JP7135925B2 - Manufacturing method of bulge molding - Google Patents
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Description
本開示は、バルジ成形品の製造方法に関する。 The present disclosure relates to methods of manufacturing bulge molded articles.
例えば、ボディサイドメンバやサスペンションメンバ等といった自動車用構造部材は、金属板(ブランク)のバルジ成形によって製造されることがある。バルジ成形では、重ね合わせた複数の金属板を金型内に配置して金属板間に流体を注入し、内圧によって金属板を所定形状に成形する。バルジ成形は、複雑な形状を有する部材であっても容易に成形することができる優れた成形方法である。 For example, automotive structural members such as body side members and suspension members are sometimes manufactured by bulging a metal plate (blank). In bulge molding, a plurality of metal plates are placed in a mold, a fluid is injected between the metal plates, and the metal plates are formed into a predetermined shape by internal pressure. Bulge molding is an excellent molding method that can easily mold even a member having a complicated shape.
特許文献1は、金属板からなるバルジ成形品の製造方法を開示する。当該製造方法では、第1及び第2金型が使用される。第1及び第2金型は、それぞれ、バルジ成形品の外形に対応する形状を有するキャビティと、重ね合わせて接合された金属板の周縁部を挟持するためのフランジ面と、を有する。第1金型のフランジ面には、凸状又は凹状の流量抵抗増加部が設けられている。特許文献1によれば、成形時には、内圧によって第1金型側の金属板の周縁部が流量抵抗増加部に沿うことにより、当該周縁部のキャビティ側への流入が抑制されるため、割れやしわといった成形不良を抑制することができる。 Patent Literature 1 discloses a method for manufacturing a bulge molded product made of a metal plate. The manufacturing method uses first and second molds. The first and second molds each have a cavity having a shape corresponding to the outer shape of the bulge-molded product, and a flange surface for sandwiching the peripheral edges of the metal plates that are overlapped and joined. A convex or concave flow resistance increasing portion is provided on the flange surface of the first mold. According to Patent Document 1, during molding, the peripheral edge portion of the metal plate on the first mold side is aligned with the flow resistance increasing portion due to the internal pressure, so that the peripheral edge portion is suppressed from flowing into the cavity side. Molding defects such as wrinkles can be suppressed.
ところで、バルジ成形の素材として、テーラードブランクが用いられる場合がある。テーラードブランクは、材質及び/又は板厚が異なる金属板同士が接続されたものである。そのため、テーラードブランクでは、一方の金属板側で断面強度が大きく、他方の金属板側で断面強度が小さい。このようなテーラードブランクを重ね合わせて成形されるバルジ成形品では、一般に、重ね合わされたテーラードブランク間で金属板の境界線の位置が一致している。この境界線がバルジ成形品の伸びフランジ変形部に配置される場合、互いに接続された金属板のうち、断面強度が小さい方の金属板に引張ひずみ(伸びひずみ)が集中して割れが発生する。伸びフランジ変形部とは、バルジ成形品の成形過程において、バルジ成形品のフランジ部分に伸びひずみが発生する部位をいう。また、境界線がバルジ成形品の縮みフランジ変形部に配置される場合、断面強度が小さい方の金属板に圧縮ひずみが集中して座屈しわが発生し得る。縮みフランジ変形部とは、バルジ成形品の成形過程において、バルジ成形品のフランジ部分に圧縮ひずみが発生する部位をいう。 By the way, a tailored blank is sometimes used as a material for bulging. A tailored blank is formed by connecting metal plates having different materials and/or plate thicknesses. Therefore, in the tailored blank, one metal plate side has a large cross-sectional strength, and the other metal plate side has a low cross-sectional strength. In a bulge molded article formed by overlapping such tailored blanks, the positions of the boundary lines of the metal plates are generally aligned between the overlapped tailored blanks. When this boundary line is placed at the stretch flange deformation part of the bulge molded product, tensile strain (elongation strain) concentrates on the metal plate with the smaller cross-sectional strength among the metal plates connected to each other, and cracks occur. . The stretch-flange deformed portion refers to a portion where stretch strain is generated in the flange portion of the bulge-molded product during the molding process of the bulge-molded product. In addition, when the boundary line is arranged at the shrinkage flange deformation portion of the bulge-molded product, the compressive strain concentrates on the metal plate having the smaller cross-sectional strength, and buckling wrinkles may occur. The contraction flange deformation portion refers to a portion where compressive strain is generated in the flange portion of the bulge-molded product during the molding process of the bulge-molded product.
本開示は、テーラードブランクを用いたバルジ成形品の製造方法において、テーラードブランクを構成する金属板同士の境界線がバルジ成形品の伸び又は縮みフランジ変形部に配置される際に生じるひずみ集中を緩和することを課題とする。 In a method for manufacturing a bulge-molded product using a tailored blank, the present disclosure alleviates strain concentration that occurs when the boundary line between metal plates that make up the tailored blank is arranged in the expansion or contraction flange deformation portion of the bulge-molded product. The task is to
本開示に係るバルジ成形品の製造方法は、工程(a)と、工程(b)と、を備える。工程(a)では、材質及び/又は板厚が互いに異なる複数の金属板が接続された複数のテーラードブランクを重ね合わせてその周縁部同士を接合する。工程(b)では、周縁部同士が接合された複数のテーラードブランクの間に流体を注入して、伸び又は縮みフランジ変形部を含むバルジ成形品を成形する。工程(a)で重ね合わされた複数のテーラードブランクは、その周縁部において金属板同士の境界線の位置が互いに離隔する。工程(b)で成形されたバルジ成形品において、複数のテーラードブランクの境界線の各々は、フランジ変形部に配置され、当該フランジ変形部における引張又は圧縮応力方向と交差する。 A method for manufacturing a bulge molded product according to the present disclosure includes steps (a) and (b). In step (a), a plurality of tailored blanks to which a plurality of metal plates having different materials and/or plate thicknesses are connected are overlapped and their peripheral edges are joined. In step (b), a fluid is injected between a plurality of tailored blanks joined at their peripheries to form a bulge-formed article including stretch or shrink flange deformations. In the plurality of tailored blanks stacked in step (a), the positions of the boundary lines between the metal plates are separated from each other at the periphery. In the bulge molded article formed in step (b), each boundary line of the plurality of tailored blanks is located at a flange deformation and intersects a tensile or compressive stress direction at the flange deformation.
本開示によれば、テーラードブランクを用いたバルジ成形品の製造方法において、テーラードブランクを構成する金属板同士の境界線がバルジ成形品の伸び又は縮みフランジ変形部に配置される際に生じるひずみ集中を緩和することができる。 According to the present disclosure, in a method for manufacturing a bulge-molded product using a tailored blank, the strain concentration that occurs when the boundary line between the metal plates that constitute the tailored blank is arranged in the expansion or contraction flange deformation portion of the bulge-molded product can be mitigated.
実施形態に係るバルジ成形品の製造方法は、工程(a)と、工程(b)と、を備える。工程(a)では、材質及び/又は板厚が互いに異なる複数の金属板が接続された複数のテーラードブランクを重ね合わせてその周縁部同士を接合する。工程(b)では、周縁部同士が接合された複数のテーラードブランクの間に流体を注入して、伸び又は縮みフランジ変形部を含むバルジ成形品を成形する。工程(a)で重ね合わされた複数のテーラードブランクは、その周縁部において金属板同士の境界線の位置が互いに離隔する。工程(b)で成形されたバルジ成形品において、複数のテーラードブランクの境界線の各々は、フランジ変形部に配置され、当該フランジ変形部における引張又は圧縮応力方向と交差する。 A method for manufacturing a bulge molded product according to an embodiment includes steps (a) and (b). In step (a), a plurality of tailored blanks to which a plurality of metal plates having different materials and/or plate thicknesses are connected are overlapped and their peripheral edges are joined. In step (b), a fluid is injected between a plurality of tailored blanks joined at their peripheries to form a bulge-formed article including stretch or shrink flange deformations. In the plurality of tailored blanks stacked in step (a), the positions of the boundary lines between the metal plates are separated from each other at the periphery. In the bulge molded article formed in step (b), each boundary line of the plurality of tailored blanks is located at a flange deformation and intersects a tensile or compressive stress direction at the flange deformation.
実施形態に係る製造方法で製造されたバルジ成形品では、伸び又は縮みフランジ変形部に、テーラードブランクの境界線が配置されている。ただし、重ね合わされたテーラードブランク間で境界線の位置が互いに離隔しているため、当該境界線と交差する方向において、バルジ成形品の断面強度が段階的に変化する。よって、フランジ変形部において、金属板の一方側にひずみ集中が発生しにくい。すなわち、実施形態に係る製造方法によれば、テーラードブランクを構成する金属板同士の境界線がバルジ成形品の伸び又は縮みフランジ変形部に配置される際に生じるひずみ集中を緩和することができる。 In the bulge-formed product manufactured by the manufacturing method according to the embodiment, the boundary line of the tailored blank is arranged at the extension or contraction flange deformation portion. However, since the positions of the boundary lines between the overlapped tailored blanks are separated from each other, the cross-sectional strength of the bulge molded product changes stepwise in the direction intersecting the boundary line. Therefore, strain concentration is less likely to occur on one side of the metal plate in the deformed portion of the flange. That is, according to the manufacturing method according to the embodiment, it is possible to alleviate the strain concentration that occurs when the boundary line between the metal plates that constitute the tailored blank is arranged in the expansion or contraction flange deformation portion of the bulge molded product.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding configurations are denoted by the same reference numerals, and the same description will not be repeated.
[バルジ成形品]
まず、実施形態に係る製造方法で製造されるバルジ成形品の構成について説明する。実施形態に係る製造方法で製造されるバルジ成形品の一例として、第1のバルジ成形品10の斜視図を図1に示す。実施形態に係る製造方法で製造されるバルジ成形品の他の例として、第2のバルジ成形品20の斜視図を図2に示す。バルジ成形品10,20は、例えば、自動車用構造部材として用いられる中空部材である。本実施形態では、図1及び図2における上下左右を、バルジ成形品10,20の上下左右としてバルジ成形品10,20の構成等を説明する。
[Bulge molded product]
First, the configuration of the bulge-molded product manufactured by the manufacturing method according to the embodiment will be described. FIG. 1 shows a perspective view of a first bulge-molded
(第1のバルジ成形品)
図1を参照して、バルジ成形品10は、テーラードブランク11,12を用いて製造される。バルジ成形品10は、伸びフランジ変形部101を含む。伸びフランジ変形部101は、テーラードブランク11,12のうち、バルジ成形時に軸方向(長手方向)D10の引張ひずみ(伸びひずみ)が発生する部分であり、バルジ成形品10の内側に凹の円弧状をなす。伸びフランジ変形部101は、バルジ成形品10の側面に形成されている。
(First bulge molded product)
Referring to FIG. 1, a bulge molded
テーラードブランク11,12は、その一方面同士が対向する。テーラードブランク11,12の周縁部同士は接合されている。テーラードブランク12は、テーラードブランク11の下方に配置されている。
The one surfaces of the tailored
テーラードブランク11は、材質及び/又は板厚が異なる金属板111,112を含む。本実施形態において、金属板111は、金属板112との材質の相違により、その引張強度が金属板112の引張強度よりも大きい。あるいは、金属板111は、その板厚が金属板112の板厚よりも大きい。金属板111は、その引張強度及び板厚の双方が金属板112の引張強度及び板厚よりも大きくてもよい。
The tailored blank 11 includes
テーラードブランク11において、金属板111,112は、互いに接続されている。金属板111と金属板112との境界線113は、バルジ成形品10の軸方向D10(伸びフランジ変形部101の引張応力方向)と交差する。境界線113は、バルジ成形品10の側面視で、伸びフランジ変形部101に配置されている。すなわち、バルジ成形品10を伸びフランジ変形部101側から見たとき、境界線113は、円弧状の伸びフランジ変形部101のR止まり間に配置されている。
In the tailored blank 11, the
テーラードブランク12は、材質及び/又は板厚が異なる金属板121,122を含む。本実施形態において、金属板121は、金属板122との材質の相違により、その引張強度が金属板122の引張強度よりも大きい。あるいは、金属板121は、その板厚が金属板122の板厚よりも大きい。金属板121は、その引張強度及び板厚の双方が金属板122の引張強度及び板厚よりも大きくてもよい。金属板121の材質及び板厚は、テーラードブランク11の金属板111の材質及び板厚と同一とすることができる。金属板122の材質及び板厚は、テーラードブランク11の金属板112の材質及び板厚と同一とすることができる。
The tailored blank 12 includes
テーラードブランク12において、金属板121,122は、互いに接続されている。金属板121と金属板122との境界線123は、バルジ成形品10の軸方向D10(伸びフランジ変形部101の引張応力方向)と交差する。境界線123は、バルジ成形品10の側面視で、伸びフランジ変形部101に配置されている。すなわち、バルジ成形品10を伸びフランジ変形部101側から見たとき、境界線123は、円弧状の伸びフランジ変形部101のR止まり間に配置されている。
In the tailored blank 12, the
バルジ成形品10の側面視で、テーラードブランク12の境界線123は、テーラードブランク11の境界線113から軸方向D10にずれている。すなわち、バルジ成形品10(テーラードブランク11,12)の周縁部において、境界線113,123の位置は互いに離隔している。図1において、テーラードブランク11の境界線113は、テーラードブランク12の境界線123の左方に配置されている。境界線113,123間の軸方向D10の距離は、伸びフランジ変形部101で生じるひずみの強さ等に応じて、適宜決定することができる。バルジ成形品10の周縁部において、境界線113,123間の軸方向D10の距離は、特に限定されるものではないが、例えば、25mm以上、もしくは、重ね合わされたテーラードブランク11,12の厚さの合計の10倍以上である。
In a side view of the bulge molded product 10 , the
本実施形態では、平面視で境界線113,123が交差しないバルジ成形品10を例示している。ただし、バルジ成形品10の平面視で境界線113,123が交差していてもよい。すなわち、境界線113,123は、実質的に平行であってもよいし、ねじれの位置関係にあってもよい。境界線113,123は、少なくともバルジ成形品10の周縁部で、軸方向D10に離隔していればよく、軸方向D10に離隔していない部分を含んでいてもよい。
In this embodiment, the bulge molded
バルジ成形品10の周縁部において境界線113,123の軸方向D10の位置が相違することより、バルジ成形品10は、その軸方向D10において断面強度が段階的に変化する。ここで、本実施形態において、バルジ成形品10の軸方向D10に垂直な断面(横断面)の強度TS・tは、(TS1×t1)+(TS2×t2)で定義される。TS1及びt1は、それぞれ、バルジ成形品10の横断面におけるテーラードブランク11の引張強度[MPa]及び板厚[mm]である。TS2及びt2は、それぞれ、バルジ成形品10の横断面におけるテーラードブランク12の引張強度[MPa]及び板厚[mm]である。
Since the positions of the
図1に示すバルジ成形品10のうち、テーラードブランク11の境界線113よりも左方の領域A1は、引張強度TS1,TS2及び/又は板厚t1,t2が大きい金属板111,121で構成されている。このため、領域A1では、バルジ成形品10の断面強度TS・tが大きい。テーラードブランク11の境界線113とテーラードブランク12の境界線123との間の領域A2は、引張強度TS1及び/又は板厚t1が大きい金属板111と、引張強度TS2及び/又は板厚t2が小さい金属板122とで構成されている。このため、領域A2におけるバルジ成形品10の断面強度TS・tは、領域A1におけるバルジ成形品10の断面強度TS・tよりも小さい。テーラードブランク12の境界線123よりも右方の領域A3は、引張強度TS1,TS2及び/又は板厚t1,t2が小さい金属板112,122で構成されている。このため、領域A3におけるバルジ成形品10の断面強度TS・tは、領域A2におけるバルジ成形品10の断面強度TS・tよりも小さい。このように、バルジ成形品10の断面強度は、軸方向D10に沿い、領域A1、領域A2、及び領域A3の順に小さくなる。
In the bulge molded
(第2のバルジ成形品)
図2を参照して、バルジ成形品20は、バルジ成形品10と同様、テーラードブランク11,12を用いて製造される。バルジ成形品20は、伸びフランジ変形部201を含む。伸びフランジ変形部201は、テーラードブランク11,12のうち、バルジ成形時に軸方向D20の引張ひずみが発生する部分であり、バルジ成形品20の内側に凹の円弧状をなす。バルジ成形品20では、その両側の側面に伸びフランジ変形部201が形成されている。
(Second bulge molded product)
Referring to FIG. 2, the bulge molded
バルジ成形品20においても、テーラードブランク11の境界線113及びテーラードブランク12の123は、側面視で、伸びフランジ変形部201に配置されている。すなわち、境界線113,123は、バルジ成形品20の側面視で、円弧状の伸びフランジ変形部201のR止まり間に配置されている。
In the bulge-formed
バルジ成形品20において、境界線113,123は、それぞれ、軸方向D20と交差するように延びている。言い換えると、境界線113,123は、伸びフランジ変形部201における引張応力方向と交差する。ただし、境界線113,123の位置は、バルジ成形品20の側面視で、軸方向D20に離隔している。このため、バルジ成形品20の断面強度は、バルジ成形品10と同様、軸方向D20に沿って段階的に変化する。
In the bulge-molded product 20 , the
すなわち、バルジ成形品20のうち、テーラードブランク11の境界線113よりも左方の領域A1は、引張強度TS1,TS2及び/又は板厚t1,t2が大きい金属板111,121で構成されるため、その断面強度TS・tが大きい。テーラードブランク11の境界線113とテーラードブランク12の境界線123との間の領域A2は、引張強度TS1及び/又は板厚t1が大きい金属板111と、引張強度TS2及び/又は板厚t2が小さい金属板122とで構成されるため、領域A1の断面強度TS・tよりも小さい断面強度TS・tを有する。テーラードブランク12の境界線123よりも右方の領域A3は、引張強度TS1,TS2及び/又は板厚t1,t2が小さい金属板112,122で構成されるため、領域A2の断面強度TS・tよりも小さい断面強度TS・tを有する。バルジ成形品20の断面強度は、軸方向D20に沿い、領域A1、領域A2、及び領域A3の順に小さくなる。
That is, in the bulge molded
[バルジ成形品の製造方法]
次に、バルジ成形品の製造方法について説明する。当該製造方法は、テーラードブランク11,12を重ね合わせてその周縁部同士を接合する工程(a)と、テーラードブランク11,12の間に流体を注入してバルジ成形品10又はバルジ成形品20を成形する工程(b)と、を備える。
[Manufacturing method of bulge molded product]
Next, a method for manufacturing a bulge-molded product will be described. The manufacturing method includes a step (a) of overlapping the tailored
(工程(a))
図3Aは、工程(a)を説明するための模式図である。図3Aを参照して、まず、成形素材としてのテーラードブランク11,12を準備する。テーラードブランク11,12は、例えば、材質及び/又は板厚が異なる複数の金属板を互いに突き合わせて接合した、いわゆるテーラーウェルドブランクや、金属板の圧延時に部位ごとに板厚を変更した、いわゆるテーラーロールドブランク等である。
(Step (a))
FIG. 3A is a schematic diagram for explaining step (a). Referring to FIG. 3A, first, tailored
上述したように、テーラードブランク11は、材質及び/又は板厚が互いに異なる金属板111,112を含む。テーラードブランク12は、材質及び/又は板厚が互いに異なる金属板121,122を含む。テーラードブランク11,12がテーラーウェルドブランクである場合、金属板111,112,121,122は、元々別体の金属板である。すなわち、金属板111,112は、その端縁同士が突き合わされて接合されている。同様に、金属板121,122は、その端縁同士が突き合わされて接合されている。テーラードブランク11がテーラーロールドブランクである場合、金属板111,112は、1枚の金属板の一部分であり、当該金属板において互いに隣り合う部位である。同様に、テーラードブランク12がテーラーロールドブランクである場合、金属板121,122は、1枚の金属板の一部分であり、当該金属板において互いに隣り合う部位である。
As described above, the tailored blank 11 includes
金属板111,112,121,122の材質及び板厚は、特に限定されるものではない。金属板111,112,121,122は、成形可能な材質で構成され、成形可能な程度の板厚を有していればよい。金属板111,112,121,122として、例えば、熱間圧延鋼板、冷間圧延鋼板、めっき鋼板等の他、Al、Cu、Ti等の合金板を用いることができる。また、複数の金属板を重ね合わせたものや、金属板に非金属素材を重ね合わせたもの(いわゆる積層板)を金属板111,112,121,122として用いてもよい。金属板111,112,121,122の板厚は、その材質又はバルジ成形品10,20の形状等に応じて選択されるが、例えば、0.5mm~5.0mmの範囲内であることが好ましい。
The material and plate thickness of the
次に、準備したテーラードブランク11,12を重ね合わせて、周縁部同士を接合する。テーラードブランク11,12の周縁部同士を接合する手段としては、例えば、レーザ溶接もしくはシーム溶接といった溶接、接着剤、又はスポット溶接と接着剤との併用等を挙げることができる。重ね合わされたテーラードブランク11,12の周縁部では、テーラードブランク11の境界線113の位置と、テーラードブランク12の境界線123との位置が軸方向に離隔している。図3Aでは、板厚が同一で材質(引張強度)が互いに異なる金属板111,112、及び板厚が同一で材質(引張強度)が互いに異なる金属板121,122を示している。
Next, the prepared tailored
(工程(b))
図3Bは、工程(b)を説明するための模式図である。図3Bを参照して、工程(b)では、周縁部同士が接合されたテーラードブランク11,12を金型30内に配置する。金型30は、上型31と、下型32と、を含む。上型31は、キャビティ311及びフランジ面312を有する。下型32は、キャビティ321及びフランジ面322を有する。キャビティ311,321は、伸びフランジ変形部101を含むバルジ成形品10(図1)の外形、又は伸びフランジ変形部201を含むバルジ成形品20(図2)の外形に対応する形状を有する。フランジ面312とフランジ面322との間には、テーラードブランク11,12の周縁部が配置される。フランジ面312,322とテーラードブランク11,12の周縁部との間には、通常、0.05mm~0.1mm程度のわずかな隙間が設けられる。
(Step (b))
FIG. 3B is a schematic diagram for explaining step (b). With reference to FIG. 3B, in step (b), the tailored
図3Bにおいて、フランジ面312,322は平坦面で構成されている。ただし、金属板111,121の板厚と金属板112,122の板厚とが異なる場合、フランジ面312,322は、図4に示すように、板厚差に応じた段差を有していてもよい。
In FIG. 3B, the flange surfaces 312, 322 are configured as flat surfaces. However, if the thickness of the
図3Bに戻り、金型30内に配置されたテーラードブランク11,12の間に流体を注入し、テーラードブランク11,12の内部を加圧する。この流体は、水又は油等の液体であってもよいし、空気又は窒素ガス等の気体であってもよい。これにより、テーラードブランク11,12が変形してキャビティ311,321の内壁面に押し付けられ、バルジ成形品10(図1)又はバルジ成形品20(図2)が成形される。このとき、テーラードブランク11,12の境界線113,123の箇所に伸びフランジ変形が発生する。
Returning to FIG. 3B, a fluid is injected between the tailored
[実施形態の効果]
本実施形態に係る製造方法で製造されるバルジ成形品10,20では、伸びフランジ変形部101,201に、テーラードブランク11,12の境界線113,123が配置されている。ただし、境界線113,123の位置は、テーラードブランク11,12の周縁部において、軸方向D10,D20に離隔している。このため、バルジ成形品10,20の断面強度TS・tが軸方向D10,D20に沿って段階的に変化する。よって、伸びフランジ変形部101,201において、断面強度が小さい側に軸方向D10,D20の引張ひずみが集中しにくい。すなわち、伸びフランジ変形部101,201におけるひずみ集中を緩和することができ、割れ等の発生を防止することができる。
[Effects of Embodiment]
In the bulge molded
以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although the embodiments according to the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present disclosure.
上記実施形態では、バルジ成形品10,20の伸びフランジ変形部101,201にテーラードブランク11,12の境界線113,123が配置される例について説明したが、テーラードブランクの境界線をバルジ成形品の縮みフランジ変形部に配置してもよい。この場合も、各境界線が圧縮応力方向(バルジ成形品の軸方向)と交差し、且つ、重ね合わされたテーラードブランクの周縁部において、境界線の位置が軸方向に離隔する。これにより、縮みフランジ変形部において、断面強度が小さい側への軸方向の圧縮ひずみの集中を緩和することができる。また、バルジ成形品の部分的な減肉を抑制することができ、部品性能を向上させることができる。
In the above embodiment, an example in which the
上記実施形態では、2枚のテーラードブランク11,12を用いてバルジ成形品10,20が製造される。しかしながら、3枚以上のテーラードブランクを用いてバルジ成形品を製造することもできる。また、各テーラードブランクは、3枚以上の別体の金属板を互いに接合することで作製されていてもよいし、1枚の金属板を圧延する際に板厚の異なる部位を3箇所以上設けることで作製されていてもよい。すなわち、各テーラードブランクは、材質及び/又は板厚が異なる、3以上の金属板を含むこともできる。
In the above embodiment, two tailored
材質及び/又は板厚が異なる、3以上の金属板がテーラードブランクに含まれる場合、テーラードブランクには金属板の境界線が複数存在する。この場合、互いに重ね合わされた複数のテーラードブランクの周縁部において、少なくとも一部の境界線の位置が離隔していればよく、その他の境界線の位置は一致していてもよい。また、テーラードブランクに存在する複数の境界線のうち、少なくとも一部の境界線がフランジ変形部に配置されていればよく、その他の境界線はフランジ変形部に配置されていなくてもよい。なお、フランジ変形部に配置される境界線であっても、その全体がフランジ変形部に配置される必要はなく、その一部がフランジ変形部に配置されていればよい。 When three or more metal plates with different materials and/or plate thicknesses are included in the tailored blank, a plurality of boundary lines between the metal plates are present in the tailored blank. In this case, in the peripheral edge portions of the plurality of tailored blanks that are superimposed on each other, the positions of at least some of the boundary lines may be separated, and the positions of the other boundary lines may be the same. Further, among the plurality of boundary lines present in the tailored blank, at least some boundary lines need only be arranged in the flange deformation portion, and the other boundary lines need not be arranged in the flange deformation portion. In addition, even if the boundary line is arranged in the flange deformation portion, it is not necessary to arrange the entirety thereof in the flange deformation portion, and a part thereof may be arranged in the flange deformation portion.
以下、実施例によって本開示をさらに詳しく説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。 The present disclosure will be described in more detail below by way of examples. However, the present disclosure is not limited to the following examples.
本開示に係るバルジ成形品の製造方法の効果を確認するため、図1に示すバルジ成形品10と同一形状のバルジ成形品(比較例及び実施例)を使用し、以下に示す条件で有限要素法による数値解析(FEM解析)及びモデル試験を実施した。
<共通条件>
・金属板111,121の引張強度:590MPa
・金属板111,121の板厚:1.4mm
・金属板112,122の引張強度:270MPa
・金属板112,122の板厚:1.4mm
<比較例>
・境界線113,123の軸方向位置:同一
<実施例>
・境界線113の軸方向位置:比較例における境界線113,123から軸方向D10に15mm離した位置
・境界線123の軸方向位置:比較例における境界線113,123から軸方向D10に-15mm離した位置(境界線113の反対側)
In order to confirm the effect of the method for manufacturing a bulge-molded product according to the present disclosure, bulge-molded products (comparative examples and examples) having the same shape as the bulge-molded
<Common conditions>
・Tensile strength of
・Thickness of
・Tensile strength of the
・Thickness of
<Comparative example>
- Axial position of
Axial position of the boundary line 113: A position 15 mm apart in the axial direction D10 from the
図5は、FEM解析の結果であり、比較例及び実施例に係るバルジ成形品10について、伸びフランジ変形部101における軸方向位置と、軸方向ひずみとの関係を示したグラフである。図5に示すように、テーラードブランク11,12間で境界線113,123の軸方向位置が相違する実施例では、テーラードブランク11,12間で境界線113,123の軸方向位置が一致している比較例よりも軸方向ひずみが小さい。これは、テーラードブランク11,12間で境界線113,123の軸方向位置を相違させることで、境界線113の両側の断面強度の差、及び境界線123の両側の断面強度の差が小さくなり、断面強度が小さい側へのひずみの集中が緩和されるためである。
FIG. 5 is the result of FEM analysis, and is a graph showing the relationship between the axial position in the stretch flange deformed
モデル試験では、比較例に係るバルジ成形品10を製造する際、伸びフランジ変形部101において割れが発生した。一方、実施例に係るバルジ成形品10を製造する際には、伸びフランジ変形部101に割れやしわは発生しなかった。
In the model test, cracks occurred in the stretch flange deformed
以上より、本開示に係るバルジ成形品の製造方法によれば、フランジ変形部におけるひずみ集中が緩和され、フランジ変形部における割れやしわが抑制されることを確認することができた。 From the above, it was confirmed that according to the method for manufacturing a bulge-formed product according to the present disclosure, strain concentration in the flange deformation portion is alleviated, and cracks and wrinkles in the flange deformation portion are suppressed.
10,20:バルジ成形品
101,201:フランジ変形部
11,12:テーラードブランク
111,112,121,122:金属板
113,123:境界線
Claims (1)
(a)材質及び/又は板厚が互いに異なる複数の金属板が接続された複数のテーラードブランクを重ね合わせてその周縁部同士を接合する工程と、
(b)前記周縁部同士が接合された前記複数のテーラードブランクの間に流体を注入して、伸び又は縮みフランジ変形部を含む前記バルジ成形品を成形する工程と、
を備え、
前記工程(a)で重ね合わされた前記複数のテーラードブランクは、その周縁部において前記金属板同士の境界線の位置が互いに離隔しており、
前記工程(b)で成形された前記バルジ成形品において、前記複数のテーラードブランクの前記境界線の各々は、前記フランジ変形部に配置され、当該フランジ変形部における引張又は圧縮応力方向と交差する、製造方法。 A method for manufacturing a bulge molded product,
(a) a step of superimposing a plurality of tailored blanks to which a plurality of metal plates having different materials and/or plate thicknesses are connected and joining the peripheral edges thereof;
(b) injecting a fluid between the plurality of tailored blanks having the peripheral edge portions joined together to form the bulge molded product including the stretch or shrink flange deformed portion;
with
In the plurality of tailored blanks superimposed in the step (a), the positions of the boundary lines between the metal plates are separated from each other at the peripheral edge portion,
In the bulge-formed product formed in the step (b), each of the boundary lines of the plurality of tailored blanks is arranged at the flange deformation and intersects a tensile or compressive stress direction at the flange deformation. Production method.
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