JP6418249B2 - ブランク、成形品の製造方法、金型およびブランクの製造方法 - Google Patents
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Description
図4は、本発明の一実施形態に係るブランク10を示す概略斜視図である。図4を参照して、板状のブランク10は平面視略矩形状を有し、中央部に穴10aを有する。穴10aは、せん断加工(たとえば、穴抜き加工)によって形成されている。このため、本実施形態では、ブランク10の中央部に、平面視において環形状を有するせん断加工面が形成されている。言い換えると、環状のせん断加工面によって穴10aが形成されている。ブランク10の製造方法については後述する。
ブランク10では、湾曲部20において破断面14cの板厚方向の長さが大きくなる。言い換えると、プレス成形時に伸び変形しやすい部分において、せん断面14bの割合を小さくできる。これにより、湾曲部20が伸び変形しやすくなるので、湾曲部20が伸びフランジ成形されても、湾曲部20において伸びフランジ割れが発生することを抑制できる。また、湾曲部20以外の部分については、湾曲部20に比べて破断面14cの割合を小さくできる。言い換えると、加工硬化されたせん断面14bの割合を大きくできる。これにより、湾曲部20以外の部分においては、十分な疲労強度が得られる。一方、湾曲部20については、破断面14cの割合が大きい。このため、プレス成形前の状態では湾曲部20の疲労強度が低下する。しかし、プレス成形時に伸びフランジ成形による加工硬化が生じ、湾曲部20の疲労強度が高くなる。その結果、プレス成形後の成形品12において十分な疲労強度が得られる。これらの結果、成形品12の疲労強度が低下することを抑制しつつ、ブランク10から成形品12を製造する際に伸びフランジ割れが発生することを抑制できる。
以下、上述のブランク10を製造するための金型および該金型を用いたブランク10の製造方法について説明する。
金型24を用いた上述の製造方法によってブランク10を製造する場合には、切欠き部40が金属板30に大きく押し込まれる前に、金属板30のうち切欠き部40の下方に位置する部分において十分な大きさの破断面14cを形成することができる。これにより、切欠き部40の下方の位置の破断面14cの板厚方向の長さを、他の部分の破断面14cの板厚方向の長さよりも大きくできる。したがって、プレス成形時に伸びフランジ変形する部分を切欠き部40によって切断することによって、伸びフランジ割れを防止することができる。また、平面部38によって切断された部分については、破断面14cの板厚方向の長さを短くできるので、疲労強度が低下することを防止できる。
上述の実施形態では、パンチ26が側面視矩形状の切欠き部40を有する場合について説明したが、切欠き部の形状は上述の例に限定されない。たとえば、図16(a)に示すように、側面視台形状を有する切欠き部62をパンチに設けてもよい。なお、切欠き部62は、切欠き部40と同様に、側壁部62a,62b,62cおよび天井部62dを有する。側壁部62a,62bは、側面視において上側に向かうほど徐々に間隔が狭くなるように傾斜している。なお、本発明者らの種々の検討の結果、切欠き部62によってき裂を効率よく進展させるためには、鉛直面に対する側壁部62a,62bの傾斜角度が30°以下であることが好ましい。
上述の実施形態では、穴抜き加工によって形成された穴10aを有するブランク10について説明したが、ブランクの形状は上述の例に限定されない。本発明は、外周縁にせん断加工面が形成されたブランク、たとえば、打ち抜き加工によって形成されたせん断加工面を外周縁に有するブランクにも適用できる。
図19は、ブランク76を製造するための金型の一例を示す概略斜視図である。図19を参照して、金型82は、柱状のパンチ84およびパンチ84を挿入可能な穴86aを有するダイ86を含む。
板厚1.6mmの780MPa級の冷延鋼板(被加工材)に、図4に示す穴10aと同様の形状の穴(30mm×30mm、湾曲部(R部)の曲率半径は5mm)を、図8に示すパンチ(切欠き部の形状は矩形。開口幅:0〜15mm、切欠き部長さ:0〜パンチ底全域、刃先と切欠き部の境目である角部はR1.0の丸み)で形成し、実施例1〜12のブランクを作製した。さらに、切欠き部を有していない点を除いて図8のパンチと同様の構成を有するパンチを用いて、比較例1のブランクを作製した。また、特許文献2に記載されたパンチで比較例2のブランクを作製した。ダイとパンチとのクリアランスは、被加工材の板厚の10%に設定した。
板厚1.6mmの590MPa級の冷延鋼板(被加工材)を、図19に示すパンチ84を用いてせん断加工し、図18に示すブランク76と同様の形状を有する実施例1〜12のブランクを作製した。さらに、切欠き部を有していない点を除いて図19のパンチ84と同様の構成を有するパンチを用いて、比較例1のブランクを作製した。ダイとパンチとのクリアランスは、被加工材の板厚の10%に設定した。
Claims (16)
- 金属板からなるプレス成形用の板状のブランクであって、
板厚方向にせん断面および破断面を有しかつ平面視において環状であるせん断加工面を有し、
平面視において前記せん断加工面の縁は凹状に湾曲する湾曲部を有し、
前記湾曲部における前記破断面の板厚方向の長さの平均値が、前記せん断加工面の全周における前記破断面の前記板厚方向の長さの平均値よりも大きい、ブランク。 - 前記湾曲部の前記せん断加工面の周方向における中心点または平面視において前記湾曲部の曲率が最大となる点を前記湾曲部の基準点とした場合に、該基準点を中心として前記周方向の所定の長さの範囲における前記破断面の前記板厚方向の長さの平均値が、前記せん断加工面の全周における前記破断面の前記板厚方向の長さの平均値よりも大きい、請求項1に記載のブランク。
- 前記所定の長さの範囲における前記破断面の前記板厚方向の長さの平均値は、前記せん断加工面の全周における前記破断面の前記板厚方向の長さの平均値よりも、前記板厚の10%以上大きい、請求項2に記載のブランク。
- 前記せん断加工面は、前記板厚方向において前記せん断面を間に挟んで前記破断面とは反対側に位置するだれ部をさらに含み、
前記所定の長さの範囲における前記だれ部の前記板厚方向の長さの平均値は、前記板厚の20%以下である、請求項2または3に記載のブランク。 - 前記所定の長さは、該ブランクの板厚の50%の長さである、請求項2から4のいずれかに記載のブランク。
- 前記所定の長さは、前記板厚の2000%の長さである、請求項2から4のいずれかに記載のブランク。
- 前記所定の長さの範囲は、曲率が5m−1以上となる部分である、請求項2から4のいずれかに記載のブランク。
- 前記金属板は、穴を有し、
前記せん断加工面は、前記穴の縁に形成されている、請求項1から7のいずれかに記載のブランク。 - 前記せん断加工面は、前記金属板の外周縁に形成されている、請求項1から7のいずれかに記載のブランク。
- 前記湾曲部はプレス成形時に伸び変形する部分である、請求項1から9までのいずれかに記載のブランク。
- 請求項1から10までのいずれかに記載のブランクにプレス成形を施して成形品を得る、成形品の製造方法。
- 柱状のパンチおよび前記パンチを挿入可能な中空状のダイを有し、前記パンチを所定方向に移動させてダイ上に載置された金属板をせん断加工する金型であって、
前記パンチは、外周縁が切断刃となる底面と、前記外周縁から前記所定方向に平行な方向に延びる外周面とを有し、
前記外周縁は、平面視において凸状または凹状に湾曲する湾曲部を含み、
前記底面は、平面部と、該平面部から前記所定方向に凹みかつ平面視において前記湾曲部を含むように設けられる切欠き部とを含む、金型。 - 柱状のパンチおよび前記パンチを挿入可能な中空状のダイを有し、前記パンチを所定方向に移動させてダイ上に載置された金属板をせん断加工する金型であって、
前記ダイは、前記金属板を支持しかつ内周縁が切断刃となる中空状の支持面と、前記内周縁から前記所定方向に平行な方向に延びる内周面とを有し、
前記内周縁は、平面視において凸状または凹状に湾曲する湾曲部を含み、
前記支持面は、平面部と、該平面部から前記所定方向に凹みかつ平面視において前記湾曲部を含むように設けられる切欠き部とを含む、金型。 - 前記切欠き部の前記所定方向に平行な方向における切り欠き深さは、前記金属板の板厚の0.1倍以上かつ0.7倍以下である、請求項12または13に記載の金型。
- 請求項12から14のいずれかに記載の金型を用いてプレス成形用のブランクを製造する方法であって、
前記金型のダイ上に金属板を載置する工程と、
前記ダイ上に載置された金属板を前記金型のパンチを用いてせん断加工する工程とを備える、ブランクの製造方法。 - 請求項12から14のいずれかに記載の金型を用いて請求項1から10のいずれかに記載のブランクを製造する方法であって、
前記金型のダイ上に金属板を載置する工程と、
前記ダイ上に載置された金属板を前記金型のパンチを用いてせん断加工する工程とを備え、
前記せん断加工する工程では、前記パンチまたは前記ダイの前記切欠き部によって前記金属板の一部を切断することによって、前記ブランクの湾曲部の少なくとも一部が形成される、ブランクの製造方法。
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