JP6652092B2 - Press molding method - Google Patents
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Description
本発明は、鋼板などの金属板のプレス成形方法に関する。 The present invention relates to a method for press-forming a metal plate such as a steel plate.
自動車の骨格部品として、断面がハット形状のパネルが多く使用されている。車体軽量化の観点からパネルの高強度化が進んでおり、この高強度化によりプレス成形後のスプリングバックが大きくなり問題となっている。 Panels having a hat-shaped cross section are often used as frame parts of automobiles. From the viewpoint of reducing the weight of the vehicle body, the strength of the panel has been increased, and this increased strength has caused a problem that springback after press molding is increased.
ハット形状部品のスプリングバック低減技術として、例えば、特許文献1には、「しわ押さえ力をプレス成形時及びパンチの離型時に負荷し、かつ前記離型初期時にパッド圧力を負荷し、材料をダイ溝の内側にオーバーランさせながら、パンチを離型させることを特徴とするプレス成形方法」(特許文献1の請求項2参照)が開示されている。
As a technology for reducing the springback of hat-shaped components, for example,
しかしながら、特許文献1の方法では、オーバーラン部分が成形時においてフリーなために形状がばらつきやすく、スプリングバック後の製品形状もばらつきやすいという課題がある。
However, the method of
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、鋼板などの金属板のプレス成形において、特に、縦壁部が開くスプリングバックを防止して、かつ製品形状にもばらつきの少ないプレス成形方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve such a problem, and in press forming of a metal plate such as a steel plate, in particular, a press in which a vertical wall portion is prevented from springback that opens and a product shape has little variation. It is intended to provide a molding method.
(1)本発明に係るプレス成形方法は、ダイとパンチによって少なくとも天板部と縦壁部を有する形状に金属板をプレス成形するプレス成形方法であって、
前記パンチにおける縦壁成形部に出没可能な可動凸部を設け、ダイとパンチを相対的に近づけて前記縦壁部を成形する過程の下死点手前において、前記可動凸部を突出させて前記金属板をパンチ肩部、前記可動凸部及びダイ肩部によって拘束した3点曲げ状態にして、その後、前記可動凸部を前記パンチの縦壁成形部内に没入させると共に前記ダイを下死点まで移動して前記縦壁部を成形することを特徴とするものである。
(1) The press forming method according to the present invention is a press forming method for press forming a metal plate into a shape having at least a top plate portion and a vertical wall portion by a die and a punch,
The vertical wall forming portion of the punch is provided with a movable convex portion that can appear and disappear, and a die and a punch are relatively close to each other to form the vertical wall portion, and before the bottom dead center, the movable convex portion is protruded. The metal plate is brought into a three-point bending state constrained by the punch shoulder, the movable projection and the die shoulder, and then the movable projection is immersed in the vertical wall forming portion of the punch and the die is moved to the bottom dead center. The vertical wall portion is formed by moving.
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記可動凸部が前記縦壁成形部における高さ方向中央よりも前記パンチ肩部寄りに設けられていることを特徴とするものである。 (2) In the device according to (1), the movable convex portion is provided closer to the punch shoulder than the center in the height direction of the vertical wall forming portion. .
本発明においては、パンチにおける縦壁成形部に出没可能な可動凸部を設け、ダイとパンチを相対的に近づけて縦壁部を成形する過程の下死点手前において、前記可動凸部を突出させて金属板をパンチ肩部、前記可動凸部及びダイ肩部によって拘束した3点曲げ状態にして、その後、前記可動凸部を前記パンチの縦壁成形部内に没入させると共に前記ダイを下死点まで移動して前記縦壁部を成形することにより、前記縦壁部が開く方向に生ずるスプリングバックを前記可動凸部が当接する箇所に生ずるスプリングゴーによって相殺でき、スプリングバックを抑制して目標製品形状に近づけることができる。また、3点曲げ状態は金属板をパンチ肩部、可動凸部及びダイ肩部で拘束して行うので、製品形状のばらつきを少なくすることもできる。 In the present invention, a movable convex portion that can protrude and retract in a vertical wall forming portion of a punch is provided. Then, the metal plate is brought into a three-point bending state restrained by the punch shoulder, the movable projection, and the die shoulder. Thereafter, the movable projection is immersed in the vertical wall forming portion of the punch, and the die is lowered. By moving to the point and forming the vertical wall portion, the spring back generated in the opening direction of the vertical wall portion can be offset by the spring go generated at the position where the movable convex portion abuts, and the spring back is suppressed and the target is suppressed. It can approach the product shape. In addition, since the three-point bending state is performed while the metal plate is restrained by the punch shoulder, the movable projection, and the die shoulder, variation in the product shape can be reduced.
本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法を説明するに先だって、使用するプレス成形金型について説明する。
本実施の形態で使用するプレス成形金型1は、天板部の両側に縦壁部を有する断面がハット形状のプレス成形品を成形するものであり、パンチ3とダイ5とパッド7を備えている。
パンチ3は、縦壁成形部9に出没可能、すなわち縦壁成形部9の表面よりも突出した状態と、縦壁成形部9の表面と面一またはそれよりも没入した状態になることができる可動凸部11を有している。図1の例では、可動凸部11は図中の水平方向に移動することで、縦壁成形部9に出没可能になっている。
Prior to describing a press molding method according to an embodiment of the present invention, a press molding die to be used will be described.
The press-
The punch 3 can be protruded and retracted from the vertical
可動凸部11の形状は特に限定されないが、成形途中において金属板を支持できるものであればよい。もっとも、金属板に曲げ癖をつけないようにするため、表面が滑らかな円弧状のものが望ましい。
縦壁成形部9における可動凸部11を設ける位置は、縦壁成形部9における高さ方向中央よりも上方、すなわちパンチ肩部13に近い位置が好ましい。
これは、後述するように、可動凸部11が当接する箇所にスプリングゴーを生じさせてパンチ肩部13で生ずるスプリングバックと相殺させるには、スプリングバックの生ずるパンチ肩部13の近くにスプリングゴーを生じさせるのが効果的なためである。
The shape of the
The position where the
This is because, as will be described later, a spring go is generated at a position where the
可動凸部11は、可動凸部作動部15によって支持されており、可動凸部作動部15によって出没を制御される。
出没の制御については種々の態様が有り得るが、例えば所定の付勢力を有するバネによって可動凸部11を支持することで実現できる。具体的には、成形途中において金属板が当接しても金属板の3点曲げ状態を維持できる程度の強さで、かつダイ5が下死点に移動するときには押し込まれる程度の付勢力を有するバネを適用する。
The
There are various modes for controlling the emergence, but it can be realized by, for example, supporting the
出没の他の制御方法としては、可動凸部11をガスシリンダーによって支持する態様がある。下死点の手前ではガス圧力を高くして可動凸部11が没入しないように支持して、その後、ダイ5が下死点に移動する際にガス圧力を抜くようする。また、ガスシリンダーの代わりに液圧シリンダーを用いてもよい。
As another control method of the emergence, there is a mode in which the
次に上記のようなプレス成形金型1を用いたプレス成形方法について、図2、図3に基づいて説明する。 Next, a press forming method using the above press forming die 1 will be described with reference to FIGS.
鋼板などの金属板17をパンチ3の天板成形部19に載置して、パッド7で押え、ダイ5とパンチ3を相対的に移動させて縦壁部を成形する。このとき、図2に示すように、下死点の手前において金属板17は、パンチ肩部13、可動凸部11及びダイ肩部21による3カ所(図中のA,B,C参照)で拘束されて外側に凸となる3点曲げ状態となる。特許文献1のオーバーラン部分のようにフリーで曲げられるのではなく、本発明は、3カ所で拘束されて曲げられているので、成形中における形状のばらつきが小さく、従って、スプリングバック後の形状も安定する。
A
図2に示すような外側に凸となる3点曲げ状態を下死点の直前に形成するのは、下死点まで成形して離型したときに可動凸部11によって曲げられた箇所を直線状態から外側に凸になるように変形(スプリングゴー)させるためである。このような変形を離型時に生じさせるには、ダイ5が下死点の少なくとも手前1mm〜5mm時に3点曲げ状態になることが望ましい。
Forming the three-point bending state that is outwardly convex as shown in FIG. 2 immediately before the bottom dead center is performed by forming the portion bent by the
図2に示す状態から、さらにダイ5がパンチ3側に移動して下死点となった状態を図3に示す。このとき、可動凸部11はパンチ3の縦壁成形部9の内部に没入して(収納されて)縦壁成形部9には突出部分はなくなり、縦壁成形部9は平坦面となる。
FIG. 3 shows a state in which the die 5 further moves from the state shown in FIG. At this time, the
図3に示す状態で離型すると、金属板17は天板部と縦壁部の境界部分(パンチ肩R部に相当)では縦壁部が開く方向にスプリングバックするが、金属板17における成形途中で可動凸部11により、凸になった部分は、前述したように、直線から外側に凸になるように変形(スプリングゴー)する。このスプリングゴーは縦壁部を閉じる変形であるため、上記のスプリングバックと打ち消し合ってスプリングバックを抑制して、目標とする製品形状に近付けることができる。
When the mold is released in the state shown in FIG. 3, the
以上のように、本実施の形態によれば、縦壁部が開く方向に生ずるスプリングバックを可動凸部が当接する箇所に生ずるスプリングゴーによって相殺でき、スプリングバックを抑制して目標製品形状に近づけることができる。また、3点曲げ状態は金属板17をパンチ肩部13、可動凸部11及びダイ肩部21で拘束して行うので、製品形状のばらつきを少なくすることもできる。
As described above, according to the present embodiment, the spring back generated in the direction in which the vertical wall portion opens can be offset by the spring go generated at the position where the movable convex portion abuts, and the spring back is suppressed to approach the target product shape. be able to. Further, since the three-point bending state is performed while the
本発明の効果を確認するための実験を行ったので、以下これについて説明する。
パンチ底平坦部の幅55mm、パンチ肩R5mm、ダイ肩R6.5mm、高さ40mm、フランジ幅12mmのハット断面を目標形状として、板厚1.2mm、長さ500mmの直線部品をプレス成形した。
材料は980MPa級高張力鋼板である。金型として、図1に示すような、パンチ3、ダイ5、および、パッド7を使用した。パッド圧は10tonfで成形中一定とし、フォーム成形を行った。
An experiment for confirming the effect of the present invention was conducted, and will be described below.
A straight part having a thickness of 1.2 mm and a length of 500 mm was press-formed using a hat cross section having a punch bottom flat width of 55 mm, punch shoulder R5 mm, die shoulder R6.5 mm, height 40 mm and flange width 12 mm as a target shape.
The material is 980MPa class high strength steel sheet. A punch 3, a
成形後の鋼板の形状測定を行い、図4に示すとおり、形状データを長手方向の中央で中心軸に垂直に切断した断面について、両側のフランジ先端の間の距離を測定した。このようにして測定したフランジ先端間距離L´と、目標形状(下死点形状に相当)のフランジ先端間距離Lとの差(L´−L)をスプリングバック量とした。
成形中に可動凸部11を縦壁成形部9の内部に収納してフォーム成形したとき(従来技術に相当)のスプリングバック量は15mmであった。
一方、成形の初期に可動凸部11を縦壁成形部9から2mm突出させてフォーム成形し、下死点で可動凸部11が縦壁成形部9に完全に収納されるようにした場合(本発明)のスプリングバック量は7mmと半減した。
このように、本発明を適用することでスプリングバック量を抑制できることが確認された。
The shape of the formed steel sheet was measured, and as shown in FIG. 4, the distance between the front ends of the flanges on both sides was measured for a cross section obtained by cutting the shape data at the center in the longitudinal direction and perpendicular to the central axis. The difference (L'-L) between the flange end distance L 'measured in this way and the flange end distance L of the target shape (equivalent to the bottom dead center shape) was defined as the springback amount.
When the movable
On the other hand, in the initial stage of the molding, the movable
Thus, it was confirmed that the springback amount can be suppressed by applying the present invention.
1 プレス成形金型
3 パンチ
5 ダイ
7 パッド
9 縦壁成形部
11 可動凸部
13 パンチ肩部
15 可動凸部作動部
17 金属板
19 天板成形部
21 ダイ肩部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記パンチにおける縦壁成形部に出没可能な可動凸部を設け、前記パンチにおける天板成形部に載置した前記金属板を前記パッドで押え、ダイとパンチを相対的に近づけて前記縦壁部を成形する過程の下死点手前において、前記可動凸部を突出させて前記金属板をパンチ肩部、前記可動凸部及びダイ肩部によって拘束した3点曲げ状態にして、その後、前記可動凸部を前記パンチの縦壁成形部内に没入させると共に前記ダイを下死点まで移動して前記縦壁部を成形することを特徴とするプレス成形方法。 A press forming method for press forming a metal plate into a shape having at least a top plate portion and a vertical wall portion by a die, a punch, and a pad ,
The vertical wall forming part of the punch is provided with a movable protruding part that can appear and disappear, the metal plate placed on the top plate forming part of the punch is pressed by the pad, and a die and a punch are relatively brought close to each other to form the vertical wall part. Before the bottom dead center in the process of molding the metal plate, the movable convex portion is projected to bring the metal plate into a three-point bending state restrained by the punch shoulder portion, the movable convex portion, and the die shoulder portion. A press forming method comprising: immersing a part into a vertical wall forming part of the punch; and moving the die to a bottom dead center to form the vertical wall part.
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