KR20230122137A - 프레스 성형 방법 - Google Patents

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KR20230122137A
KR20230122137A KR1020237024953A KR20237024953A KR20230122137A KR 20230122137 A KR20230122137 A KR 20230122137A KR 1020237024953 A KR1020237024953 A KR 1020237024953A KR 20237024953 A KR20237024953 A KR 20237024953A KR 20230122137 A KR20230122137 A KR 20230122137A
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KR1020237024953A
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유스케 후지이
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 프레스 성형 방법은, 천판부(3)와 종벽부(5)와 플랜지부(7)를 갖는 프레스 성형품(1)의 스프링백에 의한 상기 종벽부의 벽 휨을 억제하는 것으로서, 프레스 성형품(1)의 목표 형상보다도 높이 방향으로 크게 오목 형상으로 만곡하여 고저차가 형성된 플랜지부(35)를 갖는 중간 성형품(31)을 프레스 성형하는 제1 성형 공정과, 중간 성형품(31)의 플랜지부(35)의 고저차가 작아지도록, 중간 성형품(31)을 목표 형상의 프레스 성형품(1)으로 프레스 성형하는 제2 성형 공정을 포함한다.

Description

프레스 성형 방법
본 발명은, 프레스 성형(press forming) 방법에 관한 것으로, 특히, 천판부(top portion)와 종벽부(side wall portion)와 플랜지부(flange portion)를 갖는 프레스 성형품의 스프링백(springback)에 의한 종벽부의 벽 휨(wall camber)을 억제하는 프레스 성형 방법에 관한 것이다.
프레스 성형은 금속 부품(metal parts)을 저비용 또한 단시간에 제조할 수 있는 제조 방법으로서, 대부분의 자동차 부품(automotive parts)의 제조에 이용되고 있다. 최근에는, 자동차의 충돌 안전성(collision safety)과 차체의 경량화(weight reduction of automotive body)를 양립하기 위해, 보다 고강도인 금속판(high-strength metal sheet)(예를 들면, 고장력 강판(high-strength steel sheet))이 자동차 부품에 이용되고 있다.
고강도인 금속판을 프레스 성형하는 경우의 주된 과제 중 하나에, 스프링백에 의한 프레스 성형품의 치수 정밀도(dimensional accuracy)의 저하가 있다. 금형(tool of press forming)을 이용하여 프레스 성형에 의해 금속판을 변형(deformation)시킬 때에 프레스 성형품에 발생한 잔류 응력(residual stress)이 구동력(driving force)이 되어, 금형으로부터 이형(die release)한 프레스 성형품이 프레스 성형 전의 금속판의 형상으로 스프링과 같이 되돌아가고자 하는 현상을 스프링백이라고 칭한다.
도 2에 일 예로서 나타내는 바와 같은, 천판부(3)와 종벽부(5)와 플랜지부(7)를 갖는 프레스 성형품(1)에 있어서는, 프레스 성형하여 이형한 후, 도 3에 나타내는 바와 같이, 종벽부(5)가 휜 형상으로 변형하는 벽 휨이라고 칭해지는 스프링백이 일어나는 경우가 있다.
이러한 프레스 성형품(1)의 종벽부(5)에 벽 휨이 생기는 메커니즘에 대해서, 도 4에 나타내는 개략도를 이용하여 설명한다.
펀치(punch)와 다이(die)와 블랭크 홀더(blank holder)를 구비하는 금형을 이용하여 금속판을 프레스 성형품(1)으로 프레스 성형(드로우 성형(deep drawing))하는 과정에 있어서는, 우선, 금속판이 다이의 다이 숄더(die shoulder)에서 굽혀지고, 당해 굽혀진 부위의 굽힘 외측에서는 인장 응력(tensile stress), 굽힘 내측에서는 압축 응력(compressive stress)이 발생한다. 그리고, 다이가 펀치측에 성형 하사점(bottom dead center)까지 상대 이동하면, 다이 숄더에서 굽혀진 부위의 굽힘(bending)은 펀치와 다이로 평탄하게 되굽혀져(unbending) 종벽부(5)가 된다(도 4(a)). 그 때문에, 성형 하사점에서의 종벽부(5)에 있어서는, 다이 숄더에서 굽혀진 부위의 굽힘 외측에 상당하는 측에는 압축 응력이 생기고, 굽힘 내측에 상당하는 측에는 인장 응력이 생기고 있다. 그 결과, 종벽부(5)의 표면과 이면에 큰 잔류 응력차가 생긴다.
다음으로, 성형 하사점까지 프레스 성형한 프레스 성형품(1)을 금형으로부터 떼어내면(이형하면), 프레스 성형 중에 생긴 잔류 응력을 구동력으로 하여 스프링백이 발생한다. 그 때, 인장 응력이 생긴 종벽부(5)의 표면은 수축되고자 하는 것에 대하여, 압축 응력이 생긴 종벽부(5)의 이면은 신장하고자 하기 때문에, 도 4(b)에 나타내는 바와 같은 만곡한 벽 휨이 생긴다.
여기에서, 프레스 성형품(1)에 생기는 잔류 응력은, 고강도인 금속판을 이용하여 프레스 성형한 경우만큼 커지기 때문에, 스프링백에 의한 종벽부(5)의 벽 휨은 커진다. 따라서, 고강도인 금속판일수록 스프링백한 후의 프레스 성형품의 형상을 규정의 치수 내에 들어가게 하는 것이 어려워지기 때문에, 종벽부의 벽 휨을 억제하는 기술이 중요해진다.
이러한 종벽부의 벽 휨의 대책으로서, 지금까지 몇 가지의 기술이 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 성형 과정에 있어서 플랜지부로부터 종벽부로 흐르는 재료(materials)의 유입을 구속(restraint)하는 비드(bead)를 플랜지부에 형성함으로써, 프레스 성형 중에 종벽부 전체에 큰 인장력(tensile force)을 부여하여 종벽부의 휨을 해소하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 특허문헌 1에 개시된 방법과는 반대로, 성형한 종벽부에 대하여 전체적으로 압축 응력을 부여함으로써, 종벽부의 표리 응력차를 저감하여, 종벽 휨을 저감하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 종벽부의 벽 휨을 저감하는 방법으로서는, 이들 종벽부의 전체적으로 인장 응력 또는 압축 응력을 부여하는 방법 외에, 예를 들면 특허문헌 3에, 볼록형 단면 혹은 오목형 단면의 프레스 성형품을 프레스 성형하는 과정에 있어서, 당해 프레스 성형품의 측벽부에 프레스 성형 방향을 따라 오목홈의 종비드(vertical bead)를 성형함으로써, 종벽부의 강성(stiffness)을 높여 벽 휨을 저감하는 방법이 개시되어 있다.
일본공개특허공보 2006-281312호 일본특허 6500927호 공보 일본공개특허공보 소60-6223호
특허문헌 1에 개시되어 있는 방법은, 플랜지부에 비드를 형성하지 않는 경우에 비하면, 프레스 성형 과정에 있어서 종벽부가 보다 신장되어 종벽부에 균열(fracture)이 생기는 경우가 있었다. 또한, 플랜지부에 형성하는 비드는 종벽부의 벽 휨을 저감하는 데에 있어서는 필요해도, 제품 형상의 프레스 성형품으로서는 불필요하다. 그 때문에, 비드를 형성하여 프레스 성형품을 프레스 성형한 후의 후공정에 있어서 비드를 잘라낼 필요가 있어, 수율(yield)이 저하하여 문제였다.
특허문헌 2에 개시되어 있는 방법은, 성형한 종벽부에 압축 응력을 부여하기 위해 금형의 구조가 복잡해져 금형의 제조 비용이 높아지는 것이나, 나아가서는 금속판의 단부(end portion)가 금형 표면에 부딪힘으로써 금형이 마모되기 쉬워 문제였다.
또한, 특허문헌 3에 개시되어 있는 방법은, 성형 대상으로 하는 부품의 형상의 형편상, 종벽부에 종비드를 형성할 수 없는 경우가 있어, 적용이 곤란한 경우가 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 프레스 성형 과정에 있어서의 균열을 억제하고, 또한 수율을 저하시키지 않고, 종벽부의 벽 휨을 억제하는 프레스 성형 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 프레스 성형 방법은, 천판부와 종벽부와 플랜지부를 갖는 프레스 성형품의 스프링백에 의한 상기 종벽부의 벽 휨을 억제하는 것으로서, 상기 프레스 성형품의 목표 형상보다도 높이 방향으로 크게 오목 형상, 볼록 형상 또는 요철 형상이 되도록 축 방향을 따라 연속적으로 높이가 변화하여 고저차가 형성된 플랜지부를 갖는 중간 성형품(preformed part)을 프레스 성형하는 제1 성형 공정과, 상기 중간 성형품의 상기 플랜지부의 고저차가 작아지도록, 당해 중간 성형품을 목표 형상의 상기 프레스 성형품으로 프레스 성형하는 제2 성형 공정을 포함한다.
상기 제1 성형 공정에 있어서의 상기 플랜지부는, 축 방향을 따라 높이 방향으로 볼록 형상 또는 오목 형상으로 만곡한 형상이면 좋다.
상기 제1 성형 공정에 있어서의 상기 플랜지부는, 축 방향을 따라 설치된 복수의 평면부(planer portion)와 인접하는 상기 평면부를 연결하는 굴곡부(bent portion)에 의해 축 방향을 따라 높이 방향으로 볼록 형상 또는 오목 형상이면 좋다.
상기 프레스 성형품의 프레스 성형에 제공하는 블랭크(blank)를, 인장 강도(tensile strength)가 440㎫급(㎫-grade)∼1800㎫급인 금속판으로 하면 좋다.
본 발명에 의하면, 상기 프레스 성형품의 종벽부에 소성 변형(plastic deformation)이 생기는 인장 응력과 압축 응력을 부여하여 표리면의 잔류 응력차를 저감하여, 금속판의 균열을 방지하고, 또한 수율을 저하시키지 않고 상기 프레스 성형품을 프레스 성형하여, 스프링백에 의한 상기 종벽부의 벽 휨을 억제할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 프레스 성형 방법의 일 태양을 설명하는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태 및 실시예 1에 있어서 성형 대상으로 한 해트형 단면 형상(hat-type cross-sectional shape)의 프레스 성형품을 나타내는 도면이다.
도 3은, 프레스 성형품의 스프링백에 의해 생기는 종벽부의 벽 휨을 나타내는 도면이다.
도 4는, 프레스 성형품의 스프링백에 의해 종벽부의 벽 휨이 생기는 메커니즘을 설명하는 도면이다.
도 5는, 종래의 종벽부 전체에 인장 응력을 부여하여 종벽부의 벽 휨을 억제하는 방법에 있어서의 중간 성형품과 목표 형상의 프레스 성형품의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은, 종래의 종벽부 전체에 인장 응력을 부여하는 방법에 의해 목표 형상으로 프레스 성형된 프레스 성형품의 종벽부에 발생한 높이 방향의 잔류 응력의 분포를 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태에 따른 프레스 성형 방법에 의해 프레스 성형된 목표 형상의 프레스 성형품의 종벽부에 발생한 높이 방향의 잔류 응력의 분포를 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 실시 형태에 따른 프레스 성형 방법의 다른 태양 및 실시예 1에 있어서의 중간 성형품의 플랜지부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태에 따른 프레스 성형 방법의 다른 태양을 설명하는 도면이다.
도 10은, 본 발명의 실시 형태에 따른 프레스 성형 방법의 다른 태양에 의해 프레스 성형된 목표 형상의 프레스 성형품의 종벽부에 발생한 높이 방향의 잔류 응력의 분포를 나타내는 도면이다.
도 11은, 본 발명에 따른 프레스 성형 방법의 구체예 및 실시예 2에 있어서 성형 대상으로 한 Z자형 단면 형상(Z-type cross-sectional shape)의 프레스 성형품을 나타내는 도면이다.
도 12는, 본 발명에 따른 프레스 성형 방법의 구체예 및 실시예 2에 있어서의 중간 성형품을 나타내는 도면이다.
도 13은, 본 발명에 따른 프레스 성형 방법의 구체예 및 실시예 3에 있어서의 중간 성형품과 목표 형상의 프레스 성형품을 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
본 발명의 실시 형태에 따른 프레스 성형 방법을 설명하기에 앞서, 본 발명에 이른 경위를 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 실질적으로 동일 또는 대응하는 부위에는, 동일한 부호를 붙였다.
<발명에 이른 경위>
발명자들은, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같은 프레스 성형품(1)의 종벽부(5)의 벽 휨을 억제하는 방법으로서, 프레스 성형 과정에 있어서 금속판이 균열되는 것을 방지하고, 또한 수율을 저하시키지 않기 위해, 특허문헌 1에 개시된 방법과 같은, 프레스 성형 과정에 있어서 비드를 형성하지 않고 종벽부(5)에 인장 응력을 부여하는 방법을 검토했다.
검토의 대상으로 한 프레스 성형품(1)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 천판부(3)와 종벽부(5)와 플랜지부(7)를 갖는다. 또한, 천판부(3)와 종벽부(5)는 펀치 숄더 능선부(9)를 개재하여 연속하고, 종벽부(5)와 플랜지부(7)는 다이 숄더 능선부(11)를 개재하여 연속한다.
그리고, 스프링백한 후의 프레스 성형품(1)은, 전술한 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 종벽부(5)의 잔류 응력이 작아져 있는 것에 착안하여, 스프링백한 후이면, 종벽부(5)에 부여하는 인장 응력이 작아도 종벽부(5)를 소성 변형시킬 수 있어, 종벽부(5)의 표리면의 잔류 응력차를 감소시킬 수 있는 것은 아닐까 상도했다.
그래서, 우선, 특허문헌 1에 유사한 종벽부(5)에 인장 응력을 부여하는 방법으로서, 도 5에 나타내는 바와 같이 2공정으로 프레스 성형품(1)을 프레스 성형하는 방법을 검토했다. 당해 검토에 있어서, 금속판에는 인장 강도 1210㎫급의 고강도 강판(high-strength steel sheet)(항복 강도(yield strength) 880㎫)을 이용하여, 1공정째에서는 드로우 성형에 의해 중간 성형품(21)을 프레스 성형하고, 2공정째에서는 폼 성형(crash forming)에 의해 프레스 성형품(1)을 프레스 성형했다.
그리고, 중간 성형품(21)의 높이(H)(도 5(a) 참조)가 프레스 성형품(1)보다도 낮아지도록 높이(H)를 변경한 여러 가지의 조건에 대해서 검토했다. 그러나, 중간 성형품(21)의 높이를 변경해도, 프레스 성형품(1)의 종벽부(5)의 벽 휨을 충분히 억제할 수는 없었다.
이 원인에 대해서 검토한 결과, 도 6에 나타내는 바와 같이, 2공정째에 있어서 프레스 성형품(1)을 프레스 성형할 때에 종벽부(5)에 발생하는 인장 응력이 금속판의 항복 강도(＝880㎫)를 초과할 수 없었기 때문에 종벽부(5)를 소성 변형시킬 수 없어, 종벽부(5)의 표리면의 잔류 응력차를 감소할 수 없었기 때문인 것을 밝혀냈다. 또한, 금속판의 항복 강도를 초과하는 인장 응력을 부여하여 2공정째의 프레스 성형을 행하면, 중간 성형품(21)의 다이 숄더 능선부(die shoulder ridge)(27)가 되굽혀져, 프레스 성형품(1)의 플랜지부(7)의 형상을 유지할 수 없기 때문에 문제이다.
그래서, 프레스 성형품(1)의 플랜지부(7)의 형상을 유지할 수 있고, 종벽부(5)에 항복 강도 이상의 인장 응력을 부여하는 방법에 대해서, 추가로 검토를 거듭했다.
그 결과, 도 1에 나타내는 바와 같이, 1공정째에서 성형하는 중간 성형품(31)의 플랜지부(35)를, 축 방향을 따라 높이 방향으로 오목 형상으로 만곡한 형상으로 하고, 중간 성형품(31)의 종벽부(33)의 종벽 높이를 국소적으로 낮게 함으로써, 2공정째에 있어서 금속판의 항복 강도 이상의 인장 응력을 종벽부(5)에 부여할 수 있고, 게다가, 프레스 성형품(1)의 플랜지부(7)의 형상을 유지하면서 종벽부(5)의 벽 휨을 억제할 수 있는 것을 발견했다. 본 발명은, 상기 검토에 기초하여 이루어진 것으로, 이하, 그의 구체적인 구성을 설명한다.
<프레스 성형 방법>
본 발명의 실시 형태에 따른 프레스 성형 방법은, 일 예로서 도 2에 나타내는 프레스 성형품(1)의 스프링백에 의한 종벽부(5)의 벽 휨을 억제하는 것으로서, 도 1(a)에 나타내는 중간 성형품(31)을 프레스 성형하는 제1 성형 공정과, 중간 성형품(31)을 도 1(b)에 나타내는 목표 형상의 프레스 성형품(1)으로 프레스 성형하는 제2 성형 공정을 갖는다. 이하, 각 공정에 대해서 설명한다.
<제1 성형 공정>
제1 성형 공정은, 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 프레스 성형품(1)의 목표 형상보다도 높이 방향으로 큰 오목 형상의 만곡(curve)이 되도록 축 방향을 따라 연속적으로 높이가 변화하여 고저차가 형성된 플랜지부(35)를 갖는 중간 성형품(31)을 프레스 성형하는 공정이다.
본 실시 형태에 있어서, 일 예로서, 목표 형상의 프레스 성형품(1)의 플랜지부(7)는 평탄한 형상으로 했다. 또한, 오목 형상으로 만곡한 플랜지부(35)의 고저차란, 플랜지부(35)에 있어서의 높이 방향의 위치가 가장 높은 축 방향 선단과 높이 방향의 위치가 가장 낮은 축 방향 중앙의 높이 방향의 차이다.
그리고, 제1 성형 공정에 있어서, 천판부(3) 및 펀치 숄더 능선부(punch shoulder ridge)(9)는, 각각, 프레스 성형품(1)의 목표 형상과 동일한 형상으로 성형한다.
<제2 성형 공정>
제2 성형 공정은, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 성형 공정에서 프레스 성형한 중간 성형품(31)의 플랜지부(35)의 고저차가 작아지도록, 중간 성형품(31)을 목표 형상의 프레스 성형품(1)으로 프레스 성형하는 공정이다.
<작용 효과>
본 발명의 실시 형태에 따른 프레스 성형 방법의 작용 효과에 대해서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 성형 공정에서는 축 방향을 따라 높이 방향으로 오목 형상으로 만곡(본 실시 형태에서는 곡률 반경(curvature radius) 200㎜)한 플랜지부(35)를 성형하고, 제2 성형 공정에서 플랜지부(35)의 고저차가 작아지도록 중간 성형품(31)을 목표 형상의 프레스 성형품(1)으로 프레스 성형하는 경우를 예로서, 설명한다.
도 7에, 제2 성형 공정의 성형 하사점에 있어서의 프레스 성형품(1)의 높이 방향의 잔류 응력의 분포를 나타낸다. 제1 성형 공정에 있어서 성형된 플랜지부(35) 및 다이 숄더 능선부(37)는, 제2 성형 공정에 있어서, 축 방향을 따른 만곡의 곡률이 작아지도록 되굽힘 변형된다.
이 때, 플랜지부(35) 및 다이 숄더 능선부(37)를 되굽힘 변형시키는 변형 저항(flow stress)이 축 방향 양단측에서 집중적으로 생기기 때문에, 프레스 성형품(1)의 축 방향 양단측에 있어서의 종벽부(5)에서는 금속판의 항복 강도(＝880㎫)를 초과하는 소성 변형이 생기는 인장 응력(본 실시 형태에서는 약 1250㎫)이 부여된다. 이에 대하여, 프레스 성형품(1)의 축 방향 중앙부에 있어서의 종벽부(5)에는, 축 방향 양단측에서 생긴 인장 응력의 반력(counter force)으로서 절대값이 동정도인 압축 응력(본 실시 형태에서는 약 －1000㎫)이 생긴다.
이와 같이, 제2 성형 공정에 있어서는, 종벽부(5)에 소성 변형이 생기는 인장 응력과 압축 응력이 생겨, 종벽부(5)의 표리면의 잔류 응력차를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 프레스 성형품(1)을 이형한 후의 스프링백에 의한 종벽부(5)의 벽 휨을 억제할 수 있다.
상기의 설명은, 제1 성형 공정에 있어서, 도 8(a)에 나타내는 바와 같은 오목 형상으로 만곡한 축 방향을 따라 높이가 변화하는 플랜지부(35)를 성형하는 것이었다. 다만, 본 실시 형태의 다른 태양으로서, 도 8(b)에 일 예로서 나타내는 바와 같이, 제1 성형 공정에 있어서, 프레스 성형품(1)의 목표 형상보다도 높이 방향으로 크게 볼록 형상으로 만곡하도록 축 방향을 따라 연속적으로 높이가 변화하여 고저차가 형성된 플랜지부(45)를 성형하는 것이라도 좋다.
이 경우, 제2 성형 공정에 있어서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 중간 성형품(41)의 플랜지부(45)의 고저차가 작아지도록, 중간 성형품(41)을 목표 형상의 프레스 성형품(1)으로 프레스 성형한다. 여기에서, 볼록 형상으로 만곡한 플랜지부(45)의 고저차란, 플랜지부(45)에 있어서의 높이 방향의 위치가 가장 높은 축 방향 중앙과 높이 방향의 위치가 가장 낮은 축 방향 선단의 높이 방향의 차이다.
도 10에, 제2 성형 공정의 성형 하사점에 있어서의 프레스 성형품(1)의 높이 방향의 잔류 응력의 분포를 나타낸다. 전술한 오목 형상으로 만곡한 플랜지부(35)를 갖는 중간 성형품(31)의 경우(도 7)와는 달리, 중간 성형품(41)을 프레스 성형품(1)으로 프레스 성형하면, 종벽부(5)의 종벽 높이가 낮은 축 방향 중앙부에 인장 응력이 생기고, 축 방향 양단측에는 그의 반력으로서 압축 응력이 생긴다. 이와 같이 종벽부(5)에 생긴 인장 응력 및 압축 응력은 모두 금속판의 항복 강도(＝880㎫)를 초과하여 소성 변형이 일어나는 크기이다. 이에 따라, 중간 성형품(41)의 플랜지부(45)를 볼록 형상으로 만곡한 형상으로 한 경우에 있어서도, 종벽부(5)에 있어서의 표리면의 잔류 응력차를 감소시켜 벽 휨을 억제시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 도 2에 나타내는 바와 같은, 해트형 단면 형상의 프레스 성형품(1)을 프레스 성형하는 것에 한정하지 않고, 도 11에 일 예로서 나타내는 바와 같은, 천판부(53)와 종벽부(55)와 플랜지부(57)를 갖고 이루어지는 Z자형 단면 형상의 프레스 성형품(51)을 프레스 성형하는 것이라도 좋다.
또한, 제1 성형 공정에서 프레스 성형하는 중간 성형품의 플랜지부는, 도 8에 나타내는 바와 같은 축 방향의 전체 길이에 걸쳐 오목 형상 또는 볼록 형상으로 만곡한 형상에 한정되지 않는다. 도 12에 일 예로서 나타내는 바와 같이, 오목 형상으로 만곡한 형상과 볼록 형상으로 만곡한 형상이 조합되어 목표 형상보다도 높이 방향으로 크게 요철 형상으로 만곡하고, 축 방향을 따라 연속적으로 높이가 변화하여 고저차가 형성된 플랜지부(75)라도 좋다. 이러한 요철 형상으로 만곡한 플랜지부(75)의 고저차란, 볼록 형상으로 만곡한 부위에 있어서의 가장 높은 위치와 오목 형상으로 만곡한 부위의 가장 낮은 위치의 높이 방향의 차이다.
그리고, 제2 성형 공정에 있어서, 요철 형상으로 만곡한 플랜지부(75)의 고저차가 작아지도록 목표 형상의 플랜지부(57)로 성형함으로써, 종벽부(5)에 소성 변형이 생기는 인장 응력과 압축 응력을 부여하여 표리면의 잔류 응력차를 저감하여, 스프링백에 의한 종벽부(55)의 벽 휨을 억제할 수 있다.
이와 같이, 제1 성형 공정에 있어서 오목 형상, 볼록 형상 또는 요철 형상으로 만곡한 플랜지부를 성형하는 경우, 만곡의 곡률(도 8 중의 곡률(ρ) 참조)은 0보다도 크고 0.5보다 작은 것이 바람직하다. 만곡의 곡률이 0인 경우, 즉, 평탄한 형상인 경우, 제2 성형 공정에 있어서 종벽부에 소성 변형이 생기는 인장 응력과 압축 응력을 부여할 수 없기 때문에, 벽 휨을 막을 수 없다. 만곡의 곡률이 0.5 이상인 경우, 곡률 반경이 지나치게 작아져, 제2 성형 공정에 있어서 목표 형상의 플랜지부로 성형하는 되굽힘 저항이 높아져, 균열이 생기기 쉬워지거나, 금형 자체가 되굽힘 저항에 견디지 못하고 변형되거나 할 가능성이 있다.
또한, 제1 성형 공정에서 프레스 성형하는 플랜지부는, 상기와 같이 오목 형상, 볼록 형상 또는 요철 형상으로 만곡한 형상에 한정되지 않는다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 축 방향을 따라 설치된 복수의 평면부(85a)와, 인접하는 평면부(85a)를 연결하는 굴곡부(85b)에 의해, 목표 형상의 플랜지부(7)보다도 높이 방향으로 크게 볼록 형상이 되도록 축 방향을 따라 연속적으로 높이가 변화하여 고저차가 형성된 플랜지부(85)라도 좋다. 여기에서, 플랜지부(85)의 고저차란, 플랜지부(85)에 있어서의 높이 방향에 있어서의 가장 높은 위치와 가장 낮은 위치의 높이 방향의 차이다.
그리고, 제2 성형 공정에 있어서, 플랜지부(85)의 고저차가 작아지도록, 중간 성형품(81)을 목표 형상의 프레스 성형품(1)으로 프레스 성형함으로써, 종벽부(5)에 소성 변형이 생기는 인장 응력 및 압축 응력을 발생시킬 수 있어, 종벽부(5)의 벽 휨을 억제할 수 있다.
또한, 복수의 평면부와 굴곡부로 형성된 플랜지부로서는, 도 13에 나타내는 바와 같은 높이 방향으로 볼록 형상의 플랜지부(85)의 외, 예를 들면, 높이 방향으로 오목 형상이 되도록 축 방향을 따라 연속적으로 높이가 변화하여 고저차가 형성된 플랜지부(도시 없음)라도 좋다. 또한, 굴곡부의 곡률(도 13 중의 곡률(ρ'))에 관해서는, 전술의 만곡한 플랜지부와 동일하게, 0보다도 크고 0.5보다 작은 것이 바람직하다.
또한, 상기의 설명은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제2 성형 공정에 있어서 평탄한 플랜지부(7)를 성형하는 것이었지만, 제2 성형 공정에서 성형하는 목표 형상의 플랜지부는, 축 방향을 따라 높이 방향으로 오목 형상 또는 볼록 형상으로 만곡한 형상 등, 평탄한 형상에 한정하는 것은 아니다.
이 경우라도, 제2 성형 공정에 있어서 중간 성형품의 플랜지부의 고저차가 작아지도록 목표 형상의 플랜지부를 성형함으로써, 소성 변형이 생기는 인장 응력과 그의 반력으로서의 압축 응력을 종벽부에 발생시킨다. 이에 따라, 종벽부의 표리면의 잔류 응력차를 저감하여, 프레스 성형품의 스프링백에 의한 종벽부의 벽 휨을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 프레스 성형 방법은, 블랭크로서 제공하는 금속판이나, 프레스 성형품의 형상 및 종류에는 특별히 제한은 없지만, 프레스 성형 후의 잔류 응력이 높아지는 금속판을 이용하여 프레스 성형한 자동차 부품에 대하여 보다 효과가 있다.
구체적으로는, 블랭크에 관해서는, 인장 강도가 440㎫급 이상 1800㎫급 이하, 판두께가 0.5㎜ 이상 4.0㎜ 이상의 금속판인 것이 바람직하다.
인장 강도가 440㎫ 미만인 금속판은, 프레스 성형품에 생기는 잔류 응력이 작아 벽 휨에 의한 치수 정밀도의 악화가 상대적으로 일어나기 어려워지기 때문에, 본 발명을 이용하는 이점이 적어진다. 다만, 자동차 외판(automotive outer panel) 등의 부품 강성이 낮은 부품이나, 휠하우스 이너(wheelhouse inner) 등의 높이가 큰 부품에 대해서는, 종벽부의 벽 휨에 의한 형상 변화를 받기 쉬워지기 때문에, 인장 강도가 440㎫ 미만인 금속판이라도 본 발명을 이용하는 것이 바람직하다.
한편, 인장 강도의 상한은 특별히 없지만, 1800㎫를 초과하는 금속판은 연성(ductility)이 부족하기 때문에, 프레스 성형 과정에 있어서 펀치 숄더 능선부나 다이 숄더 능선부에서 균열이 발생하기 쉬워, 프레스 성형할 수 없는 경우가 있다.
또한, 프레스 성형품의 종류로서는, 예를 들면 강성이 낮은 도어(door)나 루프(roof), 후드(hood) 등의 외판 부품(outer panel part), 고강도의 금속판을 사용하는 A 필러(pillar), B 필러, 루프 레일(roof rail), 사이드 레일(side rail), 프론트 사이드 멤버(front side member), 리어 사이드 멤버(rear side member), 크로스 멤버(cross member) 등의 골격 부품(frame parts) 등과 같은 자동차 부품에, 본 발명을 바람직하게 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 프레스 성형 방법의 제1 성형 공정 및 제2 성형 공정은, 드로우 성형 또는 폼 성형(crash forming)의 어느 것이라도 좋지만, 제2 성형 공정은 폼 성형의 쪽이 바람직하다. 폼 성형은 드로우 성형보다도 벽 휨이 일어나기 어렵기 때문에, 제2 성형 공정에서 성형한 종벽부에 새롭게 벽 휨이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 자동차 부품 등을 프레스 성형에 의해 제조하는 경우에 있어서는, 1공정째에서 중간 성형품을 프레스 성형한 후, 당해 중간 성형품을 제품 형상의 프레스 성형품으로 리스트라이크(restrike)하는 공정을 행하는 경우가 많다.
그 때문에, 본 발명에 따른 제2 성형 공정을, 제품 형상의 프레스 성형품으로 리스트라이크하는 공정으로 함으로써, 공정수를 증가시키는 일 없이, 종벽부의 벽 휨을 억제한 제품 형상의 프레스 성형품을 얻을 수 있어 바람직하다.
또한, 제1 성형 공정과 제2 성형 공정은 연속하여 행할 필요는 없고, 제1 성형 공정과 제2 성형 공정의 사이에 중간 성형품을 절단하는 트림 공정(trim cutting step)이나 다른 가공을 실시하는 성형 공정(forming step) 등을 사이에 두어도 좋다. 또한, 플랜지부를 갖지 않는 ㄷ자형 단면 형상(U-type cross-sectional shape)이나 L자형 단면 형상(L-type cross-sectional shape)을 갖는 프레스 성형품에 발명을 적용해도 좋다. 이 경우, 제2 성형 공정에서 성형한 해트형 단면 형상이나 Z자형 단면 형상의 프레스 성형품의 플랜지부에 대해서, 후공정에서 트림하는 것을 필요로 하기 때문에 수율은 저하하지만, 스프링백에 의한 종벽부의 벽 휨을 억제할 수 있다.
실시예 1
실시예 1에서는, 본 발명에 따른 프레스 성형 방법에 의해 도 2에 나타내는 해트형 단면 형상의 프레스 성형품(1)을 프레스 성형하여, 종벽부(5)의 벽 휨을 억제하는 효과에 대해서 검증했다.
성형 대상으로 한 프레스 성형품(1)은, 천판부(3)와 종벽부(5)와 플랜지부(7)를 갖는 해트형 단면 형상이고, 축 방향 길이를 100㎜, 높이를 100㎜, 천판부의 폭을 85㎜, 플랜지부의 폭을 30㎜, 펀치 숄더 능선부(9) 및 다이 숄더 능선부(11)의 곡률 반경을 모두 9㎜로 했다.
그리고, 금속판으로서, 이하의 표 1에 나타내는 기계적 특성(mechanical properties)을 갖는 냉연 강판(cold-rolled steel sheet)을 이용하여, 본 발명에 따른 프레스 성형 방법의 제1 성형 공정 및 제2 성형 공정에 의해, 프레스 성형품(1)을 프레스 성형했다.
Figure pct00001
우선, 제1 성형 공정에 있어서는 드로우 성형에 의해 중간 성형품을 프레스 성형하고, 계속되는 제2 성형 공정에 있어서는 폼 성형에 의해 천판부를 패드(pad)로 누르면서 중간 성형품을 목표 형상의 프레스 성형품으로 프레스 성형했다. 여기에서, 제1 성형 공정에 있어서의 드로우 성형의 주름 누름력(blank holding force)은 5tonf로 하고, 제2 성형 공정에 있어서의 패드의 판 누름력(pad holding force)은 3tonf로 했다. 그리고, 프레스 성형품(1)을 금형으로부터 이형하여 스프링백한 후의 종벽부(5)의 종벽 높이 방향에 있어서의 곡률을 측정하여, 종벽부(5)의 벽 휨량을 평가했다.
실시예 1에서는, 발명예 1∼발명예 8로서, 표 2에 나타내는 바와 같이, 제1 성형 공정에 있어서의 중간 성형품의 플랜지부의 형상 및 고저차를 변경했다.
중간 성형품의 플랜지부의 형상은, 축 방향을 따라 높이 방향으로 오목 형상 또는 볼록 형상으로 만곡한 형상으로 하고, 플랜지부의 고저차는, 축 방향 중앙과 축 방향 선단의 높이의 차로 했다.
제2 성형 공정에 있어서의 목표 형상의 프레스 성형품의 플랜지부는, 평탄(곡률 0㎜-1) 또는 오목 형상으로 만곡한 형상(곡률 0.00125㎜-1)으로 했다. 목표 형상의 플랜지부를 만곡한 형상으로 한 경우에 있어서도, 중간 성형품의 플랜지부는, 목표 형상보다도 높이 방향으로 만곡한 형상, 즉, 목표 형상의 플랜지부의 고저차보다도, 중간 성형품의 플랜지부의 고저차를 크게 했다.
비교 대상으로서, 드로우 성형에 의해 1공정으로 목표 형상의 금형에 의해 프레스 성형한 프레스 성형품과, 전술한 특허문헌 1과 같이, 드로우 성형에 의해 플랜지부에 비드(도시 없음)를 형성하여 1공정으로 프레스 성형한 프레스 성형품과, 전술한 도 5와 같이, 드로우 성형에 의해 목표 형상보다도 종벽 높이가 낮은 중간 성형품을 프레스 성형했다. 계속해서 폼 성형에 의해 중간 성형품을 목표 형상의 종벽 높이로 프레스 성형한 프레스 성형품에 대해서도, 종벽부의 벽 휨량을 평가했다. 또한, 종벽부의 휨량은, 천판부로부터 종벽부에 이르는 펀치 숄더 R(punch shoulder R portion)의 종벽 종단에서, 종벽부로부터 플랜지부에 이르는 다이 숄더 R(die shoulder R portion)의 종벽 선단까지의 벽 휨의 곡률로 했다.
또한, 비교 대상으로 한 프레스 성형품의 프레스 성형에 있어서도, 드로우 성형에서의 주름 누름력과 폼 성형에서의 판 누름력은, 전술한 발명예와 동일한 조건으로 했다. 표 2에, 평가한 종벽부의 벽 휨량의 결과를 나타낸다.
Figure pct00002
표 2에 있어서, 비교예 1∼비교예 3 및 발명예 1∼발명예 6은, 목표 형상의 프레스 성형품의 플랜지부가 평탄한 형상으로 한 것이다.
비교예 1은, 드로우 성형에 의해 1공정으로 목표 형상의 금형에 의해 프레스 성형품(1)을 프레스 성형하는 것이다. 비교예 1에 있어서의 종벽부(5)의 벽 휨량은, 축 방향 중앙에 있어서 0.0172㎜-1, 축 방향 선단에 있어서 0.0168㎜-1이고, 벽 휨이 발생했다.
비교예 2는, 플랜지부에 비드를 형성하여 드로우 성형한 프레스 성형품(1)을 프레스 성형한 것이다. 비교예 2에 있어서의 종벽부(5)의 벽 휨량은, 축 방향 중앙에 있어서 0.0101㎜-1이고, 비교예 1에 비해 저감했지만, 축 방향 선단에서는 펀치 숄더 능선부(9)와 종벽부(5)의 경계 부근에서 국소 변형(localizer neck)(금속판의 내력(yield stress)을 초과하는 인장 응력이 가해져, 판두께가 국소적으로 얇아지는 성형 불량(shape defects))이 생겨 성형 불량이 되었다.
비교예 3은, 드로우 성형에 의해 목표 형상의 프레스 성형품(1)보다도 높이가 낮은 중간 성형품(21)을 성형하고, 계속해서 폼 성형에 의해 목표 형상의 금형에 의해 프레스 성형품(1)을 프레스 성형한 것이다(도 5 참조). 비교예 3에 있어서의 종벽부(5)의 벽 휨량은, 축 방향 중앙에 있어서 0.0165㎜-1, 축 방향 선단에 있어서 0.0154㎜-1이고, 모두 비교예 1보다 감소했지만, 벽 휨 억제의 효과는 작았다.
발명예 1∼발명예 3은, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 중간 성형품(31)의 플랜지부(35)를 축 방향 전체 길이에 걸쳐 오목 형상으로 만곡한 형상으로 하고, 만곡의 곡률(ρ)을 변경하여 플랜지부(35)의 고저차를 변경한 것이다. 발명예 1∼발명예 3에 있어서, 종벽부(5)의 벽 휨량은, 축 방향 중앙 및 축 방향 선단의 어느 것에 있어서도, 비교예 1 및 비교예 3보다도 감소하여, 벽 휨 억제 효과가 얻어졌다. 또한, 발명예 1∼발명예 3을 비교하면, 플랜지부(35)의 만곡의 곡률을 크게(고저차를 크게) 함으로써, 벽 휨량은 감소하여, 벽 휨을 보다 억제할 수 있었다.
발명예 4∼발명예 6은, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 중간 성형품(41)의 플랜지부(45)를 축 방향 전체 길이에 걸쳐 볼록 형상으로 만곡한 형상으로 하고, 만곡의 곡률(ρ)을 변경하여 플랜지부(45)의 고저차를 변경한 것이다. 발명예 4∼발명예 6에 있어서, 종벽부(5)의 벽 휨량은, 축 방향 중앙 및 축 방향 선단의 어느 것에 있어서도, 비교예 1 및 비교예 3보다 감소하여, 발명예 1∼발명예 3과 동일하게 벽 휨 억제 효과가 얻어졌다. 또한, 발명예 4∼발명예 6을 비교하면, 플랜지부(45)의 곡률을 크게(고저차를 크게) 함으로써, 종벽부(5)의 벽 휨량은 감소하여, 벽 휨을 보다 억제할 수 있었다.
비교예 4 및 발명예 7은, 축 방향을 따라 오목 형상으로 만곡한 플랜지부를 갖는 프레스 성형품을 프레스 성형한 것이다. 비교예 4는 드로우 성형에 의해 1공정으로 목표 형상인 플랜지부의 고저차를 1.6㎜로 한 것이다. 비교예 4에 있어서의 프레스 성형품의 종벽부의 벽 휨량은, 축 방향 중앙에 있어서 0.0165㎜-1, 축 방향 선단에 있어서 0.0161㎜-1였다. 이에 대하여, 플랜지부의 고저차를 제1 성형 공정에서 3.1㎜, 제2 성형 공정에서 1.6㎜로 하는 발명예 7에 있어서의 프레스 성형품의 종벽부의 벽 휨량은, 축 방향 중앙에 있어서 0.0110㎜-1, 축 방향 선단에 있어서 0.0106㎜-1이고, 모두, 비교예 4보다 감소하여, 벽 휨 억제 효과가 얻어졌다.
비교예 5 및 발명예 8은, 축 방향을 따라 볼록 형상으로 만곡한 플랜지부를 갖는 프레스 성형품을 프레스 성형한 것이다. 비교예 5는 드로우 성형에 의해 1공정으로 목표 형상인 플랜지부의 고저차를 1.6㎜로 한 것이다. 비교예 5에 있어서의 종벽부의 벽 휨량은, 축 방향 중앙에 있어서 0.0167㎜-1, 축 방향 선단에 있어서 0.0158㎜-1였다. 이에 대하여, 플랜지부의 고저차를 제1 성형 공정에서 6.4㎜, 제2 성형 공정에서 1.6㎜로 하는 발명예 8에 있어서의 종벽부의 벽 휨량은, 축 방향 중앙에 있어서 0.0090㎜-1, 축 방향 선단에 있어서 0.0110㎜-1이고, 모두, 비교예 5보다 감소하여, 벽 휨 억제 효과가 얻어졌다.
실시예 2
실시예 2에서는, 본 발명에 따른 프레스 성형 방법에 의해 도 11에 나타내는 Z자형 단면 형상의 프레스 성형품(51)을 프레스 성형하여, 종벽부(55)의 벽 휨을 억제하는 효과에 대해서 검증했다.
성형 대상으로 한 프레스 성형품(51)은, 천판부(53)와 종벽부(55)와 플랜지부(57)를 갖는 Z자형 단면 형상이고, 프레스 성형품(51)의 축 방향 길이를 400㎜, 높이를 100㎜, 천판부(53)의 폭을 92㎜, 펀치 숄더 능선부(59) 및 다이 숄더 능선부(61)의 곡률 반경을 모두 R7㎜로 했다. 금속판(metal sheet)으로서, 이하의 표 3에 나타내는 기계적 특성을 갖는 Zn 합금 도금 강판(zinc-coated steel sheet)을 이용하고, 본 발명에 따른 프레스 성형 방법의 제1 성형 공정 및 제2 성형 공정에 의해, 프레스 성형품(51)을 프레스 성형했다.
Figure pct00003
제1 성형 공정에 있어서는 도 12에 나타내는 중간 성형품(71)을 프레스 성형하고, 계속해서 제2 성형 공정에 있어서는 천판부(53)를 패드로 누르면서 중간 성형품(71)을 프레스 성형품(51)으로 프레스 성형했다. 여기에서, 제1 성형 공정 및 제2 성형 공정은 모두 폼 성형으로 하고, 패드에 의한 판 누름력은 10tonf로 했다.
그리고, 프레스 성형품(51)을 금형으로부터 이형하여 스프링백한 후의 종벽부(55)의 종벽 높이 방향의 곡률을 측정하여, 종벽부(55)의 벽 휨량을 평가했다. 벽 휨량은 실시예 1과 동일한 방법으로 행했다.
실시예 2에서는, 중간 성형품(71)의 플랜지부(75)를 요철 형상(측면으로부터 보아 사인 커브(sine curve) 형상, 축 방향의 주기 200㎜)으로 만곡한 형상으로 하여, 플랜지부(75)의 고저차를 변경했다. 또한, 목표 형상으로 하는 프레스 성형품(51)의 플랜지부(57)의 형상은 평탄하게 했다.
그리고, 비교예 6으로서, 드로우 성형에 의해 1공정으로 목표 형상의 금형에 의해 프레스 성형한 프레스 성형품(51)에 대해서, 종벽부(55)의 벽 휨량을 평가했다. 여기에서, 드로우 성형에 있어서의 주름 누름력은 5tonf로 했다. 표 4에, 평가한 종벽부(55)의 벽 휨량의 결과를 나타낸다.
Figure pct00004
비교예 6에 있어서의 종벽부(55)의 벽 휨량은, 축 방향 중앙에 있어서 0.0102㎜-1, 축 방향 선단에 있어서 0.0114㎜-1이고, 벽 휨이 발생했다.
발명예 9∼발명예 11에 있어서, 종벽부(55)의 벽 휨량은, 축 방향 중앙 및 축 방향 선단의 어느 것에 있어서도, 비교예 6보다도 감소하여, 벽 휨 억제 효과가 얻어졌다. 또한, 발명예 9∼발명예 11을 비교하면, 중간 성형품(71)의 플랜지부(75)의 고저차를 크게 함으로써, 종벽부(55)의 벽 휨량은 감소하여, 벽 휨을 보다 억제할 수 있었다.
실시예 3
실시예 3에서는, 본 발명에 따른 프레스 성형 방법에 의해 도 2(a)에 나타내는 해트형 단면 형상의 프레스 성형품(1)을 프레스 성형하여, 종벽부(5)의 벽 휨을 억제하는 효과에 대해서 검증했다.
성형 대상으로 한 프레스 성형품(1)의 치수와, 프레스 성형에 제공하는 금속판은, 전술한 실시예 1과 동일하게 하여, 본 발명에 따른 프레스 성형 방법의 제1 성형 공정 및 제2 성형 공정에 의해, 프레스 성형품(1)을 프레스 성형했다. 여기에서, 제1 성형 공정에 있어서의 드로우 성형의 주름 누름력은 5tonf로 하고, 제2 성형 공정에 있어서의 폼 성형의 패드의 판 누름력은 3tonf로 했다.
제1 성형 공정에서는, 도 13(a)에 나타내는 바와 같이, 평면부(85a)와 굴곡부(85b)에 의해 축 방향을 따라 높이 방향으로 볼록 형상이 되도록 높이가 변화하는 플랜지부(85)를 갖는 중간 성형품(81)을 드로우 성형에 의해 프레스 성형했다. 그리고, 계속되는 제2 성형 공정에서는, 폼 성형에 의해 평탄한 플랜지부(7)로 성형했다. 표 5에, 평가한 종벽부의 벽 휨량의 결과를 나타낸다. 벽 휨량은 실시예 1과 동일한 방법으로 행했다.
Figure pct00005
발명예 12 및 발명예 13, 플랜지부(85)의 고저차를 10㎜로 하여, 굴곡부(85b)의 곡률을 변경한 것이다. 발명예 12와 발명예 13을 비교하면, 굴곡부(85b)의 곡률을 크게 함으로써, 축 방향 중앙 및 축 방향 선단의 어느 것에 있어서도, 종벽부(5)의 벽 휨량은 감소하여, 벽 휨을 보다 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
발명예 14는, 발명예 12 및 발명예 13과 비교하여, 플랜지부(85)의 고저차를 작게 하여, 굴곡부(85b)의 곡률을 크게 한 것이다. 발명예 14에 있어서의 종벽부(5)의 벽 휨량은, 축 방향 중앙에 있어서 0.0071㎜-1, 축 방향 선단에 있어서 0.0078㎜-1이고, 발명예 12 및 발명예 13보다도 벽 휨량은 감소하여, 벽 휨을 보다 억제할 수 있었다.
참고예 1은, 발명예 14와 비교하여, 굴곡부(85b)의 곡률을 크게 하여 0.5㎜-1로 한 것이다. 참고예 1에 있어서는, 중간 성형품(81)을 프레스 성형하는 제1 성형 공정에 있어서, 다이 숄더 능선부(87) 부근에서 균열이 생겨 버려, 프레스 성형품(1)을 프레스 성형할 수 없었다.
본 발명에 의하면, 프레스 성형 과정에 있어서의 균열을 억제하고, 또한 수율을 저하시키지 않고, 종벽부의 벽 휨을 억제하는 프레스 성형 방법을 제공할 수 있다.
1 : 프레스 성형품
3 : 천판부
5 : 종벽부
7 : 플랜지부
9 : 펀치 숄더 능선부
11 : 다이 숄더 능선부
21 : 중간 성형품
23 : 종벽부
25 : 플랜지부
27 : 다이 숄더 능선부
31 : 중간 성형품
33 : 종벽부
35 : 플랜지부
37 : 다이 숄더 능선부
41 : 중간 성형품
43 : 종벽부
45 : 플랜지부
47 : 다이 숄더 능선부
51 : 프레스 성형품
53 : 천판부
55 : 종벽부
57 : 플랜지부
59 : 펀치 숄더 능선부
61 : 다이 숄더 능선부
71 : 중간 성형품
73 : 종벽부
75 : 플랜지부
77 : 다이 숄더 능선부
81 : 중간 성형품
83 : 종벽부
85 : 플랜지부
85a : 평면부
85b : 굴곡부
87 : 다이 숄더 능선부

Claims (4)

  1. 천판부와 종벽부와 플랜지부를 갖는 프레스 성형품의 스프링백에 의한 상기종벽부의 벽 휨을 억제하는 프레스 성형 방법으로서,
    상기 프레스 성형품의 목표 형상보다도 높이 방향으로 크게 오목 형상, 볼록 형상 또는 요철 형상이 되도록 축 방향을 따라 연속적으로 높이가 변화하여 고저차가 형성된 플랜지부를 갖는 중간 성형품을 프레스 성형하는 제1 성형 공정과,
    상기 중간 성형품의 상기 플랜지부의 고저차가 작아지도록, 당해 중간 성형품을 목표 형상의 상기 프레스 성형품으로 프레스 성형하는 제2 성형 공정
    을 포함하는, 프레스 성형 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 성형 공정에 있어서의 상기 플랜지부는, 축 방향을 따라 높이 방향으로 볼록 형상 또는 오목 형상으로 만곡한 형상인, 프레스 성형 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 성형 공정에 있어서의 상기 플랜지부는, 축 방향을 따라 설치된 복수의 평면부와 인접하는 상기 평면부를 연결하는 굴곡부에 의해 축 방향을 따라 높이 방향으로 볼록 형상 또는 오목 형상인, 프레스 성형 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레스 성형품의 프레스 성형에 제공하는 블랭크를, 인장 강도가 440㎫급∼1800㎫급인 금속판으로 하는, 프레스 성형 방법.
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