KR20190015465A - Metal sheet for press forming, method for manufacturing the same, and method for manufacturing press article - Google Patents

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킨야 나카가와
유지 야마사키
유스케 후지이
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

보다 간이하게 성형성을 향상시키는 것이 가능한 프레스 성형용 금속판과 그 금속판을 사용한 프레스품 제조 방법을 제공한다.
최종 부품 형상으로 프레스 성형되는 프레스 성형용 금속판(10)이다.
그 금속판(10)은, 판면을 따른 1방향 혹은 2방향 이상을 향하여, 판 두께 방향으로 변형한 만곡 형상으로 이루어지는 1종 혹은 2종 이상의 단위 형상(11)을 반복하여 배치한 요철 패턴(12)의 형상으로 성형되어 있다.
단위 형상(11)의 만곡 형상은, 판 두께 방향의 고저차가 3[mm] 이상이고, 또 판 두께 방향의 투영 면적이 정방형 형상으로 환산하여 400[mm2] 이상 10000[mm2] 이하이다.A metal plate for press molding capable of improving moldability more easily and a press product manufacturing method using the metal plate.
And is press-formed into a final part shape.
The metal plate 10 has a concavo-convex pattern 12 in which one or more unit shapes 11 are repeatedly arranged in a curved shape deformed in the plate thickness direction toward one or more directions along the plate surface, As shown in Fig.
The curved shape of the unit shape 11 is not less than 3 [mm] in the plate thickness direction and is not less than 400 [mm 2 ] and not more than 10,000 [mm 2 ] in terms of the square projection shape.

Description

프레스 성형용 금속판 및 그 제조 방법, 및 프레스품 제조 방법Metal sheet for press forming, method for manufacturing the same, and method for manufacturing press article

본 발명은, 최종 부품 형상으로 프레스 성형되는 금속판, 그 금속판을 최종 부품 형상으로 프레스 성형하는 프레스품 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal plate which is press-formed in the shape of a final part, and a method of manufacturing a press product by press-molding the metal plate into a final part shape.

프레스 성형에 의한 부품 제조에서, 성형품의 수율 향상, 및 성형성 향상은 중요한 과제이다. 일반적으로, 수율을 향상시키기 위해서는, 프레스 성형할 때에 재료가 형(型) 내로 유입되는 양을 가능한 한 작게 하고, 장출 성형에 가까운 성형 조건으로 하는 것이 바람직하다.In the production of parts by press molding, improvement of the yield of molded articles and improvement of moldability are important problems. Generally, in order to improve the yield, it is preferable that the amount of the material introduced into the mold at the time of press molding is made as small as possible, and the molding conditions are close to the extrusion molding.

그러나 형 내로의 재료의 유입이 너무 작으면, 성형시에 형 내의 재료가 충분하지 않게 되기 때문에, 성형 영역에서 판 두께가 과도하게 얇아져, 균열이 생긴다고 하는 결함이 발생한다. 한편, 균열을 회피하기 위해서 드로잉 주체(主體)의 성형으로 하면, 수율의 저하를 초래할 우려가 있다.However, if the inflow of the material into the mold is too small, the material in the mold becomes insufficient at the time of molding, so that the plate thickness becomes excessively thin in the molding region, causing a defect that cracks are generated. On the other hand, in the case of forming a drawing main body in order to avoid cracking, there is a fear that the yield is lowered.

이러한 결함에 대처하기 위하여, 과거 다양한 대처가 행해져 왔다. 일반적으로, 프레스 성형을 행할 때는, 다단계의 성형 공정으로 성형을 행하는 것에 의해 성형성이 향상되는 것이 알려져 있다. 이것은, 한 번에 최종 부품 형상까지 성형을 행하는 경우와 비교하여, 다단계로 성형을 행한 경우인 쪽이, 변형이 일 개소에 집중하지 않고 전체로 분산되기 때문이다.In order to cope with such defects, various measures have been taken in the past. Generally, it is known that, when performing press forming, moldability is improved by performing molding in a multistage molding step. This is because the deformation does not concentrate at one place but is dispersed as a whole when the molding is performed in multiple steps as compared with the case where molding is performed up to the final part shape at one time.

예를 들면, 특허문헌 1에서는 최종 부품 형상의 단면선(斷面線) 길이의 정보를 토대로 예비성형 형상을 설계하는 방법이 개시되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses a method of designing a preformed shape based on the information of the length of a section line of the final part shape.

여기서, 최종 부품에 엠보스로 이루어지는 요철 패턴을 부여함으로써, 판의 강성을 높이는 기술로서, 특허문헌 2나 특허문헌 3에 기재된 바와 같은 기술이 공개되어 있지만, 본 발명과는 기술 사상을 달리하는 것이다.Here, as a technique for increasing the stiffness of a plate by providing a concave-convex pattern made of embossing on the final part, a technique as disclosed in Patent Document 2 or Patent Document 3 is disclosed, but the technical idea is different from the present invention.

특허문헌 1 : 일본 특허 제5867657호 공보Patent Document 1: Japanese Patent No. 5867657 특허문헌 2 : 일본 특개 2002-60878호 공보Patent Document 2: JP-A-2002-60878 특허문헌 3 : 일본 특개 2012-45622호 공보Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2012-45622

그러나 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 성형성의 향상 효과는 얻어지지만, CAE 해석을 사용한 예비성형 형상의 설계에 시간이 걸린다.However, in the technique described in Patent Document 1, although the moldability improvement effect is obtained, it takes time to design the preformed shape using the CAE analysis.

본 발명은, 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로, 보다 간이하게 성형성을 향상시키는 것이 가능한 프레스 성형용 금속판과 그 금속판을 사용한 프레스품 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a press-forming metal plate capable of improving moldability more easily and a press product manufacturing method using the metal plate.

발명자들은, 수율 향상과 성형성 향상의 양쪽 수요를 동시에 해결하기 위해서, 효과적으로 예비성형을 행하기 위한 조사 연구를 행하여, 금속판에 미리, 요철로 이루어지는 단위 형상이 반복해서 배치된 요철 패턴의 형상을 부여해 두고, 요철 패턴의 요철이 없어지는 방향으로 프레스하면서 본성형을 행하면, 부여한 요철 패턴을 따라, 요철 패턴을 부여한 영역의 금속판 부분 전체가 접은 종이를 전개하는 모양으로 펴지는 결과, 금속판의 광범위에서 균일하게 변형이 도입되어, 성형성이 향상된다고 하는, 지견을 얻었다.The inventors of the present invention conducted an investigation for effectively performing preliminary molding in order to simultaneously solve both the improvement of the yield and the improvement of the formability so as to give the metal plate a shape of the concavo-convex pattern in which the unit shape of the concave- When the main molding is performed while pressing in the direction in which the concavities and convexities of the concavo-convex pattern disappear, all the metal plate portions of the region provided with the concavo-convex pattern are stretched along the concavo-convex pattern in the form of expanding the paper. As a result, So that the moldability is improved.

그리고 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 태양(態樣)은, 최종 부품 형상으로 프레스 성형되는 프레스 성형용 금속판으로서, 적어도 일부가, 판면을 따른 1방향 혹은 2방향 이상을 향하여, 판 두께 방향으로 변형한 만곡 형상으로 이루어지는 1종 혹은 2종 이상의 단위 형상을 반복하여 배치한 요철 패턴의 형상으로 성형되고, 상기 단위 형상의 만곡 형상은, 판 두께 방향의 고저차(高低差)가 3[mm] 이상이고, 또 판 두께 방향의 투영 면적이 정방형 형상으로 환산하여 400[mm2] 이상 10000[mm2] 이하인 것을 특징으로 한다.In order to solve the problems, one aspect of the present invention is a metal sheet for press forming, which is press-formed into a final part shape, wherein at least a part of the metal sheet is pressed in one or two or more directions along the plate surface, And a curved shape of the unit shape is formed so as to have a height difference of 3 mm in the plate thickness direction, Or more and the projected area in the thickness direction is 400 [mm 2 ] or more and 10,000 [mm 2 ] or less in terms of a square shape.

본 발명의 태양에 의하면, 프레스 성형을 행할 때, 단위 형상의 반복으로 이루어지는 것 같은 요철 패턴의 형상을 금속판에 부여해 둔다고 하는 간이한 구성에 의해, 최종 부품 형상으로 프레스 성형할 때의 성형성이 향상되고 또 최종 부품에 대한 높은 수율을 달성하는 것이 가능해진다.According to the aspect of the present invention, it is possible to improve the formability at the time of press-forming in the final part shape by a simple structure in which the shape of the concavo-convex pattern, which is formed by repeating the unit shape, And it is also possible to achieve a high yield for the final part.

도 1은 본 발명에 근거한 프레스 성형용 금속판을 설명하는 도면으로서, (a)는 평면도이고, (b)는 (a)의 A-A' 단면도이다.
도 2는 본 발명에 근거한 실시형태에 따른 프레스 성형용 금속판의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 3은 프레스 성형용 금속판의 제조 방법의 예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 프레스품 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 실시예에 있어서의 단위 형상의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시예에 있어서의 요철 패턴의 설정예를 나타내는 도면이다.Fig. 1 is a view for explaining a metal sheet for press forming according to the present invention, wherein (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along line AA 'of Fig.
Fig. 2 is a view for explaining another example of the metal sheet for press forming according to the embodiment based on the present invention. Fig.
3 is a schematic view for explaining an example of a method for producing a metal sheet for press forming.
4 is a schematic view for explaining a press product manufacturing method.
5 is a diagram showing an example of a unit shape in the embodiment.
Fig. 6 is a diagram showing an example of the setting of the concavo-convex pattern in the embodiment.

다음으로, 본 발명의 실시형태에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다.Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<프레스 성형용 금속판(10)><Metal sheet for press forming (10)>

본 실시형태의 금속판(10)은, 최종 부품 형상으로 프레스 성형되는 프레스 성형용 금속판이다. 금속판(10)의 재질은, 스테인리스, 그 외의 강재나 알루미늄재 등으로 이루어진다.The metal plate 10 of the present embodiment is a press-forming metal plate that is press-formed into a final part shape. The material of the metal plate 10 is made of stainless steel, other steels, aluminum materials, or the like.

본 실시형태의 금속판(10)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 판면을 따른 2방향을 향하여, 판 두께 방향으로 변형한 만곡 형상으로 이루어지는 단위 형상(11)을 복수 회 반복하여 배치함으로써 형성되는 요철 패턴(12)의 형상으로 성형되어 있다. 도 1에서는, 단위 형상(11)을 2방향을 향하여 배열하는 경우를 예시하고 있지만, 단위 형상(11)을 1방향 혹은 3방향 이상을 향하여 배열하도록 해도 된다. 또한, 복수 종류의 단위 형상을 조합하여 요철 패턴(12)을 형성하도록 해도 된다.As shown in Fig. 1, the metal plate 10 of the present embodiment is formed by arranging a plurality of unit shapes 11 each having a curved shape deformed in the plate thickness direction in two directions along the plate surface, And is formed into the shape of the pattern 12. In Fig. 1, the unit shapes 11 are arranged in two directions. However, the unit shapes 11 may be arranged in one direction or in three or more directions. It is also possible to form the concavo-convex pattern 12 by combining a plurality of types of unit shapes.

요철 패턴(12)의 형성 위치는, 금속판(10) 표면의 전면(全面)에 형성해도 되지만, 도 2에 나타내는 바와 같이, 프레스용 블랭크재에 펀칭하는 위치의 중앙측 부분에만 상기 요철 패턴(12)의 형상을 부여하도록 해도 된다. 또한, 프레스 위치에 관계없이, 판의 길이방향이나 폭방향으로, 소정 간격마다 요철 패턴(12)을 배치하는 등 해도 된다. 또한, 금속판(10) 표면의 50% 이상에 요철 패턴(12)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.2, only the central portion of the position for punching the blank material for pressing may be formed on the entire surface of the surface of the metal plate 10. However, the convexo-concave pattern 12 may be formed on the entire surface of the metal plate 10, ) May be imparted to the surface. The concave-convex pattern 12 may be arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction or the width direction of the plate regardless of the press position. It is also preferable that the concavo-convex pattern 12 is formed in 50% or more of the surface of the metal plate 10.

또한, 단위 면적마다(1프레스하는 영역마다), 요철 패턴(12)을 형성하는 영역을 2개소 이상 설정하여, 각각에 개별적인 요철 패턴을 형성하도록 해도 된다.In addition, two or more areas for forming the uneven pattern 12 may be set for each unit area (one area to be pressed), and individual uneven patterns may be formed on each of them.

또한, 단위 형상(11)의 만곡 형상은, 면이 모두 매끄러운 면(곡률이 급격한 부분이 없는 면)으로 구성되어 있고, 또, 인접하는 단위 형상(11)과 매끄럽게 접속되는 형상인 것이 바람직하다. 즉, 요철 패턴(12)의 형상은, 판의 면(面)방향을 따른 형상으로, 곡률이 급격한 부분(곡률 급준부(急峻部))이 없도록 설정하는 것이 바람직하다. 매끄럽게 접속되지 않는 경우, 그 부분이 특이점이 되어, 프레스 성형시에, 곡률 급준부의 급준 정도에도 따르지만, 곡률 급준부에 변형이 집중해서 균열이 생길 우려가 있다. 인접하는 단위 형상(11)과 매끄럽게 접속되는 것이면, 단위 형상(11)의 프레스 방향으로의 투영 형상은, 사각형이어도, 삼각형이어도, 어떠한 기하학 형상이어도 상관없다.It is preferable that the curved shape of the unit shape 11 is formed of a smooth surface (a surface having no sharp curved portion) and a shape that is smoothly connected to the adjacent unit shape 11. [ That is, the shape of the concavo-convex pattern 12 is preferably set along the plane direction of the plate so that there is no sharp portion (curvature steep portion) of the curvature. If not smoothly connected, the portion becomes a singular point, and depending on the degree of sharpness of the curvature-graded portion at the time of press forming, the deformation concentrates on the curvature-graded portion, and cracks may occur. The projected shape of the unit shape 11 in the pressing direction may be a rectangle, a triangle, or any geometric shape so long as it is smoothly connected to the adjacent unit shape 11.

인접하는 단위 형상(11) 사이에 접속할 수 없는 간극 영역이 형성되는 경우에는, 그 간극 영역 사이를 접속하기 위한 다른 형상의 단위 형상(11)을 개재시키면 된다. 단, 요철 패턴(12)의 프로필에 극력(極力), 곡률 급준부가 없도록 설정하는 것이 바람직하다. 곡률 급준부는, 예를 들면 L자 모양의 각형상(角形狀) 등 뾰족한 모양인 형상이다.When a gap region that can not be connected between adjacent unit shapes 11 is formed, a unit shape 11 of another shape for connecting between the gap regions may be interposed. However, it is preferable to set such that the profile of the concavo-convex pattern 12 does not have as much as possible and a curvature-steep portion. The curvature-tilting portion is a sharp-pointed shape such as an L-shaped square.

단위 형상(11)의 만곡 형상은, 판 두께 방향의 고저차 h가 3[mm] 이상이고, 또 판 두께 방향의 투영 면적이 정방형(正方形) 형상으로 환산하여 400[mm2] 이상 10000[mm2] 이하의 범위로 설정되어 있다.The curved shape of the unit shape 11 is such that the height difference h in the plate thickness direction is not less than 3 mm and the projected area in the plate thickness direction is not less than 400 mm 2 and not more than 10,000 mm 2 ] Or less.

여기서, 금속판(10)의 두께 t는, 예를 들면 2[mm] 이하가 바람직하고, 1[mm] 이하가 더 바람직하다. 이 두께의 금속판(10)이면, 상기 요철 패턴(12) 형상의 부여가 더 확실하게 실시 가능해진다.Here, the thickness t of the metal plate 10 is preferably 2 [mm] or less, for example, and more preferably 1 [mm] or less. When the metal plate 10 is of such a thickness, the relief pattern 12 can be imparted more reliably.

<금속판(10)의 제조 방법>&Lt; Method of producing metal plate 10 >

상기 요철 패턴(12)을 부여한 금속판(10)의 제조 방법은, 예를 들면, 도 3과 같이, 압연기(21)로 마무리 압연된 금속판(1)을, 주면(周面)에 상기 요철 패턴(12)을 형성한 한 쌍의 압연 롤(20)로 압연하여, 압연 롤(20)로부터 금속판(10)에 요철 패턴(12)을 전사하도록 하면 된다. 또한, 한 쌍의 압연 롤(20)의 양쪽에 전사용 요철 패턴을 형성해 두어도 되지만, 한쪽 압연 롤(20)에만 전사하는 요철 패턴을 형성해 두고, 다른쪽 압연 롤(20)의 표면이 고무로 이루어지는 고무 롤이어도 된다.The method of manufacturing the metal plate 10 provided with the concavo-convex pattern 12 is the same as the method of manufacturing the metal plate 1 in which the metal plate 1 finished and rolled by the rolling mill 21 is cut out from the concave- 12 to the metal plate 10 so as to transfer the concave-convex pattern 12 from the rolling roll 20 to the metal plate 10. It is also possible to form the uneven pattern for transfer on both sides of the pair of rolling rolls 20, but it is also possible to form an uneven pattern to be transferred to only one of the rolling rolls 20, and the surface of the other rolling roll 20 is made of rubber Rubber roll.

또한, 요철 패턴을 전사하는 압연 롤(20)은, 텐션 레벨러 등의 교정 롤에 적용해도 된다. 또한, 금속판(10)으로의 요철 패턴(12)의 전사는 압연 롤(20) 이외로 실시해도 된다. 예를 들면 금형을 이용한 프레스 성형으로 실시하여 요철 패턴(12)을 전사해도 된다.The rolling roll 20 for transferring the concavo-convex pattern may be applied to a calibrating roll such as a tension leveler. The transfer of the concavo-convex pattern 12 to the metal plate 10 may be carried out by other than the rolling roll 20. For example, the concavo-convex pattern 12 may be transferred by press molding using a mold.

<금속판(10)을 이용한 최종 부품 형상으로의 프레스 성형 그 외에 관하여>&Lt; Press molding in the shape of the final part using the metal plate 10 >

장출 성형을 행하는 경우에, 1회로 금속판(10)을 최종 부품 형상으로 성형을 행하면 펀치 바닥에서는 마찰 저항에 의해 거의 재료는 변형되지 않지만, 펀치 견부(肩部)나 다이 견부에서는 재료가 과도하게 얇아져, 균열이 생길 가능성이 높아진다. 그 때문에, 예비성형 단계에서 최종 부품 형상에 있어서의 펀치 저부(底部)에 변형을 도입해 두는 것에 의해, 의사(擬似)적으로 최종 성형 단계에서의 성형성을 향상시킬 수 있다. 변형은 전체에 균일하게 넣는 것이 바람직하다.When the metal plate 10 is formed into a final part shape in the case of performing the extrusion forming, the material is hardly deformed by the frictional resistance at the punch bottom, but the material becomes excessively thin at the punch shoulder portion or the die shoulder portion , There is a high possibility that cracks will occur. Therefore, by introducing deformation to the punch bottom portion in the shape of the final part in the preliminary forming step, the moldability in the final molding step can be improved pseudo. The deformation is preferably uniformly distributed over the entire surface.

그리고 본 실시형태에서는, 이상과 같이 단위 형상(11)의 반복으로 이루어지는 요철 패턴(12)이 부여된 프레스 성형용 금속판(10)을, 도 4와 같이, 상형(30)과 하형(31)을 이용하여 최종 부품 형상으로 프레스 성형한다. 도 4에서는 장출 성형의 경우를 예시하고 있지만, 본 실시형태의 프레스 성형용 금속판(10)을, 딥 드로잉 성형 그 밖의 프레스 성형으로 성형하여 목적인 최종 부품 형상으로 가공해도 된다.4, the upper mold 30 and the lower mold 31 are provided with the concavo-convex pattern 12, which is formed by repeating the unit shape 11 as described above, To form a final part shape. Fig. 4 exemplifies the extrusion forming, but the metal sheet 10 for press forming according to the present embodiment may be formed into a final part shape by molding by deep drawing or other press molding.

금속판(10)을 프레스 성형하면, 부여한 요철 부분의 재료가 접은 종이를 펼치는 모양으로 펴짐으로써, 균일하게 변형이 도입된다. 이와 같이, 요철 패턴(12)을 부여한 판 부분에서는, 재료에 광범위하게 또 균일하게 변형이 도입되는 결과, 성형성이 향상된다. 즉, 프레스 성형할 때, 요철 패턴(12)의 요철이, 접은 종이가 펼쳐지는 모양으로 펴지는 것에 의해, 과대한 판 두께 감소를 억제하여 성형성을 향상시킬 수 있다.When the metal sheet 10 is press-formed, the material of the concavo-convex portion provided is spread in a form in which the folded paper is spread, whereby the deformation is uniformly introduced. As described above, in the plate portion provided with the concavo-convex pattern 12, deformation is widely and uniformly introduced into the material, resulting in improved formability. That is, when the press forming is performed, the unevenness of the concavo-convex pattern 12 spreads out in a shape in which the folded paper is spread, thereby suppressing an excessive reduction in plate thickness and improving the formability.

이때, 미리 금속판(10)에 부여한 형상은, 단위 형상(11)의 반복으로 이루어지는 것 같은 단순한 성형 형상이다. 또한, 요철 패턴(12)으로 형성되는 면 내 전체가 매끄러운 곡면(일부에 평면을 포함하고 있어도 된다)으로 구성되는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 프레스될 때에 변형이 집중되는 것을 확실하게 방지 가능해진다.At this time, the shape given to the metal plate 10 in advance is a simple molding shape that is formed by repetition of the unit shape 11. Further, it is preferable that the entire surface formed by the concavo-convex pattern 12 is formed of a smooth curved surface (a part may include a plane). According to this configuration, it is possible to reliably prevent the deformation from being concentrated when pressed.

여기서, 단위 형상(11)의 만곡 형상을, 판 두께 방향의 고저차가 3[mm] 이상으로 한 것은, 고저차가 3[mm] 이상이 아니면, 프레스 했을 때에 있어서의, 요철이 접은 종이처럼 횡방향으로 펴지는 양이 작아, 변형의 균일화의 기여율이 작기 때문이다. 판 두께 방향의 고저차의 상한은, 금속판(10)의 성형 한계에 의해 규제되지만, 10[mm] 이하가 바람직하다.The reason why the elevation difference of the unit shape 11 in the plate thickness direction is 3 mm or more is that when the elevation difference is not 3 mm or more, Is small, and the contribution rate of the uniformity of the strain is small. The upper limit of the height difference in the plate thickness direction is regulated by the forming limit of the metal plate 10, but is preferably 10 [mm] or less.

또한, 판 두께 방향(프레스 방향)의 투영 면적이 정방형 형상으로 환산하여 400[mm2] 이상 10000[mm2] 이하의 범위로 설정했던 것도, 변형의 균일화의 기여율을 고려한 것이다.Further, the projected area in the plate thickness direction (pressing direction) is set in the range of 400 [mm 2 ] to 10000 [mm 2 ] in terms of a square shape, taking into consideration the contribution rate of the uniformity of deformation.

여기서, 프레스의 최종 제품으로서, 자동차의 패널판이나 구조체, 건축물의 구조체나 벽체 등, 적어도 길이방향의 길이가 1m 이상인 부품을 상정하고 있다.Here, as a final product of the press, a component having a length of at least 1 m in the longitudinal direction, such as a panel plate or structure of an automobile, a structure or a wall of a building, etc. is assumed.

또한, 단위 형상(11)의 판 두께 방향의 투영 면적을 A0[mm2], 그 단위 형상(11)의 표면적을 A1[mm2]로 한 경우에, (1)식 및 (2)식 중 적어도 한쪽 식을 만족하는 것이 바람직하다.In addition, of the projected area of the plate thickness direction of the unit shape 11 is the case where the surface area of A0 [mm 2], the unit shape 11 as A1 [mm 2], (1 ) formula, and equation (2) It is preferable to satisfy at least one of the expressions.

A1<A0×(1+ε0)2 ···(1)A1 <A0 x (1 +? 0) 2 (1)

A1<(A0×t0)/t1 ···(2)A1 < (A0 x t0) / t1 (2)

여기서,here,

금속판의 균일 신장 한계 : ε0[무차원량]Uniform stretch limit of metal plate: ε0 [dimensionless amount]

금속판의 초기 판 두께 : t0[mm]Initial plate thickness of metal plate: t0 [mm]

최종 부품 형상에서의 최소 판 두께 : t1[mm]Minimum plate thickness in final part configuration: t1 [mm]

이다.to be.

(1)식에서, A1이 상한(오른쪽 항)을 초과한 경우, 단위 형상(11)에서 펴진 부위에 잘록한 부분이 발생하여, 파단될 가능성이 생긴다. (2)식에서, A1이 상한(오른쪽 항)을 초과한 경우, 단위 형상(11)에서 신장된 부분의 판 두께가 과소하게 될 우려가 있다.In the formula (1), when A1 exceeds the upper limit (right term), a constricted portion occurs at the expanded portion of the unit shape 11, and there is a possibility that the unit is broken. In the formula (2), when A1 exceeds the upper limit (right term), there is a possibility that the plate thickness of the elongated portion in the unit shape 11 becomes too small.

또한, 적용할 최종 부품 형상이 정해져 있는 판의 경우에는, 요철 패턴(12)은, 프레스 대상으로 하는 블랭크재의 면적(치수)에 있어서, 금속판(10)의 표면적이 최종 부품 형상에서의 표면적 이하, 특히 최종 부품 형상에서의 표면적보다 작아지도록 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 최종 부품 형상에서의 표면적보다 요철 패턴(12)을 부여한 금속판(10)(블랭크재)의 표면적이 동일하거나 작은 점에서, 프레스 성형시에 금형 내에서 재료가 남지 않아, 요철 패턴(12)의 요철이, 접은 종이가 펼쳐지는 모양으로 펴져서, 최종 부품 형상이 된다.In the case of a plate in which the final part shape to be applied is determined, the surface irregularity pattern 12 is formed such that the surface area of the metal plate 10 is not more than the surface area in the final part shape, In particular, to be smaller than the surface area in the final component shape. In this case, since the surface area of the metal plate 10 (blank material) provided with the concavo-convex pattern 12 is equal to or smaller than the surface area of the final part shape, no material remains in the mold at the time of press forming, ) Is unfolded into a shape in which the folded paper is unfolded, resulting in a final component shape.

한편, 프레스 대상으로 하는 블랭크재의 면적(치수)에 있어서, 금속판(10)의 표면적이 최종 부품 형상에서의 표면적보다 커지도록 설정한 경우에는, 프레스 성형에 의한 최종 성형 후에, 요철 패턴(12)의 요철 형상이 약간 잔류할 우려가 있다. 이 경우, 최종 부품 형상의 형상 정밀도가 뒤떨어지지만, 최종 부품 형상에 대해, 요철 형상에 의해서 강성, 방열성의 향상 등의 효과를 기대할 수 있다.On the other hand, in the area (dimension) of the blank material to be pressed, when the surface area of the metal plate 10 is set to be larger than the surface area in the final part shape, after the final molding by press molding, There is a possibility that a slight irregular shape remains. In this case, although the shape precision of the final part shape is inferior, an effect such as improvement in rigidity and heat radiation property can be expected with respect to the final part shape by the uneven shape.

또한, 프레스 대상으로 하는 블랭크재의 면적(치수)에 있어서, 금속판(10)의 표면적을 A0으로 하고 최종 부품 형상에서의 표면적을 A1로 한 경우, 하기 식을 만족하는 것이 바람직하다. 이 조건으로 하면, 동일 단면에서, 최종 부품 형상의 단면선 길이와 블랭크재로서의 금속판(10)의 단면선 길이가 동일하게 가까워지도록 설정된다.In the area (dimension) of the blank material to be pressed, when the surface area of the metal plate 10 is A0 and the surface area in the final part shape is A1, it is preferable that the following formula is satisfied. In this condition, the cross-sectional line length of the final part shape and the cross-sectional line length of the metal plate 10 as the blank material are set so as to be the same on the same cross section.

|A1-A0|≤0.1×A1 | A1-A0 |? 0.1x A1

여기서, 소정의 최종 부품 형상으로 프레스하기 위한 전용 금속판(10)으로서, 압연으로 해당 금속판(10)을 제조하는 경우에는, 요철 패턴(12)을 형성하고 있지 않은 상태의 금속판(10)으로부터 목적인 최종 부품 형상으로 프레스 성형했을 때에 변형이 많이 도입된다고 추정되는 판의 영역일수록, 고저차가 큰 요철 패턴(12)의 형상이 되도록 금속판(10)을 변형시켜 두면, 더 균일하게 변형을 도입하기 쉬워진다.Here, when the metal plate 10 is manufactured by rolling as a dedicated metal plate 10 for pressing in a predetermined final part shape, the metal plate 10 in a state in which the concavo- When the metal plate 10 is deformed so as to have the shape of the concavo-convex pattern 12 having a large difference in height, it is easier to introduce the deformation more uniformly in the region of the plate where deformation is likely to be introduced when the press-

또한, 이때, 제품으로서 다른 부품으로부터의 하중을 받는 부분 등 강성을 확보하고 싶은 부분(판 두께를 감소시키고 싶지 않은 부분)이 있는 경우에는, 그 부분, 다시 말해 최종 부품 형상에서 상대적으로 강성을 확보하는 제1 영역에는, 상기 요철 패턴(12)을 형성하지 않도록 하면 된다. 이 경우, 요철 패턴(12)을 형성한 형성 영역이, 요철 패턴(12)을 형성하지 않은 불형성(不形成) 영역보다, 요철 패턴(12)이 펴져서(재료가 면방향으로 펼쳐져서) 변형이 도입되기 쉬운 점에서, 불형성 영역에서의 판 두께 감소를 억제할 수 있음과 함께, 요철 패턴(12)에 의해, 형성 영역에서의 과도한 판 두께 감소도 억제하는 것이 가능하다.At this time, when there is a portion (a portion where the plate thickness is not to be reduced) to which the rigidity is to be secured, such as a portion receiving a load from another component, the portion, in other words, The concavo-convex pattern 12 may not be formed in the first region. In this case, the formation region in which the concavo-convex pattern 12 is formed is a region in which the concavo-convex pattern 12 is spread (the material is spread in the plane direction) It is possible to suppress the decrease in plate thickness in the non-formed area and also to suppress the excessive plate thickness decrease in the formed area by the uneven pattern 12.

이와 같이, 소정 제품으로의 프레스 전용 금속판(10)에 있어서는, 균일한 변형을 도입하고 싶은 부분을 간이하게 제어하는 일도 가능하다.As described above, it is also possible to easily control a portion to which a uniform deformation is to be introduced, in the metal plate 10 dedicated to a press as a predetermined product.

또한, 최종 부품 형상이, 예를 들면 반원통 형상인 경우에는, 재료는 주로 원주방향으로 신장하면 되므로, 그 변형을 도입하는 원주방향으로만 물결치는 모양인 요철 패턴(12)의 형상을 금속판(10)에 부여하면 된다.When the final part shape is, for example, a semicylindrical shape, the material can be mainly elongated in the circumferential direction. Therefore, the shape of the concavo-convex pattern 12, which is a shape of waving only in the circumferential direction to introduce the deformation, 10).

실시예Example

<제1 실시예>&Lt; Embodiment 1 >

우선 제1 실시예에 관하여 설명한다.First, the first embodiment will be described.

프레스로 예비성형 가능하고 또 본성형으로 변형 분산의 효과를 충분히 얻을 수 있도록 하기 위해서, 이하의 요건을 설정하여 단위 형상(11)을 설계했다.The unit shape 11 is designed by setting the following requirements so that the preform can be preliminarily molded by a press and the effect of deformation dispersion can be sufficiently obtained by the main molding.

(1) 요철 형상의 면이 모두 매끄러운 곡면으로 구성된다.(1) The surface of the concavo-convex shape is made of a smooth curved surface.

(2) 인접하는 단위 형상(11)과 매끄럽게 접속된다.(2) smoothly connected to the adjacent unit shape 11.

(3) 평면에 대해 전방향의 선 길이 증대를 도모할 수 있다.(3) It is possible to increase the line length in all directions with respect to the plane.

본 실시예의 단위 형상(11)은, 판 두께 방향(프레스 방향)의 투영 형상을 정방형으로 했다. 그 단위 형상(11)의 만곡 형상은, 중앙부를 통과하고, 정방형의 한 변과 평행한 방향(기준방향이라고 한다)의 프로필을, 중앙부가 가장 움푹한, 1파장분의 사인 커브 형상으로 설정해서, 그 위치로부터 기준방향과 직교하는 방향을 향함에 따라 사인 커브의 위상을 연속적으로 시프트하여, 단위 형상(11)의 변 위치에서 중앙에 대해 위상(位相)이 90도 시프트되도록 한 형상으로 설정했다. 그 단위 형상(11)의 예를 도 5에 나타낸다.In the unit shape 11 of the present embodiment, the projection shape in the plate thickness direction (press direction) is a square. The curved shape of the unit shape 11 is set so that a profile of a direction passing through the center portion and parallel to one side of the square (referred to as a reference direction) is set to a sinusoidal curve shape for one wavelength , And the phase of the sine curve is continuously shifted from the position toward the direction perpendicular to the reference direction to set the shape such that the phase (phase) is shifted by 90 degrees with respect to the center at the position of the unit shape 11 . An example of the unit shape 11 is shown in Fig.

이 설계한 단위 형상(11)을, 변끼리 접속하도록 하여, X방향 및 Y방향의 2방향으로 나란히 요철 패턴(12)을 형성함으로써, 이웃하는 단위 형상(11)끼리를 매끄럽게 접속하는 일이 가능해진다.It is possible to smoothly connect neighboring unit shapes 11 by connecting the unit shapes 11 designed in this way and forming the concave-convex patterns 12 in the two directions of the X direction and the Y direction side by side It becomes.

이때, 본성형에서의 변형의 방향성을 캔슬하기 위해서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 단위 형상(11)의 나열을 90도씩 회전 변위시키면서, 나열 방향으로 차례로 배치하도록 하여 요철 패턴(12)을 설계했다.At this time, in order to cancel the directionality of the deformation in the main molding, the uneven pattern 12 was designed so that the unit shapes 11 were sequentially arranged in the array direction while the unit shapes 11 were rotationally displaced by 90 degrees as shown in Fig. 6 .

이와 같이, 요철 패턴(12)의 설계는 가능하다.Thus, the uneven pattern 12 can be designed.

<제2 실시예>&Lt; Embodiment 2 >

다음으로, 제2 실시예에 관하여 설명한다.Next, the second embodiment will be described.

제1 실시예에서 나타낸 단위 형상(11)의 반복으로 요철 패턴(12)을 형성하도록 설계할 때, 단위 형상(11)의 사인 커브 형상 중, 진폭 및 1파장분의 길이를 각각 변경시킴으로써, 실시예 1∼5 및 비교예 1∼6의 각 요철 패턴을 설계했다. 표 1에, 각 실시예 및 각 비교예에 있어서의, 투영 면적 A0, 판 두께 방향의 고저차, 및 상술한 식(1) 및 식(2)의 관계(판정식)에 관해서 기재한다.By changing the amplitude and the length of one wavelength in the sine curve shape of the unit shape 11 when designing to form the uneven pattern 12 by repeating the unit shape 11 shown in the first embodiment The concavo-convex patterns of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6 were designed. Table 1 shows the projected area A0, the difference in the height in the thickness direction, and the relationship (determination formula) between the above-mentioned expressions (1) and (2) in each of the examples and comparative examples.

실시예 1, 2 및 비교예 1∼3에 관해서는, 설계한 요철 패턴을 가공면에 가지는 상형과 하형으로 금속판을 프레스 성형함으로써, 금속판에 다양한 요철 패턴(12)을 전사한 프레스 성형용 금속판(10)을 제조했다. 또한, 실시예 3∼5 및 비교예 4∼6에 관해서는, 설계한 요철 패턴을 표면에 가지는 한 쌍의 압연 롤(20)로 압연하여, 금속판에 요철 패턴(12)을 전사해서 프레스 성형용 금속판(10)을 제조했다.For Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, a metal plate was press-formed by a top and a bottom having a designed concavo-convex pattern on the processed surface, and a metal plate for press forming 10). In Examples 3 to 5 and Comparative Examples 4 to 6, the uneven pattern was designed and rolled by a pair of rolling rolls 20 having a surface, and the uneven pattern 12 was transferred to the metal plate, A metal plate 10 was produced.

그리고 전사시에 파단이 생기지 않았던 금속판(10)으로부터 폭 200mm 또 길이 200mm의 정방형 형상을 잘라내어, 이것을 블랭크재로 했다. 그 후, 도 4에 나타내는 바와 같은, 상형(30)과 하형(31)을 사용하여 최종 부품 형상으로 프레스 성형했다. 이때, 펀치 지름은 150mmφ, 펀치 R은 5mm인 원통 장출 성형으로 했다. 또한, 판정식을 이용할 때, 파단이 생긴 경우는 최소 판 두께 t1을 0으로서 판정했다.Then, a square shape having a width of 200 mm or a length of 200 mm was cut out from the metal plate 10 which was not broken at the time of transferring, and this was used as a blank material. Thereafter, as shown in Fig. 4, the upper mold 30 and the lower mold 31 were used to press-mold into a final part shape. At this time, the punch diameter was 150 mm and the punch R was 5 mm. Further, when using the plate formulas, when a break occurred, the minimum plate thickness t1 was judged as 0.

또한, 표 1에는, 각 실시예 및 비교예의 평가 결과에 관해서도 아울러 기재한다.Table 1 also shows evaluation results of the respective examples and comparative examples.

평가는, 부품의 성형 횟수에 대해서 균열이 발생하는 비율인 불량률을 이용했다.In the evaluation, a defective ratio, which is a rate at which cracks occur with respect to the number of times of molding of parts, was used.

그 불량률 평가는, 다음과 같다.The evaluation of the defect rate is as follows.

◎ : 불량률 3% 미만◎: Defect rate less than 3%

○ : 불량률 3% 이상 5% 미만○: Defect rate 3% to less than 5%

× : 불량률 5% 이상×: Defect rate of 5% or more

Figure pct00001
Figure pct00001

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 조건에서는, 비교예 1에서는, 투영 면적 A0 및 판 두께 방향의 고저차가 작기 때문에, 판재에 잘록한 부분이 생겨 판 두께가 과소하게 되어 버려서, 파단이 빈발했다. 또한, 비교예 2에서는, 투영 면적 A0에 대해서 판 두께 방향의 고저차가 과대했기 때문에, 요철 패턴(12)을 전사했을 때에 판재의 연성이 부족하여 파단이 빈발했다.As can be seen from Table 1, in Comparative Example 1, the projected area A0 and the difference in elevation in the plate thickness direction were small in the above-mentioned conditions, so that the plate was made narrow and the plate thickness became too small. Further, in Comparative Example 2, since the elevation difference in the plate thickness direction with respect to the projected area A0 was excessive, the ductility of the plate material was insufficient when the convexo-concave pattern 12 was transferred.

또한, 비교예 3∼4에서는 판 두께 방향의 고저차가 작기 때문에, 최종 부품의 제조시에, 비교예 3에서는 판재에 잘록한 부분이 생겨서 판 두께가 과소하게 되어 파단이 빈발했고, 비교예 4에서는 파단되는 부품이 빈발했다.In Comparative Examples 3 to 4, the difference in height in the plate thickness direction was small. In Comparative Example 3, a narrow portion was formed in the plate material at the time of manufacturing the final component, Parts were frequent.

또한, 비교예 5∼6에서는 투영 면적 A0을 넓게 마련했지만, 비교예 5에서는 판 두께 방향의 고저차가 작기 때문에 최종 부품의 제조시에 파단이 빈발했고, 비교예 6에서는 판 두께 방향의 고저차가 과대해져, 요철 패턴(12)의 전사시에 파단이 빈발했다.In Comparative Examples 5 to 6, the projection area A0 was set to be wide. In Comparative Example 5, however, the height difference in the plate thickness direction was small, so that breakage occurred frequently in the production of the final component. In Comparative Example 6, And breakage occurred frequently at the time of transferring the concave-convex pattern 12.

이에 대해, 실시예 1∼3에서는, 요철 패턴(12)의 전사 및 최종 부품의 제조시에 파단이 발생하는 일이나, 판 두께가 과소하게 되는 일이 적었다. 특히, 실시예 2∼3에서는 불량률이 적었다.On the other hand, in Examples 1 to 3, breakage occurred during the transfer of the concavo-convex pattern 12 and the manufacture of the final component, but the plate thickness was less likely to be excessive. In particular, in Examples 2 to 3, the defective rate was small.

또한, 실시예 4∼5는, 비교예 5∼6과 마찬가지로 투영 면적 A0을 넓게 마련한 예이지만, 실시예 4∼5에서는, 요철 패턴(12)의 전사 및 최종 부품의 제조시에 파단이 발생하는 일이나, 판 두께가 과소하게 되는 일이 적고, 특히, 실시예 4에서는 불량률이 적었다.Examples 4 to 5 are examples in which the projection area A0 is wide in the same manner as in Comparative Examples 5 to 6. In Examples 4 to 5, breakage occurs in the transfer of the concavo-convex pattern 12 and in the manufacture of the final component And the sheet thickness is less likely to be excessively small. Particularly, in Example 4, the defective ratio was small.

이와 같이, 제2 실시예로부터, 금속판(10) 및 최종 부품의 제조 공정을 채용하여 프레스품을 제조할 때, 단위 형상의 만곡 형상은, 판 두께 방향의 고저차가 3[mm] 이상이고, 또 프레스 방향의 투영 면적이 정방형 형상으로 환산하여 400[mm2] 이상 10000[mm2] 이하이며, 또한 상기 (1)식 또는 (2)식을 만족하도록 설계하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다. 특히 상기 (1)식 및 (2)식의 양쪽 식을 만족하도록 설계하는 것이 더 바람직한 것을 알 수 있다.As described above, according to the second embodiment, when the pressed product is manufactured by adopting the metal plate 10 and the final component manufacturing process, the curved shape of the unit shape is such that the height difference in the plate thickness direction is 3 [mm] It is preferable to design the projection area in the pressing direction to be 400 [mm 2 ] or more and 10000 [mm 2 ] or less in terms of a square shape, and to satisfy the above formulas (1) or (2). In particular, it is more preferable to design so as to satisfy both the formulas (1) and (2).

이상, 본원이 우선권을 주장하는, 일본국 특허출원 2016-140697(2016년 7월 15일 출원)의 전체 내용은, 참조에 의해 본 개시의 일부를 이룬다.The entire contents of Japanese Patent Application No. 2016-140697 filed on July 15, 2016, the contents of which are hereby claimed, are hereby incorporated by reference.

여기서는, 한정된 수의 실시형태를 참조하면서 설명했지만, 권리범위는 그것들로 한정되는 것은 아니고, 상기 개시에 근거한 각 실시형태의 개변(改變)은 당업자에게 있어 자명한 것이다.While the present invention has been described with reference to a limited number of embodiments, the scope of rights is not limited thereto, and modifications of the embodiments based on the above disclosure will be apparent to those skilled in the art.

10 금속판
11 단위 형상
12 요철 패턴
20 압연 롤
21 압연기
h 고저차10 metal plate
11 Unit shape
12 uneven pattern
20 rolling roll
21 rolling mill
h level difference

Claims (7)

최종 부품 형상으로 프레스 성형되는 프레스 성형용 금속판으로서,
적어도 일부가, 판면을 따른 1방향 혹은 2방향 이상을 향하여, 판 두께 방향으로 변형한 만곡 형상으로 이루어지는 1종 혹은 2종 이상의 단위 형상을 반복 배치한 요철 패턴의 형상으로 성형되고,
상기 단위 형상의 만곡 형상은, 판 두께 방향의 고저차가 3[mm] 이상이고, 또한 판 두께 방향의 투영 면적이 정방형 형상으로 환산하여 400[mm2] 이상 10000[mm2] 이하인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금속판.A metal plate for press forming which is press-formed in a final part shape,
At least a part of which is formed in a shape of a concavo-convex pattern repeatedly arranged in one or two or more directions along the plate surface, in which one or more unit shapes are formed in a curved shape deformed in the plate thickness direction,
The curved shape of the unit shape is characterized in that the height difference in the plate thickness direction is 3 mm or more and the projected area in the plate thickness direction is 400 [mm 2 ] or more and 10,000 [mm 2 ] or less in terms of a square shape Sheet metal for press forming. 청구항 1에 있어서,
상기 단위 형상의 판 두께 방향의 투영 면적을 A0[mm2], 그 단위 형상의 표면적을 A1[mm2]로 한 경우에, (1)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금속판.
A1<A0×(1+ε0)2 ···(1)
여기서,
금속판의 균일 신장 한계 : ε0[무차원량]
이다.The method according to claim 1,
The projected area of the plate-thickness direction of the unit shape A0 [mm 2], a surface area of the unit shape to the case in which A1 [mm 2], a metal plate for press molding, which satisfy the following expressions (1).
A1 <A0 x (1 +? 0) 2 (1)
here,
Uniform stretch limit of metal plate: ε0 [dimensionless amount]
to be. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 단위 형상의 판 두께 방향의 투영 면적을 A0[mm2], 그 단위 형상의 표면적을 A1[mm2]로 한 경우에, (2)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금속판.
A1<(A0×t0)/t1 ···(2)
여기서,
금속판의 초기 판 두께 : t0[mm]
최종 부품 형상에서의 최소 판 두께 : t1[mm]
이다.The method according to claim 1 or 2,
Wherein a projection area of the unit shape in the plate thickness direction is A0 mm 2 and a surface area of the unit shape is A1 mm 2 .
A1 < (A0 x t0) / t1 (2)
here,
Initial plate thickness of metal plate: t0 [mm]
Minimum plate thickness in final part configuration: t1 [mm]
to be. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재한 프레스 성형용 금속판을 제조하는 방법으로서, 압연 롤에 의해, 상기 요철 패턴의 형상을 금속판에 전사하는 것을 특징으로 하는 금속판의 제조 방법.A method of producing a metal sheet for press forming according to any one of claims 1 to 3, wherein the shape of the concavo-convex pattern is transferred to a metal sheet by a rolling roll. 금속판을 최종 부품 형상으로 프레스 성형하는 프레스품 제조 방법으로서,
프레스 성형하는 금속판으로서, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재한 프레스 성형용 금속판을 사용하는 것을 특징으로 하는 프레스품 제조 방법.A press product manufacturing method for press-forming a metal plate into a final component shape,
A press-forming metal plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal plate for press-forming is used. 청구항 5에 있어서,
상기 최종 부품 형상으로 프레스 성형할 때, 상기 금속판을, 상기 금속판에 부여되어 있는 상기 요철 패턴의 요철이 작아지는 방향으로 변형하면서 상기 최종 부품 형상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 프레스품 제조 방법.The method of claim 5,
Wherein the metal plate is formed into the final part shape while deforming the metal plate in a direction in which the concavity and convexity of the concavo-convex pattern provided on the metal plate is reduced. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 프레스 성형되는 금속판의 표면적이 상기 최종 부품 형상에서의 표면적 이하인 것을 특징으로 하는 프레스품 제조 방법.The method according to claim 5 or 6,
Wherein the surface area of the metal sheet to be press-molded is not more than the surface area in the final component shape.
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