WO2013094177A1 - プレス成形用金型設計方法、プレス成形用金型 - Google Patents

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祐輔 藤井
新宮　豊久
雄司 山▲崎▼
和彦 樋貝
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    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0067—Fracture or rupture

Definitions

  • the present invention relates to a press molding die design method capable of performing press molding into a desired shape without generating cracks in a metal plate, and a press molding die manufactured using the same.
  • Press forming is a typical metal processing method in which a metal plate is sandwiched and pressed between a pair of molds, and a metal plate such as a steel plate is formed to follow the shape of the die to obtain a part having a desired shape. It is used in a wide range of manufacturing fields such as automobile parts, machine parts, building components, and home appliances. In recent years, the use of high-strength steel sheets is expanding especially in press forming of automobile parts. However, as the strength of a workpiece increases, press formability decreases.
  • a forming limit diagram is a diagram in which various biaxial stresses are applied to the metal plate, and the strain at the stage when the metal plate is cracked or the strain immediately before is set as the limit value. Many attempts have been made to improve the accuracy of measurement and prediction of the forming limit, and the influence of various material properties has been verified (for example, see Non-Patent Document 1).
  • a press forming simulation by a finite element method is performed by using this forming limit diagram, and a method for searching for forming conditions in which a metal plate does not crack is also performed (for example, see Patent Document 1).
  • the inventors have carried out press forming of high-strength steel sheets under various forming conditions. As a result, there are many cases in which the results largely deviate from crack prediction results using press forming simulation, and the ductility as shown in FIG. It has been found that cracks that are different from the cracks dominated by are occurring. As a result of intensive studies, this crack has a strong correlation with the bendability of the metal plate, and as shown in FIG. It has been clarified that this occurs even when press forming is performed using a high-strength steel sheet having excellent elongation. In other words, when a crack with dominant bendability occurs, the conventional method for evaluating press formability and predicting cracking based on the ductility of the metal plate has excellent ductility.
  • the present invention has been invented to solve the above-described problems, and predicts the mold shape necessary to prevent the occurrence of cracks that are governed by bendability during press molding, and cracks that are governed by bendability.
  • the challenge is to design a mold that does not occur.
  • the inventors have made various studies on the occurrence of cracks controlled by bendability. As a result, the conditions under which bendability-controlled cracks occur and the bendability R / t of the metal plate are obtained. And found a strong correlation.
  • the bendability R / t is a mechanical property of the metal plate obtained by a bending test, and is the minimum bending radius (the minimum bending radius that can be bent without occurrence of cracking). The limit bending radius is expressed by dividing R) by the thickness t.
  • the inventors conducted a 90-degree V-bending test on various metal plates, and determined the strain on the outer surface of the bend when cracks occurred on the surface of the metal plate as the critical surface strain ⁇ critical, and the metal plate during press forming It has been found that when the surface strain exceeds the critical surface strain ⁇ critical , cracks governed by bendability occur.
  • the present invention has been completed based on this finding, and the gist thereof is as follows.
  • the minimum curvature radius of the press-molding die is R 0
  • the limit strain at which cracking occurs in the plane strain region of the press-molding metal plate is ⁇ f
  • the thickness of the press-molding metal plate is t
  • the minimum bend radius that can be bent without causing cracks on the surface of the metal sheet for press forming is defined as R
  • the present invention when press forming a target metal plate, it is possible to prevent the occurrence of cracks controlled by bendability. This can greatly contribute to the reduction of the rate.
  • the shape of the press molding die can be accurately predicted at the design stage, which can contribute to shortening the manufacturing period of the press molding die. Furthermore, there is an effect that it is possible to accurately predict whether or not the selection of the metal plate used when press-molding various parts such as automobile panel parts and structural / framework parts is appropriate.
  • FIG. 1 is a diagram showing a cracking form of a metal plate in which ductility is dominant and a cracking form of a metal plate in which bendability is dominant.
  • FIG. 2 is a diagram showing the shape of a test piece used when creating a forming limit diagram.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a forming limit diagram.
  • FIG. 4 is a diagram showing a forming limit diagram of the test material A and the test material B.
  • FIG. FIG. 5 is a view showing the shape of a hat molding die.
  • FIG. 6 is a diagram showing the shape of a test piece used for hat forming.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a test material formed into a hat shape until cracking occurs.
  • a metal plate To create a forming limit diagram (FLD), first, a metal plate, A test piece having a width of 10 to 100 mm and various widths as shown in FIG. 2 is processed.
  • the reason why various test pieces having different widths are prepared is to change the strain ratio (the ratio of the minimum main strain and the maximum main strain) over a wide range.
  • the shape of the marking may be a circle pattern, a dot pattern, a grid pattern, a concentric circle pattern, or the like as long as the strain can be measured after molding.
  • the marking method includes electrolytic etching, photoetching, transfer with ink (stamp printing), and any method may be used, but scribing is not preferable because it induces cracking.
  • the above test piece is stretched and formed using a ball-shaped punch with a radius of curvature of 25 mm or more at the tip, and the molding is completed when the plate is cracked or constricted, or when the surface of the plate is cracked.
  • the reason for limiting the minimum radius of curvature of the punch tip to 25 mm is that if it is less than 25 mm, the influence of bending deformation in the deformation region of the punch tip portion cannot be ignored.
  • the maximum principal strain and the minimum principal strain are obtained by measuring the marking position or shape change of the portion where the punch tip contacts. By repeating this for test pieces of various widths, the maximum principal strain and the minimum principal strain can be obtained over a wide range. Then, the measurement results of the maximum principal strain and the minimum principal strain obtained as described above are displayed two-dimensionally to obtain a forming limit diagram as shown in FIG.
  • a region where the minimum principal strain such as bending deformation is close to 0 is referred to as a plane strain region, and the limit strain is represented by ⁇ f in FIG.
  • Equation (2) the strain increase due to bending deformation is added to the limit strain ⁇ f in the strain region.
  • Equation (3) since ⁇ critical is the limit value of the strain in which the bending controlled by the bendability does not occur in the plane strain region, the condition for preventing the bending-influenced crack is expressed by Equation (3).
  • the minimum bending radius (minimum curvature radius) R 0 of the mold necessary for preventing the cracking controlled by bendability is obtained from the following formula (4).
  • (4) Therefore, by designing the mold so that the minimum bending radius (minimum curvature radius) is equal to or greater than the minimum bending radius (minimum curvature radius) R 0 shown in Equation (4), cracks whose bendability dominates during press forming are prevented. A mold that does not occur can be designed.
  • the metal mold die which this embodiment makes object assumes that the minimum bending radius (minimum curvature radius) R0 is less than 25 mm. This is because, when a metal plate is press-molded using a mold having a minimum bending radius (minimum curvature radius) R 0 of 25 mm or more, the influence of bending deformation is reduced, and the ductility tends to be a dominant crack form. .
  • the metal plate targeted by this embodiment is assumed to have a thickness t of 0.5 mm or more, a tensile strength of 980 MPa or more, and a limit bending radius R of 1 mm or more. This is because when the plate thickness t is smaller than 0.5 mm, even if bending deformation is applied to the metal plate, the strain generated on the outer surface of the bend is small, and cracks with dominant bendability are unlikely to occur.
  • a material whose tensile strength is lower than 980 MPa is generally excellent in bendability
  • a material whose bendability R / t is excellent such that the limit bending radius R is less than 1 mm is generally This is because cracks in which the bendability is dominant do not become a problem in the range of the minimum bending radius (minimum curvature radius) of the mold used in press molding.
  • test materials A and B shown in Table 1 having substantially the same ductility (total elongation) and different bendability are shaped as shown in FIG. 2, and the width of the narrowest part is 10 to 100 mm.
  • Several types of test pieces were prepared, and a dot pattern was marked on the surface of the test piece by electrolytic etching with a distance between the gauge points of 1.0 mm.
  • the test piece was stretched and formed using a ball head punch having a minimum curvature radius of 25 mm at the tip. In the overhang forming using the ball head punch, the forming was performed until a through crack occurred in the steel plate.
  • the change in the dot interval in the vicinity of the punch tip was measured, the maximum principal strain and the minimum principal strain were obtained, and a forming limit diagram was created.
  • FIG. 4 (a) A forming limit diagram of the specimen A prepared by the above method is shown in FIG. 4 (a), and a forming limit chart of the specimen B is shown in FIG. 4 (b).
  • Table 2 shows the limit strain ⁇ f in the plane strain region obtained from the forming limit diagram of each specimen.
  • the minimum bending radius (minimum curvature radius) R 0 required for the mold is predicted from the equation (4) using the limit strain ⁇ f , the bendability R / t of the metal plate, and the thickness t, each test As shown in Table 3, the minimum bending radius (minimum curvature radius) R 0 of a mold that can be press-molded without occurrence of cracks in which the bendability is dominant in the materials A and B can be predicted.
  • the metal mold shown in FIG. 5 for forming a flat workpiece into a hat shape is used, and the prediction result of the minimum bending radius (minimum curvature radius) R 0 necessary for the above metal mold is verified.
  • the sample material is processed into a rectangular shape shown in FIG. 6 and then molded with various punch shoulder radii R0 .
  • a general rust-preventive oil was used for lubrication, the wrinkle holding load was 15 tons, the molding height was 50 mm, and it was confirmed whether or not a crack with dominant bendability occurred in the test material.
  • the experimental results are shown in Table 4 as x when a crack with dominant bendability occurs, and ⁇ when the mold can be formed without generating a crack with dominant bendability.
  • FIG. 7 shows a schematic diagram of the vicinity of the punch shoulder portion of the test material that was molded until the bending with dominant bendability occurred.
  • Each sample material has cracks from the surface, and cracks in which the bendability is dominant. From this result, it can be seen that by determining the minimum bending radius (minimum curvature radius) R0 of the mold using the invented prediction formula (4), it is possible to design a mold that prevents cracking in which bending properties are dominant.
  • the present invention is not limited to the contents described above.
  • a steel plate having a tensile strength of 980 MPa or higher (a steel plate of 1180 MPa class) is shown.
  • it is preferable to apply to press forming of such a high-strength steel plate it can also be applied to metal plates other than steel plates.

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Abstract

延性が支配する割れが発生する場合の金属板表面のひずみを、プレス成形用金型の最小曲率半径Ｒ０と成形限界線図における平面ひずみ領域の限界ひずみεｆから求めることで、それが限界表面ひずみεｃｒｉｔｉｃａｌ以下となる場合には曲げ性が支配する割れが発生しないと判定できる予測式『Ｒ０／ｔ≧（２Ｒ／ｔ＋（２Ｒ／ｔ＋１）εｆ）／２（１－（１＋２Ｒ／ｔ）εｆ）』を導く。そして、曲げ性が支配する割れの発生を防止するために金型に必要となる最小の曲率半径Ｒ０を予測し、曲率半径Ｒ０以上の曲率半径を有する金型を設計する。

Description

プレス成形用金型設計方法、プレス成形用金型
　本発明は、金属板に割れを発生させることなく所望の形状にプレス成形ができるプレス成形用金型設計方法、及びこれを用いて作製したプレス成形用金型に関するものである。
　プレス成形は、一対の金型の間に金属板を挟んで挟圧し、鋼板等の金属板を型の形状に倣うよう成形して所望の形状の部品を得ようとする代表的な金属加工方法の一つであり、自動車部品、機械部品、建築部材、家電製品等、幅広い製造分野で用いられている。
　近年では、特に自動車部品のプレス成形において、高強度鋼板の利用が拡大しているが、被加工材の強度が増加するほどプレス成形性が低下する事が問題視されている。その対策として、金属組織を硬質な相と軟質な相の２相で構成させた鋼板（Dual Phase鋼板）や、残留オーステナイトを活用した鋼板（ＴＲＩＰ：Transformation Induced Plasticity
）などのように強度と伸びの両立を図り、金属板自体の機械的特性を向上させる方法がある。これはプレス成形性が金属板の伸びと相関があるためである。
　一般に、金属板のプレス成形性は成形限界線図で表される。この成形限界線図は金属板に様々な２軸応力を与え、金属板に割れが生じた段階または直前のひずみを限界値とする線図である。この成形限界の測定や予測の精度を向上させるための試みは盛んに行われており、様々な材料特性との影響が検証されている（例えば、非特許文献１参照）。
　また、この成形限界線図を用いることで有限要素法によるプレス成形シミュレーションを行い、金属板に割れが生じない成形条件を探る方法も行われている（例えば、特許文献１参照）。
「鉄と鋼」、顧莉薇(Liwei Gu)、外３名、日本鉄鋼協会、第８８巻（２００２年）、第２号、ｐ８８～９４、「薄板材料のプレス成形における成形限界の予測と加工硬化特性の影響」
特開２００７－１５２４０７号公報
　発明者らは高強度鋼板のプレス成形を様々な成形条件で実施したところ、プレス成形シミュレーションを用いた割れの予測結果と大きく乖離する事例が多々あり、図１の（ａ）に示すような延性が支配する割れとは異なる割れが発生していることを発見した。鋭意検討を重ねた結果、この割れは金属板の曲げ性との相関が強く、図１の（ｂ）に示すような板表面から亀裂が発生して割れに至る曲げ性が支配的な割れであり、伸びの優れた高強度鋼板を用いてプレス成形をした際においても起こることが明らかになった。つまり、曲げ性が支配的な割れが発生する場合には、金属板の延性を基準としてプレス成形性の評価や割れの予測をする従来の方法では、金属板が優れた延性を有していても、プレス成形途中に割れが生じてしまう可能性があった。
　本発明は、上記の問題点を解決すべく発明したものであり、プレス成形途中で曲げ性が支配する割れの発生を防ぐために必要となる金型形状を予測し、曲げ性が支配する割れが発生しない金型を設計することを課題としている。
　上記の課題を解決するために、発明者らは、曲げ性が支配する割れの発生に関して種々の検討を重ねた結果、曲げ性が支配する割れが発生する条件と金属板の曲げ性Ｒ／ｔと相関が強いことを見出した。ここで、曲げ性Ｒ／ｔは曲げ試験により得られる金属板の機械的特性であり、金属板の表面に亀裂が発生しない最小の曲げ半径（割れが発生することなく曲げられる最小の曲げ半径（限界曲げ半径））Ｒを板厚ｔで除して表される。発明者らは、種々の金属板に９０度Ｖ曲げ試験を実施し、金属板表面に亀裂が発生する際の曲げ外側表面のひずみを限界表面ひずみεｃｒｉｔｉｃａｌと定めると、プレス成形時の金属板表面のひずみが限界表面ひずみεｃｒｉｔｉｃａｌを超えた場合に、曲げ性が支配する割れが発生することを知見した。
　そこで、延性が支配する割れが発生する場合の金属板表面のひずみを、プレス成形用金型の最小曲率半径Ｒ０と成形限界線図における平面ひずみ領域の限界ひずみεｆから求めることで、それが限界表面ひずみεｃｒｉｔｉｃａｌ以下となる場合には曲げ性が支配する割れが発生しないと判定できる以下の予測式を発明した。
　Ｒ０／ｔ≧（２Ｒ／ｔ＋（２Ｒ／ｔ＋１）εｆ）／２（１－（１＋２Ｒ／ｔ）εｆ）
　すなわち、曲げ性が支配する割れの発生を防止するために金型に必要となる最小の曲率半径Ｒ０を上記の式から予測し、曲率半径Ｒ０以上の曲率半径を有する金型を設計する。 
本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものでありその要旨は次の通りである。
（１）　プレス成形用金型の最小曲率半径をＲ０、プレス成形用金属板の平面ひずみ領域にて割れが発生する限界ひずみをεｆ、前記プレス成形用金属板の板厚をｔ、前記プレス成形用金属板の表面に割れが発生することなく曲げられる最小の曲げ半径をＲと定義し、
　前記プレス成形用金型の最小曲率半径Ｒ０を、下記式を満たす範囲に設定するプレス成形用金型設計方法。
　Ｒ０／ｔ≧（２Ｒ／ｔ＋（２Ｒ／ｔ＋１）εｆ）／２（１－（１＋２Ｒ／ｔ）εｆ）
（２）　前記限界ひずみεｆを、前記プレス成形用金属板の成形限界線図から求める上記（１）に記載のプレス成形用金型設計方法。
（３）上記（１）又は（２）に記載のプレス成形用金型設計方法を用いて作製したプレス成形用金型。 
　本発明によれば、対象となる金属板をプレス成形する際に、曲げ性が支配する割れの発生を防止することができるため、プレス成形を安定して行うことができ、プレス成形品の不良率の低減にも大きく寄与することができる。
　また、プレス成形用金型の形状を設計段階で精度良く予測できるようになり、プレス成形用金型の製造期間の短縮に貢献できる。
　さらに、自動車のパネル部品、構造・骨格部品等の各種部品をプレス成形する際に用いる金属板の選定が適切であるか精度良く予測できるという効果もある。
図1は延性が支配的な金属板の割れ形態、及び曲げ性が支配的な金属板の割れ形態を示す図である。 図２は成形限界線図を作成する際に使用する試験片の形状を示す図である。 図３は成形限界線図を説明する図である。 図４は供試材Ａ、供試材Ｂの成形限界線図を示す図である。 図５はハット成形金型の形状を示す図である。 図６はハット成形に用いる試験片の形状を示す図である。 図７は割れが発生するまでハット型形状に成形した供試材を示す模式図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（成形限界線図の作成方法）
　成形限界線図（ＦＬＤ：Forming Limit Diagram）を作成するには、まず、金属板を、
図２に示すような幅が１０～１００ｍｍで種々の幅を有する試験片に加工する。ここで、幅を変えた試験片を種々準備する理由は、ひずみ比（最小主ひずみと最大主ひずみの比）を広範囲に変化させるためである。
　次いで、金属板表面にマーキングを施す。マーキングの形状は、サークルパターン、ドットパターン、グリッドパターン、同心円パターン等、成形後にひずみを計測できればよい。また、マーキング方法は、電解エッチング、フォトエッチング、インクによる転写（スタンプ印刷）等があるが、何れの方法を用いてもよいが、けがきは亀裂発生を誘発するため好ましくない。
　次いで、上記試験片を先端の曲率半径が２５ｍｍ以上の球頭形状のパンチを用いて張出し成形し、板が割れるか、くびれが発生した時点、または板表面に亀裂が生じた時点で成形を終了する。なお、パンチ先端の最小曲率半径を２５ｍｍに限定する理由は、２５ｍｍを下回ると、パンチ先端部分の変形領域における曲げ変形の影響が無視できないためである。
　上記張出し成形終了後、パンチ先端が当接した部分のマーキング位置もしくは形状変化を計測して、最大主ひずみと最小主ひずみを求める。これを、種々の幅の試験片について繰り返して行うことで、最大主ひずみ及び最小主ひずみを広範囲に亘って得ることができる。そして、上記のようにして得た最大主ひずみ及び最小主ひずみの測定結果を二次元表示し、図３に示すような成形限界線図を得る。ここで、曲げ変形のような最小主ひずみが０に近い領域を平面ひずみ領域といい、その限界ひずみは図３のεｆで表される。
　なお、金属板の延性を判定基準とした従来の割れの予測手法では、成形限界線図の成形限界線を挟んで割れ発生領域と、割れなし領域の何れ側に存在するかを確認し、割れ発生領域に存在する場合に、割れが発生すると予測していた。
（予測式の導出）
　金属板に必要とされる曲げ性を予測した実施例について説明する。
　対象とする金属板の９０度Ｖ曲げ試験における限界曲げ半径をＲ、金属板の板厚をｔとすると、純曲げ理論に基づき、曲げ外側の限界表面ひずみεｃｒｉｔｉｃａｌは式（１）で表される。　　
　　εｃｒｉｔｉｃａｌ＝ｔ／（ｔ＋２Ｒ） ………（１）
　また、プレス成形時に平面ひずみ領域で曲げ変形を受ける金属板に関して、金型の最小曲げ半径（最小曲率半径）をＲ０とすると、金属板表面の限界ひずみεＲ０は、成形限界線図における平面ひずみ領域の限界ひずみεｆに、曲げ変形によるひずみ増加分を加えた式（２）で表される。
　　εＲ０＝εｆ＋ｔ／（ｔ＋２Ｒ０） ………（２）
　ここで、εｃｒｉｔｉｃａｌは、平面ひずみ領域において、曲げ性が支配する割れが発生しないひずみの限界値であるため、曲げ影響割れが発生しないための条件は式（３）となる。
　　εｃｒｉｔｉｃａｌ≧εＲ０ ………（３）
　式（１）～（３）より、曲げ性が支配する割れを防止するために必要な金型の最小曲げ半径（最小曲率半径）Ｒ０は、下記の式（４）から求められる。
　　Ｒ０／ｔ≧（２Ｒ／ｔ＋（２Ｒ／ｔ＋１）εｆ）／２（１－（１＋２Ｒ／ｔ）εｆ）
………（４）
　したがって、金型の最小曲げ半径（最小曲率半径）を式（４）に示す最小曲げ半径（最小曲率半径）Ｒ０以上となるように設計することで、プレス成形時に曲げ性が支配する割れが発生しない金型を設計できる。
　なお、本実施形態が対象とする金型は、最小曲げ半径（最小曲率半径）Ｒ０が２５ｍｍ未満のものを想定している。これは、最小曲げ半径（最小曲率半径）Ｒ０が２５ｍｍ以上の金型を用いて金属板をプレス成形する場合、曲げ変形の影響が小さくなり、延性が支配的な割れ形態となりやすいからである。
　また、本実施形態が対象とする金属板は、板厚ｔが０．５ｍｍ以上、引張強度が９８０ＭＰａ以上、限界曲げ半径Ｒが１ｍｍ以上のものを想定している。これは、板厚ｔが０．５ｍｍよりも小さくなると、金属板に曲げ変形を加えても曲げ外側表面に発生するひずみが小さく、曲げ性が支配的な割れが発生しにくいからである。また、引張強度が９８０ＭＰａを下回るような素材は一般的に曲げ性が優れており、また、限界曲げ半径Ｒが１ｍｍよりも下回るような曲げ性Ｒ／ｔが優れている素材では、一般的にプレス成形にて使用する金型の最小曲げ半径（最小曲率半径）の範囲では曲げ性が支配的な割れが問題にならないからである。
（実施例）
　先ず、延性（全伸び）がほぼ等しく、曲げ性が異なる表１に示す２種類の供試材Ａ、Ｂを、図２に示すような形状で、最狭部の幅が１０～１００ｍｍである試験片を数種類作製し、この試験片表面に、電解エッチングでドットパターンを標点間距離１．０ｍｍでマーキングした。次いで、上記試験片を、先端の最小曲率半径が２５ｍｍの球頭パンチを用いて張出し成形した。なお、球頭パンチを用いた張出し成形では、鋼板に貫通割れが発生するまで成形を行った。次いで、張出し成形後の試験片について、パンチ先端近傍のドット間隔の変化を測定し、最大主ひずみ及び最小主ひずみを求め、成形限界線図を作成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　　＊　：９０度Ｖ曲げ試験　　　
　上記の方法で作成した供試材Ａの成形限界線図を図４の（ａ）、供試材Ｂの成形限界線図を図４の（ｂ）にそれぞれ示す。なお、平面ひずみ領域は、理論上は最小主ひずみが０になる領域であるが、実際は摩擦などの影響を受けるので、必ずしも最小主ひずみ＝０の軸上に一致するわけではない。ここで、供試材の限界曲げ半径Ｒ、及び曲げ性Ｒ／ｔを測定する際には、９０度Ｖ曲げ試験に限らず、Ｕ曲げ試験などの曲げ試験方法でも構わない。各供試材の成形限界線図から平面ひずみ領域における限界ひずみεｆを求めると表２となった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　次に、限界ひずみεｆと金属板の曲げ性Ｒ／ｔ、板厚ｔを用いて式（４）から金型に必要な最小曲げ半径（最小曲率半径）Ｒ０を予測すると、各供試材Ａ、Ｂにおいて曲げ性が支配的な割れが発生せずにプレス成形できる金型の最小曲げ半径（最小曲率半径）Ｒ０は表３のように予測できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（実施例の検証）
　平板状の被加工材をハット型形状に成形する図５に示した金型を使用し、上記の金型に必要な最小曲げ半径（最小曲率半径）Ｒ０の予測結果の検証を行う。供試材は図６に示す矩形状に加工したのち、種々のパンチ肩半径Ｒ０で供試材を成形する。潤滑には一般的な防錆油を使用し、しわ押さえ荷重は１５トン、成形高さは５０ｍｍとし、供試材に曲げ性が支配的な割れが発生するのかを確認した。
　実験結果を曲げ性が支配的な割れが発生した場合を×、曲げ性が支配的な割れが発生せずに成形できた場合を○として表４に示す。供試材Ａでは金型の最小曲げ半径（最小曲率半径）Ｒ０が３ｍｍ以下、供試材Ｂでは金型の最小曲げ半径（最小曲率半径）Ｒ０が１９ｍｍ以下の場合には、成形途中で割れが発生した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　曲げ性が支配的な割れが発生するまで成形を行った供試材について、パンチ肩部近傍の模式図を図７に示す。各供試材は表面から亀裂が発生しており、曲げ性が支配的な割れが発生している。この結果から、発明した予測式（４）を用いて金型の最小曲げ半径（最小曲率半径）Ｒ０を決めることで、曲げ性が支配的な割れを防ぐ金型を設計できることが分かる。
　本発明は、上記に説明した内容に限られるものではなく、例えば、上記実施例では、引張強さが９８０ＭＰａ級以上の鋼板（１１８０ＭＰａ級の鋼板）に適用した例を示しており、本発明は、このような高強度鋼板のプレス成形に適用することが好ましいが、鋼板以外の金属板に適用することもできる。

Claims (3)

  1. 　プレス成形用金型の最小曲率半径をＲ０、プレス成形用金属板の平面ひずみ領域にて割れが発生する限界ひずみをεｆ、前記プレス成形用金属板の板厚をｔ、前記プレス成形用金属板の表面に割れが発生することなく曲げられる最小の曲げ半径をＲと定義し、
    　前記プレス成形用金型の最小曲率半径Ｒ０を、下記式を満たす範囲に設定するプレス成形用金型設計方法。
    　Ｒ０／ｔ≧（２Ｒ／ｔ＋（２Ｒ／ｔ＋１）εｆ）／２（１－（１＋２Ｒ／ｔ）εｆ）
  2. 　前記限界ひずみεｆを、前記プレス成形用金属板の成形限界線図から求める請求項１に記載のプレス成形用金型設計方法。
  3. 　請求項１又は２に記載のプレス成形用金型設計方法を用いて作製したプレス成形用金型。
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