JP7173300B2 - Method for manufacturing press-molded products - Google Patents
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Description
本発明は、プレス成形品の製造方法に関する。
本願は、2019年4月3日に日本に出願された特願2019-071411号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a press-molded product.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-071411 filed in Japan on April 3, 2019, the content of which is incorporated herein.
トランスミッション部品は、当該トランスミッション部品としての機能面から、回転軸に沿う方向の両側に張り出し、回転軸に取り付けられるハブ部を有する。このようなハブ部を形成するには、例えば、二つの部材を溶接する方法がある。この方法では、一枚の金属板の一部分からハブ部の一方側となる部分をバーリング加工などの塑性加工により形成する。その後、ハブ部の他方側となる部材を、ハブ部の一方側となる部分が形成された金属板の他方側に溶接により接合することで、上記のようなトランスミッション部品が形成される。また、他の方法としては、金属粉をトランスミッション部品に対応した形状に形成された金型により焼結させる粉末焼結による方法がある。上記二つの部材を溶接する方法では、二つの部材を加工する工程が必要であるとともに、さらに溶接する工程が必要となり、製造工程が多くなってしまう。このため、上記二つの部材を溶接する方法では、製造コストが高くなり、また、製造に係るタクトタイムも長くなってしまう。また、焼結する方法においても、焼結に係る熱処理を行う工程が必要となり、製造コストが高くなり、また、製造に係るタクトタイムも長くなってしまう。 The transmission component has a hub portion that protrudes on both sides in a direction along the rotation shaft and is attached to the rotation shaft from a functional aspect as the transmission component. In order to form such a hub portion, for example, there is a method of welding two members. In this method, one side of the hub portion is formed from a portion of a single metal plate by plastic working such as burring. After that, the member that will be the other side of the hub portion is welded to the other side of the metal plate on which the portion that will be the one side of the hub portion is formed, thereby forming the transmission component as described above. As another method, there is a powder sintering method in which metal powder is sintered in a mold having a shape corresponding to the transmission part. The method of welding the two members described above requires a step of processing the two members, and further requires a step of welding, resulting in an increase in the number of manufacturing steps. For this reason, the method of welding the two members described above results in a high manufacturing cost and a long takt time for manufacturing. Also, in the method of sintering, a step of heat treatment for sintering is required, which increases the manufacturing cost and lengthens the tact time for manufacturing.
また、特許文献1には、プレス加工により金属板の一方側に張り出させた後に、一方側に張り出させた部分の一部分をプレス加工により他方側に張り出させることで、一枚の金属板から、その金属板の両側に筒部を張り出させる技術が開示されている。このような技術では、上記二つの部材を溶接する方法や上記焼結する方法と比較して工程を少なくすることが可能となる。しかしながら、特許文献1に記載された技術では、一方側に張り出させた部分の一部分をプレス加工によって他方側に張り出させる際に、元の金属板と一方側に張り出させた部分とが折れ曲がる内角部分に、鋭角に折れ込んだ欠陥が形成されてしまう問題があった。また、特許文献2には、カップ底部から突出するカップ縦壁部を形成した後に、カップ縦壁部を絞り成形することによってカップ縦壁部及びカップ肩部を増肉するとともに底面から突出する余剰部が成形される点が開示されている。しかしながら、特許文献2に記載された技術においても、カップ底部とカップ縦壁部との内側部分に鋭角に折れ込んだ欠陥が形成されてしまう問題についての具体的な解決手段は開示されていない。このような問題を解決する加工方法が、例えば特許文献3、4に提案されている。 Further, in Patent Document 1, after projecting to one side of a metal plate by press working, a part of the portion projecting to one side is projecting to the other side by press working, thereby forming a sheet of metal. A technique is disclosed in which tubular portions are projected from a plate on both sides of the metal plate. With such a technique, it is possible to reduce the number of steps compared to the method of welding the two members or the method of sintering. However, in the technique described in Patent Document 1, when a part of the portion overhanging to one side is overhanging to the other side by press working, the original metal plate and the portion overhanging to one side are separated. There is a problem that an acute-angled defect is formed at the bent inner corner portion. In addition, in Patent Document 2, after forming a cup vertical wall portion protruding from the cup bottom, the cup vertical wall portion is drawn and formed to increase the thickness of the cup vertical wall portion and the cup shoulder portion and to increase the thickness of the cup vertical wall portion and the cup shoulder portion. It is disclosed that the part is molded. However, even the technique described in Patent Document 2 does not disclose a specific means for solving the problem of the formation of defects that are folded at an acute angle in the inner portions of the cup bottom and cup vertical wall. Processing methods for solving such problems are proposed in Patent Documents 3 and 4, for example.
具体的には、特許文献3では、塑性加工によって板状素材の一方側に筒部を形成する工程と、一方側に形成された筒部の先端側内周部分を付け根側内周部分に塑性変形させて付け根部分を厚肉化する工程と、厚肉化した付け根側内周部分を板状素材の他方側に押し出させる工程とを実施する金属製部材の製造方法が提案されている。そして、特許文献2の製造方法では、上記三つの工程を実施することにより元の板状素材に対して両側に筒部が張り出す部品を形成することができる。そして、厚肉化した部分によって他方側に張り出す筒部を形成することで、一方側に張り出す筒部の元々の筒部が押し出されずに済み、上記のような鋭角に折れ込んだ欠陥が形成されてしまうことを抑制することができるものとされている。また、特許文献4では、伸びフランジ部と、フランジ周囲部と、伸びフランジ部がコーナー部側から延設されたフランジ延設部とを含む成形品を成形する際に、伸びフランジ部とフランジ周囲部との間のコーナー部の外側の曲率半径が小さい、あるいは、略直角であるバーリング成形品を被加工材として用いることが提案されている。そして、当該被加工材の伸びフランジ部の端面を押し込むことで、伸びフランジ部を構成している材料が移動してフランジ延設部が形成されるとともに、上記のとおりコーナー部の外側の曲率半径が小さい、あるいは、略直角である被加工材を用いることでコーナー部の内部に折れ込みが発生することがないものとされている。 Specifically, in Patent Document 3, a step of forming a cylindrical portion on one side of a plate-shaped material by plastic working, and a step of plastically forming a front end side inner peripheral portion of the cylindrical portion formed on the one side to a base side inner peripheral portion. A method of manufacturing a metal member has been proposed in which a step of thickening the root portion by deformation and a step of pushing out the thickened root-side inner circumferential portion toward the other side of the plate-shaped material have been proposed. In addition, in the manufacturing method of Patent Document 2, by performing the above three steps, it is possible to form a component in which the cylindrical portion protrudes on both sides of the original plate-shaped material. By forming the cylindrical portion projecting to the other side with the thickened portion, the original cylindrical portion of the cylindrical portion projecting to the one side is not pushed out, and the defect of being bent at an acute angle as described above can be eliminated. It is supposed that it can control that it is formed. Further, in Patent Document 4, when forming a molded product including a stretch flange portion, a flange peripheral portion, and a flange extension portion in which the stretch flange portion extends from the corner portion side, the stretch flange portion and the flange periphery It has been proposed to use, as a workpiece, a burring molded product in which the outer radius of curvature of the corner portion between the corners is small or substantially perpendicular. Then, by pushing the end face of the stretch flange portion of the work material, the material constituting the stretch flange portion is moved to form the flange extension portion, and as described above, the outer curvature radius of the corner portion It is considered that by using a work material with a small angle or a substantially right angle, no folding occurs inside the corner portion.
しかしながら、特許文献3に開示された製造方法では、一方側にフランジ状に張り出す部分を形成する工程と、他方側にフランジ状に張り出す部分を形成する工程の他に、元の金属板部分と一方側にフランジ状に張り出す部分との間における内側部分に鋭角に折れ込んだ欠陥を抑制するための工程がさらに必要である。すなわち、一方側にフランジ状に張り出す部分の付け根部分を厚肉化する工程をさらに実施する必要がある。このため、特許文献1に開示された製造方法でも工程が多くなり、製造コストが高く、製造に係るタクトタイムが長くなってしまう問題があった。また、特許文献4に開示された製造方法では、一方側に形成されたフランジ状に張り出した部分を押し込んで、他方側にフランジ状に張り出した部分を形成する際に、被加工材のコーナー部の外側の曲率半径を直角またはそれにほぼ近い小さな曲率半径に限定している。実際の加工においては、外側部分の曲率半径について、直角または直角にほぼ近い小さな曲率半径に限定されず、様々な曲率半径のケースで、内側部分に鋭角に折れ込んだ欠陥が生じないように両側にフランジ状に張り出した部分を形成する技術が求められていた。 However, in the manufacturing method disclosed in Patent Document 3, in addition to the step of forming a flange-shaped overhanging portion on one side and the step of forming a flange-shaped overhanging portion on the other side, the original metal plate portion A further process is required for suppressing defects bent at an acute angle in the inner portion between the flange-like portion projecting to one side. That is, it is necessary to further carry out a step of thickening the root portion of the portion that protrudes like a flange on one side. For this reason, even the manufacturing method disclosed in Patent Document 1 has a problem that the number of processes increases, the manufacturing cost increases, and the takt time related to manufacturing increases. Further, in the manufacturing method disclosed in Patent Document 4, when the flange-shaped overhanging portion formed on one side is pushed in to form the flange-shaped overhanging portion on the other side, the corner portion of the workpiece is is limited to a small radius of curvature at or near a right angle. In actual machining, the radius of curvature of the outer portion is not limited to a small radius of curvature that is right-angled or nearly right-angled. There has been a demand for a technique for forming a flange-like protruding portion in the
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、一枚の金属板から両側にフランジ状に張り出す部分を有するプレス成形品を、フランジ状に張り出す内側部分に鋭角に折れ込んだ欠陥を生じさせてしまうことなく、少ない工程で製造することが可能なプレス成形品の製造方法を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a press-formed product having portions protruding in a flange shape on both sides from a single metal plate is formed at an acute angle to the inner portion that protrudes in the shape of a flange. To provide a method for manufacturing a press-formed product capable of being manufactured in a small number of steps without causing a broken defect.
上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明の一態様に係るプレス成形品の製造方法は、一枚の金属板の一部を塑性変形させることによって、板状の基部に対して前記基部の厚さ方向である第一の方向第一側に張り出す第一のフランジ部を形成するとともに、前記基部と前記第一のフランジ部との間に曲線状に延在する角部を形成し、前記第一のフランジ部に沿って第一のパッドを配し、前記第一のフランジ部を挟んで前記第一のパッドと反対側に第二のパッドを配し、前記基部を挟んで前記第一のフランジ部と反対側に、前記第一のパッドと前記第二のパッドとの隙間よりも小さい隙間を前記第二のパッドとの間に形成して第三のパッドを配し、前記第一のパッドと前記第二のパッドとの間に、前記第一のフランジ部の前記第一の方向第一側に形成された先端面を押圧するパンチを、第一の方向に進退可能に配し、前記第一のフランジ部の前記先端面を、前記基部を挟んで前記第一の方向第一側と反対側である第一の方向第二側に押圧することによって、前記第一のフランジ部の材料を前記第一の方向第二側へ流動させて前記基部に対して前記第一の方向第二側へ張り出す第二のフランジ部を形成し、前記第一のフランジ部と前記基部との内側部分の曲率半径に対して前記第二のフランジ部と前記基部との内側部分の曲率半径が小さく、前記第二のフランジ部を形成した後の前記第一のフランジ部の厚さT1に対して前記第二のフランジ部の厚さT2は薄く、前記第二のフランジ部を形成した後の前記第二のフランジ部の厚さT2(mm)と前記第一のフランジ部の厚さT1(mm)の比と、前記角部を形成した後の前記角部の延在方向を横切る断面における前記角部の曲げの外側の半径R(mm)との積、R×T2/T1が3.5未満である。
この方法によれば、まず第一の加工工程として、一枚の金属板の一部を塑性変形させることで板状の基部に対して第一の方向第一側に張り出す第一のフランジ部及び角部を形成する。次に、第二の加工工程として、第一のフランジ部の第一の方向第一側に形成された先端面を、第一の方向第二側に押圧することによって、第一のフランジ部の材料を第一の方向第二側へ流動させて基部に対して第一の方向第二側へ張り出す第二のフランジ部を形成する。ここで第二の加工工程の初期段階では、第一のフランジ部の先端面を押圧することにより基部と第一のフランジ部により形成される角部が第二のフランジ部となる範囲に落ち込むように塑性変形しようとする。しかしながら、第二の加工工程を実施した後の第一のフランジ部の厚さT1に対して、第二のフランジ部の厚さT2を小さくするとともに、第二の加工工程を実施した後の前記第二のフランジ部の厚さT2と第一のフランジ部の厚さT1の比と、第一加工工程実施後の角部の外側の半径Rとの積R×T2/T1が3.5未満となるようにすることで、第二のフランジ部となる範囲への基部と第一のフランジ部により形成される角部の落ち込みを抑制することができる。このため、第二の加工工程において、角部が落ち込むことにより角部の内側部分に鋭角な折れ込み状の欠陥が形成されてしまうことを抑制しつつ、第二の加工工程により第二のフランジ部を形成することができる。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, in a method for manufacturing a press-formed product according to one aspect of the present invention, by plastically deforming a part of a single metal plate, the first direction is the thickness direction of the plate-shaped base with respect to the base. forming a first flange projecting in the first direction, forming a curved corner between the base and the first flange, along the first flange A first pad is arranged on each side, a second pad is arranged on the side opposite to the first pad across the first flange, and a second pad is arranged on the side opposite to the first flange across the base forming a gap smaller than the gap between the first pad and the second pad and disposing a third pad between the first pad and the second pad; A punch that presses a tip surface formed on the first side in the first direction of the first flange portion is disposed between the pad and the punch so as to be able to advance and retreat in the first direction, and the first flange portion By pressing the tip surface of the first direction second side opposite to the first direction first side across the base, the material of the first flange portion is the first A second flange portion projecting toward the second side in the first direction is formed with respect to the base portion by flowing in the second direction side, and the curvature radius of the inner portion between the first flange portion and the base portion On the other hand, the curvature radius of the inner portion of the second flange portion and the base portion is small, and the second flange portion has a thickness T1 of the first flange portion after forming the second flange portion. The thickness T2 of the portion is thin, and the ratio of the thickness T2 (mm) of the second flange portion after forming the second flange portion to the thickness T1 (mm) of the first flange portion, R×T2/T1, which is the product of the bend outer radius R (mm) of the corner in a cross section transverse to the extension direction of the corner after the corner is formed, is less than 3.5.
According to this method, first, as a first processing step, a first flange portion projecting to the first side in the first direction with respect to the plate-like base portion by plastically deforming a part of one metal plate. and corners. Next, as a second processing step, the tip surface formed on the first side in the first direction of the first flange portion is pressed toward the second side in the first direction, thereby forming the first flange portion. The material is caused to flow to the second side in the first direction to form a second flange portion that overhangs the base portion to the second side in the first direction. Here, in the initial stage of the second processing step, the tip surface of the first flange portion is pressed so that the corner portion formed by the base portion and the first flange portion falls into the range of the second flange portion. tries to plastically deform to However, the thickness T2 of the second flange portion is made smaller than the thickness T1 of the first flange portion after performing the second processing step, and the thickness T2 of the second flange portion after performing the second processing step is reduced. The product R×T2/T1 of the ratio of the thickness T2 of the second flange portion to the thickness T1 of the first flange portion and the outer radius R of the corner portion after the first processing step is less than 3.5 By doing so, it is possible to suppress the depression of the corner formed by the base and the first flange into the range of the second flange. For this reason, in the second processing step, the second flange is formed by the second processing step while suppressing the formation of an acute folded defect in the inner portion of the corner due to the corner being depressed. part can be formed.
また、上記プレス成形品の製造方法において、前記第三のパッドにおいて前記第二のフランジ部を形成した後に前記第二のフランジ部に沿う面を含む平面は、前記第一のパッドにおいて前記第一のフランジ部に沿う面を含む平面に対して前記第一のフランジ部に沿う面に直交する方向に前記第一のフランジ部側に位置しているものとしても良い。換言すると、第第二のフランジ部を形成した後に、第三のパッドにおける第二のフランジ部に沿う面を含む平面は、前記第一のフランジ部の内部を通過している。
この方法によれば、第二の加工工程において、第三のパッドにおける第二の加工工程実施後に第二のフランジ部に沿う面が、第一のパッドにおける第一のフランジ部に沿う面に対して第一のフランジ部に沿う面に直交する方向に第一のフランジ部側に位置していることで、特に角部において第三のパッド側の材料が第三のパッドと第二のパッドとの隙間に落ち込むことを抑制し、より一層角部の内側部分に鋭角な折れ込み状の欠陥が形成されてしまうことを抑制することができる。Further, in the method for manufacturing a press-formed product, the plane including the surface along the second flange portion after forming the second flange portion in the third pad is the first may be positioned on the first flange side in a direction orthogonal to the plane along the first flange with respect to a plane including the plane along the flange. In other words, after forming the second flange portion, the plane including the surface of the third pad along the second flange portion passes through the inside of the first flange portion.
According to this method, in the second processing step, the surface along the second flange portion of the third pad after the second processing step is different from the surface along the first flange portion of the first pad. By being positioned on the first flange side in a direction perpendicular to the surface along the first flange, especially at the corners, the material on the third pad side is the third pad and the second pad It is possible to further suppress the formation of sharp fold-like defects in the inner portions of the corners.
また、上記プレス成形品の製造方法において、前記第二のパッドにおいて前記第一のフランジ部及び前記第二のフランジ部に沿う面は、前記第一の方向に沿って直線状に形成されているものとしても良い。
この方法によれば、第二の加工工程において、第二のパッドにおける第一のフランジ部及び第二のフランジ部に沿う面が、第一の方向に沿って直線状に形成されていることで、特に角部において第三のパッド側の材料が第三のパッドと第二のパッドとの隙間に落ち込むことを抑制し、より一層角部の内側部分に鋭角な折れ込み状の欠陥が形成されてしまうことを抑制することができる。また、第一のフランジ部と第二のフランジ部とで、互いの厚さが異なりつつ直線状に連なる面を形成することができる。Further, in the method for manufacturing a press-formed product, the surface of the second pad along the first flange portion and the second flange portion is formed linearly along the first direction. It is good as a thing.
According to this method, in the second processing step, the surfaces of the second pad along the first flange portion and the second flange portion are formed linearly along the first direction. In particular, at the corners, the material on the third pad side is suppressed from falling into the gap between the third pad and the second pad, so that sharp fold-like defects are formed further inside the corners. can be suppressed. In addition, the first flange portion and the second flange portion can form surfaces that are linearly connected to each other while having different thicknesses.
また、上記プレス成形品の製造方法において、前記第二のフランジ部を形成する際に、前記第一のフランジ部の前記第一の方向第一側に形成された先端面を前記第一の方向第二側に押圧することによって、前記第一のフランジ部の材料を前記第一の方向第二側へ流動させる加工の開始から、当該加工の完了に至る少なくとも途中まで、前記基部における前記第一のフランジ部と接続された接続部分の前記第一の方向第二側から、前記第一の方向の第一側に向けて外力を与えつつ、前記第一のフランジ部を塑性変形させるものとしても良い。
この方法によれば、第一のフランジ部の材料を第一の方向第二側へ流動させる加工の開始から、当該加工の完了に至る少なくとも途中まで、基部における第一のフランジ部と接続された接続部分の第一の方向第二側から、第一の方向第一側に向けて外力を与えている。第一のフランジ部を塑性変形させることで第一のフランジ部及び第一のフランジ部と接続されている基部の各材料は基部の第一の方向第二側へと塑性流動するように応力が生じる。しかしながら、第一の方向第一側に向けて外力を与えている第一のフランジ部の材料を第一の方向第二側へ流動させる加工の開始から、当該加工の完了に至る少なくとも途中までのプロセスでは、当該外力により、基部よりも第一の方向第二側への塑性流動を抑制することができる。このため、基部及び第一のフランジ部の両方から基部の第一の方向第二側へ材料が塑性流動することによって基部と第一のフランジ部とが接続された内側部分おいて鋭角な折れ込み状の欠陥が形成されてしまうことを抑制することができる。そして、第一のフランジ部の材料を第一の方向第二側へ流動させる加工の開始から当該加工による変形が一定量生じた後に、当該変形で生じた部分をさらに第一のフランジ部の先端面に作用する押圧力によって第一の方向第二側へと変形させることで、鋭角な折れ込み状の欠陥が生じてしまうことをより一層抑制しつつ第二のフランジ部を形成することができる。Further, in the method for manufacturing a press-formed product, when forming the second flange portion, the tip surface formed on the first side in the first direction of the first flange portion is moved in the first direction. By pressing to the second side, from the start of processing to flow the material of the first flange portion to the second side in the first direction until at least partway through the completion of the processing, the first While applying an external force toward the first side in the first direction from the second side in the first direction of the connection portion connected to the flange portion of the, the first flange portion is plastically deformed. good.
According to this method, from the start of processing in which the material of the first flange portion flows to the second side in the first direction to at least halfway through the completion of the processing, the first flange portion at the base is connected An external force is applied from the second side in the first direction of the connecting portion toward the first side in the first direction. By plastically deforming the first flange portion, stress is applied so that each material of the first flange portion and the base portion connected to the first flange portion plastically flows toward the second side in the first direction of the base portion. occur. However, from the start of processing to flow the material of the first flange portion applying an external force toward the first side in the first direction to the second side in the first direction, at least halfway to the completion of the processing In the process, the external force can suppress plastic flow toward the second side in the first direction from the base. For this reason, the material plastically flows from both the base and the first flange to the second side in the first direction of the base, so that the inner portion where the base and the first flange are connected is bent at an acute angle. It is possible to suppress the formation of such defects. Then, after a certain amount of deformation due to the processing from the start of the processing that causes the material of the first flange portion to flow in the first direction to the second side, the portion generated by the deformation is further removed to the tip of the first flange portion. By deforming to the second side in the first direction by the pressing force acting on the surface, it is possible to form the second flange portion while further suppressing the occurrence of defects in the shape of sharp folds. .
本発明によれば、一枚の金属板から両側に張り出す部分を有するプレス成形品を、フランジ状に張り出す内側部分に鋭角に折れ込んだ欠陥を生じさせてしまうことなく、少ない工程で製造することができる。 According to the present invention, a press-formed product having portions protruding on both sides from a single metal plate is manufactured in a small number of steps without causing defects such as sharp folds in the inner portion protruding like a flange. can do.
(第1の実施形態)
以下、本発明に係る第1の実施形態について図1から図7を参照して説明する。図1及び図2は、本実施形態のプレス成形品の製造方法で製造されるプレス成形品の例を示している。図1に示すように、本実施形態のプレス成形品10は、例えば、トランスミッション部品として中心線L回りに回転可能な回転軸に取り付けられる歯車やクラッチなどである。なお、図1においては、歯車における歯や、クラッチにおける制動面などのトランスミッション部品としての機能部分を省略している。図1に示すように、プレス成形品10は、板状の基部20と、基部20の第一面20aから張り出す第一のフランジ部30と、基部20の第一面20aと反対側の第二面20bから張り出す第二のフランジ部40とを備える。本実施形態において、基部20は、円板状に形成されている。プレス成形品10は、基部20において、目的とするプレス成形品10としての上記機能部分を有するが、図1においては当該機能部分を省略している。(First embodiment)
A first embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 1 and 2 show an example of a press-formed product manufactured by the method for manufacturing a press-formed product according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the press-formed
また、本実施形態において、第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40は、それぞれ基部20の第一面20a及び第二面20bから突出している。第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40は、基部20の外周縁に沿って円筒状に形成されていて、中心線Lに対して同軸上に配置されている。第一のフランジ部30の外周面30a及び第二のフランジ部40の外周面40aは略等しい外径である。言い換えれば、第一のフランジ部30の外周面30a及び第二のフランジ部40の外周面40a同士は、第一の方向Xに沿って直線状に連なっている。
Moreover, in this embodiment, the
図2に示すように、本実施形態では、第二のフランジ部40の厚さT2は、第一のフランジ部30の厚さT1よりも薄い。また、第一のフランジ部30の基端30cにおいて、第一のフランジ部30の内周面30bと基部20の第一面20aとが接続される第一のフランジ部30と基部20との内側部分30dは、凹曲面状に形成されている。同様に、第二のフランジ部40の基端40cにおいて、第二のフランジ部40の内周面40bと基部20の第二面20bとが接続される第二のフランジ部40と基部20との内側部分40dは、凹曲面状に形成されている。内側部分30dの曲率半径R30に対して内側部分40dの曲率半径R40は小さいことが好ましい。
As shown in FIG. 2, the thickness T2 of the
ここで、厚さT1、T2は以下のように定義される。すなわち、基部20の第一面20aに沿って第一のフランジ部30に向かって延長した線を延長線L21と定義する。また、延長線L21と第一のフランジ部30の基部20と反対側に面する外周面30aとの交点を交点P31と定義する。さらに、第一のフランジ部30の基部20側に面する内周面30bから基部20に向かって延長した線を延長線L30と定義する。また、延長線L30と延長線L21との交点を交点P32と定義する。そして、交点P31と交点P32との距離を第一のフランジ部30の厚さT1と定義する。言い換えれば、第一のフランジ部30の厚さT1は、凹曲面状に形成された内側部分30dを取り除いた場合における、第一のフランジ部30の基端30cの厚さである。また、基部20の第二面20bに沿って第二のフランジ部40に向かって延長した線を延長線L22と定義する。また、延長線L22と第二のフランジ部40の基部20と反対側に面する外周面40bとの交点を交点P41と定義する。さらに、第二のフランジ部40の基部20側に面する内周面40aから基部20に向かって延長した線を延長線L40と定義する。また、延長線L40と延長線L22との交点を交点P42と定義する。そして、交点P41と交点P42との距離を第二のフランジ部40の厚さT2と定義する。言い換えれば、第二のフランジ部40の厚さT2は、凹曲面状に形成された内側部分40dを取り除いた場合における、第二のフランジ部40の基端40cの厚さである。
Here, the thicknesses T1 and T2 are defined as follows. That is, a line extending along the
そして、本実施形態では、第二のフランジ部40の厚さT2が第一のフランジ部30の厚さT1よりも薄く、第一のフランジ部30の外周面30a及び第二のフランジ部40の外周面40aの外径が略等しいため、第一のフランジ部30の内周面30bの内径は、第二のフランジ部40の内周面40bの内径より小さい。なお、上記においてプレス成形品10の構造の詳細について説明したが、基部20、第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40を備えている限り、第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40の厚さの関係を除いて、基部20と第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40との接続部分の形状等、構造の詳細は限定されない。また、プレス成形品10がトランスミッション部品などの場合には、基部20の中心側に回転軸に取り付けられるハブ部が設けられるが、図1においては省略している。ハブ部は、以下に示す本実施形態の加工工程によって同時に形成しても良いし、別途ハブ部の形状を形成する加工を実施したり、ハブ部に相当する部材を取り付けたりしても良い。
In this embodiment, the thickness T2 of the
次に、本実施形態のプレス成形品の製造方法について説明する。なお、図1に示すように、本実施形態のプレス成形品の製造方法で製造されたプレス成形品10における第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40の張り出す(突出する)方向、すなわち、基部20の厚さ方向であって、プレス成形品10が取り付けられる中心線Lが延びる方向を第一の方向Xとする。そして、基部20を基準として第一の方向Xに沿って第一のフランジ部30が張り出す側を第一側X1、第一側X1と反対側となる第二のフランジ部40が張り出す側を第二側X2と称する。
Next, a method for manufacturing the press-formed product of this embodiment will be described. In addition, as shown in FIG. 1, the direction in which the
図3は、本実施形態のプレス成形品の製造方法のフロー図を示している。図3に示すように、本実施形態のプレス成形品10の製造方法は、第一のフランジ部30を形成する第一の加工工程S1と、第二のフランジ部40を形成する第二の加工工程S2とを備える。以下詳細について説明する。
FIG. 3 shows a flowchart of the method for manufacturing a press-formed product according to this embodiment. As shown in FIG. 3, the method for manufacturing the press-formed
第一の加工工程S1では、図4に示すように、円板状に形成された金属板である一枚の鋼板11を用いる。第一の加工工程S1では、鋼板11の外周縁部11aを塑性変形させて、鋼板11の厚さ方向となる第一の方向Xにおける第一側X1に第一のフランジ部30となる部分を張り出させる。塑性変形させる加工方法としては、公知の様々な方法が適用可能であるが、例えば、絞り加工やバーリング加工が用いられる。本実施形態の第一の加工工程S1では絞り加工を実施する。すなわち、図5Aに示すように、鋼板11を、鋼板11の第一の方向X第一側X1に配されたパッド100と、鋼板11の第一の方向X第二側X2に配されたパッド101との間に挟み込む。そして、図5Bに示すように、パンチ102を、鋼板11の外周縁部11aに第一の方向X第二側X2から第一側X1へ進出させることで、鋼板11における外周縁部11aを第一の方向X第一側X1に張り出させて、第一のフランジ部となる部分31を形成する。図6は、第一の加工工程S1を実施することで形成された中間品12を示している。中間品12は、上記のとおり鋼板11から形成され、基部となる部分21と、第一のフランジ部となる部分31とを備えている。第一の加工工程S1において、第一のフランジ部となる部分31の厚さT31は、完成品であるプレス成形品10における第一のフランジ部30の厚さT1と異なっていても良い。
In the first processing step S1, as shown in FIG. 4, a
ここで、パッド100の角部100aは凸曲面状に形成されている。このため、第一の加工工程S1によって、第一のフランジ部となる部分31と基部となる部分21との接続部分には、第一のフランジ部となる部分31と基部となる部分21とを接続する角部12aが、中心線Lに沿う断面視して曲線状に延在している。そして、角部12aの延在方向を横切る断面における角部12aの曲げの外側の半径R(mm)、すなわち角部12aの外周面の曲率半径と、後述する第二の加工工程S2を実施した後の第二のフランジ部40の厚さT2(mm)と第一のフランジ部30の厚さT1(mm)との比とは、以下の関係式を満たすように形成されている。
R×T2/T1<3.5 ・・・(1)
Here, the
R×T2/T1<3.5 (1)
次に、第二の加工工程S2を実施する。第二の加工工程S2では、中間品12における第一のフランジ部となる部分31を塑性変形させて第一のフランジ部となる部分31の材料を流動させることで、第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40を形成する。ここで、第二の加工工程S2では、図7Aに示すような加工装置110を用いる。図7Aに示すように、加工装置110は、第一のパッド120と、第二のパッド130と、第三のパッド140と、パンチ150と、を備える。
Next, the second processing step S2 is performed. In the second processing step S2, by plastically deforming the
第一のパッド120は、第一の方向Xに沿って延びる円柱状に形成されている。第一のパッド120の外周面120aは、中心線Lに沿って直線状に形成されている。第一のパッド120は、後述するように、加工装置110内に設置される中間品12の第一のフランジ部となる部分31の内周面31bに沿うように配される。本実施形態では、加工装置110内に中間品12が設置された状態において、第一のパッド120の外周面120aは第一のフランジ部となる部分31に接している。また、第一のパッド120は、基部となる部分21に当接する。第一のパッド120において、基部となる部分21に接する下面120bと外周面120aとは、凸曲面120cにより接続されている。当該凸曲面120cの曲率半径は、成形後のプレス成形品10における第一のフランジ部30の内周面30bと基部20の第一面20aとが接続される第一のフランジ部30と基部20との内側部分30dの曲率半径R30と対応している。
The
第二のパッド130は円筒状の部材である。第二のパッド130は、第一のパッド120と中心線Lに対して同軸となるように、第一のパッド120の径方向外周側に隙間を有して配されている。第二のパッド130の内周面130aは、第一の方向Xに沿って直線状に形成されている。第二のパッド130の内周面130aは、後述するように、加工装置110内に設置される中間品12の第一のフランジ部となる部分31の外周面31aに沿うように配される。本実施形態では、加工装置110内に中間品12が設置された状態において、第二のパッド130の内周面130aは第一のフランジ部となる部分31に接している。第二のパッド130の内周面130aと、第一のパッドの外周面120aとの離間距離D1は、第一のフランジ部30の厚さT1と略等しい。なお、中間品12の第一のフランジ部となる部分の厚さT31は、第二の加工工程S2実施前において、離間距離D1及び第二の加工工程S2実施後の第一のフランジ部30の厚さT1よりも小さくても良い。第二のパッド130は、第一の方向Xに沿って第一のパッド120と第一のフランジ部となる部分31を挟み込むとともに、第二のフランジ部40を形成する範囲まで延びている。本実施形態において、第二のパッド130の内周面130aは、第一の方向Xに沿って直線状に形成されている。
The
第三のパッド140は円柱状の部材である。第三のパッド140は、第一のパッド120及び第二のパッド130と中心線Lに対して同軸となるように、第二のパッド130の径方向内周側に配されている。第三のパッド140の外周面140aは、中心線Lに沿って直線状に形成されている。本実施形態では、加工装置110内に中間品12が設置された状態において、第三のパッド140は、プレス成形品10の第二のフランジ部40の内周面40bに沿うように配される。また、第三のパッド140は、基部となる部分21に当接し、第一のパッド120とともに基部となる部分21を挟み込む。第三のパッド140の外周面140aと第二のパッド130の内周面130aとの離間距離D2は、第二のフランジ部40の厚さT2と略等しい。第三のパッド140は、第一の方向Xに沿って、第二のパッド130との間で第二の加工工程S2によって形成される第二のフランジ部40を挟み込む。第三のパッド140において、基部となる部分21に接する上面140bと外周面140aとは、凸曲面140cにより接続されている。当該凸曲面140cの曲率半径は、成形後のプレス成形品10における第二のフランジ部40の内周面40aと、基部20の第二面20bとが接続される第二のフランジ部40と基部20との内側部分40dの曲率半径R40に対応している。そして、中心線Lに沿った断面において、凸曲面120cの曲率半径に対して凸曲面140cの曲率半径は小さいことが好ましい。
The
パンチ150は、円筒状の部材である。パンチ150は、中心線Lに対して第一のパッド120と第二のパッド130と同軸として、第一のパッド120と第二のパッド130との間に配されている。パンチ150は、第一の方向Xに進退可能である。なお、図示しないが、第三のパッド140は装置本体に固定されている。また、図示しないが、パンチ150は装置本体に設けられた油圧装置などにより作動力が与えられる。これにより、第一のパッド120と第三のパッド140とに基部となる部分21が挟み込まれた中間品12における第一のフランジ部となる部分31の先端面31cに対して第一の方向X第一側X1から第二側にX2向かって進出し、さらに、第一のフランジ部となる部分31の先端面31cを第二側X2に向かって押圧し、第一のフランジ部となる部分31に外力を与えることが可能となっている。
The
このような加工装置110に、図7Aに示すように、中間品12をセットする。具体的には、中間品12において基部となる部分21を第一のパッド120と第三のパッド140との間に配置する。また、中間品12の中心線を、中心線Lに一致させる。また、第一のフランジ部となる部分31がパンチ150に向かって延びるように配置する。そして、第一のパッド120と第三のパッド140とで基部となる部分21を挟み込んで押さえる。なお、この状態において、第一のフランジ部となる部分31は、第一のパッド120と第二のパッド130との間に挟み込まれた状態となっている。
An
次に、図7Bに示すように、パンチ150を第一の方向X第二側X2へと進出させる。パンチ150の進出により、まずパンチ150が、第一のフランジ部となる部分31の先端面31cに当接する。図7Cに示すように、さらにパンチ150が進出することにより、第一のフランジ部となる部分31には、第一の方向X第一側X1から第二側X2に向かう外力がパンチ150から与えられる。このため、第一のフランジ部となる部分31は、第一のパッド120と第二のパッド130との間で塑性変形し、第一のフランジ部となる部分31の材料は第一の方向X第一側X1から第二側X2に向かって第二のフランジ部40となる範囲へと流動し、第二のフランジ部40が形成されていく。ここで、図7Bに示すような第二の加工工程S2の初期段階では、第一のフランジ部となる部分31の先端面31cを押圧することにより、基部となる部分21と第一のフランジ部となる部分31により形成される角部12aが、第二のフランジ部40となる範囲に落ち込むように塑性変形しようとする。しかしながら、第二の加工工程S2を実施した後の第一のフランジ部30の厚さT1に対して、第二のフランジ部の厚さT2を小さくするとともに、(1)式を満たすように加工することで、第二のフランジ部40となる範囲への角部12aの落ち込みを抑制することができる。このため、第二の加工工程S2において、角部12aが落ち込むことにより角部12aの内側部分30dに鋭角な折れ込み状の欠陥が形成されてしまうことを抑制しつつ、第二の加工工程S2により第二のフランジ部40を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 7B, the
そして、図7Dに示すように、パンチ150を所定量だけ第一の方向X第二側X2へ移動させることで、第一のフランジ部30を所定の長さとし、また、第二のフランジ部40を所定の長さ分だけ基部20から第一の方向X第二側X2へ張り出させてプレス成形品10を完成させることができる。
Then, as shown in FIG. 7D, by moving the
以上のように、本実施形態のプレス成形品10の製造方法によれば、第二の加工工程S2において、第二の加工工程S2を実施した後の第一のフランジ部30の厚さT1に対して第二のフランジ部40の厚さT2を小さくしつつ、上記(1)式を満たすようにして、第二の加工工程S2においては、第一のフランジ部となる部分31の先端面31cを押圧し塑性変形させることで、鋭角な折れ込み状の欠陥が内側部分30dに形成されてしまうことを抑制しつつ、第二のフランジ部40を形成することができる。すなわち、第一の加工工程S1及び第二の加工工程S2の二工程を実施するだけで、鋭角な折れ込み状の欠陥が内側部分30dに形成されてしまうことなく、一枚の鋼板11から両側に張り出す部分を有するプレス成形品10を製造することができる。
As described above, according to the method for manufacturing the press-formed
また、図7Aに示すように、第二の加工工程S2の実施後に第三のパッド140における第二のフランジ部40に沿う外周面140aを含む平面PL140が、第一のパッド120における第一のフランジ部30に沿う外周面120aを含む平面PL120に対して当該外周面140aに直交する方向(第一の方向Xに直交する径方向)に第一のフランジ部30側に位置している。言い換えれば、第二の加工工程S2実施後に、第三のパッド140における第二のフランジ部140に沿う外周面140aを含む平面PL140は、前記第一のフランジ部30の内部を通過している。このため、特に角部12aにおいて第三のパッド140側の材料が第三のパッド140と第二のパッド130との隙間に落ち込むことを抑制し、角部12aの内側部分30dに鋭角な折れ込み状の欠陥が形成されてしまうことを、より一層抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 7A, a plane PL140 including the outer
また、第二の加工工程S2において、第二のパッド130における第一のフランジ部30及び前記第二のフランジ部40に沿う内周面130aが、第一の方向Xに沿って直線状に形成されている。このため、特に角部12aにおいて第三のパッド140側の材料が第三のパッド140と第二のパッド130との隙間に落ち込むことを抑制し、角部12aの内側部分30dに鋭角な折れ込み状の欠陥が形成されてしまうことを、より一層抑制することができる。また、第一のフランジ部30と第二のフランジ部40とで、互いの厚さT1、T2が異なりつつ直線状に連なる外周面30a、40aを形成することができる。
Further, in the second processing step S2, the inner
また、第二の加工工程S2において、中心線Lに沿う断面において、加工装置110の第一のパッド120の凸曲面120cの曲率半径に対して第三のパッド140の凸曲面140cの曲率半径を小さくしている。すなわち、プレス成形品10として、内側部分30dの曲率半径R30に対して内側部分40dの曲率半径R40が小さくなるように形成することで、角部12aの内側部分30dに鋭角な折れ込み状の欠陥が形成されてしまうことを、より一層抑制することができる。
Further, in the second processing step S2, in a cross section along the center line L, the radius of curvature of the convex
なお、本実施形態では、円板状の一枚の鋼板11に対して、第一の加工工程S1で外周縁側の部分を塑性変形させて第一のフランジ部となる部分31を形成し、第二の加工工程S2で第一のフランジ部となる部分31の先端面31cを押圧して塑性変形することで第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40を形成するものとしたがこれに限るものではない。鋼板に限らず、塑性加工が可能な金属材料であれば、様々な材質の金属板に適用可能である。
In this embodiment, the
また、金属板の形状としては円板状に限らず様々な形状のものを適用できる。そして、第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40の形状についても上記のような中心線L回りに連続するような筒状の形状に限られず、平板状に形成された第一のフランジ部及び第二のフランジ部がそれぞれ基部から張り出されるようにしても良い。図8は、本実施形態の第一の変形例を示している。図8に示すように、本変形例のプレス成形品10Aは、矩形板状の基部20Aと、基部20Aの第一面20Aaから張り出す第一のフランジ部30Aと、基部20Aの第一面20Aaと反対側の第二面20Abから張り出す第二のフランジ部40Aとを備える。第一のフランジ部30Aは、矩形状のなす基部20Aにおける互いの対向する一対の辺から第一の方向Xの第一側X1に張り出している。第一のフランジ部30Aは、矩形平板状の形成されている。また、第二のフランジ部40Aは、第一のフランジ部30Aが張り出す基部20Aの一対の辺から第一の方向Xの第二側X2に張り出している。第二のフランジ部40Aは、矩形平板状の形成されている。このような変形例においても、第二のフランジ部40Aの厚さT2が第一のフランジ部30Aの厚さT1より小さく、かつ、第一の加工工程S1で第一のフランジ部40Aとなる部分と基部20Aとなる部分との接続部分における角部12Aaの外側の半径Rと第一のフランジ部30Aの厚さT1及び第二のフランジ部40Aの厚さT2との関係が上記(1)式を満たすものとしてもよい。このようにすることで、本変形例のプレス成形品10Aでも、第二の加工工程S2において、第一のフランジ部30Aとなる部分の先端面を押圧し塑性変形させて、鋭角な折れ込み状の欠陥が内側部分に形成されてしまうことを抑制しつつ、第二のフランジ部40Aを形成することができる。
Moreover, the shape of the metal plate is not limited to a disc shape, and various shapes can be applied. Further, the shape of the
また、本実施形態では、第一のフランジ部30の外周面30a及び第二のフランジ部40の外周面40aは、中心線Lに直交する方向(すなわち径方向)視して直線状に形成され、外径が略等しいものとしたがこれに限るものではない。例えば、第一のフランジ部30の外周面30aの外径に対して第二のフランジ部40の外周面40aの外径を小さくしても良い。また、例えば、第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40の少なくとも一方の外周面を、外径が第一の方向Xに沿って先端側から基端側に向かうに従って次第に小さくなるようにテーパ状に形成するものとして良い。この場合に、少なくとも第一のフランジ部30の厚さT1に対して第二のフランジ部40の厚さT2を小さくするものとすれば良い。これらの第一のフランジ部及び第二のフランジ部の形状に応じて第二のパッド130の形状を適宜変更することで所望の形状の第一のフランジ部及び第二のフランジ部を形成することができる。なお、テーパ状に形成する場合にも、図2に示すように、延長線L21、延長線L22、延長線L30、延長線L40に基づいて、交点P31と交点P32との距離を厚さT1、交点P41と交点42との距離を厚さT2と定義すればよい。
Further, in the present embodiment, the outer
また、上記鋼板等、金属板の中心側に第一のフランジ部30B及び第二のフランジ部40Bを形成するものとしても良い。図9及び図10(図10A~図1C)は本実施形態の第二の変形例を示している。図9に示すように、本変形例のプレス成形品10Bは、円板状の基部20Bと、基部20Bの中心側において、第一の方向X第一側X1に張り出す第一のフランジ部30Bと、基部20Bの中心側において第一の方向X第二側X2に張り出す第二のフランジ部40Bとを備えている。第一のフランジ部30Bは、本変形例では筒状に形成されている。また、第二のフランジ部40Bも本変形例では筒状に形成されている。第一のフランジ部30Bと第二のフランジ部40Bとは中心線Lに対して同軸に配されている。第一のフランジ部30Bの内部に形成された孔と、第二のフランジ部40Bの内部に形成された孔とは、互いに連通している。本変形例では、第一のフランジ部30Bの内周面と第二のフランジ部40Bの内周面とは、内径を略等しくして連なっており、直線状に形成されている。
Alternatively, the
このようなプレス成形品10Bは、図10Aに示すように、中心に貫通孔11bが形成された金属板11Bから成形される。図10Bに示すように、まず、第一の加工工程S1で、円板状の金属板11Bの貫通孔11bの周囲を塑性加工することによって、第一のフランジ部となる部分31Bが基部となる部分21Bから第一の方向X第一側X1に張り出すように形成することができる。塑性加工の方法としては、公知の様々な方法が適用可能であるが、例えばバーリング加工が挙げられる。すなわち、パッド100B、101Bで基部となる部分21Bを挟み込み、基部となる部分21Bの第一の方向X第二側X2から第一側X1へ、円筒状のパンチ102Bを進出させることで、貫通孔11bの周囲の部分を塑性変形させて第一のフランジ部となる部分31Bを形成することができる。この際、基部となる部分21Bと第一のフランジ部となる部分31Bとを接続する角部12Baは、パッド100Bの角部の形状に応じて、中心線Lに沿う断面において曲線状に形成される。
Such a press-formed
その後、図10Cに示すように、第二の加工工程S2で、第一のフランジ部となる部分31Bの先端面31Bcをパンチ150Bで押圧し、上記実施形態同様に第一のフランジ部となる部分31Bを塑性変形させる。具体的には、第一のパッド120Bと第三のパッド140Bとで基部となる部分21Bを挟み込んで押さえる。また、第一のフランジ部となる部分31Bを、第一のパッド120Bと第三のパッド130Bとの間に配置する。そして、パンチ150Bを、第一のパッド120Bと第三のパッド130Bとの間で、第一の方向X第一側X1から第二側X2へ進出させることで第一のフランジ部となる部分31Bの先端面31Bcを押圧する。ここで、本変形例においても、第二の加工工程S2実施後における第一のフランジ部30Bの厚さT1に対して第二のフランジ部40Bの厚さT2を小さくしつつ、角部12Baの外側の半径Rが、第一のフランジ部30Bの厚さT1及び第二のフランジ部40Bの厚さT2との関係において上記(1)式を満たすようにする。これにより、基部20Bと第一のフランジ部30Bとが接続された内側部分30Bdにおいて鋭角な折れ込み状の欠陥が形成されてしまうことを抑制することができる。
After that, as shown in FIG. 10C, in a second processing step S2, the tip surface 31Bc of the
また、上記実施形態では金属板の外周縁側に第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40を形成するものとし、第二の変形例では金属板の中心側に第一のフランジ部30B及び第二のフランジ部40Bを形成するものとしたが、金属板の中心側及び外周縁側の両方に第一のフランジ部及び第二のフランジ部を形成するものとしても良い。この場合に、金属板の中心側及び外周側のそれぞれに対して第一の加工工程S1及び第二の加工工程S2を別々に実施しても良いし、同時に実施可能な形状の金型によってそれぞれの第一の加工工程S1と、それぞれの第二の加工工程S2とを同時に実施しても良い。また、上記実施形態及び変形例では、第一の加工工程S1及び第二の加工工程S2について説明したが当該工程のみを実施するものに限られず、他の塑性加工を実施する工程や、切削工程や、表面処理を実施する工程など、他の工程を実施するものとしても良い。
Further, in the above embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図11は、本発明の第2の実施形態を示したものである。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the invention will be described. FIG. 11 shows a second embodiment of the invention. In this embodiment, members common to those used in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
本実施形態のプレス成形品の製造方法では、第1の実施形態と第二の加工工程S2が異なっている。すなわち、図11Aに示すように、本実施形態の第二の加工工程S2のプレス加工装置110Cでは、第一のパッド120、第二のパッド130、第三のパッド140、パンチ150に加えて、さらに第四のパッド160を備えている。本実施形態において、第四のパッド160は円筒状の部材である。第四のパッド160は、第一のフランジ部となる部分31を挟んで第一の方向X第二側X2、すなわちパンチ150と反対となる側に配されている。第四のパッド160は、第二のパッド130と第三のパッド140との間に配されており、これらと中心線Lに対して同軸に設けられている。第四のパッド160は、第一の方向Xに進退可能に設けられている。そして、図示しない油圧装置などにより第四のパッド160は第一の方向X第二側X2から第一側X1に向けて進出し、中間品12における角部12aに対して、第一の方向X第一側X1に向けて外力を与えることが可能である。
The method of manufacturing a press-formed product of this embodiment differs from that of the first embodiment in the second processing step S2. That is, as shown in FIG. 11A, in the
そして、図11Bに示すように、本実施形態の第二の加工工程S2では、まず第四のパッド160を第一の方向X第一側X1へと進出させて角部12aに当接させる。そして、パンチ150が第一のフランジ部となる部分31の先端面31cを第一の方向X第二側X2へ押圧する開始のタイミングから、第四のパッド160は、角部12aを第一の方向第一側X1に押圧し、中間品12の角部12aに対して第一の方向X第二側X2から第一側X1に向かう外力を与える。第四のパッド160によって中間品12に与えられる外力の大きさは、パンチ150によって中間品12に与えられる外力の大きさより小さい。そして、図11Cに示すように、パンチ150によって第一のフランジ部となる部分31が塑性変形し材料が第二のフランジ部40となる範囲に流動しようとするのに応じて、第四のパッド160は、中間品12へ外力を与えつつ第一の方向X第一側X1から第二側X2に向かって移動していく。第四のパッド160によって中間品12へ与える外力は、第二のフランジ部40の形成が完了するまで与えるものとしても良いし、図11Dに示すように第二のフランジ部40が形成される途中までのタイミングで解除しても良い。
Then, as shown in FIG. 11B, in the second processing step S2 of the present embodiment, first, the
以上のように、本実施形態のプレス成形品の製造方法によれば、第一のフランジ部となる部分31の材料を第一の方向X第二側X2へ流動させる加工の開始から、当該加工の完了に至る少なくとも途中まで、基部となる部分21における第一のフランジ部となる部分31と接続された角部12aの第一の方向X第二側X2から第一側X1に向けて外力を与えている。第一のフランジ部となる部分31を塑性変形させることで第一のフランジ部30及び第一のフランジ部と接続されている基部20の各材料には、基部20の第一の方向X第二側X2へと塑性流動するように応力が生じる。しかしながら、第一のフランジ部となる部分31の材料を第一の方向X第二側X2へ流動させる加工の開始から、当該加工の完了に至る少なくとも途中までのプロセスでは、第一の方向X第一側X1に向けて与えている外力により、基部となる部分21から第一の方向X第二側X2への塑性流動を抑制することができる。このため、基部となる部分21及び第一のフランジ部となる部分31の両方から第一の方向X第二側X2へ材料が塑性流動することによって基部20と第一のフランジ部30とが接続された内側部分30dおいて鋭角な折れ込み状の欠陥が形成されてしまうことを抑制することができる。そして、第一のフランジ部となる部分31の材料を第一の方向X第二側X2へ流動させる加工の開始から、当該加工による変形が一定量生じた後に、さらに第一のフランジ部となる部分31の先端面31cに作用する押圧力によって、当該変形で生じた部分を第一の方向X第二側X2へと変形させることで、鋭角な折れ込み状の欠陥が生じてしまうことを抑制しつつ第二のフランジ部40を形成することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a press-formed product of the present embodiment, from the start of processing for flowing the material of the
次に、上記第1の実施形態のプレス成形品の製造方法に関する実施例について、図1~図7、図12及び図13に基づいて説明する。具体的には、図1に示すようなプレス成形品10について、第二の加工工程S2実施後の第一のフランジ部30の厚さT1及び第二のフランジ部40の厚さT2と、第二の加工工程S2実施前の角部12aの外側の半径Rを変化させながら、各形状において内側部分30dに鋭角な折れ込み状の欠陥が生じたかどうか確認を行った。確認は有限要素法による解析により行った。鋼板11の素材としてはJIS G 3113(自動車構造用熱間圧延鋼板及び鋼帯)で規定されるSAPH440を用いた。
Next, examples relating to the method of manufacturing the press-formed product of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7, 12 and 13. FIG. Specifically, regarding the press-formed
そして、第二の加工工程S2実施前の中間品12の形状としては、後述する厚さT1=4mm、6mmのそれぞれと対応するように成形した。図6に示すように、第一のフランジ部となる部分31について、基部となる部分21の第一面21aから第一の方向X第一側X1に張り出す高さH31は、いずれも40mmとした。また、厚さT1=4mmと対応する中間品12では、第一のフランジ部となる部分31の内周面31bの直径を80mm、外周面31aの直径を88mm、厚さT31を4mmとした。また、厚さT1=6mmと対応する中間品12では、第一のフランジ部となる部分31の内周面31bの直径を80mm、外周面31aの直径を92mm、厚さT31を6mmとした。角部12aの外側の半径Rについては、0.1mm及び0.5~6.0mmの範囲で0.5mmずつ変化させた値とした。
The shape of the
そして、第二の加工工程S2を実施した。発明例及び比較例ともに、パンチ150により4000kNの荷重で第一のフランジ部となる部分31の先端面31cを押圧し塑性変形させて、基部となる部分21の第二面21bから第一の方向X第二側X2に張り出す第二のフランジ部40を形成した。第二のフランジ部40は、基部20の第二面20bから第一の方向X第二側X2へ張り出す高さH40(図1参照)を10mmとなるようにした。また、第一のフランジ部30の厚さT1は4mmと6mmの2種類とした。厚さT1=4.0mmの場合には、第二のフランジ部40の厚さT2を、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0mmにそれぞれ変化させ、これにより板厚比T2/T1を、0.25、0、38、0.50、0.63、0.75、0.88、1.0に変化させた。また、厚さT1=6.0mmの場合には、第二のフランジ部40の厚さT2を、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0mmにそれぞれ変化させ、これにより板厚比T2/T1を、0.33、0.42、0.50、0.58、0.67、0.75、0.83、0.92、1.00に変化させた。そして、各板厚比T2/T1で、角部12aの半径Rを上記のとおり変化させて、それぞれにおいて第一のフランジ部30と基部20とが接続した内側部分30dに鋭角な折れ込み状の欠陥が生じていないか確認を行った。
Then, the second processing step S2 was performed. In both the invention example and the comparative example, the
図12及び図13、並びに、表1及び表2に解析結果を示す。表1は、T1=4.0mmにおいて、板厚比T2/T1と角部12aの外側の半径Rとのテーブルとなっている。また、表2は、T1=6.0mmにおいて、板厚比T2/T1と角部12aの外側の半径Rとのテーブルとなっている。表1及び表2の各セルには、各解析条件において(1)式により計算されたR×T2/T1の値が示されている。各セルにおいて、R×T2/T1の値に下線が付されている条件(比較例)では、図13に示すように、内側部分30dについて鋭角な折れ込み状の欠陥Dが形成されたことが解析結果から明らかとなった。すなわち、T2/T1が1以上(T2がT1と同じまたはT2がT1よりも大きい)である場合にはR×T2/T1の値に係らず欠陥Dが形成されることが解析結果から明らかとなった。また、板厚比T2/T1が1未満(T2がT1よりも小さい)であってもR×T2/T1の値が3.5以上である場合には欠陥Dが形成されることが解析結果から明らかとなった。また、各セルにおいて下線が付されていない条件(発明例)では、図12に示すように内側部分30dについて鋭角な折れ込み状の欠陥Dは認められず滑らかな凹曲線状に形成することができた。すなわち、板厚比T2/T1が1.00未満(T2がT1より小さい)であって(1)式により計算されたR×T2/T1の値が3.5未満となることで、第一の加工工程S1及び第二の加工工程S2により、折れ込み状の欠陥Dが形成されず滑らかな凹曲線状の内側部分30dを形成しつつ第一のフランジ部30及び第二のフランジ部40を形成することができた。
12 and 13 and Tables 1 and 2 show the analysis results. Table 1 is a table of the plate thickness ratio T2/T1 and the outer radius R of the
以上、本発明の実施形態及び実施例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As described above, the embodiments and examples of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. be
一枚の金属板から両側にフランジ状に張り出す部分を有するプレス成形品を、フランジ状に張り出す内側部分に鋭角に折れ込んだ欠陥を生じさせてしまうことなく、少ない工程で製造することが可能なプレス成形品の製造方法を提供することができる。よって、産業上の利用可能性が高い。 It is possible to manufacture a press-formed product having flange-like overhanging portions on both sides from a single metal plate in a small number of processes without causing defects such as sharply bent inner portions of the flange-like overhanging portions. It is possible to provide a method for manufacturing a press-molded product that is possible. Therefore, industrial applicability is high.
10、10A、10B プレス成形品
11、11B 鋼板(金属板)
12a、12Ba 角部
20、20A、20B 基部
21c 接続部分
30、30A、30B 第一のフランジ部
40、40A、40B 第二のフランジ部
120、120B 第一のパッド
130、130B 第二のパッド
140、140B 第三のパッド
150、150B パンチ
S1 第一の加工工程
S2 第二の加工工程
R 角部の外側の半径
T1 第一のフランジ部の厚さ
T2 第二のフランジ部の厚さ
X 第一の方向
X1 第一側
X2 第二側10, 10A, 10B Press-formed
12a,
30, 30A, 30B
Claims (4)
前記第一のフランジ部に沿って第一のパッドを配し、
前記第一のフランジ部を挟んで前記第一のパッドと反対側に第二のパッドを配し、
前記基部を挟んで前記第一のフランジ部と反対側に、前記第一のパッドと前記第二のパッドとの隙間よりも小さい隙間を前記第二のパッドとの間に形成して第三のパッドを配し、
前記第一のパッドと前記第二のパッドとの間に、前記第一のフランジ部の前記第一の方向第一側に形成された先端面を押圧するパンチを、第一の方向に進退可能に配し、
前記第一のフランジ部の前記先端面を、前記基部を挟んで前記第一の方向第一側と反対側である第一の方向第二側に押圧することによって、前記第一のフランジ部の材料を前記第一の方向第二側へ流動させて前記基部に対して前記第一の方向第二側へ張り出す第二のフランジ部を形成し、
前記第一のフランジ部と前記基部との内側部分の曲率半径に対して前記第二のフランジ部と前記基部との内側部分の曲率半径が小さく、
前記第二のフランジ部を形成した後の前記第一のフランジ部の厚さT1に対して前記第二のフランジ部の厚さT2は薄く、
前記第二のフランジ部を形成した後の前記第二のフランジ部の厚さT2(mm)と前記第一のフランジ部の厚さT1(mm)の比と、前記角部を形成した後の前記角部の延在方向を横切る断面における前記角部の曲げの外側の半径R(mm)との積、R×T2/T1が3.5未満であるプレス成形品の製造方法。 By plastically deforming a part of a single metal plate, a first flange portion projecting to the first side in the first direction, which is the thickness direction of the plate-shaped base, is formed, and forming a curved corner between the base and the first flange;
Disposing a first pad along the first flange,
Disposing a second pad on the opposite side of the first pad across the first flange,
A gap smaller than the gap between the first pad and the second pad is formed between the second pad and the third pad on the side opposite to the first flange part with the base part interposed therebetween. Arrange pads,
Between the first pad and the second pad, a punch that presses a tip surface formed on the first side in the first direction of the first flange portion can be moved back and forth in the first direction. allotted to
By pressing the tip surface of the first flange portion toward the second side in the first direction opposite to the first side in the first direction across the base portion, the first flange portion is Forming a second flange portion projecting to the second side in the first direction with respect to the base portion by causing the material to flow to the second side in the first direction;
the radius of curvature of the inner portion of the second flange portion and the base portion is smaller than the radius of curvature of the inner portion of the first flange portion and the base portion;
The thickness T2 of the second flange portion is thinner than the thickness T1 of the first flange portion after forming the second flange portion,
The ratio of the thickness T2 (mm) of the second flange after forming the second flange and the thickness T1 (mm) of the first flange, and after forming the corner A method for producing a press-formed product, wherein R×T2/T1, which is the product of the corner portion and the outside radius R (mm) of the bend in the cross section across the extending direction of the corner portion, is less than 3.5.
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