JP6586895B2 - Press device and method for manufacturing press-formed product - Google Patents
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Description
本発明は、金属板をプレス加工するプレス装置及び製造方法に関する。より詳しくは、少なくとも縮みフランジ成形部を有するプレス成形品を製造するプレス装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to a pressing apparatus and a manufacturing method for pressing a metal plate. More specifically, the present invention relates to a press apparatus and a manufacturing method for manufacturing a press-formed product having at least a contracted flange forming portion.
自動車のフレーム部品等は、車体の安全性を確保するため高い強度が要求される。このような部品は、金属板をプレス加工し断面形状が溝形に成形されることがある。一方で、近年、自動車の燃費等を改善するため、車体の軽量化が推進されている。そのため、自動車の部品には、薄肉化が求められている。 Automotive frame parts and the like are required to have high strength in order to ensure the safety of the vehicle body. Such a part may be formed into a groove shape in cross section by pressing a metal plate. On the other hand, in recent years, the weight reduction of the vehicle body has been promoted in order to improve the fuel consumption of automobiles. For this reason, thinning is required for automobile parts.
フレーム部品等の強度を保ちつつ薄肉化を実現するためには、フレーム部品等の素材となる被加工材を高強度化する必要がある。しかし、プレス加工によって部品を製造する際、被加工材の高強度化を行うと、金型が離型した後のスプリングバック量が増大し、寸法精度の確保が難しくなる。スプリングバックは、過大な残留応力によって引き起こされる。 In order to reduce the thickness while maintaining the strength of the frame parts and the like, it is necessary to increase the strength of the workpiece to be the material of the frame parts and the like. However, when a part is manufactured by press working, if the strength of the workpiece is increased, the amount of spring back after the mold is released increases, making it difficult to ensure dimensional accuracy. Springback is caused by excessive residual stress.
特に、高強度の被加工材を用いて、自動車のフレーム部品に代表されるような、溝形断面(具体的には、U字形状の断面)を有する部品を製造する場合、プレス成形工程において、溝形断面のプレス成形品の端部でスプリングバック量が大きくなり、所望の寸法精度の部品が得られないことがある。 In particular, when manufacturing a part having a groove-shaped cross section (specifically, a U-shaped cross section) as represented by an automobile frame part using a high-strength work material, The springback amount increases at the end of the press-formed product having a groove-shaped cross section, and a part having a desired dimensional accuracy may not be obtained.
特開2015−27698号公報(特許文献1)には、スプリングバックを抑制するプレス装置が開示されている。特許文献1に記載されるプレス装置は、縦壁部と、天板部と、縦壁部につながるフランジ部とを備えるプレス成形品を製造する。このプレス成形品は、長手方向に沿って湾曲する。特許文献1には、プレス成形の際、プレス成形品の湾曲内側のフランジ部と湾曲外側のフランジ部の長手方向の線長を変化させることによって縦壁部のスプリングバック量を低減する、と記載されている。
Japanese Patent Laying-Open No. 2015-27698 (Patent Document 1) discloses a press device that suppresses springback. The press apparatus described in
しかし、特許文献1に記載されるプレス装置によって製造される部品は、縦壁部につながるフランジ部を備えるハット形断面のプレス成形品である。ハット形断面のプレス成形品において、縦壁部の端部のスプリングバック量は小さい。これに対し、溝形断面のプレス成形品の縦壁部にはフランジ部が無く、その縦壁部の端部のスプリングバック量は大きい。特許文献1に記載されるプレス装置は、ハット形断面のプレス成形品を製造対象とすることから、フランジ部の無い縦壁部の端部のスプリングバック量までも低減できるかどうか定かでない。
However, the part manufactured by the press apparatus described in
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、溝形断面のプレス成形品の端部のスプリングバック量を低減できるプレス装置及び製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The objective of this invention is providing the press apparatus and manufacturing method which can reduce the springback amount of the edge part of the press-formed product of a channel-shaped cross section.
本発明の実施形態によるプレス装置は、パンチと、ブランクホルダと、ダイと、を備える。ブランクホルダは、パンチに隣接して配置される。ダイは、ダイ肩及び板押さえ面を含む。ダイ肩の延在方向に沿ってダイ肩の一部の領域が凹形状に湾曲している(ダイ肩境界線がダイに向かって湾曲している)。ダイ肩の凹形状に湾曲した領域以外の領域におけるダイ肩境界線と、ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離は、ダイ肩の凹形状に湾曲した領域におけるダイ肩境界線と、ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離よりも広い。ダイ肩境界線は、ダイ肩の板押さえ面側のR止まりで定義される。 The press apparatus by embodiment of this invention is provided with a punch, a blank holder, and die | dye. The blank holder is disposed adjacent to the punch. The die includes a die shoulder and a plate pressing surface. A region of a part of the die shoulder is curved in a concave shape along the extending direction of the die shoulder (the die shoulder boundary is curved toward the die). The horizontal distance between the edge of the die shoulder and the edge of the blank holder in the region other than the region curved into the concave shape of the die shoulder is the distance between the die shoulder boundary and the blank in the region curved into the concave shape of the die shoulder. It is wider than the horizontal distance between the edge of the holder. The die shoulder boundary line is defined by an R stop on the plate pressing surface side of the die shoulder.
本発明の実施形態によるプレス成形品の製造方法は、プレス成形品の製造方法は、準備工程と、プレス工程と、を含む。準備工程では、金属板からなる被加工材を準備する。プレス工程では、プレス加工によって被加工材をプレス成形品に成形する。プレス成形品は、溝形断面を有する。プレス成形品は、天板部と、天板部につながる縦壁部と、を備える。プレス成形品は、一部に縮みフランジ部を有する。プレス工程では、パンチと、ブランクホルダと、ダイと、を用いる。ブランクホルダは、パンチに隣接して配置される。ダイは、ダイ肩及び板押さえ面を含む。ダイ肩の一部の領域にプレス成形品の縮みフランジ部の形状を反映する形状が形成されている。ダイ肩の縮みフランジ部の形状を反映する形状が形成された領域以外の領域におけるダイ肩境界線と、ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離は、ダイ肩の縮みフランジ部の形状を反映する形状が形成された領域における、ダイ肩境界線と、ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離よりも広い。ダイ肩境界線は、ダイ肩の板押さえ面側のR止まりで定義される。 The manufacturing method of the press-formed product according to the embodiment of the present invention includes a preparation step and a pressing step. In the preparation step, a workpiece made of a metal plate is prepared. In the pressing process, the workpiece is formed into a press-formed product by pressing. The press-formed product has a channel-shaped cross section. The press-molded product includes a top plate portion and a vertical wall portion connected to the top plate portion. The press-molded product has a partially contracted flange portion. In the pressing process, a punch, a blank holder, and a die are used. The blank holder is disposed adjacent to the punch. The die includes a die shoulder and a plate pressing surface. A shape reflecting the shape of the contracted flange portion of the press-formed product is formed in a partial region of the die shoulder. The distance in the horizontal direction between the die shoulder boundary and the edge of the blank holder in the region other than the region where the shape reflecting the shape of the shrinking flange portion of the die shoulder is the shape of the shrinking flange portion of the die shoulder. It is wider than the distance in the horizontal direction between the die shoulder boundary line and the edge of the blank holder in the region where the reflecting shape is formed. The die shoulder boundary line is defined by an R stop on the plate pressing surface side of the die shoulder.
本発明のプレス装置及びプレス成形品の製造方法は、溝形断面のプレス成形品の端部のスプリングバックを抑制できる。 The press apparatus and the press-molded product manufacturing method of the present invention can suppress the spring back at the end of the groove-shaped press-molded product.
本実施形態によるプレス装置は、パンチと、ブランクホルダと、ダイと、を備える。ブランクホルダは、パンチに隣接して配置される。ダイは、ダイ肩及び板押さえ面を含む。ダイ肩の延在方向に沿ってダイ肩の一部の領域が凹形状に湾曲している(ダイ肩境界線がダイに向かって湾曲している)。ダイ肩の凹形状に湾曲した領域以外の領域におけるダイ肩境界線とブランクホルダの縁との水平方向での距離は、ダイ肩の凹形状に湾曲した領域におけるダイ肩境界線と、ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離よりも広い。ダイ肩境界線は、ダイ肩の板押さえ面側のR止まりで定義される。 The press device according to the present embodiment includes a punch, a blank holder, and a die. The blank holder is disposed adjacent to the punch. The die includes a die shoulder and a plate pressing surface. A region of a part of the die shoulder is curved in a concave shape along the extending direction of the die shoulder (the die shoulder boundary is curved toward the die). The distance in the horizontal direction between the die shoulder boundary and the edge of the blank holder in the region other than the region curved in the concave shape of the die shoulder is the distance between the die shoulder boundary in the region curved in the die shoulder and the blank holder. It is wider than the horizontal distance between the edges. The die shoulder boundary line is defined by an R stop on the plate pressing surface side of the die shoulder.
例えば自動車のフレーム部品等のプレス成形品は、縦壁部につながるフランジ部を有さず、一部に縮みフランジ成形部を有する。本発明者が検討した結果、縮みフランジ成形部では端部のスプリングバックが生じにくいことが判明した。一方、縮みフランジ成形部以外の領域(例:直線成形部)では端部のスプリングバックが生じやすいことが判明した。そこで、本発明者は、縮みフランジ成形部を成形するための金型の領域と、縮みフランジ成形部以外を成形するための金型の領域に着目した。 For example, a press-molded product such as an automobile frame part does not have a flange portion connected to a vertical wall portion, but has a contracted flange-formed portion in part. As a result of studies by the present inventors, it has been found that the spring back of the end portion is unlikely to occur in the contracted flange molded portion. On the other hand, it was found that the spring back of the end portion is likely to occur in the region other than the shrink flange forming portion (for example, the straight forming portion). In view of this, the present inventor has paid attention to a region of a mold for forming a shrinkage flange forming portion and a region of a mold for forming a portion other than the shrinkage flange forming portion.
本実施形態のプレス装置において、縮みフランジ成形部を成形する金型の領域では、ブランクホルダによって被加工材を挟む領域を確保する。シワの発生を抑制する必要があるためである。 In the press apparatus according to the present embodiment, an area in which a workpiece is sandwiched by a blank holder is secured in an area of a mold for forming a shrinkage flange forming portion. This is because it is necessary to suppress the generation of wrinkles.
一方、縮みフランジ成形部以外を成形する金型の領域では、ブランクホルダよって被加工材を挟む領域を軽減する。つまり、縮みフランジ成形部以外では、被加工材が、プレス加工中の早い段階でブランクホルダとダイとの間から抜ける。これにより、被加工材の端部の折り曲げ量と曲げ戻し量とが低減される。その結果、縦壁部の端部の残留応力が低減され、成形された縦壁部の端部のスプリングバック量が低減できる。 On the other hand, in the region of the mold for molding other than the shrinkage flange forming portion, the region where the workpiece is sandwiched by the blank holder is reduced. In other words, the material to be processed comes out from between the blank holder and the die at an early stage during the press work except for the contracted flange forming portion. Thereby, the amount of bending and the amount of bending back of the end portion of the workpiece are reduced. As a result, the residual stress at the end of the vertical wall portion is reduced, and the amount of spring back at the end of the formed vertical wall portion can be reduced.
上記のプレス装置において、ダイ肩の凹形状に湾曲した領域において、ダイ肩境界線はブランクホルダの縁と水平方向での位置が一致するのが好ましい。 In the press apparatus described above, the die shoulder boundary line preferably coincides with the edge of the blank holder in the horizontal direction in the concave region of the die shoulder.
上記のプレス装置において、下記の構成を採用することができる。プレス装置は、パンチに対向するように配置されたパッドを備えてもよい。この場合、プレス加工中の被加工材が、パンチとパッドとによって挟まれる。これにより、被加工材がパンチの形状に沿いやすくなり、プレス成形品の寸法精度が向上する。 In the above pressing apparatus, the following configuration can be employed. The press device may include a pad arranged to face the punch. In this case, the workpiece to be pressed is sandwiched between the punch and the pad. This makes it easier for the workpiece to follow the shape of the punch and improves the dimensional accuracy of the press-formed product.
上記のプレス装置は、下記の構成を採用することが好ましい。ダイ肩の凹形状に湾曲した領域以外の領域において、ダイ肩境界線とブランクホルダの縁との水平方向での距離が10mm以上である。この場合、高強度の被加工材においても、端部のスプリングバック量が有効に低減される。 The press device preferably employs the following configuration. In a region other than the region curved in the concave shape of the die shoulder, the distance in the horizontal direction between the die shoulder boundary line and the edge of the blank holder is 10 mm or more. In this case, even in a high-strength workpiece, the amount of springback at the end is effectively reduced.
上記のプレス装置は、下記の構成を採用することができる。ダイ肩はさらに、凸形状に湾曲した領域を有してもよい。この場合、プレス成形品は伸びフランジ成形部を有する。また、ブランクホルダは、パンチの両側に隣接して配置されてもよい。 The press apparatus described above can employ the following configuration. The die shoulder may further have a convex curved region. In this case, the press-molded product has an elongated flange formed part. Further, the blank holder may be disposed adjacent to both sides of the punch.
上述のプレス装置を用いた本実施形態のプレス成形品の製造方法は、準備工程と、プレス工程と、を含む。準備工程では、金属板からなる被加工材を準備する。プレス工程では、プレス加工によって被加工材をプレス成形品に成形する。プレス成形品は、溝形断面を有する。プレス成形品は、天板部と、天板部につながる縦壁部と、を備える。プレス成形品は、一部に縮みフランジ部を有する。プレス工程では、パンチと、ブランクホルダと、ダイと、を用いる。ブランクホルダは、パンチに隣接して配置される。ダイは、ダイ肩及び板押さえ面を含む。ダイ肩の一部の領域にプレス成形品の縮みフランジ部の形状を反映する形状が形成されている。ダイ肩の縮みフランジ部の形状を反映する形状が形成された領域以外の領域におけるダイ肩境界線と、ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離は、ダイ肩の縮みフランジ部の形状を反映する形状が形成された領域における、ダイ肩境界線と、ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離よりも広い。ダイ肩境界線は、ダイ肩の板押さえ面側のR止まりで定義される。 The manufacturing method of the press-formed product of the present embodiment using the above-described pressing apparatus includes a preparation process and a pressing process. In the preparation step, a workpiece made of a metal plate is prepared. In the pressing process, the workpiece is formed into a press-formed product by pressing. The press-formed product has a channel-shaped cross section. The press-molded product includes a top plate portion and a vertical wall portion connected to the top plate portion. The press-molded product has a partially contracted flange portion. In the pressing process, a punch, a blank holder, and a die are used. The blank holder is disposed adjacent to the punch. The die includes a die shoulder and a plate pressing surface. A shape reflecting the shape of the contracted flange portion of the press-formed product is formed in a partial region of the die shoulder. The distance in the horizontal direction between the die shoulder boundary and the edge of the blank holder in the region other than the region where the shape reflecting the shape of the shrinking flange portion of the die shoulder is the shape of the shrinking flange portion of the die shoulder. It is wider than the distance in the horizontal direction between the die shoulder boundary line and the edge of the blank holder in the region where the reflecting shape is formed. The die shoulder boundary line is defined by an R stop on the plate pressing surface side of the die shoulder.
上記の製造方法において、被加工材の引張強度は、440MPa以上であるのが好ましい。また、被加工材の板厚は、2.3mm以上であるのが好ましい。 In said manufacturing method, it is preferable that the tensile strength of a workpiece is 440 Mpa or more. The plate thickness of the workpiece is preferably 2.3 mm or more.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳しく説明する。図中で同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。以下では、プレス成形品として溝形断面を有する自動車のフレーム部品を製造する場合を例示する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. Below, the case where the frame component of the motor vehicle which has a groove-shaped cross section as a press-formed product is manufactured is illustrated.
図1A〜図1Bは、フレーム部品の製造工程を段階的に示す図である。図1Aは、フレーム部品の製造に用いられる被加工材の斜視図である。図1Bは、図1Aに示す被加工材から成形されたフレーム部品の斜視図である。 FIG. 1A to FIG. 1B are diagrams showing steps of manufacturing a frame part in stages. FIG. 1A is a perspective view of a workpiece used for manufacturing a frame component. 1B is a perspective view of a frame component molded from the workpiece shown in FIG. 1A.
図1Aに示すように、被加工材Sは、フレーム部品形状に準じた形状である。歩留りの低下が許容されるのであれば、被加工材Sは、最終品の形状に厳密に準じた形状でなくてもよい。後工程でトリム加工等が施されるからである。被加工材Sは、金属板からなる。金属板は、例えば、鋼板、アルミニウム板等である。 As shown in FIG. 1A, the workpiece S has a shape according to the frame part shape. As long as the yield can be lowered, the workpiece S may not have a shape strictly conforming to the shape of the final product. This is because trim processing or the like is performed in a later process. The workpiece S is made of a metal plate. The metal plate is, for example, a steel plate or an aluminum plate.
図1Aに示す被加工材Sは、プレス加工により溝形断面を有するフレーム部品1に成形される。図1Bに示すように、フレーム部品1は、縦壁部2及び天板部3を備える。ただし、フレーム部品1は、縦壁部2につながるフランジ部を有しない。縦壁部2は、延在方向(長手方向)の一部に縮みフランジ成形部4を含む。また、縦壁部2は、延在方向の一部に伸びフランジ成形部5及び直線成形部6を含む。ここで、縮みフランジ成形部4は、フレーム部品1の湾曲した領域のうち、プレス加工の際、延在方向に圧縮力が作用する領域をいう。伸びフランジ成形部5は、フレーム部品1の湾曲した領域のうち、プレス加工の際、延在方向に張力が作用する領域をいう。直線成形部6は、縮みフランジ成形部及び伸びフランジ成形部以外の領域であり、プレス加工の際、延在方向に実質的に力が作用しない領域をいう。
A workpiece S shown in FIG. 1A is formed into a
上述したように、図1Bに示すフレーム部品1における縦壁部2の端部7のスプリングバック量が大きければ、例えば、アーク溶接等によって他の部品と接合して構造体を作る際に、溶接性の悪化を招く。この不都合を解消するためには、図1Bに示すフレーム部品1において、縦壁部2の端部7の残留応力を低減し、スプリングバック量を低減する必要がある。
As described above, if the springback amount of the
[プレス成形品の縦壁部の端部がスプリングバックするメカニズム]
図2A〜図2Cは、従来のプレス装置によって、被加工材を図1Bに示すフレーム部品に成形する状況を示す断面図である。これらの図のうち、図2Aは、プレス成形の初期の状態を示す図である。図2Bは、プレス成形の中期の状態を示す図である。図2Cは、プレス成形終了時の状態を示す図である。また、図2Dは、プレス成形されたフレーム部品を示す図である。
[Mechanism that the end of the vertical wall of the press-molded product springs back]
2A to 2C are cross-sectional views showing a state in which a workpiece is formed into the frame component shown in FIG. 1B by a conventional press device. Among these drawings, FIG. 2A is a diagram showing an initial state of press molding. FIG. 2B is a diagram illustrating an intermediate state of press molding. FIG. 2C is a diagram illustrating a state at the end of press molding. FIG. 2D is a diagram showing a frame part that has been press-molded.
図2Aに示すように、従来のプレス装置100は、上型としてパンチ101及びブランクホルダ102を備え、下型としてダイ103を備える。被加工材Sをプレス装置100の所定の位置に配置する。その後、プレス装置100のスライドが降下し、先ず、ブランクホルダ102とダイ103とによって被加工材Sを挟む。この状態で、スライドの更なる降下に伴ってパンチ101がダイ103に押し込まれる。その際、被加工材Sは、ダイ肩104に沿って折り曲げられる。つまり、図2Aにおいては、被加工材Sはほぼ90°の角度θ1(図2B参照)で過大に折り曲げられる。これにより、被加工材Sの折れ曲がり領域Xのうち、表側(パンチ101側)には張力が作用し、裏側(ダイ103側)には圧縮力が作用する。
As shown in FIG. 2A, a
図2Bに示すように、パンチ101がさらに押し込まれると、図2Aに示す折れ曲がり領域Xはパンチ101の側面105とダイ103の内側面106との間を移動する。その際、パンチ101の側面105とダイ103の内側面106とによって、折れ曲がり領域Xは、直線状に矯正(以下、「曲げ戻し」ともいう)される。つまり、角度θ1の曲げ戻しが施される。この過大な曲げ戻しにより、張力が作用している領域Xの表側には圧縮力が負荷され、圧縮力が作用している領域Xの裏側には張力が負荷される。この応力の負荷状態がパンチ101による成形下死点の直前まで続く。
As shown in FIG. 2B, when the
図2Cに示すように、パンチ101が成形下死点に到達するとフレーム部品の縦壁部2の全域が成形され、フレーム部品1が得られる。
As shown in FIG. 2C, when the
図2Dに示すように、フレーム部品1がプレス装置から取り出されると、フレーム部品1の縦壁部2は、パンチ101の側面105とダイ103の内側面106とによる拘束が解かれるため、復元力により成形前の形状(図2D中の矢印方向)に戻ろうとする(以下、「スプリングバック」ともいう)。特に、被加工材Sが高強度又は被加工材Sの板厚が厚い場合、縦壁部2の端部7がスプリングバックしやすい。
As shown in FIG. 2D, when the
図2A〜図2Cに示すように、従来のプレス装置100によれば、縦壁部2の端部7は、成形下死点の直前で、ブランクホルダ102とダイ103との間から抜ける。そのため、パンチ101とダイ103とによる過大な折り曲げ及び曲げ戻しは、縦壁部2の端部7の先端まで施される。そのため、縦壁部2の端部7の先端に、過大な折り曲げ及び曲げ戻しによる残留応力が生じる。したがって、フレーム部品1の縦壁部2の端部7はスプリングバックしやすい。
As shown in FIGS. 2A to 2C, according to the
また、本発明者は、図1Bに示すフレーム部品1の領域ごとのスプリングバック量を調査した結果、次の知見を得た。フレーム部品1の縮みフランジ成形部4及び伸びフランジ成形部5では、縦壁部2の端部7のスプリングバック量が小さい。これに対し、直線成形部6では、縦壁部2の端部7のスプリングバック量が大きい。
Moreover, as a result of investigating the amount of springback for each region of the
本発明は上記理論及び知見に基づいて完成された。以下に本実施形態のプレス装置について詳述する。 The present invention has been completed based on the above theory and knowledge. Below, the press apparatus of this embodiment is explained in full detail.
[第1実施形態]
[プレス装置]
図3は、第1実施形態のプレス装置を示す斜視図である。第1実施形態のプレス装置10は、下型としてダイ21、上型としてパンチ31とブランクホルダ41とを備える。図3では、プレス装置10がパッド25を備える場合を示す。しかしながら、プレス装置10はパッド25を備えなくてもよい。フレーム部品1の天板部3に高い寸法精度が要求されない場合や、パッド25が無くても天板部3の寸法精度が確保される場合等には、パッド25は不必要だからである。
[First Embodiment]
[Pressing equipment]
FIG. 3 is a perspective view showing the press device of the first embodiment. The
ダイ21及びパッド25は、図示しない下型ホルダに支持される。下型ホルダは、図示しないボルスタプレートに取り付けられる。一方、パンチ31及びブランクホルダ41は、図示しない上型ホルダに支持される。上型ホルダは、図示しないスライドに取り付けられる。パッド25及びブランクホルダ41は、図示しない加圧部材によって支持される。加圧部材は、油圧シリンダ、ガスシリンダ、ばね、ゴム等である。なお、ダイ21、パンチ31及びブランクホルダ41の配置は、図3に示す場合に限定されない。これらの金型の配置は上下反転してもよい。要するに、ダイ21に対してパンチ31及びブランクホルダ41が、相対的に移動する構成であればよい。
The
ダイ21及びパッド25は、パンチ31及びブランクホルダ41に対向する。特に、パッド25は、パンチ31に対向する。ダイ21には、図1Bに示すフレーム部品1の形状が形成されている。パッド25には、図1Bに示すフレーム部品1の天板部3の形状が形成されている。ダイ21は、板押さえ面22と、内壁23と、ダイ肩24とを有する。板押さえ面22は、ブランクホルダ41と対向する。ダイ21の内壁23同士の間には空間が設けられ、プレス加工の際、この空間にパンチ31が押し込まれる。また、ダイ21の内壁23同士の間の空間にパッド25が収容されている。
The
ダイ21の内壁23は、ダイ肩24を介して板押さえ面22とつながる。ダイ肩24の断面の輪郭形状は、円弧形状である。ダイ21の板押さえ面22、内壁23及びダイ肩24は、成形されるフレーム部品1の長手方向に沿うように延在する。ダイ肩24は、延在方向の一部に凹形状に湾曲する領域24aを含む。この凹形状に湾曲する領域24aは、図1Bに示すフレーム部品1の縮みフランジ成形部4に対応する領域に設けられる。また、ダイ肩24は、凹形状に湾曲する領域24a以外の領域に、直線領域24b及び凸形状に湾曲する領域24cを含む。ダイ肩24の直線領域24bは、図1Bに示すフレーム部品1の直線成形部6に対応する領域に設けられる。ダイ肩24の凸形状に湾曲する領域24cは、図1Bに示すフレーム部品1の伸びフランジ成形部5に対応する領域に設けられる。
The
パンチ31には、図1Bに示すフレーム部品1の天板部3の形状が形成されている。パンチ31は、先端面32、側面33及びパンチ肩34を有する。パンチ31の先端面32は、パンチ肩34を介してパンチ31の側面33とつながる。パンチ肩34の断面の輪郭形状は、円弧形状である。パンチ31の先端面32、側面33及びパンチ肩34は、成形されるフレーム部品1の長手方向に沿うように延在する。パンチ肩34は、延在方向の一部に凸形状に湾曲する領域34aを含む。このパンチ肩34の凸形状に湾曲する領域34aは、ダイ肩24の凹形状に湾曲する領域24aに対応する位置に設けられる。また、パンチ肩34は、凸形状に湾曲する領域34a以外の領域に、直線領域34b及び凹形状に湾曲する領域34cを含む。パンチ肩34の直線領域34bは、ダイ肩24の直線領域24bに対応する位置に設けられる。パンチ肩34の凹形状に湾曲する領域34cは、ダイ肩24の凸形状に湾曲する領域24cに対応する位置に設けられる。
In the
ブランクホルダ41は、フレーム部品1の長手方向に沿うように延在する。ブランクホルダ41は、ダイ21の板押さえ面22に対応する形状である。プレス加工の際、ブランクホルダ41とダイ21とによって被加工材を挟む。ブランクホルダ41は、ブランクホルダ41の両端に縁を有する。以下では、ブランクホルダ41の縁は、ブランクホルダ41の両縁のうち、パンチ31側の縁のことをいい、その符号は42とする。
The
[縮みフランジ成形部]
図4は、第1実施形態のプレス装置による成形中期の状態を示す図であって、図3中のIV−IV断面を示す。すなわち、図4は、ダイ肩24の凹形状に湾曲する領域24a及びパンチ肩34の凸形状に湾曲する領域34aの断面を示す。この領域は、図1Bに示すフレーム部品1の縮みフランジ成形部4を成形する領域である。この領域では、ダイ肩24のダイ肩境界線26とブランクホルダ41の縁42との距離L1(mm)は、小さい方が好ましい。成形下死点の直前まで、ブランクホルダ41とダイ21とによって被加工材Sを挟み、シワの発生を抑制するためである。なお、距離L1はプレス装置の水平方向の距離をいう。後述する距離L2〜L4も同様である。
[Shrink flange forming part]
FIG. 4 is a diagram showing a state in the middle stage of molding by the press device of the first embodiment, and shows a IV-IV cross section in FIG. 3. That is, FIG. 4 shows a cross section of a
図5は、図4中のダイ肩近傍を拡大した断面図である。ダイ肩24のダイ肩境界線26は、ダイ肩24の板押さえ面22側のR止まり(R端)をダイ肩24の延在方向に結んで定義される線であって、板押さえ面22とダイ肩24との境界をいう。後述する、直線成形部及び伸びフランジ成形部においても同様である。また、後述する第2実施形態においても同様である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the die shoulder in FIG. The die
距離L1の好ましい下限は、0である。すなわち、ダイ肩24のダイ肩境界線26とブランクホルダ41の縁42との水平方向での位置が一致する場合である。この場合、成形下死点の直前までダイ21とブランクホルダ41とによって被加工材Sは挟まれる。したがって、フレーム部品1の縮みフランジ成形部4に発生するシワを最も効果的に抑制できる。
A preferable lower limit of the distance L1 is zero. That is, this is a case where the horizontal position of the die
また、ブランクホルダ41の縁42は、ダイ肩24のダイ肩境界線26だけでなく、ダイ肩24と対向してもよい。更には、パンチ31と干渉しない限り、ブランクホルダ41の縁42がダイ21の内壁23よりも内側(パンチ31側)に存在してもよい。この場合であっても、成形下死点の直前までダイ21とブランクホルダ41とによって被加工材Sは挟まれるからである。しかしながら、この場合、距離L1が0の場合と比べて、シワを抑制する効果は変わらない。ブランクホルダ41の縁42が、ダイ肩24のダイ肩境界線26よりも内側(パンチ31側)に存在しても、対向する板押さえ面22が存在しないため被加工材Sを挟むことができないからである。
Further, the
[直線成形部]
図6は、第1実施形態のプレス装置による成形初期の状態を示す図であって、図3中のVI−VI断面を示す。すなわち、図6は、ダイ肩24の直線領域24b及びパンチ肩34の直線領域34bの断面を示す。この領域は、図1Bに示すフレーム部品1の直線成形部6を成形する領域である。この領域では、ダイ肩24のダイ肩境界線26とブランクホルダ41の縁42との距離L2(mm)は、上記距離L1よりも広い。これにより、成形されたフレーム部品の縦壁部の端部のスプリングバック量が低減される。この点について、図7を参照して説明する。
[Linear forming part]
FIG. 6 is a view showing an initial state of molding by the press apparatus of the first embodiment, and shows a VI-VI cross section in FIG. 3. That is, FIG. 6 shows a cross section of the
図7は、第1実施形態のプレス装置による成形中期の状態を示す図であって、図3中のVI−VI断面を示す。図7に示すように、フレーム部品の縦壁部を成形する際、フレーム部品1の直線成形部6に成形される被加工材Sの端部S1は、図4に示す縮みフランジ成形部に成形される被加工材Sの端部に比べて、プレス加工の早い段階でブランクホルダ41とダイ21との間から抜ける。この場合、直線成形部6に成形される被加工材Sの端部S1は、プレス加工の早期に、図7中の矢印の方向に起き上がる。これにより、その後に被加工材Sの端部S1の折り曲げられる量は、図2Bに示す角度θ1より小さい角度θ2となる。その結果、パンチ31の側面33とダイ21の内壁23とによる被加工材Sの端部S1の曲げ戻し量が軽減される。したがって、成形されたフレーム部品の縦壁部の端部に生じる残留応力が低減される。その結果、縦壁部の端部のスプリングバック量が低減される。
FIG. 7 is a view showing a state in the middle stage of molding by the press device of the first embodiment, and shows a VI-VI cross section in FIG. 3. As shown in FIG. 7, when the vertical wall portion of the frame part is formed, the end S1 of the workpiece S formed in the linear forming
なお、上述したように、成形されたフレーム部品1の直線成形部6及び伸びフランジ成形部5の加工では、周辺の領域から材料は集まらない。したがって、縮みフランジ成形部4以外の領域では、シワが発生しにくい。そのため、加工中にダイ21とブランクホルダ41とによって被加工材Sを挟む領域は小さくてもよい。シワの抑制の観点から、縮みフランジ成形部4以外の領域では、ブランクホルダ41は無くてもよい。しかし、プレス加工の安定性の観点から、縮みフランジ成形部4以外の領域においてもブランクホルダ41は設けられた方がよい。
In addition, as mentioned above, in the process of the linear shaping | molding
引張強度が440MPa以上の高強度の被加工材をプレス加工すると、フレーム部品の縦壁部の端部の先端から10mm以上の領域でスプリングバック量が大きくなりやすい。そのため、高強度の被加工材を加工する場合、ダイ肩24の凹形状に湾曲する領域24a以外の領域において、ダイ肩24のダイ肩境界線26とブランクホルダ41の縁42との距離L2が10mm以上であるのが好ましい。より好ましくは、15mm以上である。距離L2が10mm以上であると、被加工材の端部を加工しているとき、被加工材がブランクホルダとダイとの間から早期に抜ける。したがって、上述した理由により、フレーム部品の縦壁部の端部のスプリングバック量が低減される。
When a high-strength work material having a tensile strength of 440 MPa or more is pressed, the amount of springback tends to increase in a region of 10 mm or more from the tip of the end of the vertical wall portion of the frame part. Therefore, when processing a high-strength workpiece, the distance L2 between the die
また、板厚が2.3mm以上の被加工材をプレス加工すると、フレーム部品の縦壁部の端部の先端から10mm以上の領域でスプリングバック量が大きくなりやすい。この場合、上述と同様に、ダイ肩24の凹形状に湾曲する領域24a以外の領域において、ダイ肩24のダイ肩境界線26とブランクホルダ41の縁42との距離L2が10mm以上であるのが好ましい。板厚が2.3mm未満であると、フレーム部品の縦壁部全域がスプリングバックしやすいため、縦壁部の端部のスプリングバック量を低減しても、所望の寸法精度のフレーム部品は得られにくい。また、被加工材の板厚が6.0mmよりも大きければ、被加工材の剛性が高いため、縦壁部の端部がスプリングバックしにくい。
Further, when a workpiece having a plate thickness of 2.3 mm or more is pressed, the amount of springback tends to increase in a region of 10 mm or more from the tip of the end of the vertical wall portion of the frame part. In this case, in the same manner as described above, the distance L2 between the die
[伸びフランジ成形部]
図3に示すダイ肩24の凸形状に湾曲する領域24c及びパンチ肩34の凹形状に湾曲する領域34cの領域では、フレーム部品1の伸びフランジ成形部5を成形する。この領域では、ダイ肩24のダイ肩境界線26とブランクホルダ41の縁42との距離は、特に限定されない。上述したように、この領域では、図1Bに示すフレーム部品1の端部7のスプリングバック量が小さく、さらに、シワも発生しにくいからである。しかし、例えば、ダイ肩24の凸形状に湾曲する領域24cの曲率半径が大きい場合、ダイ肩24の直線領域24bと同様に、フレーム部品1の端部7のスプリングバック量が大きくなる。このような場合、図6及び図7に示すように、ダイ肩24のダイ肩境界線26とブランクホルダ41の縁42との距離L2を上記距離L1よりも広くする。一方、安定してプレス加工を実施するために、ダイ肩24のダイ肩境界線26とブランクホルダ41の縁42との距離L2を小さくしてもよい。要するに、この領域では、ダイ肩24のダイ肩境界線26とブランクホルダ41の縁42との距離L2は、適宜設定される。
[Stretch flange forming part]
In the
図3に示す第1実施形態のプレス装置10では、ダイ肩24が凹形状に湾曲する領域24a、直線領域24b及び凸形状に湾曲する領域24cを含む場合を示した。しかし、プレス装置10のダイ肩24は、図3に示す場合に限定されない。ダイ肩24は、凹形状に湾曲する領域24aを有する限り、それ以外の領域に直線領域24b及び凸形状に湾曲する領域24cのいずれか一方を有していていればよい。要するに、フレーム部品の形状に応じて、直線領域24b及び凸形状に湾曲する領域24cをダイ肩24に形成すればよい。
In the
また、図3に示すプレス装置10では、ブランクホルダ41が、パンチ31の両側に隣接して配置される場合を例示した。しかし、ブランクホルダ41の配置は、図3に示す場合に限定されない。フレーム部品の片側の端部のみのスプリングバック量を低減する場合は、ブランクホルダ41は、パンチ31の片側にのみ配置されてもよい。要するに、ブランクホルダ41の配置は、フレーム部品の形状に応じて選定すればよい。
Moreover, in the
[第2実施形態]
第1実施形態では、図1Bに示すように、鉛直方向に湾曲する縮みフランジ成形部4及び伸びフランジ成形部5を含むフレーム部品1をプレス加工するプレス装置を説明した。第2実施形態では、水平方向に湾曲する縮みフランジ成形部及び伸びフランジ成形部を含むフレーム部品をプレス加工するプレス装置について説明する。第2実施形態のプレス装置は、第1実施形態のプレス装置の構成を基本とする。以下では、第1実施形態と重複する説明は適宜省略する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, as shown in FIG. 1B, the press device that presses the
[プレス成形品]
図8は、第2実施形態のプレス装置によって製造されるフレーム部品の斜視図である。図8に示すように、第2実施形態のフレーム部品51は、溝形断面であって、縦壁部52及び天板部53を含む。フレーム部品51は、一部に縮みフランジ成形部54を有する。図8では、フレーム部品51は、縮みフランジ成形部54以外の領域において伸びフランジ成形部55及び直線成形部56を有する場合を例示する。フレーム部品51は水平方向に湾曲しているため、湾曲している領域の片側は縮みフランジ成形部54であり、他方は伸びフランジ成形部55である。
[Press-formed product]
FIG. 8 is a perspective view of a frame component manufactured by the press device according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the
第2実施形態のフレーム部品51においても、スプリングバック量の大きい領域は第1実施形態と同様である。すなわち、フレーム部品51の縮みフランジ成形部54及び伸びフランジ成形部55では、縦壁部52の端部57のスプリングバック量が小さく、直線成形部56では、縦壁部52の端部57のスプリングバック量が大きい。以下に、このようなフレーム部品51を被加工材から製造するプレス装置について説明する。
Also in the
[プレス装置]
図9は、第2実施形態のプレス装置によるプレス成形の中期の状態を示す図であって、図8中のIX−IX断面を示す。この領域では、一方は縮みフランジ成形部54を成形する領域(図9中の右側の領域)であり、他方は伸びフランジ成形部55を成形する領域(図9中の左側の領域)である。図8に示すフレーム部品51の縮みフランジ成形部54を成形する領域では、ダイ肩62のダイ肩境界線63とブランクホルダ81の縁82との距離L3(mm)は、小さい方が好ましい。より好ましくは、ブランクホルダ81の縁82とダイ肩62のダイ肩境界線63との水平方向の位置は一致する。被加工材Sを加工中、ブランクホルダ81とダイ61とによって被加工材Sを挟み、シワの発生を抑制するためである。
[Pressing equipment]
FIG. 9 is a view showing an intermediate state of press forming by the press apparatus of the second embodiment, and shows a cross section IX-IX in FIG. 8. In this region, one is a region for forming the shrinkage flange forming portion 54 (the region on the right side in FIG. 9), and the other is a region for forming the stretched flange forming portion 55 (the region on the left side in FIG. 9). In the region where the contracted
一方、図8に示すフレーム部品51の伸びフランジ成形部55を成形する領域では、第1実施形態と同様に、ダイ肩62のダイ肩境界線63とブランクホルダ81の縁82との距離L4(mm)は、上述したように特に限定されない。要するに、ダイ肩62のダイ肩境界線63とブランクホルダ81の縁82との距離L4は、適宜設定される。
On the other hand, in the region where the stretch
図8に示すフレーム部品51の直線成形部56を成形するときは、第1実施形態と同様に、ダイ肩62のダイ肩境界線63とブランクホルダ81の縁82との距離(mm)は、上記距離L3よりも広い(図9参照)。これにより、第2実施形態のフレーム部品51を成形しても、縦壁部52の端部57のスプリングバック量は低減される。
When forming the linear forming
上述の説明では、図8に示すようにフレーム部品の水平方向に湾曲する領域において片側は縮みフランジ成形部54であり、他方は伸びフランジ成形部55であるフレーム部品を製造するプレス装置について説明した。一方、本実施形態のプレス装置は、水平方向に湾曲する領域において両側とも同じ成形部であるフレーム部品を製造することも可能である。このような部品は、例えば、フレーム部品の湾曲する領域において両側とも縮みフランジ成形部であるようなフレーム部品である。要するに、上述したように各成形部に対応して、ダイ肩境界線とブランクホルダの縁との距離を設定すれば、成形された縦壁部の端部のスプリングバック量を低減できる。
In the above description, as shown in FIG. 8, the press device for manufacturing the frame component in which the one side is the shrink
以上、自動車用フレーム部品を製造するプレス装置について説明した。しかし、本実施形態のプレス装置は、フレーム部品以外の製造にも適用できる。要するに、本実施形態のプレス装置は、溝形断面であって、一部に縮みフランジ成形部を有するプレス成形品であれば適用できる。そのようなプレス成形品は、例えば、Rrロアアームやアッパーアームのような足廻り部品等がある。 The press device for manufacturing the automobile frame component has been described above. However, the press apparatus of this embodiment can be applied to manufacturing other than frame parts. In short, the press device of the present embodiment can be applied to any press-formed product that has a groove-shaped cross section and partially has a flange-formed flange part. Such press-molded products include, for example, suspension parts such as Rr lower arms and upper arms.
本発明のプレス装置は、溝形断面であって、一部に縮みフランジ成形部を有するプレス成形品の製造に有用である。特に、本発明のプレス装置は、自動車用フレーム部品や足廻り部品に成形されるプレス成形品の製造に有用である。 The press apparatus of the present invention is useful for the manufacture of a press-formed product having a groove-shaped cross section and partially shrinking a flange forming portion. In particular, the press device of the present invention is useful for the production of press-molded products that are molded into automobile frame parts and suspension parts.
1、51:フレーム部品(プレス成形品)、
2、52:縦壁部、 3、53:天板部、
4、54:縮みフランジ成形部、 5、55:伸びフランジ成形部、
6、56:直線成形部、 7、57:縦壁部の端部、 10:プレス装置、
21、61:ダイ、 22:板押さえ面、 23:ダイ内壁、 24、62:ダイ肩、
24a:ダイ肩の凹形状に湾曲する領域、 24b:ダイ肩の直線領域、
24c:ダイ肩の凸形状に湾曲する領域、 25:パッド、
26、63:ダイ肩境界線、 31、71:パンチ、
32:パンチ先端面、 33:パンチ側面、 34、72:パンチ肩、
34a:パンチ肩の凸形状に湾曲する領域、 34b:パンチ肩の直線領域、
34c:パンチ肩の凹形状に湾曲する領域、 41、81:ブランクホルダ、
42、82:ブランクホルダの縁、 S:被加工材、
S1:被加工材の端部、 L1〜L4:パンチ肩とブランクホルダとの距離
1, 51: Frame parts (press-molded products),
2, 52: vertical wall portion, 3, 53: top plate portion,
4, 54: shrinkage flange molding part, 5, 55: stretch flange molding part,
6, 56: Straight line forming part, 7, 57: End of vertical wall part, 10: Press device,
21, 61: Die, 22: Plate pressing surface, 23: Die inner wall, 24, 62: Die shoulder,
24a: a region curved in a concave shape on the die shoulder, 24b: a linear region on the die shoulder,
24c: Die shoulder curved region 25: Pad,
26, 63: die shoulder boundary line, 31, 71: punch,
32: Punch tip surface, 33: Punch side surface, 34, 72: Punch shoulder,
34a: a region curved in a convex shape of the punch shoulder, 34b: a straight region of the punch shoulder,
34c: a region curved in a concave shape on the punch shoulder, 41, 81: a blank holder,
42, 82: Edge of blank holder, S: Work material,
S1: End part of workpiece, L1 to L4: Distance between punch shoulder and blank holder
Claims (8)
前記パンチに隣接して配置されるブランクホルダと、
ダイ肩及び板押さえ面を含むダイであって、前記ダイ肩の延在方向に沿って前記ダイ肩の一部の領域が凹形状に湾曲したダイと、を備え、
前記ダイ肩の前記凹形状に湾曲した領域以外の領域における前記ダイ肩の前記板押さえ面側のR止まりで定義されるダイ肩境界線と、前記ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離は、前記ダイ肩の前記凹形状に湾曲した領域における前記ダイ肩境界線と、前記ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離よりも広く、
前記ダイ肩の前記凹形状に湾曲した領域以外の領域において、前記ダイ肩境界線と、前記ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離が10mm以上である、プレス装置。 Punch and
A blank holder disposed adjacent to the punch;
A die including a die shoulder and a plate pressing surface, and a die in which a part of the die shoulder is curved in a concave shape along the extending direction of the die shoulder,
The distance in the horizontal direction between the die shoulder boundary line defined by the R stop on the plate pressing surface side of the die shoulder and the edge of the blank holder in a region other than the concavely curved region of the die shoulder , the said die shoulder boundary line in the region where the curved concave die shoulder, widely than the distance in the horizontal direction and the edge of the blank holder,
In a region other than the concavely curved region of the die shoulder, a horizontal distance between the die shoulder boundary line and the edge of the blank holder is 10 mm or more .
前記ダイ肩の前記凹形状に湾曲した領域において、前記ダイ肩境界線は前記ブランクホルダの縁と水平方向での位置が一致する、プレス装置。 The press device according to claim 1,
The press apparatus in which the die shoulder boundary line coincides with the edge of the blank holder in the horizontal direction in the concavely curved region of the die shoulder.
前記プレス装置は、前記パンチに対向するように配置されたパッドを備える、プレス装置。 The press device according to claim 1 or 2,
The press apparatus includes a pad arranged to face the punch.
前記ダイ肩はさらに、凸形状に湾曲した領域を有する、プレス装置。 The press device according to any one of claims 1 to 3 ,
The die shoulder further includes a region curved in a convex shape.
前記ブランクホルダは、前記パンチの両側に隣接して配置される、プレス装置。 The press device according to any one of claims 1 to 4 ,
The said blank holder is a press apparatus arrange | positioned adjacent to the both sides of the said punch.
前記製造方法は、
金属板からなる被加工材を準備する準備工程と、
プレス加工によって前記被加工材を前記プレス成形品に成形するプレス工程と、を含み、
前記プレス工程では、
パンチと、前記パンチに隣接して配置されるブランクホルダと、ダイ肩及び板押さえ面を含むダイであって、前記ダイ肩の一部の領域に前記プレス成形品の前記縮みフランジ部の形状を反映する形状が形成されたダイと、を用い、
前記ダイ肩の前記縮みフランジ部の形状を反映する形状が形成された領域以外の領域における前記ダイ肩の前記板押さえ面側のR止まりで定義されるダイ肩境界線と、前記ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離は、前記ダイ肩の前記縮みフランジ部の形状を反映する形状が形成された領域における、前記ダイ肩境界線と、前記ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離よりも広く、
前記ダイ肩の前記縮みフランジ部の形状を反映する形状が形成された領域以外の領域において、前記ダイ肩境界線と、前記ブランクホルダの縁と、の水平方向での距離が10mm以上である、プレス成形品の製造方法。 In a method for producing a press-formed product having a groove-shaped cross section, comprising a top plate portion, and a vertical wall portion connected to the top plate portion, and having a partially contracted flange portion,
The manufacturing method includes:
A preparation step of preparing a workpiece made of a metal plate;
A pressing step of forming the workpiece into the press-formed product by pressing,
In the pressing step,
A die including a punch, a blank holder disposed adjacent to the punch, a die shoulder and a plate pressing surface, and a shape of the shrinkage flange portion of the press-formed product in a partial region of the die shoulder Using a die formed with a reflecting shape,
A die shoulder boundary line defined by an R-stop on the plate pressing surface side of the die shoulder in a region other than a region in which a shape reflecting the shape of the shrinking flange portion of the die shoulder is formed, and an edge of the blank holder And the horizontal distance between the die shoulder boundary line and the edge of the blank holder in the region where the shape reflecting the shape of the shrink flange portion of the die shoulder is formed. distance widely than,
In a region other than the region where the shape reflecting the shape of the contracted flange portion of the die shoulder is formed, the distance in the horizontal direction between the die shoulder boundary line and the edge of the blank holder is 10 mm or more . Manufacturing method of press-molded products.
前記被加工材の引張強度は、440MPa以上である、プレス成形品の製造方法。 It is a manufacturing method of the press-formed product according to claim 6 ,
The method for producing a press-formed product, wherein the workpiece has a tensile strength of 440 MPa or more.
前記被加工材の板厚は、2.3mm以上である、プレス成形品の製造方法。
A method for producing a press-formed product according to claim 6 or 7 ,
The method for manufacturing a press-formed product, wherein the workpiece has a plate thickness of 2.3 mm or more.
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