WO2019003766A1 - プレス成形品の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method of manufacturing a press-formed product.
- Patent Document 1 discloses a technique of manufacturing the frame member thus partially thickened by press forming a metal plate.
- Patent Document 1 discloses a method of preparing a flat plate member having a wavelike micro beat formed of continuous concavo-convex portions and performing pressing on the flat plate member in the manufacture of a pillar for an automobile. According to this method, it is possible to manufacture a partially thickened pillar by pressing the microbeets in the thickness direction to increase the plate thickness.
- a microbead is formed in advance by bending a flat plate member, and a thick portion is formed by pressing the microbead. .
- the material is stretched during bending to form the microbeads before pressing, thereby generating strain, which causes thinning of the plate material.
- the intended thickness increase can not be obtained, and a large reduction in thickness locally may occur, which may become a starting point of cracking in the press-formed product.
- the method disclosed in Patent Document 1 there is a possibility that the desired shape can not be obtained properly.
- One aspect of the present invention is a method of manufacturing a press-formed product by press-forming a bent-shaped pressed portion formed on a plate-shaped pressed member, Forming a plurality of corner portions in the pressed portion; Placing the pressed member having the corner portion formed in the pressed portion between a first mold and a second mold; And a step of press-forming the pressed portion such that the height of the pressed portion is reduced by relatively moving the first mold and the second mold so as to be close to each other,
- a pair of first bent portions which are bent in a convex shape toward the second mold in the pressed portion are formed by the corner portions, and the pair of first bent portions are separated from each other in the second mold.
- a second bent portion bent in a convex shape toward the first mold from a position between the pair of first bent portions in the pressed portion while being held by a pair of groove-shaped holding portions provided in the Is formed by the corner portion, and the second bent portion is pressed and deformed.
- the second bending portion is pressed while the first bending portion is held by the holding portion of the second mold during the press forming of the portion to be pressed.
- the material can be made to flow through the entire portion to be pressed, and it is possible to prevent a local reduction in thickness that can be a starting point of cracking in the press-formed product. Therefore, a press-formed product having a desired shape can be appropriately obtained.
- the corner in the pressed portion and forming the first and second bent portions by the corner the material flow can be easily induced, and the first and second positions can be easily obtained. A bent portion can be formed, and a press-formed product having a desired shape can be more appropriately obtained.
- the above aspect preferably further includes the following configuration.
- the thickness of the portion to be pressed is increased.
- the pressed portion is press-molded until the height of the pressed portion disappears after molding.
- the press-formed portion is press-formed so that the pressed portion after molding has a bent shape whose height is smaller than that before the molding.
- a bending shape means the arbitrary shapes bent so that it might bulge out to the thickness direction of a board
- the peripheral portion of the portion to be pressed among the members to be pressed is held by the first mold and the second mold.
- the pressed member is formed by hot pressing.
- FIG. 1 A block diagram of the press molding apparatus used for the manufacturing method of the press molded product which concerns on embodiment of this invention.
- the flowchart which shows the flow of the manufacturing method of a press-formed article.
- the figure which shows the state in which the 1st and 2nd bending part was formed in the to-be-pressed part of a to-be-pressed member.
- region X in FIG. The figure which shows a press-formed article.
- FIG. 1 is a block diagram of a press forming apparatus used in a method of manufacturing a press-formed product according to an embodiment of the present invention.
- the press-forming apparatus 1 manufactures a press-formed product having a hat-like cross-sectional view by press-forming a bent portion 31 having a bent shape formed on a plate-like pressed member 30.
- the part to be pressed refers to a portion of the member to be pressed which is deformed by the press.
- the press molding apparatus 1 has a first mold 10 which is an upper mold, a second mold 20 which is a lower mold, and a drive unit 40.
- the vertical direction is simply referred to as the “vertical direction”. Note that the vertical direction does not necessarily have to be the gravity direction.
- the second mold 20 vertically opposes the first mold 10.
- the driving unit 40 moves the first mold 10 up and down so as to approach the second mold 20 or separate from the second mold 20.
- the pressed member 30 is a plate made of a metal material such as hard steel, mild steel, aluminum, titanium or copper.
- the member to be pressed 30 includes a portion to be pressed 31 which is thickened by press molding, and peripheral portions 32 and 33 which are connected to both ends of the portion to be pressed 31 and which are bent in an L shape in cross section. These are connected in the form of a single plate.
- the peripheral portions 32 and 33 are portions which are not pressed by the first mold 10 and the second mold 20.
- the pressed portion 31 has a polygonal shape in a cross-sectional view. More specifically, the pressed portion 31 has a height H in the vertical direction, and has a polygonal shape including a plurality of corner portions 31G and a plurality of straight portions 31L connecting the corner portions 31G.
- the line length of the portion to be pressed 31 before pressing is larger than the length along the unevenness of the uneven region 91A described later in the press-formed product 90 shown in FIG.
- the “line length” of the pressed portion 31 is a length from one end of the pressed portion 31 along the pressed portion 31 to the other end. For this reason, the line length of the portion to be pressed 31 is shortened by press-forming the portion to be pressed 31 so that the uneven region 91A is formed (in other words, the height H of the trapezoid is eliminated).
- the pressed portion 31 can be thickened.
- the pressed portion 31 By forming the pressed portion 31 in the bent shape as described above, a sufficient wire length necessary for thickening is secured. More specifically, as shown in the comparative example of FIG. 2, a larger line length is secured as compared to that in which microbeads 310A composed of continuous uneven regions are formed in the flat plate-like portion 310. be able to. That is, in the present embodiment, the length (line length) from one end of the pressed portion 31 to the other end along the pressed portion 31 is the length of the comparative example in which the micro bead 310A is formed. It is possible to make it much larger than in the case, thereby making it possible to make the thickness increase of the pressed portion 31 larger.
- the first mold 10 has a corrugated upper press forming surface 10 ⁇ / b> A that presses one of the main surfaces of the pressed portion 31.
- the first mold 10 includes a first mold central portion 11 disposed at the center of the first mold 10 and a first mold peripheral portion 12 disposed on both sides of the first mold central portion 11.
- the upper press forming surface 10A is constituted by a first forming surface 11A provided at the lower end of the first mold central portion 11 and a second forming surface 12A provided at the lower end of the first die peripheral portion 12 ing. Further, as shown in FIG. 6, by making the height of the first molding surface 11A and the height of the second molding surface 12A uniform, the upper press molding surface 10A becomes a surface having a continuous uneven region.
- the first mold 10 has an upper press molding surface 10 A, and an upper molding die 74 which is a portion for press molding the pressed portion 31, and a peripheral portion 32, And upper clamping die parts 75 and 76 for clamping and fixing 33.
- the upper molding die part 74 is configured such that the first mold center part 11 and the first mold peripheral part 12 are integrated, and the upper sandwiching mold parts 75 and 76 are the first mold peripheral part Configured as part of Twelve.
- the first mold central portion 11 and the first mold peripheral portion 12 are configured to be movable in the vertical direction independently of each other by the drive unit 40. That is, with the position of the first mold central portion 11 fixed, only the first mold peripheral portion 12 is moved up and down, and the position of the first mold peripheral portion 12 is fixed, the first mold central portion Only 11 can be moved up and down.
- the first molding surface 11A of the first mold center portion 11 is provided with a pressing portion 14 having a shape projecting downward toward the second mold 20.
- the pressing portion 14 is a central portion of the first molding surface 11A and protrudes below the portions on both sides thereof. As shown in FIG. 5, during the press molding, the second bent portion 31 B bent in a convex shape toward the first mold 10 is formed in the pressed portion 31, but the second bent portion 31 B The pressing unit 14 can press.
- the second mold 20 has a corrugated lower press molding surface 20 ⁇ / b> A facing the upper press molding surface 10 ⁇ / b> A of the first mold 10.
- the second mold 20 has a second mold central portion 21 and a second mold peripheral portion 22 separately formed from the second mold central portion 21.
- the second mold center portion 21 has a support portion 24 installed on a horizontal surface, and a molding portion 25 erected upward from the approximate center of the support portion 24 toward the first mold 10.
- the lower press forming surface 20A is provided on the top of the forming portion 25.
- the lower press-forming surface 20A is constituted by a continuous uneven region similar to the upper press-forming surface 10A, and has the same length as the width of the uneven region 91A formed on the press-formed product 90 shown in FIG. .
- the convex portion of the upper press molding surface 10A faces the concave portion of the lower press molding surface 20A, and the concave portion of the upper press molding surface 10A faces the convex portion of the lower press molding surface 20A. For this reason, as shown in FIG.
- the upper and lower press-formed portions 31 are formed by press-forming the pressed portion 31 having a corrugated shape by the upper side press-formed surface 10A and the lower press-formed surface 20A.
- An uneven region can be formed along the uneven surface of the surfaces 10A and 20A.
- two first bending portions 31 ⁇ / b> A that are bent in a convex shape toward the second mold 20 are formed on the portion to be pressed 31 so as to be separated from each other.
- the two first bent portions 31A can be held by the pair of holding portions 20B in the form of concave grooves provided on the lower press forming surface 20A.
- the pair of holding portions 20B are provided separately from each other so as to sandwich a recessed groove located at the center of the lower press forming surface 20A, and are positioned outside the pressing portion 14 of the first mold 10. . That is, the pressing part 14 is located between the two holding parts 20B.
- the second mold peripheral portion 22 is disposed to vertically face the first mold peripheral portion 12, and the peripheral portion between the second mold peripheral portion 22 and the first mold peripheral portion 12. Hold 32, 33.
- the second mold peripheral portion 22 has one end of an elastic member 26, 27 such as a spring connected to the lower end surface 22A, and is connected to the upper surface 24A of the support 24 by the elastic members 26, 27.
- the second mold peripheral portion 22 is positioned on the upper side so as to form a step relative to the molding portion 25 of the second mold central portion 21.
- a press space S is formed between the press forming surface 10A and the lower press forming surface 20A in which the pressed portion 31 is accommodated.
- the second mold central portion 21 corresponds to the lower molding die portion for press-molding the pressed portion 31 together with the upper molding die portion 74, and the second mold peripheral portion 22 And the upper clamping mold parts 75 and 76 correspond to the lower clamping mold parts for clamping and fixing the peripheral parts 32 and 33. That is, in the present embodiment, the lower molding die portion and the lower clamping die portion are configured separately from each other.
- the drive unit 40 is for lowering the first mold 10 so as to approach the second mold 20. Thereby, the press space S can be reduced, and the pressed portion 31 can be press-formed.
- the driving unit 40 is disposed on the top of the first mold 10 and has a hydraulic or electric reciprocating piston. By pushing each of the first mold central portion 11 and the first mold peripheral portion 12 by this piston, they can be moved up and down independently of each other.
- FIGS. 1 and 4 to 9 sequentially show the process of pressing the press receiving portion 31 by reducing the press space S by lowering the first die 10 toward the second die 20.
- this embodiment demonstrates the hot press which press-molds the to-be-pressed member 30 softened by heating, it is not limited to this, Also in cold processing, this manufacturing method can be used similarly.
- the step S09 of preparing the pressed member 30 is performed.
- a flat plate-like member 30 made of various metal materials such as hard steel is prepared, and by processing this, a bent portion 31 having a plurality of corner portions 31G is formed. Be done. Then, the pressed member 30 is brought into a softened state by being heated or electrically heated in the electric furnace.
- step S10 of arranging the pressed member 30 in the press molding apparatus 1 is performed.
- the pressed member 30 softened by heating is disposed between the first mold 10 and the second mold 20.
- the peripheral portions 32, 33 are disposed between the first mold peripheral portion 12 and the second mold peripheral portion 22, and the pressed portion 31 is disposed in the press space S. Ru.
- step S20 of press-molding the portion to be pressed 31 is performed.
- this step S20 by pressing the first mold 10 close to the second mold 20 and reducing the press space S, the press-receiving portion 31 is press-formed so that the height H of the press-receiving portion 31 becomes smaller.
- the deformation step S22 of pressing and deforming the second bent portion 31B while the first bent portion 31A is held by the holding portion 20B is sequentially performed.
- the first mold peripheral portion 12 is lowered toward the second mold peripheral portion 22 by the driving portion 40 while fixing the position of the first mold central portion 11 in the state of FIG.
- the peripheral parts 32 and 33 are clamped and fixed by the first mold peripheral part 12 and the second mold peripheral part 22. This prevents the flow of material to the peripheral portions 32, 33 side.
- the press space S is reduced and the height H of the pressed portion 31 is gradually reduced.
- the pressed portion 31 is bent by the corner portion 31G, and the pressed portion 31 is convex toward the second mold 20 as shown in FIG.
- a pair of first bent portions 31A bent in a shape and a second bent portion 31B bent in a convex shape toward the first mold 10 from the position between the pair of first bent portions 31A are formed.
- the presence of the corner portion 31G may mean that the corner portion 31G may be bent starting from the corner portion 31G or may be bent between the corner portions 31G.
- the first mold 10 approaches the second mold 20 with the peripheral portions 32 and 33 fixed, the material between the holding portion 20B and the peripheral portions 32 and 33 flows toward the holding portion 20B. Furthermore, it flows from the holding part 20B toward the pressing part 14. Thereby, as shown in FIG. 5, the first bent portion 31A is expanded and fixed in position so as to be fitted into the concave groove of the holding portion 20B, and the second bent portion 31B is pressed by the first mold 10. It bulges upward to face the portion 14.
- both the first mold central portion 11 and the first mold peripheral portion 12 are lowered by the driving portion 40, and as shown in FIGS. 6 and 7, the first bent portion 31A is held.
- the second bent portion 31B is pressed by the pressing portion 14 of the first mold 10 while being held by the portion 20B.
- the second bent portion 31B is deformed to bend downward.
- the material flow occurs in the pressed portion 31.
- the holding portion 20B by holding the first bent portion 31A by the holding portion 20B, the material to the outside (that is, the peripheral portions 32, 33 side) than the holding portion 20B. Flow is suppressed to prevent uneven distribution of an excessive amount of material on both sides of the pressed portion 31.
- the end portions of the peripheral portions 32 and 33 connected to the pressed portion 31 are held between the first mold peripheral portion 12 and the second mold peripheral portion 22, whereby the material is peripheral portions 32 and 33. It is also suppressed that it enters. Also in the central portion of the portion to be pressed 31, the second bent portion 31B is pressed by the pressing portion 14 to prevent uneven distribution of an excessive amount of material. Then, as shown in FIGS. 8 and 9, when the pressed portion 31 is lowered until the height H disappears, the movement of the first mold central portion 11 and the first mold peripheral portion 12 is stopped. Press forming is completed. As shown in the enlarged view of FIG.
- a distance L1 between the pressing portion 14 and the portion of the second mold 20 opposed thereto (the bottom surface of the recessed groove in the lower press forming surface 20A)
- the distance L2 between the bottom surface of the holding portion 20B and the portion of the first mold 10 (convex portion on the upper press molding surface 10A) opposite thereto is the same.
- the pressed portion 31 has a height H by press-forming the pressed portion 31 in the height direction (that is, the vertical direction) while blocking the flow of the material toward the peripheral portions 32 and 33.
- the plate thickness T1 of the pressed portion 31 becomes larger than the plate thickness T2 of the peripheral portions 32, 33 (portions other than the pressed portion 31), and the press-formed portion is partially thickened
- board thickness T1, T2 is board thickness (minimum board thickness) of the thinnest part of the to-be-pressed part 31 and the peripheral parts 32 and 33, respectively.
- a concavo-convex area 91A having a shape along the concavo-convex surface of the upper and lower press forming surfaces 10A, 20A is simultaneously formed with the thickening.
- the press-formed product 90 is a component used as a framework member for an automobile, such as a front pillar, a cross member, a side sill, and the like, and is manufactured by the method of manufacturing a press-formed product according to the present embodiment.
- the press-formed product 90 has a hat-shaped shape, and has a top plate portion 91 which is thickened by press-forming the pressed portion 31 and both ends of the top plate portion 91. It has the longitudinal wall parts 92 and 93 connected, and the flange parts 94 and 95 connected with the edge part (end part on the opposite side to the side connected with the top-plate part 91) of the vertical wall parts 92 and 93.
- the vertical wall portions 92 and 93 and the flange portions 94 and 95 correspond to the peripheral portions 32 and 33 (FIG. 1), and have a smaller plate thickness than the top plate portion 91. That is, the press-formed product 90 is partially thickened at the top plate portion 91. Further, as shown in FIG.
- an uneven region continuous along the uneven surfaces of the press molding surfaces 10A and 20A of the first mold 10 and the second mold 20. 91A is formed.
- the uneven region 91A is a wave-like portion formed so as to be repeated at a sufficiently small pitch with respect to the width W in the left and right direction in FIG.
- the press-forming apparatus 1 is an apparatus for manufacturing a press-formed product 90 by press-forming a bent portion 31 having a bent shape having a plurality of corner portions 31G formed on a plate-shaped member 30 to be pressed.
- the press forming apparatus 1 has a first die 10 having an upper press forming surface 10A and a lower press forming surface 20A opposed to the upper press forming surface 10A, and a pressed portion between the first die 10 and the first die 10
- a second mold 20 forming a press space S in which the housing 31 is accommodated, and a drive unit 40 for relatively moving the first mold 10 and the second mold 20 so as to reduce the press space S and bringing them closer to each other And.
- the second mold 20 is provided with a pair of recessed groove-shaped holding portions 20B for holding the two first bent portions 31A in the pressed portion 31 in a state of being separated from each other.
- the first mold 10 is positioned between the two holding parts 20B and has a shape projecting toward the second mold 20, and a pressing part 14 for pressing the second bending part 31B in the pressed part 31. Have.
- the method of manufacturing the press-formed product is a method of manufacturing a press-formed product 90 by press-forming a bent-shaped pressed portion 31 having a plurality of corner portions 31G formed on a plate-shaped pressed member 30. is there.
- the step S09 of preparing the pressed member 30 and the pressed member 30 having the corner 31G formed on the pressed portion 31 are disposed between the first mold 10 and the second mold 20.
- Step S10, and Step S20 of press-forming the pressed portion 31 such that the height H of the pressed portion is reduced by relatively moving the first mold 10 and the second mold 20 so as to be close to each other; Is equipped.
- step S09 of preparing the pressed member 30 a flat pressed member 30 is prepared and processed to form a bent pressed portion 31 having a plurality of corner portions 31G. Then, the pressed member 30 is brought into a softened state by being heated or electrically heated in the electric furnace.
- step S10 of arranging the member to be pressed 30 between the first mold 10 and the second mold 20 the press-to-be-pressed portion 31 having a plurality of corner portions 31G prepared in step S09 is formed.
- the member 30 is disposed between the first mold 10 and the second mold 20.
- step S20 of press molding the pair of first bent portions 31A bent in a convex shape toward the second mold 20 in the pressed portion 31 are formed by the corner portions 31G. Then, while holding the pair of first bending portions 31A by the pair of groove-shaped holding portions 20B provided so as to be separated from each other in the second mold 20, the pair of first bending portions 31A in the pressed portion 31 The second bent portion 31B which is bent in a convex shape toward the first mold 10 from the position between them is formed by the corner portion 31G. Then, the second bent portion 31 B is pressed and deformed by the pressing portion 14 of the first mold 10 to thicken the pressed portion 31.
- the portion to be pressed 31 is formed in a bent shape so as to secure a necessary line length for thickening, and press-formed so that the height H of the portion to be pressed 31 becomes smaller.
- a thickened portion can be formed.
- a large amount of press-formed product 90 can be manufactured.
- the second bent portion 31B provided between the first bent portions 31A is the first It is pressed by the pressing portion 14 of the mold 10.
- uneven distribution of the material on both sides or in the central portion of the pressed portion 31 is suppressed.
- the first bent portion 31A and the second bent portion 31B are formed in the pressed portion 31 in the step S20 of press-forming. More specifically, the step S20 of press molding includes a bending step S21 of forming the first bent portion 31A and the second bent portion 31B by the corner portion 31G on the pressed portion 31, and the holding portion 20B of the first bent portion 31A. And a deformation step S22 of pressing and deforming the second bent portion 31B. As described above, by forming the first and second bent portions 31A and 31B in the pressed portion 31 by the corner portion 31G during press molding, the material flow can be easily induced, and the first position can be easily formed.
- the second bent portions 31A and 31B can be formed, and a press-formed product having a desired shape can be obtained more appropriately. And since it is not necessary to form 1st and 2nd bending part 31A, 31B beforehand before press molding, a manufacturing process can be streamlined.
- step S20 of press-forming the pressed portion 31 is pressed so that the plate thickness becomes larger than the portions (peripheral portions 32, 33) of the pressed member 30 other than the pressed portion 31. To mold. Thereby, the press-formed product 90 whose strength is improved by partially forming the thick portion can be manufactured.
- the pressed portion 31 is press-formed until the pressed portion 31 and the pressed portion 31 become substantially the same position in the vertical direction.
- the thickening amount in the to-be-pressed part 31 can be enlarged more, and the press-formed product 90 which intensity
- the pressed member 30 has peripheral portions 32 and 33 connected to the end of the pressed portion 31.
- the portions of the peripheral portions 32 and 33 connected to the portion to be pressed 31 are the first mold 10 (first mold peripheral portion 12) and the second mold 20 (second mold peripheral portion 22). Sandwich with). This makes it possible to promote the flow of the material from the end of the portion to be pressed 31 toward the central portion during press molding, and it is more effective that the excessive amount of material is unevenly distributed at the end of the portion to be pressed 31 Can be suppressed.
- the first mold 10 is formed separately from the first mold central portion 11 having the pressing portion 14 and the first mold central portion 11, and the first mold central portion And 11 and a first mold peripheral portion 12 configured to be movable independently.
- step S20 of press molding the first bent portion 31A and the second bent portion 31B are formed by the corner portion 31G in the pressed portion 31 by moving the first mold peripheral portion 12 and then the second bent portion 31B. Is pressed and deformed by the pressing unit 14. More specifically, in the bending step S21, by moving the first mold peripheral portion 12 downward, the first bent portion 31A and the second bent portion 31B are formed by the corner portion 31G in the pressed portion 31.
- the second bending portion 31B is pressed and deformed by the pressing portion 14 by moving the first mold center portion 11 downward.
- the movement of the first mold center portion 11 can be started, and the second bent portion 31B is made more reliable by the pressing portion 14. Can be pressed.
- the distance L1 between the pressing portion 14 and the second mold 20 and the distance L2 between the holding portion 20B and the first mold 10 at the completion of the step S20 of press molding. Will be the same. Thereby, equalization
- homogenization of the thickness of the to-be-pressed part 31 can be achieved.
- the uneven region 91A is applied to the portion to be pressed 31.
- the press-formed product 90 which is reinforced by the concavo-convex area 91A and whose strength is further improved can be manufactured.
- the pressed member 30 is formed by hot pressing. As described above, in the present embodiment, since the flow of the material in the pressed portion 31 can be controlled during press molding, a target thickness increase can be obtained even in the case of a hot press in which the material easily flows.
- the pressing portion 14 is provided in the first mold 10, but the pressing portion may be provided in the second mold 20.
- FIG. 12 is a block diagram of a press forming apparatus used in a method of manufacturing a press-formed product, which is another embodiment according to the present invention. Another embodiment is different from the above-described embodiment in that the first mold 10 is not provided with the pressing part and the second mold 20 is provided with the pressing part 29, and the other configuration is the above-described embodiment. Is the same as Therefore, in the description of the other embodiment, the same parts as those of the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted.
- the second mold 20 has a corrugated lower press forming surface 20 ⁇ / b> A facing the upper press forming surface 10 ⁇ / b> A of the first mold 10.
- the second mold 20 has a second mold central portion 21 and a second mold peripheral portion 22 separately formed from the second mold central portion 21.
- the second mold center portion 21 includes a support portion 24 installed on a horizontal surface, a molding portion 25 erected upward from the approximate center of the support portion 24 toward the first mold 10, and a molding portion 25. And a centrally disposed molded center portion 28.
- the molding central portion 28 is configured to be movable in the vertical direction by the drive portion 41.
- a pressing portion 29 having a shape which is recessed downward toward the first mold 10 is provided on the molding surface 28A of the molding central portion 28, a pressing portion 29 having a shape which is recessed downward toward the first mold 10 is provided.
- the pressing portion 29 is a central portion of the molding surface 28A and is recessed downward from the portions on both sides thereof.
- a second bent portion 31 B bent in a convex shape toward the first mold 10 is formed in the pressed portion 31. It can be pressed by the mold 10.
- step S20 (FIG. 3) of press-molding the portion to be pressed 31 will be described with reference mainly to FIGS.
- FIGS. 12 to 15 sequentially show the process of press-forming the pressed portion 31 by reducing the press space S by lowering the first mold 10 toward the second mold 20.
- FIG. 12 to 15 sequentially show the process of press-forming the pressed portion 31 by reducing the press space S by lowering the first mold 10 toward the second mold 20.
- FIG. 10 by pressing the first mold 10 close to the second mold 20 and reducing the press space S, the press-receiving portion 31 is press-formed so that the height H of the press-receiving portion 31 becomes smaller.
- a bending step S21 (FIG.
- FIG. 3 for forming the first bent portion 31A and the second bent portion 31B in the pressed portion 31 by the corner portion 31G is shown in FIG.
- a deformation step S22 (FIG. 3) is performed in which the second bent portion 31B is pressed and deformed.
- the first mold 10 is lowered to the second mold peripheral portion 22 side by the drive unit 40 in the state of FIG. Further, the molding central portion 28 of the second mold 20 is raised by the drive unit 41 to the first mold 10 side. Thereby, the molding center portion 28 abuts on the pressed portion 31. Then, as shown in FIG. 13, the peripheral portions 32 and 33 are sandwiched and fixed by the first mold 10 and the second mold peripheral portion 22. This prevents the flow of material to the peripheral portions 32, 33 side.
- the press space S is reduced, and the height H of the pressed portion 31 is gradually reduced.
- the pressed portion 31 is bent by the corner portion 31 G, and the pair of first bends bent in a convex shape toward the second mold 20 in the pressed portion 31.
- a portion 31A and a second bent portion 31B bent in a convex shape from the position between the pair of first bent portions 31A toward the first mold 10 are formed.
- the presence of the corner portion 31G may mean that the corner portion 31G may be bent starting from the corner portion 31G or may be bent between the corner portions 31G.
- the material between the holding portion 20B and the peripheral portions 32 and 33 flows toward the holding portion 20B. Furthermore, it flows from the holding part 20B toward the pressing part 14. As a result, the first bent portion 31A is expanded and positioned so as to be fitted into the recessed groove of the holding portion 20B, and the second bent portion 31B is fixed by the molding central portion 28 of the second mold 20. It bulges upward to face the mold 10.
- the first mold 10 is lowered by the driving unit 40, and the molding central portion 28 of the second mold 20 is lowered by the driving unit 41 (here, the descent amount of the molding central portion 28 is 14), as shown in FIG. 14, while the first bent portion 31A is held by the holding portion 20B, the pressing portion 29 of the molding central portion 28 of the second mold 20 and the first bending portion 31A are The second bent portion 31 B is pressed by the mold 1. As a result, the second bent portion 31B is deformed to bend downward. At this time, the material flow occurs in the pressed portion 31. However, by holding the first bent portion 31A by the holding portion 20B, the material to the outside (that is, the peripheral portions 32, 33 side) than the holding portion 20B.
- the end portion of the peripheral portions 32 and 33 connected to the pressed portion 31 is sandwiched between the first mold 10 and the second mold peripheral portion 22, whereby the material enters the peripheral portions 32 and 33. It is also suppressed that it does.
- the second bent portion 31B is pressed by the pressing portion 29, thereby preventing an excessive amount of material from being unevenly distributed. Then, as shown in FIG. 15, when the pressed portion 31 is lowered until the height H of the pressed portion 31 disappears, the movement of the first mold 10 is stopped, and the press forming is completed.
- the pressed portion 31 has a height H by press-forming the pressed portion 31 in the height direction (that is, the vertical direction) while blocking the flow of the material toward the peripheral portions 32 and 33.
- the thickness of the portion to be pressed 31 becomes larger than the thickness of the peripheral portions 32 and 33, and a partially thickened press-formed product is manufactured.
- a concavo-convex area having a shape along the concavo-convex surface of the upper and lower press molding surfaces 10A, 20A is formed simultaneously with the thickening.
- the first mold 10 is raised by the drive unit 40, and the press-formed product is taken out.
- the portion to be pressed 31 is formed in a bent shape so as to secure a necessary line length for thickening, and press-formed so that the height H of the portion to be pressed 31 is reduced.
- the thickened portion can be formed. For this reason, as in the comparative example shown in FIG. 2, it becomes possible to secure a longer necessary wire length for thickness increase as compared to the case where the microbead 310A is formed on the flat plate-like portion 310 to be pressed. It is possible to produce a press-formed product having a large thickness.
- the second bent portion 31B provided between the first bent portions 31A is the second It is pressed by the pressing portion 29 of the mold 20.
- uneven distribution of the material on both sides or in the central portion of the pressed portion 31 is suppressed.
- the first bending portion 31A and the second bending portion 31A of the pressed portion 31 are moved by moving the first mold 10.
- the second bending portion 31 B is pressed and deformed by the pressing portion 29 of the second mold 20. More specifically, in the bending step S21, the first mold 10 is moved downward, and the molding center portion 28 of the second mold 20 is moved upward, so that the first portion by the corner 31G in the pressed portion 31.
- the first bent portion 31A and the second bent portion 31B are formed.
- the second bending portion 31B is pressed and deformed by the pressing portion 29 by moving the first mold 10 downward.
- the second bent portion 31B can be more easily formed by the pressing portion 29, and the second bent portion 31B can be more reliably pressed.
Landscapes
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Abstract
プレス成形品を製造する方法であって、被プレス部材(30)の被プレス部(31)に複数の角部(31G)を形成する工程と、被プレス部材(30)を第1金型(10)と第2金型(20)との間に配置する工程と、被プレス部(31)の高さが小さくなるように被プレス部(31)をプレス成形する工程と、を備え、プレス成形する工程では、被プレス部(31)において第2金型(20)に向かって凸状に屈曲する一対の第1屈曲部(31A)を角部(31G)により形成し、一対の第1屈曲部(31A)を一対の保持部(20B)により保持しつつ、被プレス部(31)において一対の第1屈曲部(31A)の間の位置から第1金型(10)に向かって凸状に屈曲する第2屈曲部(31B)を角部(31G)により形成し、第2屈曲部(31B)をプレスして変形させる。
Description
本発明は、プレス成形品の製造方法に関する。
従来、自動車の骨格部材を金属板のプレス成形により製造する技術が知られている。このような自動車用骨格部材の用途においては、板厚が一定の金属板だけでなく、板厚が増加した増厚部を部分的に形成することにより補強された金属板への要求が高まっている。下記特許文献1には、このように部分増厚された骨格部材を金属板のプレス成形により製造する技術が開示されている。
下記特許文献1には、自動車用ピラーの製造において、連続した凹凸部からなる波状のマイクロビートが形成された平板部材を準備し、これに対してプレス加工を施す方法が開示されている。この方法によれば、マイクロビートを厚み方向にプレスして板厚を増加させることにより、部分増厚されたピラーを製造することができる。
上記特許文献1に開示されたピラーの製造方法では、まず、平板部材に対して曲げ加工を施すことによりマイクロビードを予め形成し、当該マイクロビードをプレス可能することにより増厚部が形成される。この場合、プレス加工前のマイクロビードを形成する曲げ加工において材料が引き伸ばされることにより歪が発生し、それによって板材において減肉が生じる。このため、後工程においてマイクロビードをプレス加工しても狙いの増厚量が得られず、また局所的に大きな減肉が発生してプレス成形品における割れの起点となるおそれもある。このように、特許文献1に開示される手法では、所望の形状を適切に得ることができないおそれがある。
そこで本発明では、所望の形状をより適切に得ることができるプレス成形品の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、板状の被プレス部材に形成された曲がった形状の被プレス部をプレス成形することによりプレス成形品を製造する方法であって、
前記被プレス部に複数の角部を形成する工程と、
前記被プレス部に前記角部が形成された前記被プレス部材を第1金型と第2金型との間に配置する工程と、
前記第1金型と前記第2金型とを相対移動させて互いに近づけることにより、前記被プレス部の高さが小さくなるように前記被プレス部をプレス成形する工程と、を備え、
前記プレス成形する工程では、
前記被プレス部において前記第2金型に向かって凸状に屈曲する一対の第1屈曲部を前記角部により形成し、前記一対の第1屈曲部を前記第2金型において互いに離間するように設けられた溝状の一対の保持部により保持しつつ、前記被プレス部において前記一対の第1屈曲部の間の位置から前記第1金型に向かって凸状に屈曲する第2屈曲部を前記角部により形成し、前記第2屈曲部をプレスして変形させる。
前記被プレス部に複数の角部を形成する工程と、
前記被プレス部に前記角部が形成された前記被プレス部材を第1金型と第2金型との間に配置する工程と、
前記第1金型と前記第2金型とを相対移動させて互いに近づけることにより、前記被プレス部の高さが小さくなるように前記被プレス部をプレス成形する工程と、を備え、
前記プレス成形する工程では、
前記被プレス部において前記第2金型に向かって凸状に屈曲する一対の第1屈曲部を前記角部により形成し、前記一対の第1屈曲部を前記第2金型において互いに離間するように設けられた溝状の一対の保持部により保持しつつ、前記被プレス部において前記一対の第1屈曲部の間の位置から前記第1金型に向かって凸状に屈曲する第2屈曲部を前記角部により形成し、前記第2屈曲部をプレスして変形させる。
前記構成によれば、被プレス部のプレス成形中において、第1屈曲部を第2金型の保持部に保持しつつ、第2屈曲部をプレスする。これにより、プレス成形中において被プレス部の全体に亘り材料を流動させることができ、プレス成形品における割れの起点となり得るような局所的な減肉を防ぐことができる。したがって、所望の形状のプレス成形品を適切に得ることができる。また、被プレス部に角部を形成し、角部により第1屈曲部及び第2屈曲部を形成することによって、材料の流動を誘発させやすくし、所望の位置に容易に第1及び第2屈曲部を形成することができ、所望の形状のプレス成形品をより適切に得ることができる。
前記態様は、さらに、次のような構成を備えるのが好ましい。
(1)前記プレス成形する工程では、前記被プレス部を増厚する。
前記構成(1)によれば、被プレス部の強度が向上したプレス成形品を製造することができる。
(2)前記プレス成形する工程では、成形後に前記被プレス部の高さがなくなるまで前記被プレス部をプレス成形する。
前記構成(2)によれば、被プレス部の強度がより向上したプレス成形品を製造することができる。
(3)前記プレス成形する工程では、成形後の前記被プレス部が成形前よりも高さが小さい屈曲形状を有するように前記被プレス部をプレス成形する。
前記構成(3)によれば、屈曲形状を有するプレス成形品を製造することができる。なお、ここで「屈曲形状」とは、板材の厚み方向に膨出するように曲がった任意の形状を意味する。
(4)前記プレス成形する工程では、前記被プレス部材のうち前記被プレス部の周辺部を前記第1金型および前記第2金型により挟持する。
前記構成(4)によれば、プレス成形時に、周辺部に向かって材料が進入してしまうことを抑制できる。
(5)ホットプレスにより前記被プレス部材を形成する。
上述のとおり、プレス成形中に被プレス部における材料の流動を制御することができるので、前記構成(5)によれば、材料が流動しやすいホットプレスの場合でも、所望の形状のプレス成形品を容易に得ることができる。
本発明によると、所望の形状をより適切に得ることができるプレス成形品の製造方法を提供できる。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。
[プレス成形装置]
図1は、本発明の実施形態に係るプレス成形品の製造方法に使用されるプレス成形装置の構成図である。図1に示されるように、プレス成形装置1は、板状の被プレス部材30に形成された曲がった形状の被プレス部31をプレス成形することにより、断面視ハット状のプレス成形品を製造する装置である。ここで、「被プレス部」とは、被プレス部材においてプレスによって変形される部位をいう。プレス成形装置1は、上金型である第1金型10と、下金型である第2金型20と、駆動部40と、を有する。以下、図1の上下方向を単に「上下方向」という。なお、上下方向は必ずしも重力方向である必要はない。第2金型20は、第1金型10に対して上下方向に対向する。駆動部40は、第1金型10を第2金型20に近づくように又は第2金型20から離れるように、上下方向に移動させる。
図1は、本発明の実施形態に係るプレス成形品の製造方法に使用されるプレス成形装置の構成図である。図1に示されるように、プレス成形装置1は、板状の被プレス部材30に形成された曲がった形状の被プレス部31をプレス成形することにより、断面視ハット状のプレス成形品を製造する装置である。ここで、「被プレス部」とは、被プレス部材においてプレスによって変形される部位をいう。プレス成形装置1は、上金型である第1金型10と、下金型である第2金型20と、駆動部40と、を有する。以下、図1の上下方向を単に「上下方向」という。なお、上下方向は必ずしも重力方向である必要はない。第2金型20は、第1金型10に対して上下方向に対向する。駆動部40は、第1金型10を第2金型20に近づくように又は第2金型20から離れるように、上下方向に移動させる。
被プレス部材30は、硬鋼、軟鋼、アルミニウム、チタン又は銅などの金属材料からなる板材である。被プレス部材30は、プレス成形されることにより増厚される被プレス部31と、被プレス部31の両端に接続され、断面視L字状に屈曲する周辺部32,33と、を含み、これらが一枚の板状につながっている。なお、周辺部32,33は、第1金型10及び第2金型20によりプレスされない部位である。
図1に示されるように、被プレス部31は、断面視で多角形状に曲がった形状を有する。より具体的には、被プレス部31は、上下方向において高さHを有し、複数の角部31Gと角部31Gを接続する複数の直線部31Lと、を備える多角形状からなる。
プレス前の被プレス部31の線長は、図11に示されるプレス成形品90における後述の凹凸領域91Aの起伏に沿った長さよりも大きくなっている。ここで、被プレス部31の「線長」とは、被プレス部31の一方の端部から被プレス部31に沿って他方の端部に至る長さである。このため、凹凸領域91Aが形成されるように(いいかえると、台形の高さHがなくなるように)被プレス部31をプレス成形することにより、被プレス部31の線長が短くなり、それによって被プレス部31を増厚することができる。
被プレス部31は、上述のような曲がった形状に構成されることにより、増厚に必要な線長が十分に確保されている。より具体的には、図2の比較例に示されるように、平板状の被プレス部310において連続した凹凸領域からなるマイクロビード310Aが形成されたものに比べて、より大きな線長を確保することができる。つまり、本実施形態では、被プレス部31の一方の端部から被プレス部31に沿って他方の端部に至るまでの長さ(線長)を、マイクロビード310Aが形成された比較例の場合よりも大幅に大きくすることが可能であり、それによって被プレス部31の増厚量をより大きくすることができる。
図1に示されるように、第1金型10は、被プレス部31の一方の主面をプレスする波状の上側プレス成形面10Aを有する。第1金型10は、第1金型10における中央に配置された第1金型中央部11と、第1金型中央部11の両側に配置された第1金型周辺部12と、を有する。上側プレス成形面10Aは、第1金型中央部11の下端に設けられた第1成形面11Aと、第1金型周辺部12の下端に設けられた第2成形面12Aと、によって構成されている。また、図6に示されるように、第1成形面11Aの高さと第2成形面12Aの高さを揃えることにより、上側プレス成形面10Aは連続した凹凸領域を有する面となる。
また、図1に示されるように、第1金型10は、上側プレス成形面10Aを有し、被プレス部31をプレス成形する部分である上側成形用金型部74と、周辺部32,33を挟持して固定する上側挟持用金型部75,76と、を有する。上側成形用金型部74は、第1金型中央部11と第1金型周辺部12とが一体となって構成され、上側挟持用金型部75,76は、第1金型周辺部12の一部として構成される。
第1金型中央部11及び第1金型周辺部12は、駆動部40により互いに独立して上下方向に移動可能に構成されている。つまり、第1金型中央部11の位置を固定した状態で第1金型周辺部12のみを上下に移動させ、第1金型周辺部12の位置を固定した状態で第1金型中央部11のみを上下方向に移動させることができる。
第1金型中央部11の第1成形面11Aには、第2金型20に向かって下方に突出する形状を有する押圧部14が設けられている。押圧部14は、第1成形面11Aの中央部分であって、その両側の部分よりも下方に突出している。図5に示されるように、プレス成形中において、被プレス部31には、第1金型10に向かって凸状に屈曲する第2屈曲部31Bが形成されるが、第2屈曲部31Bを押圧部14によってプレスすることができる。
図1に示されるように、第2金型20は、第1金型10の上側プレス成形面10Aに対向する波状の下側プレス成形面20Aを有する。第2金型20は、第2金型中央部21と、第2金型中央部21と別体に形成された第2金型周辺部22と、を有する。
第2金型中央部21は、水平面上に設置される支持部24と、支持部24の略中央から第1金型10に向かって上方に立設された成型部25と、を有する。下側プレス成形面20Aは、成型部25の頂部に設けられている。下側プレス成形面20Aは、上側プレス成形面10Aと同様に連続した凹凸領域によって構成されており、図11に示されるプレス成形品90に形成された凹凸領域91Aの幅と同じ長さを有する。また、上側プレス成形面10Aの凸部は、下側プレス成形面20Aの凹部に対向し、上側プレス成形面10Aの凹部は、下側プレス成形面20Aの凸部に対向している。このため、図8に示されるように、上側プレス成形面10Aと下側プレス成形面20Aとによって波形の被プレス部31をプレス成形することにより、被プレス部31において、上側及び下側プレス成形面10A,20Aの凹凸面に沿った凹凸領域を形成することができる。
図5に示されるように、プレス成形中において、被プレス部31には第2金型20に向かって凸状に屈曲する2つの第1屈曲部31Aが互いに離間するように形成される。当該2つの第1屈曲部31Aを、下側プレス成形面20Aに設けられた凹溝状の一対の保持部20Bにより保持することができる。一対の保持部20Bは、下側プレス成形面20Aの中央に位置する凹溝を挟むように互いに離間して設けられており、第1金型10の押圧部14よりも外側に位置している。つまり、押圧部14は、2つの保持部20Bの間に位置している。
図1に示されるように、第2金型周辺部22は、第1金型周辺部12に対して上下方向に対向するように配置され、第1金型周辺部12との間に周辺部32,33を挟持する。第2金型周辺部22は、下端面22Aにバネなどの弾性部材26,27の一端が接続され、弾性部材26,27によって支持部24の上面24Aに接続されている。図1に示されるプレス開始前の状態において、第2金型周辺部22は、第2金型中央部21の成型部25に対して段差を成すように上側に位置しており、これにより上側プレス成形面10Aと下側プレス成形面20Aとの間に被プレス部31が収容されるプレス空間Sが形成されている。そして、第1金型周辺部12が下降して第2金型周辺部22が下方に押されることにより、弾性部材26,27が収縮し、第2金型周辺部22は、成型部25の側面に摺接しつつ下降する。これにより、プレス空間Sが徐々に縮小され、被プレス部31がプレスされる。
第2金型20においては、第2金型中央部21が上側成形用金型部74と共に被プレス部31をプレス成形する下側成形用金型部に相当し、第2金型周辺部22が上側挟持用金型部75,76と共に周辺部32,33を挟持して固定する下側挟持用金型部に相当する。つまり、本実施形態では、下側成形用金型部と下側挟持用金型部とが互いに別体として構成されている。
駆動部40は、第1金型10が第2金型20に近づくように下降させるためのものである。これにより、プレス空間Sを縮小し、被プレス部31をプレス成形することができる。駆動部40は、第1金型10の上部に配置され、油圧式又は電動式の往復移動可能なピストンを有する。このピストンによって、第1金型中央部11及び第1金型周辺部12の各々を押すことにより、これらを互いに独立して上下移動させることができる。
[プレス成形品の製造方法]
次に、上記プレス成形装置1を用いて被プレス部31をプレス成形するプロセスについて、図3に示すフローチャート及び図1、図4~図9を主に参照して説明する。図1、図4~図9は、第1金型10を第2金型20に向かって下降させることによりプレス空間Sを縮小し、被プレス部31をプレス成形する過程を順に示している。また、本実施形態では、加熱により軟化した被プレス部材30をプレス成形するホットプレスについて説明するが、これに限定されず、冷間加工においても本製造方法を同様に用いることができる。
次に、上記プレス成形装置1を用いて被プレス部31をプレス成形するプロセスについて、図3に示すフローチャート及び図1、図4~図9を主に参照して説明する。図1、図4~図9は、第1金型10を第2金型20に向かって下降させることによりプレス空間Sを縮小し、被プレス部31をプレス成形する過程を順に示している。また、本実施形態では、加熱により軟化した被プレス部材30をプレス成形するホットプレスについて説明するが、これに限定されず、冷間加工においても本製造方法を同様に用いることができる。
始めに、被プレス部材30を準備する工程S09が実施される。この工程S09では、まず、硬鋼などの種々の金属材料からなる平板状の被プレス部材30が準備され、これを加工することにより、複数の角部31Gを有する曲がった被プレス部31が形成される。そして、被プレス部材30が電気炉内において加熱され又は通電加熱されることにより、軟化状態とされる。
次に、被プレス部材30をプレス成形装置1に配置する工程S10が実施される。この工程S10では、加熱により軟化した被プレス部材30が第1金型10と第2金型20との間に配置される。このとき、図1に示されるように、周辺部32,33は第1金型周辺部12及び第2金型周辺部22との間に配置され、被プレス部31はプレス空間Sに配置される。
次に、被プレス部31をプレス成形する工程S20が実施される。この工程S20では、第1金型10を第2金型20に近づけてプレス空間Sを縮小することにより、被プレス部31の高さHが小さくなるように当該被プレス部31をプレス成形する。この工程S20では、図5に示されるように、角部31Gにより、被プレス部31に第1屈曲部31A及び第2屈曲部31Bを形成する屈曲工程S21と、図6、図7に示されるように、第1屈曲部31Aを保持部20Bにより保持しつつ、第2屈曲部31Bをプレスして変形させる変形工程S22と、が順に実施される。
まず屈曲工程S21では、図1の状態において、第1金型中央部11の位置を固定しつつ、第1金型周辺部12を駆動部40によって第2金型周辺部22側に下降させる。これにより、図4に示されるように、周辺部32,33が第1金型周辺部12と第2金型周辺部22とにより挟持されて固定される。これにより、周辺部32,33側への材料の流動が阻止される。
この状態で第1金型周辺部12をさらに下降させることにより、プレス空間Sが縮小され、被プレス部31の高さHが徐々に小さくなる。そして、被プレス部31の高さHが所定値以下になると被プレス部31が角部31Gにより屈曲し、図5に示されるように、被プレス部31において第2金型20に向かって凸状に屈曲する一対の第1屈曲部31Aと、一対の第1屈曲部31Aの間の位置から第1金型10に向かって凸状に屈曲する第2屈曲部31Bと、が形成される。なお、角部31Gにより形成されるとは、角部31Gが存在することにより、角部31Gを起点として屈曲され形成されてもよく、角部31Gの間で屈曲され形成されてもよい。このとき、周辺部32,33が固定された状態で第1金型10が第2金型20に近づくに従い、保持部20Bと周辺部32,33との間の材料が保持部20B側に流動し、さらに保持部20Bから押圧部14に向かって流動する。これにより、図5に示されるように、第1屈曲部31Aは保持部20Bの凹溝内に嵌まり込むように膨出して位置固定され、第2屈曲部31Bは第1金型10の押圧部14に対向するように上側に膨出する。
次に変形工程S22では、第1金型中央部11及び第1金型周辺部12の両方を駆動部40により下降させ、図6、図7に示されるように、第1屈曲部31Aを保持部20Bにより保持しつつ、第1金型10の押圧部14により第2屈曲部31Bをプレスする。これにより、第2屈曲部31Bは下向きに曲がるように変形する。このとき、被プレス部31において材料の流動が生じるが、第1屈曲部31Aが保持部20Bにより保持されることにより、保持部20Bよりも外側(すなわち、周辺部32,33側)への材料の流動が抑制されて、被プレス部31の両側において過剰量の材料が偏在してしまうことが防止される。また、周辺部32,33の被プレス部31に接続された端部が第1金型周辺部12と第2金型周辺部22とによって挟持されていることにより、材料が周辺部32,33へ進入してしまうことも抑制される。被プレス部31の中央部分においても、第2屈曲部31Bが押圧部14によってプレスされることにより、過剰量の材料が偏在してしまうことが防止される。そして、図8、図9に示されるように、被プレス部31の高さHがなくなるまで下降させた時点で第1金型中央部11及び第1金型周辺部12の移動が停止され、プレス成形が完了する。図10の拡大図に示されるように、プレス完了時において、押圧部14とこれに対向する第2金型20の部位(下側プレス成形面20Aにおける凹溝の底面)との間の距離L1と、保持部20Bの底面とこれに対向する第1金型10の部位(上側プレス成形面10Aにおける凸部)との間の距離L2は、同じになる。
以上のように、周辺部32,33側への材料の流動を阻止した状態で被プレス部31を高さ方向(すなわち、上下方向)にプレス成形することにより、被プレス部31は高さHの減少に応じて増厚される。これにより、図10に示されるように、被プレス部31の板厚T1が周辺部32,33(被プレス部31以外の部分)の板厚T2よりも大きくなり、部分増厚されたプレス成形品が製造される。ここで、板厚T1,T2はそれぞれ、被プレス部31、および、周辺部32,33の最も薄い部分の板厚(最低板厚)である。また、成形後の被プレス部31には、上側及び下側プレス成形面10A,20Aの凹凸面に沿った形状の凹凸領域91Aが増厚と同時に形成される。このようにしてプレス成形が完了した後、第1金型10を駆動部40によって上昇させ、プレス成形品が取り出される。
[プレス成形品]
次に、本実施形態に係るプレス成形品90について、図11を参照して説明する。プレス成形品90は、例えばフロントピラー、クロスメンバー、サイドシルなどの自動車用の骨格部材として用いられる部品であって、上記本実施形態に係るプレス成形品の製造方法により製造されている。
次に、本実施形態に係るプレス成形品90について、図11を参照して説明する。プレス成形品90は、例えばフロントピラー、クロスメンバー、サイドシルなどの自動車用の骨格部材として用いられる部品であって、上記本実施形態に係るプレス成形品の製造方法により製造されている。
図11に示されるように、プレス成形品90は、ハット状に加工された形状を有し、被プレス部31のプレス成形により増厚された天板部91と、天板部91の両端に繋がった縦壁部92,93と、縦壁部92,93の端部(天板部91と繋がる側と反対側の端部)に繋がったフランジ部94,95と、を有する。縦壁部92,93及びフランジ部94,95は、周辺部32,33(図1)に相当する部分であり、天板部91よりも板厚が小さくなっている。つまり、プレス成形品90は、天板部91において部分増厚されたものとなっている。また図11に示されるように、天板部91(増厚部)には、第1金型10及び第2金型20のプレス成形面10A,20Aの凹凸面に沿うように連続した凹凸領域91Aが形成されている。この凹凸領域91Aは、天板部91の図11における左右方向における幅Wに対して十分に小さいピッチで繰り返されるように形成された波状の部位である。このように凹凸領域91Aを設けることによって、平坦面状のものに比べて増厚部91における強度がより向上している。
[作用効果]
次に、上記本実施形態に係るプレス成形装置1及びプレス成形品の製造方法の特徴及びその作用効果について説明する。
次に、上記本実施形態に係るプレス成形装置1及びプレス成形品の製造方法の特徴及びその作用効果について説明する。
プレス成形装置1は、板状の被プレス部材30に形成された複数の角部31Gを有する曲がった形状の被プレス部31をプレス成形することによりプレス成形品90を製造する装置である。プレス成形装置1は、上側プレス成形面10Aを有する第1金型10と、上側プレス成形面10Aに対向する下側プレス成形面20Aを有し、第1金型10との間において被プレス部31が収容されるプレス空間Sを形成する第2金型20と、プレス空間Sが縮小されるように第1金型10と第2金型20とを相対移動させて互いに近づける駆動部40と、を備えている。第2金型20には、被プレス部31における2つの第1屈曲部31Aを保持するための凹溝状の一対の保持部20Bが互いに離間した状態で設けられている。第1金型10は、2つの保持部20Bの間に位置すると共に第2金型20に向かって突出する形状をし、被プレス部31における第2屈曲部31Bをプレスするための押圧部14を有する。
上記プレス成形品の製造方法は、板状の被プレス部材30に形成された複数の角部31Gを有する曲がった形状の被プレス部31をプレス成形することによりプレス成形品90を製造する方法である。この製造方法は、被プレス部材30を準備する工程S09と、被プレス部31に角部31Gが形成された被プレス部材30を第1金型10と第2金型20との間に配置する工程S10と、第1金型10と第2金型20とを相対移動させて互いに近づけることにより、被プレス部の高さHが小さくなるように被プレス部31をプレス成形する工程S20と、を備えている。
被プレス部材30を準備する工程S09では、平板状の被プレス部材30を準備し、これを加工することにより、複数の角部31Gを有する曲がった被プレス部31を形成する。そして、被プレス部材30を電気炉内において加熱され又は通電加熱することにより、軟化状態とする。
被プレス部材30を第1金型10と第2金型20との間に配置する工程S10では、工程S09で準備した複数の角部31Gを有する曲がった被プレス部31が形成された被プレス部材30を第1金型10と第2金型20との間に配置する。
プレス成形する工程S20では、被プレス部31において第2金型20に向かって凸状に屈曲する一対の第1屈曲部31Aを、角部31Gにより形成する。そして、一対の第1屈曲部31Aを第2金型20において互いに離間するように設けられた溝状の一対の保持部20Bにより保持しつつ、被プレス部31において一対の第1屈曲部31Aの間の位置から第1金型10に向かって凸状に屈曲する第2屈曲部31Bを、角部31Gにより形成する。そして、第2屈曲部31Bを第1金型10の押圧部14によりプレスして変形させることにより被プレス部31を増厚させる。
上記特徴によれば、被プレス部31を増厚に必要な線長が確保されるように曲がった形状に構成し、当該被プレス部31の高さHが小さくなるようにプレス成形することにより増厚部を形成することができる。このため、図2に示される比較例のように、平板状の被プレス部310にマイクロビード310Aを形成する場合に比べて増厚に必要な線長をより長く確保することが可能となり、増厚量が大きいプレス成形品90を製造することができる。また被プレス部31のプレス成形中において、第1屈曲部31Aを第2金型20の保持部20Bにより保持しつつ、第1屈曲部31Aの間に設けられた第2屈曲部31Bは第1金型10の押圧部14によりプレスされる。これにより、被プレス部31の両側、あるいは、中央部に材料が偏在してしまうことが抑制される。このようにプレス成形中における材料の流動を制御することにより、狙いの増厚量を得ることが可能となり、またプレス成形品90における割れの起点となり得るような局所的な減肉を防ぐことができる。その結果、所望の形状のプレス成形品が適切に得られる。
上記プレス成形品の製造方法では、プレス成形する工程S20において、被プレス部31に第1屈曲部31A及び第2屈曲部31Bを形成する。より具体的には、プレス成形する工程S20は、被プレス部31に角部31Gにより第1屈曲部31A及び第2屈曲部31Bを形成する屈曲工程S21と、第1屈曲部31Aを保持部20Bにより保持しつつ、第2屈曲部31Bをプレスして変形させる変形工程S22と、を含む。このように、プレス成形中において角部31Gにより第1及び第2屈曲部31A,31Bを被プレス部31に形成することにより、材料の流動を誘発させやすくし、所望の位置に容易に第1及び第2屈曲部31A,31Bを形成することができ、所望の形状のプレス成形品をより適切に得ることができる。そして、プレス成形前に第1及び第2屈曲部31A,31Bを予め形成する必要がないため、製造プロセスを効率化することができる。
上記プレス成形品の製造方法において、プレス成形する工程S20では、被プレス部材30における被プレス部31以外の部分(周辺部32,33)よりも板厚が大きくなるように被プレス部31をプレス成形する。これにより、増厚部が部分的に形成されることにより強度が向上したプレス成形品90を製造することができる。
上記プレス成形品の製造方法において、プレス成形する工程S20では、成形後に被プレス部31の高さHがなくなるまで、すなわち、周辺部32,33の被プレス部31に接続される端部と、被プレス部31とが上下方向において略同じ位置になるまで被プレス部31をプレス成形する。これにより、被プレス部31における増厚量をより大きくすることができ、強度がより向上したプレス成形品90を製造することができる。
上記プレス成形品の製造方法において、被プレス部材30は、被プレス部31の端部に繋がった周辺部32,33を有する。プレス成形する工程S20では、周辺部32,33の被プレス部31に繋がった部分を第1金型10(第1金型周辺部12)と第2金型20(第2金型周辺部22)とにより挟持する。これにより、プレス成形中において被プレス部31の端部から中央部に向かって材料の流動を促すことが可能となり、被プレス部31の端部において過剰量の材料が偏在することをより効果的に抑制することができる。
上記プレス成形品の製造方法において、第1金型10は、押圧部14を有する第1金型中央部11と、第1金型中央部11と別体に形成され、第1金型中央部11と独立して移動可能に構成された第1金型周辺部12と、を有する。プレス成形する工程S20では、第1金型周辺部12を移動させることにより、被プレス部31において角部31Gにより第1屈曲部31A及び第2屈曲部31Bを形成した後、第2屈曲部31Bを押圧部14によりプレスして変形させる。より具体的には、屈曲工程S21では、第1金型周辺部12を下方に移動させることにより、被プレス部31において角部31Gにより第1屈曲部31A及び第2屈曲部31Bを形成する。そして、変形工程S22では、第1金型中央部11を下方に移動させることにより第2屈曲部31Bを押圧部14によりプレスして変形させる。これにより、プレス成形中において被プレス部31に第2屈曲部31Bが形成された後に第1金型中央部11の移動を開始させることができ、第2屈曲部31Bを押圧部14によってより確実にプレスすることができる。
上記プレス成形品の製造方法では、プレス成形する工程S20の完了時において、押圧部14と第2金型20との間の距離L1と保持部20Bと第1金型10との間の距離L2が同じになる。これにより、被プレス部31の厚みの均一化を図ることができる。
上記プレス成形品の製造方法において、プレス成形する工程S20では、被プレス部31に凹凸領域91Aを付与する。これにより、凹凸領域91Aによって補強され、強度がより向上したプレス成形品90を製造することができる。
上記プレス成形品の製造方法では、ホットプレスにより被プレス部材30を成形する。上述の通り、本実施形態ではプレス成形中において被プレス部31における材料の流動を制御することができるため、材料が流動し易いホットプレスの場合でも狙いの増厚量を得ることができる。
(別の実施形態)
上記プレス成形品の製造方法では、第1金型10に押圧部14が設けられているが、第2金型20に押圧部が設けられてもよい。
上記プレス成形品の製造方法では、第1金型10に押圧部14が設けられているが、第2金型20に押圧部が設けられてもよい。
図12は、本発明に係る別の実施形態であって、プレス成形品の製造方法に使用されるプレス成形装置の構成図である。別の実施形態は、第1金型10に押圧部が設けられず、第2金型20に押圧部29が設けられている点で上記実施形態と異なっており、その他の構成は上記実施形態と同じである。このため、別の実施形態の説明においては、上記実施形態と同じ部分には同じ符号を付し、それらの内容については詳しい説明を省略する。
図12に示されるように、第2金型20は、第1金型10の上側プレス成形面10Aに対向する波状の下側プレス成形面20Aを有する。第2金型20は、第2金型中央部21と、第2金型中央部21と別体に形成された第2金型周辺部22と、を有する。
第2金型中央部21は、水平面上に設置される支持部24と、支持部24の略中央から第1金型10に向かって上方に立設された成型部25と、成型部25の中央に配置された成型中央部28と、を有する。成型中央部28は、駆動部41により上下方向に移動可能に構成されている。
成型中央部28の成形面28Aには、第1金型10に向かって下方に凹む形状を有する押圧部29が設けられている。押圧部29は、成形面28Aの中央部分であって、その両側の部分よりも下方に凹んでいる。図13に示されるように、プレス成形中において、被プレス部31には、第1金型10に向かって凸状に屈曲する第2屈曲部31Bが形成されるが、押圧部29と第1金型10とによってプレスすることができる。
次に、被プレス部31をプレス成形する工程S20(図3)を、図12~図15を主に参照して説明する。図12~図15は、第1金型10を第2金型20に向かって下降させることによりプレス空間Sを縮小し、被プレス部31をプレス成形する過程を順に示している。この工程S20では、第1金型10を第2金型20に近づけてプレス空間Sを縮小することにより、被プレス部31の高さHが小さくなるように当該被プレス部31をプレス成形する。この工程S20では、図13に示されるように、角部31Gにより、被プレス部31に第1屈曲部31A及び第2屈曲部31Bを形成する屈曲工程S21(図3)と、図14に示されるように、第1屈曲部31Aを保持部20Bにより保持しつつ、第2屈曲部31Bをプレスして変形させる変形工程S22(図3)と、が順に実施される。
まず屈曲工程S21では、図12の状態において、第1金型10を駆動部40によって第2金型周辺部22側に下降させる。また、第2金型20の成型中央部28を駆動部41によって第1金型10側に上昇させる。これにより、成型中央部28が被プレス部31に当接する。そして、図13に示されるように、周辺部32,33が第1金型10と第2金型周辺部22とにより挟持されて固定される。これにより、周辺部32,33側への材料の流動が阻止される。
そして、図13に示されるように、プレス空間Sが縮小され、被プレス部31の高さHが徐々に小さくなる。被プレス部31の高さHが所定値以下になると、被プレス部31が角部31Gにより屈曲し、被プレス部31において第2金型20に向かって凸状に屈曲する一対の第1屈曲部31Aと、一対の第1屈曲部31Aの間の位置から第1金型10に向かって凸状に屈曲する第2屈曲部31Bと、が形成される。なお、角部31Gにより形成されるとは、角部31Gが存在することにより、角部31Gを起点として屈曲され形成されてもよく、角部31Gの間で屈曲され形成されてもよい。このとき、周辺部32,33が固定された状態で第1金型10が第2金型20に近づくに従い、保持部20Bと周辺部32,33との間の材料が保持部20B側に流動し、さらに保持部20Bから押圧部14に向かって流動する。これにより、第1屈曲部31Aは保持部20Bの凹溝内に嵌まり込むように膨出して位置固定され、第2屈曲部31Bは、第2金型20の成型中央部28により、第1金型10に対向するように上側に膨出する。
次に変形工程S22では、第1金型10を駆動部40により下降させ、第2金型20の成型中央部28を駆動部41により下降させて(ここで、成型中央部28の下降量は第1金型10の下降量より小さい)、図14に示されるように、第1屈曲部31Aを保持部20Bにより保持しつつ、第2金型20の成型中央部28の押圧部29と第1金型10により第2屈曲部31Bをプレスする。これにより、第2屈曲部31Bは下向きに曲がるように変形する。このとき、被プレス部31において材料の流動が生じるが、第1屈曲部31Aが保持部20Bにより保持されることにより、保持部20Bよりも外側(すなわち、周辺部32,33側)への材料の流動が抑制されて、被プレス部31の両側において過剰量の材料が偏在してしまうことが防止される。また、周辺部32,33の被プレス部31に接続された端部が第1金型10と第2金型周辺部22とによって挟持されていることにより、材料が周辺部32,33へ進入してしまうことも抑制される。被プレス部31の中央部分においても、第2屈曲部31Bが押圧部29によってプレスされることにより、過剰量の材料が偏在してしまうことが防止される。そして、図15に示されるように、被プレス部31の高さHがなくなるまで下降させた時点で第1金型10の移動が停止され、プレス成形が完了する。
以上のように、周辺部32,33側への材料の流動を阻止した状態で被プレス部31を高さ方向(すなわち、上下方向)にプレス成形することにより、被プレス部31は高さHの減少に応じて増厚される。これにより、被プレス部31の板厚が周辺部32,33の板厚よりも大きくなり、部分増厚されたプレス成形品が製造される。また、成形後の被プレス部31には、上側及び下側プレス成形面10A,20Aの凹凸面に沿った形状の凹凸領域が増厚と同時に形成される。このようにしてプレス成形が完了した後、第1金型10を駆動部40によって上昇させ、プレス成形品が取り出される。
上記別の実施形態では、被プレス部31を増厚に必要な線長が確保されるように曲がった形状に構成し、当該被プレス部31の高さHが小さくなるようにプレス成形することにより増厚部を形成することができる。このため、図2に示される比較例のように、平板状の被プレス部310にマイクロビード310Aを形成する場合に比べて増厚に必要な線長をより長く確保することが可能となり、増厚量が大きいプレス成形品を製造することができる。また被プレス部31のプレス成形中において、第1屈曲部31Aを第2金型20の保持部20Bにより保持しつつ、第1屈曲部31Aの間に設けられた第2屈曲部31Bは第2金型20の押圧部29によりプレスされる。これにより、被プレス部31の両側、あるいは、中央部に材料が偏在してしまうことが抑制される。このようにプレス成形中における材料の流動を制御することにより、狙いの増厚量を得ることが可能となり、またプレス成形品90における割れの起点となり得るような局所的な減肉を防ぐことができる。その結果、所望の形状のプレス成形品が適切に得られる。
上記別の実施形態では、プレス成形品の製造方法において、プレス成形する工程S20では、第1金型10を移動させることにより、被プレス部31において角部31Gにより第1屈曲部31A及び第2屈曲部31Bを形成した後、第2屈曲部31Bを第2金型20の押圧部29によりプレスして変形させる。より具体的には、屈曲工程S21では、第1金型10を下方に移動させ、第2金型20の成型中央部28を上方に移動させることにより、被プレス部31において角部31Gにより第1屈曲部31A及び第2屈曲部31Bを形成する。そして、変形工程S22では、第1金型10を下方に移動させることにより第2屈曲部31Bを押圧部29によりプレスして変形させる。これにより、押圧部29によって、第2屈曲部31Bの形成をより容易に行うことができ、また、第2屈曲部31Bをより確実にプレスすることができる。
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 プレス成形装置
10 第1金型
10A 上側プレス成形面
14 押圧部
20 第2金型
20A 下側プレス成形面
20B 保持部
29 押圧部
30 被プレス部材
31 被プレス部
31A 第1屈曲部
31B 第2屈曲部
31G 角部
31L 直線部
32 周辺部
33 周辺部
40 駆動部
90 プレス成形品
91 天板部
91A 凹凸領域
P1 接続部
P2 接続部
S プレス空間
T1 板厚
T2 板厚
10 第1金型
10A 上側プレス成形面
14 押圧部
20 第2金型
20A 下側プレス成形面
20B 保持部
29 押圧部
30 被プレス部材
31 被プレス部
31A 第1屈曲部
31B 第2屈曲部
31G 角部
31L 直線部
32 周辺部
33 周辺部
40 駆動部
90 プレス成形品
91 天板部
91A 凹凸領域
P1 接続部
P2 接続部
S プレス空間
T1 板厚
T2 板厚
Claims (6)
- 板状の被プレス部材に形成された曲がった形状の被プレス部をプレス成形することによりプレス成形品を製造する方法であって、
前記被プレス部に複数の角部を形成する工程と、
前記被プレス部に前記角部が形成された前記被プレス部材を第1金型と第2金型との間に配置する工程と、
前記第1金型と前記第2金型とを相対移動させて互いに近づけることにより、前記被プレス部の高さが小さくなるように前記被プレス部をプレス成形する工程と、を備え、
前記プレス成形する工程では、
前記被プレス部において前記第2金型に向かって凸状に屈曲する一対の第1屈曲部を前記角部により形成し、前記一対の第1屈曲部を前記第2金型において互いに離間するように設けられた溝状の一対の保持部により保持しつつ、前記被プレス部において前記一対の第1屈曲部の間の位置から前記第1金型に向かって凸状に屈曲する第2屈曲部を前記角部により形成し、前記第2屈曲部をプレスして変形させる、プレス成形品の製造方法。 - 前記プレス成形する工程では、前記被プレス部を増厚する、請求項1に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記プレス成形する工程では、成形後に前記被プレス部の高さがなくなるまで前記被プレス部をプレス成形する、請求項1に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記プレス成形する工程では、成形後の前記被プレス部が成形前よりも高さが小さい屈曲形状を有するように前記被プレス部をプレス成形する、請求項1に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記プレス成形する工程では、前記被プレス部材のうち前記被プレス部の周辺部を前記第1金型および前記第2金型により挟持する、請求項1に記載のプレス成形品の製造方法。
- ホットプレスにより前記被プレス部材を形成する、請求項1~5のいずれか1つに記載のプレス成形品の製造方法。
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