JP6897841B1 - Press molded product - Google Patents
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Abstract
【課題】上面視で凹状に湾曲し、フランジ部における割れが抑制され、かつ天板部及び縦壁部におけるしわが抑制されたプレス成形品を提供する。【解決手段】本発明に係るプレス成形品１は、天板部３と、天板部３からパンチ肩部５を介して連続する縦壁部７と、縦壁部７からダイ肩部９を介して連続するフランジ部１１とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位１３を備えたものであって、湾曲部位１３におけるパンチ肩部５の曲げ半径が、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくなっていることを特徴とするものである。【選択図】 図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a press-molded product which is curved in a concave shape in a top view, cracks in a flange portion are suppressed, and wrinkles in a top plate portion and a vertical wall portion are suppressed. SOLUTION: A press-molded product 1 according to the present invention has a top plate portion 3, a vertical wall portion 7 continuous from the top plate portion 3 via a punch shoulder portion 5, and a vertical wall portion 7 to a die shoulder portion 9. It has a flange portion 11 that is continuous through the flange portion 11 and is provided with a curved portion 13 that is concavely curved in a top view, and the bending radius of the punch shoulder portion 5 at the curved portion 13 is from the center portion to the end portion of the curvature. It is characterized by increasing toward the side. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、プレス成形品に関し、特に、天板部と、該天板部からパンチ肩部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩部を介して連続するフランジ部とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備えたプレス成形品に関する。 The present invention relates to a press-molded product, and in particular, a top plate portion, a vertical wall portion continuous from the top plate portion via a punch shoulder portion, and a flange portion continuous from the vertical wall portion via a die shoulder portion. The present invention relates to a press-molded product having a curved portion curved in a concave shape in a top view.
金属板のプレス成形品は、低コストかつ短時間に製造することができる金属部品であり、多くの自動車部品に用いられている。近年では、自動車の衝突安全性の向上と車体の軽量化を両立するため、より高強度な金属板が自動車部品に利用されている。しかしながら、高強度な金属板を用いたプレス成形品は、そのプレス成形過程において、延性の低下による割れの発生と、降伏強度の上昇によるしわの発生、といった課題がある。 Press-molded products of metal plates are metal parts that can be manufactured at low cost and in a short time, and are used in many automobile parts. In recent years, higher-strength metal plates have been used for automobile parts in order to improve the collision safety of automobiles and reduce the weight of the vehicle body. However, a press-molded product using a high-strength metal plate has problems such as cracks due to a decrease in ductility and wrinkles due to an increase in yield strength in the press-molding process.
例えば、図９に一例として示すような上面視で縦壁部１０７が凹状に湾曲したプレス成形品１０１は、プレス成形過程において湾曲部位１１３におけるフランジ部１１１が円周方向に引っ張られることで、割れが発生しやすい。また、その反力として円周方向に縮む変形が湾曲部位１１３における天板部１０３やパンチ肩部１０５で起こることで、しわが発生しやすい。この変形を伸びフランジ変形という。したがって、プレス成形品１０１においては、この伸びフランジ変形過程での割れとしわの発生を抑制することが重要となる。
For example, the press-molded
これまでに、上面視で凹状に湾曲したプレス成形品の割れとしわを抑制する技術がいくつか提案されている。
例えば、特許文献１には、天板部と、弧状に湾曲している部位を有する屈曲部を介して、前記天板部につながり、且つ、前記屈曲部と反対側にフランジ部を有する縦壁部とを有するＬ字状形状部品を素材金属板からプレス成形する技術が開示されている。そして、特許文献１によれば、前記素材金属板の前記天板部に相当する部位をパッドにより加圧した状態とし、且つ、前記素材金属板のうち、Ｌ字状形状部品のＬ字下側部に相当する部位の端部がスライド（面内移動）することを許容した状態とし、Ｌ字下側部に相当する部位が前記縦壁部側に引き込まれて前記縦壁部とフランジ部とを成形することで、前記フランジ部における割れの発生と前記天板部におけるシワの発生を抑制したＬ字状形状部品が得られるとされている。
So far, some techniques for suppressing cracks and wrinkles in a press-molded product that is concavely curved in a top view have been proposed.
For example,
また、特許文献２には、ハット形またはコの字形の断面形状を有するとともに、長手方向に沿って湾曲した湾曲部とその湾曲部の両端に繋がる直辺部とを有する部品をプレス成形する技術が開示されている。そして、特許文献２によれば、湾曲部のフランジ部に発生する周方向の引張変形を緩和させる材料移動を生じさせることで、伸びフランジ変形による割れの発生を抑制した部品が得られるとされている。
Further,
特許文献１に開示されている技術においては、図１０に示すように、天板部１０３からフランジ部１１１側に流出するブランク（金属板）の材料の移動方向は、伸びフランジ変形によって材料が引っ張られる方向（周方向の点線矢印）とは一致しない。そして、このようなブランクの材料移動を図１１に示すように２方向のベクトルに分解すると、湾曲部位１１３の端部側から中央部に向かう材料移動（図中の黒塗り実線矢印）は、伸びフランジ変形によるフランジ部１１１の割れを抑制するのに有効であるが、天板部１０３から縦壁部１０７に向かう材料移動（図中の黒塗り破線矢印）は伸びフランジ変形による割れの抑制には寄与しない。
さらに、湾曲部位１１３の中央部に向かう材料移動であっても湾曲部位１１３の中央部付近の材料移動（図中の白塗り矢印）は天板部１０３やパンチ肩部１０５付近におけるしわを誘発する懸念がある。
In the technique disclosed in
Further, even if the material moves toward the central portion of the
また、特許文献１に開示されている技術は、素材金属板における天板部に相当する部位がパッドで加圧されることで天板部のしわが抑制されるものであるが、高強度の鋼板ほどしわを加圧するパッド荷重の増大を要するため、金型内に設置するガスシリンダーなどの圧力発生装置が巨大化する懸念がある。その結果、金型内にパッドを設置するスペースが確保できない場合があるといった問題や、金型の大型化によるコスト増大の問題がある。
また、図９に示すプレス成形品１０１のプレス成形に特許文献１の技術を適用した場合、パンチ肩部１０５をパッドで加圧することができないため、パンチ肩部１０５におけるしわを抑制することができない。
Further, the technique disclosed in
Further, when the technique of
さらに、特許文献１及び特許文献２は、例えば、湾曲部位１１３またはその近傍における天板部１０３にビード形状を付与する必要があるプレス成形品では、図１１に示す天板部１０３に相当する部位の材料を伸びフランジ変形が起こるフランジ部１１１へ移動させることができないような場合があり、しわの抑制ができない。
Further, in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、天板部、縦壁部及びフランジ部を有して上面視で凹状に湾曲し、伸びフランジ変形が生じるフランジ部での割れを抑制し、該フランジ部側の天板部やパンチ肩部のしわを抑制したプレス成形品を提案することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a flange portion having a top plate portion, a vertical wall portion, and a flange portion, which is curved in a concave shape in a top view and causes elongation flange deformation. It is an object of the present invention to propose a press-molded product in which cracks are suppressed and wrinkles on the top plate portion and punch shoulder portion on the flange portion side are suppressed.
（１）本発明に係るプレス成形品は、天板部と、該天板部からパンチ肩部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩部を介して連続するフランジ部とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備えたものであって、
前記湾曲部位における前記パンチ肩部の曲げ半径が、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくなっていることを特徴とするものである。
(1) The press-molded product according to the present invention has a top plate portion, a vertical wall portion continuous from the top plate portion via a punch shoulder portion, and a flange portion continuous from the vertical wall portion via a die shoulder portion. It has a curved portion that is curved in a concave shape when viewed from above.
It is characterized in that the bending radius of the punch shoulder portion at the curved portion increases from the central portion of the curved portion toward the end portion side.
（２）上記（１）に記載のものにおいて、
前記湾曲部位における前記ダイ肩部の曲げ半径が、湾曲の中央部から端部側に向かって小さくなっていることを特徴とするものである。
(2) In the item described in (1) above,
It is characterized in that the bending radius of the die shoulder portion at the curved portion decreases from the central portion of the curved portion toward the end portion side.
（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、
前記ダイ肩部の最小曲げ半径が、前記パンチ肩部の最小曲げ半径より小さいことを特徴とするものである。
(3) In the above-mentioned (1) or (2),
The minimum bending radius of the die shoulder portion is smaller than the minimum bending radius of the punch shoulder portion.
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、
プレス成形過程においてブランクの回転運動を拘束する回転運動拘束形状部が前記湾曲の端部側における前記天板部に形成されていることを特徴とするものである。
(4) In any of the above (1) to (3),
It is characterized in that a rotary motion restraint shape portion that restrains the rotary motion of the blank in the press molding process is formed on the top plate portion on the end side of the curve.
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、
前記湾曲部位における前記フランジ部の幅が、湾曲の端部側に比べて中央部の方が広いことを特徴とするものである。
(5) In any of the above (1) to (4),
The width of the flange portion at the curved portion is wider at the central portion than at the end side of the curved portion.
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のものにおいて、
引張強度が440MPa級〜1600MPa級の金属板を用いてプレス成形されたことを特徴とするものである。
(6) In any of the above (1) to (5),
It is characterized by being press-molded using a metal plate having a tensile strength of 440 MPa class to 1600 MPa class.
本発明においては、天板部と、該天板部からパンチ肩部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩部を介して連続するフランジ部とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位を備え、前記湾曲部位におけるパンチ肩部の曲げ半径が、湾曲の中央部から端部側に向かって大きいことにより、プレス成形過程において湾曲の端部側の前記天板部から湾曲の中央部の前記フランジ部に向かって材料を移動させることができるので、前記湾曲部位の前記フランジ部における割れが抑制されるとともに、前記湾曲部位における前記フランジ部側の前記天板部や前記パンチ肩部のしわが抑制される。 In the present invention, it has a top plate portion, a vertical wall portion continuous from the top plate portion via a punch shoulder portion, and a flange portion continuous from the vertical wall portion via a die shoulder portion, and is viewed from above. The top plate on the curved end side in the press molding process is provided with a curved portion that is curved in a concave shape, and the bending radius of the punch shoulder portion at the curved portion is large from the central portion to the end side of the curvature. Since the material can be moved from the portion toward the flange portion in the central portion of the curve, cracking in the flange portion of the curved portion is suppressed, and the top plate portion on the flange portion side in the curved portion is suppressed. And wrinkles on the punch shoulder are suppressed.
本発明の実施の形態に係るプレス成形品について、図１〜図８に基づいて、以下に説明する。 The press-molded article according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8.
本実施の形態に係るプレス成形品１は、一例として図１に示すように、天板部３と、天板部３からパンチ肩部５を介して連続する縦壁部７と、縦壁部７からダイ肩部９を介して連続するフランジ部１１とを有し、上面視で凹状に湾曲した湾曲部位１３と、湾曲部位１３における湾曲の両端（図１中の破線）から直線状に延在する直線部位１５とを備えたものであって、湾曲部位１３におけるパンチ肩部５の曲げ半径が、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくなっている。
As an example, as shown in FIG. 1, the press-molded
プレス成形品１のプレス成形過程において湾曲部位１３におけるフランジ部１１の割れと天板部３やパンチ肩部５のしわの双方が抑制される理由を、プレス成形過程における材料の移動を模式的に示した図２に基づいて説明する。なお、図２中の破線は、湾曲の両端（湾曲部位１３と直線部位１５との境界）を示す。
The reason why both the crack of the
パンチ肩部５は、湾曲の端部側における曲げ半径Rp,1（図２（ｂ））が湾曲の中央部における曲げ半径Rp,2（図２（ｃ））よりも大きくなるように、湾曲の中央部から端部側に向かって曲げ半径が大きくなっている。そのため、図２（ａ）中の黒塗り矢印で示すように、材料はパンチ肩部５の湾曲の端部側から中央部に向かって容易に移動し、湾曲の中央部のフランジ部１１側に引き込まれる。
これに対し、パンチ肩部５の湾曲の中央部は、湾曲の端部側や直線部位１５に比べて曲げ半径が小さいので、プレス成形過程において材料が移動しにくい。
In the
On the other hand, since the bending radius of the curved central portion of the
そのため、プレス成形品１は、そのプレス成形過程において、湾曲の端部側における天板部３から湾曲の中央部におけるフランジ部１１に向かって材料が移動されるので、湾曲部位１３におけるフランジ部１１の割れが抑制されるとともに、湾曲部位１３の天板部３とパンチ肩部５におけるしわが抑制される。
Therefore, in the press-molded
また、本実施の形態に係るプレス成形方法は、ダイ肩部９の最小曲げ半径をパンチ肩部５の最小曲げ半径よりも小さくすることが好ましい。
ここで、ダイ肩部９の最小曲げ半径とは、湾曲部位１３におけるダイ肩部９の最も小さい曲げ半径である。なお、プレス成形品１においては、図２に示すように、湾曲の中央部から端部側にわたってダイ肩部９の曲げ半径Rdは一定であるため、ダイ肩部９の最小曲げ半径はRdとなる。
一方、パンチ肩部５の最小曲げ半径とは、湾曲部位１３におけるパンチ肩部５の最も小さい曲げ半径である。そして、プレス成形品１においては、図２に示すように、湾曲の中央部から端部側に向かってパンチ肩部５の曲げ半径が大きくなっているため、パンチ肩部５の最小曲げ半径は、湾曲の中央部における曲げ半径Rp,2である。
このように、ダイ肩部９の最小曲げ半径（＝Rd）をパンチ肩部５の最小曲げ半径（＝Rp,2）よりも小さくすることにより、プレス成形過程においてダイ肩部９における材料移動を拘束して、その分、プレス成形過程において材料を天板部３側からフランジ部１１側に強く引き込むことができる。その結果、湾曲の中央部のフランジ部１１の割れと天板部３やパンチ肩部５のしわをさらに抑制することができる。
Further, in the press molding method according to the present embodiment, it is preferable that the minimum bending radius of the
Here, the minimum bending radius of the
On the other hand, the minimum bending radius of the
In this way, by making the minimum bending radius (= R d ) of the
本実施の形態に係るプレス成形品１は、図１に示したように、湾曲部位１３におけるパンチ肩部５の曲げ半径が、湾曲の中央部から端部に向かって大きいものであったが、本実施の形態の他の態様に係るプレス成形品２１は、図３に一例として示すように、湾曲部位３３におけるパンチ肩部２５の曲げ半径が、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくなっており、湾曲部位３３におけるダイ肩部２９の曲げ半径が湾曲部位３３の湾曲の中央部から端部側に向かって小さくなっている。
In the press-formed
プレス成形品２１のプレス成形過程において湾曲部位３３におけるフランジ部３１の割れと天板部２３やパンチ肩部２５のしわの双方が抑制される理由を、プレス成形過程における材料の移動を模式的に示した図４に基づいて説明する。なお、図４中の破線は、湾曲の両端（湾曲部位３３と直線部位３５との境界）を示す。
The reason why both the crack of the
ダイ肩部２９は、湾曲の中央部における曲げ半径Rd,2（図４（ｃ））よりも湾曲の端部側における曲げ半径Rd,1（図４（ｂ））が小さくなっている。そのため、湾曲凹部（図４（ａ）に示すＤ、すなわち、湾曲部位３３におけるフランジ部３１の縦壁部２７との付け根）に向かうフランジの材料移動が容易になり、かつ、フランジの湾曲（周方向）に引っ張る材料移動が起きにくい。
The
その結果、プレス成形品２１は、そのプレス成形過程において、湾曲部位３３におけるフランジ部３１の割れがさらに抑制される。
As a result, in the press-molded
また、本実施の形態の他の態様に係るプレス成形方法は、湾曲部位３３におけるダイ肩部２９の最小曲げ半径をパンチ肩部２５の最小曲げ半径よりも小さくすることが好ましい。
ここで、ダイ肩部２９の最小曲げ半径は、湾曲部位３３におけるダイ肩部２９の最も小さい曲げ半径であり、図４（ｂ）に示すように、湾曲の端部側における曲げ半径Rd,1である。
一方、パンチ肩部２５の最小曲げ半径は、湾曲部位３３におけるパンチ肩部２５の最も小さい曲げ半径であり、図４（ｃ）に示すように、湾曲の中央部における曲げ半径Rp,2である。
このように、ダイ肩部２９の最小曲げ半径（＝Rd,1）をパンチ肩部２５の最小曲げ半径（＝Rp,2）よりも小さくすることにより、パンチ肩部２５の湾曲の端部側の曲げ半径Rp,1は、パンチ肩部２５の（湾曲の中央部の）最小曲げ半径Rp,2よりさらに大きいため、プレス成形過程において材料を天板部２３側からフランジ部３１側に強く引き込むことができる。その結果、湾曲部位３３におけるフランジ部３１の割れと天板部２３やパンチ肩部２５のしわをさらに抑制することができる。
Further, in the press molding method according to another aspect of the present embodiment, it is preferable that the minimum bending radius of the
Here, the minimum bending radius of the
On the other hand, the minimum bending radius of the
In this way, by making the minimum bending radius (= R d, 1 ) of the
上記の説明は、パンチ肩部５（図１）やパンチ肩部２５（図３）の曲げ半径が湾曲の中央部から端部側に向かって大きく、さらにダイ肩部２９（図３）の曲げ半径が湾曲の中央部から端部側に向かって小さいものであった。もっとも、本発明に係るプレス成形品は、図５に一例として示すプレス成形品４１のように、パンチ肩部４５の曲げ半径が湾曲の中央部から端部側に向かって大きく、ダイ肩部４９の曲げ半径が湾曲の中央部から端部側に向かって小さいことに加え、湾曲部位５３の端部側における天板部４３に、プレス成形過程において天板部４３に平行な水平面内のブランクの回転運動を拘束する回転運動拘束形状部５７がさらに形成されたものであってもよい。
In the above description, the bending radius of the punch shoulder portion 5 (FIG. 1) and the punch shoulder portion 25 (FIG. 3) is large from the central portion to the end side of the curvature, and the bending of the die shoulder portion 29 (FIG. 3) is further performed. The radius was smaller from the center of the curve toward the end. However, in the press-molded product according to the present invention, as in the press-molded
回転運動拘束形状部５７は、直線部位５５の縦壁部４７とは反対側に連続する縦壁部５９と天板部４３との間に形成された曲げ形状である。
また、パンチ肩部４５は、前述のプレス成形品１のパンチ肩部５と同様、湾曲の中央部から端部側に向かって曲げ半径が大きくなるように成形されたものである。
The rotational movement
Further, the
このように、プレス成形品４１は、プレス成形過程において回転運動拘束形状部５７が形成されることで、プレス成形に用いるブランクの天板部４３に平行な水平面内の回転運動を抑制しつつ、湾曲の端部側及び直線部位５５の天板部４３からパンチ肩部４５を介して湾曲の中央部のフランジ部５１へと材料が移動し、湾曲部位５３における天板部４３やパンチ肩部４５のしわが十分に抑制される。
In this way, in the press-molded
なお、本発明は、図５に示す形状の回転運動拘束形状部５７に限らず、例えば、図６のプレス成形品６１の天板部４３に形成されたビード形状の回転運動拘束形状部６３のように、プレス成形過程において天板部４３に平行な水平面内のブランクの回転運動を拘束することができる形状であればよい。なお、ビード形状とする場合にあっては、回転運動拘束形状部６３のような凹状に限らず、凸状であってもよい。
The present invention is not limited to the rotary motion
また、図５に示す回転運動拘束形状部５７や、図６に示す回転運動拘束形状部６３は、湾曲部位５３の端部から直線部位５５に対応する部位にわたって形成されたものであるが、回転運動拘束形状部の位置及び範囲に関しては、湾曲部位５３の端部のみに対応する部位、又は、直線部位５５のみに対応する部位に形成されたものを排除するものではない。
Further, the rotary motion
さらに、本発明に係るプレス成形品は、上記のパンチ肩部、ダイ肩部の曲げ半径に加えて図７に例示するプレス成形品７１のように、湾曲部位８３のフランジ幅が、湾曲の端部側に比べて中央部の方が広いものであってもよい。
Further, in the press-molded product according to the present invention, in addition to the bending radii of the punch shoulder portion and the die shoulder portion described above, as in the press-molded
図７に示すプレス成形品７１の作用効果は以下のとおりである。
例えば、前述したプレス成形品１は、図８（ａ）に示すように、プレス成形するとプレス成形品１の形状となるような形状のブランク９１を用いてプレス成形することで得られる。この場合、ブランク９１におけるフランジ相当部９３が、プレス成形品１のフランジ部１１（図１）となる。
The effects of the press-molded
For example, as shown in FIG. 8A, the above-mentioned press-molded
これに対し、図７に示すプレス成形品７１は、図８（ｂ）に示すように、フランジ部８１に相当するフランジ相当部９７に余肉（図中のハッチングされた領域）を増やしたブランク９５を用いてプレス成形される。
On the other hand, in the press-molded
このようなブランク９５を用いてプレス成形品７１をプレス成形すると、湾曲部位８３におけるフランジ部８１の材料が伸びにくくなる分、フランジ部８１を形成するのに足りない材料が天板部７３側からパンチ肩部７５及び縦壁部７７を介して引き込まれてくるようになる。
その結果、湾曲部位８３における湾曲の中央部に向かう材料が増加して、フランジ部８１の割れがさらに抑制される。
When the press-molded
As a result, the amount of material toward the central portion of the curve at the
図７に示すプレス成形品７１のように、湾曲部位８３におけるフランジ部８１のフランジ幅が湾曲の端部側に比べて中央部が広い場合、湾曲の中央部におけるフランジ幅が端部側におけるフランジ幅の1.1倍〜1.5倍であることが好ましい。
When the flange width of the
湾曲の中央部におけるフランジ幅が1.1倍未満の場合では、プレス成形過程において天板部７３からフランジ部８１側へと材料を引き込む力がそれほど増加しない。
また、湾曲の中央部におけるフランジ幅が1.5倍よりも広い場合、フランジ部８１のフランジ幅が広すぎて他の部品と接合するときに邪魔になるので、後工程でフランジ幅が狭くなるようにフランジ部８１を所定のフランジ幅に切り落とすことを要し、作業工程が増えて、さらに歩留りが低下する。
When the flange width at the central portion of the curve is less than 1.1 times, the force for drawing the material from the
Also, if the flange width at the center of the curve is wider than 1.5 times, the flange width of the
なお、本発明の実施の形態に係るプレス成形品１は、例えば図１に示すように、湾曲部位１３の湾曲の両端から延在する直線部位１５を有するものであったが、本発明は、湾曲部位のみを有するプレス成形品や、湾曲の一端のみから延在する直線部位を有するプレス成形品であってもよく、直線部位の有無は問わない。
The press-molded
また、プレス成形品１は、パンチ肩部５の曲げ半径が、湾曲の中央部から両方の端部側に向かって大きいものであったが、本発明に係るプレス成形品は、湾曲の中央部からいずれか一方の端部側に向かって大きいものであってもよい。
Further, in the press-molded
同様に、プレス成形品２１（図３）は、ダイ肩部２９の湾曲の曲率半径が、湾曲の中央部から両者の端部側に向かって小さいものであったが、本発明に係るプレス成形品は、湾曲の中央部からいずれか一方の端部側に向かって小さいものであってもよい。
Similarly, in the press-molded product 21 (FIG. 3), the radius of curvature of the curvature of the
なお、本発明に係るプレス成形品は、そのプレス成形に供するブランクの素材とする金属板の種類に制限は特にないが、延性の低い金属板を用いる場合に好ましく適用することができる。具体的には、引張強度が440MPa級以上1600MPa級以下、板厚が0.5mm以上3.6mm以下の金属板が好ましい。 The press-molded product according to the present invention is not particularly limited in the type of metal plate used as the material of the blank used for the press-molding, but can be preferably applied when a metal plate having low ductility is used. Specifically, a metal plate having a tensile strength of 440 MPa class or more and 1600 MPa class or less and a plate thickness of 0.5 mm or more and 3.6 mm or less is preferable.
引張強度が440MPa級未満の金属板は、延性が高いため伸びフランジ変形による割れが起こりにくく、本発明を用いる利点が少ない。ただし、プレス成形が難しい部品形状であれば、引張強度が440MPa級未満の金属板であっても、本発明のプレス成形品に用いることが好ましい。
引張強度の上限は特にないが、1600MPa級を超える金属板は延性が乏しいため、パンチ肩部やダイ肩部での割れが発生しやすくなり、プレス成形できない可能性がある。
A metal plate having a tensile strength of less than 440 MPa class has high ductility, so that cracking due to deformation of the stretch flange is unlikely to occur, and there is little advantage in using the present invention. However, if the shape of the part is difficult to press-mold, even a metal plate having a tensile strength of less than 440 MPa class is preferably used for the press-molded product of the present invention.
There is no particular upper limit to the tensile strength, but since metal plates exceeding 1600 MPa class have poor ductility, cracks are likely to occur at the punch shoulders and die shoulders, and press molding may not be possible.
なお、本発明に係るプレス成形品は、上面視で湾曲するＬ字形状やＴ字形状、Ｙ字形状、Ｓ字形状の部位を有する自動車部品として好ましく適用することができ、これらの自動車部品のプレス成形過程における割れとしわが抑制される。このような自動車部品の具体例としては、Ｌ字形状の部位を有するＡピラーロア等、Ｔ字形状の部位を有するＢピラー等、Ｓ字形状の部位を有するリアサイドメンバー等、が挙げられる。 The press-molded product according to the present invention can be preferably applied as an automobile part having an L-shaped, T-shaped, Y-shaped, or S-shaped portion that is curved in a top view, and these automobile parts can be used. Cracks and wrinkles in the press molding process are suppressed. Specific examples of such automobile parts include an A-pillar lower having an L-shaped portion, a B-pillar having a T-shaped portion, a rear side member having an S-shaped portion, and the like.
本発明に係るプレス成形品の作用効果について、具体的なプレス成形実験を行ったので、以下に説明する。 A specific press-molding experiment has been conducted on the action and effect of the press-molded product according to the present invention, which will be described below.
プレス成形実験では、表１に示す材料特性の鋼板をブランクとし、前述の実施の形態で示したプレス成形品１（図１）、プレス成形品２１（図３）、プレス成形品４１（図５）、プレス成形品６１（図６）を成形対象とし、フォーム成形したものを発明例とした。 In the press molding experiment, the steel sheet having the material properties shown in Table 1 was used as a blank, and the press molded product 1 (FIG. 1), the press molded product 21 (FIG. 3), and the press molded product 41 (FIG. 5) shown in the above-described embodiment were used as blanks. ), The press-molded product 61 (FIG. 6) was used as a molding target, and a foam-molded product was used as an example of the invention.
なお、各プレス成形品の縦壁部の高さ方向中央における湾曲部位の湾曲の半径は153mmとし、湾曲部位におけるパンチ肩部の最も小さい曲げ半径は7mm、ダイ肩部の最も小さい曲げ半径は6mm、縦壁部のプレス成形方向の縦壁高さは60mm、フランジ部のフランジ幅は、プレス成形品１では湾曲の中央部で30mm、湾曲の端部側で25mmとし、プレス成形品２１、４１、６１では湾曲の中央部で10mm、湾曲の端部側で25mmとした。
The radius of curvature of the curved portion at the center of the vertical wall of each press-formed product in the height direction is 153 mm, the smallest bending radius of the punch shoulder at the curved portion is 7 mm, and the smallest bending radius of the die shoulder is 6 mm. The height of the vertical wall in the press molding direction of the vertical wall is 60 mm, and the flange width of the flange is 30 mm at the center of the curve and 25 mm at the end of the curve in the press molded
プレス成形実験において成形対象としたプレス成形品におけるパンチ肩部の曲げ半径Rpとダイ肩部の曲げ半径Rdを表２及び表３に示す。なお、表２及び表３に示すパンチ肩部の曲げ半径Rpの比率は、パンチ肩部の稜線方向において最も大きい曲げ半径と最も小さい曲げ半径との比率である。同様に、表２及び表３に示すダイ肩部の曲げ半径Rdの比率は、ダイ肩部の稜線方向において最も小さい曲げ半径と最も大きい曲げ半径との比率である。 Tables 2 and 3 show the bending radius R p of the punch shoulder and the bending radius R d of the die shoulder in the press-molded product to be molded in the press molding experiment. The ratio of the bending radius R p of the punch shoulder portion shown in Tables 2 and 3 is the ratio of the largest bending radius to the smallest bending radius in the ridgeline direction of the punch shoulder portion. Similarly, the ratio of the bending radius R d of the die shoulder shown in Tables 2 and 3 is the ratio of the smallest bending radius to the largest bending radius in the ridgeline direction of the die shoulder.
さらに、プレス成形実験では、比較対象として、特許文献１に開示されている方法に従ってプレス成形した図９に示すプレス成形品１０１を従来例１とし、プレス成形品１０１の天板部１０３に相当する部位をパッドで押さえつつ、ブランクの回転運動を許容した状態でプレス成形した。
Further, in the press molding experiment, as a comparison target, the press molded
従来例１（図９）において、湾曲部位１１３の湾曲の曲率半径、ダイ肩部１０９の曲げ半径及び縦壁部１０７の縦壁高さは、発明例に係るプレス成形品と同じとした。
そして、従来例１においては、湾曲部位１１３におけるパンチ肩部１０５の曲げ半径を稜線方向に一定（＝7mm）とした。
In Conventional Example 1 (FIG. 9), the radius of curvature of the curve of the
Then, in the conventional example 1, the bending radius of the
そして、発明例及び従来例に係る各プレス成形品における割れとしわを評価した。
割れは、湾曲部位の中央部のフランジ部先端Ｃ（図２（ａ））における板厚減少率を算出し、その値が小さいほど割れ抑制に優れると評価した。
一方、しわは、湾曲部位におけるフランジ部側の天板部及びパンチ肩部を目視により官能評価し、顕著なしわがある場合を「×」、目視で確認できるが部品性能上許容できる微小なしわがある場合を「△」、しわが目視で確認できない場合を「○」、とした。
表２及び表３に、各プレス成形品について割れとしわを評価した結果を示す。
Then, cracks and wrinkles in each press-molded product according to the invention example and the conventional example were evaluated.
For cracks, the plate thickness reduction rate at the tip C of the flange portion at the center of the curved portion (FIG. 2A) was calculated, and it was evaluated that the smaller the value, the better the crack suppression.
On the other hand, wrinkles are sensory-evaluated on the top plate and punch shoulders on the flange side at the curved portion, and if there are remarkable wrinkles, they can be visually confirmed as "x", but there are minute wrinkles that are acceptable in terms of component performance. The case was marked with "Δ", and the case where wrinkles could not be visually confirmed was marked with "○".
Tables 2 and 3 show the results of evaluating cracks and wrinkles for each press-molded product.
従来例１においては、板厚減少率が18%と割れの抑制効果は小さく、また、微小なしわが発生した。 In Conventional Example 1, the plate thickness reduction rate was 18%, the crack suppressing effect was small, and minute wrinkles were generated.
発明例１は、パンチ肩部５の曲げ半径Rpを湾曲の中央から端部側に向かって比率1.1で大きくしたプレス成形品１をプレス成形したものである。表２に示すように、板厚減少率は17%であり従来例１に比べて低減し、しわの発生は見られなかった。
In Invention Example 1, a press-molded product 1 in which the bending radius R p of the
発明例２は、パンチ肩部５の曲げ半径Rpの比率を1.5として発明例１よりも大きくしたものである。表２に示すように、板厚減少率は14%であり発明例１に比べてさらに低減し、また、しわの発生は見られなかった。
In the second invention, the ratio of the bending radius R p of the
発明例３は、パンチ肩部５の曲げ半径Rpの比率を2.0として発明例２よりも大きくしたプレス成形品１をプレス成形したものである。表２に示すように、板厚減少率は12%であり発明例２よりも低減し、また、しわの発生は見られなかった。
Invention Example 3 is a press-molded
発明例４は、パンチ肩部２５の曲げ半径Rpを湾曲の中央から端部側に向かって比率1.5で大きくし、かつ、ダイ肩部２９の曲げ半径Rdを湾曲の中央部から端部側に向かって比率0.9で小さくしたプレス成形品２１をプレス成形したものである。表２に示すように、板厚減少率は13%であり、パンチ肩部２５の曲げ半径Rpの比率が等しい発明例２に比べて低減し、また、しわの発生は見られなかった。
In Invention Example 4, the bending radius R p of the
発明例５は、ダイ肩部２９の曲げ半径Rdの比率を0.75として発明例４よりも小さくしたプレス成形品２１をプレス成形したものである。表２に示すように、板厚減少率は12%であって発明例４に比べてさらに低減し、また、しわの発生は見られなかった。
Invention Example 5 is a press-molded
発明例６は、ダイ肩部２９の曲げ半径Rdの比率を0.5として発明例５よりもさらに小さくしたものである。表２に示すように、板厚減少率は10%であって発明例５に比べて低減し、また、しわの発生は見られなかった。
In Invention Example 6, the ratio of the bending radius R d of the
発明例７は、パンチ肩部４５の曲げ半径Rpの比率を1.5、ダイ肩部４９の曲げ半径Rdの比率を0.75とし、天板部４３と縦壁部５９との間に曲げ形状である回転運動拘束形状部５７（図５）を形成したプレス成形品４１をプレス成形したものである。表３に示すように、板厚減少率は14%と従来例１よりも低減し、また、しわの発生は見られなかった。
In Invention Example 7, the ratio of the bending radius R p of the
発明例８は、パンチ肩部４５の曲げ半径Rpの比率とダイ肩部４９の曲げ半径Rdの比率を発明例７と等しくし、天板部４３における湾曲の端部側から直線部位５５にわたってビード形状の回転運動拘束形状部６３を形成したプレス成形品６１（図６）をプレス成形したものである。表３に示すように、板厚減少率は14%であり従来例１よりも低減し、また、しわの発生は見られなかった。
In Invention Example 8, the ratio of the bending radius R p of the
発明例９は、フランジ相当部９３に余肉を付与した形状のブランク９１を用いて、湾曲部位８３の中央部におけるフランジ部８１のフランジ幅を湾曲の端部側のフランジ幅（＝25mm）の1.5倍とし、かつ、パンチ肩部５の曲げ半径Rpの比率を1.5としたプレス成形品７１（図７）をプレス成形するものである。表３に示すように、板厚減少率は9%と低減して良好な結果であり、また、しわの発生は見られなかった。
In Invention Example 9, the flange width of the
発明例１０は、フランジ相当部９３に余肉を付与した形状のブランク９１を用いて、発明例５と同様に、パンチ肩部５の曲げ半径Rpの比率を1.5、ダイ肩部の曲げ半径Rdの比率を0.75としたプレス成形品２１をプレス成形したものである。表３に示すように、板厚減少率は7%と発明例９よりもさらに低減し、また、しわの発生は見られなかった。
In Invention Example 10, a blank 91 having a shape in which a
発明例１１は、フランジ相当部９３に余肉を付与した形状のブランク９１を用いて、発明例７と同様に、パンチ肩部５の曲げ半径Rpの比率を1.5、ダイ肩部の曲げ半径Rdの比率を0.75とし、曲げ形状である回転運動拘束形状部５７（図５）を形成したプレス成形品４１をプレス成形したものである。表３に示すように、板厚減少率は9%と低減して良好な結果であり、また、しわの発生は見られなかった。
In Invention Example 11, a blank 91 having a shape in which a
なお、比較例１は、特許文献２に開示される方法に従ってパンチ肩部１０５の曲げ半径Rpを従来例１に比べて一律に大きくしたプレス成形品１０１である。湾曲部位１１３におけるパンチ肩部１０５の曲げ半径Rpを、従来例１に比べて一律に1.5倍にして10.5mmにした。前掲した表３に示すように、板厚減少率は9%と低減して割れの抑制効果は良好であったが、顕著なしわが発生した。
Comparative Example 1 is a press-molded product 101 in which the bending radius R p of the
以上、本発明に係るプレス成形品は、そのプレス成形過程において、湾曲部位におけるフランジ部の割れが抑制され、かつ、湾曲部位におけるフランジ部側の天板部やパンチ肩部のしわが抑制されることが実証された。 As described above, in the press-molded product according to the present invention, in the press-molding process, cracking of the flange portion at the curved portion is suppressed, and wrinkles of the top plate portion and the punch shoulder portion on the flange portion side at the curved portion are suppressed. It was proved.
１ プレス成形品
３ 天板部
５ パンチ肩部
７ 縦壁部
９ ダイ肩部
１１ フランジ部
１３ 湾曲部位
１５ 直線部位
２１ プレス成形品
２３ 天板部
２５ パンチ肩部
２７ 縦壁部
２９ ダイ肩部
３１ フランジ部
３３ 湾曲部位
３５ 直線部位
４１ プレス成形品
４３ 天板部
４５ パンチ肩部
４７ 縦壁部
４９ ダイ肩部
５１ フランジ部
５３ 湾曲部位
５５ 直線部位
５７ 回転運動拘束形状部
５９ 縦壁部
６１ プレス成形品
６３ 回転運動拘束形状部
７１ プレス成形品
７３ 天板部
７５ パンチ肩部
７７ 縦壁部
７９ ダイ肩部
８１ フランジ部
８３ 湾曲部位
８５ 直線部位
９１ ブランク
９３ フランジ相当部
９５ ブランク
９７ フランジ相当部
１０１ プレス成形品
１０３ 天板部
１０５ パンチ肩部
１０７ 縦壁部
１０９ ダイ肩部
１１１ フランジ部
１１３ 湾曲部位
１１５ 直線部位
1 Press-molded
Claims (6)
前記湾曲部位における前記パンチ肩部の曲げ半径が、湾曲の中央部から端部側に向かって大きくなっていることを特徴とするプレス成形品。 It has a top plate portion, a vertical wall portion continuous from the top plate portion via a punch shoulder portion, and a flange portion continuous from the vertical wall portion via a die shoulder portion, and is curved in a concave shape in a top view. It is a press-molded product with a curved part,
A press-molded product characterized in that the bending radius of the punch shoulder portion at the curved portion increases from the central portion of the curved portion toward the end portion side.
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