WO2021125293A1 - プレス成形品の製造方法およびプレス成形装置、プレス成形ライン - Google Patents

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WO2021125293A1
WO2021125293A1 PCT/JP2020/047274 JP2020047274W WO2021125293A1 WO 2021125293 A1 WO2021125293 A1 WO 2021125293A1 JP 2020047274 W JP2020047274 W JP 2020047274W WO 2021125293 A1 WO2021125293 A1 WO 2021125293A1
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die
press
ridge line
flange
punch
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PCT/JP2020/047274
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蒼馬 園部
聡 白神
高 有賀
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日本製鉄株式会社
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    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/26—Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
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    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing a press-molded product, a press-molding apparatus, and a press-molding line for manufacturing a press-molded product having a portion formed by elongation flange deformation.
  • FIG. 1 is a diagram showing a car body skeleton.
  • the component 81 of 2 may be fixed in a T shape.
  • the first component 80 has a first flange 82a and a second flange 82b extending in different directions from each other, and each of the first flange 82a and the second flange 82b is welded to the first flange 82a. It is joined to the component 81 of 2.
  • FIG. 1 is a diagram showing a car body skeleton.
  • the component 81 of 2 may be fixed in a T shape.
  • the first component 80 has a first flange 82a and a second flange 82b extending in different directions from each other, and each of the first flange 82a and the second flange 82b is welded to the first flange 82a. It is joined to the component 81 of 2.
  • FIG. 1 is a diagram showing a car body skeleton.
  • the first flange 82a and the second flange 82b are not continuously connected, but from the viewpoint of improving the collision performance and rigidity of the vehicle body, it looks like the portion surrounded by the broken line in FIG. It is preferable that the first flange 82a and the second flange 82b are continuously connected to each other.
  • the first flange 82a and the second flange 82b are continuously connected
  • the first flange 82a and the second flange 82b will be formed.
  • Tensile stress is generated in the third flange 82c existing between them, and tensile strain is generated during molding. That is, the third flange 82c is formed with so-called stretch flange deformation.
  • stretch flange portion A part having such a portion where the stretch flange is deformed (hereinafter, “stretch flange portion”) has a high degree of difficulty in molding, and the stretch flange portion is likely to have, for example, a crack at the tip of the flange.
  • the material of the part is a high-strength material such as a high-tensile material, the difficulty of molding accompanied by the elongation flange deformation becomes even higher.
  • Patent Document 1 describes a press molding method including a first molding step of molding an intermediate molded product and a second molding step of molding a product-shaped flange from the intermediate molded product. Is disclosed.
  • a first molding step of Patent Document 1 a chevron portion having a convex top plate side is formed on the flange surface of the intermediate molded product, and in the subsequent second molding step, the height of the flange is increased to form a flange having a product shape. Is being molded.
  • Patent Document 2 discloses that when the top plate portion is bent to form a flange, the top plate portion is pressed at a position away from the outer peripheral edge portion of the top plate portion, and the flange is formed in that state. ..
  • Patent Document 3 after providing a convex portion on a thin metal plate by overhang molding, wrinkles are generated on the plate surface at the base end of the convex portion by drawing processing, and then a hole portion is formed on the top surface of the convex portion by piercing processing. The method of doing so is disclosed.
  • Patent No. 5510533 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-100812 Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-0317773
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 when molding a flange having a product shape, it is necessary to process the blank so as to extend in the height direction of the flange in order to secure the height of the flange. The effect of suppressing tensile strain at the tip is small. In the molding method of Patent Document 3, wrinkles are generated at the base of the flange, so that the use as a part is limited. Therefore, for a part having an stretch flange portion, a new molding method for manufacturing the part while suppressing tensile strain is required.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to suppress tensile strain generated in a flange when a press-molded product having an elongated flange portion is manufactured.
  • the first aspect of the intermediate molded product having a first surface, a raised surface, and a first ridge line between the first surface and the raised surface.
  • the surface is constrained, and the raised surface is flange-formed by press-forming the second surface, the flange, and the second ridge line between the second surface and the flange.
  • the first ridge line is convexly curved and extends in the direction from the raised surface toward the first surface, and the second ridge line extends from the flange.
  • the convex direction of the first ridge line and the second ridge line in the cross section along the press direction that extends convexly curved in the direction toward the second surface and intersects the first ridge line.
  • the intersection with the straight line in the intermediate molded product which is on the same side of the convex direction of the second ridge line and on a straight line orthogonal to the second ridge line in the cross section along the press direction intersecting with the second ridge line.
  • the radius of curvature in the extending direction of the first ridge line in the above is larger than the radius of curvature in the extending direction of the second ridge line on the straight line after the flange molding, and the first
  • the angle formed by the second surface at the position corresponding to the first ridge line after the flange molding is larger than the angle formed by the raised surface adjacent to the ridge line and the first surface.
  • One aspect of the present disclosure comprises a punch, a die, and a pad, wherein the punch is provided between the punch vertical wall portion, the punch bottom surface portion, and between the punch vertical wall portion and the punch bottom surface portion.
  • the die includes a vertical wall portion of the die, a bottom surface portion of the die, and a shoulder ridge line portion of the die between the vertical wall portion of the die and the bottom surface portion of the die, and the pad is a pad vertical portion.
  • a wall portion, a pad bottom surface portion, and a pad ridge line portion between the pad vertical wall portion and the pad bottom surface portion are provided, and the pad ridge line portion faces the pad from the die when viewed in the pressing direction.
  • the die shoulder ridge portion is convexly curved and extending in the direction from the punch vertical wall portion to the die vertical wall portion.
  • the pad vertical wall portion is arranged adjacent to the die, and at the molding bottom dead point, the punch vertical wall portion and the die vertical wall portion are adjacent to each other facing each other, and at the molding bottom dead point, the punch bottom surface is formed.
  • the portion and the bottom surface portion of the die face each other and are adjacent to each other, and at the bottom dead point of molding, the bottom surface portion of the pad and the bottom surface portion of the punch are opposed to each other and are on a straight line orthogonal to the second ridge line.
  • the press forming apparatus has a radius of curvature in the extending direction of the pad ridge at the intersection with the straight line, which is larger than the radius of curvature in the extending direction of the die shoulder ridge on the straight line.
  • the preforming apparatus includes a preforming punch and a preforming die
  • the preforming punch comprises a preforming die.
  • the preformed punch vertical wall portion, the preformed punch bottom surface portion, and the preformed punch concave ridge portion between the preformed punch vertical wall portion and the preformed punch bottom surface portion are provided, and the preformed die is preformed.
  • a preformed die vertical wall portion, a preformed die bottom surface portion, and a preformed die shoulder ridge portion between the preformed die vertical wall portion and the preformed die bottom surface portion are provided, and when viewed in the pressing direction, the forming die has a vertical wall portion and a preformed die bottom surface portion.
  • the preformed die shoulder ridge portion extends so as to be convexly curved in the direction from the preformed punch vertical wall portion toward the preformed die vertical wall portion, and at the molding bottom dead point, the preformed punch vertical wall portion. And the vertical wall portion of the preformed die are opposed to each other, and at the bottom dead point of molding, the bottom surface portion of the preformed punch and the bottom surface portion of the preformed die are adjacent to each other, and the die shoulder of the press molding apparatus.
  • the radius of curvature in the extending direction of the preformed die shoulder ridge at the intersection of the straight line orthogonal to the ridge and intersecting the preformed die shoulder ridge of the preforming apparatus is the die shoulder ridge on the straight line.
  • the angle formed by the bottom surface of the die adjacent to the pad ridge and the bottom surface of the pad from the angle formed by the vertical wall of the preformed die adjacent to the shoulder ridge of the preformed die and the bottom surface of the preformed die. Is a larger press molding line.
  • FIG. 11 shows the arrangement example of the preforming apparatus and the press forming apparatus of a press forming line. It is a figure which shows the structural example of the preforming apparatus in the preforming process. It is a figure which shows the punch (premolding punch) of the preforming apparatus. It is a figure which shows the cross section of the preforming apparatus in the press direction. It is a figure which shows the molding process of an intermediate molded article in a premolding process. It is a figure which shows the AA cross section in FIG. 5 (b). The alternate long and short dash line in FIG. 11 shows the shape of the press-molded product after the flange molding step. It is a figure for demonstrating each molding part of a premolding apparatus.
  • the hatching showing the cross section is omitted. It is a figure which shows the structural example of the press forming apparatus in a flange forming process. It is a figure which shows the punch of the press molding apparatus. It is a figure which shows the cross section in the press direction of a press molding apparatus. It is a figure which shows the molding process of the press-molded article in the flange molding process. It is a figure which shows the BB cross section in FIG. 5C.
  • the alternate long and short dash line in FIG. 17 shows the shape of the intermediate molded product after the preforming step. It is a figure for demonstrating each molding part of a press molding apparatus. In this figure, the hatching showing the cross section is omitted.
  • FIG. 1 It is a top view of the intermediate molded product. It is a top view which shows each molding part of the preforming apparatus schematically. It is a figure which shows the part shape in the manufacturing process of the press-molded article which has the extension flange part which concerns on another embodiment of this invention.
  • A is the shape of the blank
  • (b) is the shape of the intermediate molded product after the preforming process
  • (c) is the shape of the press-molded product after the trim process
  • (d) is the shape of the press-molded product after the flange molding process. Shows the shape.
  • FIG. It is a figure which shows the distribution of the plate thickness change of the press-molded article after the flange forming process in Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the distribution of the plate thickness change of the press-molded article after the flange forming process in Example 2.
  • FIG. It is a figure which shows the magnitude of the circumferential strain in the horizontal position from the flange.
  • R3 / R2 are different.
  • the press-molded product 1 includes a flat plate-shaped surface (second surface) 2, a flange 3 that is bent and extends in a direction in which a part of the surface 2 intersects the surface 2 (upper in the drawing). It has a ridge line (second ridge line) 4 that connects the surface 2 and the flange 3.
  • the flange 3 is formed by bending a part of the edge of the flat surface 2 upward by press molding.
  • the ridge line 4 exists continuously between the surface 2 and the flange 3.
  • the flange 3 is curved so as to be convex inward of the surface 2 in a plan view of the surface 2 when viewed from the plate thickness direction, and the flange 3 is deformed during molding. In the present embodiment, it is intermediate between the preforming step of molding the intermediate molded product 11 as shown in FIG. 5 (b) from the flat plate-shaped blank 10 having the curved notch portion 10a as shown in FIG. 5 (a).
  • the press-molded product 1 is manufactured from the molded product 11 through a flange molding step of molding the flange 3 as shown in FIG. 5 (c).
  • both sides of the notch portion 10a are not connected, but the notch portion 10a may be annular. That is, the notch portion 10a may be a hole.
  • the notch portion 10a may be only the portion represented in FIG. 5, or a similar structure may be outside the description of the drawing centering on the inner corner of FIG. The same applies to FIGS. 13, 14, 19, 20, 20, 21, 23, 24, and 25, which will be described later.
  • the material of the blank 10 is not particularly limited, and for example, a metal plate such as a steel plate, an aluminum alloy plate, or a magnesium alloy plate can be adopted.
  • a portion including a flat plate-shaped first surface 12 and a notch portion 10a of the blank 10 is raised upward in the drawing. It has a raised surface 13 which is a raised surface with respect to the first surface 12 and a first ridge line 14 located between the first surface 12 and the raised surface 13. ing.
  • the first ridge line 14 is convexly curved and extends in the direction from the raised surface 13 toward the first surface 12.
  • the plan view is expressed as a plan view viewed in the press direction, but the meaning is the same in the plan view viewed in the plate thickness direction of the first surface 12.
  • the raised surface 13 is formed by pressing the blank 10.
  • Such an intermediate molded product 11 is manufactured using, for example, the preforming apparatus 30 of the press molding line 20 as shown in FIG.
  • the press molding line 20 includes a preforming device 30 for molding the intermediate molded product 11 from the blank 10 and a press molding device 40 for molding the press molded product 1 from the intermediate molded product 11.
  • the preforming apparatus 30 and the press forming apparatus 40 are arranged close to each other, and press forming is continuously performed on the blank 10.
  • the preforming apparatus 30 and the press forming apparatus 40 may be provided at positions separated from each other. In such a case, for example, the intermediate molded product 11 molded by the preforming apparatus 30 is temporarily stored, and the intermediate molded product 11 stored after the inventory of the intermediate molded product 11 reaches a predetermined amount is put together.
  • the product is conveyed to the press molding apparatus 40, and the press molding apparatus 40 performs press molding one by one for each intermediate molded product 11.
  • FIGS. 7 to 9 are diagrams showing a configuration example of the preforming apparatus 30 according to the present embodiment. Note that FIG. 7 shows only the lower surface shape of the preformed die 33. Further, FIGS. 7 and 8 show only the shape of the upper surface of the preformed punch 31. The upper surface of the preforming punch 31 and the lower surface of the preforming die 33 are press surfaces (molded portions) for forming the intermediate molded product 11 from the blank 10.
  • the preforming apparatus 30 of the present embodiment includes a preforming punch 31, a preforming pad 32, and a preforming die 33.
  • the preformed punch 31 has a preformed punch bottom surface portion 31a, a preformed punch top surface portion 31b located at a height different from that of the preformed punch bottom surface portion 31a (in this form, above the preforming punch bottom surface portion 31a), and a preformed punch top surface portion 31b. It has a punch inclined surface 31c that connects the forming punch bottom surface portion 31a and the preforming punch top surface portion 31b.
  • the bottom surface portion 31a of the preformed punch 31 and the top surface portion 31b of the preformed punch of the preformed punch 31 of the present embodiment are parallel to each other, but may not be parallel to each other.
  • a part of the preformed punch inclined surface 31c is a preformed punch vertical wall portion 31c'having a curvature like the side surface of a truncated cone.
  • the preformed punch vertical wall portion 31c' has a curved shape that is convex in the direction from the preformed punch top surface portion 31b to the preforming punch bottom surface portion 31a in a plan view in the pressing direction. That is, the surface of the preformed punch vertical wall portion 31c'is curved convexly.
  • a concave ridge line portion 31d is formed between the preformed punch vertical wall portion 31c'of the preformed punch inclined surface 31c and the preformed punch bottom surface portion.
  • the concave ridge line portion 31d has a curved shape that is convex in the direction from the preformed punch top surface portion 31b to the preformed punch bottom surface portion 31a in a plan view in the pressing direction.
  • the preformed pad 32 is configured to be able to move up and down at a position facing the top surface portion 31b of the preformed punch 31 of the preformed punch 31.
  • the preforming die 33 has a preformed die bottom surface 33a facing the preforming punch bottom surface 31a of the preforming punch 31 and a preforming die inclined surface 33b facing the preforming punch inclined surface 31c of the preforming punch 31. Have. Similar to the preformed punch vertical wall portion 31c'of the preformed punch inclined surface 31c, a part of the preformed die inclined surface 33b is a preformed die vertical wall portion 33b' having a curvature.
  • the vertical wall portion 33b'of the preforming die has a curved shape that is convex in the direction from the inclined surface 33b of the preforming die toward the bottom surface portion 33a of the preforming die in a plan view in the pressing direction. That is, the surface of the preformed die vertical wall portion 33b'is curved convexly.
  • a premolded die shoulder ridge 33c is formed between the preformed die vertical wall portion 33b'and the preformed die bottom surface portion 33a of the preformed die inclined surface 33b.
  • the preformed die shoulder ridge 33c has a curved shape that is convex in the direction from the preformed die inclined surface 33b toward the preformed die bottom surface 33a in a plan view in the pressing direction.
  • the preforming die 33 is configured to be able to move up and down on the side of the preforming pad 32.
  • the configuration of the preforming apparatus 30 is appropriately changed according to the product shape of the press-molded product 1, and the processing method that can be adopted is also appropriately changed according to the product shape of the press-molded product 1.
  • the blank 10 around the notch 10a is pressed by the preforming pad 32, and the preforming die 33 is pressed in that state. Lower.
  • the periphery of the notch portion 10a of the blank 10 is sandwiched between the top surface portion 31b of the preforming punch and the lower surface of the preforming pad 32 to form an upper surface of the preforming punch 31.
  • the blank 10 can be placed between the lower surfaces of the premolded die 33.
  • the blank 10 is arranged between the upper surface of the preforming punch 31 and the lower surface of the preforming die 33, and the preforming die 33 is lowered as shown in FIG. 10B.
  • the preforming punch vertical wall portion 31c'and the preforming die vertical wall portion 33b' are adjacent to each other, and the preforming punch bottom surface portion 31a and the preforming die bottom surface are adjacent to each other.
  • the portions 33a face each other and are adjacent to each other.
  • the shoulder ridge portion 33c and the concave ridge portion 31d of the preforming die are formed in the preformed punch vertical wall portion 31c'in a plan view in the pressing direction.
  • the preformed die is in a state of being convexly curved and extending in the direction toward the vertical wall portion 33b'.
  • the preforming die 33 descends to the bottom dead center of molding, it is press-molded by the preforming punch vertical wall portion 31c'of the preforming punch 31 and the preforming die vertical wall portion 33b'of the preforming die 33, and the blank 10 is formed.
  • a part of the region has a raised shape as shown in FIG. 10 (b), and an intermediate molded product 11 having a first surface 12, a raised surface 13, and a first ridge line 14 is formed as shown in FIG. Will be done.
  • the raised surface 13 is formed by partially bending the flat plate-shaped first surface 12 upward by press molding in the preforming step.
  • the first ridge line 14 is continuously present between the first surface 12 and the raised surface 13.
  • the first ridge line 14 extends in a curved shape that is convexly curved in the direction from the raised surface 13 to the first surface 12. Further, in the cross section in the pressing direction intersecting the first ridge line 14, the first ridge line 14 projects diagonally downward (indicated by an arrow e in FIG. 11).
  • the height of the raised surface 13 is the height in the plate thickness direction of the first surface from the first surface 12.
  • the preforming device 30 is as shown in FIG.
  • the first surface forming portion 35 which is a portion for forming the first surface 12 of the intermediate molded product 11, and the portion for forming the raised surface of the intermediate molded product 11 which is raised with respect to the first surface forming portion 35.
  • the first ridge line forming portion 37 which is a portion for forming the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11, which connects the raised surface forming portion 36, the first surface forming portion 35, and the raised surface forming portion 36. And have.
  • the first surface forming portion 35 is between the preforming punch bottom surface portion 31a of the preforming punch 31 and the preforming die bottom surface portion 33a of the preforming pad 32.
  • the raised surface forming portion 36 is formed between the preforming punch vertical wall portion 31c'of the preforming punch 31 and the preforming die vertical wall portion 33b'of the preforming pad 32.
  • the first ridge line forming portion 37 is between the concave ridge line portion 31d of the preforming punch 31 and the shoulder ridge line portion 33c of the preforming die of the preforming die 33.
  • the first surface 12 in which a part of the edge adjacent to the first ridge line 14 as shown in FIG. 5B is curved inward of the first surface 12 is formed by the first surface forming portion 35.
  • the first surface forming portion 35 has a portion of the edge adjacent to the first ridge forming portion 37 that is curved inward of the first surface forming portion 35, and is raised.
  • the surface forming portion 36 is provided adjacent to the curved portion of the first surface forming portion 35. That is, there is a first ridge line forming portion 37 between the raised surface forming portion 36 and the first surface forming portion 35.
  • the raised surface 13 of the intermediate molded product 11 is molded so as to include the portion 15 that becomes the ridge line 4 in the subsequent flange molding step.
  • a portion that becomes the ridge line 4 in the subsequent flange forming step is referred to as a “ridge line corresponding portion 15” as a portion corresponding to the ridge line 4.
  • the raised surface 13 of the intermediate molded product 11 is molded so as to include the ridge line corresponding portion 15.
  • the position of the ridge line corresponding portion 15 changes according to the product shape of the press-molded product 1, the height of the flange 3, the intermediate product shape (shape of the raised surface 13 and the like), and the like.
  • the range to which the blank 10 is raised is appropriately changed according to the product shape of the press-molded product 1, the mold configuration, and the like. That is, the ratio of the first surface 12 to the raised surface 13 in the intermediate molded product 11 is appropriately changed according to the product shape, the mold configuration, and the like of the press molded product 1.
  • the press-molded product 1 manufactured in the flange molding step has a flat plate-shaped surface 2 (hereinafter, “second surface 2”) and a second surface 2 as described above. It has a flange 3 curved in the intersecting direction (upward) and a ridge line 4 (hereinafter, “second ridge line 4”) connecting the second surface 2 and the flange 3.
  • the second ridge line 4 is convexly curved and extends in the direction from the flange 3 toward the second surface 2.
  • the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11 is expanded and substantially disappears.
  • the first ridge line 14 may be crushed to become a mark of the first ridge line, or the angle formed by the first surface 12 and the deformed second surface 2 of the raised surface 13 becomes larger and the first Ridge line 14 may remain.
  • the trace (14) of the first ridgeline is shown in FIG. Even if the mark of the first ridge line is flat, it can be identified by, for example, polishing the surface of the molded product with a file or measuring the hardness to examine the work-hardened portion.
  • the intermediate molded product 11 is molded by the press molding apparatus 40 having the configurations shown in FIGS. 13 to 15, and the press molded product 1 is manufactured.
  • FIG. 13 shows only the shape of the lower surface of the die 43.
  • FIGS. 13 and 14 only the shape of the upper surface of the punch 41 is shown.
  • the upper surface of the punch 41 and the lower surface of the die 43 are press surfaces (molded portions) for molding the press-molded product 1 from the intermediate molded product 11.
  • the press molding apparatus 40 of the present embodiment includes a punch 41, a pad 42, and a die 43.
  • the punch 41 includes a punch bottom surface portion 41a, a punch top surface portion 41b located at a height different from the punch bottom surface portion 41a (in this embodiment, above the punch bottom surface portion 41a), a punch bottom surface portion 41a, and a punch top surface portion 41b. It has a punch vertical wall surface 41c to be connected.
  • the punch bottom surface portion 41a and the punch top surface portion 41b of the punch 41 of the present embodiment are parallel to each other, but may not be parallel to each other. Further, as shown in FIG.
  • a part of the punch vertical wall surface 41c is a punch vertical wall portion 41c'having a curvature like the side surface of a cylinder.
  • the punch vertical wall portion 41c' has a curved shape that is convex in the direction from the punch top surface portion 41b to the punch bottom surface portion 41a in a plan view in the pressing direction. That is, the surface of the punch vertical wall portion 41c'is curved convexly.
  • the punch concave ridge line portion 41d has a curved shape that is convex in the direction from the punch top surface portion 41b to the punch bottom surface portion 41a in a plan view in the pressing direction.
  • the pad 42 has a pad vertical wall surface 42a and a pad bottom surface portion 42b.
  • the lower surface of the pad 42 is the pad bottom surface portion 42b.
  • the pad vertical wall surface 42a is formed so as to face the die 43.
  • a part of the pad vertical wall surface 42a is a pad vertical wall portion 42a'having a curvature recessed from the die 43 toward the pad 42.
  • the pad vertical wall portion 42a' has a curved shape that is convex in the direction from the pad vertical wall surface 42a to the pad bottom surface portion 42b in a plan view seen in the press direction. Further, there is a pad ridge line portion 42c between the pad bottom surface portion 42b and the pad vertical wall portion 42a'.
  • the pad ridge line portion 42c has a curved shape that is convex in the direction from the die 43 toward the pad 42 in a plan view seen in the press direction.
  • the pad vertical wall portion 42a' is arranged adjacent to the die 43, and the pad 42 is configured to be able to move up and down at a position facing the punch bottom surface portion 41a of the punch 41.
  • the die 43 has a die bottom surface portion 43a facing the punch bottom surface portion 41a, a die top surface portion 43b facing the punch top surface portion 41b, and a die vertical wall surface 43c facing the punch vertical wall surface 41c. It is configured to be able to move up and down at a position between the wall surface 41c and the pad 42.
  • the die bottom surface portion 43a and the die top surface portion 43b of the die 43 of the present embodiment are parallel to each other, but may not be parallel to each other. Further, a part of the die vertical wall surface 43c is a die vertical wall portion 43c'having a curvature recessed toward the inside of the die 43.
  • the die vertical wall portion 43c' has a curved shape that is convex in the direction from the die top surface portion 43b to the die bottom surface portion 43a in a plan view seen in the press direction. Further, there is a die shoulder ridge line portion 43d between the die bottom surface portion 43a and the die vertical wall portion 43c'. Similarly, the die shoulder ridge portion 43d has a curved shape that is convex in the direction from the die top surface portion 43b to the die bottom surface portion 43a in a plan view seen in the press direction.
  • the configuration of the press molding apparatus 40 is appropriately changed according to the product shape of the press molded product 1, and the processing method that can be adopted is also appropriately changed according to the product shape of the press molded product 1.
  • the first surface 12 of the intermediate molded product 11 is pressed by the pad 42, and the die 43 is lowered in that state to lower the raised surface.
  • the raised surface 13 is processed so as to be pushed from the outside of the bending 13 toward the inside of the bending.
  • FIG. 16A by sandwiching the first surface 12 of the intermediate molded product 11 between the pad bottom surface portion 42b and the punch bottom surface portion 41a, the upper surface of the punch 41 and the lower surface of the die 43 are sandwiched.
  • An intermediate molded product 11 can be arranged between them.
  • the intermediate molded product 11 is arranged between the upper surface of the punch 41 and the lower surface of the die 43, and the die 43 is lowered as shown in FIG. 16 (b).
  • the punch vertical wall portion 41c'and the die vertical wall portion 43c' are opposed to each other, and the punch bottom surface portion 41a and the die bottom surface portion 43a are opposed to each other.
  • the pad bottom surface portion 42b and the punch bottom surface portion 41a face each other and are adjacent to each other.
  • the die shoulder ridge line portion 43d is directed from the punch vertical wall portion 41c'to the die vertical wall portion 43c' in a plan view in the pressing direction.
  • the pad ridge line portion 42c is convexly curved and extends in the direction from the die 43 toward the pad 42.
  • the intermediate molded product 11 is press-molded by the punch vertical wall portion 41c'of the punch 41 and the die vertical wall portion 43c'of the die 43 as the die 43 descends to the bottom dead center of molding.
  • a part of the raised surface 13 of the intermediate molded product 11 becomes a surface continuous with the first surface 12 of the intermediate molded product 11, and as the press molded product 1 as shown in FIG.
  • the second surface 2 of the above is formed.
  • the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11 may be expanded and disappear.
  • the ridge line 14 of the die 1 may remain without being completely expanded. Even if the ridgeline of the die 1 disappears, the trace of the ridgeline 14 of the die 1 may remain.
  • the material flows into the gap between the punch vertical wall portion 41c'of the punch 41 and the die vertical wall portion 43c' of the die 43, and as shown in FIG. 17, the ridgeline corresponding portion of the intermediate molded product 11 15 becomes the second ridge line 4, and the tip 13a of the raised surface 13 becomes the tip 3a of the flange 3, and the flange 3 is formed.
  • the first ridge line 4 is continuously present between the second surface 2 and the flange 3.
  • the second ridge line 4 extends in a curved shape that is convexly curved in the direction from the flange 3 toward the second surface 2.
  • the second ridge line 4 projects diagonally downward (indicated by an arrow f in FIG. 17). That is, in the cross section in the press direction intersecting the first ridge line 14 in the intermediate molded product 11, the direction in which the first ridge line 14 protrudes (indicated by an arrow e in FIG. 11) and the press molded product 1 In the cross section in the press direction intersecting the second ridge line 4, the direction in which the second ridge line 4 protrudes (indicated by an arrow f in FIG. 17) is the side of the same surface of the intermediate molded product 11 and the press molded product 1. Is.
  • the press-molding apparatus 40 is as shown in FIG.
  • a second surface-molded portion 45 which is a portion for molding the second surface 2 of the press-molded product 1
  • a flange-molded portion 46 which is a portion for molding the flange 3 of the press-molded product 1
  • It has a second ridge line forming portion 47, which is a portion for forming the ridge line 4 of 2.
  • the space between the punch bottom surface portion 41a of the punch 41 and the die bottom surface portion 43a of the die 43 becomes the second surface forming portion 45, and between the punch vertical wall portion 41c of the punch 41 and the die vertical wall portion 43c'of the die 43.
  • the flange forming portion 46, and the portion between the punch concave ridge line portion 41d of the punch 41 and the die shoulder ridge line portion 43d of the die 43 is the second ridge forming portion 47.
  • the second surface 2 having a part of the edge adjacent to the second ridge line curved inward and extending inward of the second surface 2 is a second surface forming portion.
  • the second surface forming portion 45 has a portion whose edge is partially curved inward of the second surface forming portion 45, and the flange forming portion 46 is the second. It is provided in the curved portion of the surface forming portion 45 of the above. Since the flange 3 of the press-molded product 1 is formed by the flange forming portion 46, the height H of the flange forming portion 46 (FIG. 18) may be equal to the height H of the flange 3 (FIG. 17). If the height of the molded portion 46 is equal to or higher than the height of the flange 3, there is no problem in the mold.
  • a part of the raised surface 13 of the intermediate molded product 11 becomes a surface continuous with the first surface 12 of the intermediate molded product 11, as shown in FIG.
  • the second surface 2 as the press-molded product 1 is molded.
  • the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11 may be expanded and the first ridge line 14 may be substantially eliminated.
  • the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11 does not need to be expanded into a perfect flat plate shape (180 °) in the press molded product 1.
  • the position corresponding to the first ridge line 14 is compared with the angle ( ⁇ 1) formed by the raised surface 13 and the first surface 12 existing adjacent to the above.
  • the angle between each other) ( ⁇ 2) should be larger.
  • the first ridge line 14 existing in the intermediate molded product may be a part of the second surface 2 in the press molded product 1 by being expanded in the flange molding step.
  • the first ridge line 14 between the first surface 12 and the second surface may maintain the shape of the ridge line in the extending direction, or may be a mark of the first ridge line 14.
  • the press-molded product 1 having the stretchable flange portion of the present embodiment is manufactured through the above steps.
  • the press-molded product 1 manufactured in this way has a small tensile strain generated at the tip of the flange 3. The reason is described below.
  • FIG. 19 is a view (top view) of the intermediate molded product 11 after the preforming process as viewed from the pressing direction. Note that FIG. 19 shows that the shape of the blank 10 can be compared with the press-molded product 1 after the flange molding step.
  • the first surface 12 and the raised surface appearing on the intermediate molded product 11 when the position of the blank 10 is fixed and the intermediate molded product 11 and the press molded product 1 are processed in this order from the same blank 10.
  • the positional relationship between the 13 and the first ridge line 14 and the second surface 2, the flange 3, and the second ridge line 4 appearing in the press-molded product 1 is shown in comparison.
  • the cutout portion 10a in the blank 10 and the second ridge line 4 in the press-molded product 1 are indicated by a two-dot chain line. Further, in the press-molded product 1 of the present embodiment, when the flange 3 has a shape extending in the direction perpendicular to the second surface 2 as shown in FIG. 17, the flange 3 is viewed in a plan view as shown in FIG. The position of and the position of the second ridge line 4 are substantially the same.
  • the first of the intermediate molded product 11 is used.
  • a straight line L that intersects the ridge line 14 of the above and is orthogonal to the second ridge line 4 of the press-molded product 1 is shown.
  • the radius of curvature R2 in the extending direction of is compared.
  • the circumferential strain ⁇ 1 generated at the tip of the flange 3 when the flange 3 is formed from the blank 10 in one step is expressed by the following equation.
  • the term "one step” means that the press-molded product 1 is press-molded from the blank 10 in one step.
  • the radius of curvature R + K in the plan view of the raised surface tip 13a of the intermediate molded product 11 is the notch portion 10a of the blank 10. It becomes larger than the radius of curvature R in the plan view of.
  • the circumferential strain ⁇ 2 generated at the tip of the flange 3 when the flange 3 is molded from the intermediate molded product 11 as in the present embodiment is expressed by the following equation.
  • "K" in the following equation is the difference between the radius of curvature of the tip 13a of the raised surface 13 and the radius of curvature of the notched portion 10a of the blank 10.
  • epsilon value of 2 molecules is smaller than the value of the amount corresponding epsilon 1 molecule of K
  • the denominator of the value of epsilon 2 is divided by epsilon 1 in the denominator of the value of K Will be larger than. That is, since ⁇ 2 is smaller than ⁇ 1 , the strain generated at the tip of the flange 3 is smaller when the flange 3 is formed by performing the preforming step as in the present embodiment.
  • the line length in the circumferential direction becomes short around the second ridge line 4 of the press-molded product 1. Therefore, the material is left over around the second ridge line 4 of the press-molded product 1, and the material tends to flow toward the tip end side of the flange 3 in the flange molding step. As a result, tensile strain at the tip of the flange 3 is suppressed.
  • the manufacturing method of performing the preforming step of molding the raised surface 13 as in the present embodiment it is possible to manufacture the press-molded product 1 having the stretched flange portion while suppressing the tensile strain of the tip portion of the flange 3. it can.
  • the difficulty of molding the press-molded product 1 having the stretch flange portion can be lowered, and the part can be molded into a desired shape even if the material of the part has higher strength.
  • the radius of curvature R1 in the plan view of the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11 (the intersection 14a with the straight line L in the intermediate molded product 11).
  • the radius of curvature R1 in the extending direction of the first ridge line 14 in the above is the radius of curvature R2 in the plan view of the second ridge line 4 of the press-formed product 1 (the straight line L in the press-formed product 1 after the flange forming step). It is necessary to perform press molding so as to be larger than the radius of curvature R2) in the extending direction of the second ridge line 4 at the intersection 4a.
  • the press forming line 20 has a radius of curvature R1 of the first ridge forming portion 37 of the preforming apparatus 30 when viewed in the pressing direction. It needs to be larger than the radius of curvature R2 of the second ridge line forming portion 47 of the press forming apparatus 40.
  • FIG. 20 is a plan view schematically showing the first surface forming portion 35, the raised surface forming portion 36, and the first ridge line forming portion 37 of the preforming apparatus 30.
  • the second surface forming portion 45, the flange forming portion 46, and the second ridge forming portion 47 of the press forming apparatus 40 are shown by the alternate long and short dash line at the corresponding portions.
  • the corresponding portion is a preliminaries for press-molding the intermediate molded product 11 when the intermediate molded product 11 press-molded by the preforming apparatus 30 is further press-molded by the press molding apparatus 40 to produce the press-molded product 1.
  • the flange 3 formed by the flange forming portion 46 has a shape extending in a direction perpendicular to the second surface 2, the flange is viewed in a plan view as shown in FIG.
  • the forming portion 46 and the second ridge line forming portion 47 are substantially at the same position.
  • the first ridge line forming portion 37 is formed between the concave ridge line portion 31d of the preforming punch 31 and the shoulder ridge line portion 33c of the preforming die of the preforming die 33.
  • the second ridge line forming portion 47 is formed between the punch concave ridge line portion 41d of the punch 41 and the die shoulder ridge line portion 43d of the die 43.
  • the first ridge line forming portion 37 (concave ridge line portion 31d of the preforming punch 31 and the preforming die shoulder ridge line portion 33c of the preforming die 33) and the second ridge forming portion 47 (punch concave portion of the punch 41).
  • the preformed die shoulder ridge line portion 33c (concave ridge line portion 31d) intersects with the preformed die shoulder ridge line portion 33c (concave ridge line portion 31d) as in FIG.
  • the second ridge line forming portion 47 is a portion for forming the second ridge line 4 of the press-molded product 1, and the radius of curvature R2'in the extending direction of the die shoulder ridge line portion 43d (punch concave ridge line portion 41d). Inevitably corresponds to the radius of curvature R2 in the plan view of the second ridge line 4 of the press-molded product 1 when viewed from the press direction during press molding.
  • the first ridge line forming portion 37 is a portion for forming the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11, and the radius of curvature R1'in the extending direction of the preformed die shoulder ridge line portion 33c (concave ridge line portion 31d).
  • the radius of curvature R1 in the plan view of the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11 corresponds to the radius of curvature R1 in the plan view of the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11. Therefore, similarly to the above, in order to obtain the effect of suppressing tensile strain at the tip of the flange 3, the radius of curvature R1'in the extending direction of the preformed die shoulder ridge 33c (concave ridge 31d) is set to the die shoulder ridge. It is necessary to be larger than the radius of curvature R2'in the extending direction of the portion 43d (punch concave ridge line portion 41d).
  • the first surface 12 of the intermediate molded article 11 is pressed by the pad 42, and the die 43 is lowered in that state.
  • the raised surface 13 is processed so as to be pushed in from the bending outer side to the bending inner side of the raised surface 13.
  • the pad bottom surface portion 42b of the pad 42 may be brought into close contact with the first ridge line 14 on the first surface 12 of the intermediate molded product 11 as close as possible.
  • the press-molded product with high processing accuracy by lowering the die 43 while being restrained by the pad bottom surface portion 42b of the pad 42 to a position as close as possible to the first ridge line 14 on the first surface 12 of the intermediate molded product 11. 1 can be press-molded.
  • the pad from the die 43 is viewed in a plan view in the pressing direction.
  • the radius of curvature of the pad ridge line portion 42c formed in a curved shape convex in the direction toward 42 may be the same as the radius of curvature R1 in the plan view of the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11. Since the radius of curvature of the pad ridge 42c in the plan view from the pressing direction is R1, the first surface 12 of the intermediate molded product 11 is moved to the position closest to the first ridge 14 to the pad bottom surface of the pad 42.
  • the radius of curvature of the pad ridge line portion 42c in the extending direction is further increased than that of R1, and when the die 43 is lowered, the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11 is crushed by the die bottom surface portion 43a of the die 43. You may. Even in that case, the relationship that the radius of curvature of the pad ridge portion 42c in the extending direction is larger than the radius of curvature of the die shoulder ridge portion 43d in the extending direction is maintained on the straight line orthogonal to the die shoulder ridge portion.
  • the preforming device 30 and the press molding device 40 are different devices and the intermediate molded product is not always conveyed between the devices without changing the orientation, the first intermediate molded product appears in the intermediate molded product 11. It is conceivable that the positional relationship between the surface 12, the raised surface 13, and the first ridge line 14 and the second surface 2, the flange 3, and the second ridge line 4 appearing on the press-molded product 1 may be displaced. .. Considering this case, the average value of the radius of curvature of the pad ridge portion 42c in the extending direction may be larger than the average value of the average value of the radius of curvature of the die shoulder ridge portion 43d in the extending direction.
  • the radius of curvature of the pad ridge line portion 42c formed in a curved shape convex in the direction from the die 43 toward the pad 42 is measured at a plurality of locations (for example, 10 locations) at equal intervals.
  • the average value of eight measured values excluding the highest value and the lowest value can be used as the radius of curvature of the pad ridge portion 42c.
  • the radius of curvature of the die shoulder ridge line portion 43d formed in a convex curved shape in the direction from the die top surface portion 43b toward the die bottom surface portion 43a is formed at a plurality of locations (at equal intervals).
  • 10 points can be measured, and the average value of 8 measured values excluding the highest value and the lowest value can be used as the radius of curvature of the die shoulder ridge portion 43d.
  • the average value of the radius of curvature of the pad ridge portion 42c measured in this way may be larger than the average value of the radius of curvature of the die shoulder ridge portion 43d.
  • the height h (FIG. 12) of the raised surface forming portion 36 in the preforming apparatus 30 is preferably a height equal to or higher than the height H (FIG. 18) of the flange forming portion 46 in the press forming apparatus 40.
  • the first surface 12 in the vicinity of the raised surface 13 is less likely to float, and molding can be performed in a more stable posture.
  • the "height h of the raised surface forming portion 36" is perpendicular to the first surface forming portion 35 from the position corresponding to the second ridge forming portion 47 of the press forming apparatus 40 in the preforming apparatus 30. It is the length up to the raised surface forming portion 36 in the above direction.
  • the positions for setting the objects to be molded are predetermined respectively, so that the objects to be molded in the preforming apparatus 30 and the press forming apparatus 40 are formed. From the comparison of the set positions of the molded products, the position corresponding to the second ridge line forming portion 47 of the press forming apparatus 40 in the preforming apparatus 30 is uniquely determined.
  • the length L1 (FIG. 12) of the preforming apparatus 30 from the first ridge forming portion 37 to the tip 36a of the raised surface forming portion 36 is the first ridge forming portion of the preforming apparatus 30 in the press forming apparatus 40.
  • the length from the position corresponding to 37 to the tip 46a of the flange forming portion 46 is preferably 1.00 to 1.05 times the length L2 (FIG. 18).
  • the length of the intermediate molded product 11 from the first ridge line 14 to the tip 13a of the raised surface 13 is the flange 3 from the position corresponding to the first ridge line 14 of the intermediate molded product 11 in the press molded product 1.
  • the length up to the tip 3a of the above is 1.00 to 1.05 times. This makes it easier to suppress the occurrence of wrinkles at the base of the flange 3.
  • the length L1 is more preferably 1.04 times or less than the length L2, and further preferably 1.03 times or less.
  • the positions for setting the objects to be molded are predetermined respectively, so that the objects to be molded in the preforming apparatus 30 and the press forming apparatus 40 are formed.
  • the position of the tip 36a of the raised surface forming portion 36 in the preforming apparatus 30 and the position corresponding to the first ridge forming portion 37 of the preforming apparatus 30 in the press forming apparatus 40 are unique. It is decided.
  • the radius of curvature R3 in the above is preferably 1.29 times or less the radius of curvature R2 in a plan view of the second ridge forming portion 47 of the press forming apparatus 40.
  • the press molding is performed so that the radius of curvature of the ridge line corresponding portion 15 of the intermediate molded product 11 in a plan view is 1.29 times or less of the radius of curvature of the second ridge line 4 of the press molded product 1 in a plan view. Is preferable.
  • the radius of curvature R3 is more preferably 1.28 times or less the radius of curvature R2.
  • the preferable lower limit of the ratio of R3 and R2 is not particularly limited because it differs depending on the product shape of the press-molded product 1, but the radius of curvature R3 is set to, for example, 1.00 times or more the radius of curvature R2.
  • the preforming apparatus 30 and the press forming apparatus 40 since the positions for setting the objects to be molded (blank 10 or the intermediate molded article 11) are predetermined respectively, the objects to be molded in the preforming apparatus 30 and the press forming apparatus 40 are formed. From the comparison of the set positions of the molded products, the position 36b for molding the ridge line corresponding portion 15 of the intermediate molded product 11 in the raised surface molding portion 36 of the preforming apparatus 30 is uniquely determined.
  • the raised surface 13 of the intermediate molded product 11 is the first.
  • An example is shown in which the area between the ridge line 14 and the ridge line corresponding portion 15 has a substantially linear shape.
  • the raised surface 13 of the intermediate molded product 11 is formed so as to have a curve that is convex toward the preformed punch 31 (convex toward the press direction). You may. That is, a curved surface that is convex toward the preformed punch 31 may be formed on the raised surface 13.
  • the raised surface 13 may have a curved surface whose slope becomes steeper as the distance from the first surface increases.
  • the second surface 2 of the press molded product 1 is bent in the flange forming step. It may occur.
  • the curved notch portion 10a is provided as the initial shape of the blank 10, but the blank 10 is not provided with the notch portion 10a as shown in FIG. 21 (a).
  • the flange 3 can be formed while suppressing tensile strain.
  • a trim step is provided between the preforming step and the flange forming step.
  • the manufacturing method of the press-molded product 1 is as follows.
  • the raised surface 13 as shown in FIG. 21B is molded by the preforming step in the same manner as in the above embodiment to manufacture the first intermediate molded product 11a.
  • the tip portion of the raised surface 13 is based on the product height of the flange 3 so that the flange 3 having a predetermined height can be obtained in the subsequent flange forming step by the trim step. Is cut to produce a second intermediate molded product 11b.
  • the flange 3 as shown in FIG. 21 (d) is molded from the second intermediate molded product 11b to produce the press-molded product 1 having the stretched flange portion.
  • the method for manufacturing the press-molded article 1 having the stretch flange portion is not limited to the method described in the above embodiment.
  • the tip of the raised surface 13 of the intermediate molded product 11 is placed between the preforming apparatus 30 and the press forming apparatus 40 of the press forming line 20.
  • a cutting machine 50 for cutting is provided.
  • the configuration of the cutting machine 50 is not particularly limited as long as the tip of the raised surface 13 can be cut, but the tip of the raised surface 13 is sheared by, for example, a third press die (not shown). obtain.
  • the intermediate molded product 11 shown in FIG. 5 (b) and the press molded product 1 shown in FIG. 5 (c) are press-molded in this order.
  • the shapes of the intermediate molded product 11 and the press molded product 1 shown in the figure are both examples.
  • an intermediate molded product is molded into the shape of the press-molded product 1 shown in FIG. 5 (c), and bending molding is performed along the dotted line X shown in FIG. 4, as shown in FIG.
  • the present invention is also applied to such a case of forming a joint 82 in which the first flange 82a and the second flange 82b are continuously connected.
  • ⁇ Simulation (1)> A molding simulation of a part having an elongated flange portion was carried out.
  • a hot-dip galvanized steel sheet with a yield point of 510 MPa, tensile strength: 821 MPa, and elongation: 22% is assumed as a blank.
  • the condition is to mold.
  • PAM-STAMP is used as the analysis solver, and the mesh size of the blank is 1 mm x 1 mm.
  • the flange is molded by each of the conventional molding method (Comparative Example 1) and the molding method of the present invention example (Example 1, Example 2).
  • the molding method of Comparative Example 1 is a method of molding a flange in one step from a blank having a curved notch.
  • the molding method of Example 1 is a method of molding an intermediate molded product having a raised surface in the preforming step on the same blank as in Comparative Example 1, and molding a flange from the intermediate molded product in the flange molding step.
  • a first intermediate molded product having a raised surface is molded in a premolding step on a blank having no notch, and the tip of the raised surface is cut in a trim step to form a second intermediate molded product.
  • This is a method of molding the intermediate molded product of No. 1 and molding the flange from the second intermediate molded product in the flange molding step.
  • the intermediate molded product 11 is molded so that the radius of curvature R1 (FIG. 19) of the first ridge line 14 in the plan view is larger than the radius of curvature R2 of the second ridge line 4. .. Table 1 below shows the shape of parts for each process in each of the examples and comparative examples.
  • FIG. 23 to 25 are diagrams showing the distribution of changes in the plate thickness of the parts after flange molding with respect to the plate thickness of the blank.
  • FIG. 23 is Comparative Example 1
  • FIG. 24 is Example 1
  • FIG. 25 is Example 2. The result is shown.
  • the plate thickness reduction rate at the tip of the flange is large, and a large stretch flange deformation occurs at the tip.
  • the plate thickness reduction rate at the tip of the flange is smaller than that of the comparative example 1, and the elongation flange deformation is suppressed. You can see that.
  • FIG. 26 is a diagram showing the magnitude of the circumferential strain at the horizontal position from the flange.
  • a positive value indicates a tensile strain and a negative value indicates a compressive strain.
  • the result of FIG. 26 shows, in Example 1 and Example 2, the tensile strain at the flange is suppressed as compared with Comparative Example 1.
  • ⁇ Simulation (2)> A molding simulation was carried out using a plurality of analysis models having different ratios (L1 / L2) between the length L1 of the preforming apparatus 30 shown in FIG. 12 and the length L2 of the press forming apparatus 40 shown in FIG. ..
  • the simulation conditions for the blank material, final shape, analysis solver, etc. are the same as in the above-mentioned simulation (1).
  • the simulation result is shown in FIG. 27.
  • the presence or absence of wrinkles at the flange root is estimated from the plate thickness increase rate using the plate thickness increase rate at the flange root as an evaluation index. If the rate of increase in the thickness of the flange root with respect to the blank plate thickness exceeds 15%, too much material may be left in the vicinity of the flange root during flange molding, and wrinkles may occur at the flange root. As shown in FIG. 27, when L1 / L2 is 1.05 or less, the plate thickness increase rate is 15% or less, and wrinkles at the base of the flange can be suppressed. In any of the analysis models, the plate thickness reduction rate at the flange tip was smaller than the plate thickness reduction rate of Comparative Example 1 in simulation (1).
  • the press molding according to the present invention under the condition that L1 / L2 is 1.05 or less, the tensile strain at the tip of the flange can be suppressed and the wrinkles at the base of the flange can be suppressed.
  • ⁇ Simulation (3)> A molding simulation was carried out using a plurality of analysis models having different ratios (R3 / R2) between the radius of curvature R3 of the preforming apparatus 30 shown in FIG. 20 and the radius of curvature R2 of the press forming apparatus 40.
  • the simulation conditions for the blank material, final shape, analysis solver, etc. are the same as in the above-mentioned simulation (1).
  • the simulation results are shown in FIG. Also in this simulation, the presence or absence of wrinkles at the flange root is estimated from the plate thickness increase rate using the plate thickness increase rate at the flange root as an evaluation index. As shown in FIG. 28, when R3 / R2 is 1.29 or less, the plate thickness increase rate is 15% or less, and wrinkles at the base of the flange can be suppressed. In any of the analysis models, the plate thickness reduction rate at the flange tip was smaller than the plate thickness reduction rate of Comparative Example 1 in simulation (1).
  • the press molding according to the present invention under the condition that R3 / R2 is 1.29 or less, the tensile strain at the tip of the flange can be suppressed and the wrinkles at the base of the flange can be suppressed. Further, by performing the press molding according to the present invention under the conditions that L1 / L2 is 1.05 or less and R3 / R2 is 1.29 or less, the effect is further enhanced.
  • the raised surface 13 could be press-molded without causing it.
  • FIG. 29B when the raised surface 13 is formed into a curved line that becomes convex (convex upward) toward the preforming die 33, the second in the flange forming step. There was a risk of wrinkling on surface 2. It is desirable that the raised surface 13 of the intermediate molded product 11 has a substantially linear shape between the first ridge line 14 and the ridge line corresponding portion 15, or a curved surface that is convex in the pressing direction.
  • the present invention can be used for manufacturing a press-molded product having an elongated flange portion.

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Abstract

第１の面、隆起面、および、前記第１の面と前記隆起面との間にある第１の稜線を備えた中間成形品の前記第１の面を拘束すること、前記隆起面を、第２の面、フランジ、および、前記第２の面と前記フランジとの間にある第２の稜線にプレス成形するフランジ成形すること、を有し、前記プレス成形のプレス方向から見て、前記第１の稜線は、前記隆起面から前記第１の面に向かう方向に凸に湾曲して延在し、前記第２の稜線は、前記フランジから前記第２の面に向かう方向に凸に湾曲して延在し、前記第１の稜線と交差する前記プレス方向に沿った断面における、前記第１の稜線の凸方向と、前記第２の稜線と交差する前記プレス方向に沿った断面における、前記第２の稜線の凸方向が同じ側であり、前記第２の稜線に直交する直線上にある、前記中間成形品における、前記直線との交点での前記第１の稜線の延在方向の曲率半径は、前記フランジ成形工程後における、前記直線上の前記第２の稜線の延在方向の曲率半径より大きく、　前記中間成形品における、前記第１の稜線に隣接する前記隆起面と前記第１の面とのなす角度より、前記フランジ成形工程後における、前記第１の稜線に相当する位置での前記第２の面のなす角度が大きい、プレス成形品の製造方法。

Description

プレス成形品の製造方法およびプレス成形装置、プレス成形ライン
　本開示は、伸びフランジ変形によって成形された部分を有するプレス成形品を製造するプレス成形品の製造方法およびプレス成形装置、プレス成形ラインに関する。
　近年の燃費規制の厳格化により、自動車車体の軽量化が求められており、車体を構成する各部品についても同様に軽量化が求められている。しかしながら、部品の材料を単純に高強度で板厚が薄いものに置き換えるだけでは、剛性の低下が懸念されることから、材料の高強度化と共に部品の形状や構造の改良を行うことによって軽量化の要求に対応することが望ましい。
　図１は自動車の車体骨格を示す図である。自動車の車体骨格においては、例えばフロントサイドメンバーやリアサイドメンバー、クロスメンバー等の部品と他部品とが接合される箇所があり、その接合箇所においては、図２のように第１の部品８０と第２の部品８１とがＴ字状に固定されることがある。この例では、第１の部品８０は、互いに異なる方向に延びる第１のフランジ８２ａと第２のフランジ８２ｂを有しており、第１のフランジ８２ａと第２のフランジ８２ｂの各々は溶接によって第２の部品８１に接合されている。図２の例では、第１のフランジ８２ａと第２のフランジ８２ｂが連続的に繋がっていないが、車体の衝突性能および剛性向上の観点からは、図３中の破線で囲まれた部分のように第１のフランジ８２ａと第２のフランジ８２ｂが連続的に繋がっていることが好ましい。
　しかしながら、第１のフランジ８２ａと第２のフランジ８２ｂが連続的に繋がる形状の部品を製造する場合、ブランクを立ち上げるようにして成形を行うと、第１のフランジ８２ａと第２のフランジ８２ｂの間に存在する第３のフランジ８２ｃには引張応力が生じ、成形時に引張ひずみが生じる。すなわち、第３のフランジ８２ｃは、いわゆる伸びフランジ変形を伴って成形される。このような伸びフランジ変形が生じる部分（以下、“伸びフランジ部”）を有する部品は成形難易度が高くなり、伸びフランジ部においては例えばフランジの先端割れなどが発生しやすくなる。特に、部品の材料がハイテン材のような高強度のものである場合には、伸びフランジ変形を伴う成形の難易度はさらに高くなる。
　伸びフランジ部を有する部品の製造方法として、特許文献１には、中間成形品を成形する第１成形工程と、中間成形品から製品形状のフランジを成形する第２成形工程とを有するプレス成形方法が開示されている。特許文献１の第１成形工程では、中間成形品のフランジ面に天板部側が凸となる山形部を成形し、その後の第２成形工程で、フランジの高さを高くして製品形状のフランジを成形している。特許文献２には、天板部を折り曲げてフランジを成形する際に、天板部の外周縁部から離れた位置で天板部を押さえ、その状態でフランジを成形することが開示されている。特許文献３には、張り出し成形により金属薄板に凸部を設けた後、絞り加工により凸部基端の板面にシワを発生させ、その後、ピアス加工により凸部の頂面に孔部を形成する方法が開示されている。
特許第５５１０５３３号 特開２０１５－１００８１２号公報 特開平４－０３１７７３号公報
　特許文献１および特許文献２の成形方法では、製品形状のフランジを成形する際に、フランジの高さを確保するために、フランジの高さ方向にブランクを延ばすように加工する必要があり、フランジ先端部における引張ひずみの抑制効果は小さい。特許文献３の成形方法においては、フランジの根元部にシワが発生することから、部品としての用途が制限される。したがって、伸びフランジ部を有する部品においては、引張ひずみを抑えて部品を製造するための新たな成形方法が求められる。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、伸びフランジ部を有するプレス成形品を製造する際に、フランジに発生する引張ひずみを抑制することを目的とする。
　上記課題を解決する本開示の一態様は、第１の面、隆起面、および、前記第１の面と前記隆起面との間にある第１の稜線を備えた中間成形品の前記第１の面を拘束すること、前記隆起面を、第２の面、フランジ、および、前記第２の面と前記フランジとの間にある第２の稜線にプレス成形するフランジ成形すること、を有し、前記プレス成形のプレス方向から見て、前記第１の稜線は、前記隆起面から前記第１の面に向かう方向に凸に湾曲して延在し、前記第２の稜線は、前記フランジから前記第２の面に向かう方向に凸に湾曲して延在し、前記第１の稜線と交差する前記プレス方向に沿った断面における、前記第１の稜線の凸方向と、前記第２の稜線と交差する前記プレス方向に沿った断面における、前記第２の稜線の凸方向が同じ側であり、前記第２の稜線に直交する直線上にある、前記中間成形品における、前記直線との交点での前記第１の稜線の延在方向の曲率半径は、前記フランジ成形後における、前記直線上の前記第２の稜線の延在方向の曲率半径より大きく、前記中間成形品における、前記第１の稜線に隣接する前記隆起面と前記第１の面とのなす角度より、前記フランジ成形後における、前記第１の稜線に相当する位置での前記第２の面のなす角度が大きい、プレス成形品の製造方法である。
　別の観点による本開示の一態様は、パンチ、ダイ、および、パッドを備え、前記パンチは、パンチ縦壁部、パンチ底面部、および、前記パンチ縦壁部と前記パンチ底面部との間にある凹稜線部を備え、前記ダイは、ダイ縦壁部、ダイ底面部、および、前記ダイ縦壁部と前記ダイ底面部との間にあるダイ肩稜線部を備え、前記パッドは、パッド縦壁部、パッド底面部、および、前記パッド縦壁部と前記パッド底面部の間にあるパッド稜線部を備え、プレス方向に見た状態において、前記パッド稜線部は、前記ダイから前記パッドに向かう方向に凸に湾曲して延在し、プレス方向に見た状態において、前記ダイ肩稜線部は、前記パンチ縦壁部から前記ダイ縦壁部に向かう方向に凸に湾曲して延在し、前記パッド縦壁部は、前記ダイに隣接して配置され、成形下死点において、前記パンチ縦壁部と前記ダイ縦壁部とが対向して隣接し、成形下死点において、前記パンチ底面部と前記ダイ底面部とが対向して隣接し、成形下死点において、前記パッド底面部と前記パンチ底面部とが対向して隣接し、前記第２の稜線に直交する直線上にある、前記直線との交点での前記パッド稜線部の延在方向の曲率半径は、前記直線上の前記ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径より大きい、プレス成形装置である。
　また、さらに別の観点による本開示の一態様は、前記プレス成形装置と予成形装置とを備え、前記予成形装置は、予成形パンチ、および、予成形ダイを備え、前記予成形パンチは、予成形パンチ縦壁部、予成形パンチ底面部、および、前記予成形パンチ縦壁部と前記予成形パンチ底面部との間にある予成形パンチ凹稜線部を備え、前記予成形ダイは、予成形ダイ縦壁部、予成形ダイ底面部、および、前記予成形ダイ縦壁部と前記予成形ダイ底面部との間にある予成形ダイ肩稜線部を備え、プレス方向に見た状態において、前記予成形ダイ肩稜線部は、前記予成形パンチ縦壁部から前記予成形ダイ縦壁部に向かう方向に凸に湾曲して延在し、成形下死点において、前記予成形パンチ縦壁部と前記予成形ダイ縦壁部とが対向して隣接し、成形下死点において、前記予成形パンチ底面部と前記予成形ダイ底面部とが対向して隣接し、前記プレス成形装置のダイ肩稜線部と直交し、前記予成形装置の予成形ダイ肩稜線部と交差する直線との交点での前記予成形ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径は、前記直線上の前記ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径より大きく、前記予成形装置の前記予成形ダイの前記予成形ダイ肩稜線部および前記プレス成形装置のパッドの前記パッド稜線部と交差する前記プレス方向に沿った断面における、前記予成形ダイ肩稜線部に隣接する前記予成形ダイ縦壁部と前記予成形ダイ底面部のなす角より、前記パッド稜線部に隣接する前記ダイ底面部と前記パッド底面部のなす角の方が大きい、プレス成形ラインである。
　本開示によれば、伸びフランジ部を有するプレス成形品を製造する際に、フランジに発生する引張ひずみを抑制することができる。
自動車の車体骨格の一例を示す図である。 第１の部品と第２の部品の接合箇所における継手形状の一例を示す図である。 第１の部品と第２の部品の接合箇所における継手形状の一例を示す図である。 伸びフランジ部を有するプレス成形品の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係る伸びフランジ部を有するプレス成形品の製造過程における形状を示す図である。（ａ）はブランクの形状、（ｂ）は予成形工程後の中間成形品の形状、（ｃ）は成形加工後のプレス成形品の形状を示している。 プレス成形ラインの予成形装置とプレス成形装置の配置例を示す図である。 予成形工程における予成形装置の構成例を示す図である。 予成形装置のパンチ（予成形パンチ）を示す図である。 予成形装置のプレス方向の断面を示す図である。 予成形工程における中間成形品の成形過程を示す図である。 図５（ｂ）中のＡ－Ａ断面を示す図である。なお、図１１中の二点鎖線はフランジ成形工程後のプレス成形品の形状を示している。 予成形装置の各成形部を説明するための図である。本図では断面を示すハッチングの図示を省略している。 フランジ成形工程におけるプレス成形装置の構成例を示す図である。 プレス成形装置のパンチを示す図である。 プレス成形装置のプレス方向の断面を示す図である。 フランジ成形工程におけるプレス成形品の成形過程を示す図である。 図５（ｃ）中のＢ－Ｂ断面を示す図である。なお、図１７中の二点鎖線は予成形工程後の中間成形品の形状を示している。 プレス成形装置の各成形部を説明するための図である。本図では断面を示すハッチングの図示を省略している。 中間成形品の平面図である。 予成形装置の各成形部を模式的に示した平面図である。 本発明の別の実施形態に係る伸びフランジ部を有するプレス成形品の製造過程における部品形状を示す図である。（ａ）はブランクの形状、（ｂ）は予成形工程後の中間成形品の形状、（ｃ）はトリム工程後のプレス成形品の形状、（ｄ）はフランジ成形工程後のプレス成形品の形状を示している。 プレス成形ラインの配置例を示す図である。 比較例１におけるフランジ成形工程後のプレス成形品の板厚変化の分布を示す図である。 実施例１におけるフランジ成形工程後のプレス成形品の板厚変化の分布を示す図である。 実施例２におけるフランジ成形工程後のプレス成形品の板厚変化の分布を示す図である。 フランジからの水平方向位置における周方向ひずみの大きさを示す図である。 Ｌ１／Ｌ２が異なる解析モデルのシミュレーション結果を示す図である。 Ｒ３／Ｒ２が異なる解析モデルのシミュレーション結果を示す図である。 中間成形品の隆起面が、プレス方向に向かって凸となる曲面となるように形成された場合と、中間成形品の隆起面が、プレス方向と逆向きに向かって凸となる曲面となるように形成された場合の、プレス成形品の第２の面への影響の説明図である。
　以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　本実施形態においては、伸びフランジ部を有するプレス成形品の一例として図４のような形状のプレス成形品１を製造する方法について説明する。本プレス成形品１は、平板状の面（第２の面）２と、面２の一部が面２と交差する方向（図示では上方）に折り曲げられて延在しているフランジ３と、面２とフランジ３とを接続する稜線（第２の稜線）４を有している。平板状である面２の縁の一部がプレス成型により上方に折り曲げられることによりフランジ３が形成されている。面２とフランジ３との間に稜線４が連続して存在している。フランジ３は、面２の板厚方向から見た平面視において面２の内側に凸となるように湾曲しており、成形時には伸びフランジ変形が生じている。本実施形態においては、図５（ａ）のような曲線状の切欠き部１０ａを有する平板状のブランク１０から図５（ｂ）のような中間成形品１１を成形する予成形工程と、中間成形品１１から図５（ｃ）のようなフランジ３を成形するフランジ成形工程を経てプレス成形品１が製造される。図５では、切欠き部１０aの両側がつながっていないが、切欠き部１０aは環状でもよい。すなわち、切欠き部１０aは穴でもよい。言い換えると、切欠き部１０aは図５に表現された箇所のみであってもよいし、図５の奥の角を中心に同様の構造が図の描写の外側にあってもよい。後述の図１３、図１４、図１９、図２０、図２１、図２３、図２４、図２５も同様である。なお、ブランク１０の材料は、特に限定されず、例えば鋼板やアルミニウム合金板、マグネシウム合金板等の金属板が採用され得る。
＜予成形工程＞
　図５（ｂ）に示されるように予成形工程で製造される中間成形品１１は、平板形状の第１の面１２と、ブランク１０の切欠き部１０ａを含む部分を図中の上方に隆起させるように成形された、第１の面１２に対して隆起した面である隆起面１３と、第１の面１２と隆起面１３との間に位置する第１の稜線１４と、を有している。平面視において、第１の稜線１４は、隆起面１３から第１の面１２に向かう方向に凸に湾曲して延在している。以後、平面視をプレス方向に見た平面視と表現するが、第1の面１２の板厚方向に見た平面視でも意味は同じである。隆起面１３は、ブランク１０をプレス加工することによって成形される。
　このような中間成形品１１は、例えば図６に示されるようなプレス成形ライン２０の予成形装置３０を用いて製造される。図６の例において、プレス成形ライン２０は、ブランク１０から中間成形品１１を成形する予成形装置３０と、中間成形品１１からプレス成形品１を成形するプレス成形装置４０を備えている。予成形装置３０とプレス成形装置４０は互いに接近して配置されており、ブランク１０に対して連続的にプレス成形が行われる。なお、予成形装置３０とプレス成形装置４０は互いに離れた位置に設けられていてもよい。そのような場合、例えば予成形装置３０で成形された中間成形品１１を一時的に保管しておき、中間成形品１１の在庫が所定量に達した後に保管されていた中間成形品１１をまとめてプレス成形装置４０まで搬送し、プレス成形装置４０において各中間成形品１１に対して一つずつプレス成形が施される。
　図７～図９は、本実施形態に係る予成形装置３０の構成例を示す図である。なお、図７では、予成形ダイ３３の下面形状のみを示している。また、図７、８では、予成形パンチ３１の上面の形状のみを示している。予成形パンチ３１の上面と予成形ダイ３３の下面が、ブランク１０から中間成形品１１を成形するプレス面（成形部）である。
　図７に示されるように、本実施形態の予成形装置３０は、予成形パンチ３１と、予成形パッド３２と、予成形ダイ３３を備えている。予成形パンチ３１は、予成形パンチ底面部３１ａと、予成形パンチ底面部３１ａと異なる高さ（この形態では、予成形パンチ底面部３１ａの上方）に位置する予成形パンチ天面部３１ｂと、予成形パンチ底面部３１ａと予成形パンチ天面部３１ｂとを接続するパンチ傾斜面３１ｃとを有している。本実施形態の予成形パンチ３１の予成形パンチ底面部３１ａと予成形パンチ天面部３１ｂは互いに平行であるが、平行でなくてもよい。また、図８に示されるように予成形パンチ傾斜面３１ｃの一部は、円錐台の側面のように曲率を有した予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘となっている。予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘は、プレス方向に見た平面視で、予成形パンチ天面部３１ｂから予成形パンチ底面部３１ａに向かう方向に凸の湾曲形状となっている。すなわち、予成形パンチ縦壁部３１ｃ’の表面は凸に湾曲している。予成形パンチ傾斜面３１ｃの予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘と予成形パンチ底面部との間は、凹稜線部３１ｄとなっている。同様に、凹稜線部３１ｄは、プレス方向に見た平面視で、予成形パンチ天面部３１ｂから予成形パンチ底面部３１ａに向かう方向に凸の曲線形状となっている。
　予成形パッド３２は、予成形パンチ３１の予成形パンチ天面部３１ｂに対向する位置において昇降可能に構成されている。予成形ダイ３３は、予成形パンチ３１の予成形パンチ底面部３１ａに対向する予成形ダイ底面部３３ａと、予成形パンチ３１の予成形パンチ傾斜面３１ｃに対向する予成形ダイ傾斜面３３ｂとを有している。予成形パンチ傾斜面３１ｃの予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘と同様に、予成形ダイ傾斜面３３ｂの一部は、曲率を有した予成形ダイ縦壁部３３ｂ‘となっている。予成形ダイ縦壁部３３ｂ‘は、プレス方向に見た平面視で、予成形ダイ傾斜面３３ｂから予成形ダイ底面部３３ａに向かう方向に凸の湾曲形状となっている。すなわち、予成形ダイ縦壁部３３ｂ’の表面は凸に湾曲している。予成形ダイ傾斜面３３ｂの予成形ダイ縦壁部３３ｂ‘と予成形ダイ底面部３３ａとの間は、予成形ダイ肩稜線部３３ｃとなっている。同様に、予成形ダイ肩稜線部３３ｃは、プレス方向に見た平面視で、予成形ダイ傾斜面３３ｂから予成形ダイ底面部３３ａに向かう方向に凸の曲線形状となっている。予成形ダイ３３は、予成形パッド３２の側方において昇降可能に構成されている。なお、予成形装置３０の構成はプレス成形品１の製品形状に応じて適宜変更され、採用され得る加工方法についてもプレス成形品１の製品形状に応じて適宜変更される。
　予成形装置３０を用いた予成形工程においては、まず図７および図１０（ａ）のように切欠き部１０ａの周辺のブランク１０を予成形パッド３２で押さえ、その状態で予成形ダイ３３を下降させる。なお、図１０（ａ）のように、ブランク１０の切欠き部１０ａの周辺を、予成形パンチ天面部３１ｂと予成形パッド３２の下面との間で挟むことにより、予成形パンチ３１の上面と予成形ダイ３３の下面の間に、ブランク１０を配置することができる。
　こうして、予成形パンチ３１の上面と予成形ダイ３３の下面の間にブランク１０を配置して、図１０（ｂ）のように予成形ダイ３３を下降させる。予成形ダイ３３を下降させた成形下死点では、予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘と予成形ダイ縦壁部３３ｂ’とが対向して隣接し、予成形パンチ底面部３１ａと予成形ダイ底面部３３ａとが対向して隣接した状態となる。また、このように予成形ダイ３３を下降させた成形下死点では、プレス方向に見た平面視で、予成形ダイ肩稜線部３３ｃと凹稜線部３１ｄは、予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘から予成形ダイ縦壁部３３ｂ’に向かう方向に凸に湾曲して延在した状態となる。
　予成形ダイ３３が成形下死点まで下降することで、予成形パンチ３１の予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘と予成形ダイ３３の予成形ダイ縦壁部３３ｂ‘でプレス成型されて、ブランク１０の一部領域が図１０（ｂ）のように隆起した形状となり、図１１のように第１の面１２と、隆起面１３と、第１の稜線１４とを有した中間成形品１１が成形される。平板状である第１の面１２の一部が予成形工程におけるプレス成型により上方に折り曲げられることにより隆起面１３が形成されている。中間成形品１１においては、第１の面１２と隆起面１３との間に第１の稜線１４が連続して存在している。プレス方向に見た平面視において、第１の稜線１４は、隆起面１３から第１の面１２に向う方向に凸に湾曲した曲線形状に延在している。また、第１の稜線１４と交差するプレス方向の断面において、第１の稜線１４は斜め下方（図１１中に矢印ｅで示す。）に向かって突出している。隆起面１３の高さは、第１の面１２からの第１の面の板厚方向の高さである。
　このように、予成形装置３０によって中間成形品１１の第１の面１２と、隆起面１３と、第１の稜線１４が成形されることから、予成形装置３０は、図１２に示されるように中間成形品１１の第１の面１２を成形する部分である第１の面成形部３５と、第１の面成形部３５に対して隆起した、中間成形品１１の隆起面を成形する部分である隆起面成形部３６と、第１の面成形部３５と隆起面成形部３６とを接続する、中間成形品１１の第１の稜線１４を成形する部分である第１の稜線成形部３７とを有している。予成形パンチ３１の予成形パンチ底面部３１ａと予成形パッド３２の予成形ダイ底面部３３ａとの間が第１の面成形部３５となる。予成形パンチ３１の予成形パンチ縦壁部３１ｃ‘と予成形パッド３２の予成形ダイ縦壁部３３ｂ‘との間が隆起面成形部３６となる。予成形パンチ３１の凹稜線部３１ｄと予成形ダイ３３の予成形ダイ肩稜線部３３ｃとの間が第１の稜線成形部３７となる。また、図５（ｂ）のような第1の稜線１４に隣接する縁の一部が第1の面１２の内方に湾曲した第１の面１２は、第１の面成形部３５によって成形されることから、第１の面成形部３５は、第１の稜線成形部３７に隣接した縁の一部が第1の面形成部３５の内方に湾曲した部分を有しており、隆起面成形部３６は、第１の面成形部３５の湾曲した部分に隣接して設けられている。すなわち、隆起面形成部３６と第1の面形成部３５の間に第1の稜線形成部３７がある。
　図１１に示されるように予成形工程においては、中間成形品１１の隆起面１３が、後のフランジ成形工程で稜線４となる部分１５を含むように成形される。本明細書では、そのような、後のフランジ成形工程で稜線４となる部分のことを、稜線４に相当する部分として“稜線相当部１５”と称す。すなわち、中間成形品１１の隆起面１３は、稜線相当部１５を含むように成形される。なお、稜線相当部１５の位置は、プレス成形品１の製品形状やフランジ３の高さ、中間製品形状（隆起面１３の形状等）等に応じて変わるものである。また、稜線相当部１５を含む隆起面１３を成形する際に、ブランク１０のどの範囲までを隆起させるかについてはプレス成形品１の製品形状や金型構成等に応じて適宜変更される。すなわち、中間成形品１１における第１の面１２と隆起面１３の割合は、プレス成形品１の製品形状や金型構成等に応じて適宜変更される。
＜フランジ成形工程＞
　図５（ｃ）に示されるようにフランジ成形工程で製造されるプレス成形品１は、前述の通り、平板状の面２（以下“第２の面２”）と、第２の面２と交差する方向（上方）に湾曲させられたフランジ３と、第２の面２とフランジ３とを接続する稜線４（以下“第２の稜線４”）を有している。プレス方向に見た平面視において、第２の稜線４は、フランジ３から第２の面２に向かう方向に凸に湾曲して延在している。なお、後述するように、フランジ成形工程において、中間成形品１１の第１の稜線１４は押し広げられて実質的に消失する。しかし、第１の稜線１４は押しつぶされて第1の稜線の痕になっていてもよいし、第1の面１２と隆起面１３変形した第２の面２のなす角が大きくなって第1の稜線１４が残っていてもよい。図５中に、第1の稜線の痕（１４）を示す。第1の稜線の痕は平坦になっていたとしても、例えば、成形品の表面をやすりで磨いたり、硬度測定して加工硬化している箇所を調べれば特定可能である。
　本実施形態のフランジ成形工程においては、例えば図１３～図１５に示される構成のプレス成形装置４０によって中間成形品１１が成形され、プレス成形品１が製造される。なお、図１３では、ダイ４３の下面形状のみを示している。また、図１３、１４では、パンチ４１の上面の形状のみを示している。パンチ４１の上面とダイ４３の下面が、中間成形品１１からプレス成形品１を成形するプレス面（成形部）である。
　図１５に示されるように本実施形態のプレス成形装置４０は、パンチ４１と、パッド４２と、ダイ４３を備えている。パンチ４１は、パンチ底面部４１ａと、パンチ底面部４１ａと異なる高さ（この形態では、パンチ底面部４１ａの上方）に位置するパンチ天面部４１ｂと、パンチ底面部４１ａとパンチ天面部４１ｂとを接続するパンチ縦壁面４１ｃとを有している。本実施形態のパンチ４１のパンチ底面部４１ａとパンチ天面部４１ｂは互いに平行であるが、平行でなくてもよい。また、図１３に示されるようにパンチ縦壁面４１ｃの一部は、円柱の側面のように曲率を有したパンチ縦壁部４１ｃ‘となっている。パンチ縦壁部４１ｃ‘は、プレス方向に見た平面視で、パンチ天面部４１ｂからパンチ底面部４１ａに向かう方向に凸の曲線形状となっている。すなわち、パンチ縦壁部４１ｃ’の表面は凸に湾曲している。また、パンチ底面部４１ａとパンチ縦壁部４１ｃ‘との間は、パンチ凹稜線部４１ｄとなっている。同様に、パンチ凹稜線部４１ｄは、プレス方向に見た平面視で、パンチ天面部４１ｂからパンチ底面部４１ａに向かう方向に凸の曲線形状となっている。
　パッド４２は、パッド縦壁面４２ａとパッド底面部４２ｂを有している。パッド４２の下面がパッド底面部４２ｂである。パッド縦壁面４２ａは、ダイ４３に向かい合うように形成されている。パッド縦壁面４２ａの一部は、ダイ４３からパッド４２に向かって凹んだ曲率を有したパッド縦壁部４２ａ‘となっている。パッド縦壁部４２ａ‘は、プレス方向に見た平面視で、パッド縦壁面４２ａからパッド底面部４２ｂに向かう方向に凸の曲線形状となっている。また、パッド底面部４２ｂとパッド縦壁部４２ａ‘との間には、パッド稜線部４２ｃがある。同様に、パッド稜線部４２ｃは、プレス方向に見た平面視で、ダイ４３からパッド４２に向かう方向に凸の曲線形状となっている。パッド縦壁部４２ａ’は、ダイ４３に隣接して配置されており、パッド４２は、パンチ４１のパンチ底面部４１ａに対向する位置において昇降可能に構成されている。
　ダイ４３は、パンチ底面部４１ａに対向するダイ底面部４３ａと、パンチ天面部４１ｂに対向するダイ天面部４３ｂと、パンチ縦壁面４１ｃに対向するダイ縦壁面４３ｃとを有しており、パンチ縦壁面４１ｃとパッド４２との間の位置において昇降可能に構成されている。本実施形態のダイ４３のダイ底面部４３ａとダイ天面部４３ｂは互いに平行であるが、平行でなくてもよい。また、ダイ縦壁面４３ｃの一部は、ダイ４３の内側に向かって凹む曲率を有したダイ縦壁部４３ｃ‘となっている。ダイ縦壁部４３ｃ‘は、プレス方向に見た平面視で、ダイ天面部４３ｂからダイ底面部４３ａに向かう方向に凸の湾曲形状となっている。また、ダイ底面部４３ａとダイ縦壁部４３ｃ‘との間は、ダイ肩稜線部４３ｄがある。同様に、ダイ肩稜線部４３ｄは、プレス方向に見た平面視で、ダイ天面部４３ｂからダイ底面部４３ａに向かう方向に凸の曲線形状となっている。なお、プレス成形装置４０の構成はプレス成形品１の製品形状に応じて適宜変更され、採用され得る加工方法についてもプレス成形品１の製品形状に応じて適宜変更される。
　プレス成形装置４０を用いたフランジ成形工程においては、まず図１６（ａ）のように中間成形品１１の第１の面１２をパッド４２で押さえ、その状態でダイ４３を下降させて、隆起面１３の曲げ外側から曲げ内側に向かって隆起面１３を押し込むように加工する。なお、図１６（ａ）のように、中間成形品１１の第１の面１２を、パッド底面部４２ｂとパンチ底面部４１ａとの間で挟むことにより、パンチ４１の上面とダイ４３の下面の間に、中間成形品１１を配置することができる。
　こうして、パンチ４１の上面とダイ４３の下面の間に、中間成形品１１を配置して、図１６（ｂ）のようにダイ４３を下降させる。ダイ４３を下降させた成形下死点では、パンチ縦壁部４１ｃ‘とダイ縦壁部４３ｃ’とが対向して隣接し、パンチ底面部４１ａとダイ底面部４３ａとが対向して隣接し、パッド底面部４２ｂとパンチ底面部４１ａとが対向して隣接した状態となる。また、このようにダイ４３を下降させた成形下死点では、プレス方向に見た平面視で、ダイ肩稜線部４３ｄは、パンチ縦壁部４１ｃ‘からダイ縦壁部４３ｃ’に向かう方向に凸に湾曲して延在し、パッド稜線部４２ｃは、ダイ４３からパッド４２に向かう方向に凸に湾曲して延在している。
　中間成形品１１は、ダイ４３が成形下死点まで下降することで、パンチ４１のパンチ縦壁部４１ｃ‘とダイ４３のダイ縦壁部４３ｃ’でプレス成型される。その結果、図１６（ｂ）のように、中間成形品１１の隆起面１３の一部が中間成形品１１の第１の面１２と連続した面となり、図１７のようにプレス成形品１としての第２の面２が成形される。これに伴い、中間成形品１１の第１の稜線１４は押し広げられて消失してもよい。ダイ１の稜線１４は完全に押し広げられずに残っていてもよい。ダイ１の稜線が消失したとしても、ダイ１の稜線１４の痕は残る場合がある。また、隆起面１３の残りの部分は、パンチ４１のパンチ縦壁部４１ｃ‘とダイ４３のダイ縦壁部４３ｃ’の間隙に材料が流れ込み、図１７のように中間成形品１１の稜線相当部１５が第２の稜線４となり、かつ、隆起面１３の先端１３ａがフランジ３の先端３ａとなってフランジ３が成形される。プレス成形品１においては、第２の面２とフランジ３との間に第１の稜線４が連続して存在している。プレス方向に見た平面視において、第２の稜線４は、フランジ３から第２の面２に向う方向に凸に湾曲した曲線形状に延在している。また、第２の稜線４と交差するプレス方向に沿った断面において、第２の稜線４は斜め下方（図１７中に矢印ｆで示す。）に向かって突出している。すなわち、中間成形品１１での第１の稜線１４と交差するプレス方向の断面において、第１の稜線１４が突出する方向（図１１中に矢印ｅで示す。）と、プレス成形品１での第２の稜線４と交差するプレス方向の断面において、第２の稜線４が突出する方向（図１７中に矢印ｆで示す。）は、中間成形品１１とプレス成形品１の同じ面の側である。
　このように、プレス成形装置４０によってプレス成形品１の第２の面２と、フランジ３と、第２の稜線４が成形されることから、プレス成形装置４０は、図１８に示されるようにプレス成形品１の第２の面２を成形する部分である第２の面成形部４５と、プレス成形品１のフランジ３を成形する部分であるフランジ成形部４６と、プレス成形品１の第２の稜線４を成形する部分である第２の稜線成形部４７とを有している。パンチ４１のパンチ底面部４１ａとダイ４３のダイ底面部４３ａとの間が第２の面成形部４５となり、パンチ４１のパンチ縦壁部４１ｃ‘とダイ４３のダイ縦壁部４３ｃ‘との間がフランジ成形部４６となり、パンチ４１のパンチ凹稜線部４１ｄとダイ４３のダイ肩稜線部４３ｄとの間が第２の稜線成形部４７となる。また、図５（ｃ）のように第２の稜線に隣接する縁の一部が第２の面２の内方に湾曲して延在する第２の面２は、第２の面成形部４５によって成形されることから、第２の面成形部４５は、縁の一部が第２の面形成部４５の内方に湾曲した部分を有しており、フランジ成形部４６は、第２の面成形部４５の湾曲した部分に設けられている。フランジ成形部４６によりプレス成形品１のフランジ３が成形されるため、フランジ成形部４６の高さＨ（図１８）は、フランジ３の高さＨ（図１７）に等しくても良い。なお、成形部４６の高さがフランジ３の高さ以上であれば金型上問題はない。
　上述したように、プレス成形装置４０を用いたフランジ成形工程においては、中間成形品１１の隆起面１３の一部が中間成形品１１の第１の面１２と連続した面となり、図１７のようにプレス成形品１としての第２の面２が成形される。これに伴い、中間成形品１１の第１の稜線１４は押し広げられて、第１の稜線１４は実質的に消失しても良い。しかしながら、中間成形品１１の第１の稜線１４は、プレス成形品１において、完全な平板形状（１８０°）に押し広げられる必要はない。フランジ成形工程の前後において、第１の稜線１４と交差するプレス方向の断面を比較した場合に、図１７に示すように、中間成形品１１（フランジ成形工程の前）において、第１の稜線１４に隣接して存在している隆起面１３と第１の面１２のなす角度（θ１）に比べて、プレス成形品１において（フランジ成形工程後において）、第１の稜線１４に相当する位置（中間成形品において存在していた第１の稜線１４に相当する箇所）での第２の面２のなす角度（第１の稜線１４に相当する位置において、隣接して存在する第２の面２同士のなす角度）（θ２）の方が大きくなればよい。このように、中間成形品において存在していた第１の稜線１４は、フランジ成形工程において押し広げられることにより、プレス成形品１においては、第２の面２の一部となっても良い。なお、第１の面１２と第２の面の間の第１の稜線１４は稜線の延在方向の形状を保ってもよいし、第１の稜線１４の痕になってもよい。
　本実施形態の伸びフランジ部を有するプレス成形品１は、以上の工程を経て製造される。このように製造されたプレス成形品１は、フランジ３の先端部に生じる引張ひずみが小さくなっている。その理由を以下に述べる。
　図１９は予成形工程後の中間成形品１１をプレス方向から見た図（上から見た図）である。なお、図１９では、ブランク１０の形状と、フランジ成形工程後のプレス成形品１が対比できるように示されている。図１９では、ブランク１０の位置を固定し、同一のブランク１０から、中間成形品１１、プレス成形品１の順に加工されていく際の、中間成形品１１に現れる第１の面１２、隆起面１３、および、第１の稜線１４と、プレス成形品１に現れる第２の面２、フランジ３、および、第２の稜線４との位置関係が対比して示されている。ブランク１０における切欠き部１０ａと、プレス成形品１における第２の稜線４は、二点鎖線で示されている。また、本実施形態のプレス成形品１においては、図１７のようにフランジ３が第２の面２に垂直な方向に延在する形状である場合、図１９のような平面視においてはフランジ３の位置と第２の稜線４の位置が概ね同じ位置となる。
　また図１９では、中間成形品１１に現れる第１の稜線１４と、プレス成形品１に現れる第２の稜線４とについて、延在方向の曲率を比較するために、中間成形品１１の第１の稜線１４と交差し、プレス成形品１の第２の稜線４と直交する直線Lを示している。この直線Ｌと第１の稜線１４との交点１４ａでの第１の稜線１４の延在方向の曲率半径Ｒ１と、この直線Ｌと第２の稜線４との交点４ａでの第２の稜線４の延在方向の曲率半径Ｒ２を比較する。
　図１９に示されるように、直線Lとブランク１０の切欠き部１０ａとの交点における、切欠き部１０ａの平面視における曲率半径をＲ、フランジ成形後のフランジ３の高さをＨとしたとき、例えば一工程でブランク１０からフランジ３を成形する場合のフランジ３先端に生じる周方向のひずみε1は次式で表される。なお、“一工程”とは、ブランク１０からプレス成形品１を一回の工程でプレス成型することを意味する。
　ε1＝｛（Ｒ＋Ｈ）×π×（１／４）－Ｒ×π×（１／４）｝／｛Ｒ×π×（１／４）｝＝Ｈ／Ｒ
　一方、ブランク１０から予成形工程を経てプレス成形品１を成型した場合、予成形工程においては、中間成形品１１の隆起面先端１３ａの平面視における曲率半径Ｒ＋Ｋが、ブランク１０の切欠き部１０ａの平面視における曲率半径Ｒよりも大きくなる。この場合、本実施形態のように中間成形品１１からフランジ３を成形する場合のフランジ３先端に生じる周方向のひずみε2は次式で表される。なお、次式中の“Ｋ”は、隆起面１３の先端１３ａの曲率半径とブランク１０の切欠き部１０ａの曲率半径との差である。
　ε2＝｛（Ｒ＋Ｈ）×π×（１／４）－（Ｒ＋Ｋ）×π×（１／４）｝／｛（Ｒ＋Ｋ）×π×（１／４）｝＝（Ｈ－Ｋ）／Ｒ＋Ｋ
　上記のε1とε2を比較すると、ε2の分子の値はＫの分だけε1の分子の値よりも小さくなり、ε2の分母の値はＫの分だけε1の分母の値よりも大きくなる。すなわち、ε2はε1よりも小さくなることから、本実施形態のような予成形工程を実施してフランジ３を成形する場合の方が、フランジ３の先端部に生じるひずみは小さくなる。また、フランジ成形工程で隆起面１３からフランジ３を成形する過程では、プレス成形品１の第２の稜線４の周辺においては周方向の線長が短くなる。このため、プレス成形品１の第２の稜線４の周辺では材料が余ることになり、フランジ成形工程においてはフランジ３の先端側に向かって材料が流れやすくなる。これにより、フランジ３の先端部における引張ひずみが抑制される。
　したがって、本実施形態のような隆起面１３を成形する予成形工程を行う製造方法によれば、フランジ３の先端部の引張ひずみを抑えて伸びフランジ部を有するプレス成形品１を製造することができる。これにより、伸びフランジ部を有するプレス成形品１の成形難易度を低くすることができ、部品の材料がより高強度なものとなっても所望の形状に部品を成形することが可能となる。
　上記のようなフランジ３先端部における引張ひずみの抑制効果を得るためには、中間成形品１１の第１の稜線１４の平面視における曲率半径Ｒ１（中間成形品１１における、直線Ｌとの交点１４ａでの第１の稜線１４の延在方向の曲率半径Ｒ１）が、プレス成形品１の第２の稜線４の平面視における曲率半径Ｒ２（フランジ成形工程後のプレス成形品１における、直線Ｌとの交点４ａでの第２の稜線４の延在方向の曲率半径Ｒ２）よりも大きくなるようにプレス成形を行う必要がある。このようなプレス成形を行うことで、隆起面先端１３ａの平面視における曲率半径Ｒ＋Ｋが、ブランク１０の切欠き部１０ａの平面視における曲率半径Ｒよりも大きくなると共に、隆起面１３に稜線相当部１５が含まれるようになる。前述のフランジ３先端部の引張ひずみの抑制効果を得るためには、プレス成形ライン２０は、プレス方向に見た状態において、予成形装置３０の第１の稜線成形部３７の曲率半径Ｒ１が、プレス成形装置４０の第２の稜線成形部４７の曲率半径Ｒ２よりも大きい必要がある。
　図２０は、予成形装置３０の第１の面成形部３５、隆起面成形部３６および第１の稜線成形部３７を模式的に示した平面図である。なお、図２０では、対応箇所において、プレス成形装置４０の第２の面成形部４５、フランジ成形部４６、および、第２の稜線成形部４７が二点鎖線で示されている。ここで、対応箇所とは、予成形装置３０によってプレス成形された中間成形品１１をさらにプレス成形装置４０によってプレス成型してプレス成形品１を製造するに際して、中間成形品１１をプレス成型する予成形装置３０のパンチ３１、パッド３２、および、ダイ３３の位置関係と、中間成形品１１をさらにプレス成形品１プレス成型するプレス成形装置４０のパンチ４１、パッド４２、および、ダイ４３の位置関係が対応していることを意味する。本実施形態のプレス成形装置４０においては、フランジ成形部４６によって成形されるフランジ３が第２の面２に垂直な方向に延在する形状である場合、図２０のような平面視においてはフランジ成形部４６と第２の稜線成形部４７が概ね同じ位置となる。
　第１の稜線成形部３７は、予成形パンチ３１の凹稜線部３１ｄと予成形ダイ３３の予成形ダイ肩稜線部３３ｃとの間に形成される。第２の稜線成形部４７は、パンチ４１のパンチ凹稜線部４１ｄとダイ４３のダイ肩稜線部４３ｄとの間に形成される。
　また図２０では、第１の稜線成形部３７（予成形パンチ３１の凹稜線部３１ｄと予成形ダイ３３の予成形ダイ肩稜線部３３ｃ）と第２の稜線成形部４７（パンチ４１のパンチ凹稜線部４１ｄとダイ４３のダイ肩稜線部４３ｄ）とについて延在方向の曲率半径を比較するために、図１９と同様に、予成形ダイ肩稜線部３３ｃ（凹稜線部３１ｄ）と交差し、ダイ肩稜線部４３ｄ（パンチ凹稜線部４１ｄ）と直交する共通の直線Ｌ‘を示している。この直線Ｌ‘と予成形ダイ肩稜線部３３ｃ（凹稜線部３１ｄ）との交点３７ａでの予成形ダイ肩稜線部３３ｃ（凹稜線部３１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ１’と、この直線Ｌ‘とダイ肩稜線部４３ｄ（パンチ凹稜線部４１ｄ）との交点４７ａでのダイ肩稜線部４３ｄ（パンチ凹稜線部４１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ２’を比較する。
　ここで、第２の稜線成形部４７は、プレス成形品１の第２の稜線４を成形する部分であり、ダイ肩稜線部４３ｄ（パンチ凹稜線部４１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ２’は、必然的にプレス成形品１の第２の稜線４のプレス成形時のプレス方向から見た平面視における曲率半径Ｒ２に一致する。また、第１の稜線成形部３７は、中間成形品１１の第１の稜線１４を成形する部分であり、予成形ダイ肩稜線部３３ｃ（凹稜線部３１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ１’は、必然的に中間成形品１１の第１の稜線１４の平面視における曲率半径Ｒ１に一致する。したがって、上記と同様に、フランジ３先端部における引張ひずみの抑制効果を得るためには、予成形ダイ肩稜線部３３ｃ（凹稜線部３１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ１’が、ダイ肩稜線部４３ｄ（パンチ凹稜線部４１ｄ）の延在方向の曲率半径Ｒ２’よりも大きくなる必要がある。
　さらに、フランジ成形工程では、プレス成形装置４０において、図１６（ａ）に示したように、中間成形品１１の第１の面１２をパッド４２で押さえ、その状態でダイ４３を下降させて、隆起面１３の曲げ外側から曲げ内側に向かって隆起面１３を押し込むように加工する。この場合、中間成形品１１を安定させて拘束することが望ましい。そのためには、パッド４２のパッド底面部４２ｂを、中間成形品１１の第１の面１２における第１の稜線１４のなるべく近い位置まで密着させれば良い。パッド４２のパッド底面部４２ｂによって、中間成形品１１の第１の面１２における第１の稜線１４のなるべく近い位置まで拘束した状態で、ダイ４３を下降させることにより、高い加工精度でプレス成形品１をプレス成型することが可能となる。
　このように中間成形品１１の第１の面１２における第１の稜線１４のなるべく近い位置までパッド４２のパッド底面部４２ｂによって押さえるためには、プレス方向に見た平面視において、ダイ４３からパッド４２に向かう方向に凸の曲線形状に形成されたパッド稜線部４２ｃの曲率半径が、中間成形品１１の第１の稜線１４の平面視における曲率半径Ｒ１と同じであればよい。プレス方向から見た平面視でのパッド稜線部４２ｃの曲率半径がＲ１であることにより、中間成形品１１の第１の面１２を第１の稜線１４の直近の位置までパッド４２のパッド底面部４２ｂで拘束してプレス成型することができ、皴のないプレス成形品１を製造することが可能となる。平面視でのパッド稜線部４２ｃの曲率半径がＲ１である場合に、図２０と同様にパッド稜線部４２ｃおよびダイ肩稜線部４３ｄと交差する直線上において、必然的に、この直線との交点でのパッド稜線部４２ｃの延在方向の曲率半径は、この直線との交点でのダイ肩稜線部４３ｄの延在方向の曲率半径より大きくなる。
　なお、パッド稜線部４２ｃの延在方向の曲率半径をＲ１よりさらに大きくし、ダイ４３が下降した際に、ダイ４３のダイ底面部４３ａで中間成形品１１の第１の稜線１４を押しつぶすようにしてもよい。その場合も、ダイ肩稜線部に直交する直線上において、パッド稜線部４２ｃの延在方向の曲率半径は、ダイ肩稜線部４３ｄの延在方向の曲率半径より大きい関係が維持される。
　また、予成形装置３０とプレス成形装置４０は別の装置であって、必ずしも中間成形品が向きを変えずに装置間を搬送されるとは限らないため、中間成形品１１に現れる第１の面１２、隆起面１３、および、第１の稜線１４と、プレス成形品１に現れる第２の面２、フランジ３、および、第２の稜線４との位置関係がずれてしまう場合が考えられる。かかる場合を考慮すれば、パッド稜線部４２ｃの延在方向の曲率半径の平均値が、ダイ肩稜線部４３ｄの延在方向の曲率半径の平均値より大きい関係としてもよい。例えば、プレス方向に見た平面視において、ダイ４３からパッド４２に向かう方向に凸の曲線形状に形成されたパッド稜線部４２ｃの曲率半径を、等間隔で複数個所（例えば１０か所）測定し、最も高い値と低い値を除外した8つの測定値の平均値をパッド稜線部４２ｃの曲率半径とすることができる。また同様に、プレス方向に見た平面視において、ダイ天面部４３ｂからダイ底面部４３ａに向かう方向に凸の曲線形状に形成されたダイ肩稜線部４３ｄの曲率半径を、等間隔で複数個所（例えば１０か所）測定し、最も高い値と低い値を除外した8つの測定値の平均値をダイ肩稜線部４３ｄの曲率半径とすることができる。こうして測定されたパッド稜線部４２ｃの曲率半径の平均値が、ダイ肩稜線部４３ｄの曲率半径の平均値より大きくなればよい。
　なお、予成形装置３０における隆起面成形部３６の高さｈ（図１２）は、プレス成形装置４０におけるフランジ成形部４６の高さＨ（図１８）以上の高さであることが好ましい。換言すると、中間成形品１１の隆起面１３の高さｈ（図１１）が、プレス成形品１のフランジ３の高さＨ（図１７）以上の高さとなるようにプレス成形を行うことが好ましい。これにより、プレス成形装置４０に中間成形品１１をセットする際に、隆起面１３近傍の第１の面１２が浮きにくくなり、より安定した姿勢で成形を行うことができる。本明細書における“隆起面成形部３６の高さｈ”とは、予成形装置３０における、プレス成形装置４０の第２の稜線成形部４７に相当する位置から第１の面成形部３５に垂直な方向における隆起面成形部３６までの長さである。なお、予成形装置３０およびプレス成形装置４０においては、それぞれ被成形品（ブランク１０または中間成形品１１）をセットする位置が予め定められているため、予成形装置３０とプレス成形装置４０における被成形品のセット位置の対比から、予成形装置３０における、プレス成形装置４０の第２の稜線成形部４７に相当する位置は一義的に定まる。
　予成形装置３０の、第１の稜線成形部３７から隆起面成形部３６の先端３６ａまでの長さＬ１（図１２）は、プレス成形装置４０における、予成形装置３０の第１の稜線成形部３７に相当する位置からフランジ成形部４６の先端４６ａまでの長さＬ２（図１８）の１．００～１．０５倍であることが好ましい。換言すると、中間成形品１１の、第１の稜線１４から隆起面１３の先端１３ａまでの長さが、プレス成形品１における、中間成形品１１の第１の稜線１４に相当する位置からフランジ３の先端３ａまでの長さの１．００～１．０５倍となるようにプレス成形を行うことが好ましい。これにより、フランジ３の根元部におけるしわの発生が抑制されやすくなる。フランジ３の根元部におけるしわ抑制効果を向上させる観点においては、長さＬ１は、長さＬ２の１．０４倍以下であることがより好ましく、１．０３倍以下であることがさらに好ましい。なお、予成形装置３０およびプレス成形装置４０においては、それぞれ被成形品（ブランク１０または中間成形品１１）をセットする位置が予め定められているため、予成形装置３０とプレス成形装置４０における被成形品のセット位置の対比から、予成形装置３０における隆起面成形部３６の先端３６ａの位置や、プレス成形装置４０における、予成形装置３０の第１の稜線成形部３７に相当する位置は一義的に定まる。
　また、図１２、図１３および図２０に示されるように、予成形装置３０の隆起面成形部３６における、中間成形品１１の稜線相当部１５を成形する位置３６ｂのプレス方向から見た平面視における曲率半径Ｒ３は、プレス成形装置４０の第２の稜線成形部４７の平面視における曲率半径Ｒ２の１．２９倍以下であることが好ましい。換言すると、中間成形品１１の稜線相当部１５の平面視における曲率半径は、プレス成形品１の第２の稜線４の平面視における曲率半径の１．２９倍以下となるようにプレス成形を行うことが好ましい。これにより、フランジ３の根元部に発生し得るしわを小さくすることが可能となる。フランジ３の根元部におけるしわ抑制効果を向上させる観点においては、曲率半径Ｒ３は、曲率半径Ｒ２の１．２８倍以下であることがより好ましい。なお、Ｒ３とＲ２の比の好ましい下限は、プレス成形品１の製品形状によっても異なるため、特に限定されないが、曲率半径Ｒ３は、例えば曲率半径Ｒ２の１．００倍以上に設定される。また、予成形装置３０およびプレス成形装置４０においては、それぞれ被成形品（ブランク１０または中間成形品１１）をセットする位置が予め定められているため、予成形装置３０とプレス成形装置４０における被成形品のセット位置の対比から、予成形装置３０の隆起面成形部３６における、中間成形品１１の稜線相当部１５を成形する位置３６ｂは一義的に定まる。
　また、図１１に示されるように、図示の形態では、中間成形品１１について、第１の稜線１４と交差するプレス方向に沿った断面において、中間成形品１１の隆起面１３が、第１の稜線１４から稜線相当部１５の間はほぼ直線形状とした例を示した。しかしながら、後述する実施例で示すように、同断面において、中間成形品１１の隆起面１３が、予成形パンチ３１に向かって凸（プレス方向に向かって凸）となる曲線となるように形成しても良い。すなわち、隆起面１３には予成形パンチ３１に向かって凸の曲面を形成してもよい。換言すると、隆起面１３は第1の面から遠ざかるに従い傾斜が急になる曲面を備えていてもよい。なお、同断面において、中間成形品１１の隆起面１３が、予成形ダイ３３に向かって凸となる曲線とした場合は、フランジ成形工程において、プレス成形品１の第２の面２にたわみが発生する恐れがある。
　以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　例えば上記実施形態では、ブランク１０の初期形状として曲線状の切欠き部１０ａが設けられていたが、図２１（ａ）のようにブランク１０に切欠き部１０ａが設けられていない場合であっても、引張ひずみを抑えてフランジ３を成形することができる。図２１では、予成形工程とフランジ成形工程の間にトリム工程が設けられる。プレス成形品１の製造方法は以下の通りである。
　まず、上記実施形態と同様に予成形工程によって、図２１（ｂ）のような隆起面１３を成形して第１の中間成形品１１ａを製造する。次に、図２１（ｃ）で示されるように、トリム工程によって、その後のフランジ成形工程で所定の高さのフランジ３が得られるようフランジ３の製品高さに基づいて隆起面１３の先端部を切断して第２の中間成形品１１ｂを製造する。最後に、上記実施形態と同様にフランジ成形工程によって、第２の中間成形品１１ｂから図２１（ｄ）のようなフランジ３を成形して伸びフランジ部を有するプレス成形品１が製造される。このような方法で製造されたプレス成形品１も、フランジ３の先端部のひずみが抑制されている。したがって、伸びフランジ部を有するプレス成形品１の製造方法は上記実施形態で説明された方法に限定されない。なお、図２２に示されるように上記のトリム工程を行うためには、例えばプレス成形ライン２０の予成形装置３０とプレス成形装置４０との間に中間成形品１１の隆起面１３の先端部を切断する切断機５０が設けられる。切断機５０の構成は、隆起面１３の先端部を切断することができれば特に限定されないが、例えば第３のプレス金型（図示せず）によって隆起面１３の先端部をせん断するように構成され得る。
　また、本実施形態では、図５（ｂ）に示した中間成形品１１、図５（ｃ）に示したプレス成形品１の順にプレス成型する例を示した。しかしながら、図示の中間成形品１１、プレス成形品１の形状は何れも例示である。たとえば、予成形工程において図５（ｃ）に示したプレス成形品１の形状に中間成形品を成形し、図４中に示した点線Ｘに沿って曲げ成型を行うことにより、図３に示したような、第１のフランジ８２ａと第２のフランジ８２ｂが連続的に繋がっている継手８２を成形するような場合にも、本発明は適用される。
＜シミュレーション（１）＞
　伸びフランジ部を有する部品の成形シミュレーションを実施した。本シミュレーションでは、ブランクとして降伏点：510MPa、引張強度：821MPa、伸び：22%の溶融亜鉛めっき鋼板が想定されており、平面視曲率半径が15mm、高さが10mmの伸びフランジ変形を伴うフランジを成形することを条件としている。解析ソルバーとしてはPAM-STAMPが使用されており、ブランクのメッシュサイズは1mm×1mmである。
　本シミュレーションでは、従来の成形方法（比較例１）と本発明例の成形方法（実施例１、実施例２）の各々の方法でフランジを成形している。比較例１の成形方法は、曲線状の切欠き部を有するブランクから一工程でフランジを成形する方法である。実施例１の成形方法は、比較例１と同一のブランクに対し、予成形工程で隆起面を有する中間成形品を成形し、フランジ成形工程で中間成形品からフランジを成形する方法である。実施例２の成形方法は、切欠き部が存在しないブランクに対し、予成形工程で隆起面を有する第１の中間成形品を成形し、トリム工程で隆起面の先端部を切断して第２の中間成形品を成形し、フランジ成形工程で第２の中間成形品からフランジを成形する方法である。実施例における予成形工程では、平面視における第１の稜線１４の曲率半径Ｒ１（図１９）が、第２の稜線４の曲率半径Ｒ２よりも大きくなるように中間成形品１１を成形している。実施例および比較例の各例における工程ごとの部品形状は下記表１の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図２３～図２５は、ブランクの板厚に対するフランジ成形後の部品の板厚変化の分布を示す図であり、図２３は比較例１、図２４は実施例１、図２５は実施例２の結果を示している。図２３で示されるように、比較例１においてはフランジの先端部における板厚減少率が大きく、先端部において大きな伸びフランジ変形が生じていることがわかる。一方、図２４および図２５で示されるように、実施例１および実施例２においては、フランジの先端部における板厚減少率が比較例１に対して小さくなり、伸びフランジ変形が抑制されていることがわかる。
　図２６は、フランジからの水平方向位置における周方向ひずみの大きさを示す図である。図２６の縦軸において、正の値は引張ひずみを示し、負の値は圧縮ひずみを示している。図２６の結果が示すように、実施例１および実施例２においては、フランジにおける引張ひずみが比較例１に対して抑制されている。
＜シミュレーション（２）＞
　図１２に示される予成形装置３０における長さＬ１と、図１８に示されるプレス成形装置４０における長さＬ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が異なる複数の解析モデルを用いて成形シミュレーションを実施した。なお、ブランクの素材や最終形状、解析ソルバー等のシミュレーション条件は、前述のシミュレーション（１）と同様である。
　シミュレーション結果を図２７に示す。本シミュレーションでは、フランジ根元部の板厚増加率を評価指標として、板厚増加率からフランジ根元部のしわ発生の有無を推測している。ブランクの板厚に対するフランジ根元部の板厚増加率が１５％を超える場合、フランジの成形時にフランジの根元部近傍で材料が余り過ぎてしまい、フランジの根元部にしわが発生する場合がある。図２７に示されるように、Ｌ１／Ｌ２が１．０５以下の場合には、板厚増加率が１５％以下となり、フランジの根元部のしわを抑えることができる。なお、いずれの解析モデルにおいても、フランジ先端の板厚減少率はシミュレーション（１）の比較例１の板厚減少率よりも小さくなっていた。したがって、Ｌ１／Ｌ２が１．０５以下の条件で本発明に係るプレス成形を行うことにより、フランジの先端部の引張ひずみを抑えることができると共に、フランジの根元部のしわを抑えることができる。
＜シミュレーション（３）＞
　図２０に示される予成形装置３０の曲率半径Ｒ３と、プレス成形装置４０の曲率半径Ｒ２との比（Ｒ３／Ｒ２）が異なる複数の解析モデルを用いて成形シミュレーションを実施した。なお、ブランクの素材や最終形状、解析ソルバー等のシミュレーション条件は、前述のシミュレーション（１）と同様である。
　シミュレーション結果を図２８に示す。本シミュレーションにおいても、フランジ根元部の板厚増加率を評価指標として、板厚増加率からフランジ根元部のしわ発生の有無を推測している。図２８に示されるように、Ｒ３／Ｒ２が１．２９以下の場合には、板厚増加率が１５％以下となり、フランジの根元部のしわを抑えることができる。なお、いずれの解析モデルにおいても、フランジ先端の板厚減少率はシミュレーション（１）の比較例１の板厚減少率よりも小さくなっていた。したがって、Ｒ３／Ｒ２が１．２９以下の条件で本発明に係るプレス成形を行うことにより、フランジの先端部の引張ひずみを抑えることができると共に、フランジの根元部のしわを抑えることができる。また、Ｌ１／Ｌ２が１．０５以下、かつ、Ｒ３／Ｒ２が１．２９以下の条件で本発明に係るプレス成形を行うことで、その効果はさらに高まる。
＜シミュレーション（４）＞
　図２９に示されるように、中間成形品１１の隆起面１３が、予成形パンチ３１に向かって凸（下に向かって凸）となる曲線に形成された場合（図２９（ａ））と、中間成形品１１の隆起面１３が、予成形ダイ３３に向かって凸（上に向かって凸）となるとなる曲線に形成された場合（図２９（ａ））の、プレス成形品の第２の面への影響について、成形シミュレーションを実施した。図２９（ａ））に示すように、隆起面１３が予成形パンチ３１に向かって凸（下に向かって凸）となる曲線となるように形成された場合、フランジ成形工程において、しわを発生させずに隆起面１３をプレス成型することができた。一方、図２９（ｂ））に示すように、隆起面１３が予成形ダイ３３に向かって凸（上に向かって凸）となるとなる曲線に形成された場合、フランジ成形工程において、第２の面２にしわを発生させる恐れがあった。中間成形品１１の隆起面１３は、第１の稜線１４から稜線相当部１５の間はほぼ直線形状か、もしくは、プレス方向に向かって凸の曲面とすることが望ましい。
　本発明は、伸びフランジ部を有するプレス成形品の製造に利用することができる。
１　　　　伸びフランジ部を有するプレス成型品
２　　　　面（第２の面）
３　　　　フランジ
３ａ　　　フランジの先端
４　　　　稜線（第２の稜線）
１０　　　ブランク
１０ａ　　切欠き部
１１　　　中間成形品
１１ａ　　第１の中間成形品
１１ｂ　　第２の中間成形品
１２　　　第１の面
１３　　　隆起面
１３ａ　　隆起面の先端
１４　　　第１の稜線
１５　　　稜線相当部
２０　　　プレス成形ライン
３０　　　予成形装置
３１　　　予成形パンチ
３１ａ　　予成形パンの底面部
３１ｂ　　予成形パンチ天面部
３１ｃ　　予成形パンチ傾斜面
３１ｃ‘　予成形パンチ縦壁部
３１ｄ　　凹稜線部
３２　　　予成形パッド
３３　　　予成形ダイ
３３ａ　　予成形ダイ天面部
３３ｂ　　予成形ダイ傾斜面
３３ｂ‘　予成形ダイ縦壁部
３５　　　第１の面成形部
３６　　　隆起面成形部
３６ａ　　隆起面成形部の先端
３６ｂ　　隆起面成形部における中間成形品の稜線相当部の位置
３７　　　第１の稜線成形部
４０　　　プレス成形装置
４１　　　パンチ
４１ａ　　パンチ底面部
４１ｂ　　パンチ天面部
４１ｃ　　パンチ縦壁面
４１ｃ‘　パンチ縦壁部
４１ｄ　　パンチ凹稜線部
４２　　　パッド
４２ａ　　パッド縦壁面
４２ａ‘　パッド縦壁部
４２ｂ　　パッド底面部
４２ｃ　　パッド稜線部
４３　　　ダイ
４３ａ　　ダイ底面部
４３ｂ　　ダイ天面部
４３ｃ　　ダイ縦壁面
４３ｃ‘　ダイ縦壁部
４５　　　第２の面成形部
４６　　　フランジ成形部
４６ａ　　フランジ成形部の先端
４７　　　第２の稜線成形部
５０　　　切断機
８０　　　第１の部品
８１　　　第２の部品
８２　　　継手
８２ａ　　第１のフランジ
８２ｂ　　第２のフランジ
８２ｃ　　第３のフランジ
Ｈ　　　　フランジ成形部の高さ
ｈ　　　　隆起面成形部の高さ
Ｋ　　　　隆起面先端の曲率半径と第２の稜線の曲率半径との差
Ｒ　　　　切欠き部の曲率半径
Ｒ１　　　第１の稜線成形部の曲率半径
Ｒ２　　　第２の稜線成形部の曲率半径
Ｒ３　　　隆起面成形部における中間成形品の稜線相当部の位置の曲率半径

Claims (9)

  1. 　第１の面、隆起面、および、前記第１の面と前記隆起面との間にある第１の稜線を備えた中間成形品の前記第１の面を拘束すること、前記隆起面を、第２の面、フランジ、および、前記第２の面と前記フランジとの間にある第２の稜線にプレス成形するフランジ成形すること、を有し、
    　前記プレス成形のプレス方向から見て、前記第１の稜線は、前記隆起面から前記第１の面に向かう方向に凸に湾曲して延在し、前記第２の稜線は、前記フランジから前記第２の面に向かう方向に凸に湾曲して延在し、
    　前記第１の稜線と交差する前記プレス方向に沿った断面における、前記第１の稜線の凸方向と、前記第２の稜線と交差する前記プレス方向に沿った断面における、前記第２の稜線の凸方向が同じ側であり、
    　前記第２の稜線に直交する直線上にある、前記中間成形品における、前記直線との交点での前記第１の稜線の延在方向の曲率半径は、前記フランジ成形後における、前記直線上の前記第２の稜線の延在方向の曲率半径より大きく、
    　前記中間成形品における、前記第１の稜線に隣接する前記隆起面と前記第１の面とのなす角度より、前記フランジ成形後における、前記第１の稜線に相当する位置での前記第２の面のなす角度が大きい、プレス成形品の製造方法。
  2. 　前記中間成形品における、前記第１の稜線から前記隆起面の先端までの長さは、前記フランジ成形後における、前記第１の稜線に相当する位置から前記フランジの先端までの長さの１．００～１．０５倍である、請求項１に記載のプレス成形品の製造方法。
  3. 　前記中間成形品における、前記隆起面の高さが、前記フランジ成形後における、前記フランジの高さ以上である、請求項１または２に記載のプレス成形品の製造方法。
  4. 　前記中間成形品における、前記第２の稜線となる部分である稜線相当部の延在方向の曲率半径が、前記フランジ成形後における、前記第２の稜線の延在方向の曲率半径の１．２９倍以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載のプレス成形品の製造方法。
  5. 　前記第１の稜線と交差するプレス方向に沿った断面において、前記中間成形品の前記隆起面がプレス方向に向かって凸となる曲線に形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のプレス成形品の製造方法。
  6. 　前記中間成形品を成形する予成形工程を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載のプレス成形品の製造方法。
  7. 　前記予成形工程の後にトリム工程を備え、
    　前記トリム工程において、前記フランジ成形工程で成形する前記フランジの高さに応じて前記隆起面の先端部が切断される、請求項６に記載のプレス成形品の製造方法。
  8. 　パンチ、ダイ、および、パッドを備え、
    　前記パンチは、パンチ縦壁部、パンチ底面部、および、前記パンチ縦壁部と前記パンチ底面部との間にある凹稜線部を備え、
    　前記ダイは、ダイ縦壁部、ダイ底面部、および、前記ダイ縦壁部と前記ダイ底面部との間にあるダイ肩稜線部を備え、
    　前記パッドは、パッド縦壁部、パッド底面部、および、前記パッド縦壁部と前記パッド底面部の間にあるパッド稜線部を備え、
    　プレス方向に見た状態において、前記パッド稜線部は、前記ダイから前記パッドに向かう方向に凸に湾曲して延在し、
    　プレス方向に見た状態において、前記ダイ肩稜線部は、前記パンチ縦壁部から前記ダイ縦壁部に向かう方向に凸に湾曲して延在し、
    　前記パッド縦壁部は、前記ダイに隣接して配置され、
    　成形下死点において、前記パンチ縦壁部と前記ダイ縦壁部とが対向して隣接し、
    　成形下死点において、前記パンチ底面部と前記ダイ底面部とが対向して隣接し、
    　成形下死点において、前記パッド底面部と前記パンチ底面部とが対向して隣接し、
    　前記ダイ肩稜線部に直交する直線上にある、前記直線との交点での前記パッド稜線部の延在方向の曲率半径は、前記直線上の前記ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径より大きい、プレス成形装置。
  9. 　請求項８に記載のプレス成形装置と予成形装置とを備え、
    　前記予成形装置は、予成形パンチ、および、予成形ダイを備え、
    　前記予成形パンチは、予成形パンチ縦壁部、予成形パンチ底面部、および、前記予成形パンチ縦壁部と前記予成形パンチ底面部との間にある予成形パンチ凹稜線部を備え、
    　前記予成形ダイは、予成形ダイ縦壁部、予成形ダイ底面部、および、前記予成形ダイ縦壁部と前記予成形ダイ底面部との間にある予成形ダイ肩稜線部を備え、
    　プレス方向に見た状態において、前記予成形ダイ肩稜線部は、前記予成形パンチ縦壁部から前記予成形ダイ縦壁部に向かう方向に凸に湾曲して延在し、
    　成形下死点において、前記予成形パンチ縦壁部と前記予成形ダイ縦壁部とが対向して隣接し、
    　成形下死点において、前記予成形パンチ底面部と前記予成形ダイ底面部とが対向して隣接し、
    　前記プレス成形装置のダイ肩稜線部と直交し、前記予成形装置の予成形ダイ肩稜線部と交差する直線との交点での前記予成形ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径は、前記直線上の前記ダイ肩稜線部の延在方向の曲率半径より大きく、
    　前記予成形装置の前記予成形ダイの前記予成形ダイ肩稜線部および前記プレス成形装置のパッドの前記パッド稜線部と交差する前記プレス方向に沿った断面における、前記予成形ダイ肩稜線部に隣接する前記予成形ダイ縦壁部と前記予成形ダイ底面部のなす角より、前記パッド稜線部に隣接する前記ダイ底面部と前記パッド底面部のなす角の方が大きい、プレス成形ライン。
     
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