ部を形成する第2工程とを備えること、
前記第1工程では、縮み率の大きい先端側フランジ部が、縮み率の小さい根元側フランジ部から面沿いに延びるフランジ面まで余分に曲げ加工され、前記第2工程にて、前記フランジ面が曲げ戻されるとき、前記根元側フランジ部と前記先端側フランジ部との間には、新たな折り曲げ線と新たなステップ面が形成されることを特徴とするプレス部品の製造方法。 - 請求項1に記載されたプレス部品の製造方法において、
前記先端側フランジ部は、曲げ戻し前のフランジ面に対して長手方向で略平行に曲げ戻されることを特徴とするプレス部品の製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載されたプレス部品の製造方法において、
前記第1工程では、前記先端側フランジ部の内、略ハット形断面の一端側を縮み率が3〜4%以内で曲げ加工し、略ハット形断面の他端側を伸び率が6〜7%以内で曲げ加工して、前記中間品を形成すること、
前記第2工程では、前記一端側を引張応力が生じない範囲内で曲げ戻し、前記他端側を圧縮応力が生じない範囲内で曲げ戻して、前記先端側フランジ部を形成することを特徴とするプレス部品の製造方法。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載されたプレス部品の製造方法において、
前記先端側フランジ部は、前記プレス部品と接合される他の部品との接合面を構成することを特徴とするプレス部品の製造方法。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載されたプレス部品の製造方法において、
前記プレス部品は、自動車における車体の構造部材又は補強部材であることを特徴とするプレス部品の製造方法。
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