JP7060233B2 - Molding method for press-molded products - Google Patents
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本発明は、金属板からプレス成形品を得るプレス成形品の成形方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a press-molded product from which a press-molded product is obtained from a metal plate.
近年の自動車業界では、軽量で、且つ、安全性の高い車体構造が求められ、この要求に対し、高張力鋼板からなる断面ハット形状のプレス成形品を車体構造のフレーム部分に適用する場合がある。しかし、高張力鋼板から断面ハット形状のプレス成形品を得る場合、成形終了後に成形用金型を型開きすると、互いに対向する両縦壁部がハの字状に拡がる所謂スプリングバックという現象が起こり易く、目標とする形状に対してプレス成形後の寸法精度が悪くなることが知られている。 In the automobile industry in recent years, a lightweight and highly safe vehicle body structure is required, and in response to this demand, a press-molded product having a cross-section hat shape made of high-strength steel plate may be applied to the frame portion of the vehicle body structure. .. However, in the case of obtaining a press-molded product having a cross-section hat shape from a high-strength steel plate, when the molding die is opened after the molding is completed, a phenomenon called springback occurs in which both vertical wall portions facing each other expand in a V shape. It is known that it is easy and the dimensional accuracy after press molding deteriorates with respect to the target shape.
これに対応するために、成形終了後に各縦壁部が拡がる量を予め見込んでその分だけ成形時に金属板における上面部になる領域に対して各縦壁部になる領域を多く曲げ変形させておくことで成形終了後のプレス成形品を目標とする形状に近づけることが一般的に行われる。 In order to deal with this, the amount of expansion of each vertical wall portion after the completion of molding is estimated in advance, and the region that becomes the upper surface portion of the metal plate during molding is bent and deformed by a large amount. By setting it, it is generally performed to bring the press-molded product after molding closer to the target shape.
しかし、上述の場合、上面部になる領域と各縦壁部になる領域との間の角度が鋭角となるように上面部になる領域に対して各縦壁部になる領域を曲げ変形させる必要があり、プレス機の昇降方向と同方向の型閉じ動作だけ行う成形用金型では成形に対応できない。したがって、成形用金型にプレス機の昇降方向と交差する方向に動作するカム型を備える必要があり、型費が嵩むという問題があった。また、上述の如き成形用金型を製作する場合、各縦壁部の見込み量を予測できるまで鋳物を手配することができないので、開発のリードタイムが長くなってしまうという問題もある。 However, in the above case, it is necessary to bend and deform each vertical wall region with respect to the upper surface region so that the angle between the upper surface region and each vertical wall region becomes an acute angle. Therefore, it is not possible to handle molding with a molding die that only closes the mold in the same direction as the ascending / descending direction of the press machine. Therefore, it is necessary to equip the molding die with a cam die that operates in a direction intersecting the elevating direction of the press machine, which causes a problem that the die cost increases. Further, when manufacturing a molding die as described above, there is also a problem that the lead time for development becomes long because it is not possible to arrange castings until the estimated amount of each vertical wall portion can be predicted.
これらの問題を回避するために、例えば、両縦壁部ではなく、高張力鋼板における上面部になる領域を成形時において目標とする形状の位置から所定の量だけずれた位置となるように弾性変形させておき、成形終了後に成形用金型の型開きに伴って開放させた弾性変形部分が目標形状の位置まで変形するのを利用して高張力鋼板における各縦壁部になる領域を目標とする位置に近づける特許文献1の如き方法を利用することが考えられる。
In order to avoid these problems, for example, the region that becomes the upper surface portion of the high-strength steel plate, instead of both vertical wall portions, is elastic so as to be displaced by a predetermined amount from the position of the target shape at the time of molding. The area to be the vertical wall part of the high-strength steel plate is targeted by utilizing the fact that the elastically deformed portion that has been deformed and opened with the opening of the molding die after the completion of molding is deformed to the position of the target shape. It is conceivable to use a method such as
ところで、断面ハット形状のプレス成形品は、各縦壁部にそれぞれ連続する一対のフランジ部があり、プレス成形時において上面部になる領域に対する各縦壁部になる領域の曲げ方向と各縦壁部に対する各フランジ部の曲げ方向とが同一方向ではない。 By the way, the press-molded product having a hat-shaped cross section has a pair of continuous flange portions on each vertical wall portion, and the bending direction of each vertical wall portion and each vertical wall with respect to the region that becomes the upper surface portion during press molding. The bending direction of each flange portion with respect to the portion is not the same direction.
一方、特許文献1では、プレス成形品が閉断面になるようにプレス成形を行っており、金属板に対して曲げ変形を加える箇所の曲げ方向が全て同一方向になっていて、金属板に対して曲げ変形を加える方向が全て同一方向で無い場合においてカム型を用いずに成形後のプレス成形品を目標とする形状に近づけることについて何ら考慮されていない。
On the other hand, in
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、精度良く成形することができ、且つ、型費を削減することができるとともに開発のリードタイムを短縮することができる断面ハット形状のプレス成形品の成形方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to be able to mold with high accuracy, reduce mold cost, and shorten the lead time of development. It is an object of the present invention to provide a method for forming a press-molded product having a hat-shaped cross section.
上記の目的を達成するために、本発明は、成形用金型を2つ用意するとともに、金属板に対して塑性変形及び弾性変形を加える部位及びその順番に工夫を凝らしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that two molding dies are prepared, and the parts where plastic deformation and elastic deformation are applied to the metal plate and the order thereof are devised. ..
具体的には、略水平方向に帯状に延びる上面部、該上面部の長手方向に沿って延びる両縁部から互いに対向するように、且つ、上記上面部に交差するように延びる一対の縦壁部、及び、該各縦壁部の延出端から互いに離れる方向に延びる一対のフランジ部を有する断面ハット形状をなすプレス成形品を金属板から得るプレス成形品の成形方法を対象とし、次のような対策を講じた。 Specifically, a pair of vertical walls extending from an upper surface portion extending in a substantially horizontal strip shape and both edge portions extending along the longitudinal direction of the upper surface portion so as to face each other and intersecting the upper surface portion. A method for forming a press-molded product from a metal plate, which has a cross-sectional hat shape having a portion and a pair of flange portions extending in a direction away from each other from the extending end of each vertical wall portion, is as follows. I took such measures.
すなわち、第1の発明では、上記金属板を一次成形用金型に搬入して当該一次成形用金型の型閉じ動作によって上記上面部になる領域に対して上記各縦壁部になる領域の角度が鈍角になるように上記金属板を塑性変形させるとともに、上記各縦壁部になる領域に対する上記各フランジ部になる領域の角度が最終成形体の対応する部分の角度と同じになるように上記金属板を塑性変形させて一次成形体を得た後、上記一次成形体における上面部になる領域に対応する第1上側成形面が下面に形成された二次成形用ホルダ型を有する二次成形用上型と、下方に窪む湾曲形状をなす第1下側成形面が上記第1上側成形面に対向する位置に形成された二次成形用下型とからなり、上記第1上側成形面には、第1押圧面及び第2押圧面が両側に形成されるとともに当該第1押圧面と第2押圧面との間に中央部分が下方に突出する湾曲形状をなす第3押圧面が形成された二次成形用金型を用意し、該一次成形体を二次成形用金型に搬入して当該二次成形用金型を型閉じし、上記上面部になる領域に対して上記各縦壁部になる領域の角度が上記最終成形体の対応する部分の角度と同じになるように上記一次成形体を塑性変形させるとともに、上記金属板の上記両縦壁部になる領域を塑性変形させた側に上記上面部になる領域が上記上面部の目標となる形状の位置よりも湾曲するように弾性変形させた湾曲変形部を有する二次成形体を得た後、上記二次成形用金型の型開きに伴う上記湾曲変形部における弾性変形の開放により目標となる形状まで変形する上記湾曲変形部の変形動作に連動させて上記縦壁部になる領域が外側方に拡がらず、当該領域が最終成形体の目標となる形状となって、上記最終成形体を得るようになっており、上記湾曲変形部は、上記第1押圧面により形成され且つ上記湾曲変形部における一方の縦壁部になる領域との間の塑性変形部分に繋がる第1稜線部、上記第2押圧面により形成され且つ上記湾曲変形部における他方の縦壁部になる領域との間の塑性変形部分に繋がる第2稜線部、及び、上記第3押圧面により形成され且つ上記第1稜線部と上記第2稜線部との間を繋ぐ第3稜線部で構成され、上記第3稜線部の曲率半径を上記第1稜線部及び上記第2稜線部の各曲率半径よりも大きく設定し、且つ、上記第1稜線部、第2稜線部及び第3稜線部における曲率半径をそれぞれ変更させることによって上記湾曲変形部の弾性変形量を調整するよう構成されていることを特徴とする。 That is, in the first invention, the region that becomes each vertical wall portion with respect to the region that becomes the upper surface portion by carrying the metal plate into the primary molding mold and closing the mold of the primary molding mold. The metal plate is plastically deformed so that the angle becomes blunt, and the angle of the region of each flange portion with respect to the region of each vertical wall portion is the same as the angle of the corresponding portion of the final molded body. After plastically deforming the metal plate to obtain a primary molded body , a secondary having a holder mold for secondary molding in which a first upper molded surface corresponding to a region to be an upper surface portion in the primary molded body is formed on the lower surface. The upper mold for molding and the lower mold for secondary molding formed at a position where the first lower molding surface having a curved shape recessed downward faces the first upper molding surface, and the first upper molding On the surface, a first pressing surface and a second pressing surface are formed on both sides, and a third pressing surface having a curved shape with a central portion protruding downward between the first pressing surface and the second pressing surface is formed. The formed secondary molding mold is prepared, the primary molded body is carried into the secondary molding mold, the secondary molding mold is closed, and the above-mentioned region to be the upper surface portion is described. The primary molded body is plastically deformed so that the angle of the region to be each vertical wall portion is the same as the angle of the corresponding portion of the final molded body, and the region to be both vertical wall portions of the metal plate is plastically deformed. After obtaining a secondary molded body having a curved deformed portion elastically deformed so that the region to be the upper surface portion is curved from the position of the target shape of the upper surface portion on the deformed side, the secondary molding is performed. The region that becomes the vertical wall part does not expand outward in conjunction with the deformation operation of the curved deformation part that deforms to the target shape by opening the elastic deformation in the curved deformation part due to the mold opening of the mold. The region becomes a target shape of the final molded body to obtain the final molded body, and the curved deformed portion is formed by the first pressing surface and one of the curved deformed portions. In the first ridge line portion connected to the plastically deformed portion between the vertical wall portion and the plastically deformed portion between the first ridge line portion and the other vertical wall portion in the curved deformed portion formed by the second pressing surface. It is composed of a second ridge line portion to be connected and a third ridge line portion formed by the third pressing surface and connecting between the first ridge line portion and the second ridge line portion, and has a radius of curvature of the third ridge line portion. The curvature deformation is set to be larger than each radius of curvature of the first ridge line portion and the second ridge line portion, and the curvature radiuss of the first ridge line portion, the second ridge line portion, and the third ridge line portion are changed, respectively. It is characterized in that it is configured to adjust the amount of elastic deformation of the portion .
第1の発明では、金属板における上面部になる湾曲変形部の弾性変形を利用して各縦壁部が目標となる形状になるよう成形を制御するので、金属板における上面部になる領域と各縦壁部になる領域との間の角度が鋭角となるように金属板における上面部になる領域に対して各縦壁部になる領域を曲げ変形させるといった必要が無くなる。したがって、成形に用いる金型にプレス機の昇降方向と交差する方向に動作するカム型を備える必要が無くなるので、型費を抑えることができる。また、金属板における各縦壁部になる領域の成形時における見込み量を予測する必要が無くなるので、金型を製造するための鋳物の手配を早めることができ、開発のリードタイムを短くすることができる。 In the first invention, since the molding is controlled so that each vertical wall portion has a target shape by utilizing the elastic deformation of the curved deformed portion that becomes the upper surface portion of the metal plate, the region becomes the upper surface portion of the metal plate. It is not necessary to bend and deform each vertical wall region with respect to the upper surface region of the metal plate so that the angle between the vertical wall region and the vertical wall region is sharp. Therefore, it is not necessary to equip the mold used for molding with a cam mold that operates in a direction intersecting the elevating direction of the press machine, so that the mold cost can be suppressed. In addition, since it is not necessary to predict the estimated amount at the time of molding of each vertical wall portion of the metal plate, it is possible to accelerate the arrangement of castings for manufacturing the mold and shorten the development lead time. Can be done.
また、金属板の縦壁部になる領域に見込み量を加えて塑性変形させることなくその成形位置を制御することができるようになるとともに、例えば、断面が非対称のプレス成形品を成形する場合に第1及び第2稜線部の曲率半径をそれぞれ異なる値に設定することによって、各縦壁部が目標とする成形位置に正確に変形するようになり、複雑な断面ハット形状のプレス成形品であっても成形後に目標とする形状に精度良く近づけることができる。 Further , it becomes possible to control the molding position without plastically deforming the region to be the vertical wall portion of the metal plate by adding a prospective amount, and for example, when molding a press-molded product having an asymmetric cross section. By setting the radius of curvature of the first and second ridges to different values, each vertical wall can be accurately deformed to the target molding position, and it is a press-molded product with a complicated cross-sectional hat shape. However, it is possible to accurately approach the target shape after molding.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is essentially merely an example.
図1乃至図11は、本発明の実施形態の生産ライン1を示す。該生産ライン1は、高張力鋼板S1(金属板)からプレス成形品10を得ることができるようになっていて、生産ライン1の上流側から順に、成形前の高張力鋼板S1を蓄えておく搬入工程2と、該搬入工程2から搬入された高張力鋼板S1をプレス成形して一次成形体P1を得る一次成形工程3と、該一次成形工程3で得られた一次成形体P1をプレス成形して二次成形体P2(最終成形体P3)を得る二次成形工程4と、該二次成形工程4から取り出した最終成形体P3を蓄えておく搬出工程5とが順に配置されている。
1 to 11 show a
上記プレス成形品10は、断面ハット形状をなし、図11に示すように、略水平方向に延びる上面部10a、該上面部10aの長手方向に沿って延びる両縁部から互いに対向するように、且つ、上面部10aに交差するように延びる一対の縦壁部10b、及び、該各縦壁部10bの延出端から互いに離れる方向に延びる一対のフランジ部10cを備え、上面部10aと縦壁部10bとの間の角度が約90度であるとともに、縦壁部10bとフランジ部10cとの間の角度が約90度になっている。
The press-molded
搬入工程2は、適正な形状に切断加工された鋼板S1が複数積層した状態で載置されていて、図示しない産業用ロボットが鋼板S1を一枚ずつ一次成形工程3に搬入するようになっている。
In the carry-in
一次成形工程3は、図2乃至図5に示すように、上下から圧力を加えて鋼板S1を塑性変形させる一次成形用金型3aを備えている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the primary forming
該一次成形用金型3aは、上下に対向する一次成形用上型6及び一次成形用下型7からなり、図示しないプレス機によって、一次成形用上型6が一次成形用下型7に対して上下動するようになっている。
The primary forming
一次成形用上型6は、下方に開口する第1収容凹部61aが中央部分に形成された一次成形用上型本体61と、第1収容凹部61aに上下にスライド可能に収容された一次成形用ホルダ型62とを備えている。
The primary molding
該一次成形用ホルダ型62は、一次成形用コイルバネ63によって下方に付勢され、成形開始前の状態において、一部領域が第1収容凹部61aの開口部分から下方に飛び出している。
The primary forming
一次成形用ホルダ型62の下面には、高張力鋼板S1における上面部10aになる領域を成形する上側平坦面6aが形成されている。
On the lower surface of the
一方、一次成形用上型本体61における第1収容凹部61aの開口周りには、高張力鋼板S1における縦壁部10bになる領域を成形する一対の第1上側傾斜面6bが形成され、該第1上側傾斜面6bは、下方に行くにつれて次第に離間するように傾斜して延びている。
On the other hand, a pair of first upper
すなわち、上側平坦面6aと第1上側傾斜面6bとのなす角度は、一次成形用上型6が下死点に到達した状態で鈍角になっている。
That is, the angle formed by the upper
各第1上側傾斜面6bの外側方には、高張力鋼板S1におけるフランジ部10cになる領域を成形する一対の第2上側傾斜面6cが各第1上側傾斜面6bの延出端に連続して形成され、該第2上側傾斜面6cは、上方に行くにつれて互いに離間するように傾斜して延びている。
On the outer side of each first upper
第1上側傾斜面6bと第2上側傾斜面6cとのなす角度は約90度になっていて、連続する第1上側傾斜面6bと第2上側傾斜面6cとで下方に突出する凸状をなしている。
The angle formed by the first upper
一方、一次成形用下型7の上面中央には、高張力鋼板S1における上面部10aになる領域を成形する下側平坦面7aが形成され、該下側平坦面7aは、上側平坦面6aに対向した位置となっている。
On the other hand, in the center of the upper surface of the
下側平坦面7aの両側方には、高張力鋼板S1における縦壁部10bになる領域に対応する一対の第1下側傾斜面7bが下側平坦面7aの両端に連続して形成されている。
On both sides of the lower
該第1下側傾斜面7bは、下方に行くにつれて次第に離間するように傾斜して延びていて、第1上側傾斜面6bに対向した位置となっている。
The first lower
すなわち、下側平坦面7aと第1下側傾斜面7bとのなす角度は鈍角になっていて、下側平坦面7aと一対の第1下側傾斜面7bとで上方に突出する凸状をなしている。
That is, the angle formed by the lower
各第1下側傾斜面7bの外側方には、高張力鋼板S1におけるフランジ部10cになる領域を成形する一対の第2下側傾斜面7cが各第1下側傾斜面7bの延出端に連続して形成されている。
On the outer side of each first lower
該第2下側傾斜面7cは、上方に行くにつれて互いに離間するように傾斜して延びていて、第2上側傾斜面6cに対向した位置となっている。
The second lower
第1下側傾斜面7bと第2下側傾斜面7cとのなす角度は、約90度になっていて、連続する第1下側傾斜面7bと第2下側傾斜面7cとで上方に開放する凹状をなしている。
The angle formed by the first lower
そして、高張力鋼板S1を一次成形用金型3aの一次成形用上型6と一次成形用下型7との間に搬入して一次成形用金型3aを型閉じすると、図3及び図4に示すように、当該一次成形用金型3aの型閉じ動作によって上面部10aになる領域に対して各縦壁部10bになる領域の角度が鈍角となるように高張力鋼板S1を塑性変形させるとともに、各縦壁部10bになる領域に対する各フランジ部10cになる領域の角度が約90度となるように高張力鋼板S1を塑性変形させて一次成形体P1が得られるようになっている。
Then, when the high tension steel plate S1 is carried in between the primary forming
二次成形工程4は、図6乃至図11に示すように、上下から圧力を加えて一次成形体P1を塑性変形させる二次成形用金型4aを備えている。
As shown in FIGS. 6 to 11, the
該二次成形用金型4aは、上下に対向する二次成形用上型8及び二次成形用下型9からなり、図示しないプレス機によって、二次成形用上型8が二次成形用下型9に対して上下動するようになっている。
The secondary forming
二次成形用上型8は、下方に開口する第2収容凹部81aが中央部分に形成された二次成形用上型本体81と、第2収容凹部81aに上下にスライド可能に収容された二次成形用ホルダ型82とを備えている。
The secondary molding
該二次成形用ホルダ型82は、二次成形用コイルバネ83によって下方に付勢され、成形開始前の状態において、一部領域が第2収容凹部81aの開口部分から下方に飛び出している。
The secondary forming
二次成形用ホルダ型82の下面には、水平方向に延びる形状をなし、一次成形体P1における上面部10aになる領域に対応する第1上側成形面8aが形成されている。
The lower surface of the
一方、二次成形用上型本体81における第2収容凹部81aの開口周りには、当該第2収容凹部81aの開口周縁から互いに外側方に離れながら次第に下方に緩やかに湾曲して延びる一対の上側湾曲成形面8dと、該各上側湾曲成形面8dの延出端から下方に略垂直方向に延びる形状をなし、一次成形体P1における縦壁部10bになる領域に対応する一対の第2上側成形面8bと、該各第2上側成形面8bの延出端から外側方に水平に延びる略平坦な形状をなし、一次成形体P1におけるフランジ部10cになる領域に対応する第3上側成形面8cとを備えている。
On the other hand, around the opening of the second
第1上側成形面8aは、図7に示すように、二次成形用上型8が下死点に到達した状態で一方の上側湾曲成形面8dのR止まりに連続する第1押圧面80aと、二次成形用上型8が下死点に到達した状態で他方の上側湾曲成形面8dのR止まりに連続する第2押圧面80bと、第1押圧面80aと第2押圧面80bとの間に連続する第3押圧面80cとで構成され、第1押圧面80a、第3押圧面80c及び第2押圧面80bは、滑らかに連続している。
As shown in FIG. 7, the first
第1押圧面80a、第2押圧面80b及び第3押圧面80cは、緩やかに湾曲しており、各曲率半径をR1、R2及びR3とすると、R3>R1=R2の関係になっている。
The first
また、第3押圧面80cは、当該第3押圧面80cの中央部分が突出量hだけ下方に突出する緩やかな湾曲形状をなしている。
Further, the third
一方、二次成形用下型9の上面には、図6に示すように、水平方向に延びる略平坦な形状をなし、第1上側成形面8aに対応する第1下側成形面9aと、該第1下側成形面9aの両端部分から下方に略垂直方向に延びる形状をなし、各第2上側成形面8bに対応する一対の第2下側成形面9bと、該各第2下側成形面9bの延出端から外側方に水平に延びる略平坦な形状をなし、各第3上側成形面8cに対応する第3下側成形面9cとを備え、第1下側成形面9aと各第2下側成形面9bとの間には、各上側湾曲成形面8dに対応する一対の下側湾曲成形面9dが形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 6, the upper surface of the
第1下側成形面9aは、第1上側成形面8aに対向する位置に形成され、緩やかに下方に窪む湾曲形状をなしている。
The first
そして、一次成形体P1を二次成形用金型4aにおける二次成形用上型8及び二次成形用下型9の間に搬入して二次成形用金型4aを型閉じすると、図6乃至図10に示すように、上面部10aになる領域に対して各縦壁部10bになる領域の角度が約90度になるように一次成形体P1が塑性変形するとともに、一次成形体P1の両縦壁部10bになる領域を塑性変形させた側に上面部10aになる領域が上面部10aの目標となる形状の位置よりも湾曲するように弾性変形させた湾曲変形部11を有する二次成形体P2が得られるようになっている。
Then, when the primary molded body P1 is carried in between the secondary forming
湾曲変形部11は、図10に示すように、一次成形体P1における一方の上側湾曲成形面8dと一方の下側湾曲成形面9dとの間で曲げられた部分に繋がる第1稜線部11aと、一次成形体P1における他方の上側湾曲成形面8dと他方の下側湾曲成形面9dとの間で曲げられた部分に繋がる第2稜線部11bと、第1稜線部11aと第2稜線部11bとの間を繋ぐ第3稜線部11cとで構成され、第1稜線部11a、第2稜線部11b及び第3稜線部11cは、滑らかに連続している。
As shown in FIG. 10, the curved
第1稜線部11aは、第1押圧面80aによって形成された領域であり、曲率半径がR1になっている。また、第2稜線部11bは、第2押圧面80bによって形成された領域であり、曲率半径がR2になっている。さらに、第3稜線部11cは、第3押圧面80cによって形成された領域であり、曲率半径がR3になっている。
The first
二次成形用金型4aを型閉じして二次成形体P2を得た後、二次成形用金型4aを型開きすると、図11に示すように、当該二次成形用金型4aの型開きに伴って湾曲変形部11における弾性変形が開放され、当該湾曲変形部11が目標となる形状まで変形するようになっている。その際、二次成形体P2における縦壁部10bになる領域が外側方に拡がらないように、当該領域を湾曲変形部11の変形動作に連動させて目標となる形状の位置へと変形させて最終成形体P3(プレス成形品10)を得るようになっている。
After closing the secondary molding die 4a to obtain the secondary molded body P2, when the secondary forming
搬出工程5は、二次成形工程4で成形されたプレス成形品10が複数積み上げされた状態で保管されていて、図示しない産業用ロボットが各プレス成形品10を次工程へと順次搬出するようになっている。
In the carry-out
尚、本発明の実施形態では、第1押圧面80aの曲率半径R1及び第2押圧面80bの曲率半径R2と、第3押圧面80cの曲率半径R3とが異なる数値になっているが、図12に示すように、第1上側成形面8aにおける第1押圧面80a、第2押圧面80b及び第3押圧面80cの各曲率半径の数値が同じである金型構造にしてもよい。
In the embodiment of the present invention, the radius of curvature R1 of the first
次に、生産ライン1にてプレス成形品10を成形する方法について詳述する。
Next, a method of molding the press-molded
図2は、高張力鋼板S1を搬入工程2から一次成形工程3に搬入した直後の状態を示す。図2の状態から、まず図3に示すように、図示しないプレス機を作動させて一次成形用上型6を下降させる(矢印X1)。すると、一次成形用ホルダ型62の上側平坦面6aが高張力鋼板S1の上面に接触して一次成形用ホルダ型62が一次成形用コイルバネ63の付勢力に抗して一次成形用上型本体61に対して上方にスライドし始めるとともに、第1上側傾斜面6b及び第2上側傾斜面6cの連続部分が高張力鋼板S1の外側部分に接触し、且つ、当該接触部分を下方に押圧し始めて(以下、押圧部分を押圧部V1と呼ぶ)、下側平坦面7a及び第1下側傾斜面7bの連続部分(以下、連続部F1と呼ぶ)を支点に高張力鋼板S1における上面部10aになる領域に対して縦壁部10bになる領域が曲がり始める。
FIG. 2 shows a state immediately after the high-strength steel plate S1 is carried in from the carry-in
図3の状態からさらに一次成形用上型6を下降させると、高張力鋼板S1が第2下側傾斜面7cにおける押圧部V1より外側部分に接触する(以下、接触部分を接触部F2と呼ぶ)とともに、連続部F1と接触部F2とを支点に高張力鋼板S1の外側部分が押圧部V1に押されて略V字状に折れ曲がっていく。そして、一次成形用上型6が下死点に到達すると、図4に示すように、上面部10aになる領域に対して各縦壁部10bになる領域の角度が鈍角となるように高張力鋼板S1が塑性変形するとともに、各縦壁部10bになる領域に対する各フランジ部10cになる領域の角度が約90度となるように高張力鋼板S1が塑性変形して一次成形体P1が得られる。
When the
その後、図5に示すように、一次成形用金型3aを型開きするとともに、一次成形体P1を二次成形工程4に搬送する。
After that, as shown in FIG. 5, the primary molding die 3a is opened and the primary molded body P1 is conveyed to the
図6は、一次成形体P1を一次成形工程3から二次成形工程4に搬入した直後の状態を示す。図6の状態から、図示しないプレス機を作動させて二次成形用上型8を下降させる(矢印X2)。すると、二次成形用ホルダ型82の第1上側成形面8aが一次成形体P1における上面部10aになる領域の上面に接触して二次成形用ホルダ型82が二次成形用コイルバネ83の付勢力に抗して二次成形用上型本体81に対して上方にスライドし始めるとともに、図8に示すように、第2上側成形面8b及び第3上側成形面8cの連続部分に一次成形体P1における縦壁部になる領域が摺接しながら上面部10aになる領域に対して縦壁部10bになる領域の角度が約90度となるように一次成形体P1が塑性変形する。
FIG. 6 shows a state immediately after the primary molded body P1 is carried from the
そして、図8の状態からさらに二次成形用上型8を下降させて下死点まで到達させると、図9に示すように、第1上側成形面8aが一次成形体P1における上面部10aになる領域を下方に押圧することによって弾性変形させた湾曲変形部11を有する二次成形体P2が得られる。
Then, when the
しかる後、図11に示すように、二次成形用金型4aを型開きすると、湾曲変形部11における弾性変形が開放される。すると、二次成形体P2における縦壁部10bになる領域がスプリングバックによって外側方(矢印Y1方向)に拡がろうとするが、湾曲変形部11が目標となる形状(平坦な形状)まで弾性変形することで、二次成形体P2における上面部10aになる領域と縦壁部10bになる領域との連続部分に当該連続部分に沿う回転方向の力(矢印Y2方向の力)が加わり、二次成形体P2における縦壁部10bになる領域が外側方に拡がらずに当該領域が目標となる形状の位置へと変形して最終成形体P3(プレス成形品10)が得られる。
After that, as shown in FIG. 11, when the
図13は、二次成形体P2における湾曲変形部11の形状を変化させながら本発明の成形方法にてプレス成形品10を成形した際に、当該プレス成形品10における縦壁部10bの位置が目標とする形状の位置から最大でどのくらい乖離したかを実験した結果である。実験では、図7に示すように、二次成形用金型4aにおける第1上側成形面8aの第1押圧面80a及び第2押圧面80bの曲率半径rと、第3押圧面80cの下方への突出量hとを変えることによって湾曲変形部11の形状を変更した。
FIG. 13 shows the position of the
この実験結果より、高張力鋼板S1の材料強度及び板厚に応じた第1押圧面80a及び第2押圧面80bの曲率半径rと第3押圧面80cの突出量hとを設定することによって、プレス成形品10における各縦壁部10bの成形位置を変更可能であることが分かった。
From this experimental result, the radius of curvature r of the first
つまり、第3稜線部11cの曲率半径を第1稜線部11a及び第2稜線部11bの各曲率半径よりも大きく設定し、且つ、第1稜線部11a、第2稜線部11b及び第3稜線部11cにおける曲率半径をそれぞれ変更させることによって湾曲変形部11の弾性変形量を調整して、プレス成形品10における各縦壁部10bの成形後の位置を制御することができるようになっている。
That is, the radius of curvature of the third
以上より、本発明の実施形態によると、高張力鋼板S1における上面部10aになる湾曲変形部11の弾性変形を利用して各縦壁部10bが目標となる形状になるよう成形を制御するので、上面部10aと各縦壁部10bとの間の角度が鋭角となるように高張力鋼板S1における上面部10aになる領域に対して各縦壁部10bになる領域を曲げ変形させるといった必要が無くなる。したがって、成形に用いる金型にプレス機の昇降方向と交差する方向に動作するカム型を備える必要が無くなるので、型費を抑えることができる。
From the above, according to the embodiment of the present invention, the molding is controlled so that each
また、高張力鋼板S1における各縦壁部10bになる領域の成形時における見込み量を予測する必要が無くなるので、金型を製造するための鋳物の手配を早めることができ、開発のリードタイムを短くすることができる。
Further, since it is not necessary to predict the estimated amount at the time of forming the region to be each
さらに、高張力鋼板S1の縦壁部10bになる領域に見込み量を加えて塑性変形させることなくその成形位置を制御することができるようになるとともに、例えば、断面が非対称のプレス成形品10を成形する場合に第1稜線部11a及び第2稜線部11bの曲率半径R1、R2をそれぞれ異なる値に設定することによって、各縦壁部10bが目標とする成形位置に正確に変形するようになり、複雑な断面ハット形状のプレス成形品10であっても成形後に目標とする形状に精度良く近づけることができる。
Further, it becomes possible to control the forming position of the high-strength steel plate S1 without adding a prospective amount to the region to be the
尚、本発明の実施形態では、高張力鋼板S1からプレス成形品10をプレス成形しているが、他の金属板からプレス成形品10を成形する際に本発明の成形方法を適用することもできる。
In the embodiment of the present invention, the press-molded
本発明は、金属板からプレス成形品を得るプレス成形品の成形方法に適している。 The present invention is suitable for a molding method of a press-molded product for obtaining a press-molded product from a metal plate.
3a 一次成形用金型
4a 二次成形用金型
10 プレス成形品
10a 上面部
10b 縦壁部
10c フランジ部
11 湾曲変形部
11a 第1稜線部
11b 第2稜線部
11c 第3稜線部
P1 一次成形体
P2 二次成形体
P3 最終成形体
S1 高張力鋼板(金属板)
3a Primary molding die 4a Secondary forming
Claims (1)
上記金属板を一次成形用金型に搬入して当該一次成形用金型の型閉じ動作によって上記上面部になる領域に対して上記各縦壁部になる領域の角度が鈍角になるように上記金属板を塑性変形させるとともに、上記各縦壁部になる領域に対する上記各フランジ部になる領域の角度が最終成形体の対応する部分の角度と同じになるように上記金属板を塑性変形させて一次成形体を得た後、
上記一次成形体における上面部になる領域に対応する第1上側成形面が下面に形成された二次成形用ホルダ型を有する二次成形用上型と、下方に窪む湾曲形状をなす第1下側成形面が上記第1上側成形面に対向する位置に形成された二次成形用下型とからなり、上記第1上側成形面には、第1押圧面及び第2押圧面が両側に形成されるとともに当該第1押圧面と第2押圧面との間に中央部分が下方に突出する湾曲形状をなす第3押圧面が形成された二次成形用金型を用意し、
該一次成形体を二次成形用金型に搬入して当該二次成形用金型を型閉じし、上記上面部になる領域に対して上記各縦壁部になる領域の角度が上記最終成形体の対応する部分の角度と同じになるように上記一次成形体を塑性変形させるとともに、上記金属板の上記両縦壁部になる領域を塑性変形させた側に上記上面部になる領域が上記上面部の目標となる形状の位置よりも湾曲するように弾性変形させた湾曲変形部を有する二次成形体を得た後、上記二次成形用金型の型開きに伴う上記湾曲変形部における弾性変形の開放により目標となる形状まで変形する上記湾曲変形部の変形動作に連動させて上記縦壁部になる領域が外側方に拡がらず、当該領域が最終成形体の目標となる形状となって、上記最終成形体を得るようになっており、
上記湾曲変形部は、上記第1押圧面により形成され且つ上記湾曲変形部における一方の縦壁部になる領域との間の塑性変形部分に繋がる第1稜線部、上記第2押圧面により形成され且つ上記湾曲変形部における他方の縦壁部になる領域との間の塑性変形部分に繋がる第2稜線部、及び、上記第3押圧面により形成され且つ上記第1稜線部と上記第2稜線部との間を繋ぐ第3稜線部で構成され、上記第3稜線部の曲率半径を上記第1稜線部及び上記第2稜線部の各曲率半径よりも大きく設定し、且つ、上記第1稜線部、第2稜線部及び第3稜線部における曲率半径をそれぞれ変更させることによって上記湾曲変形部の弾性変形量を調整するよう構成されていることを特徴とするプレス成形品の成形方法。 An upper surface portion extending in a substantially horizontal strip shape, a pair of vertical wall portions extending so as to face each other from both edge portions extending along the longitudinal direction of the upper surface portion and intersecting the upper surface portion, and the said. It is a molding method of a press-molded product for obtaining a press-molded product having a cross-sectional hat shape having a pair of flange portions extending in a direction away from each other from the extending end of each vertical wall portion from a metal plate.
The metal plate is carried into the primary molding die, and the angle of each vertical wall portion is blunt with respect to the region that becomes the upper surface portion due to the mold closing operation of the primary molding die. The metal plate is plastically deformed, and the metal plate is plastically deformed so that the angle of the region to be the flange portion with respect to the region to be the vertical wall portion is the same as the angle of the corresponding portion of the final molded body. After obtaining the primary molded body
The upper mold for secondary molding having a holder mold for secondary molding in which the first upper molding surface corresponding to the region to be the upper surface portion in the primary molded body is formed on the lower surface, and the first mold having a curved shape recessed downward. The lower molding surface is composed of a lower mold for secondary molding formed at a position facing the first upper molding surface, and the first upper molding surface has a first pressing surface and a second pressing surface on both sides. A secondary molding die is prepared in which a third pressing surface having a curved shape in which the central portion protrudes downward is formed between the first pressing surface and the second pressing surface.
The primary molded body is carried into a secondary forming mold, the secondary forming mold is closed, and the angle of the region to be each vertical wall portion with respect to the region to be the upper surface portion is the final molding. The primary molded body is plastically deformed so as to have the same angle as the corresponding portion of the body, and the region to be the upper surface is on the side where the regions to be both vertical walls of the metal plate are plastically deformed. After obtaining a secondary molded body having a curved deformed portion elastically deformed so as to be curved from the position of the target shape of the upper surface portion, in the curved deformed portion accompanying the mold opening of the secondary molding die. The region that becomes the vertical wall portion does not expand outward in conjunction with the deformation operation of the curved deformation portion that deforms to the target shape by releasing the elastic deformation, and the region becomes the target shape of the final molded body . Then, the above-mentioned final molded body is obtained .
The curved deformed portion is formed by the first ridge line portion formed by the first pressing surface and connected to the plastically deformed portion between the curved deformed portion and the region to be one of the vertical wall portions, and the second pressing surface. The second ridge line portion connected to the plastically deformed portion between the curved deformed portion and the region to be the other vertical wall portion, and the first ridge line portion and the second ridge line portion formed by the third pressing surface. It is composed of a third ridge line portion connecting the two, and the radius of curvature of the third ridge line portion is set to be larger than each radius of curvature of the first ridge line portion and the second ridge line portion, and the first ridge line portion is set. , A method for forming a press-molded product, characterized in that the elastic deformation amount of the curved deformation portion is adjusted by changing the radius of curvature in the second ridge line portion and the third ridge line portion, respectively .
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