JP6197766B2 - Press mold equipment - Google Patents
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Description
本発明は、上金型と、該上金型と協働して鋼板をプレス成形する下金型とを有するプレス成形用金型装置に関する。 The present invention relates to a press molding die apparatus having an upper die and a lower die for press-molding a steel plate in cooperation with the upper die.
プレス成形金型は通常、スライドに設置された上金型と、ボルスターに設置された下金型と、クッションピンにより押し上げられるホルダーとを有している。そして、このようなプレス成形金型を用いたプレス成形は、クッションピンに上向きの力を付与し、スライドを下動させ、上金型とホルダーとで素材を挟み込み、下金型に押し込み成形することで行われる。スライド（上金型）は、クランク機構により１ストロークでプレス下死点から上死点までの移動を繰り返す。 The press mold usually has an upper mold installed on a slide, a lower mold installed on a bolster, and a holder pushed up by a cushion pin. In press molding using such a press molding die, an upward force is applied to the cushion pin, the slide is moved downward, the material is sandwiched between the upper die and the holder, and the die is pushed into the lower die. Is done. The slide (upper die) repeats the movement from the press bottom dead center to the top dead center in one stroke by the crank mechanism.
近年、自動車業界では、地球温暖化防止の観点から車体軽量化が望まれており、且つ、衝突変形強度向上のために構造部材にハイテン材の適用やホットプレス材の適用が拡大している。
ハイテン材は、従来の軟鋼板に比べて素材強度が高いため、プレス成形時に変形しにくくて、通常のプレス成形用金型では、スプリングバックの発生が大きくなったり、ワレやしわの発生が顕著になったりする。
また、ホットプレス材においては、成形時に金型と接触させて焼入れを行うことがあるが、例えばハット断面形状の製品をプレス成形するような場合には、金型と接触しにくい縦壁部の焼入れが不足することがある。
In recent years, in the automobile industry, it has been desired to reduce the weight of a vehicle body from the viewpoint of preventing global warming, and in order to improve the impact deformation strength, the application of high-tensile materials and hot-press materials to structural members is expanding.
High-tensile material has higher material strength than conventional mild steel plates, so it is difficult to deform during press molding. In ordinary press molding dies, the occurrence of springback is large and cracks and wrinkles are prominent. It becomes.
Moreover, in hot press materials, quenching may be performed by contacting with a mold at the time of molding. For example, when a product having a hat cross-sectional shape is press-molded, the vertical wall portion is difficult to contact with the mold. Quenching may be insufficient.
そこで、ハイテン材のスプリングバック抑制やホットプレス材の焼入れ向上のために、成形途中で下金型の全部又は一部を移動させてブランクへの負荷をコントロールしたり、金型との接触度合いを向上させたりすることが考えられる。
この点、例えば特許文献１には、スプリングバックを抑制するため、雌型（上金型）とブランクホルダとを別々のアクチュエータによって駆動することで（特許文献１の段落［００１８］参照）、それぞれ別個に移動させるプレス成形金型が開示されている。
Therefore, to suppress the spring back of the high-tensile material and improve the quenching of the hot press material, the load on the blank can be controlled by moving all or part of the lower mold during the molding, or the degree of contact with the mold can be adjusted. It can be improved.
In this regard, for example, in Patent Document 1, in order to suppress springback, the female mold (upper mold) and the blank holder are driven by separate actuators (see paragraph [0018] of Patent Document 1), respectively. A press mold that is moved separately is disclosed.
しかし、特許文献１の雌型とブランクホルダは、それぞれ個別のアクチュエータによって駆動するため、各金型（雌型とブランクホルダ）の移動のタイミングやストロークの制御が必要であり、構成が複雑で設備コストがかかるという問題がある。 However, since the female mold and the blank holder of Patent Document 1 are driven by individual actuators, it is necessary to control the movement timing and stroke of each mold (female mold and blank holder), and the configuration is complicated and equipment is required. There is a problem of cost.
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、簡易的な構成により成形途中で下金型の全部又は一部を移動させてブランクへの負荷をコントロールしたり、金型との接触度合いを向上させたりすることができ、ハイテン材におけるスプリングバック抑制や焼入れ向上等に有効なプレス成形用金型装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and controls the load on the blank by moving all or part of the lower mold during the molding process with a simple configuration, An object of the present invention is to obtain a press-molding die device that can improve the degree of contact with a mold and is effective in suppressing spring back and improving quenching in a high-tensile material.
発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討したところ、上金型の成形時の荷重を利用して下金型（ブランクホルダを含む）を移動させるという知見を得た。
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。
The inventor diligently studied to solve the above problems, and obtained the knowledge that the lower mold (including the blank holder) is moved using the load at the time of molding the upper mold.
The present invention has been made based on such knowledge, and specifically comprises the following configuration.
（１）本発明に係るプレス成形用金型装置は、天板部と、該天板部の少なくとも片側に連続する縦壁部と、該縦壁部に連続するフランジ部とを備えたプレス成形品を成形対象とし、上金型と、該上金型と協働して鋼板をプレス成形する下金型とを有するプレス成形用金型装置であって、
前記下金型は、前記プレス成形品の前記天板部と前記縦壁部とを成形するパンチと前記フランジ部を成形する移動可能に構成されたフランジ成形ダイとを備え、
前記上金型の成形時の荷重を受けて、該荷重を前記フランジ成形ダイを前記上金型に向けて移動させる駆動力に変換する動力変換伝達機構を有し、
成形途中における前記上金型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、
前記動力変換伝達機構は、成形途中においては、鋼板のフランジ端部が前記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、
前記上金型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となるように前記フランジ成形ダイを移動させることを特徴とするものである。
(1) A press molding die device according to the present invention includes a top plate portion, a vertical wall portion continuous to at least one side of the top plate portion, and a flange portion continuous to the vertical wall portion. A molding apparatus for press molding having an upper mold and a lower mold for press-molding a steel plate in cooperation with the upper mold.
The lower tool is provided with a flange formed Katachida Lee movably configured to mold the punch and the flange portion for molding the said vertical wall portion and the top plate of the press-
Under a load at the time of molding of the upper mold, having a power conversion transmission mechanism which converts the該荷heavy said flange formed Katachida Lee driving force to move toward the upper mold,
When the distance from the bottom dead center of the upper mold in the middle of molding is H, and the distance from the top dead center of the flange molding die in the middle of molding is D,
The power conversion transmission mechanism, in the middle of forming, after the flange end of the steel sheet is in contact with the flange-forming die, to start the movement of the flange-forming die, H> is 0, D> 0,
When the upper die reaches the bottom dead center and the flange forming die reaches the top dead center at the same time, both are moved and molded into a product shape, H = D = 0. it is characterized in that moving the flange formed Katachida Lee as.
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記動力変換伝達機構が、上金型の下死点付近において前記上金型の成形時の荷重を受ける荷重受け部と、該荷重受け部によって受けた荷重を、前記フランジ成形ダイを移動させる駆動力に変換する動力変換部と、該動力変換部で変換された動力を前記フランジ成形ダイに伝達する駆動力伝達部を備えてなることを特徴とするものである。 (2) Further , in the above-described (1) , the power conversion transmission mechanism includes a load receiving portion that receives a load at the time of molding the upper mold near the bottom dead center of the upper mold, and the load receiver the load received by the parts, a power converter for converting a driving force for moving the flange-forming die, that the converted power in said animal force conversion portion comprising a driving force transmission unit that transmits to the flange-forming die It is characterized by.
本発明においては、下金型の全部又は一部が移動可能に構成されており、上金型の成形時の荷重を受けて、該荷重を前記下金型の全部又は一部を上金型の移動方向とは異なる方向に移動させる駆動力に変換する動力変換伝達機構を有することにより、簡易な構成で下金型の全部又は一部を移動させることができ、スプリングバック抑制やホットプレス成形における焼入れ性向上を図ることができる。 In the present invention, all or a part of the lower mold is configured to be movable, and when receiving the load at the time of molding the upper mold, all or a part of the lower mold is transferred to the upper mold. By having a power conversion transmission mechanism that converts it into a driving force that moves in a direction different from the moving direction, it is possible to move all or part of the lower mold with a simple configuration, suppressing spring back and hot press molding The hardenability can be improved.
［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係るプレス成形用金型装置１は、図１に示すように、上金型としてのダイ９、ダイ９と協働して鋼板３（図３参照）をプレス成形する下金型としての分割パンチ５とフランジ成形ダイ７と、ダイ９の成形時の荷重（以下、単に「成形荷重」という場合がある）を受けて該荷重を分割パンチ５を移動させる駆動力に変換する油圧式動力変換伝達機構１１とを有しており、予め加熱した鋼板３をハット断面形状部材１７（図２参照）に熱間プレス成形（ホットプレス成形）するためのものである。
なお、本実施の形態ではプレス成形用金型装置１とハット断面形状部材１７はともに左右対称であるため、図１及び図３においては右半分のみを図示している。また、図１においては点線の丸で囲んだ部分の拡大図を併記している。
[Embodiment 1]
As shown in FIG. 1, a press molding die apparatus 1 according to an embodiment of the present invention presses a steel plate 3 (see FIG. 3) in cooperation with a die 9 as an upper die and the die 9. The driving force for moving the divided punch 5 by receiving the load during molding of the divided punch 5 and the flange forming die 7 as the lower mold and the die 9 (hereinafter sometimes simply referred to as “molding load”) And a hydraulic power conversion transmission mechanism 11 for converting the steel plate 3 into a hot cross-shaped member 17 (see FIG. 2) for hot press forming (hot press forming).
In the present embodiment, both the press molding die device 1 and the hat cross-sectional shape member 17 are bilaterally symmetric, and therefore only the right half is shown in FIGS. 1 and 3. Moreover, in FIG. 1, the enlarged view of the part enclosed with the dotted-line circle is also written together.
〔ハット断面形状部材〕
熱間プレス成形するハット断面形状部材１７は、図２に示すように、天板部１８と、天板部１８の両側に連続するように形成された縦壁部１９と、各縦壁部１９の端部に形成されたフランジ部２０とを有している。
[Hat cross-sectional shape member]
As shown in FIG. 2, the hat cross-sectional shape member 17 to be hot press-molded includes a top plate portion 18, a vertical wall portion 19 formed so as to be continuous on both sides of the top plate portion 18, and each vertical wall portion 19. And a flange portion 20 formed at the end portion of the.
焼入れを行うためには、鋼板３に金型を十分に接触させることが必要である。
しかし、縦壁部１９においては、熱間プレス成形中に板厚が減少しやすく、下死点において金型に接触しにくい。
また、上金型の移動方向はハット断面形状部材１７の縦壁部１９における法線と略直交する方向であるために、成形荷重を増加させても、金型を縦壁部１９に強く接触させることが難しい。
In order to perform quenching, it is necessary to sufficiently bring the mold into contact with the steel plate 3.
However, in the vertical wall portion 19, the plate thickness is likely to decrease during hot press forming, and it is difficult to contact the mold at the bottom dead center.
In addition, since the moving direction of the upper mold is a direction substantially orthogonal to the normal line of the vertical wall portion 19 of the hat cross-sectional shape member 17, the mold is brought into strong contact with the vertical wall portion 19 even when the molding load is increased. It is difficult to let
このように、ハット断面形状部材１７を熱間プレス成形する場合、従来のプレス成形金型では、下死点において縦壁部１９に金型を接触させにくく急冷させることができない。
以上のことを踏まえた上で、本発明に係るプレス成形用金型装置１について以下に説明する。
Thus, when hot-press-molding the hat cross-sectional shape member 17, the conventional press-molding die is difficult to bring the die into contact with the vertical wall portion 19 at the bottom dead center and cannot be rapidly cooled.
Based on the above, the press molding die apparatus 1 according to the present invention will be described below.
〔プレス成形用金型装置〕
上述したプレス成形用金型装置１のダイ９、分割パンチ５、フランジ成形ダイ７及び油圧式動力変換伝達機構１１について詳細に説明する。
[Die equipment for press molding]
The die 9, the split punch 5, the flange forming die 7, and the hydraulic power conversion transmission mechanism 11 of the press molding die apparatus 1 described above will be described in detail.
＜ダイ＞
ダイ９は、図１に示すように、分割パンチ５と協働して天板部１８を成形するダイ側天板成形面９ａと、分割パンチ５と協働して縦壁部１９を成形するダイ側縦壁成形面９ｂと、フランジ成形ダイ７と協働してフランジ部２０を成形するフランジ成形部９ｃと、フランジ成形部９ｃの外側に下に凸に設けられた凸部９ｄとを有している。
凸部９ｄの高さｈは、所定の高さに設定されている。
<Die>
As shown in FIG. 1, the die 9 forms a die side top plate forming surface 9 a that forms the top plate portion 18 in cooperation with the divided punch 5, and forms a vertical wall portion 19 in cooperation with the divided punch 5. The die side vertical wall forming surface 9b, the flange forming portion 9c for forming the flange portion 20 in cooperation with the flange forming die 7, and the convex portion 9d provided on the outside of the flange forming portion 9c so as to protrude downward. doing.
The height h of the convex portion 9d is set to a predetermined height.
＜分割パンチ＞
分割パンチ５は、一体型のパンチを幅方向中央で縦に半割した形状からなり、天板部１８を成形する天板成形面５ａと、縦壁部１９を成形する縦壁成形面５ｂと、縦壁部１９及びフランジ部２０の境界のＲ部を成形する境界Ｒ成形面５ｃと、分割パンチの下面と分割パンチ５の幅方向内側面とに亘って形成された傾斜面５ｄ（図１中の拡大図を参照）とを有している。
<Split punch>
The divided punch 5 has a shape obtained by vertically dividing an integrated punch vertically in the center in the width direction, and includes a top plate forming surface 5a for forming the top plate portion 18 and a vertical wall forming surface 5b for forming the vertical wall portion 19. In addition, a boundary R forming surface 5c for forming an R portion at the boundary between the vertical wall portion 19 and the flange portion 20, and an inclined surface 5d formed across the lower surface of the divided punch and the inner surface in the width direction of the divided punch 5 (FIG. 1). (See the enlarged view inside).
分割パンチ５は、フランジ成形ダイ７上に幅方向（分割パンチ５同士が離れる方向）に移動可能に載置されている。分割パンチ５がプレス成形中にダイ９の移動方向とは異なって、幅方向に移動することで、縦壁成形面５ｂが該成形面に対向するダイ側縦壁成形面９ｂに近づく方向に移動して鋼板３を押圧するようになっている。
傾斜面５ｄの傾斜角度は所定の角度に設定されている。
The divided punch 5 is placed on the flange forming die 7 so as to be movable in the width direction (the direction in which the divided punches 5 are separated from each other). Different from the moving direction of the die 9 during the press molding, the divided punch 5 moves in the width direction so that the vertical wall molding surface 5b moves in a direction approaching the die side vertical wall molding surface 9b facing the molding surface. Then, the steel plate 3 is pressed.
The inclination angle of the inclined surface 5d is set to a predetermined angle.
＜フランジ成形ダイ＞
フランジ成形ダイ７は、ダイ９と協働してフランジ部２０を成形するフランジ成形面７ａと、長手方向に沿って設けられた凹陥部７ｂとを有している。
凹陥部７ｂには分割パンチ５が載置されており、凹陥部７ｂに分割パンチ５を載置した状態で分割パンチ５の境界Ｒ成形面５ｃの下端が、フランジ成形ダイ７のフランジ成形面７ａと面一になっている。
凹陥部７ｂの幅は分割パンチ５の下部の幅よりも広くなっており、凹陥部７ｂの幅方向中央に分割パンチ５を載置した状態（分割パンチ５の幅方向内側面を凹陥部７ｂのほぼ中央に位置させた状態）で凹陥部７ｂの壁面と分割パンチ５とに隙間Ｓが形成される。そのため、分割パンチ５はこの隙間Ｓの分だけ幅方向外側に移動可能になっている。
<Flange forming die>
The flange forming die 7 has a flange forming surface 7a for forming the flange portion 20 in cooperation with the die 9, and a recessed portion 7b provided along the longitudinal direction.
The divided punch 5 is placed on the recessed portion 7b, and the lower end of the boundary R forming surface 5c of the divided punch 5 is placed on the flange forming surface 7a of the flange forming die 7 with the divided punch 5 placed on the recessed portion 7b. It has become the same.
The width of the recessed portion 7b is wider than the width of the lower portion of the divided punch 5, and the divided punch 5 is placed at the center in the width direction of the recessed portion 7b (the inner surface of the divided punch 5 in the width direction of the recessed portion 7b). A gap S is formed between the wall surface of the recessed portion 7b and the divided punch 5 in a state of being positioned substantially at the center. Therefore, the divided punch 5 can be moved outward in the width direction by the gap S.
プレス成形は、図１中に黒太矢印で示すように、ダイ９が分割パンチ５に近づく方向に移動することで行われる。ダイ９の移動方向、つまり、ダイ９の成形荷重方向は、ハット断面形状部材１７の縦壁部１９の法線ＬWと交差する方向（図１の例では、ダイ９の成形荷重方向と法線ＬWのなす角度は90度に近い）である。
そのため、ダイ９の成形荷重方向に直交する天板部１８やフランジ部２０は、下死点においてダイ９の押圧力によって金型に接触させることができるが、縦壁部１９は成形荷重を増しても金型に接触させることが難しい。
そこで、本発明では、油圧式動力変換伝達機構１１によって分割パンチ５の縦壁成形面５ｂをダイ９のダイ側縦壁成形面９ｂに近づく方向に移動させ、縦壁部１９を金型（分割パンチ５の縦壁成形面５ｂ、ダイ９のダイ側縦壁成形面９ｂ）に確実に接触させて十分に冷却することができるようにした。以下に、油圧式動力変換伝達機構１１について詳細に説明する。
The press molding is performed by moving the die 9 in a direction approaching the divided punch 5 as indicated by a thick black arrow in FIG. The moving direction of the die 9, that is, the molding load direction of the die 9 is a direction intersecting the normal line L W of the vertical wall portion 19 of the hat cross-sectional shape member 17 (in the example of FIG. The angle formed by the line L W is close to 90 degrees).
Therefore, the top plate portion 18 and the flange portion 20 orthogonal to the molding load direction of the die 9 can be brought into contact with the mold by the pressing force of the die 9 at the bottom dead center, but the vertical wall portion 19 increases the molding load. However, it is difficult to contact the mold.
Therefore, in the present invention, the vertical wall forming surface 5b of the split punch 5 is moved in the direction approaching the die side vertical wall forming surface 9b of the die 9 by the hydraulic power conversion transmission mechanism 11, and the vertical wall portion 19 is moved to the die (divided). The vertical wall molding surface 5b of the punch 5 and the die side vertical wall molding surface 9b) of the die 9 are reliably brought into contact with each other so that the punch 5 can be sufficiently cooled. Hereinafter, the hydraulic power conversion transmission mechanism 11 will be described in detail.
＜油圧式動力変換伝達機構＞
油圧式動力変換伝達機構１１は、本発明の動力変換伝達機構の一態様であり、成形時におけるダイ９の成形荷重によって、分割パンチ５をダイ９の移動方向とは異なる幅方向に、すなわち分割パンチ５の縦壁成形面５ｂをダイ９のダイ側縦壁成形面９ｂに近づく方向に移動させるものである。
油圧式動力変換伝達機構１１は、図１に示すように、下死点付近においてダイ９の成形荷重を受ける荷重受け部となる第１油圧ピストン１２と、作動油１３が充填された油圧配管１４と、油圧配管１４における第１油圧ピストン１２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１５と、第２油圧ピストン１５から受ける荷重を分割パンチ５の傾斜面５ｄに伝達するカム１６を備えている。
<Hydraulic power conversion transmission mechanism>
The hydraulic power conversion transmission mechanism 11 is an aspect of the power conversion transmission mechanism of the present invention, and the divided punch 5 is divided in a width direction different from the moving direction of the die 9, that is, divided by the molding load of the die 9 at the time of molding. The vertical wall forming surface 5b of the punch 5 is moved in a direction approaching the die side vertical wall forming surface 9b of the die 9.
As shown in FIG. 1, the hydraulic power conversion transmission mechanism 11 includes a first hydraulic piston 12 serving as a load receiving portion that receives a molding load of the die 9 in the vicinity of bottom dead center, and a hydraulic pipe 14 filled with hydraulic oil 13. And the second hydraulic piston 15 installed at the end opposite to the end where the first hydraulic piston 12 is installed in the hydraulic pipe 14, and the inclined surface 5d of the split punch 5 receiving the load received from the second hydraulic piston 15 A cam 16 is provided.
第１油圧ピストン１２は油圧配管１４の一端に上下動可能に配置されており、成形下死点付近において凸部９ｄによって押し下げられる。
作動油１３は、第１油圧ピストン１２がダイ９の凸部９ｄ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１５に伝達するための機能を有している。
油圧配管１４における第１油圧ピストン１２が設置されているシリンダ部の断面積は、第２油圧ピストン１５が設置されているシリンダ部の断面積よりも大きく設定されており、第１油圧ピストン１２の下動量よりも第２油圧ピストン１５（カム１６）の上動量が大きくなる。このように、第１油圧ピストン１２と第２油圧ピストン１５が設置されるシリンダ部の断面積に差を設けることで、第１油圧ピストン１２の下動量に対する第２油圧ピストン１５の上動量を調整でき、これによってカム１６の上動量ひいては分割パンチ５の幅方向移動量を調整できる。
The first hydraulic piston 12 is disposed at one end of the hydraulic pipe 14 so as to be movable up and down, and is pushed down by the convex portion 9d in the vicinity of the molding bottom dead center.
The hydraulic oil 13 has a function for transmitting the load received by the first hydraulic piston 12 from the convex portion 9d of the die 9 to the second hydraulic piston 15 installed on the other end side.
The cross-sectional area of the cylinder portion where the first hydraulic piston 12 is installed in the hydraulic pipe 14 is set larger than the cross-sectional area of the cylinder portion where the second hydraulic piston 15 is installed. The upward movement amount of the second hydraulic piston 15 (cam 16) becomes larger than the downward movement amount. In this way, the upward movement amount of the second hydraulic piston 15 is adjusted with respect to the downward movement amount of the first hydraulic piston 12 by providing a difference in the cross-sectional area of the cylinder portion where the first hydraulic piston 12 and the second hydraulic piston 15 are installed. Thus, the upward movement amount of the cam 16 and thus the movement amount in the width direction of the divided punch 5 can be adjusted.
カム１６は、長手方向直交断面が三角形状の棒状体からなり、該三角形の傾斜面（カム側傾斜面１６ａ、図１中の拡大図を参照）が分割パンチ５の傾斜面５ｄと摺接するようになっている。
カム１６は、フランジ成形ダイ７の長手方向に沿って、幅方向中央に上下動可能に設けられている。カム１６が上動すると、カム側傾斜面１６ａと分割パンチ５の傾斜面５ｄとが接触し、分割パンチ５が拡幅方向の力を受けて、フランジ成形ダイ７の凹陥部７ｂ上を拡幅方向へ移動する。
The cam 16 is made of a rod-like body having a triangular cross section in the longitudinal direction, and the inclined surface of the triangle (the cam-side inclined surface 16a, see the enlarged view in FIG. 1) is in sliding contact with the inclined surface 5d of the divided punch 5. It has become.
The cam 16 is provided at the center in the width direction so as to move up and down along the longitudinal direction of the flange forming die 7. When the cam 16 is moved upward, the cam-side inclined surface 16a and the inclined surface 5d of the divided punch 5 come into contact with each other, and the divided punch 5 receives a force in the widening direction, and on the concave portion 7b of the flange forming die 7 in the widening direction. Moving.
油圧式動力変換伝達機構１１は以上のような構成であるから、成形時におけるダイ９の成形荷重を、分割パンチ５の縦壁成形面５ｂをダイ９のダイ側縦壁成形面９ｂに近づく方向（分割パンチ５同士が離れる方向）に移動させる駆動力に変換して、分割パンチ５の縦壁成形面５ｂを縦壁部１９に押付けることができる。 Since the hydraulic power conversion transmission mechanism 11 is configured as described above, the molding load of the die 9 at the time of molding is determined such that the vertical wall molding surface 5b of the divided punch 5 approaches the die side vertical wall molding surface 9b of the die 9. The vertical wall forming surface 5b of the divided punch 5 can be pressed against the vertical wall portion 19 by converting the driving force to move in the direction in which the divided punches 5 are separated.
なお、上記から明らかなように、油圧式動力変換伝達機構１１の各構成のうち、第１油圧ピストン１２が本発明の荷重受け部に相当し、作動油１３及び油圧配管１４が動力変換部に相当し、第２油圧ピストン１５及びカム１６が駆動力伝達部に相当する。 As is apparent from the above, among the components of the hydraulic power conversion transmission mechanism 11, the first hydraulic piston 12 corresponds to the load receiving portion of the present invention, and the hydraulic oil 13 and the hydraulic piping 14 serve as the power conversion portion. The second hydraulic piston 15 and the cam 16 correspond to the driving force transmission unit.
プレス成形中においては、鋼板３における縦壁部１９に相当する部分の板厚は最大で25％減少することが想定されるので、縦壁成形面５ｂのダイ側縦壁成形面９ｂ側への移動量は、減少前板厚をｔmmとすると、少なくとも板厚減少量（0.25ｔmm）以上にすることが望ましい。
また、油圧配管１４の途中に流量調整用あるいは圧力調整用バルブを設けて縦壁成形面５ｂの移動量を調整することも可能である。
During press forming, it is assumed that the plate thickness of the portion corresponding to the vertical wall portion 19 in the steel plate 3 is reduced by 25% at the maximum, so that the vertical wall forming surface 5b is directed to the die side vertical wall forming surface 9b side. The amount of movement is preferably at least the thickness reduction amount (0.25 tmm), where tmm is the thickness before reduction.
It is also possible to adjust the amount of movement of the vertical wall forming surface 5b by providing a flow rate adjusting or pressure adjusting valve in the middle of the hydraulic pipe.
〔プレス成形用金型装置の動作説明〕
上記のように構成されたプレス成形用金型装置１の動作説明を図３に基づいて行う。
所定の形状にブランキングした鋼板３を、予め加熱炉や通電加熱装置などの加熱手段によって所定温度まで加熱しておく。
加熱後の鋼板３をプレス成形用金型装置１に搬送して、分割パンチ５の上面に載置する。
この状態でダイ９を下動させることで、ダイ９と分割パンチ５とで、鋼板３がハット断面形状に成形される。
[Explanation of operation of press mold equipment]
The operation of the press molding die apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIG.
The steel plate 3 blanked into a predetermined shape is heated in advance to a predetermined temperature by a heating means such as a heating furnace or an electric heating device.
The heated steel plate 3 is transported to the press molding die device 1 and placed on the upper surface of the divided punch 5.
By lowering the die 9 in this state, the steel plate 3 is formed into a hat cross-sectional shape by the die 9 and the divided punch 5.
プレス成形が進んでダイ９が下死点の数mm手前まで下動すると、ダイ９の凸部９ｄによって第１油圧ピストン１２の押し下げが開始される。第１油圧ピストン１２が下動すると、第２油圧ピストン１５（カム１６）が上動し、これに伴って分割パンチ５が幅方向に移動開始する（図３（ｂ）参照）。このようにして、図３（ｃ）に示すように、下死点において分割パンチ５の縦壁成形面５ｂ（符号は図３（ａ）を参照）が鋼板３の縦壁部１９に相当する部分に強く当接し、急冷されて焼きが入る
この状態で所定時間保持して鋼板３を冷却する（図３（ｃ）参照）。
When press molding progresses and the die 9 moves down to a few millimeters before the bottom dead center, the first hydraulic piston 12 starts to be pushed down by the convex portion 9d of the die 9. When the first hydraulic piston 12 moves downward, the second hydraulic piston 15 (cam 16) moves upward, and accordingly, the divided punch 5 starts to move in the width direction (see FIG. 3B). Thus, as shown in FIG. 3C, the vertical wall forming surface 5b (see FIG. 3A for the sign) of the divided punch 5 corresponds to the vertical wall portion 19 of the steel plate 3 at the bottom dead center. The steel plate 3 is kept in contact for a predetermined time in this state to cool the steel plate 3 (see FIG. 3C).
このようにして、天板部１８やフランジ部２０はもとより、縦壁部１９のような従来のプレス成形金型では焼入れしにくい部分にも十分に焼入れをすることができる（符号は図２を参照）。
冷却後は離型して成形品を取り出す。
In this way, not only the top plate portion 18 and the flange portion 20 but also a portion that is difficult to be hardened by a conventional press-molding die such as the vertical wall portion 19 can be sufficiently quenched (reference numerals are those shown in FIG. 2). reference).
After cooling, release the mold and take out the molded product.
以上のように、本実施の形態においてはダイ９の成形荷重を利用して分割パンチ５を移動させることにより、下死点において分割パンチ５の縦壁成形面５ｂを縦壁部１９に当接させて急冷することが可能であり、簡易的な構成でありながら、焼入れ性を向上させることができる。 As described above, in the present embodiment, the vertical wall forming surface 5b of the divided punch 5 is brought into contact with the vertical wall portion 19 at the bottom dead center by moving the divided punch 5 using the molding load of the die 9. It is possible to rapidly cool and hardenability can be improved while having a simple configuration.
なお、上記ではダイ９が分割パンチ５とフランジ成形ダイ７に近づく方向に移動する例を挙げて説明したが、分割パンチ５とフランジ成形ダイ７がダイ９に近づくように移動させてもよい。 In the above description, the example in which the die 9 moves in the direction approaching the split punch 5 and the flange forming die 7 has been described. However, the split punch 5 and the flange forming die 7 may be moved so as to approach the die 9.
上記では、動力変換伝達機構として油圧を利用したものを例に挙げたが、動力変換伝達機構はこれに限られない。例えば、油圧の他に水圧や空圧を利用するようなものであってもよい。また、上記のような流体の圧力を利用するようなものではなく、例えば、ウォーム歯車（ウォームとウォームホイール）、かさ歯車や、ラックとピニオン等を用いてダイ９の成形荷重を、分割パンチ５の移動のための駆動力に変換するようなものであってもよい。 In the above, the power conversion transmission mechanism using hydraulic pressure is taken as an example, but the power conversion transmission mechanism is not limited to this. For example, in addition to hydraulic pressure, water pressure or pneumatic pressure may be used. Further, the pressure of the fluid as described above is not used. For example, the molding load of the die 9 is changed using the worm gear (worm and worm wheel), the bevel gear, the rack and the pinion, and the like. It may be converted into a driving force for the movement.
機械式の動力変換伝達機構の一例として、ウォーム歯車とかさ歯車を用いた機械式動力変換伝達機構２３について図４及び図５に基づいて説明する。図４は、機械式動力変換伝達機構２３を用いたプレス成形用金型装置２１を図示したものである。なお、図４において、図１のプレス成形用金型装置１と同様のものには同一の符号を付しており、その説明を省略する。また、図４においては機械式動力変換伝達機構２３の一部を簡略化して図示おり、図５においてこの部分を詳細に図示している。 As an example of a mechanical power conversion transmission mechanism, a mechanical power conversion transmission mechanism 23 using a worm gear and a bevel gear will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 illustrates a press molding die device 21 using the mechanical power conversion transmission mechanism 23. In FIG. 4, the same components as those in the press molding die apparatus 1 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. 4 shows a part of the mechanical power conversion transmission mechanism 23 in a simplified manner, and FIG. 5 shows this part in detail.
機械式動力変換伝達機構２３は、図４及び図５に示すように、上下動可能に立設し下端に入力側ウォーム２５ａを有する入力軸２５と、入力側ウォーム２５ａに対応する入力側かさ歯車付きウォームホイール２７と、一端に入力側かさ歯車付きウォームホイール２７に対応する入力側伝達かさ歯車２９ａ及び他端に出力側伝達ウォーム２９ｂを有する伝達軸２９と、出力側伝達ウォーム２９ｂに対応する出力側ウォームホイール３１と、上下動可能に立設し下端に出力側ウォームホイール３１に対応する出力側ウォーム３３ａを有する出力軸３３と、カム１６（図１、図４参照）とを備えている。なお、図５においてカム１６の図示は省略している。
入力軸２５の上端はダイ９の凸部９ｄによって押し下げ可能なように配置されており、カム１６は出力軸３３の上端に取り付けられている。その他の構成は上述したプレス成形用金型装置１と同様である。
As shown in FIGS. 4 and 5, the mechanical power conversion transmission mechanism 23 includes an input shaft 25 erected so as to be vertically movable and having an input side worm 25 a at the lower end, and an input side bevel gear corresponding to the input side worm 25 a. Worm wheel 27, an input side transmission bevel gear 29a corresponding to worm wheel 27 with input side bevel gear at one end, a transmission shaft 29 having output side transmission worm 29b at the other end, and an output corresponding to output side transmission worm 29b. A side worm wheel 31, an output shaft 33 having an output side worm 33 a corresponding to the output side worm wheel 31 at the lower end and standing upright so as to move up and down, and a cam 16 (see FIGS. 1 and 4). In FIG. 5, the cam 16 is not shown.
The upper end of the input shaft 25 is disposed so as to be pushed down by the convex portion 9 d of the die 9, and the cam 16 is attached to the upper end of the output shaft 33. Other configurations are the same as those of the press molding die apparatus 1 described above.
なお、機械式動力変換伝達機構２３の各構成のうち、入力軸２５が本発明の荷重受け部に相当し、入力側ウォーム２５ａと入力側かさ歯車付きウォームホイール２７と入力側伝達かさ歯車２９ａと伝達軸２９と出力側伝達ウォーム２９ｂと出力側ウォームホイール３１と出力側ウォーム３３ａとが動力変換部に相当し、出力軸３３とカム１６が駆動力伝達部に相当する。 Of the components of the mechanical power conversion transmission mechanism 23, the input shaft 25 corresponds to the load receiving portion of the present invention, and includes an input side worm 25a, an input side bevel gear with a bevel gear 27, and an input side transmission bevel gear 29a. The transmission shaft 29, the output-side transmission worm 29b, the output-side worm wheel 31, and the output-side worm 33a correspond to a power conversion unit, and the output shaft 33 and the cam 16 correspond to a driving force transmission unit.
成形下死点近傍において入力軸２５がダイ９の凸部９ｄによって押し下げられると、入力側ウォーム２５ａによって入力側かさ歯車付きウォームホイール２７が回転し、これに伴って入力側伝達かさ歯車２９ａ、伝達軸２９及び出力側伝達ウォーム２９ｂが回転し、さらに出力側ウォームホイール３１が回転することで、出力側ウォーム３３ａによって出力軸３３が上動するようになっている。
このようにして、ダイ９による成形荷重がカム１６を介して分割パンチ５に伝達される。
なお、入力軸２５の下動量に対する出力軸３３の上動量は、例えば、出力側ウォームホイール３１と入力側かさ歯車付きウォームホイール２７との径を異なるようにすることで調整することができる。
When the input shaft 25 is pushed down by the convex portion 9d of the die 9 in the vicinity of the molding bottom dead center, the worm wheel 27 with the input side bevel gear is rotated by the input side worm 25a, and accordingly, the input side transmission bevel gear 29a, transmission When the shaft 29 and the output side transmission worm 29b rotate and the output side worm wheel 31 further rotates, the output shaft 33 is moved upward by the output side worm 33a.
In this way, the molding load by the die 9 is transmitted to the split punch 5 via the cam 16.
The upward movement amount of the output shaft 33 with respect to the downward movement amount of the input shaft 25 can be adjusted, for example, by making the diameters of the output-side worm wheel 31 and the input-side bevel gear-attached worm wheel 27 different.
機械式の動力変換伝達機構の他の例として、ラックとピニオンを用いた機械式動力変換伝達機構４１を図６に示す。
機械式動力変換伝達機構４１は、上下方向にスライド可能に立設された入力側ラック４３と、入力側ラック４３のスライドによって回転する入力側ピニオン４５と、入力側ピニオン４５の回転によってスライドする伝達ラック４７と、伝達ラック４７のスライドによって回転する出力側ピニオン４９と、出力側ピニオン４９の回転によって上下方向にスライドする出力側ラック５１と、カム１６（図１、図４参照）とを備えている。なお、図６においてカム１６の図示は省略している。
入力側ラック４３の上端はダイ９の凸部９ｄによって押し下げ可能なように配置されており、カム１６は出力側ラック５１の上端に取り付けられている。
FIG. 6 shows a mechanical power conversion transmission mechanism 41 using a rack and a pinion as another example of the mechanical power conversion transmission mechanism.
The mechanical power conversion transmission mechanism 41 includes an input side rack 43 erected so as to be slidable in the vertical direction, an input side pinion 45 that rotates by sliding of the input side rack 43, and a transmission that slides by rotation of the input side pinion 45. A rack 47, an output-side pinion 49 that rotates by sliding the transmission rack 47, an output-side rack 51 that slides up and down by the rotation of the output-side pinion 49, and a cam 16 (see FIGS. 1 and 4). Yes. In FIG. 6, the cam 16 is not shown.
The upper end of the input side rack 43 is disposed so as to be pushed down by the convex portion 9 d of the die 9, and the cam 16 is attached to the upper end of the output side rack 51.
なお、機械式動力変換伝達機構４１の各構成のうち、入力側ラック４３が本発明の荷重受け部に相当し、入力側ラック４３（荷重受け部を兼ねている）と入力側ピニオン４５と伝達ラック４７と出力側ピニオン４９とが動力変換部に相当し、出力側ラック５１とカム１６が駆動力伝達部に相当する。 Of the components of the mechanical power conversion transmission mechanism 41, the input side rack 43 corresponds to the load receiving portion of the present invention, and the input side rack 43 (also serving as the load receiving portion) and the input side pinion 45 are transmitted. The rack 47 and the output side pinion 49 correspond to a power conversion unit, and the output side rack 51 and the cam 16 correspond to a driving force transmission unit.
成形下死点近傍において入力側ラック４３がダイ９の凸部９ｄによって押し下げられると、入力側ピニオン４５が回転して伝達ラック４７がスライドし、さらに出力側ピニオン４９が回転することで、出力側ラック５１が上動するようになっている。
このようにして、ダイ９の成形荷重がカム１６を介して分割パンチ５に伝達される。
なお、入力側ラック４３の押し下げ量に対する分割パンチ５の移動量は、例えば、出力側ピニオン４９と入力側ピニオン４５との径を異なるようにすることで調整することができる。
When the input side rack 43 is pushed down by the convex portion 9d of the die 9 in the vicinity of the molding bottom dead center, the input side pinion 45 rotates, the transmission rack 47 slides, and the output side pinion 49 further rotates, so that the output side The rack 51 moves up.
In this way, the molding load of the die 9 is transmitted to the split punch 5 via the cam 16.
Note that the amount of movement of the split punch 5 relative to the amount by which the input side rack 43 is pushed down can be adjusted, for example, by making the diameters of the output side pinion 49 and the input side pinion 45 different.
機械式の動力変換伝達機構のさらに他の例として、テコを用いた機械式動力変換伝達機構５５について図７に基づいて説明する。図７は、機械式動力変換伝達機構５５を有するプレス成形用金型装置５３を図示したものである。なお、図７において、図１のプレス成形用金型装置１や図４のプレス成形用金型装置２１と同様のものには同一の符号を付しており、その説明を省略する。 As still another example of the mechanical power conversion transmission mechanism, a mechanical power conversion transmission mechanism 55 using a lever will be described with reference to FIG. FIG. 7 illustrates a press molding die device 53 having a mechanical power conversion transmission mechanism 55. In FIG. 7, the same components as those in the press molding die device 1 in FIG. 1 and the press molding die device 21 in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
機械式動力変換伝達機構５５は、図７に示すように、上下動可能に立設した作動側リンク部材５７と、棒状からなり支点５９ａを中心に回動可能に設けられ一端が作動側リンク部材５７の下端と当接する回動部材５９と、上下動可能に立設し下端が回動部材５９の他端と当接する従動側リンク部材６１と、カム１６とを有している。
作動側リンク部材５７の上端はダイ９の凸部９ｄによって押し下げ可能なように配置されており、カム１６は従動側リンク部材６１の上端に取り付けられている。その他の構成は上述したプレス成形用金型装置１及びプレス成形用金型装置２１と同様である。
As shown in FIG. 7, the mechanical power conversion transmission mechanism 55 includes an operation side link member 57 erected so as to be movable up and down, a rod-shaped link member 59 that is rotatable about a fulcrum 59a, and one end of the operation side link member. The rotation member 59 that contacts the lower end of the rotation member 57, the driven side link member 61 that stands upright so that it can move up and down, and that contacts the other end of the rotation member 59, and the cam 16.
The upper end of the operating side link member 57 is disposed so as to be pushed down by the convex portion 9 d of the die 9, and the cam 16 is attached to the upper end of the driven side link member 61. Other configurations are the same as those of the press molding die device 1 and the press molding die device 21 described above.
なお、機械式動力変換伝達機構５５の各構成のうち、作動側リンク部材５７が本発明の荷重受け部に相当し、作動側リンク部材５７と回動部材５９（支点５９ａ）とが動力変換部に相当し、従動側リンク部材６１とカム１６とが駆動力伝達部に相当する。 Of the components of the mechanical power conversion transmission mechanism 55, the operating side link member 57 corresponds to the load receiving portion of the present invention, and the operating side link member 57 and the rotation member 59 (fulcrum 59a) are the power conversion unit. The driven side link member 61 and the cam 16 correspond to a driving force transmission unit.
成形下死点近傍において作動側リンク部材５７がダイ９の凸部９ｄによって押し下げられると、回動部材５９が支点５９ａを中心に回動し従動側リンク部材６１が上動するようになっている。このようにして、ダイ９の成形荷重がカム１６を介して分割パンチ５に伝達される。
なお、分割パンチ５の移動量は、例えば回動部材５９の支点５９ａの位置を変更することで調整することができる。
When the operation side link member 57 is pushed down by the convex portion 9d of the die 9 in the vicinity of the molding bottom dead center, the rotation member 59 rotates about the fulcrum 59a and the driven side link member 61 moves up. . In this way, the molding load of the die 9 is transmitted to the split punch 5 via the cam 16.
The amount of movement of the divided punch 5 can be adjusted by changing the position of the fulcrum 59a of the rotating member 59, for example.
なお上記では、分割パンチ５が幅方向に移動するものを例に挙げて説明したが、分割パンチ５の移動方向は、分割パンチ５が鋼板３を押圧する方向であればよく、例えば、上方向や法線ＬW方向に移動するようにしてもよい。このような場合であっても、分割パンチ５の境界Ｒ成形面５ｃの下端とフランジ成形ダイ７のフランジ成形面７ａとが、下死点において面一になるように、これらの高さを設定しておく。 In the above description, the example in which the divided punch 5 moves in the width direction has been described as an example. However, the moving direction of the divided punch 5 may be a direction in which the divided punch 5 presses the steel plate 3. it may be moved to and normal L W direction. Even in such a case, these heights are set so that the lower end of the boundary R molding surface 5c of the split punch 5 and the flange molding surface 7a of the flange molding die 7 are flush with each other at the bottom dead center. Keep it.
［実施の形態２］
上記実施の形態１は、下金型を２分割した分割パンチ５として、これを幅方向に移動可能に構成したものについて説明したが、下金型はこれに限られず、例えばフランジ成形部（ホルダー面）を移動させるようなものであってもよい。
このようなものの一例としてプレス成形用金型装置７１を挙げて、図８及び図９に基づいて以下に説明する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the lower punch is divided into two as the divided punch 5 and is configured to be movable in the width direction. However, the lower die is not limited to this, for example, a flange forming portion (holder) It is also possible to move the surface).
As an example of such a configuration, a press molding die device 71 will be described and described below with reference to FIGS.
〔プレス成形用金型装置〕
プレス成形用金型装置７１は、図１０に示すハット断面形状部材８１を成形するためのものであり、図８及び図９に示すように、上金型としてのダイ７３と、下金型としてパンチ７５及びフランジ成形ダイ７７と、ダイ７３の成形時の荷重を受けて該荷重をフランジ成形ダイ７７を移動させる駆動力に変換する油圧式動力変換伝達機構７９を有している。
以下に、ハット断面形状部材８１及びプレス成形用金型装置７１の各構成について説明する。
[Die equipment for press molding]
The press-molding die device 71 is for molding the hat cross-sectional shape member 81 shown in FIG. 10, and as shown in FIGS. 8 and 9, a die 73 as an upper die and a lower die as A punch 75 and a flange forming die 77, and a hydraulic power conversion transmission mechanism 79 that receives a load at the time of forming the die 73 and converts the load into a driving force for moving the flange forming die 77 are provided.
Below, each structure of the hat cross-sectional shape member 81 and the die apparatus 71 for press molding is demonstrated.
＜ハット断面形状部材＞
ハット断面形状部材８１は、ハット断面形状部材１７（図２）の変形例であり、図１０に示すように、全体形状が長手方向に沿って湾曲している。図１０においてハット断面形状部材１７と同様のものには同様の符号を付している。以下の説明において、湾曲の内側のフランジ部を内側フランジ部８３といい、湾曲の外側を外側フランジ部８５という。
内側フランジ部８３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８５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８３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８５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。そのため従来のフォーム成形では、内側フランジ部８３と外側フランジ部８５とで残留応力のバランスが取れず、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（スプリングバック）を生じる。
<Hat cross-sectional shape member>
The hat cross-sectional shape member 81 is a modification of the hat cross-sectional shape member 17 (FIG. 2), and as shown in FIG. 10, the overall shape is curved along the longitudinal direction. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the same members as the hat cross-sectional shape member 17. In the following description, the inner flange portion of the curve is referred to as an inner flange portion 83, and the outer side of the curve is referred to as an outer flange portion 85.
The inner flange portion 83 has a large curvature (the curvature radius is small), and the outer flange portion 85 has a small curvature (the curvature radius is large). Therefore, in conventional foam molding, the inner flange portion 83 is a flange portion that undergoes stretch flange deformation, and the outer flange portion 85 is a flange portion that undergoes shrinkage flange deformation during press molding. Therefore, in the conventional foam molding, the residual stress is not balanced between the inner flange portion 83 and the outer flange portion 85, and bending deformation (spring back) occurs in the direction in which the curvature of curvature increases (the radius of curvature decreases).
＜ダイ＞
ダイ７３は、長手方向に沿って湾曲する溝が形成されており、該溝の溝底と溝壁が天板部１８及び縦壁部１９を成形する天板成形部７３ａ及び縦壁成形部７３ｂになっており、該溝の外側（縦壁成形部７３ｂの外側）がフランジ成形ダイ７７と協働してフランジ部を成形するフランジ成形部７３ｃになっている。
<Die>
The die 73 is formed with a groove that is curved along the longitudinal direction, and a groove bottom and a groove wall of the groove form a top plate forming portion 73a and a vertical wall forming portion 73b in which the top plate portion 18 and the vertical wall portion 19 are formed. The outer side of the groove (the outer side of the vertical wall forming part 73b) is a flange forming part 73c that cooperates with the flange forming die 77 to form the flange part.
＜パンチ＞
パンチ７５は、ダイ７３と協働して天板部１８と縦壁部１９を成形するためのものであり、図９に示すように、長手方向に沿って湾曲する凸条からなり、該凸条の上端が天板部１８を成形する天板成形部７５ａになっており、天板成形部７５ａの両側が縦壁部１９を成形する縦壁成形部７５ｂになっている。
<Punch>
The punch 75 is for forming the top plate portion 18 and the vertical wall portion 19 in cooperation with the die 73. As shown in FIG. 9, the punch 75 is composed of convex ridges curved along the longitudinal direction. The upper end of the strip is a top plate forming portion 75a for forming the top plate portion 18, and both sides of the top plate forming portion 75a are vertical wall forming portions 75b for forming the vertical wall portion 19.
＜フランジ成形ダイ＞
フランジ成形ダイ７７は、パンチ７５の両方の側部に移動可能に設けられてダイ７３と協働してフランジ部を成形するものであり、ダイ７３に対向するフランジ成形面７７ａを有し、パンチ７５の両側に配置されて油圧式動力変換伝達機構７９によって移動可能に支持されている。
<Flange forming die>
The flange forming die 77 is movably provided on both sides of the punch 75 and forms a flange portion in cooperation with the die 73. The flange forming die 77 has a flange forming surface 77a facing the die 73, It is arranged on both sides of 75 and is movably supported by a hydraulic power conversion transmission mechanism 79.
＜油圧式動力変換伝達機構＞
油圧式動力変換伝達機構７９は、フランジ成形ダイ７７を支持して移動させるものであり、図８に示すように、ダイ７３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７３に設けられた凸部７３ｄと、ダイ７３の凸部７３ｄによって押圧されることでダイ７３の成形荷重を受ける第１油圧ピストン８７と、作動油８９が充填された油圧配管９１と、油圧配管９１における第１油圧ピストン８７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９３とを備えており、成形時におけるダイ７３の成形荷重をフランジ成形ダイ７７がダイ７３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７７をダイ７３の移動方向とは反対の方向に移動させるようになっている。
<Hydraulic power conversion transmission mechanism>
The hydraulic power conversion transmission mechanism 79 supports and moves the flange forming die 77, and as shown in FIG. 8, is convex in the moving direction (downward in the drawing) of the die 73 during press forming. In this way, a convex portion 73d provided on the die 73, a first hydraulic piston 87 that receives the molding load of the die 73 by being pressed by the convex portion 73d of the die 73, and a hydraulic pipe 91 that is filled with hydraulic oil 89, And a second hydraulic piston 93 installed at the end opposite to the end where the first hydraulic piston 87 is installed in the hydraulic pipe 91, and the molding load of the die 73 at the time of molding is set to the flange forming die 77. Is converted into a driving force that moves in a direction approaching the die 73, and the flange forming die 77 is moved in a direction opposite to the moving direction of the die 73 by the driving force.
第１油圧ピストン８７は油圧配管９１の一端に上下動可能に配置されており、凸部７３ｄによって押し下げられる。
ダイ７３の凸部７３ｄの高さと第１油圧ピストン８７の高さは、プレス成形時においてダイ７３が移動して所定の位置に到達したときに、凸部７３ｄが第１油圧ピストン８７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８９は、第１油圧ピストン８７がダイ７３の凸部７３ｄ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９３に伝達するための機能を有している。
第２油圧ピストン９３は、油圧配管９１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９３によって押圧板９５を介してフランジ成形ダイ７７を支持している。
The first hydraulic piston 87 is disposed at one end of the hydraulic pipe 91 so as to be movable up and down, and is pushed down by the convex portion 73d.
The height of the convex portion 73d of the die 73 and the height of the first hydraulic piston 87 are such that the convex portion 73d contacts the first hydraulic piston 87 when the die 73 moves and reaches a predetermined position during press molding. Is set to start depressing.
The hydraulic oil 89 has a function for transmitting the load received by the first hydraulic piston 87 from the convex portion 73d of the die 73 to the second hydraulic piston 93 installed on the other end side.
The second hydraulic piston 93 is disposed at one end of the hydraulic pipe 91 so as to be movable up and down, and the flange forming die 77 is supported by the second hydraulic piston 93 via the pressing plate 95.
油圧配管９１における第１油圧ピストン８７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９３が設置されているシリンダ部の断面積は、ダイ７３の移動量とフランジ成形ダイ７７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７３が下死点に到達する時点とフランジ成形ダイ７７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 cross-sectional area of the cylinder portion where the first hydraulic piston 87 is installed in the hydraulic pipe 91 and the cross-sectional area of the cylinder portion where the second hydraulic piston 93 is installed are the amount of movement of the die 73 and the movement of the flange forming die 77. The amount is set to synchronize. That is, the time when the die 73 reaches the bottom dead center and the time when the flange forming die 77 reaches the top dead center are set at the same time.
油圧式動力変換伝達機構７９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７３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７７が図８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 power conversion transmission mechanism 79 is configured as described above, when the die 73 moves and reaches a predetermined position during press forming, the flange forming die 77 is indicated by the white arrow in FIG. It starts to move in the direction.
なお、上記から明らかなように、油圧式動力変換伝達機構７９の各構成のうち、第１油圧ピストン８７が本発明の荷重受け部に相当し、作動油８９及び油圧配管９１が動力変換部に相当し、第２油圧ピストン９３が駆動力伝達部に相当する。 As is apparent from the above, in each configuration of the hydraulic power conversion transmission mechanism 79, the first hydraulic piston 87 corresponds to the load receiving portion of the present invention, and the hydraulic oil 89 and the hydraulic piping 91 serve as the power conversion portion. The second hydraulic piston 93 corresponds to the driving force transmission unit.
〔プレス成形用金型装置の動作説明〕
以上のように構成されたプレス成形用金型装置７１の動作説明を図１１に基づいて行う。なお、図１１において油圧式動力変換伝達機構７９の図示を省略している。
図１１（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７３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７７の上死点からの距離をＤとし、鋼板３の厚みをｔとする。
図１１（ａ）に示すように、フランジ成形ダイ７７はＤ＝Ｄ0となるように、フランジ成形ダイ７７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。鋼板３はパンチ７５の上面に載置する。
[Explanation of operation of press mold equipment]
The operation of the press molding die apparatus 71 configured as described above will be described with reference to FIG. In FIG. 11, the hydraulic power conversion transmission mechanism 79 is not shown.
Fig.11 (a) is a figure which shows the initial state of press molding. In the following description, the distance from the bottom dead center of the die 73 in the middle of forming is H, the distance from the top dead center of the flange forming die 77 in the middle of forming is D, and the thickness of the steel plate 3 is t.
As shown in FIG. 11A, the flange forming die 77 is supported by the hydraulic support mechanism 9 at a position lowered from the top dead center of the flange forming die 77 so that D = D 0 . The steel plate 3 is placed on the upper surface of the punch 75.
図１１（ａ）に示す状態からダイ７３を移動させると、鋼板３はパンチ７５とダイ７３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７７に近づくように移動し、やがて当接する（図１１（ｂ）参照）。 When the die 73 is moved from the state shown in FIG. 11A, the steel plate 3 is bent by the punch 75 and the die 73, whereby the flange end moves so as to approach the flange forming die 77 and eventually comes into contact ( (Refer FIG.11 (b)).
フランジ端部がフランジ成形ダイ７７に当接するまでは、鋼板３は図１１（ｂ）中の太矢印の方向へ入りやすく、結果として内側端３ａは引張変形（引張応力）を受け、外側端３ｂは圧縮変形（圧縮応力）を受ける。 Until the end of the flange comes into contact with the flange forming die 77, the steel plate 3 is likely to enter the direction of the thick arrow in FIG. 11B. As a result, the inner end 3a is subjected to tensile deformation (tensile stress), and the outer end 3b. Undergoes compressive deformation (compressive stress).
ダイ７３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７７に当接した後に（図１１（ｂ）参照）フランジ成形ダイ７７の移動を開始させる。
フランジ端部がフランジ成形ダイ７７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７７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７７のフランジ成形面７７ａとがほぼ平行）に近いほど小さくなる。フランジ端部が拘束されるとフランジ端部ではひずみの増加が抑えられる。
After the die 73 is moved to H = H 1 and the flange end abuts against the flange forming die 77 (see FIG. 11B), the movement of the flange forming die 77 is started.
When the flange end comes into contact with the flange forming die 77, a restraining force is generated at the flange end. Such a restraining force changes in accordance with an angle formed by the flange end portion with respect to the flange forming die 77 (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 77a of the flange forming die 77 are substantially parallel), the smaller the contact angle θ becomes. When the flange end is restrained, an increase in strain is suppressed at the flange end.
一方、フランジ端部よりもパンチ７５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、フランジ端部ではひずみの増加が抑えられ、フランジ端部よりもパンチ７５に近い部位では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。従って、フランジ端部がフランジ成形ダイ７７に当接する前に受けた応力（内側端３ａでは引張応力、外側端３ｂでは圧縮応力）が緩和され、結果として成形下死点でのフランジ端部の残留応力を低減させることができる。
On the other hand, since the portion closer to the punch 75 than the flange end portion is not restrained, the strain at the portion increases as press molding proceeds.
In this way, the increase in strain is suppressed at the flange end, and the strain increases at a portion closer to the punch 75 than the flange end, so that the flange end is in the opposite direction to that before the flange end is restrained. Internal stress is generated. Therefore, the stress (the tensile stress at the inner end 3a and the compressive stress at the outer end 3b) received before the flange end abuts against the flange forming die 77 is relieved, and as a result, the residual flange end at the bottom dead center of the molding. Stress can be reduced.
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、残留応力を確実に低減させることができる。
また、フランジ成形ダイ７７がＤ＞０mmの状態を維持していることにより、従来方法（成形開始からＤ＝０）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７７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。
また、フランジ端部に蓄積される残留応力はＨ1及びＤ0を変更することで容易に調整することができ、すなわち、スプリングバック量を容易に調整することができる。この点については後述する実施例２で詳細に説明する。
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 where the contact angle θ is larger than in the case of the conventional method can be kept longer, and the residual stress is ensured. Can be reduced.
Further, since the flange forming die 77 maintains the state of D> 0 mm, the flange forming die 77 can be used in a state where the inclination angle of the flange end portion is larger than that in the conventional method (D = 0 from the start of forming). Therefore, the contact angle θ of the flange end can be increased.
Further, the residual stress accumulated at the flange end can be easily adjusted by changing H 1 and D 0 , that is, the springback amount can be easily adjusted. This point will be described in detail in Example 2 described later.
成形下死点では、図１１（ｄ）に示すように、ダイ７３が下死点に到達し（Ｈ＝0mm）、フランジ成形ダイ７７が上死点に到達し（Ｄ＝0mm）することで、ダイ７３とパンチ７５で天板部１８と縦壁部１９が形成され、ダイ７３とフランジ成形ダイ７７とで内側フランジ部８３と外側フランジ部８５が成形される（符号は図１０参照）。 At the molding bottom dead center, as shown in FIG. 11D, the die 73 reaches the bottom dead center (H = 0 mm), and the flange molding die 77 reaches the top dead center (D = 0 mm). The top plate portion 18 and the vertical wall portion 19 are formed by the die 73 and the punch 75, and the inner flange portion 83 and the outer flange portion 85 are formed by the die 73 and the flange forming die 77 (see FIG. 10 for the reference numerals).
以上のように、本実施の形態においては、プレス成形開始前にフランジ成形ダイ７７をＤ＝Ｄ0（＞0mm）となるようにフランジ成形ダイ７７の上死点から下がった位置（Ｄ＝Ｄ0）に待機させ、プレス成形中にダイ７３の成形荷重を利用してフランジ成形ダイ７７をダイ７３のフランジ成形部７３ｃに向けて移動させるようにしたので、フランジ端部がフランジ成形ダイ７７に当接した時点から成形下死点直前まで、従来方法と比較して当接角度θが急な状態で金型に当接する状態を長く保持でき、フランジ端部の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。
このように、本実施の形態においては簡易的な構成でありながら、スプリングバックを確実に緩和させることができる。
As described above, in the present embodiment, before the press molding is started, the flange molding die 77 is lowered from the top dead center of the flange molding die 77 so that D = D 0 (> 0 mm) (D = D 0 ), and the flange forming die 77 is moved toward the flange forming portion 73c of the die 73 using the forming load of the die 73 during press forming. From the time of contact until just before the molding bottom dead center, the state of contact with the mold can be kept longer with a sharp contact angle θ compared to the conventional method, and the residual stress at the flange end is reduced, thereby Springback can be relaxed.
As described above, in the present embodiment, the spring back can be reliably relaxed with a simple configuration.
また、スプリングバック量は、Ｈ1及びＤ0を変更することで容易に調整することができるので、金型形状の修正によるトライアル＆エラーでスプリングバックを緩和していた従来方法に比べ、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。 Further, the spring-back amount, it is possible to easily adjusted by changing the H 1 and D 0, trial and error due to modification of the die shape than the conventional method has been relaxed spring back, much It is inexpensive and can relieve springback in a short period of time.
なお上記では、フランジ成形ダイ７７をパンチ７５の両側に設けて、内側フランジ部８３及び外側フランジ部８５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８３と外側フランジ部８５とで残留応力のバランスをとることによってハット断面形状部材８１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８３又は外側フランジ部８５の一方についてのみ、残留応力を低減させるように構成してもよい。 In the above example, the flange forming dies 77 are provided on both sides of the punch 75 to reduce the residual stress generated at the flange end in both the inner flange portion 83 and the outer flange portion 85, thereby relaxing the spring back. However, it is sufficient that the spring back is relaxed as a whole of the hat cross-sectional shape member 81 by balancing the residual stress between the inner flange portion 83 and the outer flange portion 85. Only one side may be configured to reduce the residual stress.
例えば、内側フランジ部８３のみで残留応力を低減させる場合、図１２に示すように、外側フランジ成形部１０３ｂを有するパンチ１０３と、内側フランジ部８３を成形するためのフランジ成形ダイ７７を備えたプレス成形用金型装置１０１を用いてプレス成形を行う。
パンチ１０３は、ダイ７３と共に天板部１８と縦壁部１９と外側フランジ部８５（図１０参照）を成形する。プレス成形用金型装置１０１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１２において、図８、図９及び図１１と同一のものには同一の符号を付している。
For example, when the residual stress is reduced only by the inner flange portion 83, as shown in FIG. 12, a press having a punch 103 having an outer flange forming portion 103 b and a flange forming die 77 for forming the inner flange portion 83. Press molding is performed using the molding die apparatus 101.
The punch 103 forms the top plate portion 18, the vertical wall portion 19, and the outer flange portion 85 (see FIG. 10) together with the die 73. Since the other configuration of the press-molding die apparatus 101 is the same as that of the press-molding apparatus 1 of FIGS. 1 to 3, in FIG. 12, the same components as those of FIGS. It is attached.
上記では、フランジ成形ダイ７７が下側に、ダイ７３が上側にそれぞれ配置され、フランジ成形ダイ７７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７３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７７とダイ７３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７７とダイ７３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７７とダイ７３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７７とダイ７３が上下逆に配置された場合も含まれる。
In the above, the flange forming die 77 is disposed on the lower side and the die 73 is disposed on the upper side, the flange forming die 77 is moved from the initial position (D = D 0 ) to the top dead center which is the final moving point, and the die 73 is moved. An example of moving from the initial position (H = H 0 ) to the bottom dead center, which is the final movement point, has been described.
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 77 and the die arranged opposite to each other. 73 indicates the direction of movement in which it moves toward the opposite partner, and “top dead center” and “bottom dead center” refer to the flange forming die 77 and die 73 facing each other. This is the meaning of the final point of movement. In other words, the terms “top dead center” and “bottom dead center” do not limit the arrangement of the flange forming die 77 and the die 73. For example, the case where the flange forming die 77 and the die 73 are disposed upside down is also included. It is.
上記実施の形態１のプレス成形用金型装置１（図１参照）を用いて熱間プレス成形を行った際の、分割パンチ５の移動による焼入れの効果を確認する実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
鋼板は熱間プレス用鋼板の板厚1.6mmとした。プレス成形品は図２に示すハット断面形状部材１７とした。ハット断面形状部材１７の長さは400mm、天板部１８の幅は80mm、縦壁部１９の高さは60mm、フランジ部２０の幅は片側15mmとし、パンチ肩Ｒ、ダイ肩Ｒともに5mmとした。
An experiment was conducted to confirm the effect of quenching by the movement of the divided punch 5 when hot press molding was performed using the press molding die apparatus 1 (see FIG. 1) of the first embodiment. The results will be described below.
The thickness of the steel plate for hot pressing was 1.6 mm. The press-formed product was a hat cross-sectional shape member 17 shown in FIG. The length of the hat cross-sectional shape member 400 is 400 mm, the width of the top plate portion 18 is 80 mm, the height of the vertical wall portion 19 is 60 mm, the width of the flange portion 20 is 15 mm on one side, and both the punch shoulder R and die shoulder R are 5 mm. did.
鋼板を電気加熱炉でAr3変態点以上である750℃まで加熱した後、プレス成形用金型装置１に搬送し、オーステナイト域で熱間プレス成形を開始して、下死点において所定時間（下死点保持時間）保持して冷却した。
本発明例として、冷却する際に上記実施の形態１で説明したように、下死点において縦壁成形面５ｂを縦壁部１９に当接させて急冷し、下死点保持時間の違いによる影響を確認するために、下死点保持時間を5秒、10秒、15秒、20秒とした。
冷却後は離型してハット断面形状部材１７を取り出した。
また、比較例として図１に示すプレス成形用金型装置１の油圧式動力変換伝達機構１１を取り除き、分割パンチ５が移動しないようにして同様のプレス成形を行った。
After heating the steel sheet to 750 ° C., which is higher than the Ar 3 transformation point, in an electric heating furnace, the steel sheet is transferred to the press molding die apparatus 1 and hot press molding is started in the austenite region, and at a bottom dead center for a predetermined time ( (Bottom dead center holding time) Hold and cool.
As an example of the present invention, when cooling, as described in the first embodiment, the vertical wall forming surface 5b is brought into contact with the vertical wall portion 19 at the bottom dead center and rapidly cooled, and due to the difference in the bottom dead center holding time. In order to confirm the influence, the bottom dead center retention time was set to 5 seconds, 10 seconds, 15 seconds, and 20 seconds.
After cooling, the mold was released and the hat cross-sectional member 17 was taken out.
Further, as a comparative example, the same press molding was performed by removing the hydraulic power conversion transmission mechanism 11 of the press molding die apparatus 1 shown in FIG. 1 so that the divided punch 5 did not move.
焼入れ度合いは、長手方向の中央でハット断面形状部材１７を切断し、断面のビッカース硬度（荷重50g）を複数箇所で測定して、該各測定値に基づいて判定した。
測定は図１３に示す位置(a)〜位置(n)の１４箇所で行った。なお、図１３はハット断面形状部材１７の断面の半分のみを図示している。
天板部１８において、位置(a)は天板部１８の中央、位置(e)はパンチ肩Ｒが平坦になる位置、位置(b)〜位置(d)は、位置(a)と位置(e)の間を４等分する位置である。
位置(f)はパンチ肩Ｒの中央である。
縦壁部１９において、位置(g)はパンチ肩ＲのＲ止まりの位置、位置(k)はダイ肩ＲのＲ止まりの位置、位置(h)〜位置(j)は、位置(g)と位置(k)の間を４等分する位置である。
位置(l)はダイ肩Ｒ中央である。
フランジ部２０において、位置(m)はダイ肩ＲのＲ止まりの位置、位置(n)は位置(m)とフランジ端の中央である。
The degree of quenching was determined based on each measured value by cutting the hat cross-sectional shape member 17 at the center in the longitudinal direction and measuring the cross-section Vickers hardness (load 50 g) at a plurality of locations.
The measurement was performed at 14 positions (a) to (n) shown in FIG. FIG. 13 shows only half of the cross section of the hat cross-sectional shape member 17.
In the top plate 18, the position (a) is the center of the top plate 18, the position (e) is the position where the punch shoulder R is flat, and the positions (b) to (d) are the positions (a) and ( It is a position that divides e) into four equal parts.
The position (f) is the center of the punch shoulder R.
In the vertical wall portion 19, the position (g) is the position of the R stop of the punch shoulder R, the position (k) is the position of the R stop of the die shoulder R, and the positions (h) to (j) are the positions (g). This is a position that divides the position (k) into four equal parts.
Position (l) is the center of the die shoulder R.
In the flange portion 20, the position (m) is the position of the R stop of the die shoulder R, and the position (n) is the position (m) and the center of the flange end.
下死点保持時間20秒の場合における本発明例と比較例についての測定結果を図１４に示す。図１４において、縦軸がビッカース硬度を表し、横軸が測定位置を表しており、黒丸のプロットが本発明例、白丸のプロットが比較例をそれぞれ表している。
本実験では、ビッカース硬度440を合格基準値とした。
FIG. 14 shows the measurement results for the inventive example and the comparative example when the bottom dead center retention time is 20 seconds. In FIG. 14, the vertical axis represents Vickers hardness, the horizontal axis represents the measurement position, the black circle plot represents the present invention example, and the white circle plot represents the comparative example.
In this experiment, a Vickers hardness of 440 was used as an acceptable standard value.
比較例の場合、図１４に示す通り、縦壁部１９の位置(h)〜位置(j)でビッカース硬度が基準値を下回っており、縦壁部１９の下死点保持中の冷却速度が遅く焼入れが不十分であった（徐冷された）ことを意味している。
一方、本発明例の場合、図１４に示す通り、位置(a)〜位置(n)の全てにおいて、ビッカース硬度が基準値の440を上回っており、縦壁部１９の焼入れが十分であったことを意味している。
In the case of the comparative example, as shown in FIG. 14, the Vickers hardness is lower than the reference value at the position (h) to the position (j) of the vertical wall portion 19, and the cooling rate while maintaining the bottom dead center of the vertical wall portion 19 is It means that quenching was slow (slow cooling).
On the other hand, in the case of the present invention example, as shown in FIG. 14, the Vickers hardness exceeded the reference value of 440 in all the positions (a) to (n), and the vertical wall portion 19 was sufficiently quenched. It means that.
以上のように、本発明を適用することで縦壁部１９を急冷することが可能となり十分に焼入れをすることができ、好適であった。 As described above, by applying the present invention, the vertical wall portion 19 can be rapidly cooled and can be sufficiently quenched, which is preferable.
次に、下死点保持時間とビッカース硬度の関係について説明する。図１５は縦壁部１９（位置(h)〜位置(j)）のビッカース硬度と下死点保持時間との関係をグラフ表示したものであり、縦軸はビッカース硬度、横軸は下死点保持時間[秒]をそれぞれ表している。
グラフ中の黒丸のプロットが本発明例、白丸のプロットが比較例をそれぞれ表している。なお、ビッカース硬度は縦壁部１９（位置(h)〜位置(j)）の平均硬度を用いた。
図１５に示すように、比較例では、図１４を用いて説明した通り下死点保持時間が20秒の場合であっても基準のビッカース硬度に至らなかったが、本発明例では20秒の場合はもとより、15秒の場合であっても基準のビッカース硬度を満たす結果となった。
Next, the relationship between bottom dead center holding time and Vickers hardness will be described. FIG. 15 is a graph showing the relationship between Vickers hardness and bottom dead center retention time of the vertical wall portion 19 (position (h) to position (j)), the vertical axis is Vickers hardness, and the horizontal axis is bottom dead center. Each holding time [seconds] is shown.
A black circle plot in the graph represents the present invention example, and a white circle plot represents the comparative example. In addition, the average hardness of the vertical wall part 19 (position (h)-position (j)) was used for Vickers hardness.
As shown in FIG. 15, in the comparative example, even when the bottom dead center retention time was 20 seconds as described with reference to FIG. 14, the standard Vickers hardness was not reached. The result was that the standard Vickers hardness was satisfied even in the case of 15 seconds.
以上のように、プレス成形用金型装置１を用いれば、熱間プレス成形の際に下死点保持時間を短縮させることが可能であり生産性向上に資することができる。 As described above, when the press molding die apparatus 1 is used, the bottom dead center retention time can be shortened during hot press molding, which contributes to the improvement of productivity.
上記実施の形態２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１６〜図２０に基づいて説明をする。
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、プレス成形用金型装置７１を用いてＨ1及びＤ0を変えて成形を行い、成形されたハット断面形状部材８１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 second embodiment, the results will be described with reference to 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 springback, the molding was performed by changing H 1 and D 0 using the press molding die device 71, and the molded hat cross-sectional shape member 81 spring back amounts are compared.
成形対象となるハット断面形状部材８１は、図１６及び図１７に示すように、長さが1000mm、断面の高さが40mm、天板部１８の幅が30mm、内側フランジ部８３及び外側フランジ部８５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。鋼板３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. 16 and 17, the hat cross-sectional shape member 81 to be molded has a length of 1000 mm, a cross-sectional height of 40 mm, a top plate portion 18 width of 30 mm, an inner flange portion 83 and an outer flange portion. Both the widths of 85 are 15 mm, and the radius of curvature in the longitudinal direction at the center of the part width is 1000 mm. The steel plate 3 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８、図９及び図１１に示すプレス成形用金型装置７１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、図１８に示す通常のダイ１１３及びパンチ１１５（Ｈ1＝0mm、Ｄ0＝0mm）を有するプレス成形金型１１１を用いて従来のフォーム成形（図１９参照）を行った。
Examples 1 to 4 of the present invention used the press-molding die device 71 shown in FIGS. 8, 9 and 11, and H 1 and D 0 were set at three levels of 5, 10 and 15 mm, respectively.
As Comparative Example 1, conventional foam molding (see FIG. 19) was performed using a press mold 111 having a normal die 113 and a punch 115 (H 1 = 0 mm, D 0 = 0 mm) shown in FIG.
また、パッドで天板部１８を押さえる場合の効果を確認するために、本発明例５としてパッド付きのプレス成形用金型装置を用いたフォーム成形（Ｈ1＝10mm、Ｄ0＝15mm）と、比較例２として通常のパッド付きダイ及びパンチ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。 In order to confirm the effect of pressing the top plate 18 with a pad, as Example 5 of the present invention, foam molding using a press molding die apparatus with a pad (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 padded die and punch was performed. The pad pressure was 50 tons.
成形されたハット断面形状部材８１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、測定形状データの部品端と設計形状データの部品端のY座標差異（曲がり量Δy、図２０参照）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）、天板成形部７３ａでのパッドの有無｝と各プレス条件で成形されたハット断面形状部材８１の曲がり量Δy（mm）をまとめたものを示す。
The shape of the molded hat cross-sectional shape member 81 was measured by three-dimensional shape measurement. After that, align the measurement data on the CAD software so that the curved part at the center in the longitudinal direction matches the design shape, and the Y coordinate difference (bend amount Δy, figure of the part end of the measurement shape data and the part end of the design shape data 20), and this bending amount 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 shows each press molding condition {H 1 (mm), D 0 (mm), presence / absence of pad at top plate forming portion 73a} and bending amount Δy (mm of hat cross-sectional shape member 81 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 プレス成形用金型装置
３ 鋼板
３ａ 内側端
３ｂ 外側端
５ 分割パンチ
５ａ 天板成形面
５ｂ 縦壁成形面
５ｃ 境界Ｒ成形面
５ｄ 傾斜面
７ フランジ成形ダイ
７ａ フランジ成形面
７ｂ 凹陥部
９ ダイ
９ａ ダイ側天板成形面
９ｂ ダイ側縦壁成形面
９ｃ フランジ成形部
９ｄ 凸部
１１ 油圧式動力変換伝達機構
１２ 第１油圧ピストン
１３ 作動油
１４ 油圧配管
１５ 第２油圧ピストン
１６ カム
１６ａ カム側傾斜面
１７ ハット断面形状部材
１８ 天板部
１９ 縦壁部
２０ フランジ部
２１ プレス成形用金型装置（他の態様）
２３ 機械式動力変換伝達機構
２５ 入力軸
２５ａ 入力側ウォーム
２７ 入力側かさ歯車付きウォームホイール
２９ 伝達軸
２９ａ 入力側伝達かさ歯車
２９ｂ 出力側伝達ウォーム
３１ 出力側ウォームホイール
３３ 出力軸
３３ａ 出力側ウォーム
４１ 機械式動力変換伝達機構（他の態様）
４３ 入力側ラック
４５ 入力側ピニオン
４７ 伝達ラック
４９ 出力側ピニオン
５１ 出力側ラック
５３ プレス成形用金型装置（さらに他の態様）
５５ 機械式動力変換伝達機構
５７ 作動側リンク部材
５９ 回動部材
５９ａ 支点
６１ 従動側リンク部材
７１ プレス成形用金型装置（実施の形態２）
７３ ダイ
７３ａ 天板成形部
７３ｂ 縦壁成形部
７３ｃ フランジ成形部
７３ｄ 凸部
７５ パンチ
７５ａ 天板成形部
７５ｂ 縦壁成形部
７７ フランジ成形ダイ
７７ａ フランジ成形面
７９ 油圧式動力変換伝達機構
８１ ハット断面形状部材（実施の形態２）
８３ 内側フランジ部
８５ 外側フランジ部
８７ 第１油圧ピストン
８９ 作動油
９１ 油圧配管
９３ 第２油圧ピストン
９５ 押圧板
１０１ プレス成形用金型装置（他の態様）
１０３ パンチ
１０３ｂ 外側フランジ成形部
１１１ プレス成形金型（従来例）
１１３ ダイ
１１５ パンチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Press mold apparatus 3 Steel plate 3a Inner end 3b Outer end 5 Divided punch 5a Top plate forming surface 5b Vertical wall forming surface 5c Boundary R forming surface 5d Inclined surface 7 Flange forming die 7a Flange forming surface 7b Recessed portion 9 Die 9a Die side top plate forming surface 9b Die side vertical wall forming surface 9c Flange forming portion 9d Protruding portion 11 Hydraulic power conversion transmission mechanism 12 First hydraulic piston 13 Hydraulic oil 14 Hydraulic piping 15 Second hydraulic piston 16 Cam 16a Cam side inclined surface 17 Hat cross-sectional shape member 18 Top plate part 19 Vertical wall part 20 Flange part 21 Mold apparatus for press molding (other aspects)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 Mechanical power conversion transmission mechanism 25 Input shaft 25a Input side worm 27 Worm wheel with input side bevel gear 29 Transmission shaft 29a Input side transmission bevel gear 29b Output side transmission worm 31 Output side worm wheel 33 Output shaft 33a Output side worm 41 Machine Power conversion transmission mechanism (other modes)
43 Input-side rack 45 Input-side pinion 47 Transmission rack 49 Output-side pinion 51 Output-side rack 53 Press molding die apparatus (further aspects)
55 Mechanical Power Conversion Transmission Mechanism 57 Actuation Side Link Member 59 Rotation Member 59a Support Point 61 Drive Side Link Member 71 Press Molding Device (Embodiment 2)
73 Die 73a Top plate forming part 73b Vertical wall forming part 73c Flange forming part 73d Convex part 75 Punch 75a Top plate forming part 75b Vertical wall forming part 77 Flange forming die 77a Flange forming surface 79 Hydraulic power conversion transmission mechanism 81 Hat cross-sectional shape Member (Embodiment 2)
83 Inner flange portion 85 Outer flange portion 87 First hydraulic piston 89 Hydraulic oil 91 Hydraulic piping 93 Second hydraulic piston 95 Press plate 101 Molding device for press molding (other modes)
103 Punch 103b Outer Flange Molding Part 111 Press Mold (Conventional Example)
113 Die 115 Punch
Claims (2)
前記下金型は、前記プレス成形品の前記天板部と前記縦壁部とを成形するパンチと前記フランジ部を成形する移動可能に構成されたフランジ成形ダイとを備え、
前記上金型の成形時の荷重を受けて、該荷重を前記フランジ成形ダイを前記上金型に向けて移動させる駆動力に変換する動力変換伝達機構を有し、
成形途中における前記上金型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、
前記動力変換伝達機構は、成形途中においては、鋼板のフランジ端部が前記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、
前記上金型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となるように前記フランジ成形ダイを移動させることを特徴とするプレス成形用金型装置。 An upper mold, the upper mold, and a press-molded product including a top plate, a vertical wall continuous to at least one side of the top plate, and a flange continuous to the vertical wall. A press-molding die device having a lower die for press-molding a steel plate in cooperation with
The lower tool is provided with a flange formed Katachida Lee movably configured to mold the punch and the flange portion for molding the said vertical wall portion and the top plate of the press-
Under a load at the time of molding of the upper mold, having a power conversion transmission mechanism which converts the該荷heavy said flange formed Katachida Lee driving force to move toward the upper mold,
When the distance from the bottom dead center of the upper mold in the middle of molding is H, and the distance from the top dead center of the flange molding die in the middle of molding is D,
The power conversion transmission mechanism, in the middle of forming, after the flange end of the steel sheet is in contact with the flange-forming die, to start the movement of the flange-forming die, H> is 0, D> 0,
When the upper die reaches the bottom dead center and the flange forming die reaches the top dead center at the same time, both are moved and molded into a product shape, H = D = 0. press molding die and wherein the moving the flange formed Katachida Lee as.
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