KR101958584B1

KR101958584B1 - 프레스 성형품의 제조 방법, 제조 장치 및 제조 설비열

Info

Publication number: KR101958584B1
Application number: KR1020177011418A
Authority: KR
Inventors: 류이치 니시무라; 요시아키 나카자와; 도루 요네바야시; 고이치 사토
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2014-10-01
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2019-03-14
Also published as: EP3202504A4; CN107073547A; EP3202504B1; CN107073547B; JP6369556B2; CA2961188A1; JP2018075641A; RU2017114353A3; RU2674059C2; EP3202504A1; JPWO2016051765A1; US10596613B2; BR112017006100A2; CA2961188C; WO2016051765A1; US20170291208A1; KR20170063845A; MX2017004135A; RU2017114353A; JP6551553B2

Abstract

프레스 성형품은, 천판부와, 종벽부와, 종벽부와 천판부 사이에 있는 능선부를 구비하고, 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖는다. 프레스 성형품의 제조 방법은, 소재로서 금속판을 준비하는 준비 공정과, 펀치, 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 패드, 및 패드를 수용 가능한 다이를 이용해, 소재에 프레스 가공을 실시하는 프레스 가공 공정을 포함한다. 프레스 가공 공정은, 펀치에 의한 소재의 다이로의 밀어넣음을 개시했을 때 또는 그 직후부터, 다이에 대한 펀치의 밀어넣음이 그 밀어넣음의 하사점보다 소정 거리 앞쪽에 도달할 때까지의 기간동안, 패드를 펀치로부터 상기 소정 거리 떨어진 위치에 유지하는 공정과, 다이에 대한 펀치의 밀어넣음이 상기 하사점보다 상기 소정 거리 앞쪽에 도달했을 때, 패드를 다이에 수용하는 공정과, 다이 및 패드에 대한 펀치의 밀어넣음을 하사점까지 계속하고, 천판부, 능선부, 및 종벽부를 성형하는 공정을 포함한다.

Description

프레스 성형품의 제조 방법, 제조 장치 및 제조 설비열{METHOD FOR PRODUCING PRESS-MOLDED ARTICLE, PRODUCTION APPARATUS, AND PRODUCTION LINE}

본 발명은, 자동차, 자동차 이외의 각종 차량, 가전제품, 선박, 건축재료 등에 이용되는 프레스 성형품을 제조하기 위한 방법, 장치 및 설비열에 관한 것이다.

예를 들면, 자동차의 차체는, 각종 구조 부재(예:플로어 크로스 멤버, 사이드실, 사이드 멤버 등)을 포함한다. 구조 부재에는, 강판 등의 금속판을 소재로 하는 프레스 성형품이 다용된다. 프레스 성형시의 재료 파단, 형상 동결성, 및 제조 비용에 대한 우위성으로부터, 대다수의 경우, 프레스 성형품은, 금속판에 굽힘 성형에 의한 프레스 가공이 실시됨으로써 얻어진다. 프레스 성형품은, 예를 들면, 홈형 또는 모자형의 단면 형상을 갖는다. 홈형 단면의 프레스 성형품은, 천판부와, 천판부로부터 신장되는 한 쌍의 종벽부를 구비한다. 모자형 단면의 프레스 성형품은, 또한, 각 종벽부로부터 신장되는 한 쌍의 플랜지부를 구비한다.

도 1은, 일반적인 굽힘 성형을 행하는 프레스 성형 장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 프레스 성형 장치(1)는, 홈형 단면 또는 모자형 단면의 프레스 성형품을 제조하기 위한 장치이다. 도 1에는, 모자형 단면의 프레스 성형품(도면 중의 일점쇄선 참조)을 제조하는 경우를 예시한다. 프레스 성형 장치(1)는, 하형으로서 펀치(2)를 구비하고, 상형으로서 다이(3) 및 패드(5)를 구비한다. 패드(5)는, 다이(3), 또는 다이(3)와 일체로 동작하는 다이 홀더 혹은 슬라이드에, 가압 부재(4)를 통해 지지된다. 패드(5)는, 다이(3)에 수용 가능하며, 다이(3)에 수용된 상태로 다이(3)의 일부를 구성한다.

이러한 프레스 성형 장치(1)에 의해서 금속판(6)을 프레스 성형품으로 성형하는 굽힘 성형은, 이하와 같이 행해진다. 성형 전에, 펀치(2)와 패드(5) 사이에 금속판(6)을 끼워넣는다. 즉, 펀치(2)에 의한 금속판(6)의 다이(3)로의 밀어넣음을 개시하기 전에, 금속판(6) 중에서 프레스 성형품의 천판부로 성형되는 부분을 펀치(2)와 패드(5)에 의해서 구속한다. 그 상태에서 다이(3)를 하사점까지 하강시킨다. 이에 의해, 프레스 성형품의 천판부는, 펀치(2)의 상면(선단면)(2a)을 따라서 성형된다. 종벽부는, 펀치(2)의 측면(2b)을 따라서 성형된다. 천판부와 종벽부 사이에는 능선부가 형성된다. 그 천판부와 종벽부를 연결하는 능선부는, 펀치(2)의 펀치 견부(2c)를 따라서 성형된다. 이하, 이러한 굽힘 성형을 패드 굽힘 성형이라고 칭한다.

근년, 자동차에는, 지구 온난화 방지에 기여하는 연비의 향상을 위해, 차체의 경량화가 요구된다. 또한, 충돌 사고시의 안전성의 향상이 요구된다. 이들 요구로부터, 구조 부재의 소재인 금속판(6)으로서, 인장 강도가 590MPa 이상인 고강도 강판이 이용된다. 예를 들면, 980MPa급의 고강도 강판이 이용되는 경우도 있고, 경우에 따라서는 1180MPa급의 고강도 강판이 이용된다.

또, 구조 부재의 형상은, 비교적 복잡하게 되는 경우가 있다. 이것은, 구조 부재와 다른 부재의 간섭 방지, 구조 부재와 다른 부재의 접합, 원하는 공간의 확보 등과 같은 설계상의 제약에 의한 것이다.

도 2a 및 도 2b, 및 도 3~도 8은, 비교적 복잡한 형상을 갖는 프레스 성형품의 일례를 나타내는 사시도이다. 이들 도면 중, 도 2a 및 도 2b는, 인장 강도가 590MPa 이상인 고강도 강판(DP(Dual Phase)강으로 이루어지는 판 두께가 1.2mm인 합금화 용융 아연 도금 강판)으로부터 성형되는 제1예의 프레스 성형품(7)을 나타낸다. 도 2a는 제1예의 프레스 성형품(7)의 전체를 나타내고, 도 2b는 도 2a에 있어서의 A부를 확대하여 나타낸다. 또, 도 3~도 8은, 각각, 인장 강도가 590MPa 이상의 고강도 강판(판 두께가 1.2mm 정도인 합금화 용융 아연 도금 강판, 비도금 강판 등)으로부터 성형되는 제2예~제7예의 프레스 성형품(7)을 나타낸다.

제1예~제7예의 프레스 성형품(7)의 단면 형상은, 모두 모자형이다. 즉, 어느 프레스 성형품(7)이나, 천판부(7a)와, 천판부(7a)의 좌우의 양단으로부터 각각 신장되는 종벽부(7c)와, 천판부(7a)와 종벽부(7c) 사이에 있는 능선부(7b)와, 각 종벽부(7c)의 하측의 끝으로부터 신장되는 플랜지부(7d)를 구비한다. 또한, 프레스 성형품(7)은, 능선부(7b)의 일부에 형상 변화부(9)를 갖는다.

도 2a 및 도 2b에 나타낸 제1예의 프레스 성형품(7)에서는, 천판부(7a)의 양단에 있는 능선부(7b)의 양방에 형상 변화부(9)가 설치된다. 이들 형상 변화부(9)는, 프레스 성형품(7)의 길이 방향의 거의 중앙의 국소에서, 능선부(7b)의 높이가 변화하는 것이다. 이 경우, 천판부(7a)에는, 형상 변화부(9)들을 연결하는 영역에 단차부(8)가 형성된다.

도 3에 나타낸 제2예의 프레스 성형품(7)에서는, 천판부(7a)의 양단에 있는 능선부(7b)의 양방에 형상 변화부(9)가 설치된다. 이들 형상 변화부(9)는, 프레스 성형품(7)의 길이 방향의 거의 중앙의 광범위에서, 능선부(7b)의 높이가 변화하는 것이다. 이 경우, 형상 변화부(9)의 위치에 대응해, 천판부(7a)의 높이는 완만하게 변화한다.

도 4에 나타낸 제3예의 프레스 성형품(7)에서는, 천판부(7a)의 양단에 있는 능선부(7b) 중 한쪽에 형상 변화부(9)가 설치된다. 이 형상 변화부(9)는, 프레스 성형품(7)의 길이 방향의 거의 중앙의 국소에서, 능선부(7b)의 단면에 있어서의 원호 길이가 변화하는 것이다. 이 경우, 형상 변화부(9)의 위치에 대응해, 천판부(7a)와 종벽부(7c)가 이루는 각도가 변화한다.

도 5에 나타낸 제4예의 프레스 성형품(7)에서는, 천판부(7a)의 양단에 있는 능선부(7b)의 양방에 형상 변화부(9)가 설치된다. 이들 형상 변화부(9)는, 프레스 성형품(7)의 길이 방향의 거의 중앙의 광범위에서, 능선부(7b)가 비틀리는 것이다. 이 경우, 형상 변화부(9)의 위치에 대응해, 천판부(7a) 및 종벽부(7c)가 비틀린다.

도 6에 나타낸 제5예의 프레스 성형품(7)에서는, 천판부(7a)의 양단에 있는 능선부(7b)의 양방에 형상 변화부(9)가 설치된다. 이들 형상 변화부(9)는, 프레스 성형품(7)의 길이 방향의 거의 중앙의 광범위에서, 능선부(7b)가 프레스 성형품(7)의 폭방향으로 구부러지는 것이다. 이 경우, 형상 변화부(9)의 위치에 대응해, 천판부(7a) 및 종벽부(7c)가 프레스 성형품(7)의 폭방향으로 구부러진다.

도 7에 나타낸 제6예의 프레스 성형품(7)에서는, 천판부(7a)의 양단에 있는 능선부(7b) 중 한쪽에 형상 변화부(9)가 설치된다. 형상 변화부(9)는, 프레스 성형품(7)의 길이 방향의 거의 중앙의 국소에서, 이 능선부(7b)가 프레스 성형품(7)의 폭방향으로 패인 것이다. 이 경우, 형상 변화부(9)의 위치에 대응해, 천판부(7a) 및 종벽부(7c)가 프레스 성형품(7)의 폭방향으로 패인다.

도 8에 나타낸 제7예의 프레스 성형품(7)에서는, 천판부(7a)의 양단에 있는 능선부(7b) 중 한쪽에 형상 변화부(9)가 설치된다. 이 형상 변화부(9)는, 프레스 성형품(7)의 길이 방향의 거의 중앙에서부터 한쪽의 끝까지의 범위에서, 능선부의 단면에 있어서의 곡률 반경이 변화하는 것이다. 이 경우, 형상 변화부(9)의 위치에 대응해, 천판부(7a)의 폭 및 종벽부(7c)의 높이가 변화한다.

도 1에 나타낸 패드 굽힘 성형에 의해서, 고강도 강판으로부터, 도 2a에 나타낸 제1예의 프레스 성형품(7)을 냉간으로 제조하는 경우, 이하와 같은 문제가 발생한다. 도 2b 중에 굵은 선으로 나타낸 바와 같이, 프레스 성형품(7)에는, 능선부(7b) 중 형상 변화부(9)의 영역에 균열이 발생한다. 이 균열은 형상 변화부(9)의 근방의 영역(단차부(8), 천판부(7a) 등)에도 발생한다. 패드 굽힘 성형시, 능선부(7b)에는, 능선부(7b)를 따르는 방향과 직교하는 방향으로 굽힘의 응력이 작용한다. 또한, 능선부(7b)에 있어서의 형상 변화부(9)에는, 능선부(7b)를 따르는 방향으로 인장의 응력이 작용한다. 즉, 형상 변화부(9)에는, 그들 굽힘 응력과 인장 응력의 양방이 작용한다. 그 때문에, 형상 변화부(9)의 영역 및 그 근방의 영역은 인장 굽힘 변형된다. 이 인장 굽힘 변형에 의해, 형상 변화부(9)의 영역에 균열이 발생한다고 생각된다.

이러한 균열은, 도 3~도 8에 나타낸 제2예~제7예의 프레스 성형품(7)이어도, 동일하게 발생할 수 있다.

이러한 균열의 발생을 억제하고자 하면, 구조 부재의 설계의 자유도가 저하된다. 소재로 하는 고강도 강판의 프레스 성형성에 따라서, 능선부(7b)에 있어서의 형상 변화부(9)의 여러 치수가 제약을 받기 때문이다.

프레스 성형품에 있어서의 균열의 발생 방지를 도모하는 종래 기술은, 예를 들면, 국제 공개 제2014/042067호 팜플렛(특허 문헌 1) 및 일본국 특허 공개 평 11-319963호 공보(특허 문헌 2)에 개시된다.

국제 공개 제2014/042067호 팜플렛 일본국 특허 공개 평 11-319963호

특허 문헌 1은, 단면 형상이 모자형이며 높이 방향으로 만곡한 프레스 성형품의 제조를 대상으로 하고, 프레스 성형품에 있어서의 볼록형상 만곡부의 천판부 등에 발생하는 균열을 억제하는 기술을 개시한다. 그러나, 이 기술에 의한 프레스 성형은, 블랭크 홀더를 이용한 드로잉 성형이다. 드로잉 성형에서는, 능선부를 따르는 방향과 직교하는 방향으로 인장 응력이 발생한다. 그 때문에, 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖는 프레스 성형품에 있어서, 형상 변화부에 발생하는 인장 응력이 증대해, 균열의 발생을 억제할 수는 없다.

또, 특허 문헌 2에 개시된 기술에 의하면, 균열의 발생을 저감할 수 있을 가능성이 있다. 그러나, 이 기술에서는, 프레스 성형에 앞서, 소재에 압축 가공이 실시된다. 그 때문에, 추가의 공정 및 설비가 필요하게 되어, 제조 비용의 상승은 피할 수 없다.

이와 같이, 종래 기술에서는, 인장 강도가 예를 들면 590MPa 이상의 고강도 강판으로부터, 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖는 프레스 성형품을 성형할 때에, 형상 변화부의 영역에서의 균열의 발생을 저감할 수 없다.

또, 모자형 단면의 프레스 성형품을 단순한 패드 굽힘 성형에 의해서 성형하면, 스프링 백에 기인하여, 종벽부가 바깥쪽으로 휘기 쉽다.

본 발명의 목적은, 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖는 홈형 단면 또는 모자형 단면의 프레스 성형품을 성형할 때에, 예를 들면 고강도 강판을 소재로서 이용하는 경우라도, 형상 변화부의 영역에서 균열의 발생을 저감할 수 있는 프레스 성형품의 제조 방법, 그 제조 장치 및 그 제조 설비열을 제공하는 것이다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖는 모자형 단면의 프레스 성형품을 성형할 때에, 예를 들면 고강도 강판을 소재로서 이용하는 경우라도, 종벽부의 휨의 발생을 저감할 수 있는 프레스 성형품의 제조 방법 및 그 제조 설비열을 제공하는 것이다.

(1) 본 발명의 실시형태에 의한 제조 방법은, 소재로부터 프레스 성형품을 제조하기 위한 방법이다.

상기 프레스 성형품은, 천판부와, 상기 천판부의 양단으로부터 각각 신장되는 종벽부와, 상기 종벽부와 상기 천판부 사이에 있는 능선부를 구비하고, 상기 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖는다.

상기 제조 방법은,

상기 소재로서 금속판을 준비하는 준비 공정과,

펀치, 상기 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 패드, 및 상기 패드를 수용 가능한 다이를 이용해, 상기 소재에 프레스 가공을 실시하는 프레스 가공 공정을 포함한다.

상기 프레스 가공 공정은,

상기 펀치에 의한 상기 소재의 상기 다이로의 밀어넣음을 개시했을 때 또는 그 직후부터, 상기 다이에 대한 상기 펀치의 밀어넣음이 그 밀어넣음의 하사점보다 소정 거리 앞쪽에 도달할 때까지의 기간동안, 상기 패드를 상기 펀치로부터 상기 소정 거리 떨어진 위치에 유지하는 공정과,

상기 다이에 대한 상기 펀치의 밀어넣음이 상기 하사점보다 상기 소정 거리 앞쪽에 도달했을 때, 상기 패드를 상기 다이에 수용하는 공정과,

상기 다이 및 상기 패드에 대한 상기 펀치의 밀어넣음을 상기 하사점까지 계속하고, 상기 천판부, 상기 능선부, 및 상기 종벽부를 성형하는 공정을 포함한다.

상기 (1)의 제조 방법에 있어서, 상기 소정 거리가 3~30mm인 것이 바람직하다.

(2) 상기 (1)의 제조 방법은, 하기 구성을 채용할 수 있다.

상기 프레스 가공 공정에서는, 상기 천판부 및 상기 능선부를 성형함과 더불어, 상기 종벽부로 성형되는 영역 중에서 상기 천판부로부터 소정 높이까지의 소정 영역을 성형한다.

상기 제조 방법은, 상기 프레스 가공 공정에서 얻어진 중간 성형품에 프레스 가공을 실시하는 제2 프레스 가공 공정을 더 포함한다

상기 제2 프레스 가공 공정에서는, 상기 종벽부로 성형되는 영역 중에서 상기 소정 영역을 제외한 잉여 영역으로부터 상기 종벽부를 성형한다.

상기 프레스 성형품이, 상기 각 종벽부의 끝으로부터 신장되는 플랜지부를 더 구비하는 경우, 상기 (2)의 제조 방법은, 하기 구성을 채용할 수 있다.

상기 제2 프레스 가공 공정은, 주 제2 펀치, 상기 주 제2 펀치에 인접하여 배치되는 부 제2 펀치, 상기 주 제2 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 제2 패드, 및 상기 제2 패드를 수용 가능한 제2 다이를 이용한다.

상기 제2 프레스 가공 공정은,

상기 주 제2 펀치와 상기 제2 패드에 의해서 상기 중간 성형품의 상기 천판부를 사이에 낀 상태로, 상기 주 제2 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 제2 다이로의 밀어넣음을 개시하는 공정과,

상기 제2 다이에 대한 상기 주 제2 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속하고, 상기 제2 패드를 상기 제2 다이에 수용함과 더불어, 상기 중간 성형품의 상기 잉여 영역으로부터 상기 종벽부를 성형하는 공정과,

상기 제2 다이 및 상기 제2 패드에 대한 상기 부 제2 펀치의 밀어넣음을 개시하고, 상기 부 제2 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속함으로써 상기 중간 성형품의 상기 잉여 영역으로부터 상기 플랜지부를 성형하는 공정을 포함한다.

(3) 본 발명의 실시형태에 의한 제조 방법은, 소재로부터 프레스 성형품을 제조하기 위한 방법이다.

상기 프레스 성형품은, 천판부와, 상기 천판부의 양단으로부터 각각 신장되는 종벽부와, 상기 종벽부와 상기 천판부 사이에 있는 능선부와, 상기 각 종벽부의 끝으로부터 신장되는 플랜지부를 구비하고, 상기 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖는다.

상기 제조 방법은,

상기 소재로서 금속판을 준비하는 준비 공정과,

상기 소재에 프레스 가공을 실시하는 프레스 가공 공정을 포함한다.

상기 프레스 가공 공정은, 주 펀치, 상기 주 펀치에 인접하여 배치되는 부 펀치, 상기 주 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 패드, 및 상기 패드를 수용 가능한 다이를 이용한다.

상기 프레스 가공 공정은,

상기 주 펀치와 상기 패드에 의해서 상기 소재를 사이에 낀 상태로, 상기 주 펀치에 의한 상기 소재의 상기 다이로의 밀어넣음을 개시하는 공정과,

상기 다이에 대한 상기 주 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속하고, 상기 패드를 상기 다이에 수용함과 더불어, 상기 천판부, 상기 능선부, 및 상기 종벽부를 성형하는 공정과,

상기 다이 및 상기 패드에 대한 상기 부 펀치의 밀어넣음을 개시하고, 상기 부 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속함으로써 상기 플랜지부를 성형하는 공정을 포함한다.

(4) 상기 (3)의 제조 방법은, 하기 구성을 채용할 수 있다.

상기 제조 방법은,

상기 프레스 가공 공정 전에, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 금속판에 프레스 가공을 실시하여 상기 소재로서의 중간 성형품을 얻는 예비 프레스 가공 공정을 포함한다.

상기 예비 프레스 가공 공정에서는, 상기 중간 성형품으로서, 상기 천판부 및 상기 능선부를 성형함과 더불어, 상기 종벽부로 성형되는 영역 중에서 상기 천판부로부터 소정 높이까지의 소정 영역을 성형한다.

상기 프레스 가공 공정에서는,

상기 주 펀치와 상기 패드에 의해서 상기 중간 성형품의 상기 천판부를 사이에 낀 상태로, 상기 주 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 다이로의 밀어넣음을 개시한다.

그 후, 상기 다이에 대한 상기 주 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속하고, 상기 패드를 상기 다이에 수용함과 더불어, 상기 종벽부로 성형되는 영역 중에서 상기 소정 영역을 제외한 잉여 영역으로부터 상기 종벽부를 성형한다.

그 후, 상기 다이 및 상기 패드에 대한 상기 부 펀치의 밀어넣음을 개시하고, 상기 부 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속함으로써 상기 중간 성형품의 상기 잉여 영역으로부터 상기 플랜지부를 성형한다.

상기 (2) 또는 (4)의 제조 방법은, 하기 구성을 채용하는 것이 바람직하다.

상기 소정 높이 h(mm)가 하기 식 (1)의 조건을 만족시킨다.

Rp

h

H-Rp…(1)

단, 상기 식 (1) 중, H는 상기 프레스 성형품의 높이(mm)를 나타내고, Rp는 상기 능선부의 단면에 있어서의 곡률 반경(mm)을 나타낸다.

상기 제조 방법은, 하기의 구성을 채용할 수 있다.

상기 능선부의 상기 형상 변화부가 하기 (a)~(f) 중 적어도 하나이다.

(a) 상기 능선부의 높이가 변화한다,

(b) 상기 능선부의 단면에 있어서의 원호 길이가 변화한다,

(c) 상기 능선부가 비틀린다,

(d) 상기 능선부가 폭방향으로 구부러진다,

(e) 상기 능선부가 폭방향으로 돌출하거나 또는 패인다,

(f) 상기 능선부의 단면에 있어서의 곡률 반경이 변화한다.

(5) 본 발명의 실시형태에 의한 제조 장치는, 소재로부터 프레스 성형품을 제조하기 위한 장치이다.

상기 제조 장치는,

상기 천판부에 대응하는 선단면, 상기 종벽부에 대응하는 측면, 및 상기 능선부에 대응하는 펀치 견부를 포함하는 펀치와,

상기 펀치의 상기 선단면에 대향하여 배치되는 패드와,

상기 패드를 수용 가능한 다이와,

상기 펀치의 상기 선단면으로부터의 상기 패드의 거리를 조정하는 패드 조정 기구를 구비한다.

(6) 본 발명의 실시형태에 의한 프레스 성형품의 제조 장치는, 펀치와, 패드와, 다이와,ㄴ 패드 조정 기구를 구비한다.

펀치는, 선단면, 측면, 및 상기 선단면과 상기 측면 사이에 설치된 펀치 견부를 구비하고, 상기 펀치 견부의 연장 방향의 일부에 형상이 변화하는 형상 변화부를 갖는다.

패드는, 적어도 상기 형상 변화부에 있어서의 상기 펀치 견부의 연장 방향에 수직인 단면에 있어서, 상기 펀치의 상기 선단면에 대향하여 배치된다.

다이는, 상기 펀치의 상기 선단면에 대향하는 면에 상기 패드를 수용할 수 있는 오목부, 및 상기 펀치 견부에 대향하는 개소가 상기 펀치 견부의 형상에 맞춘 형상인 모서리부를 구비한다.

패드 조정 기구는, 상기 펀치의 상기 선단면과 상기 패드 사이의 간격을 조정한다.

(7) 상기 (5)의 제조 장치는, 하기 구성을 채용할 수 있다.

상기 패드 조정 기구는,

상기 펀치에 의한 상기 소재의 상기 다이로의 밀어넣음을 개시했을 때 또는 그 직후부터, 상기 다이에 대한 상기 펀치의 밀어넣음이 그 밀어넣음의 하사점보다 소정 거리 앞쪽에 도달할 때까지의 기간동안, 상기 패드를 상기 펀치로부터 상기 소정 거리 떨어진 위치에 유지하고,

상기 다이에 대한 상기 펀치의 밀어넣음이 상기 하사점보다 상기 소정 거리 앞쪽에 도달했을 때, 상기 패드를 상기 다이에 수용한다.

상기 (7)의 제조 장치에 있어서, 상기 소정 거리가 3~30mm인 것이 바람직하다.

(8) 본 발명의 실시형태에 의한 제조 설비열은, 소재로부터 프레스 성형품을 제조하기 위한 설비열이다.

상기 제조 설비열은, 상기 (5)~(7) 중 어느 한 제조 장치와, 상기 제조 장치에서 얻어진 중간 성형품에 프레스 가공을 실시하는 제2 제조 장치를 포함한다.

상기 중간 성형품은, 상기 종벽부의 영역 중에서 상기 천판부로부터 소정 높이까지의 영역이 성형된 것이다.

상기 제2 제조 장치는,

상기 천판부에 대응하는 선단면, 상기 종벽부에 대응하는 측면, 상기 능선부에 대응하는 펀치 견부, 및 상기 종벽부와 상기 플랜지부 사이에 있는 능선부에 대응하는 모서리부를 포함하는 주 제2 펀치와,

상기 주 제2 펀치에 인접하여 배치되고, 상기 플랜지부에 대응하는 선단면을 포함하는 부 제2 펀치와,

상기 주 제2 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 제2 패드와,

상기 종벽부와 상기 플랜지부 사이에 있는 상기 능선부에 대응하는 다이 견부, 및 상기 플랜지부에 대응하는 선단면을 포함하고, 상기 제2 패드를 수용 가능한 제2 다이와,

상기 주 제2 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 제2 다이로의 밀어넣음보다도, 상기 부 제2 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 제2 다이로의 밀어넣음을 늦추는 부 펀치 조정 기구를 구비한다.

상기 (8)의 제조 설비열은, 하기 구성을 채용하는 것이 바람직하다.

상기 부 펀치 조정 기구는,

상기 제2 다이에 대한 상기 주 제2 펀치의 밀어넣음이 하사점에 도달한 후에, 상기 제2 다이에 대한 상기 부 제2 펀치의 밀어넣음을 개시한다.

상기 제조 장치의 상기 다이는, 상기 소정 높이 h(mm)가 하기 식 (1)의 조건을 만족시키도록 형성된다.

Rp

h

H-Rp…(1)

본 발명에 의하면, 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖는 홈형 단면 또는 모자형 단면의 프레스 성형품을 성형할 때에, 예를 들면 고강도 강판을 소재로서 이용하는 경우라도, 형상 변화부의 영역에서 균열의 발생을 저감할 수 있다. 또, 모자형 단면의 프레스 성형품을 성형하는 경우, 종벽부의 휨의 발생을 저감할 수 있다.

도 1은, 일반적인 굽힘 성형을 행하는 프레스 성형 장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2a는, 비교적 복잡한 형상을 갖는 프레스 성형품의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2b는, 도 2a에 있어서의 A부를 확대하여 나타내는 사시도이다.
도 3은, 비교적 복잡한 형상을 갖는 프레스 성형품의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 4는, 비교적 복잡한 형상을 갖는 프레스 성형품의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5는, 비교적 복잡한 형상을 갖는 프레스 성형품의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 6은, 비교적 복잡한 형상을 갖는 프레스 성형품의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 7은, 비교적 복잡한 형상을 갖는 프레스 성형품의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 8은, 비교적 복잡한 형상을 갖는 프레스 성형품의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 프레스 성형품의 제조에 이용되는 제1 제조 장치의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 프레스 성형품의 제조에 이용되는 제2 제조 장치의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 11a는, 제1 실시형태에 있어서 제1 제조 장치에 의한 제1 프레스 가공 공정의 상황을 나타내는 도면이며, 성형 개시 전의 상태를 나타낸다.
도 11b는, 제1 실시형태에 있어서 제1 제조 장치에 의한 제1 프레스 가공 공정의 상황을 나타내는 도면이며, 성형 초기의 상태를 나타낸다.
도 11c는, 제1 실시형태에 있어서 제1 제조 장치에 의한 제1 프레스 가공 공정의 상황을 나타내는 도면이며, 성형 종기의 상태를 나타낸다.
도 11d는, 제1 실시형태에 있어서 제1 제조 장치에 의한 제1 프레스 가공 공정의 상황을 나타내는 도면이며, 성형 완료시의 상태를 나타낸다.
도 12a는, 제1 실시형태에 있어서 제2 제조 장치에 의한 제2 프레스 가공 공정의 상황을 나타내는 도면이며, 성형 개시 전의 상태를 나타낸다.
도 12b는, 제1 실시형태에 있어서 제2 제조 장치에 의한 제2 프레스 가공 공정의 상황을 나타내는 도면이며, 성형 종기의 상태를 나타낸다.
도 12c는, 제1 실시형태에 있어서 제2 제조 장치에 의한 제2 프레스 가공 공정의 상황을 나타내는 도면이며, 성형 완료시의 상태를 나타낸다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 하기의 지견 (A) 및 (B)를 얻었다.

(A) 패드 굽힘 성형에 의해, 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖는 홈형 단면 또는 모자형 단면의 프레스 성형품을 성형하는 경우, 소재 금속판 중에서 프레스 성형품의 천판부로 성형되는 부분은, 시종, 펀치와 패드에 의해서 구속된다. 그때, 형상 변화부에 굽힘 응력과 인장 응력의 양방이 작용한다. 그 때문에, 형상 변화부의 영역 및 그 근방의 영역은 인장 굽힘 변형된다. 이에 의해, 형상 변화부의 영역 및 그 근방의 영역에 과잉의 변형 왜곡이 생기기 쉽다. 이 과잉의 변형 왜곡이 균열을 일으킨다.

이로부터, 형상 변화부에서의 인장 굽힘 변형을 완화하여 과잉의 변형 왜곡을 억제하면, 균열의 발생을 저감할 수 있다고 할 수 있다. 그러기 위해서는, 성형 중에, 펀치와 패드에 의한 소재 금속판의 구속을 완화하면 된다.

(B) 패드 굽힘 성형에 의해, 모자형 단면의 프레스 성형품을 성형하는 경우, 천판부, 종벽부 및 플랜지부의 성형이 동시에 완료된다. 이 경우, 스프링 백에 기인하여, 종벽부가 외향으로 휘기 쉽다. 이 종벽부의 휨을 저감하려면, 플랜지부의 성형이 최후에 행해지도록 하면 된다.

본 발명은 상기 지견에 의거해 완성된 것이다. 이하에, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

[제1 실시형태]

도 9는, 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 프레스 성형품의 제조에 이용되는 제1 제조 장치의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 10은, 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 프레스 성형품의 제조에 이용되는 제2 제조 장치의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다. 제1 실시형태에서는, 상기 도 2a에 나타낸 모자형 단면의 제1예의 프레스 성형품(7)을 제조하는 경우를 예시한다. 제1 실시형태에서는, 프레스 성형품은, 제1 프레스 가공 공정 및 제2 프레스 가공 공정을 차례로 거쳐 제조된다. 제1 프레스 가공 공정에서는, 도 9에 나타낸 제1 프레스 성형 장치(10)(제1 제조 장치)가 이용된다. 제2 프레스 가공 공정에서는, 도 10에 나타낸 제2 프레스 성형 장치(20)(제2 제조 장치)가 이용된다. 즉, 제1 프레스 성형 장치(10)와 제2 프레스 성형 장치(20)는, 일련의 제조 설비열을 구성한다.

도 11a~도 11d는, 제1 실시형태에 있어서 제1 제조 장치에 의한 제1 프레스 가공 공정의 상황을 나타내는 도면이다. 이들 도면 중, 도 11a는 성형 개시 전의 상태를 나타낸다. 도 11b는 성형 초기의 상태를 나타낸다. 도 11c는 성형 종기의 상태를 나타낸다. 도 11d는 성형 완료시의 상태를 나타낸다. 도 12a~도 12c는, 제1 실시형태에 있어서 제2 제조 장치에 의한 제2 프레스 가공 공정의 상황을 나타내는 도면이다. 이들 도면 중, 도 12a는 성형 개시 전의 상태를 나타낸다. 도 12b는 성형 종기의 상태를 나타낸다. 도 12c는 성형 완료시의 상태를 나타낸다. 이들 도면은, 형상 변화부의 영역의 단면을 나타낸다.

[제1 제조 장치]

도 9, 및 도 11a~도 11d에 나타낸 바와 같이, 제1 프레스 성형 장치(10)는, 하형으로서 제1 펀치(11)를 구비하고, 상형으로서 제1 다이(12) 및 제1 패드(13)를 구비한다. 즉, 제1 펀치(11)와, 제1 다이(12) 및 제1 패드(13)가 쌍을 이룬다. 또한, 구성의 이해를 용이하게 하기 위해서, 도 9에는, 제1 다이(12)를 일점쇄선으로 나타낸다.

제1 펀치(11)는, 상면(11a)(선단면), 한 쌍의 측면(11b), 및 상면(11a)과 측면(11b) 사이에 설치된 펀치 견부(11c)를 구비한다. 펀치 견부(11c)는 상면(11a)과 측면(11b)을 연결하는 부위이다. 그 상면(11a)의 형상은, 프레스 성형품의 천판부에 대응하는 형상이다. 그 측면(11b)의 형상은, 프레스 성형품의 종벽부에 대응하는 형상이다. 그 펀치 견부(11c)의 형상은, 프레스 성형품의 능선부에 대응하는 형상이다. 펀치 견부(11c)의 연장 방향의 일부에는, 형상이 변화하는 형상 변화부가 형성된다. 이 펀치 견부(11c)의 형상 변화부의 형상은, 프레스 성형품의 능선부의 일부에 존재하는 형상 변화부에 대응하는 형상이다. 즉, 펀치 견부(11c)는 그 연장 방향에서 단면 형상이 변화하거나, 연장 방향이 구부러져 있는 개소를 구비한다.

제1 패드(13)는, 제1 펀치(11)의 상면(11a)에 대향하여 배치된다. 제1 다이(12)는, 제1 펀치(11)의 상면(11a)과 대향하는 위치에 오목부(12c)를 구비한다. 제1 패드(13)는, 그 오목부(12c)에 수용 가능하다. 제1 패드(13)는, 제1 다이(12)의 오목부(12c)에 수용된 상태로 제1 다이(12)의 일부를 구성한다. 또한, 제1 다이(12)는, 제1 펀치(11)의 펀치 견부(11c)에 대향하는 위치에 모서리부(12d)를 구비한다. 이 모서리부(12d)의 형상은, 펀치 견부(11c)의 형상에 맞춘 형상이다. 또한, 제1 다이(12)는, 그 모서리부(12d)에 인접한 한 쌍의 제1 내측면(12a)을 구비한다. 제1 내측면(12a)은, 제1 펀치(11)의 측면(11b)과 대향한다. 제1 내측면(12a)의 형상은, 프레스 성형품의 종벽부의 영역 중에서 천판부로부터 소정 높이 h까지의 소정 영역에 대응하는 형상이다. 또한, 제1 다이(12)는, 그 제1 내측면(12a)에 인접한 한 쌍의 제2 내측면(12b)을 구비한다. 대향하는 제2 내측면(12b)의 간격은, 제1 다이(12)의 폭방향의 외측을 향해 크게 넓어진다.

도 11a~도 11d에 나타낸 바와 같이, 제1 패드(13)는, 제1 다이(12)를 유지하는 다이 홀더(15)에, 제1 가압 부재(16)를 통해 지지된다. 제1 가압 부재(16)는, 유압 실린더, 가스 실린더, 스프링, 고무 등이며, 제1 패드(13)에 하향의 힘(제1 펀치(11)를 향하는 힘)을 부여한다. 도 11a~도 11d에서는, 제1 패드(13)로부터 암부(13a)가 돌출하고, 이 암부(13a)와 다이 홀더(15) 사이에 제1 가압 부재(16)가 설치된다. 제1 패드(13)는, 제1 가압 부재(16)를 통해 지지되는 한, 제1 다이(12), 또는 다이 홀더(15)와 일체로 동작하는 슬라이드에 지지되어도 된다.

여기서, 제1 프레스 성형 장치(10)는, 제1 펀치(11)의 상면(11a)로부터의 제1 패드(13)의 거리를 조정하는 패드 조정 기구를 구비한다. 패드 조정 기구는, 예를 들면 이하와 같이 구성된다. 도 11a~도 11d에 나타내는 바와 같이, 제1 패드(13)로부터 돌출하는 암부(13a)의 직하에 블록(17)이 설치된다. 이 블록(17)은, 제1 펀치(11)를 유지하는 펀치 홀더(18)에, 제2 가압 부재(19)를 통해 지지된다. 제2 가압 부재(19)는, 유압 실린더, 가스 실린더, 스프링, 고무 등이며, 블록(17)에 상향의 힘(제1 다이(12)를 향하는 힘)을 부여한다. 제2 가압 부재(19)에 의해서 블록(17)에 부여되는 상향의 힘은, 제1 가압 부재(16)에 의해서 제1 패드(13)에 부여되는 하향의 힘보다도 크다. 블록(17)은, 제2 가압 부재(19)를 통해 지지되는 한, 프레스기의 토대에 지지되어도 된다.

패드 조정 기구에 의하면, 도 11a에 나타낸 바와 같이, 제1 패드(13)는 제1 다이(12)의 하강에 추종하여 하강하고, 제1 펀치(11)의 상면(11a)으로부터의 제1 패드(13)의 거리가 소정 거리가 되었을 때에, 암부(13a)와 블록(17)이 접촉한다. 그 후, 도 11b에 나타낸 바와 같이, 또한 제1 다이(12)의 하강을 계속해도, 제1 패드(13)는, 제1 다이(12)의 오목부(12c)에 수용될 때까지, 그 위치에 유지된다. 제1 패드(13)에는, 제1 가압 부재(16)로부터의 하향의 힘보다도 큰 제2 가압 부재(19)로부터의 상향의 힘이 작용하고 있기 때문이다. 그리고, 도 11c 및 도 11d에 나타낸 바와 같이, 제1 패드(13)가 제1 다이(12)의 오목부(12c)에 수용되면, 그 이후, 제1 패드(13)는 제1 다이(12)와 일체로 하강한다.

[제2 제조 장치]

도 10, 및 도 12a~도 12c에 나타낸 바와 같이, 제2 프레스 성형 장치(20)는, 하형으로서 주 제2 펀치(21) 및 부 제2 펀치(24)를 구비하고, 상형으로서 제2 다이(22) 및 제2 패드(23)를 구비한다. 즉, 주 제2 펀치(21) 및 부 제2 펀치(24)와, 제2 다이(22) 및 제2 패드(23)가 쌍을 이룬다. 또한, 구성의 이해를 용이하게 하기 위해, 도 10에는, 제2 다이(22)를 일점쇄선으로 나타낸다.

주 제2 펀치(21)는, 상면(21a)(선단면), 한 쌍의 측면(21b), 및 상면(21a)과 측면(21b) 사이에 설치된 펀치 견부(21c)를 구비한다. 펀치 견부(21c)는 상면(21a)과 측면(21b)을 연결하는 부위이다. 그 상면(21a)의 형상은, 프레스 성형품의 천판부에 대응하는 형상이다. 그 측면(21b)의 형상은, 프레스 성형품의 종벽부에 대응하는 형상이다. 그 펀치 견부(21c)의 형상은, 프레스 성형품의 능선부에 대응하는 형상이다. 펀치 견부(21c)의 연장 방향의 일부에는, 형상이 변화하는 형상 변화부가 형성된다. 이 펀치 견부(21c)의 형상 변화부의 형상은, 프레스 성형품의 능선부의 일부에 존재하는 형상 변화부에 대응하는 형상이다. 또한, 주 제2 펀치(21)는, 그 측면(21b)에 인접한 곡면(21d)을 구비한다.

부 제2 펀치(24)는, 주 제2 펀치(21)의 외측에 인접하여 배치된다. 부 제2 펀치(24)는, 상면(24a)(선단면)을 구비한다. 그 상면(24a)의 형상은, 프레스 성형품의 플랜지부에 대응하는 형상이다.

제2 패드(23)는, 주 제2 펀치(21)의 상면(21a)에 대향하여 배치된다. 제2 다이(22)는, 주 제2 펀치(21)의 상면(21a)과 대향하는 위치에 오목부(22c)를 구비한다. 제2 패드(23)는, 그 오목부(22c)에 수용 가능하다. 제2 패드(23)는, 제2 다이(22)의 오목부(22c)에 수용된 상태로 제2 다이(22)의 일부를 구성한다. 또한, 제2 다이(22)는, 주 제2 펀치(21)의 펀치 견부(21c)에 대향하는 위치에 모서리부(22d)를 구비한다. 이 모서리부(22d)의 형상은, 펀치 견부(21c)의 형상에 맞춘 형상이다. 또한, 제2 다이(22)는, 모서리부(22d)에 인접한 한 쌍의 내측면(22a)을 구비한다. 이 내측면(22a)은, 주 제2 펀치(21)의 측면(21b)과 대향한다. 내측면(22a)의 형상은, 프레스 성형품의 종벽부에 대응하는 형상이다. 또한, 제2 다이(22)는, 내측면(22a)에 인접한 한 쌍의 다이 견부(22e)를 구비한다. 다이 견부(22e)의 형상은, 프레스 성형품의 종벽부와 플랜지부 사이에 존재하는 능선부에 대응하는 형상이다. 또한, 제2 다이(22)는, 다이 견부(22e)에 인접한 한 쌍의 하면(22f)(선단면)을 구비한다. 이 하면(22f)는, 부 제2 펀치(24)와 대향한다.

도 12a~도 12c에 나타낸 바와 같이, 제2 패드(23)는, 제2 다이(22)를 유지하는 다이 홀더(27)에, 제3 가압 부재(도시 생략)를 통해 지지된다. 제3 가압 부재는, 유압 실린더, 가스 실린더, 스프링, 고무 등이며, 제2 패드(23)에 하향의 힘(주 제2 펀치(21)를 향하는 힘)을 부여한다. 제2 패드(23)는, 제3 가압 부재를 통해 지지되는 한, 제2 다이(22), 또는 다이 홀더(27)와 일체로 동작하는 슬라이드에 지지되어도 된다.

여기서, 제2 프레스 성형 장치(20)는, 제2 다이(22)에 대한 주 제2 펀치(21)의 밀어넣음보다도, 제2 다이(22)에 대한 부 제2 펀치(24)의 밀어넣음을 늦추는 부 펀치 조정 기구를 구비한다. 부 펀치 조정 기구는, 예를 들면 이하와 같이 구성된다. 도 12a~도 12c에 나타낸 바와 같이, 부 제2 펀치(24)는 펀치 홀더(28)에 유지된다. 주 제2 펀치(21)는, 부 제2 펀치(24)로부터 돌출하고, 펀치 홀더(28)에, 제4 가압 부재(26)를 통해 지지된다. 제4 가압 부재(26)는, 유압 실린더, 가스 실린더, 스프링, 고무 등이며, 주 제2 펀치(21)에 상향의 힘(제2 다이(22)를 향하는 힘)을 부여한다. 제4 가압 부재(26)에 의해서 주 제2 펀치(21)에 부여되는 상향의 힘은, 제3 가압 부재에 의해서 제2 패드(23)에 부여되는 하향의 힘보다도 크다. 주 제2 펀치(21)는, 제4 가압 부재(26)을 통해 지지되는 한, 프레스기의 토대에 지지되어도 된다.

부 펀치 조정 기구에 의하면, 도 12a 및 도 12b에 나타낸 바와 같이, 제2 다이(22)의 하강에 수반하여, 제2 패드(23)가 제2 다이(22)의 오목부(22c)에 수용된다. 이에 의해, 제2 다이(22)에 대한 주 제2 펀치(21)의 밀어넣음이 완료된다. 그 후, 제2 다이(22)의 하강을 계속하면, 그 이후, 주 제2 펀치(21)는 제2 다이(22) 및 제2 패드(23)와 일체로 하강한다. 이에 의해, 제2 다이(22)에 대한 부 제2 펀치(24)의 밀어넣음이 행해진다.

[프레스 성형품의 제조]

상기 제1 프레스 성형 장치(10)(제1 제조 장치)와 제2 프레스 성형 장치(20)(제2 제조 장치)를 이용한 프레스 성형품(7)의 제조 방법은, 이하의 각 공정을 포함한다.

[준비 공정]

도 9 및 도 11a에 나타낸 바와 같이, 소재로서, 금속판(14)을 준비한다. 금속판(14)으로는, 예를 들면, 인장 강도가 590MPa 이상의 고강도 강판을 이용할 수 있다. 금속판(14)은, 980MPa급의 고강도 강판이어도 되고, 1180MPa급의 고강도 강판이어도 된다. 또, 금속판(14)으로서, 스테인리스 강판, 알루미늄판, 동판 등을 이용할 수도 있다.

[제1 프레스 가공 공정]

도 9, 및 도 11a~도 11d에 나타낸 바와 같이, 제1 프레스 가공 공정에서는, 제1 프레스 성형 장치(10)를 이용하여 금속판(14)에 굽힘 성형에 의한 프레스 가공을 실시해, 중간 성형품(25)을 제조한다. 중간 성형품(25)은, 천판부(25a)와, 능선부(25b)와, 종벽부(25c)를 구비한다. 천판부(25a)는, 프레스 성형품(7)의 천판부(7a)에 대응한다. 능선부(25b)는, 프레스 성형품(7)의 능선부(7b)에 대응한다. 종벽부(25c)의 영역은, 능선부(25b)에 연결되는 소정 영역(25ca)과, 제1 종벽부(25c)에 연결되는 잉여 영역(25cb)으로 구분된다. 소정 영역(25ca)은, 프레스 성형품(7)의 종벽부(7c)의 영역 중에서 천판부(7a)로부터 소정 높이 h까지의 영역에 대응한다. 잉여 영역(25cb)은, 그 소정 높이 h를 초과하는 영역이다. 즉, 잉여 영역(25cb)은, 프레스 성형품(7)의 종벽부(7c)로 성형되는 영역 중에서 소정 영역(25ca)을 제외한 영역이다. 또한, 잉여 영역(25cb)에는, 프레스 성형품(7)의 플랜지부(7d)로 성형되는 영역도 포함된다. 이하에, 제1 프레스 가공 공정에서의 상황을 구체적으로 설명한다.

제1 펀치(11) 위에 금속판(14)을 올려놓은 후, 제1 다이(12)를 하강시킨다. 그때, 암부(13a)와 블록(17)은 이격하고 있고, 제1 패드(13)는 제1 다이(12)와 일체로 하강한다. 그 후, 도 11a에 나타낸 바와 같이, 암부(13a)가 블록(17)에 접촉한다. 이때, 제1 펀치(11)의 상면(11a)으로부터의 제1 패드(13)의 거리가 소정 거리로 되어 있다. 또, 금속판(14)의 양 가장자리부에, 제1 다이(12)의 제2 내측면(12b)이 접촉한다. 암부(13a)와 블록(17)의 접촉에 의해, 제1 패드(13)의 하강이 제한된다.

또한 제1 다이(12)의 하강을 계속한다. 이에 의해, 제1 펀치(11)에 의한 금속판(14)의 제1 다이(12)로의 밀어넣음이 개시되고, 금속판(14)의 굽힘 성형이 시작된다. 그때, 도 11b에 나타낸 바와 같이, 제1 패드(13)의 하강이 제한되어 있기 때문에, 제1 패드(13)는 제1 펀치(11)의 상면(11a)으로부터 소정 거리 떨어진 위치에 유지된다. 그 때문에, 금속판(14)은, 차츰 변형되어 제1 패드(13)와 접촉하는데, 제1 패드(13)와 제1 펀치(11) 사이에 끼워넣어지는 것은 아니다. 즉, 금속판(14)은, 제1 패드(13)와 제1 펀치(11)에 의해서 구속되지 않는다.

제1 다이(12)의 하강을 계속 더 하면, 도 11c에 나타낸 바와 같이, 제1 다이(12)에 대한 제1 펀치(11)의 밀어넣음이 그 밀어넣음의 하사점보다 소정 거리 앞쪽에 도달한다. 이때, 제1 패드(13)는 제1 다이(12)의 오목부(12c)에 수용되고, 제1 다이(12)와 일체화된다. 즉, 제1 펀치(11)에 의한 금속판(14)의 제1 다이(12)로의 밀어넣음을 개시했을 때 또는 그 직후부터, 제1 다이(12)에 대한 제1 펀치(11)의 밀어넣음이 그 밀어넣음의 하사점보다 소정 거리 앞쪽에 도달할 때까지의 기간동안, 제1 패드(13)는 제1 펀치(11)의 상면(11a)으로부터 소정 거리 떨어진 위치에 유지된다.

그리고, 제1 다이(12) 및 제1 패드(13)를 하강시켜, 제 1 다이(12) 및 제1 패드(13)에 대한 제1 펀치(11)의 밀어넣음을 하사점까지 계속한다. 이에 의해, 천판부(25a) 및 능선부(25b)가 성형된다. 이에 맞춰, 종벽부(25c)의 영역 중에서 소정 영역(25ca)이 성형된다. 이와 같이 하여 중간 성형품(25)이 얻어진다. 이 중간 성형품(25)의 천판부(25a) 및 능선부(25b)의 형상은, 프레스 성형품(7)의 천판부(7a) 및 능선부(7b)(일부에 형상 변화부를 포함한다)의 형상과 합치한다.

이러한 제1 프레스 성형 장치(10)를 이용한 제1 프레스 가공 공정에 의하면, 제1 다이(12) 및 제1 패드(13)에 대한 제1 펀치(11)의 밀어넣음의 하사점까지, 금속판(14)은, 제1 패드(13)와 제1 펀치(11)에 의해서 구속되지 않는다. 그 때문에, 성형 중에, 펀치와 다이에 의한 금속판의 구속이 완화된다. 이에 의해, 형상 변화부에서의 인장 굽힘 변형이 완화되어, 과잉의 변형 왜곡이 억제된다. 그 결과, 고강도 강판을 소재로서 이용하는 경우에도, 형상 변화부의 영역에서 균열의 발생을 저감할 수 있다.

상기한 바와 같이, 제1 프레스 가공 공정에 의한 성형 중, 제1 패드(13)는 제1 펀치(11)의 상면(11a)으로부터 소정 거리 떨어진 위치에 일시적으로 유지된다. 그 소정 거리는 3~30mm인 것이 바람직하다. 그 이유는, 이하와 같다. 소정 거리가 3mm 미만이면, 소재 금속판을 구속할 우려가 있다. 한편, 소정 거리가 30mm를 초과하면, 성형 중에 금속판(14)이 제1 패드(13)와 접촉하지 않게 되어, 제1 패드(13)의 존재 이유가 없어진다.

또, 제1 프레스 가공 공정에 의한 성형에서는, 프레스 성형품(7)의 종벽부(7c)의 영역 중에서 천판부(7a)로부터 소정 높이 h까지의 소정 영역(25ca)이 성형된다. 그 소정 높이 h(mm)는 하기 식 (1)의 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.

Rp

h

H-Rp…(1)

단, 상기 식 (1) 중, H는 프레스 성형품의 높이(mm)를 나타내고, Rp는 능선부의 단면에 있어서의 곡률 반경(mm)을 나타낸다.

여기서 말하는 곡률 반경 Rp는, 엄밀하게는, 능선부의 내주 및 외주 중 내주의 곡률 반경이다. 즉, 제1 펀치의 펀치 견부의 곡률 반경에 상당한다.

또, 소정 높이 h는 하기 식 (2)의 조건을 만족시키는 것이어도 된다.

H/4

h

3×H/4…(2)

[제2 프레스 가공 공정]

도 10, 및 도 12a~도 12c에 나타낸 바와 같이, 제2 프레스 가공 공정에서는, 제2 프레스 성형 장치(20)를 이용하여 중간 성형품(25)에 굽힘 성형에 의한 프레스 가공을 실시해, 최종적인 프레스 성형품(7)을 제조한다. 이하에, 제2 프레스 가공 공정에서의 상황을 구체적으로 설명한다.

주 제2 펀치(21) 위에 중간 성형품(25)을 올려놓은 후, 제2 다이(22)를 하강시킨다. 이에 의해, 제2 패드(23)는 제2 다이(22)와 일체로 하강한다. 그 후, 도 12a에 나타낸 바와 같이, 제2 패드(23)가 중간 성형품(25)의 천판부(25a)에 접촉한다. 이에 의해, 중간 성형품(25)은 제2 패드(23)와 주 제2 펀치(21) 사이에 끼워넣어진다. 또, 제2 패드(23)와 주 제2 펀치(21)에 의해서 중간 성형품(25)을 구속한 상태로, 제2 패드(23)의 하강이 제한된다.

또한 제2 다이(22)의 하강을 계속한다. 이에 의해, 주 제2 펀치(21)에 의한 중간 성형품(25)의 제2 다이(22)로의 밀어넣음이 개시되고, 중간 성형품(25)의 굽힘 성형이 시작된다.

제2 다이(22)의 하강을 계속 더 하면, 도 12b에 나타낸 바와 같이, 제2 다이(22)에 대한 주 제2 펀치(21)의 밀어넣음이 그 밀어넣음의 하사점에 도달한다. 이때, 제2 패드(23)는 제2 다이(22)의 오목부(22c)에 수용되고, 제2 다이(22)와 일체화된다. 이와 동시에, 주 제2 펀치(21)가, 제2 다이(22) 및 제2 패드(23)와 일체화된다. 이에 의해, 프레스 성형품(7)의 천판부(7a) 및 능선부(7b)가 완전하게 성형된다. 또한, 프레스 성형품(7)의 종벽부(7c)의 영역은, 중간 성형품(25)의 소정 영역(25ca)으로부터 완전하게 성형됨과 더불어, 중간 성형품(25)의 잉여 영역(25cb)으로부터 성형된다.

또한 제2 다이(22) 및 제2 패드(23)의 하강을 계속한다. 이에 의해, 부 제2 펀치(24)에 의한 중간 성형품(25)의 제2 다이(22) 및 제2 패드(23)로의 밀어넣음이 개시된다. 그리고, 제2 다이(22) 및 제2 패드(23)를 하강시켜, 제2 다이(22) 및 제2 패드(23)에 대한 부 제2 펀치(24)의 밀어넣음을 하사점까지 계속한다. 이에 의해, 중간 성형품(25)의 잉여 영역(25cb)으로부터 플랜지부(7d)가 성형된다. 이와 같이 하여 프레스 성형품(7)이 얻어진다.

이러한 제2 프레스 성형 장치(20)를 이용한 제2 프레스 가공 공정에 의하면, 플랜지부의 성형이 마지막에 행해진다. 이에 의해, 스프링 백에 기인하여 발생하는 종벽부의 휨을 저감할 수 있다. 즉, 형상 동결성이 향상된다.

따라서, 비교적 복잡한 형상을 갖는 프레스 성형품을 제조하는 경우라도, 고강도화를 추진하는 것이 가능해져, 설계의 자유도를 높이는 것도 가능해진다.

[프레스 성형품]

제1 실시형태의 제조 방법에 의해서, 상기 도 2a에 나타낸 모자형 단면의 제1예의 프레스 성형품(7)을 제조했다. 소재로는, 590MPa급의 고강도 강판을 이용했다. 이 프레스 성형품(7)에는, 형상 변화부(9)의 영역에서 균열이 발생하지 않았다.

또, 형상 변화부(9)의 영역의 최대 주 변형을 조사했다. 제1 실시형태에 의한 프레스 성형품(7)에서는, 최대 주 변형은 0.22였다. 이에 대해, 상기 도 1에 나타낸 패드 굽힘 성형에 의한 프레스 성형품(7)에서는, 최대 주 변형은 0.26으로 컸다.

또, 종벽부(7c)의 휨량을 조사했다. 휨량으로는, 한 쌍의 종벽부(7c)의 하단끼리의 간격을 평가했다. 제1 실시형태에 의한 프레스 성형품(7)의 휨량은, 상기 도 1에 나타낸 패드 굽힘 성형에 의한 프레스 성형품의 휨량에 비해, 13% 정도로 저감했다.

제1 실시형태에서 제조 대상으로 하는 프레스 성형품은, 상기 도 2a에 나타낸 모자형 단면의 제1예의 프레스 성형품(7)으로 한정되지 않는다. 즉, 프레스 성형품은, 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖는 한, 상기 도 3~도 8에 나타낸 제2예~제7예의 프레스 성형품(7)이어도 무방하다. 요컨대, 프레스 성형품의 능선부의 형상 변화부가 하기 (a)~(f) 중 적어도 하나이다.

(a) 능선부의 높이가 변화한다,

(b) 능선부의 단면에 있어서의 원호 길이가 변화한다,

(c) 능선부가 비틀린다,

(d) 능선부가 폭방향으로 구부러진다,

(e) 능선부가 폭방향으로 돌출하거나 또는 패인다,

(f) 능선부의 단면에 있어서의 곡률 반경이 변화한다.

또한, 상기 도 3~도 8에 나타낸 제2예~제7예의 프레스 성형품(7)에서는, 형상 변화부(9)의 영역 및 그 근방의 영역에 주름도 발생하기 쉽다. 제1 실시형태에 의하면, 그러한 주름도 억제할 수 있다.

또, 프레스 성형품의 한 쌍의 능선부는 평행이 아니어도 무방하다. 예를 들면, 한 쌍의 능선부가 끝에서 교차하고 있어도 무방하다.

[제2 실시형태]

제2 실시형태는 상기 제1 실시형태를 기본으로 하고, 그 일부를 변형한 것이다. 주된 목적이 형상 변화부의 영역에서의 균열을 저감하는 것인 경우, 상기 제2 프레스 성형 장치에 의한 제2 프레스 가공 공정은 생략할 수 있다. 이 경우, 도 9, 및 도 11a~도 11d에 나타낸 제1 다이(12)에 관해, 제2 내측면(12b)이 생략되고, 프레스 성형품(7)의 종벽부(7c)에 대응하는 형상의 제1 내측면(12a)이, 제2 내측면(12b)의 영역까지 연장된다. 이에 의해, 상기 제1 프레스 성형 장치에 의한 제1 프레스 가공 공정에 있어서, 최종적인 프레스 성형품을 성형한다. 제2 실시형태는, 높이가 그 정도로 높지 않은 프레스 성형품의 제조에 적용할 수 있고, 특히, 플랜지부를 갖지 않는 홈형 단면의 프레스 성형품의 제조에 적용할 수 있다.

[제3 실시형태]

제3 실시형태는 상기 제1 실시형태를 기본으로 하고, 그 일부를 변형한 것이다. 주된 목적이, 상기 제2 실시형태와 마찬가지로, 형상 변화부의 영역에서의 균열을 저감하는 것인 경우, 상기 제2 프레스 가공 공정에 있어서, 중간 성형품에, 단순한 패드 굽힘 성형을 행해도 되고, 패드 없이 굽힘 성형을 행해도 된다.

[제4 실시형태]

제4 실시형태는 상기 제1 실시형태를 기본으로 하고, 그 일부를 변형한 것이다. 주된 목적이 종벽부의 휨의 저감에 있는 경우, 상기 제1 프레스 성형 장치에 의한 제1 프레스 가공 공정은 생략할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 프레스 성형 장치에 의한 제2 프레스 가공 공정에 있어서, 소재로서 금속판을 이용해, 최종적인 프레스 성형품을 성형한다. 또, 제1 프레스 가공을 대신하는 예비 프레스 가공 공정을 도입하고, 이 예비 프레스 가공 공정에 있어서, 상기 중간 성형품을 성형할 수도 있다. 예비 프레스 가공 공정에서는, 금속판에 단순한 패드 굽힘 성형을 행해도 된다.

그 밖에 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 변경이 가능함은 말할 필요도 없다. 예를 들면, 상기 실시형태의 제1 프레스 성형 장치에서는, 하형으로서 제1 펀치를 구비하고, 상형으로서 제1 다이 및 제1 패드를 구비한 구성이나, 상하의 금형의 배치가 상하로 반전된 구성이어도 무방하다. 상기 실시형태의 제2 프레스 성형 장치에서는, 하형으로서 주 제2 펀치 및 부 제2 펀치를 구비하고, 상형으로서 제2 다이 및 제2 패드를 구비한 구성이나, 상하의 금형의 배치가 상하로 반전된 구성이어도 무방하다.

또, 제1 프레스 성형 장치의 제1 패드는, 적어도 형상 변화부에 있어서의 펀치 견부의 연장 방향에 수직인 단면에 있어서, 제1 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 패드는, 프레스 성형품의 능선부에 있어서의 형상 변화부와 적어도 겹쳐지는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 단, 제1 패드는, 프레스 성형품의 능선부에 있어서의 형상 변화부와 겹쳐지는 위치에 설치될 필요는 없다. 즉, 프레스 성형품의 능선부에 있어서의 형상 변화부로부터 100mm 내의 근방부이면, 제1 패드가 그 근방부와 겹쳐지는 위치에 설치되어도 된다.

7:프레스 성형품
7a:천판부
7b:능선부
7c:종벽부
7d:플랜지부
8:단차부
9:형상 변화부
10:제1 프레스 성형 장치
11:제1 펀치
11a:선단면
11b:측면
11c:펀치 견부
13:제1 패드
13a:암부
12:제1 다이
12a:제1 내측면
12b:제2 내측면
12c:오목부
12d:모서리부
14:소재(금속판)
15:다이 홀더
16:제1 가압 부재
17:블록
18:펀치 홀더
19:제2 가압 부재
20:제2 프레스 성형 장치
21:주 제2 펀치
21a:선단면
21b:측면
21c:펀치 견부
21d:곡면
22:제2 다이
22a:내측면
22c:오목부
22d:모서리부
22e:다이 견부
22f:선단면
23:제2 패드
24:부 제2 펀치
24a:상면
25:중간 성형품
25a:천판부
25b:능선부
25c:종벽부
25ca:소정 영역
25cb:잉여 영역
26:제4 가압 부재
27:다이 홀더
28:펀치 홀더

Claims

소재로부터 프레스 성형품을 제조하기 위한 방법으로서,
상기 프레스 성형품은, 천판부와, 상기 천판부의 양단으로부터 각각 신장되는 종벽부와, 상기 종벽부와 상기 천판부 사이에 있는 능선부를 구비하고, 상기 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖고,
상기 제조 방법은,
상기 소재로서 금속판을 준비하는 준비 공정과,
펀치, 상기 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 패드, 및 상기 패드를 수용 가능한 다이를 이용해, 상기 소재에 프레스 가공을 실시하는 프레스 가공 공정을 포함하고,
상기 프레스 가공 공정은,
상기 펀치에 의한 상기 소재의 상기 다이로의 밀어넣음을 개시했을 때 또는 그 직후부터, 상기 다이에 대한 상기 펀치의 밀어넣음이 그 밀어넣음의 하사점보다 소정 거리 앞쪽에 도달할 때까지의 기간동안, 상기 패드를 상기 펀치로부터 상기 소정 거리 떨어진 위치에 유지하는 공정과,
상기 다이에 대한 상기 펀치의 밀어넣음이 상기 하사점보다 상기 소정 거리 앞쪽에 도달했을 때, 상기 패드를 상기 다이에 수용하는 공정과,
상기 다이 및 상기 패드에 대한 상기 펀치의 밀어넣음을 상기 하사점까지 계속하고, 상기 천판부, 상기 능선부, 및 상기 종벽부를 성형하는 공정을 포함하고,
상기 프레스 가공 공정에서는, 상기 천판부 및 상기 능선부를 성형함과 더불어, 상기 종벽부로 성형되는 영역 중에서 상기 천판부로부터 소정 높이까지의 소정 영역을 성형하고,
상기 제조 방법은, 상기 프레스 가공 공정에서 얻어진 중간 성형품에 프레스 가공을 실시하는 제2 프레스 가공 공정을 더 포함하고,
상기 제2 프레스 가공 공정에서는, 상기 종벽부로 성형되는 영역 중에서 상기 소정 영역을 제외한 잉여 영역으로부터 상기 종벽부를 성형하고,
상기 프레스 성형품은, 상기 각 종벽부의 끝으로부터 신장되는 플랜지부를 더 구비하고,
상기 제2 프레스 가공 공정은, 주 제2 펀치, 상기 주 제2 펀치에 인접하여 배치되는 부 제2 펀치, 상기 주 제2 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 제2 패드, 및 상기 제2 패드를 수용 가능한 제2 다이를 이용하고,
상기 주 제2 펀치와 상기 제2 패드에 의해서 상기 중간 성형품의 상기 천판부를 사이에 낀 상태로, 상기 주 제2 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 제2 다이로의 밀어넣음을 개시하는 공정과,
상기 제2 다이에 대한 상기 주 제2 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속하고, 상기 제2 패드를 상기 제2 다이에 수용함과 더불어, 상기 중간 성형품의 상기 잉여 영역으로부터 상기 종벽부를 성형하는 공정과,
상기 제2 다이 및 상기 제2 패드에 대한 상기 부 제2 펀치의 밀어넣음을 개시하고, 상기 부 제2 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속함으로써 상기 중간 성형품의 상기 잉여 영역으로부터 상기 플랜지부를 성형하는 공정을 포함하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
소재로부터 프레스 성형품을 제조하기 위한 방법으로서,
상기 프레스 성형품은, 천판부와, 상기 천판부의 양단으로부터 각각 신장되는 종벽부와, 상기 종벽부와 상기 천판부 사이에 있는 능선부를 구비하고, 상기 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖고,
상기 제조 방법은,
상기 소재로서 금속판을 준비하는 준비 공정과,
펀치, 상기 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 패드, 및 상기 패드를 수용 가능한 다이를 이용해, 상기 소재에 프레스 가공을 실시하는 프레스 가공 공정을 포함하고,
상기 프레스 가공 공정은,
상기 펀치에 의한 상기 소재의 상기 다이로의 밀어넣음을 개시했을 때 또는 그 직후부터, 상기 다이에 대한 상기 펀치의 밀어넣음이 그 밀어넣음의 하사점보다 소정 거리 앞쪽에 도달할 때까지의 기간동안, 상기 패드를 상기 펀치로부터 상기 소정 거리 떨어진 위치에 유지하는 공정과,
상기 다이에 대한 상기 펀치의 밀어넣음이 상기 하사점보다 상기 소정 거리 앞쪽에 도달했을 때, 상기 패드를 상기 다이에 수용하는 공정과,
상기 다이 및 상기 패드에 대한 상기 펀치의 밀어넣음을 상기 하사점까지 계속하고, 상기 천판부, 상기 능선부, 및 상기 종벽부를 성형하는 공정을 포함하고,
상기 소정 거리가 3~30mm이고,
상기 프레스 가공 공정에서는, 상기 천판부 및 상기 능선부를 성형함과 더불어, 상기 종벽부로 성형되는 영역 중에서 상기 천판부로부터 소정 높이까지의 소정 영역을 성형하고,
상기 제조 방법은, 상기 프레스 가공 공정에서 얻어진 중간 성형품에 프레스 가공을 실시하는 제2 프레스 가공 공정을 더 포함하고,
상기 제2 프레스 가공 공정에서는, 상기 종벽부로 성형되는 영역 중에서 상기 소정 영역을 제외한 잉여 영역으로부터 상기 종벽부를 성형하고,
상기 프레스 성형품은, 상기 각 종벽부의 끝으로부터 신장되는 플랜지부를 더 구비하고,
상기 제2 프레스 가공 공정은, 주 제2 펀치, 상기 주 제2 펀치에 인접하여 배치되는 부 제2 펀치, 상기 주 제2 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 제2 패드, 및 상기 제2 패드를 수용 가능한 제2 다이를 이용하고,
상기 주 제2 펀치와 상기 제2 패드에 의해서 상기 중간 성형품의 상기 천판부를 사이에 낀 상태로, 상기 주 제2 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 제2 다이로의 밀어넣음을 개시하는 공정과,
상기 제2 다이에 대한 상기 주 제2 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속하고, 상기 제2 패드를 상기 제2 다이에 수용함과 더불어, 상기 중간 성형품의 상기 잉여 영역으로부터 상기 종벽부를 성형하는 공정과,
상기 제2 다이 및 상기 제2 패드에 대한 상기 부 제2 펀치의 밀어넣음을 개시하고, 상기 부 제2 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속함으로써 상기 중간 성형품의 상기 잉여 영역으로부터 상기 플랜지부를 성형하는 공정을 포함하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
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소재로부터 프레스 성형품을 제조하기 위한 방법으로서,
상기 프레스 성형품은, 천판부와, 상기 천판부의 양단으로부터 각각 신장되는 종벽부와, 상기 종벽부와 상기 천판부 사이에 있는 능선부와, 상기 각 종벽부의 끝으로부터 신장되는 플랜지부를 구비하고, 상기 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖고,
상기 제조 방법은,
상기 소재로서 금속판을 준비하는 준비 공정과,
상기 소재에 프레스 가공을 실시하는 프레스 가공 공정을 포함하고,
상기 프레스 가공 공정은, 주 펀치, 상기 주 펀치에 인접하여 배치되는 부 펀치, 상기 주 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 패드, 및 상기 패드를 수용 가능한 다이를 이용하고,
상기 주 펀치와 상기 패드에 의해서 상기 소재를 사이에 낀 상태로, 상기 주 펀치에 의한 상기 소재의 상기 다이로의 밀어넣음을 개시하는 공정과,
상기 다이에 대한 상기 주 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속하고, 상기 패드를 상기 다이에 수용함과 더불어, 상기 천판부, 상기 능선부, 및 상기 종벽부를 성형하는 공정과,
상기 다이 및 상기 패드에 대한 상기 부 펀치의 밀어넣음을 개시하고, 상기 부 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속함으로써 상기 플랜지부를 성형하는 공정을 포함하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 제조 방법은,
상기 프레스 가공 공정 전에, 상기 준비 공정에서 준비한 상기 금속판에 프레스 가공을 실시하여 상기 소재로서의 중간 성형품을 얻는 예비 프레스 가공 공정을 포함하고,
상기 예비 프레스 가공 공정에서는, 상기 중간 성형품으로, 상기 천판부 및 상기 능선부를 성형함과 더불어, 상기 종벽부로 성형되는 영역 중에서 상기 천판부로부터 소정 높이까지의 소정 영역을 성형하고,
상기 프레스 가공 공정에서는,
상기 주 펀치와 상기 패드에 의해서 상기 중간 성형품의 상기 천판부를 사이에 낀 상태로, 상기 주 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 다이로의 밀어넣음을 개시하고,
그 후, 상기 다이에 대한 상기 주 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속하고, 상기 패드를 상기 다이에 수용함과 더불어, 상기 종벽부로 성형되는 영역 중에서 상기 소정 영역을 제외한 잉여 영역으로부터 상기 종벽부를 성형하고,
그 후, 상기 다이 및 상기 패드에 대한 상기 부 펀치의 밀어넣음을 개시하고, 상기 부 펀치의 밀어넣음을 그 밀어넣음의 하사점까지 계속함으로써 상기 중간 성형품의 상기 잉여 영역으로부터 상기 플랜지부를 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 소정 높이 h(mm)가 하기 식 (1)의 조건을 만족시키는, 프레스 성형품의 제조 방법.
Rp
h
H-Rp…(1)
단, 상기 식 (1) 중, H는 상기 프레스 성형품의 높이(mm)를 나타내고, Rp는 상기 능선부의 단면에 있어서의 곡률 반경(mm)을 나타낸다.
청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
상기 능선부의 상기 형상 변화부가 하기 (a)~(f) 중 적어도 하나인, 프레스 성형품의 제조 방법.
(a) 상기 능선부의 높이가 변화한다,
(b) 상기 능선부의 단면에 있어서의 원호 길이가 변화한다,
(c) 상기 능선부가 비틀린다,
(d) 상기 능선부가 폭방향으로 구부러진다,
(e) 상기 능선부가 폭방향으로 돌출하거나 또는 패인다,
(f) 상기 능선부의 단면에 있어서의 곡률 반경이 변화한다.
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소재로부터 프레스 성형품을 제조하기 위한 설비열로서,
상기 프레스 성형품은, 천판부와, 상기 천판부의 양단으로부터 각각 신장되는 종벽부와, 상기 종벽부와 상기 천판부 사이에 있는 능선부와, 상기 각 종벽부의 끝으로부터 신장되는 플랜지부를 구비하고, 상기 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖고,
상기 제조 설비열은, 상기 천판부에 대응하는 선단면, 상기 종벽부에 대응하는 측면, 및 상기 능선부에 대응하는 펀치 견부를 포함하는 펀치와, 상기 펀치의 상기 선단면에 대향하여 배치되는 패드와, 상기 패드를 수용 가능한 다이와, 상기 펀치의 상기 선단면으로부터의 상기 패드의 거리를 조정하는 패드 조정 기구를 구비하는 제조 장치와, 상기 제조 장치에서 얻어진 중간 성형품에 프레스 가공을 실시하는 제2 제조 장치를 포함하고,
상기 중간 성형품은, 상기 종벽부의 영역 중에서 상기 천판부로부터 소정 높이까지의 영역이 성형된 것이며,
상기 제2 제조 장치는,
상기 천판부에 대응하는 선단면, 상기 종벽부에 대응하는 측면, 상기 능선부에 대응하는 펀치 견부, 및 상기 종벽부와 상기 플랜지부 사이에 있는 능선부에 대응하는 모서리부를 포함하는 주 제2 펀치와,
상기 주 제2 펀치에 인접하여 배치되고, 상기 플랜지부에 대응하는 선단면을 포함하는 부 제2 펀치와,
상기 주 제2 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 제2 패드와,
상기 종벽부와 상기 플랜지부 사이에 있는 상기 능선부에 대응하는 다이 견부, 및 상기 플랜지부에 대응하는 선단면을 포함하고, 상기 제2 패드를 수용 가능한 제2 다이와,
상기 주 제2 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 제2 다이로의 밀어넣음보다도, 상기 부 제2 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 제2 다이로의 밀어넣음을 늦추는 부 펀치 조정 기구를 구비하는, 프레스 성형품의 제조 설비열.
소재로부터 프레스 성형품을 제조하기 위한 설비열로서,
상기 프레스 성형품은, 천판부와, 상기 천판부의 양단으로부터 각각 신장되는 종벽부와, 상기 종벽부와 상기 천판부 사이에 있는 능선부와, 상기 각 종벽부의 끝으로부터 신장되는 플랜지부를 구비하고, 상기 능선부의 일부에 형상 변화부를 갖고,
상기 제조 설비열은, 선단면, 측면, 및 상기 선단면과 상기 측면의 사이에 설치된 펀치 견부를 구비하고, 상기 펀치 견부의 연장 방향의 일부에 형상이 변화하는 형상 변화부를 갖는 펀치와, 적어도 상기 형상 변화부에 있어서의 상기 펀치 견부의 연장 방향에 수직인 단면에 있어서, 상기 펀치의 상기 선단면에 대향하여 배치되는 패드와, 상기 펀치의 상기 선단면에 대향하는 면에 상기 패드를 수용할 수 있는 오목부, 및 상기 펀치 견부에 대향하는 개소가 상기 펀치 견부의 형상에 맞춘 형상인 모서리부를 구비한 다이와, 상기 펀치의 상기 선단면과 상기 패드 사이의 간격을 조정하는 패드 조정 기구를 구비하는 제조 장치와, 상기 제조 장치에서 얻어진 중간 성형품에 프레스 가공을 실시하는 제2 제조 장치를 포함하고,
상기 중간 성형품은, 상기 종벽부의 영역 중에서 상기 천판부로부터 소정 높이까지의 영역이 성형된 것이며,
상기 제2 제조 장치는,
상기 천판부에 대응하는 선단면, 상기 종벽부에 대응하는 측면, 상기 능선부에 대응하는 펀치 견부, 및 상기 종벽부와 상기 플랜지부 사이에 있는 능선부에 대응하는 모서리부를 포함하는 주 제2 펀치와,
상기 주 제2 펀치에 인접하여 배치되고, 상기 플랜지부에 대응하는 선단면을 포함하는 부 제2 펀치와,
상기 주 제2 펀치의 선단면에 대향하여 배치되는 제2 패드와,
상기 종벽부와 상기 플랜지부 사이에 있는 상기 능선부에 대응하는 다이 견부, 및 상기 플랜지부에 대응하는 선단면을 포함하고, 상기 제2 패드를 수용 가능한 제2 다이와,
상기 주 제2 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 제2 다이로의 밀어넣음보다도, 상기 부 제2 펀치에 의한 상기 중간 성형품의 상기 제2 다이로의 밀어넣음을 늦추는 부 펀치 조정 기구를 구비하는, 프레스 성형품의 제조 설비열.
청구항 14에 있어서,
상기 패드 조정 기구는,
상기 펀치에 의한 상기 소재의 상기 다이로의 밀어넣음을 개시했을 때 또는 그 직후부터, 상기 다이에 대한 상기 펀치의 밀어넣음이 그 밀어넣음의 하사점보다 소정 거리 앞쪽에 도달할 때까지의 기간동안, 상기 패드를 상기 펀치로부터 상기 소정 거리 떨어진 위치에 유지하고,
상기 다이에 대한 상기 펀치의 밀어넣음이 상기 하사점보다 상기 소정 거리 앞쪽에 도달했을 때, 상기 패드를 상기 다이에 수용하는, 프레스 성형품의 제조 설비열.
청구항 15에 있어서,
상기 소정 거리가 3~30mm인, 프레스 성형품의 제조 설비열.
청구항 13에 있어서,
상기 부 펀치 조정 기구는,
상기 제2 다이에 대한 상기 주 제2 펀치의 밀어넣음이 하사점에 도달한 후에, 상기 제2 다이에 대한 상기 부 제2 펀치의 밀어넣음을 개시하는, 프레스 성형품의 제조 설비열.
청구항 13에 있어서,
상기 제조 장치의 상기 다이는, 상기 소정 높이 h(mm)가 하기 식 (1)의 조건을 만족시키도록 형성되는, 프레스 성형품의 제조 설비열.
Rp
h
H-Rp…(1)
단, 상기 식 (1) 중, H는 상기 프레스 성형품의 높이(mm)를 나타내고, Rp는 상기 능선부의 단면에 있어서의 곡률 반경(mm)을 나타낸다.
청구항 6에 있어서,
상기 소정 높이 h(mm)가 하기 식 (1)의 조건을 만족시키는, 프레스 성형품의 제조 방법.
Rp
h
H-Rp…(1)
단, 상기 식 (1) 중, H는 상기 프레스 성형품의 높이(mm)를 나타내고, Rp는 상기 능선부의 단면에 있어서의 곡률 반경(mm)을 나타낸다.