JP6662128B2 - プレス成形品の製造方法及びその製造装置 - Google Patents
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Description
[プレス成形品]
図1は、第1実施形態のプレス成形品を示す斜視図である。図1に示すようなプレス成形品又は、図1に示すような形状部を有する部品は、例えば、サスペンションタワー、トレーリングアーム、ロアアーム、サブフレーム等を構成する部品である。プレス成形品16は、天板部17と、縦壁部18と、フランジ部19とを備える。天板部17は円形である。天板部17は開口部17Aを有する。天板部17の外縁は縦壁部18に繋がる。縦壁部18は円筒形状である。フランジ部19は縦壁部18に繋がる。
図2は、第1実施形態のプレス装置の断面図である。プレス装置1は上型として、パンチ4及びブランクホルダ5を備える。プレス装置1は下型として、ダイ2を備える。また、プレス装置1は刃3を備える。プレス装置1は、図1に示すような開口部を有するプレス成形品を製造する。
第1実施形態のプレス成形品の製造方法は、準備工程と、加熱工程と、ホットスタンピング工程と、を備える。ホットスタンピング工程では、ブランク材を焼入れする。そのため、ブランク材は鋼板であるのが好ましい。以下、鋼板からなるブランク材からプレス成形品を製造する場合について説明する。
準備工程では、鋼板からなるブランク材を準備する。ブランク材は、鋼板コイルを所定の寸法に切断して得られる。鋼板からなるブランク材は、質量%で、炭素(C):0.11%以上含有するのが好ましい。ブランク材が0.11質量%以上の炭素を含有する場合、ホットスタンピング後のプレス成形品の強度が高くなるためである。しかしながら、ブランク材の炭素含有量が0.11質量%未満であっても、焼入れによりプレス成形品の強度はブランク材よりも高くなる。
加熱工程では、図示しない加熱装置によってブランク材が加熱される。ブランク材は、その材料のA1変態点以上に加熱されるのが好ましい。ブランク材はA3変態点以上に加熱されるのがさらに好ましい。ホットスタンピングでは、ブランク材をプレス加工するのと同時に、成形されたプレス成形品を焼入れする。A1点以上に加熱されたブランク材を焼入れすれば、焼入れ後のプレス成形品の金属組織はマルテンサイトとなり強度が高い。加熱温度はたとえば、700〜900℃である。加熱温度は、材料、成形難易度等によって適宜設定される。また、ブランク材を加熱すると、ブランク材の延性が高くなる。そのため、複雑な形状のプレス成形品を成形できる。
図3〜図5は、本実施形態のホットスタンピング工程を示す断面図である。図3は絞り成形の段階を示す。図4は伸びフランジ成形の段階を示す。図5は成形下死点の段階を示す。ホットスタンピング工程は、図3〜図5の順に進行する。
本実施形態のプレス成形品は、高い成形高さが求められる製品である。そのような製品としては、図1に示すプレス成形品以外にも、例えば、自動車用のドアインナーパネルがある。
図6は、自動車のサイドドアの断面図である。図6は、自動車の上下方向からみた断面図である。自動車のドアは、主にドアインナーパネル20とドアアウターパネル21とを組み合わせて製造される。自動車のドアには、ウインドウ、ウインドウ駆動装置、音響スピーカ、取っ手等が取り付けられる。これらを収納するため、ドアインナーパネル20とドアアウターパネル21との間に空間SPが必要である。そのため、例えば、ドアインナーパネル20には縦壁部22が設けられる。この縦壁部22の高さ(ドアインナーパネルの成形高さ)は、自由に設計できるのが好ましい。ウインドウ等を収納する空間SPの広さを自由に設計できるからである。
図8は、第2実施形態のプレス装置を示す断面図である。第2実施形態のプレス装置30は、パンチが分割されている点で第1実施形態と相違する。ドアインナーパネルのように、隣接する縦壁部が段差部を有する複雑な形状は成形が困難である。複雑な形状を1つのパンチで成形した場合、ドアインナーパネルに割れやシワ等が発生しやすい。したがって、第2実施形態のパンチは、第1パンチ31と、第2パンチ32とを有する。
[ホットスタンピング工程]
図9〜図11は、第2実施形態のホットスタンピング工程を示す断面図である。図9は絞り成形の段階を示す。図10は伸びフランジ成形の段階を示す。図11は成形下死点の段階を示す。第2実施形態のホットスタンピング工程は、図9〜図11の順に進行する。
2 ダイ
3、14 刃
4 パンチ
5 ブランクホルダ
6 ダイの底面
7 断熱材
9 パンチの凹部
13 開口部
20 ドアインナーパネル
S ブランク材
Claims (4)
- 金属板からなるブランク材を準備する準備工程と、
前記ブランク材を加熱する加熱工程と、
前記加熱されたブランク材をプレス装置によりプレス加工し、開口部を有するプレス成形品を得るホットスタンピング工程と、を備え、
前記プレス装置は、底面を有するダイと、前記ダイの前記底面から突出する固定の刃と、前記ダイの前記底面と対向し、かつ前記刃と対向する領域に凹部を有するパンチと、前記パンチの外側に配置されたブランクホルダと、を備え、
前記刃は、前記刃自身を加熱する加熱装置を含み、
前記ホットスタンピング工程では、
前記プレス装置によるブランク材の加工開始から加工終了までの間であって、前記ブランク材が前記プレス成形品の成形高さの50%の高さまで加工される前に、前記加熱装置で加熱された前記刃によって前記ブランク材に前記開口部を設ける、プレス成形品の製造方法。 - 請求項1に記載のプレス成形品の製造方法であって、
前記プレス装置は、前記刃と前記ダイとの間に配置された断熱材を備える、プレス成形品の製造方法。 - ホットスタンピングにより開口部を有するプレス成形品を製造するプレス装置であって、
底面を有するダイと、
前記ダイの前記底面から突出し、前記開口部を形成するための固定の刃と、
前記ダイの前記底面と対向し、かつ前記刃と対向する領域に凹部を有するパンチと、
前記パンチの外側に配置され、前記ダイとによってブランク材を挟むブランクホルダと、を備え、
前記刃は、前記刃自身を加熱する加熱装置を含み、
前記刃の高さは、前記ダイの深さの半分以上である、プレス装置。 - 請求項3に記載のプレス装置であって、
前記刃と前記ダイとの間に配置された断熱材を備える、プレス装置。
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