JP6358208B2 - プレス成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも天板部とそれに連続する縦壁部とを有する成形品形状をプレス成形で成形する技術に関する。上記成形品形状は、例えば断面ハット型の形状、断面コ字状の部品や、天板部の片側にのみ縦壁部がある形状などである。

サイドシルアウター（図１参照）に代表されるような、縦壁方向（側面方向）から見て長手方向に真っ直ぐな部品を金属板（ブランク）からプレス成形する場合、離型後の成形品には弾性回復によるスプリングバック変形が発生し、これに起因した製品寸法精度が問題となることがある。特に近年の自動車の骨格部品では、車体軽量化と衝突安全性を同時に達成するために、薄肉の高張力鋼板やアルミニウム合金板の使用が増加している。しかし、これらの材料からなる金属板を単純にプレス成形すると、スプリングバックが大きく、寸法精度不良が顕在化している。

以上のようなスプリングバック現象による不良には、断面形状の崩れによる２次元的な寸法精度不良の他に、部品長手方向のバネや部品全体のねじれといった３次元的な寸法精度不良があり、それぞれの不良現象に対して多くの対策技術が提案されている。
ここで、ハット型の部品の断面形状の崩れは、主として、天板部と縦壁部との境界部である曲げ部における角度変化と、縦壁部の反りとによって、プレスした部品の断面が開く方向に弾性回復する現象で発生する。
従来、この断面形状の崩れへの対策として、例えば特許文献１では、ブランクを断面コ字形状の部品にプレス成形する際に、天板部と縦壁部との折曲部（曲げ部）の材料を天板部側に向かって流動させることで、折曲部の角度の開きを低減する技術を提案している。

また特許文献２では、曲げ部の角度変化について、第１の成形工程で製品形状よりも大きな曲げ部曲率半径を有する金型を用いて成形した後に、第２の成形工程で製品形状の曲げ部曲率半径を有する金型で成形する技術を提案している。また特許文献２では、縦壁部の反りに対し、第１の成形工程で製品形状よりも低い成形高さを有する金型を用いて成形し、第２の成形工程で製品形状の成形高さを有する金型で成形する技術を提案している。
特許文献３では、曲げ部の角度変化および縦壁部の反りに対して、１回目の下死点成形で製品形状よりも成形高さを高くし、２回目の下死点成形ではストローク量が制限されるように金型形状を変化させて製品形状に成形することで、ハット型部品に面内圧縮力を与え、これによって曲げモーメントを低下させる対策技術を提案している。

特開２０１２−２３２３２９号公報 特許第４８７９５８８号公報 特許第４９７０９００号公報

しかし、特許文献１では、断面コ字状の部品の縦壁部が成形される際に生じる曲げ曲げ戻し変形によって、縦壁部に反りが発生してしまうため、断面形状の崩れを十分に回避できない。
また特許文献２では、少なくとも２台以上の金型を必要とするため、生産コストの上昇が懸念される。
特許文献３では、２回目の下死点成形時にストローク量を制限するための特別な金型構造が必要となる。さらに、成形高さを変化させるときに、特許文献３のように縦壁部のパンチ底（パンチ面）に対する角度が直角の場合では問題とならないが、角度が９０度より大きな角度となった場合、金型の面が製品形状とは異なる可能性がある。ここで、天板部と縦壁部との曲げ部の角度は９０度より大きく設計する場合もある。

本発明は、上記のような課題に着目してなされたものであり、一つの金型で、天板部と縦壁部との曲げ部の角度変化および縦壁部の反りを同時に低減し得るプレス成形の技術を提供することを目的とする。

課題を解決するために、本発明の一態様のプレス成形用金型は、ブランクを、少なくとも天板部と上記天板部に連続した縦壁部とを有する成形品形状にプレス成形するための金型であって、
上記天板部を挟み込むパンチのパンチ面及びパッドのパッド面と、上記パンチに沿って相対移動して上記縦壁部を形成するダイと、そのダイのダイフェース面に対向配置されたブランクホルダのホルダ押え面とを有し、
上記パンチ面の外縁部に対向するパッド面の外縁部、上記ダイの肩部側のダイフェース面の外縁部、及び上記ダイフェース面の外縁部に対向する上記ホルダ押え面の外縁部の少なくとも１つの面の外縁部に対し、対向する面を当接させた際に、当接した面間に隙間を形成する面削ぎ部を形成したことを特徴とする。

また、本発明の一態様であるプレス成形方法は、本発明の一態様のプレス成形用金型を使用し、
上記天板部をパンチとパッドで挟持すると共に上記ダイを上記ブランクホルダに向けて相対移動させて、上記縦壁部を形成すると共に上記天板部と上記縦壁部との境界部を上記パンチの肩部に沿った形状に曲げる第１工程と、
第１工程後に、上記パッドと上記パンチでの上記天板部の挟持を保持した状態で、上記ダイと上記ブランクホルダを、上記第１工程でのダイの移動方向とは反対方向である戻し方向に予め設定した曲げ戻し量だけ移動させた後に、上記第１工程でのダイの移動方向に移動させる第２工程と、
を有することを特徴とする。

本発明の態様によれば、一台の金型で、例えばスプリングバック現象による天板部と縦壁部との曲げ部の角度変化および縦壁部の反りを同時に低減して、寸法精度の良いプレス成形品を提供可能となる。

本発明に基づく実施形態に係るプレス成形品の例を説明する斜視図である。 本発明に基づく実施形態に係る金型の例を示す模式図である。 パッド側面削ぎ部を説明する図である。 ホルダ側面削ぎ部を説明する図である。 金型の動作を説明する図である。 第１工程終了後の曲げ部の応力分布を説明する図である。 第１工程終了後の曲げ部の状態を説明する図である。 第１工程終了後の縦壁部の応力分布を説明する図である。 第１工程終了後の縦壁部の状態を説明する図である。 第２工程で曲げ戻し量だけ上昇したときの曲げ部の応力分布を説明する図である。 第２工程で曲げ戻し量だけ上昇したときの縦壁部の応力分布を説明する図である。 第２工程終了後の曲げ部の応力分布を説明する図である。 第２工程終了後の縦壁部の応力分布を説明する図である。 実施例のスプリングバック量の評価を説明する図である。

本発明者は、スプリングバックによる、天板部と縦壁部との曲げ部の角度変化、及び縦壁部の反りについて鋭意検討を行った結果、ダイ（上型）およびパンチ（下型）、パンチ・ダイ肩付近のブランクを挟持する面の外縁部に対し、面削ぎ部（以下、逃がし面とも言う）を形成した金型を使用することを検討した。
そして、そのような金型を使用して、成形中の応力を任意にコントロールすることで、ハット型部品のパンチ底およびフランジ部に曲げ変形を発生させて曲げ部の角度変化を相殺することで、角度の開きが低減可能であるという知見を得た。また、パンチ底およびフランジ部に曲げ変形を発生させると同時に縦壁部に面内圧縮力が作用することで、板厚方向の応力分布差が低下し、壁反りを低減可能であるという知見も得た。尚、縦壁部とフランジ部との間の曲げ部についても同様である。
本発明は、このような知見に基づきなされたものである。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
ここで、以下の説明では、少なくとも天板部２と天板部２に連続した縦壁部３とを有する成形品形状として、図１に示すような、断面ハット型の成形品１をプレス成形する場合を例に挙げて説明する。即ち、本実施形態のプレス成形品１は、図１に示すように、天板部２、天板部２に曲げ部５を介して連続する縦壁部３、縦壁部３に第２曲げ部６を介して連続するフランジ部４を有する。但し、本発明の対象とするプレス成形品１の形状は、断面ハット型形状に限定されない。

＜金型＞
本実施形態のプレス成形用金型は、図２に示すように、上型と下型とを備える。
上型は、ダイ１０とパッド１１から構成されている。下型は、パンチ１２とブランクホルダ１３とから構成されている。ブランクホルダ１３には、ダイクッション１４が設けられている。
そして、パンチ１２のパンチ面１２ａとパッド１１のパッド面１１ａが、ブランク７における天板部２となる位置を挟んで対向するように配置されている。また、パンチ１２の両側にブランクホルダ１３が配置されていると共に、パッド１１の両側にダイ１０が配置されている。

そして、パンチ１２のパンチ面１２ａ及びパッド１１のパッド面１１ａとで天板部２になる位置を挟持（挟圧）した状態で、ダイ１０をパンチ１２に沿って相対移動することで縦壁部３を形成可能となっている。そして、ダイ１０のダイフェース面１０ａとブランクホルダ１３のホルダ押え面１３ａとでフランジ部４となる位置を挟持可能となっている。
図２中、符号１０ｃ及び１３ｂは、フランジ部４にビード形成のために、ダイ１０のダイフェース面１０ａとブランクホルダ１３のホルダ押え面１３ａとに対をなして形成された凹凸部である。この凹凸部を形成することで、より確実にフランジ部４をダイ１０とブランクホルダ１３で挟持可能となる。ダイ１０とブランクホルダ１３との間の押圧力によっては、ビードは無くても良い。

更に、本実施形態のパッド面１１ａには、パンチ１２の肩部１２ｂ側のパンチ面１２ａの外縁部に対向するパッド面１１ａの外縁部を面削ぎしてなる、パッド側面削ぎ部２０が形成されている。このパッド側面削ぎ部２０によって、パンチ１２のパンチ面１２ａとパッド１１のパッド面１１ａを当接させた際に、パンチ面１２ａとパッド面１１ａとの間に、ダイ１０側に近づくほど隙間の高さが大きくなる空間（隙間）が形成される。
パッド側面削ぎ部２０による上記隙間は、図３に示すように、最大の高さｈ_ｐが２ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲であり、且つダイ１０からの最大の距離ｗ_ｐが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲に形成されていることが好ましい。

また、本実施形態のホルダ押え面１３ａには、ダイ１０の肩部１０ｂ側のダイフェース面１０ａの外縁部に対向するホルダ押え面１３ａの外縁部を面削ぎしてなる、ホルダ側面削ぎ部２１が形成されている。このホルダ側面削ぎ部２１によって、ダイ１０のダイフェース面１０ａとブランクホルダ１３のホルダ押え面１３ａを当接させた際に、ダイフェース面１０ａとホルダ押え面１３ａとの間に、パンチ１２側に近づくほど隙間の高さが大きくなる空間（隙間）が形成される。
ホルダ側面削ぎ部２１による、上記隙間は、図４に示すように、最大の高さｈ_ｃが０ｍｍより大きく且つ４ｍｍ以下の範囲であり、且つパンチ１２からの最大の距離ｗ_ｃが、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲に形成されていることが好ましい。
また最大の高さｈ_ｃは、最大の高さｈ_ｐ以下であることが好ましい。

＜プレス成形方法＞
次に、上記のプレス成形用金型を使用したプレス成形方法について説明する。
本実施形態のプレス形成方法は、少なくとも第１工程と第２工程とを備える。
第１工程は、天板部２をパンチ１２とパッド１１で挟持すると共にダイ１０をブランクホルダ１３に向けて相対移動させて、縦壁部３を形成すると共に天板部２と縦壁部３との境界部をパンチ１２の肩部１２ｂに沿った形状に成形する工程である。
第２工程は、第１工程後に、天板部２をパッド１１とパンチ１２で挟持した状態で、ダイ１０とブランクホルダ１３を、第１工程でのダイ１０の移動方向とは反対方向である戻し方向に予め設定した曲げ戻し量ΔＨ１だけ移動させ、再度、第１工程でのダイ１０の移動方向に移動させる工程である。
曲げ戻し量ΔＨ１は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。
ここで、本実施形態では、第１工程でのダイ１０の移動方向を下方、戻し方向を上方として説明する。

上記のプレス成形における金型の動作を、図５を参照して説明する。
まず、ブランク７を、図５（ａ）に示すように、上型と下型との間に、パンチ１２のパンチ面１２ａが天板部２位置と対向するように設定する。このとき、ブランクホルダ１３は成形下死点位置から２〜１０ｍｍ上昇させた位置に待機させておく。
次に、図５（ｂ）に示すように、パッド１１により天板部２を押圧しながら上型のダイ１０を成形下死点位置まで下降させる。この状態を第１成形下死点とする。
これによって、天板部２は、パンチ面１２ａに沿った形状に加工されると共に、天板部２と縦壁部３の境界部に、パンチ１２の肩部１２ｂに応じた曲率で折れ曲がった曲げ部５が形成される。また、縦壁部３とフランジ部４との境界部に対しダイ１０の肩部１０ｂに沿った第２曲げ部６が形成される。また、フランジ部４がダイフェース面１０ａとホルダ押え面１３ａとで挟持された状態になっている。
ここまでが第１工程に対応する。

この第１工程だけでは、パンチ１２の肩部１２ｂおよびダイ１０の肩部１０ｂのような曲げ変形を受ける曲げ部５及び第２曲げ部６の箇所では、曲げ部５側で例示すると、図６に示すように、曲げの外側で引張応力、曲げの内側で圧縮応力が作用することで、板厚方向に応力分布が発生し、この応力差を緩和するために残留曲げモーメントが生じ、そのままでは図７に示すような角度変化を引き起こす。この角度変化は第２曲げ部６の角度についても同様である。
さらに、縦壁部３では、一度曲げられた部分が、成形下死点で逆方向に再度曲げられる曲げ・曲げ戻し変形を受けるため、図８に示すように、部品表面に引張応力、部品裏面に圧縮応力が作用することで、板厚方向に応力分布が発生し、この応力差を緩和するために残留曲げモーメントが生じ、これにより図９に示すような外側への壁反りを引き起こす。このような、曲げ部５の角度変化および縦壁部３の反りは、材料強度が高い鋼板ほど大きくなる。

次に、図５（ｃ）に示すように、パンチ１２とパッド１１で天板部２を所定の圧力で挟持した状態で、ダイ１０とブランクホルダ１３とを曲げ戻し量ΔＨ１分である数ｍｍだけ上昇させる。
このとき、パッド１１によるパンチ１２への押圧力は、例えば部品長手方向の単位長さあたり３０ｋｇｆ／ｍｍ以上に設定する。すなわち天板部２がパンチ１２とパッド１１の挟圧位置からずれないだけの押圧力に設定しておく。
これによって、天板部２が上型に取り付けられたパッド１１によって押圧された状態のまま、この金型の動きにより、天板部２およびフランジ部４の材料は、それぞれパッド１１およびブランクホルダ１３に設けた各面削ぎ部２０，２１に沿うように曲げられる。
このときの曲げ部５付近は、図１０に示すような板厚方向の応力分布をとる。第２曲げ部６でも同様である。

さらに、このとき縦壁部３には面内の圧縮応力が作用するため、縦壁部３は図１１に示すような板厚方向の応力分布をとる。
その後、図５（ｄ）に示すように、パッド１１により天板部２を押圧し、且つブランクホルダ１３によりフランジ部４を押圧した状態を保ちながら、再度、成形下死点まで下降させる。この状態を第２成形下死点とする。このとき、曲げ部５付近は図１２に示すような板厚方向の応力分布をとる。第２曲げ部６でも同様である。
これによって、パンチ１２の肩部１２ｂおよびダイ１０の肩部１０ｂに発生する残留曲げモーメントとは反対方向に作用する残留曲げモーメントがパンチ１２の肩部１２ｂおよびダイ１０の肩部１０ｂに発生することで、スプリングバックが互いに相殺され、曲げ部５及び第２曲げ部６における各角度変化を低減させることができる。

さらに、このとき縦壁部３には圧縮応力が発生した後、除荷される応力状態となるため、図１３に示すように残留曲げモーメントが低減し、壁反りを抑制することができる。
このように、本実施形態では、金型の動きを成形中に変化させることで、曲げ部５における残留曲げモーメントとは反対方向の残留曲げモーメントを発生させる。この結果、角度変化を低減し、かつ、縦壁部３に圧縮応力を付与することで、残留曲げモーメント自体を低減させることが出来る。
以上のように、本実施形態では、１台の金型によって、寸法精度の良い長手方向に真っ直ぐなハット断面部品の成形が可能となる。特に、引張強度が５９０ＭＰａ以上の鋼板をプレス対象とするときに有効である。

ここで、本実施形態では、パンチ１２の肩部１２ｂ側のパンチ面１２ａの外縁部、パンチ面１２ａ外縁部に対向するパッド面１１ａの外縁部、ダイ１０の肩部１０ｂ側のダイフェース面１０ａの外縁部、及びダイフェース面１０ａの外縁部に対向するホルダ押え面１３ａの外縁部のうち、パッド面１１ａの外縁部及びホルダ押え面１３ａの外縁部に対し面削ぎ部２０，２１を形成する場合を例示したがこれに限定されない。
例えば、パッド面１１ａの外縁部の代わりに、若しくはパッド面１１ａの外縁部と一緒に、パンチ面１２ａの外縁部に面削ぎ部を形成しても良い。また、ホルダ押え面１３ａの外縁部の代わりに、若しくはホルダ押え面１３ａの外縁部と一緒にダイフェース面１０ａの外縁部に面削ぎ部を形成しても良い。

また、上記の実施形態では、パッド面１１ａの外縁部及びホルダ押え面１３ａの外縁部の両方に面削ぎ部２０，２１を形成する場合で説明したが、パッド面１１ａの外縁部及びホルダ押え面１３ａの外縁部の一方だけに面削ぎ部を形成しても良い。この場合でも、少なくとも面削ぎ部を形成した側の曲げ部でのスプリングバックを抑制すると共に、縦壁部３のスプリングバックを抑制することが出来る。
また面削ぎ部の面削ぎのプロフィール形状は、直線である必要はない。成形品１の長手方向から見て、面削ぎ部の面のプロフィールは、湾曲していても良い。
また本発明のプレス成形の対象とする成形品１は、ハット形状に限定されず、断面コ字状の成形品１でも良い。少なくとも天板部２とそれに続く縦壁部３を有する形状であれば対象となる。

次に、本発明の実施例を説明する。
１１８０ＭＰａ級冷延鋼板（板厚１．２ｍｍ）を想定して、天板部２、縦壁部３、フランジ部４からなるハット断面部品のプレス成形解析を行った。使用したソルバーはＬＳ−ＤＹＮＡ ｖｅｒ９７１である。
また、縦壁部３の角度は天板面に対して９５°とした。断面形状は長手方向に真っ直ぐなため、長さ１００ｍｍの鋼板を供試材として用いた。
そして、実施形態で説明した金型を使用し、実施形態で説明した本発明に基づくプレス成形方法で断面ハット型形状にプレス成形した。

表１に各諸元と、スプリングバック（Ｓ／Ｂ）の判定結果を表す。
表１中、ＲＥＶ量は曲げ戻し量ΔＨ１であり、ＲＳＴ量はその後のダイ１０の下降量（リストライク量）である。
プレス成形後のスプリングバック量の評価では、図１４に示すように、パンチ１２およびダイ１０の肩部１０ｂの角度θ１，θ２が９５°±１０°かつ縦壁部３の曲率ρが０．０３ｍｍ−１以下の最終形状の場合を形状凍結性が良好（ＯＫ）と評価した。

この表１から分かるように、本発明の範囲の場合には、形状凍結性良好であることが分かる。
すなわち、パッド１１の面削ぎ部の高さｈ_ｐによる効果を確認するために、上記のハット部品を対象に、パッド１１の面削ぎ部の高さｈ_ｐの影響を検証した。
パッド１１の面削ぎ部の高さは１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの３水準とし、その他の形状はｈ_ｗ＝５０ｍｍ、ｈ_ｃ＝１ｍｍ、ｈ_ｗ＝５０ｍｍ、パッド圧６ｔｏｎ、逆曲げ量（曲げ戻し量ΔＨ１を指す。以下同様）５ｍｍで統一した。

表１から分かるように、ｈ_ｐが２ｍｍ≦ｈ_ｐ≦４ｍｍの条件から外れた場合に形状凍結性が悪化した。
すなわち、パッド１１の面削ぎ部の高さが２ｍｍを下回ると、図５（ｃ）の工程でパンチ１２の肩部１２ｂに十分な逆曲げ成形が生じず、スプリングバックとスプリングゴーの相殺効果が発現しない。また４ｍｍを上回ると、過剰に逆曲げ成形されてしまうため、スプリングゴーし過ぎてしまい、形状凍結性を確保できなかった。
また、パッド１１の面削ぎ部の幅ｗ_ｐによる効果について確認するために、上記のハット部品を対象に、パッド１１の面削ぎ部の高さｗ_ｐの影響を検証した。パッド１１の面削ぎ部の面幅は９ｍｍ、１１ｍｍ、４９ｍｍ、５１ｍｍの４水準とし、その他の形状はｈ_ｐ＝３ｍｍ、ｈ_ｃ＝１ｍｍ、ｗ_ｃ＝５０ｍｍ、パッド圧６ｔｏｎ、逆曲げ量５ｍｍ、リストライク量５ｍｍで統一した。

表１から分かるように、ｗ_ｐが１０ｍｍ≦ｗ_ｐ≦５０ｍｍの条件から外れた場合に形状凍結性が悪化した。パッド１１の面削ぎ部の面幅が１０ｍｍを下回ると、逆曲げ成形される領域が集中してしまうため、スプリングゴーし過ぎてしまい、形状凍結性を確保できなかった。また、５０ｍｍを上回ると、下死点成形中に天板部２を押圧する領域が狭くなってしまうため、形状凍結性を確保できなかった。
またブランクホルダ１３の面削ぎ部の高さｈ_ｃによる効果について確認するために、上記のハット部品を対象に、ブランクホルダ１３の面削ぎ部の高さｈ_ｃの影響を検証した。ブランクホルダ１３の面削ぎ部の高さは２ｍｍ、４ｍｍの２水準とし、その他の形状はｈ_ｐ＝３ｍｍ、ｗ_ｐ＝５０ｍｍ、ｈ_ｗ＝５０ｍｍ、パッド圧６ｔｏｎ、逆曲げ量５ｍｍ、リストライク量５ｍｍで統一した。

表１から分かるように、ｈ_ｃが０＜ｈ_ｃ≦ｈ_ｐの条件から外れた場合に形状凍結性が悪化した。ブランクホルダ１３の面削ぎ部の高さがｈ_ｐを上回ると、逆曲げ成形時における曲げ部５の変形がパンチ１２の肩部１２ｂよりもダイ１０の肩部１０ｂで大きくなってしまい、パンチ１２の肩部１２ｂに十分な逆曲げ成形が生じず、スプリングバックとスプリングゴーの相殺効果が発現しない。
また、ブランクホルダ１３の面削ぎ部の幅ｗ_ｃによる効果について確認するために、上記のハット部品を対象に、パッド１１の面削ぎ部の高さｗ_ｃの影響を検証した。パッド１１面削ぎ部の幅は９ｍｍ、１１ｍｍ、４９ｍｍ、５１ｍｍの４水準とし、その他の形状はｈ_ｐ＝３ｍｍ、ｈ_ｃ＝１ｍｍ、ｗ_ｐ＝５０ｍｍ、パッド圧６ｔｏｎ、逆曲げ量５ｍｍ、リストライク量５ｍｍで統一した。

表１から分かるように、ｗ_ｃが１０ｍｍ≦ｗ_ｃ≦５０ｍｍの条件から外れた場合に形状凍結性が悪化した。ブランクホルダ１３の面削ぎ部の面幅が１０ｍｍを下回ると、逆曲げ成形される領域が集中してしまうため、スプリングゴーし過ぎてしまい、形状凍結性を確保できなかった。また、５０ｍｍを上回ると、下死点成形中に天板部２を押圧する領域が狭くなってしまうため、形状凍結性を確保できなかった。
また、パッド圧について確認するために、上記のハット部品を対象に、パッド圧の影響を検証した。パッド圧は２ｔｏｎ、６ｔｏｎの２水準とし、その他の形状はｈ_ｐ＝３ｍｍ、ｈ_ｃ＝１ｍｍ、ｗ_ｐ＝５０ｍｍ、ｗ_ｃ＝５０ｍｍ、逆曲げ量５ｍｍ、リストライク量５ｍｍで統一した。

表１から分かるように、パッド圧が３０ｋｇｆ／ｍｍ（本ハット部品では３ｔｏｎ）の条件から外れた場合に形状凍結性が悪化した。パッド圧が３０ｋｇｆ／ｍｍを下回ると、逆曲げ成形時にパッド１１が天板面を押圧しきれなくなり、十分な逆曲げ成形が生じず、スプリングバックとスプリングゴーの相殺効果が発現しない。
また、逆曲げ量による効果について確認するために、上記のハット部品を対象に、逆曲げ量の影響を検証した。逆曲げ量は１ｍｍ、３ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍの４水準とし、その他の条件はｈ_ｐ＝３ｍｍ、ｈ_ｃ＝１ｍｍ、ｗ_ｐ＝５０ｍｍ、ｗ_ｃ＝５０ｍｍ、パッド圧６ｔｏｎ、リストライク量は逆曲げ量と同じ条件で統一した。

表１から分かるように、逆曲げ量が２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の条件から外れた場合に形状凍結性が悪化した。逆曲げ量が２ｍｍを下回ると、逆曲げ成形時にパンチ１２の肩部１２ｂに十分な逆曲げ成形が生じず、スプリングバックとスプリングゴーの相殺効果が発現しない。また１０ｍｍを上回ると、過剰に逆曲げ成形されてしまうため、スプリングゴーし過ぎてしまい、形状凍結性を確保できなかった。
また、リストライク量による効果について確認するために、上記のハット部品を対象に、逆曲げ量の影響を検証した。リストライク量は４ｍｍ、６ｍｍの２水準とし、その他の条件はｈ_ｐ＝３ｍｍ、ｈ_ｃ＝１ｍｍ、ｗ_ｐ＝５０ｍｍ、ｗ_ｃ＝５０ｍｍ、パッド圧６ｔｏｎ、逆曲げ量５ｍｍで統一した。
表１の結果から、リストライク量が５ｍｍを下回る場合に計上凍結性が悪化した。リストライク量が逆曲げ量を下回ると、逆曲げ成形によって曲げられた天板部２およびフランジ部４の曲がり形状を潰すことができないため、形状凍結性を確保できなかった。

１ プレス成形品
２ 天板部
３ 縦壁部
４ フランジ部
５ 曲げ部
６ 第２曲げ部
７ ブランク
１０ ダイ
１０ａ ダイフェース面
１０ｂ 肩部
１０ｃ 凹部
１１ パッド
１１ａ パッド面
１２ パンチ
１２ａ パンチ面
１２ｂ 肩部
１３ ブランクホルダ
１３ａ 押え面
１４ ダイクッション
２０，２１ 面削ぎ部

Claims (5)

1. ブランクを、少なくとも天板部と上記天板部に連続した縦壁部とを有する成形品形状にプレス成形するために、
   上記天板部を挟み込むパンチのパンチ面及びパッドのパッド面と、上記パンチに沿って相対移動して上記縦壁部を形成するダイと、そのダイのダイフェース面に対向配置されたブランクホルダのホルダ押え面とを有し、
   上記天板部を上記パンチと上記パッドで挟持した状態で上記ダイが上記ブランクホルダに向けて相対移動することで上記縦壁部が形成されると共に上記天板部と上記縦壁部との境界部が上記パンチの肩部に沿った形状に曲げれる第１工程と、その第１工程後に、上記パッドとパンチでの上記天板部の挟持を保持した状態で、相対的に、上記ダイとブランクホルダが、上記第１工程でのダイの移動方向とは反対方向である戻し方向に予め設定した曲げ戻し量だけ移動した後に、上記第１工程でのダイの移動方向に移動する第２工程を行う金型であって、
   上記パンチ面の外縁部に対向するパッド面の外縁部、上記ダイの肩部側のダイフェース面の外縁部、及び上記ダイフェース面の外縁部に対向する上記ホルダ押え面の外縁部のうち、少なくとも上記パッド面の外縁部に対し、対向する面を当接させた際に、当接した面間に隙間を形成する面削ぎ部を形成したことを特徴とするプレス成形用金型。
2. 上記パッド面の外縁部に形成した面削ぎ部は、
   対向する面である上記パンチ面と上記パッド面とを当接させた状態で、上記面削ぎ部による上記隙間は、最大の高さｈ_ｐが２ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲であり、且つ上記ダイからの最大の距離ｗ_ｐが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲に形成されていることを特徴とする請求項１に記載したプレス成形用金型。
3. 更に、上記面削ぎ部は、上記ダイフェース面の外縁部、及び上記ホルダ押え面の外縁部の少なくとも一方の外縁部に形成され、
   上記対向する面である上記ダイフェース面と上記ホルダ押え面とを当接させた状態で、上記面削ぎ部による上記隙間は、最大の高さｈ_ｃが０ｍｍより大きく且つ上記最大の高さｈ_ｐ以下の範囲であり、且つ上記パンチからの最大の距離ｗ_ｃが、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲に形成されていることを特徴とする請求項２に記載したプレス成形用金型。
4. 上記ブランクホルダは、ダイクッションを有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したプレス成形用金型。
5. 上記曲げ戻し量は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載したプレス成形用金型。

Images