JP7226382B2 - Method for manufacturing pressed parts, die for unbending, and method for forming pressed parts - Google Patents
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本発明は、金型により金属板をプレス成形して天板部とその天板部の両側もしくは片側に形成された縦壁部からなるL字形状部を有するプレス部品を製造するための技術に関する。
本発明は、引張強度が980MPa以上の鋼板である高強度鋼板など、スプリングバック量が大きくなる傾向の金属板を用いた場合に、特に好適である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for manufacturing a pressed part having an L-shaped portion comprising a top plate portion and vertical wall portions formed on both sides or one side of the top plate portion by press-molding a metal plate with a mold. .
The present invention is particularly suitable when using a metal plate that tends to have a large amount of springback, such as a high-strength steel plate, which is a steel plate having a tensile strength of 980 MPa or more.
近年、環境問題に起因した自動車車体の軽量化のため、自動車部品に高強度鋼板が多用されつつある。自動車部品の製作には、製作コストに優れたプレス成形が用いられることが多い。しかし、高強度鋼板は低強度な鋼板と比較して成形後の弾性回復(スプリングバック)が大きく、プレス用金属板として高強度鋼板を用いると、自動車部品をプレス成形で寸法精度良く得ることは困難な場合が多い。このため、高強度鋼板を使用した自動車部品のスプリングバックを抑制するためのプレス部品の製造方法の開発が強く要求されている。 In recent years, high-strength steel sheets have been widely used for automobile parts in order to reduce the weight of automobile bodies due to environmental problems. Automobile parts are often manufactured using press molding, which is excellent in terms of manufacturing costs. However, high-strength steel sheets have a greater elastic recovery (springback) after forming than low-strength steel sheets. It is often difficult. Therefore, there is a strong demand for the development of a method for manufacturing pressed parts for suppressing springback of automobile parts using high-strength steel sheets.
ここで、天板部と縦壁部とが第1曲げ部で連結した断面L字形状のL字形状部を有するプレス部品形状に金属板を成形する際に、縦壁部(フランジ)を二段階に分けてプレス成形する場合がある。この場合、天板部及び縦壁部からなるL字形状部とする部分は、一度、断面クランク状(縦壁部の途中で第1曲げ部と反対側に折り曲げた形状)の予成形形状に成形する予成形工程と、予成形工程で折り曲げた縦壁部の途中部分を曲げ戻す曲げ戻し工程とによって成形される。なお、上記の二段階成形は、例えば、シワ発生を抑制するためなどを目的として実行される。 Here, when forming a metal plate into a press part shape having an L-shaped portion with an L-shaped cross section in which the top plate portion and the vertical wall portion are connected by the first bending portion, the vertical wall portion (flange) is formed into two parts. Press molding may be performed in stages. In this case, the part to be the L-shaped part consisting of the top plate part and the vertical wall part is once formed into a preformed shape with a crank-shaped cross section (a shape in which the vertical wall part is bent to the opposite side to the first bending part in the middle). It is formed by a preforming step of forming and a bending back step of bending back the middle portion of the vertical wall portion that has been bent in the preforming step. Note that the two-stage molding described above is performed for the purpose of, for example, suppressing the occurrence of wrinkles.
このような、断面L字形状のフランジを二段階に分けて成形する部品においては、金型のパンチ肩部稜線部のスプリングバックによる角度変化に加えて、1工程目(予成形工程)のダイ肩部稜線の曲げ戻し部もスプリングバックにより角度変化が生じる。そのため1回で目的とする断面L字形状に成形する場合に比べて、フランジ先端の寸法変化量は増加する。 In such a part where the flange with an L-shaped cross section is formed in two stages, in addition to the angle change due to the springback of the punch shoulder ridge of the mold, the die in the first process (preforming process) The bent back portion of the shoulder ridge also undergoes an angle change due to springback. Therefore, the amount of dimensional change at the tip of the flange increases compared to the case where the desired L-shaped cross section is formed in one step.
上記のような工法で得られたプレス部品のスプリングバックによる角度変化対策としては、フランジの先端が離型後に正寸になるようにあらかじめ金型の形状を正寸から変更しておく成形方法がある。しかし、この成形方法では、実際のスプリングバック量を正確に予測できないと実機での乖離が生じ、金型の修正に時間とコストを要する。また高強度鋼板を用いた場合、材料強度変動起因の寸法精度不良については回避できないおそれがある。 As a countermeasure against angle change due to springback of the pressed parts obtained by the above method, there is a molding method in which the shape of the mold is changed from the correct size in advance so that the tip of the flange becomes the correct size after releasing the mold. be. However, in this molding method, if the actual amount of springback cannot be accurately predicted, deviation occurs in the actual machine, and it takes time and cost to correct the mold. In addition, when high-strength steel sheets are used, there is a possibility that dimensional accuracy failure due to material strength fluctuations cannot be avoided.
この問題の対策としては、特許文献1に記載のワークの曲げ加工方法や、特許文献2に記載の金属板の曲げ成形方法がある。しかし、いずれもパンチ肩部稜線部(第1曲げ部)のスプリングバックによる角度変化対策であり、ダイ肩部稜線の曲げ戻し部のスプリングバックによる角度変化に対しては有効でない。
As countermeasures against this problem, there are a work bending method described in
天板部と縦壁部(フランジ)からなるL字形状部を二段階成形で製造する場合、特許文献1や特許文献2に記載の方法は、パンチ肩部稜線付近にスプリングゴー成分、すなわち表層には圧縮応力、裏層には引張応力を付与し、スプリングバック成分を相殺することで角度変化を抑制するものであるが、前述の曲げ戻し部のスプリングバックによる角度変化は抑制できない。
When manufacturing an L-shaped portion consisting of a top plate portion and a vertical wall portion (flange) by two-step molding, the method described in
本発明は、このような点に着目してなされたもので、天板部と縦壁部(フランジ)からなるL字形状に二段階成形で製造する場合に、簡便な手段によって、縦壁部先端の寸法変化を低減することを目的としている。 The present invention has been made by focusing on such a point, and when manufacturing an L-shape consisting of a top plate portion and a vertical wall portion (flange) by two-step molding, the vertical wall portion can be formed by a simple means. The purpose is to reduce the dimensional change of the tip.
筆者らは、天板部とその天板部の両側および片側に形成された縦壁部(フランジ)を備えた形状を有するプレス部品を対象に、天板部に対する縦壁部の角度変化を抑制でき、かつ複雑な金型構成を要しないプレス方法について検討したところ、下記(1)、(2)の知見を得た。
(1)曲げたダイ肩部稜線の曲げ戻し部に対し、凸形状を付与し、次工程で正規形状に曲げ伸ばすことで曲げ戻し部の表裏応力差が減少し、曲げ戻し部の角度変化が小さくなる。
(2)ダイ肩部稜線の曲げ戻し部に、凸形状を付与し、次工程で正規形状に曲げ伸ばすことで、曲げ戻し部にスプリングバック成分とスプリングゴー成分が共存し、材料強度変動時の角度変化量が小さくなる(材料強度感受性が低下する)。
ここで、材料強度感受性とは、金属板の材料強度変化に対する寸法精度の変化の指標であり、材料強度感受性が小さいとは、材料強度変化に対する寸法精度の変化が小さいことを指す。
このような知見に基づき本発明をなした。
The authors targeted a press part with a top plate and vertical walls (flanges) formed on both sides and one side of the top plate, and suppressed the angle change of the vertical wall with respect to the top plate. The following findings (1) and (2) were obtained as a result of examination of a pressing method that can be performed and that does not require a complicated mold configuration.
(1) A convex shape is given to the unbent part of the bent die shoulder ridge line, and in the next process, the difference in stress between the front and back of the unbent part is reduced by bending and stretching to a regular shape, and the angle change of the unbent part is reduced. become smaller.
(2) By giving a convex shape to the bent back part of the die shoulder ridge line and bending and stretching it into a regular shape in the next process, the spring back component and the spring go component coexist in the bent back part, and when the material strength fluctuates Angular variation is reduced (material strength sensitivity is reduced).
Here, material strength sensitivity is an index of change in dimensional accuracy with respect to change in material strength of the metal plate, and small material strength sensitivity means that change in dimensional accuracy is small with respect to change in material strength.
The present invention was made based on such findings.
すなわち、本発明の一態様は、天板部と上記天板部に第1曲げ部を介して連続する縦壁部とを有するプレス部品形状に、金属板をプレス成形してプレス部品を製造するプレス部品の製造方法であって、上記縦壁部における、上記天板部から離れる方向を離隔方向としたとき、上記金属板を、上記第1曲げ部で曲げると共に、上記縦壁部となる板材部分における上記離隔方向での途中位置である第2曲げ部で上記第1曲げ部とは反対方向に曲げる予成形工程と、上記予成形工程の後に、上記第2曲げ部を曲げ戻す曲げ戻し工程と、を備え、上記曲げ戻し工程で曲げ戻す際に、上記縦壁部となる板材部分に対し、上記離隔方向の断面が上記予成形工程での上記第2曲げ部の凸方向と反対方向に凸となる凸形状部を付与し、上記凸形状部における最大突出部の位置を、上記第2曲げ部であった領域内に配置する、ことを要旨とする。 That is, one aspect of the present invention is to manufacture a pressed part by press forming a metal plate into a pressed part shape having a top plate portion and a vertical wall portion continuous to the top plate portion via a first bent portion. In the method of manufacturing a pressed part, the metal plate is bent at the first bending portion, and a plate material serving as the vertical wall portion, when the direction of the vertical wall portion separating from the top plate portion is defined as the separation direction. a preforming step of bending in a direction opposite to the first bending portion at a second bending portion located midway in the separation direction of the portion; and a bending back step of bending back the second bending portion after the preforming step. and, when bending back in the bending back step, the cross section in the separation direction of the plate material portion to be the vertical wall portion is in the opposite direction to the convex direction of the second bent portion in the preforming step. The gist of the invention is that a protruding portion is provided, and the position of the maximum protruding portion of the protruding portion is arranged within the region that was the second bent portion.
また、本発明の他の態様は、天板部と上記天板部に第1曲げ部を介して連続する縦壁部とを有するプレス部品形状に金属板をプレス成形するために、上記金属板を、上記第1曲げ部で曲げ且つ上記縦壁部となる板材部分の途中位置である第2曲げ部で上記第1曲げ部とは反対方向に曲げた予成形形状に成形する予成形工程と、上記予成形工程後に上記第2曲げ部を曲げ戻す曲げ戻し工程とを有するプレス部品の製造方法における、上記曲げ戻し工程で用いられる金型であって、上記縦壁部となる板材に当接する金型の成形面が、上記縦壁部となる板材部分に対し、上記第1曲げ部から離隔する方向の断面が上記予成形工程での上記第2曲げ部の凸方向と反対方向に凸となり且つその凸の最大突出部の位置が上記第2曲げ部となる領域内に配置された凸形状部を付与可能な形状となっている、ことを要旨とする。 In another aspect of the present invention, the metal plate is press-molded into a press part shape having a top plate portion and a vertical wall portion continuous to the top plate portion via a first bent portion. is bent at the first bent portion and bent in a direction opposite to the first bent portion at a second bent portion, which is an intermediate position of the plate material portion to be the vertical wall portion, into a preformed shape. and a bending back step of bending back the second bent portion after the preforming step, a die used in the bending back step, wherein the die is in contact with the plate material to be the vertical wall portion. The molding surface of the mold has a cross section in a direction away from the first bent portion with respect to the plate material portion to be the vertical wall portion, and the cross section is convex in the direction opposite to the convex direction of the second bent portion in the preforming step. Further, the gist of the present invention is that the position of the maximum projecting portion of the projection has a shape capable of providing a projecting portion disposed within the region that becomes the second bent portion.
本発明の態様によれば、一度曲げた第2曲げ部(曲げ戻し部)を曲げ戻す際に、縦壁部に対し、曲げ戻し部と重なる位置に凸形状部を付与することで、天板部と縦壁部(フランジ)からなるL字形状に二段階成形で製造する場合でも、簡便な手段によって、縦壁部先端の寸法変化を低減することが可能となる。
また、その後に、縦壁部を目的とする正規の形状に曲げ伸ばす場合には、更に、縦壁部先端の寸法変化を低減することが可能となる。
なお、目的の部品形状として、縦壁部が上記の凸形状部からなる膨らみを許容可能であれば、その形状を最終形状としても良い。
According to the aspect of the present invention, when the once bent second bent portion (unbent portion) is bent back, the vertical wall portion is provided with a convex portion at a position overlapping with the unbent portion, whereby the top plate is Even in the case of two-step molding of an L-shape consisting of a portion and a vertical wall portion (flange), it is possible to reduce the dimensional change at the tip of the vertical wall portion by a simple means.
In addition, when the vertical wall portion is subsequently bent and stretched into the intended regular shape, it is possible to further reduce the dimensional change at the tip of the vertical wall portion.
Note that, as the target component shape, if the vertical wall portion can allow the bulge formed by the above-described convex shape portion, that shape may be used as the final shape.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
<プレス部品形状>
本実施形態が対象とするプレス部品2のプレス部品形状は、図1のような、少なくとも一部の部品形状として、天板部1Aと天板部1Aに第1曲げ部1Cを介して連続する縦壁部1Bとからなる断面L字形状のL字形状部1を有する。すなわち、本実施形態は、少なくとも一部にL字形状部1を有するプレス部品2であれば対象となる。なお、縦壁部1Bの先端部にフランジ部が形成されていても良い。フランジ部がない場合には、縦壁部1Bはフランジを構成する。
なお、図1に記載の寸法は、実施例での寸法を併記したもので、本発明をなんら制限するものではない。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Press part shape>
The pressed part shape of the pressed
Note that the dimensions shown in FIG. 1 are also the dimensions in the example, and do not limit the present invention.
以下、金属板10を目的とするプレス部品形状のプレス部品2にプレス成形する際におけるL形状部1の部分だけに着目し、そのL字形状部1をプレス成形する場合について説明する。
In the following, a description will be given of the case where the L-shaped
<1回成形でL形状部1を成形する場合(参考例)>
平らな金属板10を1回のプレス成形によってL字形状部1を成形する場合、例えば、図2(a)のように、天板部1Aとなる位置をパンチ50(下型)とパッド51で拘束した状態で、ダイ52(上型)をパンチ50に向けて下降させて実行する。この成形によって金属板10をパンチ50の肩部稜線で折り曲げることで、天板部1Aと縦壁部1Bとが第1曲げ部1C(パンチ肩部稜線に当接する部分)を介した断面L字状の形状とに成形される。
その後、適宜、図2(b)のような金型53、54でリストライク加工が施されることで、縦壁部1Bの整形が実行される。
<When forming the L-shaped
When the
After that, the
<二段階成形でL形状部1を成形する場合(本実施形態が前提とする工法)>
一方、平坦な金属板10を2段階のプレス成形(2回成形とも記載する)でL字形状部1を成形する場合、図3に示すように、予成形工程3Aと曲げ戻し工程3Cとの二回の成形で実行される。
本実施形態では、曲げ戻し工程3Cの後にリストライク加工を行うリストライク工程3Dを有する。
また、本実施形態では、予成形工程3Aと曲げ戻し工程3Cとの間にトリム工程3Bを備える。トリム工程3Bは、例えば、予成形工程3A後の金属板10における縦壁部1Bの先端部となる領域のトリム処理を実行して、縦壁部1Bの端部形状を整える。予成形工程3Aで曲げた後にトリムを行うのは、製品の形状精度を高くするためである。
ここで、縦壁部1Bにおける、天板部1Aや第1曲げ部1Cから離れる方向(縦壁部1Bの先端に向かう方向)を離隔方向(図4、図5中、上下方法)と記載する。
<When forming the L-shaped
On the other hand, when forming the L-shaped
In this embodiment, a
Moreover, in this embodiment, the
Here, the direction in which the
[予成形工程3A]
予成形工程3Aは、金属板10を、第1曲げ部1Cで曲げると共に、縦壁部1Bとなる板材部分における離隔方向での途中位置である第2曲げ部1Dで第1曲げ部1Cとは反対方向に曲げるプレス成形によって、クランク形状からなる予成形形状4(図4(b)参照)の中間部品を成形する工程である。
予成形工程3Aは、例えば、図4(a)、図5(a)に示すように、天板部1Aとなる位置をパンチ56(下型)とパッド57で拘束した状態で、ダイ55(上型)をパンチ56に向けて下降させて実行する。この成形によって、金属板10をパンチ56の肩部稜線で折り曲げることで、天板部1Aと縦壁部1Bとの間の第1曲げ部1C(パンチ肩部稜線に当接する部分)を形成すると共に、ダイ55の肩部稜線で縦壁部1Bとなる板材の途中位置を第1曲げ部1Cとは反対方向に曲げて第2曲げ部1Dを形成して、クランク状の予成形形状4となる(図4(b)参照)。
[
In the preforming
In the preforming
第2曲げ部1Dは、離隔方向と交差する方向に延在している。例えば、第2曲げ部1Dは、第1曲げ部1Cと平行な方向に延在させる。
上記説明では、予成形工程3Aのプレス成形として、パッドフォーム成形を例示したが、予成形工程3Aのプレス成形として、フォーム成形やドロー成形等を採用しても構わない。
The second
In the above description, pad foam molding was exemplified as the press molding in the preforming
[曲げ戻し工程3C]
曲げ戻し工程3Cでは、予成形工程3Aで成形した予成形形状4の第2曲げ部1Dを曲げ戻すプレス成形を実行する。
曲げ戻し工程3Cは、例えば、図4(b)に示すように、天板部1Aとなる位置をパンチ58(下型)とパッド60で拘束した状態で、ダイ59(上型)をパンチ58に向けて下降させて実行する。この成形の際に、図5(b)のように、縦壁部1Bとなる板材を、パンチ58の側壁部に形成されるパンチ側成形面58Aと、ダイ59の側壁部に形成されるダイ側成形面59Aで挟み込むことで、第2曲げ部1Dが曲げ戻されて縦壁部1Bとなる。
[Bending back
In the bending back
In the bending back
ここで、従来にあっては、曲げ戻し成形によって、縦壁部1Bの形状を目的とするプレス部品2での縦壁部形状に成形する。通常は、縦壁部1Bのベースとなる断面形状は先端部に向けて平坦な形状(断面直線形状)に設定される。
そのため、従来にあっては、曲げ戻し工程3C用の金型における、縦壁部1Bを成形する成形面(パンチ側成形面58A及びダイ側成形面59A)は、目的とするL形状部1での縦壁部1Bの面と同じ、平坦な平面として設定される。
ここで、この平坦な面(目的とするL形状部1での縦壁部1Bの面と等価)を、基準面Hと記載する。
これに対し、本実施形態では、曲げ戻し工程3Cで曲げ戻す際に、図5(c)に示すように、縦壁部1Bとなる板材部分に対し、離隔方向の断面が予成形工程3Aでの第2曲げ部1Dの凸方向と反対方向に凸となる凸形状部5を付与する。このとき、凸形状部5における最大突出部の位置が、第2曲げ部1Dであった領域内に配置されるように設計する。
Here, conventionally, the shape of the
Therefore, conventionally, the forming surfaces (punch-
Here, this flat surface (equivalent to the surface of the
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 5(c), when bending back in the bending back
本実施形態では、図5、図6に示すように、縦壁部1Bに当接するパンチ側成形面58A及びダイ側成形面59Aを、基準面Hに対し、離隔方向の断面が予成形工程3Aでの第2曲げ部1Dの凸方向と反対方向に凸となり且つその凸の最大突出部の位置が第2曲げ部1Dとなる領域内に配置された凸形状部5を付与可能な形状とする。
具体的には、図5、図6に示すように、パンチ側成形面58Aを、基準面Hに対し、上記の凸形状部5に対応する位置に凸形状部5に倣った膨らみ部を付与した凸形状58Aaとし、ダイ側成形面59Aを、基準面Hに対し、上記の凸形状部5に対応する位置に凸形状部5に倣ったへこみ形状59Aaを付与した形状とする。
In this embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the punch-
Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, the punch-
凸形状部5の最大突出部の位置は、第2曲げ部1D(曲げ戻し部1E)の位置を3等分したうちの中央部の領域に位置することが好ましい。より好ましくは、凸形状部5の最大突出部の位置が第2曲げ部1Dの頂部に当接するように配置する。
離隔方向における凸形状部5の線長は、第2曲げ部1Dの線長以上であることが好ましい。また、離隔方向における凸形状部5の線長は、例えば、第2曲げ部1Dの線長の2倍以下とする
It is preferable that the position of the maximum protruding portion of the
It is preferable that the line length of the
凸形状部5の最大突出部の位置での曲率半径が、第2曲げ部1Dの中央部位置での曲率半径よりも広いことが好ましい。
また、凸形状部5の最大突出部位置での高さを1mm以上が好ましい。また、凸形状部5の最大突出部位置での高さは、例えば、板厚以上で板厚の10倍以下とする。
曲げ戻し工程3Cにおいて、成形面を有する金型を用いることで、縦壁部1Bの第2曲げ部1Dであった領域(曲げ戻し部1E)に凸形状部5が付与される。
なお、凸形状部5の高さは、例えば、基準面Hを基準に求めればよい。
It is preferable that the radius of curvature at the position of the maximum protruding portion of the
Moreover, it is preferable that the height of the
In the
The height of the
ここで、縦壁部1Bに対し離隔方向において部分的に凸形状部5を付与すると、離隔方向における、凸形状部5の左右両側に相対的に凹形状部6も形成される。上記説明では、凹形状部6が、凸形状部5を部分的に形成することで付与される場合を説明しているが、凹形状部6の底辺位置を基準面Hに対しマイナス方向となるように設定しても良い。この場合、例えば、凹形状部6の深さは凸形状部5よりも浅く形成する。
凹形状部6は、凸形状部5の左右両側の少なくとも一方に設ければ良い。凹形状部6は、その曲率半径などを調整することで、曲げ戻し後の表層の圧縮応力を調整可能である。なお、凹形状部6は、隔離方向の断面が、凸形状部5とは反対側に凸となった形状である。
Here, if the
The
[リストライク工程3D]
リストライク工程3Dでは、図4(c)、図5(c)に示すように、縦壁部1Bに対して、金型59~61によって、目的とする縦壁部1Bの形状に整形するリストライク加工を施す。
[
In the
(動作その他)
<1回成形の場合>
平らな金属板10を1回のプレス成形によってL字形状部1を成形した場合、曲げ稜線(第1曲げ部1C)の表層(凸側)には引張の応力が発生し裏層(凹側)には圧縮の応力が発生する。そして、離型時にこれらの応力が解放されることで、スプリングバックが発生し、曲げ稜線部の角度変化が生じる。このように、1回成形でL字形状部1を成形する場合、金属板10に付与される曲げ稜線はパンチ肩部のみとなる。
(Other operations)
<For one-time molding>
When the
<従来の二段階成形の場合>
ここで、L字形状部1を上述のように二段階で成形、すなわち予成形工程3Aで縦壁部1Bの途中まで成形し、次工程の曲げ戻し工程3Cで、第2曲げ部1Dが平坦となる位置まで曲げ戻して目的のL字形状部1を成形する場合を想定する。
<In the case of conventional two-stage molding>
Here, the L-shaped
この場合には、第1曲げ部1Cを構成する曲げ稜線と共に、予成形工程3Aのダイ59の肩部に当接する位置にも曲げ稜線(第1曲げ部1Cとは反対側に曲げられた第2曲げ部1D)が付与される。この第2曲げ部1Dを構成する稜線が目的とする形状(平坦な形状)へと曲げ戻されることで、曲げ戻された曲げ戻し部1E(第2曲げ部1Dであった位置)の表層(第2曲げ部1Dでの凹側)に引張応力が発生し、裏層(第2曲げ部1Dでの凸側)には圧縮応力が発生する。
このように、二段階で成形した場合、第1曲げ部1Cに加えて、第2曲げ部1Dであった曲げ戻し部1Eにもスプリングバックによる角度変化が同方向に生じる。
このため、1回成形に比べ、縦壁部1Bの先端での寸法変化量は大きくなる。
In this case, along with the bending ridgeline forming the
In this way, when the molding is performed in two steps, in addition to the first
Therefore, the amount of dimensional change at the tip of the
<本実施形態の二段階成形の場合>
これに対し、本実施形態では、曲げ戻し成形の際に、縦壁部1Bに当接するパンチ側成形面58A及びダイ側成形面59Aに、凸形状58Aa又はへこみ形状59Aaを、縦壁部1Bとなる板材における曲げ戻し部1Eとなる位置を当接させる領域と重なる位置に形成した金型を用いて、第2曲げ部1Dに対し曲げ戻し成形を実行する。
この結果、本実施形態では、この曲げ戻しの際に、縦壁部1Bにおける、曲げ戻し部1Eと重なる領域に対し、離隔方向の断面が、第2曲げ部1Dでの凸方向とは反対方向への凸となるように膨らんだ凸形状部5を付与する。
<In the case of two-stage molding of the present embodiment>
On the other hand, in the present embodiment, the punch-
As a result, in the present embodiment, during this bending back, the cross section of the
曲げ戻し工程3Cでの曲げ戻しの際に、縦壁部1Bに凸形状部5を付与することで、
曲げ戻し部1Eでの表層の引張応力が若干増加するものの、凸形状部5を部分的に形成することで凸形状部5の両側に形成された2つの凹形状部6となる部分に圧縮応力が発生し、2つの凹形状部6となる部分に発生する圧縮応力で曲げ戻し部1Eに発生する引張応力を相殺する。これによって、凸形状部5を形成しない従来法の場合に比べて、縦壁部1Bの先端でのスプリングバック量が低減することを確認した。
By providing the
Although the tensile stress of the surface layer at the bent-
このように、本実施形態では、縦壁部1Bに対し圧縮と引張を共存させることで、スプリングバック量が減少すると共に、材料強度感受性も下げる効果が発生する。
ここで、離隔方向における凸形状部5の線長が長い方が、圧縮応力も引張応力も広い範囲で供給される。
また、本実施形態では、凹形状部6が曲げ戻し部1Eに重ならないように配置されているが、一部曲げ戻し部1Eと重なっていても構わない。
As described above, in the present embodiment, both compression and tension are applied to the
Here, the longer the linear length of the protruded
Further, in the present embodiment, the recessed
更に、本実施形態では、曲げ戻し工程3Cの後工程としてリストライク工程3Dを実行する。
リストライク加工によって、上記の凸形状部5及び凸形状部5を潰すように曲げ伸ばし成形を実行する。
このリストライク加工の効果は、従来のリストライク加工の効果と異なり、曲げ戻し部1Eの表層の引張応力が消し込まれると共に、両側の凹形状部6で発生していた圧縮応力も消し込まれる。この結果、更に、より有効にスプリングバック量が減少する。
Furthermore, in the present embodiment, the
By restrike processing, bending and stretching are performed so as to crush the
The effect of this restriking process is different from the effect of the conventional restriking process, in that the tensile stress in the surface layer of the unbent
以上のように、本実施形態によれば、一度曲げた第2曲げ部1D(曲げ戻し部1E)を曲げ戻す際に、縦壁部1Bに対し、その曲げ戻し部1Eの領域に重なるように凸形状部5を付与することで、天板部1Aと縦壁部1B(フランジ)からなるL字形状に二段階成形で製造する場合でも、簡便な手段によって、縦壁部1Bの先端の寸法変化を低減することが可能となる。
また、その後に、縦壁部1Bを目的とする部品形状に曲げ伸ばすことで、更に、縦壁部1Bの先端の寸法変化を低減することが可能となる。
なお、目的の部品形状として、縦壁部1Bが上記の凸形状部5からなる膨らみを許容可能であれば、その形状を最終形状としても良い。
As described above, according to the present embodiment, when the once-bent second
Further, after that, by bending and stretching the
If the
(効果)
本実施形態は、例えば次のような効果を奏する。
(1)本実施形態は、天板部1Aと上記天板部1Aに第1曲げ部1Cを介して連続する縦壁部1Bとを有するプレス部品形状に、金属板10をプレス成形してプレス部品2を製造するプレス部品2の製造方法であって、上記縦壁部1Bにおける、上記天板部1Aから離れる方向を離隔方向としたとき、上記金属板10を、上記第1曲げ部1Cで曲げると共に、上記縦壁部1Bとなる板材部分における上記離隔方向での途中位置である第2曲げ部1Dで上記第1曲げ部1Cとは反対方向に曲げる予成形工程3Aと、上記予成形工程3Aの後に、上記第2曲げ部1Dを曲げ戻す曲げ戻し工程3Cと、を備え、上記曲げ戻し工程3Cで曲げ戻す際に、上記縦壁部1Bとなる板材部分に対し、上記離隔方向の断面が上記予成形工程3Aでの上記第2曲げ部1Dの凸方向と反対方向に凸となる凸形状部5を付与し、上記凸形状部5における最大突出部の位置を、上記第2曲げ部1Dであった領域内に配置する。
(effect)
This embodiment has the following effects, for example.
(1) In the present embodiment, a
例えば、天板部1Aと上記天板部1Aに第1曲げ部1Cを介して連続する縦壁部1Bとを有するプレス部品形状に金属板10をプレス成形するために、上記金属板10を、上記第1曲げ部1Cで曲げ且つ上記縦壁部1Bとなる板材部分の途中位置である第2曲げ部1Dで上記第1曲げ部1Cとは反対方向に曲げた予成形形状4に成形する予成形工程3Aと、上記予成形工程3A後に上記第2曲げ部1Dを曲げ戻す曲げ戻し工程3Cとを有するプレス部品2の製造方法における、上記曲げ戻し工程3Cで用いられる金型として、上記縦壁部1Bとなる板材に当接する金型の成形面が、上記縦壁部1Bとなる板材部分に対し、上記第1曲げ部1Cから離隔する方向の断面が上記予成形工程3Aでの上記第2曲げ部1Dの凸方向と反対方向に凸となり且つその凸の最大突出部の位置が上記第2曲げ部1Dとなる領域内に配置された凸形状部5を付与可能な形状となっていることを特徴とする曲げ戻し用の金型を使用する。
For example, in order to press-form the
この構成によれば、2段階成形でL字形状部1を成形しても、L字状に折り曲げられた縦壁部1Bとなる板材部分を曲げ戻す際に、縦壁部1Bとなる板材部分に凸形状部5を設け且つその凸形状部5を設ける領域を特定することによって、縦壁部1Bに対し圧縮と引張を共存させることで、スプリングバック量が減少すると共に、材料強度感受性も下げることが可能となる。
According to this configuration, even if the L-shaped
(2)このとき、上記曲げ戻し工程3Cで曲げ戻す際に、上記凸形状部5と共に、上記離隔方向における上記凸形状部5の両側の少なくとも一方に凹形状部6を積極的に付与してもよい。
例えば、上記縦壁部1Bとなる板材に当接する金型の成形面は、上記縦壁部1Bとなる板材部分に対し、上記凸形状部5と共に、上記離隔方向における上記凸形状部5の両側の少なくとも一方に凹形状部6を付与可能な形状となっている曲げ戻し用の金型を採用する。
この構成によれば、曲げ戻しの際に、凸形状部5の両側の少なくとも一方に形成される凹形状部6によって付与れる圧縮応力を調整可能となる。
(2) At this time, when bending back in the bending-
For example, the molding surface of the mold that abuts on the plate member forming the
According to this configuration, it is possible to adjust the compressive stress applied by the
(3)本実施形態では、上記曲げ戻し工程3Cの後に、上記縦壁部1Bとなる板材部分を、目的の縦壁部1Bの板形状にリストライク加工を施すリストライク工程3Dを有する。
この構成によれば、更に、縦壁部1Bの先端でのスプリングバック量を低減可能となる。
(3) In the present embodiment, after the bend-back
According to this configuration, it is possible to further reduce the amount of springback at the tip of the
(4)上記凸形状部5の最大突出部位置での高さを1mm以上とする。
この構成によれば、確実にスプリングバック量を低減可能となる。
(4) The height of the
With this configuration, it is possible to reliably reduce the amount of springback.
(5)本実施形態のプレス部品2の製造方法で使用する金属板10は、引張強度が980MPa以上の高強度鋼板であっても良い。
スプリングバックが発生しやすい高強度鋼板であっても、確実にスプリングバック量を低減可能となる。
(5) The
It is possible to reliably reduce the amount of springback even with a high-strength steel sheet that tends to cause springback.
次に、本実施形態に基づく実施例について説明する。
図1に示すような部品形状モデルに成形する解析条件で、1回成形、従来の二段階成形、本発明例の二段階成形についてシミュレーション解析(プレス成形解析及びスプリングバック)を実行した。
従来の二段階成形では、曲げ戻し工程3Cでの縦壁部1Bを成形する金型の成形面を断面直線状(基準面H)に設定した。
一方、発明例の二段階成形では、曲げ戻し工程3Cでの縦壁部1Bを成形する金型の成形面として、断面直線状(基準面H)をベースとし、当該成形面58A、59Aを、本発明に基づく凸形状部5に倣った凸形状58Aa若しくはへこみ形状59Aaを付与した形状とした。
また、成形される金属板10として、表1に示す高強度鋼板を用いた。
Next, examples based on this embodiment will be described.
Simulation analysis (press forming analysis and springback) was performed for one-step forming, conventional two-step forming, and two-step forming of the example of the present invention under analysis conditions for forming into a part shape model as shown in FIG.
In the conventional two-step molding, the molding surface of the mold for molding the
On the other hand, in the two-step molding of the invention example, as the molding surface of the mold for molding the
Moreover, the high-strength steel plate shown in Table 1 was used as the
なお、金属板10の板厚を1.6mmとし、金型と金属板10との摩擦係数μを0.12とした。
そして、縦壁部1Bの先端でのスプリングバック量と縦壁部1Bでの応力状態とを比較して評価を実行した。
The plate thickness of the
Then, the amount of springback at the tip of the
次に評価結果について説明する。
(応力状態の比較)
<1回成形の場合>
1回成形の場合、図7に示すように、第1曲げ部1Cの表層に引張応力が発生した。
その後のリストライク工程3Dを実行することによって、第1曲げ部1Cの表層に発生した引張応力が若干小さくなった。
Next, the evaluation results will be explained.
(Comparison of stress states)
<For one-time molding>
In the case of one-time molding, as shown in FIG. 7, tensile stress was generated in the surface layer of the first
By performing the
<従来の二段階成形の場合>
従来の二段階成形の場合、図8に示すように予成形工程3Aによって、第1曲げ部1Cの表層に引張応力が、第2曲げ部1Dの表層に圧縮応力が発生した。次に、曲げ戻し工程3Cによって、第1曲げ部1Cの表層に引張応力が、曲げ戻し部1E(第2曲げ部1D)の表層に引張応力が発生していた。更に、その後のリストライク工程3Dによって、曲げ戻し部1E(第2曲げ部1D)の引張応力が若干小さくなった。ただし、その低減は、本発明例よりも大幅に小さい。
<In the case of conventional two-stage molding>
In the case of the conventional two-stage molding, as shown in FIG. 8, the preforming
<発明例の二段階成形の場合>
一方、発明例の二段階成形の場合、図9に示すように、曲げ戻し工程3Cによって、第1曲げ部1Cの表層に引張応力が、曲げ戻し部1E(第2曲げ部1D)の表層に引張応力が発生していたが、曲げ戻し部1Eの上下位置(凹形状58Abの位置)に圧縮応力が発生していた。
更に、その後のリストライク工程3Dによって、図9に示すように、第1曲げ部1Cの表層に発生した引張応力が若干小さくなると共に、曲げ戻し部1E(第2曲げ部1D)の引張応力が消し込まれていることが分かった。また、曲げ戻し部1Eの上下位置に発生していた圧縮応力も小さくなっていた。
<In the case of two-stage molding of the invention example>
On the other hand, in the case of the two-stage molding of the invention example, as shown in FIG. A tensile stress was generated, but a compressive stress was generated at the upper and lower positions of the unbent
Further, in the
(スプリングバック量と材料強度感受性について)
1回成形、従来の二段階成形、及び本発明例の二段階成形で、の曲げ戻し工程3C後、及びリストライク工程3D後の、各スプリングバック量と材料強度感受性を求めたところ、図11、及び図12の結果を得た。このとき、図10に示すように、曲げ戻し工程3Cでの成形面58Aに隔離方向に沿って部分的に凸形状58Aaを設けた。
図11から分かるように、本発明例の二段階成形でのスプリングバック量は、1回成形でのリストライク加工前のスプリングバック量に近い値となることが分かった。また、本発明例の二段階成形でのスプリングバック量は、曲げ戻し工程3C後もリストライク工程3D後も共に、従来の二段階成形に比べて小さく抑えられることが分かった。
(Regarding springback amount and material strength sensitivity)
In the one-time molding, the conventional two-stage molding, and the two-stage molding of the example of the present invention, the amount of springback and the material strength sensitivity after the bending back
As can be seen from FIG. 11, it was found that the amount of springback in the two-stage molding of the example of the present invention was close to the amount of springback before restrike processing in one-time molding. In addition, it was found that the amount of springback in the two-step molding of the present invention example can be suppressed to a smaller value than in the conventional two-step molding both after the
また図12から分かるように、材料強度感受性についても、本発明例の二段階成形の方が、従来の二段階成形に比べて低減できることが分かった。
ここで、図12では、材料強度感受性の指標として、引張強度が1180MPaの金属板と引張強度が980MPaの金属板とを用いた場合における、両者のスプリングバック量の差の絶対値を採用した。
また、従来の二段階成形、本発明例の二段階成形での曲げ戻し工程3C後における縦壁部1Bのスプリングバック状態を、図13に示す。これは、本発明例の二段階成形での成形面に設けた凸形状58Aaの曲率半径を20mm(R20)、40mm(R40)、60mm(R60)とした場合について、従来の二段階成形(曲率半径=0mm)と比較したものである。
Also, as can be seen from FIG. 12, it was found that the two-stage molding of the present invention can reduce the sensitivity to material strength as compared with the conventional two-stage molding.
Here, in FIG. 12, the absolute value of the difference in the amount of springback between a metal plate with a tensile strength of 1180 MPa and a metal plate with a tensile strength of 980 MPa is used as an index of material strength sensitivity.
FIG. 13 shows the springback state of the
図13から分かるように、本発明例の二段階成形では、従来の二段階成形に比べてスプリングバック量が低減し、且つ、成形面に設ける凸形状58Aaの曲率半径に関わらず、ほぼ同程度のスプリングバック量となることが分かった。
更に、リストライク工程3D後の、従来の二段階成形、本発明例の二段階成形でのスプリングバックの状態を、図14に示す。
図14から分かるように、本発明例の二段階成形では、従来の二段階成形に比べてスプリングバック量が低減し、且つ、成形面に設ける凸形状58Aaの曲率半径に関わらず、ほぼ同程度のスプリングバック量となることが分かった。
As can be seen from FIG. 13, in the two-step molding of the example of the present invention, the amount of springback is reduced compared to the conventional two-step molding, and regardless of the curvature radius of the convex shape 58Aa provided on the molding surface, it is almost the same. It was found that the amount of springback was
Further, FIG. 14 shows the state of springback in the conventional two-step molding and the two-step molding of the example of the present invention after the
As can be seen from FIG. 14, in the two-step molding of the example of the present invention, the amount of springback is reduced compared to the conventional two-step molding, and regardless of the curvature radius of the convex shape 58Aa provided on the molding surface, it is almost the same. It was found that the amount of springback was
ここで、本発明例の二段階成形について、成形面に形成する凸形状58Aaの曲率半径を40mmに固定し、凹形状部6の曲率半径を20mm(R20)、40mm(R40)、60mm(R60)とした場合について、スプリングバック量を求めた。この場合も、縦壁部1Bの先端でのスプリングバック量を求めたところ、従来の二段階成形に比べてスプリングバック量が低減し、且つ、成形面に設ける凹形状の曲率半径に関わらず、ほぼ同程度のスプリングバック量となることが分かった。
Here, for the two-step molding of the example of the present invention, the curvature radius of the convex shape 58Aa formed on the molding surface is fixed at 40 mm, and the curvature radius of the
更に、成形面に形成する凸形状58Aaの最大突出部の高さを1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、2.8mmとした場合について、スプリングバック量を求めた。
この場合も、縦壁部1Bの先端でのスプリングバック量を求めたところ、従来の二段階成形に比べてスプリングバック量が低減し、且つ、成形面に設ける凸形状58Aaの高さに関わらず、ほぼ同程度のスプリングバック量となることが分かった。
Furthermore, the amount of springback was obtained when the height of the maximum protruding portion of the convex shape 58Aa formed on the molding surface was 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, and 2.8 mm.
Also in this case, when the amount of springback at the tip of the
なお、上記凸形状58Aaの曲率半径は、凸形状58Aaの頂点での曲率半径に設定した。
また、成形面に設けた凸形状58Aaに倣った凸形状部5が、曲げ戻し工程3Cによって縦壁部1Bに形成された。
以上のように、本発明に基づく二段階成形を採用することで、二段階成形で縦壁部1Bを形成しても、スプリングバック量を抑えることができることが分かった。
The radius of curvature of the convex shape 58Aa is set to the radius of curvature at the vertex of the convex shape 58Aa.
Further, the
As described above, it was found that by adopting the two-stage molding based on the present invention, the amount of springback can be suppressed even if the
1 L字形状部
1A 天板部
1B 縦壁部
1C 第1曲げ部
1D 第2曲げ部
1E 曲げ戻し部
2 プレス部品
3A 予成形工程
3B トリム工程
3C 曲げ戻し工程
3D リストライク工程
4 予成形形状
5 凸形状部
6 凹形状部
10 金属板
58A パンチ側成形面
59A ダイ側成形面
58Aa 凸形状
58Ab 凹形状
59A ダイ側成形面
H 基準面
1 L-shaped
Claims (7)
上記縦壁部における、上記天板部から離れる方向を離隔方向としたとき、
上記金属板を、上記第1曲げ部で曲げると共に、上記縦壁部となる板材部分における上記離隔方向での途中位置である第2曲げ部で上記第1曲げ部とは反対方向に曲げる予成形工程と、
上記予成形工程の後に、上記第2曲げ部を曲げ戻す曲げ戻し工程と、を備え、
上記曲げ戻し工程で曲げ戻す際に、上記縦壁部となる板材部分に対し、上記離隔方向の断面が上記予成形工程での上記第2曲げ部の凸方向と反対方向に凸となる凸形状部を付与し、
上記凸形状部における最大突出部の位置を、上記第2曲げ部であった領域内に配置する、
ことを特徴とするプレス部品の製造方法。 A method for manufacturing a pressed part by press-molding a metal plate into a pressed part shape having a top plate portion and a vertical wall portion continuous with the top plate portion via a first bent portion, the method comprising:
When the vertical wall portion is separated from the top plate portion as a separation direction,
Preforming in which the metal plate is bent at the first bending portion and bent in a direction opposite to the first bending portion at a second bending portion which is an intermediate position in the separation direction of the plate material portion to be the vertical wall portion. process and
After the preforming step, a bending back step of bending back the second bent portion,
When bending back in the bending back step, the cross section of the plate member forming the vertical wall portion has a convex shape in which the cross section in the separation direction is convex in a direction opposite to the convex direction of the second bent portion in the preforming step. give the part
Arranging the position of the maximum protruding portion in the convex portion in the region that was the second bending portion,
A method of manufacturing a pressed part, characterized by:
上記縦壁部となる板材に当接する金型の成形面が、上記縦壁部となる板材部分に対し、上記第1曲げ部から離隔する方向の断面が上記予成形工程での上記第2曲げ部の凸方向と反対方向に凸となり且つその凸の最大突出部の位置が上記第2曲げ部となる領域内に配置された凸形状部を付与可能な形状となっている、
ことを特徴とする曲げ戻し用の金型。 In order to press-form a metal plate into a press part shape having a top plate portion and a vertical wall portion continuous to the top plate portion via a first bending portion, the metal plate is bent at the first bending portion and a preforming step of forming into a preformed shape bent in a direction opposite to the first bending portion at a second bending portion that is an intermediate position of the plate material portion that becomes the vertical wall portion; and the second bending after the preforming step. A mold used in the bending-back step in a method for manufacturing a pressed part having a bending-back step of bending back the part,
The molding surface of the mold, which contacts the plate material that will form the vertical wall portion, has a cross section in a direction away from the first bending portion with respect to the plate material portion that will form the vertical wall portion. A shape that can provide a convex portion that is convex in the opposite direction to the convex direction of the portion and that the position of the maximum protrusion of the convex is located in the region that becomes the second bent portion.
A mold for unbending, characterized by:
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