JP7343766B2 - Press molding mold and press molding equipment - Google Patents
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Description
本発明は、プレス成形用金型及びプレス成形装置に関する。 The present invention relates to a press molding die and a press molding apparatus.
近年、環境問題に起因した自動車車体の軽量化ニーズが高まっている。軽量化の方法としては、主に、車体の素材である鋼板の厚さを薄くする方法と、車体の素材を鋼板から他素材板(アルミ板、マグネシウム板、チタン板等)に置き換える方法などがある。しかしながら、素材の種類に関係なく、金属板(ブランク)に塑性加工を施すことで車体骨格部品を製造する場合、弾性回復現象(いわゆるスプリングバック)が発生してしまい、金属板を狙った成形品の形状に加工できないという問題がある。 In recent years, there has been an increasing need to reduce the weight of automobile bodies due to environmental issues. The main ways to reduce weight include reducing the thickness of the steel plate that the car body is made of, and replacing the steel plate with another material (aluminum plate, magnesium plate, titanium plate, etc.). be. However, regardless of the type of material, when manufacturing car body frame parts by applying plastic processing to metal plates (blanks), an elastic recovery phenomenon (so-called springback) occurs, and molded products aimed at metal plates There is a problem that it cannot be processed into the shape of .
例えば、下記特許文献1には、プレス成形により得られた成形品に生じたスプリングバックを矯正する方法として、成形品の曲げ稜線に沿って成形曲げ方向と逆向きの逆曲げアール部を成形し、この逆曲げアール部により、スプリングバックモーメントとは逆向きのモーメントを発生させる方法が開示されている。
For example,
また、例えば、下記特許文献2には、金属板を略L形にプレス曲げ成形することで形成される曲げ肩部に生じるスプリングバックを抑制する方法として、略L形の曲げ肩部を曲げ成形する際に、曲げ肩部に成形曲げ方向とは逆方向に、曲げ肩部の稜線に沿って連続的に凹む凹状段部を成形し、次いで、この逆凹部を凸部成形することで、略L形の曲げ肩部を成形する方法が開示されている。
For example,
また、例えば、下記特許文献3には、金属板をプレス曲げ成形することで形成される曲げ肩部に生じるスプリングバックを抑制する方法として、曲げ肩部を成形する際、該曲げ肩部に、該曲げ肩部の成形曲げ方向とは逆方向に凹む凹状段部を、該曲げ肩部の稜線と平行に、曲率凸部を有するパンチと、これに対応する曲率凹部の両側に凸部を備えたダイによって、該曲げ肩部と該凹状形状を同時に形成する方法が開示されている。
For example,
上記特許文献1に開示された方法では、プレス成形により得られた成形品に対して追加で加工を施すことにより、成形品の曲げ稜線に沿って成形曲げ方向と逆向きの逆曲げアール部を成形する必要があるため、製造プロセスの複雑化を招くと共に、最終的に必要とする成形品の形状設計自由度が制限されるという問題がある。
In the method disclosed in the above-mentioned
上記特許文献2に開示された方法では、略L形の曲げ肩部を曲げ成形する際に、一旦、曲げ肩部に成形曲げ方向とは逆方向に、曲げ肩部の稜線に沿って連続的に凹む凹状段部を成形した後、次いで、この逆凹部を凸部成形することにより略L形の曲げ肩部を成形する必要があるため、上記特許文献1の方法と同様に、製造プロセスの複雑化を招くという問題がある。
In the method disclosed in
上記特許文献3に開示された方法では、最終的に得られる成形品において曲げ肩部に凹状段部が形成されてしまうため、上記特許文献1の方法と同様に、成形品の形状設計自由度が制限されるという問題がある。
In the method disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、製造プロセスの複雑化を招くことなく且つ成形品の形状設計自由度を制限することなく、成形品に生じるスプリングバックを抑制することの可能なプレス成形用金型、及びそれを備えたプレス成形装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to suppress springback occurring in a molded product without complicating the manufacturing process and without restricting the degree of freedom in designing the shape of the molded product. An object of the present invention is to provide a press molding mold and a press molding device equipped with the same.
例えば、図9に示すように、天板部101と、一対の縦壁部102と、一対のフランジ部103とからなるハット型の成形品100を製造する場合、しわが発生しないようにブランクに張力を与えながら絞り加工を施すことが一般的である。この場合、図10に示すように、一対の縦壁部102にスプリングバックによる壁反りが発生する。
For example, as shown in FIG. 9, when manufacturing a hat-shaped
図11は、金属板であるブランク200からハット型の成形品100を製造する場合の一般的なプレス成形方法を模式的に示す図である。図11(a)に示すように、一般的なプレス成形方法では、ダイ(上側金型)300、ブランクホルダ400及びパンチ500が用いられる。図11(b)は、図11(a)における領域A1の拡大図である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a general press molding method for producing a hat-shaped molded
ダイ300は、高さ方向Zに直交するように高さ方向Zの一方側(下方側)に設けられた端面310(以下、ブランク押し当て面と呼称する)と、ブランク押し当て面310から高さ方向Zの他方側(上方側)に凹み且つ長さ方向Xに延在するように設けられた凹部320とを有している。凹部320の輪郭を成す面として高さ方向Zに平行な第1縦壁面321が幅方向Yの一方側(右側)に存在しており、第1縦壁面321とブランク押し当て面310とが1つの曲率を有する曲面322(以下、第1ダイショルダ面と呼称する)によって接続されている。
ブランクホルダ400は、ダイ300のブランク押し当て面310に対向するブランク支持面410を有している。パンチ500は、ダイ300の凹部320に挿入自在な凸部510を有している。
The die 300 has an end surface 310 (hereinafter referred to as a blank pressing surface) provided on one side (lower side) in the height direction Z so as to be orthogonal to the height direction Z, and It has a
The
図11(a)に示すように、ダイ300のブランク押し当て面310とブランクホルダ400のブランク支持面410との間にブランク200を挟んだ状態で、凸部510が凹部320に挿入されるようにパンチ500を上死点まで上昇させることにより、ブランク200が絞り成形されてハット型の成形品100が得られる。
As shown in FIG. 11(a), the
図12(a)は、パンチ500が上死点に達する手前の状態を示している。図12(b)は、図12(a)における領域A2の拡大図である。図12(b)に示すように、ブランク200の絞り成形時において、フランジ部103に相当する部位から縦壁部102に相当する部位に材料が流入する際に、第1ダイショルダ面322によってブランク200が曲げ戻し変形を受けることにより、第1ダイショルダ面322に接触しているブランク200の部位の板厚方向表裏に応力差が発生する。この応力差が成形品100の縦壁部102に残存することが原因で、縦壁部102にスプリングバックが発生する。
FIG. 12(a) shows a state in which the
本願発明者は、成形品100の縦壁部102に生じるスプリングバックを抑制するために、縦壁部102の板厚方向表裏に残存する応力差を低減する手段について鋭意検討した。その結果、図13及び図14に示すように、ブランク200の絞り成形時に、第1ダイショルダ面322とブランク200との間に空間が形成されるように第1ダイショルダ面322の形状を設定することにより、最終的に得られる成形品100の縦壁部102の板厚方向表裏に残存する応力差を低減できることを見出した。
図13(a)及び図14(a)は、いずれもパンチ500が上死点に達する手前の状態を示している。図13(b)は、図13(a)における領域A3の拡大図である。図14(b)は、図14(a)における領域A4の拡大図である。
In order to suppress the springback occurring in the
13(a) and 14(a) both show a state in which the
この理由は、図13及び図14に示すように、ブランク200の絞り成形時に、第1ダイショルダ面322とブランク200との間に空間が形成される場合、フランジ部103に相当する部位から縦壁部102に相当する部位に材料が流入する際に、ブランク200の板厚方向表裏に生じる応力が一度反転する(応力の正負の符号が反転する)ためだと考えられる。
The reason for this is that, as shown in FIGS. 13 and 14, when a space is formed between the first
上記のような手段によれば、ダイ300の第1ダイショルダ面322の形状を変更するだけで成形品100に生じるスプリングバックを抑制することが可能となるので、従来技術のように製造プロセスの複雑化を招くことはなく、且つ成形品100の形状設計自由度を制限することもない。
According to the above means, it is possible to suppress the springback that occurs in the
本発明は上記知見に基づいて完成されたものであり、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用する。
(1)本発明の一態様に係るハット型の成形品のプレス成形用金型は、高さ方向に交差するように前記高さ方向の一方側に設けられた端面と、前記端面から前記高さ方向の他方側に凹み且つ長さ方向に延在するように設けられた凹部と、を有するプレス成形用金型であって、前記凹部の輪郭を成す面として前記高さ方向に延びる第1縦壁面が幅方向の一方側に存在し、前記第1縦壁面と前記端面とがn個の曲率を有する第1ダイショルダ面によって接続されており、前記第1ダイショルダ面において前記第1縦壁面から前記端面に向かう方向に順番に前記曲率に番号を付与したとき、下記の関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在する。
ρ(s)<ρ(s-1)、且つ ρ(s)<ρ(s+1) …(1)
(ただし、n≧3、2≦s≦n-1)
The present invention has been completed based on the above findings, and employs the following means to solve the above problems and achieve the objects.
(1) A press molding die for a hat-shaped molded product according to one aspect of the present invention has an end surface provided on one side in the height direction so as to intersect with the height direction, and a A press molding die having a recess provided to be recessed on the other side in the width direction and extending in the length direction, the first mold extending in the height direction as a surface forming the outline of the recess. A vertical wall surface exists on one side in the width direction, the first vertical wall surface and the end surface are connected by a first die shoulder surface having n curvatures, and the first vertical wall surface is connected to the first vertical wall surface at the first die shoulder surface. When the curvatures are numbered in order in the direction toward the end surface, there is at least one s-th curvature ρ(s) that satisfies the following relational expression (1).
ρ(s)<ρ(s-1), and ρ(s)<ρ(s+1)...(1)
(However, n≧3, 2≦s≦n-1)
(2)上記(1)に記載のプレス成形用金型において、前記凹部の輪郭を成す面として前記高さ方向に延びる第2縦壁面が前記幅方向の他方側に存在し、前記第2縦壁面と前記端面とがn個の曲率を有する第2ダイショルダ面によって接続されていてもよい。この場合でも、前記第2ダイショルダ面において前記第2縦壁面から前記端面に向かう方向に順番に前記曲率に番号を付与したとき、上記関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在することが望ましい。 (2) In the press molding die according to (1) above, a second vertical wall surface extending in the height direction as a surface forming an outline of the recess is present on the other side in the width direction, and The wall surface and the end surface may be connected by a second die shoulder surface having n curvatures. Even in this case, when numbers are given to the curvatures in order from the second vertical wall surface toward the end surface on the second die shoulder surface, the s-th curvature ρ(s) that satisfies the above relational expression (1) is It is desirable that at least one exists.
(3)本発明の一態様に係るプレス成形装置は、上記(1)または(2)に記載のプレス成形用金型と、前記プレス成形用金型の前記端面に対向するブランク支持面を有するブランクホルダと、前記プレス成形用金型の前記凹部に挿入自在な凸部を有するパンチと、を備える。 (3) A press molding apparatus according to one aspect of the present invention includes the press molding die according to (1) or (2) above, and a blank support surface facing the end surface of the press molding die. The punch includes a blank holder and a punch having a convex portion that can be inserted into the recess of the press mold.
本発明の上記態様によれば、製造プロセスの複雑化を招くことなく且つ成形品の形状設計自由度を制限することなく、成形品に生じるスプリングバックを抑制することの可能なプレス成形用金型、及びそれを備えたプレス成形装置を提供できる。 According to the above aspect of the present invention, the press molding die is capable of suppressing springback occurring in a molded product without complicating the manufacturing process and without restricting the degree of freedom in designing the shape of the molded product. , and a press molding device equipped with the same.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第1実施形態〕
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るプレス成形用金型10の構成を模式的に示す図である。図1(b)は、図1(a)における領域B1の拡大図である。この図1に示すように、第1実施形態に係るプレス成形用金型10は、高さ方向Zに交差するように高さ方向Zの一方側(下方側)に設けられた端面11(以下、ブランク押し当て面11と呼称する)と、ブランク押し当て面11から高さ方向Zの他方側(上方側)に凹み且つ長さ方向Xに延在するように設けられた凹部12とを有している。
なお、本実施形態では、「高さ方向に交差する端面」として、高さ方向Zに直交する端面11を例示する。言い換えれば、端面11は、高さ方向Zに対して90°の角度で交差する面である。しかしながら、本発明はこれに限定されず、端面11が、高さ方向Zに対して90°以外の角度で交差する面であってもよい。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a press molding die 10 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1(b) is an enlarged view of region B1 in FIG. 1(a). As shown in FIG. 1, the press molding die 10 according to the first embodiment has an end face 11 (hereinafter referred to as , a blank pressing surface 11), and a
In addition, in this embodiment, the
プレス成形用金型10において、凹部12の輪郭を成す面として高さ方向Zに延びる第1縦壁面13が幅方向Yの一方側(右側)に存在しており、第1縦壁面13とブランク押し当て面11とがn個の曲率を有する第1ダイショルダ面14によって接続されている。第1ダイショルダ面14において、第1縦壁面13からブランク押し当て面11に向かう方向に順番に曲率に番号を付与したとき、下記の関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在する。
ρ(s)<ρ(s-1)、且つ ρ(s)<ρ(s+1) …(1)
(ただし、n≧3、2≦s≦n-1)
なお、本実施形態では、「高さ方向に延びる第1縦壁面」として、高さ方向Zに平行に延びる第1縦壁面13を例示するが、本発明はこれに限定されず、第1縦壁面13が、高さ方向Zに対して傾斜した状態で高さ方向Zに延びる面であってよい。
In the press molding die 10, the first
ρ(s)<ρ(s-1), and ρ(s)<ρ(s+1)...(1)
(However, n≧3, 2≦s≦n-1)
In this embodiment, the first
図1(b)に示すように、第1ダイショルダ面14上に存在する点P1、P2、及びP3に着目すると、点P1はR1を曲率半径とする円上に存在し、点P2はR2(=∞)を曲率半径とする不図示の円上に存在し、点P3はR3を曲率半径とする円上に存在する。従って、点P1に対応する1番目の曲率ρ(1)は曲率半径R1の逆数(1/R1)として得られ、点P2に対応する2番目の曲率ρ(2)は曲率半径R2の逆数(1/R2=1/∞=0)として得られ、点P3に対応する3番目の曲率ρ(3)は曲率半径R3の逆数(1/R1)として得られる。
As shown in FIG. 1(b), when focusing on points P1, P2, and P3 existing on the first
すなわち、2番目の曲率ρ(2)に着目すると、ρ(2)<ρ(1)、且つ、ρ(2)<ρ(3)という条件が成立しており、第1実施形態に係るプレス成形用金型10の第1ダイショルダ面14は、上記関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在するという条件を満たしている。
That is, when focusing on the second curvature ρ(2), the conditions ρ(2)<ρ(1) and ρ(2)<ρ(3) are satisfied, and the press according to the first embodiment The first
また、プレス成形用金型10において、凹部12の輪郭を成す面として高さ方向Zに延びる第2縦壁面15が幅方向Yの他方側(左側)に存在しており、第2縦壁面15とブランク押し当て面11とがn個の曲率を有する第2ダイショルダ面16によって接続されている。第1ダイショルダ面14と同様に、第2ダイショルダ面16において、第2縦壁面15からブランク押し当て面11に向かう方向に順番に曲率に番号を付与したとき、上記の関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在する。
第2ダイショルダ面16は、第1ダイショルダ面14と同じ形状を有しているので、上記関係式(1)を満たしている理由も、第1ダイショルダ面14と同様である。
また、本実施形態では、「高さ方向に延びる第2縦壁面」として、高さ方向Zに平行に延びる第2縦壁面15を例示するが、本発明はこれに限定されず、第2縦壁面15が、高さ方向Zに対して傾斜した状態で高さ方向Zに延びる面であってよい。
Further, in the press molding die 10, a second
Since the second
Further, in this embodiment, the second
なお、曲率の大小関係を確認する際には、曲率の絶対値で大小関係を確認するのではなく、正負の符号を加味した値で大小関係を確認する。本実施形態では、図1に示す点P1及び点P3のように、曲率半径の中心がプレス成形用金型10の内側に位置する場合に、その曲率の符号を「正」とし、曲率半径の中心がプレス成形用金型10の外側に位置する場合には、その曲率の符号を「負」とする。勿論、正負の符号の定義は逆でもよい。
すなわち、例えば、ρ(s)とρ(s-1)が同一の値であっても、ρ(s)の符号が「正」、ρ(s-1)の符号が「負」であった場合には、ρ(s-1)よりもρ(s)の方が大きいと判断する。
Note that when checking the magnitude relationship of the curvatures, the magnitude relationship is not confirmed by the absolute value of the curvature, but by a value that takes into account the positive and negative signs. In this embodiment, when the center of the radius of curvature is located inside the press molding die 10, as in points P1 and P3 shown in FIG. When the center is located outside the press molding die 10, the sign of the curvature is set to be "negative". Of course, the definitions of positive and negative signs may be reversed.
That is, for example, even if ρ(s) and ρ(s-1) are the same value, the sign of ρ(s) is "positive" and the sign of ρ(s-1) is "negative". In this case, it is determined that ρ(s) is larger than ρ(s−1).
図2は、第1実施形態に係るプレス成形用金型10を備えたプレス成形装置60を模式的に示す図である。図2(a)に示すように、このプレス成形装置60は、金属板であるブランク200からハット型の成形品100を製造する際に用いられるものであり、第1実施形態に係るプレス成形用金型10と、ブランクホルダ400と、パンチ500とを備えている。なお、図11に示した構成要素と同じ構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a
図2(a)に示すように、プレス成形用金型10のブランク押し当て面11とブランクホルダ400のブランク支持面410との間にブランク200を挟んだ状態で、凸部510が凹部12に挿入されるようにパンチ500を上死点まで上昇させることにより、ブランク200が絞り成形されてハット型の成形品100が得られる。
As shown in FIG. 2(a), with the blank 200 sandwiched between the blank
図2(b)は、パンチ500が上死点に達する手前の状態を示している。この図に示すように、ブランク200の絞り成形時において、第1ダイショルダ面14とブランク200との間に空間が形成されるため、フランジ部103に相当する部位から縦壁部102に相当する部位に材料が流入する際に、ブランク200の板厚方向表裏に生じる応力が一度反転する(図13(b)参照)。その結果、最終的に得られる成形品100の縦壁部102の板厚方向表裏に残存する応力差を低減できるため、成形品100の縦壁部102に生じるスプリングバックを抑制することができる。
FIG. 2(b) shows the
しかも、上記実施形態によれば、一般的なダイ300を本プレス成形用金型10に置き換えるだけで成形品100に生じるスプリングバックを抑制することが可能となるので、従来技術のように製造プロセスの複雑化を招くことはなく、且つ成形品100の形状設計自由度を制限することもない。すなわち、上記第1実施形態によれば、製造プロセスの複雑化を招くことなく且つ成形品100の形状設計自由度を制限することなく、成形品100に生じるスプリングバックを抑制することの可能なプレス成形用金型10、及びそれを備えたプレス成形装置60を提供できる。
Moreover, according to the above embodiment, it is possible to suppress the springback that occurs in the molded
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図3は、本発明の第2実施形態に係るプレス成形用金型20の構成を模式的に示す図である。図3(b)は、図3(a)における領域B2の拡大図である。この図3に示すように、第2実施形態に係るプレス成形用金型20は、高さ方向Zに交差するように高さ方向Zの一方側(下方側)に設けられた端面21(以下、ブランク押し当て面21と呼称する)と、ブランク押し当て面21から高さ方向Zの他方側(上方側)に凹み且つ長さ方向Xに延在するように設けられた凹部22とを有している。
なお、本実施形態においても、「高さ方向に交差する端面」として、高さ方向Zに直交する端面21を例示するが、本発明はこれに限定されず、端面21が、高さ方向Zに対して90°以外の角度で交差する面であってもよい。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of a press molding die 20 according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3(b) is an enlarged view of region B2 in FIG. 3(a). As shown in FIG. 3, the press molding die 20 according to the second embodiment has an end face 21 (hereinafter referred to as , referred to as a blank pressing surface 21), and a
Note that in this embodiment as well, the
プレス成形用金型20において、凹部22の輪郭を成す面として高さ方向Zに延びる第1縦壁面23が幅方向Yの一方側(右側)に存在しており、第1縦壁面23とブランク押し当て面21とがn個の曲率を有する第1ダイショルダ面24によって接続されている。第1ダイショルダ面24において、第1縦壁面23からブランク押し当て面21に向かう方向に順番に曲率に番号を付与したとき、下記の関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在する。
ρ(s)<ρ(s-1)、且つ ρ(s)<ρ(s+1) …(1)
(ただし、n≧3、2≦s≦n-1)
なお、本実施形態においても、「高さ方向に延びる第1縦壁面」として、高さ方向Zに平行に延びる第1縦壁面23を例示するが、本発明はこれに限定されず、第1縦壁面23が、高さ方向Zに対して傾斜した状態で高さ方向Zに延びる面であってよい。
In the press molding die 20, the first
ρ(s)<ρ(s-1), and ρ(s)<ρ(s+1)...(1)
(However, n≧3, 2≦s≦n-1)
Note that in this embodiment as well, the first
図3(b)に示すように、第1ダイショルダ面24上に存在する点P1、P2、及びP3に着目すると、点P1はR1を曲率半径とする円上に存在し、点P2はR2を曲率半径とする円上に存在し、点P3はR3を曲率半径とする円上に存在する。ここで、R1=R3であって、且つ、R2>R1である。
As shown in FIG. 3(b), when focusing on points P1, P2, and P3 that exist on the first
点P1に対応する1番目の曲率ρ(1)は曲率半径R1の逆数(1/R1)として得られ、点P2に対応する2番目の曲率ρ(2)は曲率半径R2の逆数(1/R2)として得られ、点P3に対応する3番目の曲率ρ(3)は曲率半径R3の逆数(1/R3)として得られる。曲率ρ(1)及び曲率ρ(3)の符号は「正」であり、曲率ρ(2)の符号は「負」である。 The first curvature ρ(1) corresponding to point P1 is obtained as the reciprocal of the radius of curvature R1 (1/R1), and the second curvature ρ(2) corresponding to point P2 is obtained as the reciprocal of the radius of curvature R2 (1/R1). R2), and the third curvature ρ(3) corresponding to point P3 is obtained as the reciprocal of the radius of curvature R3 (1/R3). The signs of the curvature ρ(1) and the curvature ρ(3) are “positive,” and the signs of the curvature ρ(2) are “negative.”
従って、2番目の曲率ρ(2)に着目すると、ρ(2)<ρ(1)、且つ、ρ(2)<ρ(3)という条件が成立しており、第2実施形態に係るプレス成形用金型20の第1ダイショルダ面24は、上記関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在するという条件を満たしている。
Therefore, when focusing on the second curvature ρ(2), the conditions ρ(2)<ρ(1) and ρ(2)<ρ(3) are satisfied, and the press according to the second embodiment The first
また、プレス成形用金型20において、凹部22の輪郭を成す面として高さ方向Zに延びる第2縦壁面25が幅方向Yの他方側(左側)に存在しており、第2縦壁面25とブランク押し当て面21とがn個の曲率を有する第2ダイショルダ面26によって接続されている。第1ダイショルダ面24と同様に、第2ダイショルダ面26において、第2縦壁面25からブランク押し当て面21に向かう方向に順番に曲率に番号を付与したとき、上記の関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在する。
第2ダイショルダ面26は、第1ダイショルダ面24と同じ形状を有しているので、上記関係式(1)を満たしている理由も、第1ダイショルダ面24と同様である。
また、本実施形態においても、「高さ方向に延びる第2縦壁面」として、高さ方向Zに平行に延びる第2縦壁面25を例示するが、本発明はこれに限定されず、第2縦壁面25が、高さ方向Zに対して傾斜した状態で高さ方向Zに延びる面であってよい。
In addition, in the press molding die 20, a second
Since the second
Further, in this embodiment as well, the second
図4は、第2実施形態に係るプレス成形用金型20を備えたプレス成形装置70を模式的に示す図である。図4(a)に示すように、このプレス成形装置70は、金属板であるブランク200からハット型の成形品100を製造する際に用いられるものであり、第2実施形態に係るプレス成形用金型20と、ブランクホルダ400と、パンチ500とを備えている。なお、図11に示した構成要素と同じ構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a
図4(a)に示すように、プレス成形用金型20のブランク押し当て面21とブランクホルダ400のブランク支持面410との間にブランク200を挟んだ状態で、凸部510が凹部22に挿入されるようにパンチ500を上死点まで上昇させることにより、ブランク200が絞り成形されてハット型の成形品100が得られる。
As shown in FIG. 4(a), with the blank 200 sandwiched between the blank
図4(b)は、パンチ500が上死点に達する手前の状態を示している。この図に示すように、ブランク200の絞り成形時において、第1ダイショルダ面24とブランク200との間に空間が形成されるため、フランジ部103に相当する部位から縦壁部102に相当する部位に材料が流入する際に、ブランク200の板厚方向表裏に生じる応力が一度反転する(図14(b)参照)。その結果、最終的に得られる成形品100の縦壁部102の板厚方向表裏に残存する応力差を低減できるため、成形品100の縦壁部102に生じるスプリングバックを抑制することができる。
FIG. 4(b) shows the
しかも、上記実施形態によれば、一般的なダイ300を本プレス成形用金型20に置き換えるだけで成形品100に生じるスプリングバックを抑制することが可能となるので、従来技術のように製造プロセスの複雑化を招くことはなく、且つ成形品100の形状設計自由度を制限することもない。すなわち、上記第2実施形態によれば、製造プロセスの複雑化を招くことなく且つ成形品100の形状設計自由度を制限することなく、成形品100に生じるスプリングバックを抑制することの可能なプレス成形用金型20、及びそれを備えたプレス成形装置70を提供できる。
Moreover, according to the embodiment described above, it is possible to suppress the springback that occurs in the molded
〔解析結果〕
図5は、第1実施形態のプレス成形用金型10を使った場合と、第2実施形態のプレス成形用金型20を使った場合と、一般的なダイ300を使った場合とのそれぞれについて、最終的に得られるハット型の成形品の縦壁部(実線C1で囲んだ部位)の板厚方向表裏に残存する応力差をシミュレーションにより解析した結果を応力コンター図によって示したものである。
〔Analysis result〕
FIG. 5 shows cases in which the press molding die 10 of the first embodiment is used, the press molding die 20 of the second embodiment is used, and a
この図5に示されるように、本願発明者による解析の結果、一般的なダイ300を使った場合と比較して、第1実施形態のプレス成形用金型10を使った場合と、第2実施形態のプレス成形用金型20を使った場合とでは、最終的に得られるハット型の成形品の縦壁部の板厚方向表裏に残存する応力差を低減できることが確認された。
As shown in FIG. 5, as a result of analysis by the inventor of the present application, compared to the case where a
図6は、第1実施形態のプレス成形用金型10を使った場合と、第2実施形態のプレス成形用金型20を使った場合と、一般的なダイ300を使った場合とのそれぞれについて、最終的に得られるハット型の成形品の縦壁部に発生するスプリングバックよる反り量をシミュレーションにより解析した結果を示したものである。
FIG. 6 shows the cases in which the press molding die 10 of the first embodiment, the press molding die 20 of the second embodiment, and the
この図6に示されるように、本願発明者による解析の結果、一般的なダイ300を使った場合と比較して、第1実施形態のプレス成形用金型10を使った場合と、第2実施形態のプレス成形用金型20を使った場合とでは、最終的に得られるハット型の成形品の縦壁部に発生するスプリングバックよる反り量を低減できることが確認された。
As shown in FIG. 6, as a result of analysis by the inventor of the present application, compared to the case where a
〔変形例〕
以上、本発明の第1及び第2実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を実施することができる。
例えば、以下のような変形例を採用することも可能である。
[Modified example]
Although the first and second embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, it is also possible to adopt the following modifications.
図7(a)は、第1変形例におけるプレス成形用金型30において第1縦壁面33とブランク押し当て面31との間に設けられた第1ダイショルダ面34を模式的に示す図である。この図に示すように、第1ダイショルダ面34上に存在する点P1、P2、P3、P4及びP5に着目すると、点P1はR1を曲率半径とする円上に存在し、点P2はR2を曲率半径とする円上に存在し、点P3はR3を曲率半径とする円上に存在し、点P4はR4を曲率半径とする円上に存在し、点P5はR5を曲率半径とする円上に存在する。ここで、R1=R2=R3=R4=R5である。
FIG. 7A is a diagram schematically showing the first
点P1に対応する1番目の曲率ρ(1)は曲率半径R1の逆数(1/R1)として得られ、点P2に対応する2番目の曲率ρ(2)は曲率半径R2の逆数(1/R2)として得られ、点P3に対応する3番目の曲率ρ(3)は曲率半径R3の逆数(1/R3)として得られ、点P4に対応する4番目の曲率ρ(4)は曲率半径R4の逆数(1/R4)として得られ、点P5に対応する5番目の曲率ρ(5)は曲率半径R5の逆数(1/R5)として得られる。曲率ρ(1)、曲率ρ(3)及び曲率ρ(5)の符号は「正」であり、曲率ρ(2)及び曲率ρ(4)の符号は「負」である。 The first curvature ρ(1) corresponding to point P1 is obtained as the reciprocal of the radius of curvature R1 (1/R1), and the second curvature ρ(2) corresponding to point P2 is obtained as the reciprocal of the radius of curvature R2 (1/R1). R2), the third curvature ρ(3) corresponding to point P3 is obtained as the reciprocal of the radius of curvature R3 (1/R3), and the fourth curvature ρ(4) corresponding to point P4 is the radius of curvature The fifth curvature ρ(5) corresponding to the point P5 is obtained as the reciprocal of the radius of curvature R5 (1/R5). The signs of curvature ρ(1), curvature ρ(3), and curvature ρ(5) are “positive,” and the signs of curvature ρ(2) and curvature ρ(4) are “negative.”
ここで、ρ(1)~ρ(5)の全ての値は同一であるが、2番目の「負」の符号を持つ曲率ρ(2)に着目すると、曲率ρ(1)及び曲率ρ(3)はいずれも「正」の符号を持っているため、ρ(2)<ρ(1)、且つ、ρ(2)<ρ(3)という条件が成立しており、第1変形例におけるプレス成形用金型30に設けられた第1ダイショルダ面34は、上記関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在するという条件を満たしている。
Here, all values of ρ(1) to ρ(5) are the same, but if we focus on the second curvature ρ(2) with a "negative" sign, we can see that the curvature ρ(1) and the curvature ρ( 3) all have "positive" signs, so the conditions ρ(2) < ρ(1) and ρ(2) < ρ(3) are satisfied, and in the first modification The first
図7(b)は、第2変形例におけるプレス成形用金型40において第1縦壁面43とブランク押し当て面41との間に設けられた第1ダイショルダ面44を模式的に示す図である。この図に示すように、第1ダイショルダ面44上に存在する点P1、P2及びP3に着目すると、点P1はR1(=0)を曲率半径とする不図示の円上に存在し、点P2はR2(=0)を曲率半径とする不図示の円上に存在し、点P3はR3(=0)を曲率半径とする不図示の円上に存在する。ここで、R1=R2=R3=0である。
FIG. 7(b) is a diagram schematically showing a first
点P1に対応する1番目の曲率ρ(1)は曲率半径R1の逆数(1/R1=1/0=+∞)として得られ、点P2に対応する2番目の曲率ρ(2)は曲率半径R2の逆数(1/R2=1/0=-∞)として得られ、点P3に対応する3番目の曲率ρ(3)は曲率半径R3の逆数(1/R3=1/0=+∞)として得られる。曲率ρ(1)及び曲率ρ(3)の符号は「正」であり、曲率ρ(2)の符号は「負」である。 The first curvature ρ(1) corresponding to point P1 is obtained as the reciprocal of the radius of curvature R1 (1/R1=1/0=+∞), and the second curvature ρ(2) corresponding to point P2 is the curvature The third curvature ρ (3) corresponding to point P3 is obtained as the reciprocal of the radius R2 (1/R2 = 1/0 = -∞), and the third curvature ρ (3) corresponding to the point P3 is the reciprocal of the radius of curvature R3 (1/R3 = 1/0 = +∞ ) is obtained as The signs of the curvature ρ(1) and the curvature ρ(3) are “positive,” and the signs of the curvature ρ(2) are “negative.”
ここで、ρ(1)~ρ(3)の全ての値は同一であるが、2番目の「負」の符号を持つ曲率ρ(2)に着目すると、曲率ρ(1)及び曲率ρ(3)はいずれも「正」の符号を持っているため、ρ(2)<ρ(1)、且つ、ρ(2)<ρ(3)という条件が成立しており、第2変形例におけるプレス成形用金型40に設けられた第1ダイショルダ面44は、上記関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在するという条件を満たしている。
Here, all values of ρ(1) to ρ(3) are the same, but if we focus on the second curvature ρ(2) with a "negative" sign, we can see that the curvature ρ(1) and the curvature ρ( 3) all have "positive" signs, so the conditions ρ(2) < ρ(1) and ρ(2) < ρ(3) are satisfied, and in the second modification The first
図8(a)は、第3の変形例におけるプレス成形用金型50を模式的に示している。このプレス成形用金型50は、図8(b)に示すような略L字形の成形品110を製造するために用いられる金型であって、凹部52の輪郭を成す面として1つの第1縦壁面53のみが存在し、第1縦壁面53とブランク押し当て面51とがn個の曲率を有する第1ダイショルダ面54によって接続されている金型である。第1ダイショルダ面54の形状としては、第1実施形態、第2実施形態、第1変形例及び第2変形例のいずれかの第1ダイショルダ面と同じ形状を採用してもよい。
FIG. 8(a) schematically shows a press molding die 50 in a third modification. This press molding die 50 is a die used to manufacture a substantially L-shaped molded
10、20、30、40、50…プレス成形用金型
11、21、31、41、51…ブランク押し当て面(端面)
12、22…凹部
13、23、33、43、53…第1縦壁面
14、24、34、44、54…第1ダイショルダ面
15、25…第2縦壁面
16、26…第2ダイショルダ面
60、70…プレス成形装置
100、110…成形品
200…金属板(ブランク)
400…ブランクホルダ
500…パンチ
10, 20, 30, 40, 50...Mold for
12, 22... Recessed
400...
Claims (3)
前記凹部の輪郭を成す面として前記高さ方向に延びる第1縦壁面が幅方向の一方側に存在し、前記第1縦壁面と前記端面とがn個の曲率を有する第1ダイショルダ面によって接続されており、
前記第1ダイショルダ面において前記第1縦壁面から前記端面に向かう方向に順番に前記曲率に番号を付与したとき、下記の関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在する
ことを特徴とするハット型の成形品のプレス成形用金型。
ρ(s)<ρ(s-1)、且つ ρ(s)<ρ(s+1) …(1)
(ただし、n≧3、2≦s≦n-1) an end face provided on one side in the height direction so as to intersect with the height direction, and a recess provided so as to be recessed from the end face to the other side in the height direction and extend in the length direction; A press molding die having:
A first vertical wall surface extending in the height direction exists on one side in the width direction as a surface forming an outline of the recess, and the first vertical wall surface and the end surface are connected by a first die shoulder surface having n curvatures. has been
When the curvatures are numbered in order from the first vertical wall surface toward the end surface on the first die shoulder surface, there is at least one s-th curvature ρ(s) that satisfies the following relational expression (1). A press molding die for hat-shaped molded products .
ρ(s)<ρ(s-1), and ρ(s)<ρ(s+1)...(1)
(However, n≧3, 2≦s≦n-1)
前記第2ダイショルダ面において前記第2縦壁面から前記端面に向かう方向に順番に前記曲率に番号を付与したとき、前記関係式(1)を満たすs番目の曲率ρ(s)が少なくとも1つ存在する
ことを特徴とする請求項1に記載のプレス成形用金型。 A second vertical wall surface extending in the height direction exists on the other side in the width direction as a surface forming an outline of the recess, and the second vertical wall surface and the end surface are formed by a second die shoulder surface having n curvatures. connected and
When the curvatures are numbered in order from the second vertical wall surface toward the end surface on the second die shoulder surface, there is at least one s-th curvature ρ(s) that satisfies the relational expression (1). The press molding die according to claim 1 , characterized in that:
前記プレス成形用金型の前記端面に対向するブランク支持面を有するブランクホルダと、
前記プレス成形用金型の前記凹部に挿入自在な凸部を有するパンチと、
を備えることを特徴とするプレス成形装置。 A press molding die according to claim 1 or 2,
a blank holder having a blank support surface opposite to the end surface of the press molding die;
a punch having a protrusion that can be inserted into the recess of the press mold;
A press molding device characterized by comprising:
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