KR101867744B1

KR101867744B1 - 프레스 성형 방법 및 프레스 제품의 제조 방법 그리고 프레스 성형 장치

Info

Publication number: KR101867744B1
Application number: KR1020167022137A
Authority: KR
Inventors: 도요히사 신미야; 유지 야마사키; 에이지 이이즈카
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2018-06-15
Also published as: JP5812312B1; US10226807B2; EP3112041B1; JPWO2015125723A1; CN106029248A; KR20160108498A; US20170014886A1; MX2016010670A; CN106029248B; EP3112041A4; EP3112041A1; WO2015125723A1; MX370432B

Abstract

(과제) 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상이고 길이 방향으로 만곡된 제품의 치수 정밀도가 양호한 성형이 가능해지는 프레스 성형 방법을 제공하는 것에 있다.
(해결수단) 먼저, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이보다 긴 블랭크의 양단을, 제품의 양단 간의 거리까지 서로 접근시키고, 이어서, 그 양단이 접근한 상태로, 제품의 직선부에 대응하는 블랭크의 부분을, 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분보다 먼저 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 향하여 프레스 성형하면서 구속함으로써, 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분의 길이를 그 만곡부의 길이에 대하여 남게 하고, 이어서, 그 길이가 남은 상태로, 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분을, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상으로 성형하면서 만곡된 길이 방향 형상으로 프레스 성형함으로써, 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분에 길이 방향의 압축 응력을 부여하는 프레스 성형 방법이다.

Description

프레스 성형 방법 및 프레스 제품의 제조 방법 그리고 프레스 성형 장치{PRESS FORMING METHOD AND METHOD FOR MANUFACTURING PRESSED PRODUCT AS WELL AS PRESS FORMING APPARATUS}

본 발명은, 금속판을 사용한 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상의 제품의 프레스 성형에 관한 것으로서, 특히는 세로벽 방향 (측방) 으로부터 보아 길이 방향으로 만곡된 제품의 프레스 성형 방법 및 프레스 제품으로서의 제조 방법 그리고, 그들 방법에 사용되는 프레스 성형 장치 즉 프레스 성형 금형에 관한 것이다.

금속판의 프레스 성형에 있어서, 이형 후의 성형품에는 탄성 회복에 의한 스프링 백 변형이 발생하고, 이것에서 기인되는 제품 치수 정밀도가 문제가 되는 경우가 있다. 특히, 최근의 자동차 구조 제품에서는, 차체 경량화를 달성하기 위하여 박육의 고장력 강판이나 알루미늄 합금판의 사용이 증가하고 있으며, 이들 재료에서는 스프링 백 변형이 크고, 치수 정밀도 불량이 현재화되어 있다.

제품 횡단면의 치수 정밀도 불량으로는, 세로벽의 각도 변화나 벽 휨, 제품 전체로는, 비틀림, 구부러짐, 캠버 백이 있으며, 각각의 불량 현상에 대하여 많은 대책 기술이 제안되어 있다. 캠버 백은, 길이 방향에 만곡을 갖는 제품에 있어서, 프레스 성형 후에 만곡이 되돌아가는, 즉 목표 곡률 반경에 대하여 곡률 반경이 커지는 불량 현상이다. 캠버 백은, 벽 높이가 낮고, 단면 (斷面) 강성이 낮은 제품에 있어서 현저하게 발생한다.

이 때문에 예를 들어 특허문헌 1 에는, 해트형 횡단면 형상의 제품의 캠버 백 대책으로서, 세로벽 높이를 해트 헤드부 곡률 반경과 플랜지부 곡률 반경의 차보다 작게 함으로써 캠버 백을 억제하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 이 기술에서는, 제품 형상이 규제되기 때문에, 모든 제품 형상에 적용할 수 없다.

또 특허문헌 2 에는, 프레스 성형 도중에 있어서, 원호상 만곡부의 정상부를 반팽출 방향으로 오목형상으로 가압 변형시키고, 정상부의 인장 잔류 응력을 저감시킴으로써 캠버 백을 억제하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 이 기술에서는, 실시예에 나타나 있는 바와 같이 원호상 만곡부의 정상부에 오목형상을 성형하게 되기 때문에, 제품 형상이 한정될 뿐만 아니라, 오목형상이 불필요한 경우에는 그 후의 리스트라이크 공정과 같은 형상 교정 공정이 필요하게 된다.

일본 공개특허공보 2013-063462호 일본 공개특허공보 2010-207906호

상기 서술한 바와 같이, 종래 기술에서는 캠버 백을 억제하기 위하여 제품 형상을 제약하지 않을 수 없다. 그러므로 본 발명은, 상기 과제를 해결하여, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상이고, 또한 세로벽 방향 (측방) 으로부터 보아 길이 방향으로 만곡된 제품의 캠버 백을 억제 가능한 프레스 성형 방법 및 프레스 제품으로서의 제조 방법 그리고, 그들 방법에 사용되는 프레스 성형 장치 즉 금형 프레스 성형 금형을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토를 실시한 결과, 제품 형상의 만곡부를 따른 길이 방향 길이보다 약간 긴 블랭크를 사용하고, 캠버 백의 주요인인 곡률부에만 압축 응력을 도입하는 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치에 생각이 이르고, 이것들을 사용하여 프레스 성형하면 캠버 백을 대폭적으로 억제 가능하다는 지견을 얻었다.

즉, 본 발명의 프레스 성형 방법은,

해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향 형상을 갖는 제품을 블랭크로부터 프레스 성형할 때,

먼저, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이보다 긴 블랭크의 양단을, 성형하는 제품의 양단 간의 거리까지 서로 접근시키고,

이어서, 그 양단이 접근한 상태로, 성형하는 제품의 직선부에 대응하는 블랭크의 부분을, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분보다 먼저 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 향하여 프레스 성형하면서 구속함으로써, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분의 길이를 그 만곡부의 길이에 대하여 남게 하고,

이어서, 그 길이가 남은 상태로, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분을, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상으로 성형하면서 만곡된 길이 방향 형상으로 프레스 성형함으로써, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분에 길이 방향의 압축 응력을 부여하는 것을 요지로 하는 것이다.

또, 본 발명의 프레스 제품의 제조 방법은,

해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향 형상을 갖는 제품을 블랭크로부터 프레스 성형하여 프레스 제품으로서 제조할 때,

그리고, 본 발명의 프레스 성형 장치는,

해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향 형상을 갖는 제품을 블랭크로부터 프레스 성형할 때에 사용되는 프레스 성형 장치로서,

상대되는 상형 및 하형을 구비하고,

하형이, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이보다 긴 블랭크의 양단을 성형하는 제품의 양단 간의 거리까지 서로 접근시킨 상태로 위치 결정하는 블랭크 유지부를 갖고,

상형 및 하형 중 일방이 성형하는 제품의 형상에 대응하는 형상의 성형부를 갖고,

상형 및 하형 중 타방이 성형하는 제품의 형상에 대응하는 형상을 가짐과 함께 만곡부와 그 양 옆에 존재하는 직선부로 분할되어 있는 성형부를 갖고,

성형부의 직선부가 성형부의 만곡부보다 먼저 블랭크의 성형을 개시하도록, 상형 및 하형 중 상기 일방에 대하여 성형부의 만곡부보다 접근하여, 반력을 수반하여 압입 가능하게 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 프레스 성형 방법 및 본 발명의 프레스 제품의 제조 방법에 의하면, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향 형상을 갖는 제품을 블랭크로부터 프레스 성형할 때, 먼저, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이보다 긴 블랭크의 양단을, 성형하는 제품의 양단 간의 거리까지 서로 접근시키고, 이어서, 그 양단이 접근한 상태로, 성형하는 제품의 직선부에 대응하는 블랭크의 부분을, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분보다 먼저 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 향하여 프레스 성형하면서 구속함으로써, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분의 길이를 그 만곡부의 길이에 대하여 남게 하고, 이어서, 그 길이가 남은 상태로, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분을, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상으로 성형하면서 만곡된 길이 방향 형상으로 프레스 성형함으로써, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분에 길이 방향의 압축 응력을 부여하기 때문에, 프레스 성형 후에, 그 성형한 제품의 만곡부에 길이 방향의 인장 응력이 상기 압축 응력으로 상쇄되어 거의 혹은 전혀 잔류하지 않기 때문에, 길이 방향의 인장 응력에서 기인되는 캠버 백의 발생을, 가령 벽 높이가 낮고 단면 강성이 낮은 제품에 대해서도 유효하게 방지할 수 있고, 제품 형상의 제약이 없고, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향으로 만곡된 제품의, 치수 정밀도가 양호한 성형이 가능해진다.

또, 본 발명의 프레스 성형 장치에 있어서는, 상대되는 상형 및 하형 중 하형의 블랭크 유지부가, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이보다 긴 블랭크의 양단을 성형하는 제품의 양단 간의 거리까지 서로 접근시킨 상태로 위치 결정하고, 그 양단을 위치 결정한 블랭크로부터 상형 및 하형 중 일방 및 타방의, 성형하는 제품의 형상에 대응하는 형상의 성형부가, 서로의 접근 이동에 의해 공동으로, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향 형상을 갖는 제품을 프레스 성형한다.

그리고 그 때, 상형 및 하형 중 상기 타방의 성형부의, 만곡부와 그 양 옆에 존재하는 직선부로 분할된 것 중, 상형 및 하형 중 상기 일방에 대하여 성형부의 만곡부보다 접근하여 반력을 수반하여 압입 가능하게 유지된 직선부가, 상형 및 하형 중 상기 일방의 성형부의 직선부와의 공동으로 성형부의 만곡부보다 먼저 블랭크의 성형을 개시하여, 성형하는 제품의 직선부에 대응하는 블랭크의 부분을 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 향하여 프레스 성형하면서 구속함으로써, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분의 길이를 그 만곡부의 길이에 대하여 남게 하고, 이어서, 상형 및 하형 중 상기 타방의 성형부의 만곡부가, 상형 및 하형 중 상기 일방의 성형부의 만곡부와의 공동으로, 그 길이가 남은 상태의, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분을, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상으로 성형하면서 만곡된 길이 방향 형상으로 프레스 성형하고, 그 블랭크의 부분에 길이 방향의 압축 응력을 부여한다.

여기서, 반력을 수반하여 압입 가능하게 유지된다란, 금속 스프링이나 고무상 탄성체 등의 탄성 부재로 유지되는 경우 외에, 프레스 기계의 유압식, 공압식 혹은 유공압식의 쿠션 장치, 가스 스프링 등으로 유지되고, 상형의 하강에 수반하여 상대방의 가압력에 반력을 가하면서 후퇴한 (後退限) 위치까지 압입되고, 상형의 상승에 수반하여 당초 위치로 복귀하는 경우도 포함된다.

따라서, 본 발명의 프레스 성형 장치에 의하면, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분에 길이 방향의 압축 응력을 부여하는 점에서, 프레스 성형 후에, 그 성형한 제품의 만곡부에 길이 방향의 인장 응력이 상기 압축 응력으로 상쇄되어 거의 혹은 전혀 잔류하지 않기 때문에, 길이 방향의 인장 응력에서 기인되는 캠버 백의 발생을, 가령 벽 높이가 낮고 단면 강성이 낮은 제품에 대해서도 유효하게 방지할 수 있고, 제품 형상의 제약이 없고, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향으로 만곡된 제품의, 치수 정밀도가 양호한 성형이 가능해진다.

또한, 본 발명의 프레스 성형 방법 및 본 발명의 프레스 제품의 제조 방법 그리고 본 발명의 프레스 성형 장치에 있어서는, 블랭크의 길이 방향 길이 L 이, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이 L0 에 대하여 1.05 배를 초과하면, 압축 응력에 의해 좌굴이 발생할 가능성이 높아지기 때문에, 블랭크의 길이 방향 길이 L 이, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이 L0 보다 크고 또한 1.05 × L0 보다 작거나 1.05 × L0 에 동등한, 즉, L0 ＜ L ≤ 1.05 × L0 이면 바람직하다.

도 1 은 본 발명의 프레스 성형 방법 및 본 발명의 프레스 제품의 제조 방법 그리고 본 발명의 프레스 성형 장치의 적용 제품의 대표적인 형상을 모식적으로 나타내는 측면도 및 그 A-A' 위치에서의 횡단면도이다.
도 2 는 상기 제품 형상을 프레스 성형하는 통상적인 프레스 성형 금형의 예를 모식적으로 나타내는 횡단면도이다.
도 3 은 상기 프레스 성형 금형에 의해 종래의 방법으로 프레스 성형한 만곡 제품의 캠버 백을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 4 는 본 발명의 프레스 성형 방법 및 본 발명의 프레스 제품의 제조 방법의 일 실시형태를 실시하는, 본 발명의 프레스 성형 장치의 일 실시형태의 프레스 성형 금형의 구성을 모식적으로 나타내는 종단면도이고, (a), (b), (c) 는, 블랭크의 성형 전, 성형 중 및 성형 종료시 (상형의 하사점시) 의 상태를 각각 나타낸다.
도 5 는 본 발명의 프레스 성형 방법 및 본 발명의 프레스 제품의 제조 방법의 다른 일 실시형태를 실시하는, 본 발명의 프레스 성형 장치의 다른 일 실시형태의 프레스 성형 금형의 구성을 모식적으로 나타내는 종단면도이고, (a), (b), (c) 는, 블랭크의 성형 전, 성형 중 및 성형 종료시 (상형의 하사점시) 의 상태를 각각 나타낸다.

도 1 에 나타내는 바와 같은, 일반적으로 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상이고 길이 방향으로 만곡된 제품을, 도 2 에 나타내는 바와 같은, 각각 제품 형상에 대응한 형상의 상형과 하형으로 이루어지는 프레스 성형 금형을 사용하여 평판상의 블랭크로부터 프레스 성형하면, 제품의 길이 방향에, 만곡의 외측에서는 인장 응력, 내측에서는 압축 응력이 발생하고, 이 응력차를 완화하기 위하여 잔류 굽힘 모멘트가 발생하고, 이것에 의해 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상형의 하사점에서의 파선으로 나타내는 성형 형상에 대하여 이형 후에 실선으로 나타내는 바와 같이 만곡부의 곡률 반경이 커지는, 캠버 백으로 불리는 현상이 발생한다. 이 현상은 스프링 백 변형의 1 종이며, 강판에 있어서는 강판 강도가 높을수록 복귀량이 커진다.

캠버 백을 경감하는 방법의 하나로서, 만곡부 외측의 인장 응력 발생부에 압축 응력을 부여함으로써 잔류 굽힘 모멘트를 저감시키는 방법이 생각된다. 본 발명은, 압축 응력의 부여가 필요한 부분, 즉 만곡부에만 압축 응력을 부여하는 것이 가능한 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 장치 즉 프레스 성형 금형에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 4 는, 본 발명의 프레스 성형 방법 및 본 발명의 프레스 제품의 제조 방법의 일 실시형태를 실시하는, 본 발명의 프레스 성형 장치의 일 실시형태의 프레스 성형 금형의 구성을 모식적으로 나타내는 종단면도이고, 도 4 의 (a), 도 4 의 (b), 도 4 의 (c) 는, 블랭크의 성형 전, 성형 중 및 성형 종료시 (상형의 하사점시) 의 상태를 각각 나타낸다.

본 실시형태의 프레스 성형 금형은, 도 1 중의 좌측에 측면 형상을 나타냄과 함께 우측에 A-A' 단면 (횡단면) 을 나타내는 바와 같이, 길이 방향을 따라 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 가짐과 함께, 해트형의 횡단면 형상을 갖는 제품을 성형하는 것이며, 그러므로 본 실시형태의 프레스 성형 금형의 상형 및 하형의 성형부의 횡단면 형상은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제품의 횡단면 형상에 대응하여 해트형을 이루고 있다.

본 실시형태의 프레스 성형 금형은, 상대되는 상형과 하형, 및 하형에 인접하는 블랭크 세트대를 구비하고 있다. 하형은, 제품의 만곡부에 대응하는 하형 (3) 과, 제품의 그 만곡부의 양 옆의 직선부에 대응하는 하형 (1, 2) 으로 분할되어 있고, 직선부의 하형 (1, 2) 은, 당해 프레스 성형 금형을 장착하는 도시되지 않은 통상적인 프레스 기계의 쿠션 장치에 연결되는 쿠션 핀에 의해, 반력을 수반하여 압입 가능하게 유지되어 있다. 또한, 도 4 에 나타내는 예에서는 하형 (1, 2) 은 쿠션 핀으로 지지하는 구조로 되어 있지만, 금속 스프링이나 가스 스프링 등에 의한 지지 구조로 해도 문제 없다.

본 실시형태의 프레스 성형 금형의 동작은 이하와 같다. 먼저, 상기 프레스 기계의 볼스터에 블랭크 세트대 및 하형 (3) 을 도시되지 않은 베이스판을 개재하여 장착함과 함께, 그 프레스 기계의 슬라이드에 상형을 장착하여, 그 슬라이드의 승강 작동에 의해 하형 (1 ∼ 3) 에 대하여 상형을 승강 이동 가능하게 하고, 또, 그 프레스 기계의 쿠션 장치에 연결되고 볼스터를 관통하는 쿠션 핀에 의해 하형 (1, 2) 을 들어 올려 지지한다. 그리고 그 슬라이드로 상형을 상승시키고 나서, 도 4 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 평판상의 블랭크를 블랭크 세트대에 재치 (載置) 한다.

블랭크 세트대의 블랭크를 재치하는 면은, 블랭크 세트대 사이에 대한 블랭크의 압입을 용이하게 하기 위하여, 측면에서 보아 경사시키는 것이 바람직하다. 또, 블랭크에 압축 응력을 부여하기 위하여, 사용하는 블랭크의 길이 방향 길이 L 은, 제품의 해트 형상의 바닥부의 만곡을 따른 길이 방향 길이 L0 보다 길게 할 필요가 있다. 그러나, 지나치게 길면 좌굴의 원인이 되기 때문에, 여기서는 L0 ＜ L ≤ 1.05 × L0 으로 한다.

블랭크 세트대에 블랭크를 재치한 후, 상기 프레스 기계의 슬라이드로 상형을 하강시켜 상형에서 블랭크를 블랭크 세트대 사이에 압입하고, 그 후, 도 4 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 상형과 하형 (1) 및 하형 (2) 으로 블랭크의, 제품의 직선부에 대응하는 양단 부분의 성형을 실시한다. 그 때, 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 중간부 (하형 (3) 상의 부분) 에 길이 방향의 재료 여분이 발생한다. 그 후, 도 4 의 (c) 에 나타내는 바와 같이, 블랭크의 양 단부를 상형과 하형 (1, 2) 으로 협지하면서, 블랭크의 재료 여분이 발생한 중간부를 상형과 하형 (3) 으로 제품의 만곡부로 성형한다. 이것에 의해, 성형하는 제품의 만곡부에 길이 방향으로 압축 응력을 부여할 수 있다.

따라서, 본 실시형태의 프레스 성형 금형 및 그것을 사용한 본 실시형태의 프레스 성형 방법 및 프레스 제품의 제조 방법에 의하면, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분에 길이 방향의 압축 응력을 부여하는 점에서, 프레스 성형 후에, 그 성형한 제품 즉 프레스 제품의 만곡부에 길이 방향의 인장 응력이 상기 압축 응력으로 상쇄되어 거의 혹은 전혀 잔류하지 않기 때문에, 길이 방향의 인장 응력에서 기인되는 캠버 백의 발생을, 가령 벽 높이가 낮고 단면 강성이 낮은 제품에 대해서도 유효하게 방지할 수 있고, 제품 형상의 제약이 없고, 해트형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향으로 만곡된 제품의, 치수 정밀도가 양호한 성형이 가능해진다.

도 5 는, 본 발명의 프레스 성형 방법 및 본 발명의 프레스 제품의 제조 방법의 다른 일 실시형태를 실시하는, 앞의 실시형태와 상이하게 상형을 분할한 구조의, 본 발명의 프레스 성형 장치의 다른 일 실시형태의 프레스 성형 금형의 구성을 모식적으로 나타내는 종단면도이고, (a), (b), (c) 는, 블랭크의 성형 전, 성형 중 및 성형 종료시 (상형의 하사점시) 의 상태를 각각 나타낸다.

본 실시형태의 프레스 성형 금형도 기본적인 사고 방식은 앞의 실시형태의 것과 동일하지만, 여기서는, 상형이 제품의 직선부에 대응하는 상형 (1, 2) 과 제품의 만곡부에 대응하는 상형 (3) 으로 분할되어 있고, 제품의 직선부에 대응하는 상형 (1, 2) 에 그것들을 반력을 수반하여 압입 가능하게 유지하는 금속 스프링 혹은 가스 스프링이 장착된 구조를 갖고 있다.

본 실시형태의 프레스 성형 금형에서 도 1 에 나타내는 바와 같은 형상의 제품을 프레스 성형할 때에는, 그 프레스 성형 금형을 앞의 실시형태에 있어서와 동일하게 프레스 기계에 장착한 후, 도 5 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 평판상의 블랭크를 블랭크 세트대에 재치하고, 이어서, 도 5 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 상형 (1) 과 상형 (2) 으로 블랭크를 블랭크 세트대 사이에 압입하고, 하형과 상형 (1) 및 상형 (2) 으로, 블랭크의, 제품의 직선부에 대응하는 양단 부분의 성형을 실시한다. 그 때, 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 중간부에 길이 방향의 재료 여분이 발생하고, 그 후, 도 5 의 (c) 에 나타내는 바와 같이, 그 중간부가 하형과 상형 (3) 으로 성형됨으로써, 성형하는 제품의 만곡부에 길이 방향으로 압축 응력을 부여할 수 있다.

따라서, 본 실시형태의 프레스 성형 금형 및 그것을 사용한 본 실시형태의 프레스 성형 방법 및 프레스 제품의 제조 방법에 의해서도, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분에 길이 방향의 압축 응력을 부여하는 점에서, 프레스 성형 후에, 그 성형한 제품 즉 프레스 제품의 만곡부에 길이 방향의 인장 응력이 상기 압축 응력으로 상쇄되어 거의 혹은 전혀 잔류하지 않기 때문에, 길이 방향의 인장 응력에서 기인되는 캠버 백의 발생을, 가령 벽 높이가 낮고 단면 강성이 낮은 제품에 대해서도 유효하게 방지할 수 있고, 제품 형상의 제약이 없고, 해트형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향으로 만곡된 제품의, 치수 정밀도가 양호한 성형이 가능해진다.

또한, 도 4 및 도 5 에 각각 나타내는 실시형태에 있어서, 성형 초기에 제품의 직선부에 대응하는 블랭크의 부분은 완전히 성형될 필요는 없고, 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분의 성형 중에 그 직선부에 대응하는 부분이 구속되면 충분하다.

이상, 도시예에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 상기 서술한 예에 한정되는 것이 아니고, 소요에 따라 특허 청구의 범위의 기재 범위 내에서 적절히 변경할 수 있는 것이며, 예를 들어, 제품의 횡단면 형상은, 플랜지부가 있는 해트형이 아닌, 플랜지부가 없는 コ 자형이어도 된다.

그리고 프레스 성형 금형은, 하형이 분할되어 있는 경우에도, 제품의 직선부에 대응하는 하형 부분을 쿠션 장치 대신에 금속 스프링이나 가스 스프링 등으로 유지하는 것이어도 된다.

산업상 이용가능성

이렇게 하여 본 발명의 프레스 성형 방법 및 본 발명의 프레스 제품의 제조 방법 그리고 본 발명의 프레스 성형 장치에 의하면, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분에 길이 방향의 압축 응력을 부여하는 점에서, 프레스 성형 후에, 그 성형한 제품의 만곡부에 길이 방향의 인장 응력이 상기 압축 응력으로 상쇄되어 거의 혹은 전혀 잔류하지 않기 때문에, 길이 방향의 인장 응력에서 기인되는 캠버 백의 발생을, 가령 벽 높이가 낮고 단면 강성이 낮은 제품에 대해서도 유효하게 방지할 수 있고, 제품 형상의 제약이 없고, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향으로 만곡된 제품의, 치수 정밀도가 양호한 성형이 가능해진다.

Claims

해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향 형상을 갖는 제품을 블랭크로부터 프레스 성형할 때,
먼저, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이보다 긴 블랭크의 양단을, 성형하는 제품의 양단 간의 거리까지 서로 접근시키고,
이어서, 그 양단이 접근한 상태로, 성형하는 제품의 직선부에 대응하는 블랭크의 부분을, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분보다 먼저 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 향하여 프레스 성형하면서 구속함으로써, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분의 길이를 그 만곡부의 길이에 대하여 남게 하고,
이어서, 그 길이가 남은 상태로, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분을, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상으로 성형하면서 만곡된 길이 방향 형상으로 프레스 성형함으로써, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분에 길이 방향의 압축 응력을 부여하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 방법.
해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향 형상을 갖는 제품을 블랭크로부터 프레스 성형하여 프레스 제품으로서 제조할 때,
먼저, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이보다 긴 블랭크의 양단을, 성형하는 제품의 양단 간의 거리까지 서로 접근시키고,
이어서, 그 양단이 접근한 상태로, 성형하는 제품의 직선부에 대응하는 블랭크의 부분을, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분보다 먼저 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 향하여 프레스 성형하면서 구속함으로써, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분의 길이를 그 만곡부의 길이에 대하여 남게 하고,
이어서, 그 길이가 남은 상태로, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분을, 해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상으로 성형하면서 만곡된 길이 방향 형상으로 프레스 성형함으로써, 성형하는 제품의 만곡부에 대응하는 블랭크의 부분에 길이 방향의 압축 응력을 부여하는 것을 특징으로 하는 프레스 제품의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 블랭크의 길이 방향 길이 L 이, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이 L0 보다 크고 또한 1.05 × L0 보다 작거나 1.05 × L0 에 동등한 것을 특징으로 하는 프레스 성형 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 블랭크의 길이 방향 길이 L 이, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이 L0 보다 크고 또한 1.05 × L0 보다 작거나 1.05 × L0 에 동등한 것을 특징으로 하는 프레스 제품의 제조 방법.
해트형 혹은 コ 자형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 중간부의 만곡부와 그 양 옆의 직선부를 갖는 길이 방향 형상을 갖는 제품을 블랭크로부터 프레스 성형할 때에 사용되는 프레스 성형 장치에 있어서,
상대되는 상형 및 하형을 구비하고,
하형이, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이보다 긴 블랭크의 양단을 성형하는 제품의 양단 간의 거리까지 서로 접근시킨 상태로 위치 결정하는 블랭크 유지부를 갖고,
상형 및 하형 중 일방이 성형하는 제품의 형상에 대응하는 형상의 성형부를 갖고,
상형 및 하형 중 타방이 성형하는 제품의 형상에 대응하는 형상을 가짐과 함께 만곡부와 그 양 옆에 존재하는 직선부로 분할되어 있는 성형부를 갖고,
성형부의 직선부가 성형부의 만곡부보다 먼저 블랭크의 성형을 개시하도록, 상형 및 하형 중 상기 일방에 대하여 성형부의 만곡부보다 먼저 접근하여, 반력을 수반하여 압입 가능하게 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 상형이 성형하는 제품의 형상에 대응하는 형상의 성형부를 갖고,
상기 하형이 성형하는 제품의 형상에 대응하는 형상을 가짐과 함께 만곡부와 그 양 옆에 존재하는 직선부로 분할되어 있는 성형부를 갖고,
상기 하형의 성형부의 직선부가 상기 하형의 성형부의 만곡부보다 먼저 블랭크의 성형을 개시하도록, 상기 상형에 대하여 상기 하형의 성형부의 만곡부보다 접근하여, 쿠션 장치에 의해 압입 가능하게 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 하형이 성형하는 제품의 형상에 대응하는 형상의 성형부를 갖고,
상기 상형이 성형하는 제품의 형상에 대응하는 형상을 가짐과 함께 만곡부와 그 양 옆에 존재하는 직선부로 분할되어 있는 성형부를 갖고,
상기 상형의 성형부의 직선부가 상기 상형의 성형부의 만곡부보다 먼저 블랭크의 성형을 개시하도록, 상기 하형에 대하여 상기 상형의 성형부의 만곡부보다 접근하여, 탄성 부재에 의해 압입 가능하게 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 블랭크의 길이 방향 길이 L 이, 성형하는 제품의 길이 방향을 따른 길이 L0 보다 크고 또한 1.05 × L0 보다 작거나 1.05 × L0 에 동등한 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.