WO2024047933A1 - プレス成形品の製造方法 - Google Patents

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WO2024047933A1
WO2024047933A1 PCT/JP2023/015563 JP2023015563W WO2024047933A1 WO 2024047933 A1 WO2024047933 A1 WO 2024047933A1 JP 2023015563 W JP2023015563 W JP 2023015563W WO 2024047933 A1 WO2024047933 A1 WO 2024047933A1
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WO
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press
formed product
shape
blank
deviation amount
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Application number
PCT/JP2023/015563
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English (en)
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Inventor
栄治 飯塚
Original Assignee
Ｊｆｅスチール株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/22—Moulding

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a press-formed product that is press-formed using a blank taken from a metal plate that has shape variations, and reduces the influence of the shape variation of the blank.
  • the resulting press-formed product may deviate from the target dimensional accuracy due to the influence of the shape variations.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose techniques for selecting press-formed products that deviate from the target dimensional accuracy after press-forming. Additionally, there are Patent Document 3 and Patent Document 4 that provide means for providing unevenness to the surface of a press molding die.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 compare the shapes of press-formed products after press-forming to identify areas with poor dimensional accuracy.
  • the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 do not identify which parts of the press-formed product are likely to be affected by changes in the shape of the blank before press forming. , it was difficult to take countermeasures.
  • the blank used for press forming is obtained by punching or shearing a metal plate such as a steel plate. Therefore, when a plurality of blanks are sampled from a metal plate with a variable shape, the positions of the blanks are different, so even if the blanks are sampled from the same metal plate, the portions exhibiting unevenness will differ between the blanks. Therefore, in order to reduce the influence of blank shape variations, it is necessary to take measures that also take into consideration the differences in shape variations of individual blanks.
  • Patent Document 3 retains oil between the mold and the blank during press molding by adding irregularities to the mold surface, suppressing friction between the mold and the blank, and facilitating molding. It is something to do. Further, the technique disclosed in Patent Document 4 makes it possible to manufacture a metal plate with a high design quality by imparting irregularities to the surface of the mold. Therefore, the techniques disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4 do not reduce the influence of blank shape variations, which is the objective of the present invention.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to reduce the influence of shape fluctuations of blanks on press-formed products that are press-formed using blanks taken from metal plates with shape fluctuations.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a molded article.
  • the method for manufacturing a press-formed product according to the present invention is a method for reducing the influence of shape fluctuations of a blank in a press-formed product press-formed using a blank taken from a metal plate with shape fluctuations,
  • a standard press-formed product shape in which a flat blank model with a flat shape is used to perform press-forming analysis when press-forming is performed with a predetermined mold model, and the shape of the press-formed product after release is obtained as the standard press-formed product shape.
  • an acquisition step generating a waveform blank model having a waveform of a predetermined wavelength and a predetermined amplitude corresponding to the shape variation, and press-forming with the predetermined mold model using the generated waveform blank model.
  • a second deviation amount acquisition step in which the shape of the blank press molded product is compared to determine the portion of both shapes that deviate and the amount of deviation; a step of specifying a part of the press-formed product that corresponds to the part of the press-formed product where a deviation amount exceeding a threshold value has occurred in the second deviation amount acquisition step as a part that requires countermeasures;
  • a convex pattern imparting step of imparting a convex pattern to the area requiring treatment or the area to be molded around the area requiring treatment; and the upper mold and the lower mold to which the conve
  • the first deviation amount obtaining step includes determining the amount of springback at a predetermined portion in the reference press-formed product shape; The difference between the springback amount of the predetermined portion and the same portion of the reference press-formed product shape in the wave-shaped blank press-formed product shape is acquired as the deviation amount, and the second deviation amount obtaining step includes the step of obtaining the springback amount of the reference press-formed product shape. obtaining the difference between the amount of springback at a predetermined portion in the shape and the amount of springback at the same portion as the predetermined portion of the reference press-formed product shape in the periodic deviation wave blank press-formed product shape as the deviation amount; This is a characteristic feature.
  • the convex pattern includes a plurality of convex portions formed at predetermined intervals on a flat or curved surface.
  • the vertical and horizontal lengths A of the convex portions are set to 3 mm or more and 50 mm or less, and the distance between adjacent convex portions is set to 1.2 A or more and 2.0 A or less
  • the convex pattern applying step includes: The convex pattern is placed on the upper mold and the lower mold, so that the convex part of the upper mold faces the flat or curved surface of the lower mold, and the convex part of the lower mold faces the flat or curved surface of the upper mold.
  • press molding is performed such that the distance from the upper surface of the convex portion of the mold is 0.1 t or more and 0.5 t or less.
  • the method for producing a press-formed product according to the present invention includes taking into consideration the differences in shape variation between individual blanks, identifying the parts of the press-formed product that are greatly affected by the shape fluctuations of the blanks, and taking measures for the relevant parts. This can reduce the effects of blank shape variations. As a result, in the method for manufacturing a press-formed product according to the present invention, it is possible to manufacture a press-formed product with good dimensional accuracy, and even when a blank taken from a metal plate having shape variations is used, the dimensional accuracy is good. can produce press-formed products with high yield.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of each step of a method for manufacturing a press-formed product according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an external view of a component targeted in the embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a flat blank model.
  • FIG. 4 is a diagram showing the standard press-formed product shape analyzed by press-forming using the flat blank model of FIG. 3, and the amount of change from the bottom dead center of the molding at each part of the shape.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a wave-shaped blank model.
  • FIG. 6 is a diagram showing the shape of a wavy blank press-formed product analyzed by press forming using the wavy blank model of FIG. 5, and the amount of change from the bottom dead center of the molding at each part of the shape.
  • FIG. 7 is a diagram showing a first deviation amount when comparing the reference press-formed product shape of FIG. 4 and the wave-shaped blank press-formed product shape of FIG. 6.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a period-shifted waveform blank model which has a waveform having the same amplitude and wavelength as the waveform in the waveform blank model of FIG. 5, but whose period is shifted by 1/4 wavelength.
  • FIG. 9 is a diagram showing the shape of a periodic wave blank press-formed product analyzed by press forming using the periodic deviation wave blank model of FIG. 8, and the amount of change from the bottom dead center of the molding at each part of the shape. be.
  • FIG. 10 is a diagram showing a second deviation amount when comparing the reference press-formed product shape of FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing the ranges of the first deviation amount and the second deviation amount shown in FIGS. 7 and 10 in correspondence with the target shape.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of a convex pattern provided on a mold.
  • FIG. 13 is a diagram showing a reference press-formed product shape analyzed by press-forming using a mold model provided with a convex pattern, and the amount of change from the bottom dead center of the molding at each part of the shape.
  • FIG. 14 is a diagram showing the shape of a wave-shaped blank press-formed product analyzed by press-forming using a mold model provided with a convex pattern, and the amount of change from the bottom dead center of the molding at each part of the shape.
  • FIG. 15 is a diagram showing a first deviation amount when comparing the reference press-formed product shape of FIG. 13 and the wave-shaped blank press-formed product shape of FIG. 14.
  • FIG. 16 is a diagram showing the shape of a periodic wave blank press-formed product analyzed by press forming using a mold model with a convex pattern, and the amount of change from the bottom dead center of the molding at each part of the shape.
  • FIG. 17 is a diagram showing a second deviation amount when comparing the reference press-formed product shape of FIG. 13 and the periodically shifted wave-shaped blank press-formed product shape of FIG. 16.
  • FIG. 18 is a diagram showing the ranges of the first deviation amount and the second deviation amount shown in FIGS. 15 and 17 in correspondence with the target shape.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram of a period-shifted waveform blank model having a waveform having the same amplitude and wavelength as the waveform in the waveform blank model of FIG. 5, but whose period is shifted by 1/2 wavelength.
  • FIG. 20 is a diagram showing the shape of a periodic wave blank press-formed product analyzed by press forming using the periodic deviation wave shape blank model of FIG. 19, and the amount of change from the bottom dead center of the molding at each part of the shape. be.
  • FIG. 21 is a diagram showing a second deviation amount when comparing the reference press-formed product shape of FIG. 4 and the periodic shift wave shape blank press-formed product shape of FIG. 20.
  • FIG. 22 is a diagram showing the ranges of the first deviation amount and the second deviation amount shown in FIGS.
  • FIG. 23 is a diagram showing the shape of a periodic wave blank press-formed product analyzed by press forming using a mold model with a convex pattern, and the amount of change from the bottom dead center of the molding at each part of the shape.
  • FIG. 24 is a diagram showing a second deviation amount when comparing the reference press-formed product shape of FIG. 13 and the periodic shift wave shape blank press-formed product shape of FIG. 23.
  • FIG. 25 is a diagram showing the ranges of the first deviation amount and the second deviation amount shown in FIGS. 15 and 24 in correspondence with the target shape.
  • the method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment is to reduce the influence of the shape variation of the blank on the press-formed product when press-forming such as foam molding or draw molding is performed using a blank taken from a metal plate with shape variation (unevenness).
  • This is a method to reduce Specifically, as shown in FIG. 1, the method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment includes a reference press-formed product shape acquisition step S1 to an actual press-forming step S15.
  • each configuration will be described in detail below, taking as an example a case where the press-formed product 1 shown in FIG. 2 is press-formed into a target shape.
  • a blank made of a 1.5 GPa class steel plate with a plate thickness of 1.2 mm and a corresponding blank model were used, but the present invention is not limited to this.
  • ⁇ Standard press-formed product shape acquisition step> In the reference press-formed product shape acquisition step S1, a flat blank model 3 as shown in FIG. This is the step to obtain as follows.
  • the "press forming analysis” in this description includes an analysis to obtain the shape at the bottom dead center of molding, and an analysis to obtain the shape after release from the mold, that is, after springback.
  • the flat blank model 3 is a blank model generally used in press forming analysis, and has a flat shape without any unevenness.
  • press molding For press forming analysis, CAE analysis such as finite element method (FEM) is usually performed.
  • FEM finite element method
  • Press molding includes foam molding, draw molding, etc., and in this embodiment, foam molding will be described as an example.
  • FIG. 4 is a diagram showing the reference press-formed product shape 5 after mold release based on press-forming analysis.
  • the amount of change from the molding bottom dead center is shown by numerical values and color shading.
  • the amount of change is the value obtained by subtracting the height of the corresponding part of the shape at the bottom dead center from the height of each part of the press-formed product shape after press molding and springback in the press-forming direction. , which corresponds to the amount of springback in the press forming direction. If the height difference (change amount) is + (plus), it will be more convex than the molding bottom dead center shape, and if the height difference (change amount) is - (minus), it will be more concave than the molding bottom dead center shape. becomes. In FIG.
  • the color of the concave portion is lighter than the molding bottom dead center shape, and the color of the convex portion is darker. Further, in the numbers shown in FIG. 4, + indicates the amount of change in the convex direction (toward the front of the paper), and - indicates the amount of change in the concave direction (towards the back of the paper), and the unit is mm.
  • the amount of change at the left end (part A) of the reference press-formed product shape 5 was 1.06 mm. Further, the left end (part B) of the top plate portion of the standard press-formed product shape 5 was 0.63 mm. Further, the longitudinal center portion (portion C) of the standard press-formed product shape 5 was 6.02 mm. Further, the right end (part D) of the lower flange portion of the standard press-formed product shape 5 was 1.10 mm. Further, the right end portion (portion E) of the standard press-formed product shape 5 was ⁇ 2.61 mm.
  • Step S3 the same press forming analysis as in the reference press-formed product shape acquisition step S1 is performed using a blank model that corresponds to the shape variation of the metal plate, and the press-formed product shape after release is obtained. This is the step to obtain.
  • FIG. 5(a) is a diagram showing an example of the wave-shaped blank model 7, and the specific shape will be explained below.
  • the waveform blank model 7 shown in FIG. 5(a) is a blank model having a waveform of a predetermined wavelength and a predetermined amplitude.
  • the shading in FIG. 5(a) expresses unevenness, with dark colored portions having a convex shape toward the front of the page, and light colored portions having a concave shape toward the back of the page.
  • FIG. 5(b) is a state in which FIG. 5(a) is viewed from the direction of the white arrow, and FIG. 5(c) is a partially enlarged view thereof.
  • the example shown in FIG. 5 has a plate thickness of 1.2 mm, a waveform amplitude of 5.0 mm ( ⁇ 2.5 mm), and a wavelength (see FIG. 5(d)) of 320 mm. Further, the start position and end position of the waveform set in the blank do not need to be at the end of the metal plate.
  • FIG. 5(e) is a diagram emphasizing the wave-like unevenness of FIG. 5(a
  • the wave-shaped blank model 7 may be generated based on the measurement results by measuring the shape of an actual blank taken from a predetermined position of a metal plate with shape variations.
  • the waveform blank model 7 may be generated by measuring the shape of an actual blank with a three-dimensional shape measuring device using a laser rangefinder, and using representative wavelengths and amplitudes from the measurement results.
  • FIG. 6 is a diagram showing a wave-shaped blank press-formed product shape 9 that was analyzed by press forming.
  • the colors and numerical values shown in FIG. 6 are the same as those in FIG. 4.
  • the amount of change in the left end portion (part A) of the wave-shaped blank press-formed product shape 9 was 1.37 mm.
  • the left end (part B) of the top plate portion of the wave-shaped blank press-molded product shape 9 was 0.72 mm. Further, the longitudinal center portion (part C) of the wave-shaped blank press-molded product shape 9 was 6.02 mm. Further, the right end (part D) of the lower flange portion of the wave-shaped blank press-molded product shape 9 was 0.96 mm. Further, the right end portion (portion E) of the wave-shaped blank press-molded product shape 9 was ⁇ 2.11 mm.
  • the shape of the press-formed product at the bottom dead center of molding is taken as the standard shape, and the amount of change (springback amount) in each part of the shape of the press-formed product after release from the standard shape is determined, and the two press-formed products are The difference in the amount of change in shape was determined as the amount of deviation.
  • the first deviation amount obtained in the first deviation amount acquisition step S5 is the amount of change in the shape of the wavy blank press-formed product 9 (FIG. 6) using the blank model with shape fluctuations, and the amount of change obtained using the flat blank model (FIG. 6). This is the value obtained by subtracting the amount of change in the standard press-formed product shape 5 (FIG. 4).
  • the corresponding portion of the wave-shaped blank press-formed product shape 9 has a convex shape compared to the reference press-formed product shape 5. Further, when the first deviation amount is - (minus), the corresponding portion of the wave-shaped blank press-formed product shape 9 has a concave shape compared to the reference press-formed product shape 5.
  • FIG. 7 is a diagram showing the first deviation amount obtained as described above.
  • the first deviation amount between the wave-shaped blank press-formed product shape 9 and the reference press-formed product shape 5 was 0.31 mm at the left end (portion A). Further, the first deviation amount was 0.09 mm at the left end (part B) of the top plate portion. Further, the first deviation amount was 0.00 mm at the longitudinal center portion (portion C). Further, the first deviation amount was ⁇ 0.14 mm at the right end (part D) of the lower flange portion. Further, the first deviation amount was 0.50 mm at the right end (portion E).
  • Step S7 of acquiring the shape of a blank press-formed product with a periodic deviation waveform the same press forming analysis as in the standard press-formed product shape acquisition step S1 is performed using a waveform blank model with a different shape from the waveform blank model 7, and the mold release is performed. This is the step of acquiring the shape of the subsequent press-formed product.
  • step S7 of acquiring the shape of a blank press molded product with a periodic deviation waveform a periodic deviation waveform blank model 11 having a waveform having the same wavelength and amplitude as the waveform in the waveform blank model 7 but whose period is shifted is generated.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the periodic shift wave shape blank model 11, and the specific shape will be explained below.
  • FIG. 8(a) is a blank model having a periodic waveform having a predetermined wavelength and a predetermined amplitude, and the shading in FIG. 8(a) expresses the waveform.
  • FIG. 8(b) is a state in which FIG. 8(a) is viewed from the direction of the white arrow, and FIG. 8(c) is a partially enlarged view thereof.
  • the plate thickness is 1.2 mm, and the waveform amplitude and wavelength are the same as the waveform blank model 7 of FIG. 5, but the waveform period is 1/4 of that of the waveform blank model 7. It is shifted to the right in the paper by the wavelength (see FIGS. 8(d) and 8(e)).
  • step S7 for acquiring the shape of a blank press-formed product with a periodic shift waveform the blank model 11 with a periodic shift waveform is used to obtain the press molding when press-forming is performed using the same predetermined mold model as in the reference press-formed product shape acquisition step S1. Perform molding analysis. Then, the shape of the press-formed product after the mold release is obtained as a periodic shift wave-shaped blank press-formed product shape 13.
  • FIG. 9 is a diagram showing a blank press molded product shape 13 in the form of periodic deviation waves. The colors and numerical values shown in FIG. 9 are the same as those in FIGS. 4 and 6. In this example, as shown in FIG.
  • the amount of change in the left end portion (part A) of the blank press-molded product shape 13 in the form of periodic deviation waves was 1.64 mm. Further, the amount of change at the left end (part B) of the top plate portion of the blank press-molded product shape 13 having a periodic shift wave shape was 0.83 mm. Further, the amount of change in the longitudinal center portion (portion C) of the periodic shift wave blank press molded product shape 13 was 6.13 mm. Further, the amount of change at the right end (part D) of the lower flange portion of the blank press molded product shape 13 having a periodic shift wave shape was 1.41 mm. Further, the amount of change in the right end portion (portion E) of the periodic shift wave blank press molded product shape 13 was ⁇ 2.96 mm.
  • the second deviation amount obtaining step S9 is a step of comparing the reference press-formed product shape 5 and the periodically shifted wave-shaped blank press-formed product shape 13, and obtaining the part where the two shapes deviate and the deviation amount (second deviation amount). It is.
  • the method for obtaining the second deviation amount is the same as the method explained in the first deviation amount acquisition step S5, so the explanation will be omitted.
  • FIG. 10 is a diagram showing the second deviation amount when comparing the reference press-formed product shape 5 (FIG. 4) and the periodically shifted wave blank press-formed product shape 13 (FIG. 9).
  • the second deviation amount between the periodic shift wave blank press molded product shape 13 and the reference press molded product shape 5 was 0.58 mm at the left end (part A).
  • the second deviation amount was 0.20 mm at the left end (part B) of the top plate portion.
  • the second deviation amount was 0.11 mm at the central portion in the longitudinal direction (site C).
  • the second deviation amount was 0.31 mm at the right end (part D) of the lower flange portion.
  • the second deviation amount was ⁇ 0.35 mm at the right end portion (portion E).
  • the step S11 for specifying the part requiring action corresponds to the part where the first deviation amount exceeding the threshold value occurred in the first deviation amount acquisition step S5 and the part where the second deviation amount exceeding the threshold value occurred in the second deviation amount acquisition step S9. This is a step of identifying a part of the press-formed product 1 as a part requiring countermeasures.
  • FIG. 11 shows that both the first deviation amount (see FIG. 7) obtained in the first deviation amount acquisition step S5 and the second deviation amount (see FIG. 10) obtained in the second deviation amount acquisition step S9 are It is a diagram shown in correspondence with the target shape of item 1.
  • the amount of deviation at site A was 0.31 mm to 0.58 mm.
  • the amount of deviation at portion B was 0.09 mm to 0.20 mm.
  • the amount of deviation at portion C was 0.00 mm to 0.11 mm.
  • the amount of deviation at portion D was ⁇ 0.14 mm to 0.31 mm.
  • the amount of deviation at portion E was ⁇ 0.35 mm to 0.50 mm.
  • step S11 for identifying areas requiring countermeasures For example, if the threshold value in step S11 for identifying areas requiring countermeasures is set to ⁇ 0.15 mm, the areas where the amount of deviation exceeding the threshold value has occurred are area A, area B, area D, and area E. Therefore, in the step S11 for specifying parts requiring countermeasures, these parts are identified as parts requiring countermeasures.
  • a convex pattern is provided to the part of the actual mold for molding the press-formed product where the above-mentioned areas requiring countermeasures are to be molded, and the actual mold is used. Press molding is performed. The convex pattern is applied to each of the upper and lower molds that constitute the actual mold.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a convex pattern provided on an actual mold. This convex pattern shape will be explained.
  • FIG. 12(a) is a side view of the convex pattern 23 of the upper mold 21 and the convex pattern 27 of the lower mold 25 at the bottom dead center of molding.
  • FIG. 12(b) is a view taken along the line CC in FIG. 12(a).
  • the position of the convex pattern 27 of the opposing lower mold 25 is indicated by a broken line.
  • the convex patterns 23 and 27 of this embodiment are formed at predetermined intervals on a flat or curved surface of the upper mold 21 or lower mold 25. It is constituted by a plurality of convex portions 23a and 27a (convex portion group).
  • the shape of the tip surfaces of the convex portions 23a and 27a is a square with a side length of A (mm).
  • Such convex portions 23a, 27a are arranged vertically and horizontally at a predetermined distance B (mm), forming regular convex patterns 23,27.
  • the size (vertical and horizontal length) A of the tip surfaces of the convex portions 23a and 27a is preferably 3 mm or more and 50 mm or less. If the size A of the tip surfaces of the convex portions 23a and 27a is less than 3 mm, shape fluctuations (wavy shapes) of the blank may remain in the press-formed product after press-forming, reducing the effect. Furthermore, if the size A of the tip surfaces of the convex portions 23a and 27a exceeds 50 mm, the size will protrude from parts such as the top plate and flange of the mold, and the blank will be held down by the wide surface of the tip of the convex portions. , the molding is similar to that without the convex portion and is ineffective.
  • the distance B between adjacent convex portions is preferably set to 1.2 A or more and 2.0 A or less with respect to the size A of the tip surfaces of the convex portions 23a and 27a. If the distance B (mm) between adjacent convex portions is less than 1.2 A or more than 2.0 A, shape fluctuations (wavy shape) of the blank may remain in the press-formed product after press-forming, which is not preferable.
  • the number and arrangement of the convex portions 23a, 27a and the shape of the tip surfaces shown in FIG. 12 are merely examples, and do not limit the aspect of the convex pattern of the present invention.
  • the shape of the tip surface of the convex portion may be rectangular or circular.
  • the convex pattern 23 provided on the upper mold 21 and the convex pattern 27 provided on the lower mold 25 have their convex portions facing each other, as shown in FIGS. 12(a) and 12(b). It is best to avoid doing so. That is, when applying the convex patterns 23 and 27, the convex portion 23a of the upper mold 21 faces the flat surface 25a (or curved surface) of the lower mold 25, and the convex portion 27a of the lower mold 25 faces the upper mold. It is preferable to provide the upper mold 21 and the lower mold 25 with the convex patterns 23 and 27 so as to be arranged to face the flat surface 21a (or curved surface) of the mold 21.
  • the distance d between the lower surface of the convex portion 23a of the upper mold 21 and the upper surface of the convex portion 27a of the lower mold 25 at the bottom dead center of molding is 0.1 t. It is preferable that the weight is 0.5 t or less.
  • the distance d is less than 0.1t, the amount of strain will become too large and the shape of the tip end surface of the convex portions 23a, 27a will be clearly transferred to the surface of the press-formed product after press-forming, which is not preferable. Moreover, if the distance d exceeds 0.5t, the amount of strain will be insufficient and the effect of alleviating the shape fluctuation of the blank will be reduced, which is not preferable.
  • the convex pattern 23 of the upper mold 21 and the convex pattern 27 of the lower mold 25 were provided so that their convex portions did not face each other.
  • the positions of the convex portion 23a of the upper mold 21 and the convex portion 27a of the lower mold 25 are set so as to be shifted from each other in the horizontal direction and the vertical direction of the page. did.
  • the positional relationship between the convex portions of the upper mold and the convex portions of the lower mold is not limited to this, and may be shifted only in the horizontal direction of the paper or only in the vertical direction of the paper.
  • the distance d between the lower surface of the convex portion 23a of the upper mold 21 and the upper surface of the convex portion 27a of the lower mold 25 at the bottom dead center of molding was 0.36 mm.
  • the above-mentioned convex patterns 23 and 27 are provided to the parts corresponding to the parts requiring countermeasures in the predetermined mold model used for the above-mentioned press forming analysis.
  • the mold model hereinafter referred to as "convex pattern imparting mold model”
  • the same analysis as in the reference press-formed product shape acquisition step S1 to the second deviation amount acquisition step S9 is performed. Ta. Note that the amount of change and the amount of deviation in the following explanation were determined using the same method as shown in FIGS. 4 to 11.
  • FIG. 13 is a diagram showing a reference press-formed product shape 31 obtained by press-molding analysis of the flat blank model 3 (see FIG. 3) using the convex pattern imparting mold model. Note that in FIG. 13, regions to which strain is applied (strain addition region 33) by the convex patterns 23 and 27 of the convex pattern imparting mold model are shaded (the same applies to FIGS. 14 to 18).
  • the amount of change in portion A of the reference press-formed product shape 31 was 1.29 mm when press molding was analyzed using the convex pattern imparting mold model. Further, the amount of change in portion B of the reference press-formed product shape 31 was 0.07 mm. The amount of change in portion C of the standard press-formed product shape 31 was 6.50 mm. Further, the amount of change in the portion D of the reference press-formed product shape 31 was 2.10 mm. Further, the amount of change in the portion E of the reference press-formed product shape 31 was 1.80 mm.
  • FIG. 14 is a diagram showing a wave-shaped blank press-formed product shape 35 obtained by press-molding analysis of the wave-shaped blank model 7 (see FIG. 5) using the convex pattern imparting mold model.
  • the amount of change in portion A of the wave-shaped blank press-molded product shape 35 was 1.45 mm.
  • the amount of change in portion B of the wave-shaped blank press-molded product shape 35 was 0.12 mm.
  • the amount of change in portion C of the wave-shaped blank press-molded product shape 35 was 6.50 mm.
  • the amount of change in portion D of the wave-shaped blank press-molded product shape 35 was 2.03 mm.
  • the amount of change in portion E of the wave-shaped blank press-molded product shape 35 was 2.05 mm.
  • FIG. 15 is a diagram showing the first deviation amount obtained by comparing the reference press-formed product shape 31 (FIG. 13) and the wave-shaped blank press-formed product shape 35 (FIG. 14).
  • the first deviation amount between the reference press-formed product shape 31 and the wave-shaped blank press-formed product shape 35 when press forming is analyzed using the convex pattern imparting mold model is 0. It was 16 mm.
  • the first deviation amount at portion B was 0.05 mm.
  • the first deviation amount at portion C was 0.00 mm.
  • the first deviation amount at portion D was ⁇ 0.07 mm.
  • the first deviation amount at portion E was 0.25 mm.
  • FIG. 16 is a diagram showing a blank press-molded product shape 37 with a periodic deviation waveform obtained by performing press molding analysis of the periodic deviation waveform blank model 11 (see FIG. 8) using the convex pattern imparting mold model.
  • the amount of change in portion A of the periodic shift wave blank press molded product shape 37 was 1.58 mm.
  • the amount of change in portion B of the periodic shift wave blank press molded product shape 37 was 0.17 mm.
  • the amount of change in portion C of the periodic shift wave blank press molded product shape 37 was 6.60 mm.
  • the amount of change in portion D of the periodic shift wave blank press molded product shape 37 was 2.26 mm.
  • the amount of change in the portion E of the periodic shift wave blank press molded product shape 37 was 1.63 mm.
  • FIG. 17 is a diagram showing the second deviation amount obtained by comparing the standard press-formed product shape 31 (FIG. 13) and the periodically shifted wave-shaped blank press-formed product shape 37 (FIG. 16).
  • the second deviation amount between the reference press-formed product shape 31 and the periodic shift wave blank press-formed product shape 37 was 0.29 mm at the portion A.
  • the second deviation amount at portion B was 0.10 mm.
  • the second deviation amount at portion C was 0.10 mm.
  • the second deviation amount at portion D was 0.16 mm.
  • the second deviation amount at portion E was ⁇ 0.17 mm.
  • FIG. 18 is a diagram showing both the first deviation amount in FIG. 15 and the second deviation amount in FIG. 17 in correspondence with the target shape.
  • the first deviation amount and the second deviation amount at portion A were 0.16 mm to 0.29 mm.
  • the first deviation amount and the second deviation amount were 0.05 mm to 0.10 mm at portion B.
  • the first deviation amount and the second deviation amount were 0.00 mm to 0.10 mm at the portion C.
  • the first deviation amount and the second deviation amount were ⁇ 0.07 mm to 0.16 mm at the portion D.
  • the first deviation amount and the second deviation amount at the portion E were ⁇ 0.17 mm to 0.25 mm.
  • the deviation amount in FIG. 18 is reduced compared to the deviation amount before the countermeasure shown in FIG. 11. Therefore, it was confirmed that the use of the convex pattern-imparting mold model was effective in reducing the influence of blank shape variations.
  • the convex pattern imparting step S13 is a step of imparting the convex patterns 23 and 27 described in FIG. 12 to the actual mold.
  • the convex patterns 23 and 27 are preferably provided by performing laser processing or etching processing on the surface of the actual mold.
  • the convex patterns 23 and 27 are applied to areas requiring countermeasures in the upper die 21 and lower die 25 of the actual mold, or to areas requiring countermeasures and the surroundings thereof to be molded.
  • the convex portion 23a of the upper mold 21 faces the flat surface 25a or the curved surface of the lower mold 25, and the convex portion 27a of the lower mold 25 faces the flat surface 21a of the upper mold 21.
  • convex patterns 23 and 27 similar to the convex pattern imparted mold model used in the press forming analysis explained with reference to FIGS. 13 to 18 were imparted to the actual mold.
  • Actual press forming step S15 is a step of press forming an actual blank using upper die 21 and lower die 25 to which convex patterns 23 and 27 were provided in convex pattern imparting step S13.
  • the distance d between the lower surface of the convex portion 23a of the upper mold 21 and the upper surface of the convex portion 27a of the lower mold 25 at the bottom dead center of molding is set to 0.1 t or more and 0.5 t. It is preferable to press-form as follows (t (mm) is the thickness of the blank).
  • the waveforms of the period-shifted waveform blank models may have their periods shifted from each other (the wavelength and amplitude are the same for the waveform blank model and all the periodicity-shifted waveform blank models).
  • the difference in the amount of change from the bottom dead center of molding (springback amount) in the press forming direction was used as the amount of deviation.
  • the height of each part after release (after springback) in one press-formed product shape is determined by the height of each part after release (after springback) in the other press-formed product shape.
  • the difference obtained by subtracting the height of each part may be used as the deviation amount.
  • the amount of change is compared based on the shape at the bottom dead center of molding, which is constant regardless of the presence or absence of shape change of the blank, the amount of deviation can be accurately and easily It is preferable to be able to ask for
  • draw molding may also be used.
  • a concavo-convex pattern may be formed on the press-formed product after press molding.
  • a restriking step may be further provided in which the press-formed product on which the uneven pattern is formed is pressed again to crush the uneven pattern.
  • the method for manufacturing a press-formed product explained in FIG. 1 was carried out.
  • the press-formed product 1 shown in FIG. 2 was used as the target shape similarly to the embodiment.
  • the molding for the CAE analysis in this example was performed using foam molding as in the embodiment. Note that the amount of change and the amount of deviation in this example were determined by the same method as in the embodiment.
  • the reference press-formed product shape acquisition step S1 was performed using the flat blank model 3 (see FIG. 3) similarly to the embodiment.
  • the amount of change in the standard press-formed product shape 5 when the flat blank model 3 is press-molded using a predetermined mold model is as follows. That is, as explained in FIG. 4, the amount of change is 1.06 mm at site A, 0.63 mm at site B, 6.02 mm at site C, 1.10 mm at site D, and -2.61 mm at site E. Met.
  • the wave-shaped blank press-molded product shape acquisition step S3 was performed using the wave-shaped blank model 7 (see FIG. 5).
  • the amount of change in the shape of the wavy blank press-formed product 9 when the wavy blank model 7 is press-molded using a predetermined mold model is as follows. That is, as explained in FIG. 6, the amount of change is 1.37 mm at site A, 0.72 mm at site B, 6.02 mm at site C, 0.96 mm at site D, and -2.11 mm at site E. Met.
  • the reference press-formed product shape 5 (FIG. 4) and the wave-shaped blank press-formed product shape 9 (FIG. 6) are compared, and the deviation amount ( The first deviation amount) was calculated.
  • the first deviation amount is 0.31 mm at site A, 0.09 mm at site B, 0.00 mm at site C, -0.14 mm at site D, and 0.50 mm at site E. there were.
  • a wave-shaped blank model having a shape different from the wave-shaped blank model 7 was generated in step S7 of acquiring the shape of a blank press-molded product having a period-shifted wave shape.
  • a press molding analysis was performed using a predetermined mold model similar to that described above, and the shape of the press molded product after mold release was obtained.
  • the periodic shift waveform blank model 11 explained in FIG. 8 was used in the embodiment, but in this example, the periodic shift waveform blank model shown in FIG. 19 was used. 41 was used. The specific shape of the periodic shift waveform blank model 41 will be explained below.
  • FIG. 19 is a blank model that has a periodic waveform with a predetermined wavelength and a predetermined amplitude, and the shading in FIG. 19(a) expresses unevenness.
  • FIG. 19(b) is a state in which FIG. 19(a) is viewed from the direction of the white arrow, and FIG. 19(c) is a partially enlarged view thereof.
  • the plate thickness is 1.2 mm, and the amplitude and wavelength of the unevenness are the same as the wave-shaped blank model 7 in FIG. 5, but the wave-shaped period is 1/2 that of the wave-shaped blank model 7. It is shifted to the right in the paper by the wavelength (see FIGS. 19(d) and 19(e)).
  • FIG. 20 is a diagram illustrating the shape of a blank press-molded product 43 in a wave-shaped blank press molded product when the blank model 41 in a wave-shaped blank shown in FIG. 19 is analyzed by press molding using a predetermined mold model.
  • the amount of change in portion A of the periodic shift wave blank press molded product shape 43 was 0.85 mm.
  • the amount of change in portion B of the periodic shift wave blank press molded product shape 43 was 0.88 mm.
  • the amount of change in portion C of the periodic shift wave blank press molded product shape 43 was 5.95 mm.
  • the amount of change in portion D of the periodic shift wave blank press molded product shape 43 was 0.86 mm.
  • the amount of change in the portion E of the blank press-molded product shape 43 having a periodic shift wave shape was ⁇ 2.64 mm.
  • the reference press-formed product shape 5 (FIG. 4) and the periodic shift wave shape blank press-formed product shape 43 (FIG. 20) are compared, and the deviation amount (second deviation amount 2 deviation amount) was calculated.
  • the second deviation amount between the periodic shift wave blank press-formed product shape 43 and the reference press-formed product shape 5 is -0.21 mm at part A, 0.25 mm at part B, and 0.25 mm at part C. -0.07 mm, -0.24 mm at site D, and -0.03 mm at site E.
  • FIG. 22 shows that both the first deviation amount (FIG. 7) obtained in the first deviation amount acquisition step S5 and the second deviation amount (FIG. 21) obtained in the second deviation amount acquisition step S9 are (Target shape)
  • the amount of deviation before the countermeasure is -0.21 mm to 0.31 mm at part A, 0.09 mm to 0.25 mm at part B, -0.07 mm to 0.00 mm at part C, and -0.07 mm to 0.00 mm at part C. It was -0.24 mm to -0.14 mm at D, and -0.03 mm to 0.50 mm at part E.
  • step S11 for specifying areas requiring countermeasures is set to ⁇ 0.15 mm
  • the areas where the amount of deviation exceeding the threshold value has occurred are area A, area B, area D, and area E. Therefore, these areas were identified as areas requiring countermeasures.
  • the convex pattern 23 of the upper mold 21 and the convex pattern 27 of the lower mold 25 were provided so that their convex portions 23a and 27a did not face each other.
  • the positions of the convex portion 23a of the upper mold 21 and the convex portion 27a of the lower mold 25 are set so as to be shifted from each other in the horizontal direction and the vertical direction of the page. did.
  • the distance d between the lower surface of the convex portion 23a of the upper mold 21 and the upper surface of the convex portion 27a of the lower mold 25 at the bottom dead center of molding was 0.36 mm.
  • the above-mentioned convex patterns 23 and 27 are applied to the parts corresponding to the areas requiring measures in a predetermined mold model, and the standard press-formed product shape is Analysis similar to acquisition step S1 to second deviation amount acquisition step S9 was performed.
  • the amount of change in the standard press-formed product shape 31 when the flat blank model 3 (see FIG. 3) was press-molded using the convex pattern imparted mold model was 1.29 mm at the portion A. Ta. Further, the amount of change in the reference press-formed product shape 31 at portion B was 0.07 mm. Further, the amount of change in the reference press-formed product shape 31 was 6.50 mm at portion C. Further, the amount of change in the reference press-formed product shape 31 was 2.10 mm at portion D. Further, the amount of change in the reference press-formed product shape 31 at portion E was 1.80 mm.
  • the amount of change in the wavy blank press-formed product shape 35 is 1. It was 45 mm. Further, the amount of change in the shape 35 of the wave-shaped blank press molded product was 0.12 mm at portion B. Further, the amount of change in the shape 35 of the wave-shaped blank press molded product was 6.50 mm at portion C. Further, the amount of change in the wave-shaped blank press-molded product shape 35 at portion D was 2.03 mm. Further, the amount of change in the wave-shaped blank press-molded product shape 35 was 2.05 mm at portion E.
  • the first deviation amount obtained by comparing the reference press-formed product shape 31 (FIG. 13) and the wave-shaped blank press-formed product shape 35 (FIG. 14) is 0. It was 16 mm. Further, the first deviation amount at portion B was 0.05 mm. Further, the first deviation amount at portion C was 0.00 mm. Further, the first deviation amount at portion D was ⁇ 0.07 mm. Further, the first deviation amount at portion E was 0.25 mm.
  • FIG. 23 is a diagram showing a blank press-molded product shape 51 with a periodic deviation wave shape obtained by performing press molding analysis of the periodic deviation wave pattern blank model 41 (see FIG. 19) using a convex pattern imparting mold model.
  • the amount of change in portion A of the blank press-molded product shape 51 having a periodic shift wave shape was 1.19 mm.
  • the amount of change in portion B of the periodic shift wave blank press molded product shape 51 was 0.20 mm.
  • the amount of change in portion C of the periodic shift wave blank press molded product shape 51 was 6.44 mm.
  • the amount of change in portion D of the periodic shift wave blank press molded product shape 51 was 1.98 mm.
  • the amount of change in the portion E of the blank press molded product shape 51 having a periodic shift wave shape was 1.82 mm.
  • FIG. 24 is a diagram showing the second deviation amount obtained by comparing the reference press-formed product shape 31 (FIG. 13) and the periodically shifted wave-shaped blank press-formed product shape 51 (FIG. 23).
  • the second deviation amount between the standard press-formed product shape 31 and the periodic shift wave blank press-formed product shape 51 is ⁇ 0.10 mm at portion A. Met.
  • the second deviation amount at portion B was 0.13 mm.
  • the second deviation amount at portion C was ⁇ 0.06 mm.
  • the second deviation amount at portion D was ⁇ 0.12 mm.
  • the second deviation amount at portion E was 0.02 mm.
  • FIG. 25 is a diagram showing both the first deviation amount in FIG. 15 and the second deviation amount in FIG. 24 in correspondence with the press-formed product 1 (target shape).
  • the amount of deviation was ⁇ 0.10 mm to 0.16 mm at portion A when the convex pattern imparting mold model was used.
  • the amount of deviation at portion B was 0.05 mm to 0.13 mm.
  • the amount of deviation at portion C was ⁇ 0.06 mm to 0.00 mm.
  • the amount of deviation at portion D was ⁇ 0.12 mm to ⁇ 0.07 mm.
  • the amount of deviation at portion E was 0.02 mm to 0.25 mm.
  • the amount of deviation in FIG. 25 is significantly smaller than the amount of deviation before the countermeasure shown in FIG. 22. Therefore, it was confirmed that providing a mold with a convex pattern corresponding to the area requiring countermeasures was effective in reducing the effects of blank shape variations.
  • convex patterns 23 and 27 similar to the above convex pattern imparting mold model were imparted to the surface of the actual mold. Specifically, in this example, convex patterns 23 and 27 were provided to the area requiring treatment, or to the area of the mold for molding the area requiring treatment and its surroundings. Then, in the actual press forming step S15, an actual blank having a shape variation was press-molded using the actual mold provided with the above-mentioned convex patterns 23 and 27. Note that, as the actual blank, a 1.5 GPa class steel plate with a thickness of 1.2 mm, which corresponds to the above-mentioned blank model, was used.
  • the shape of the press-formed product press-formed in the actual press-forming step S15 was less affected by the shape variation of the blank, similar to the analysis results in FIG. 25, and good dimensional accuracy was obtained.

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Abstract

本発明に係るプレス成形品の製造方法は、基準プレス成形品形状５を取得する基準プレス成形品形状取得ステップと、波形状ブランクプレス成形品形状９を取得する波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップと、基準プレス成形品形状５と波形状ブランクプレス成形品形状９の乖離量を求める第１乖離量取得ステップと、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３を取得する周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップと、基準プレス成形品形状５と周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３の乖離量を求める第２乖離量取得ステップと、要対策部位を特定する要対策部位特定ステップと、実金型に凸パターン２３、２７を付与する凸パターン付与ステップと、凸パターン２３、２７を付与した実金型を用いてプレス成形する実プレス成形ステップと、を備えたものである。

Description

プレス成形品の製造方法
　本発明は、形状変動のある金属板から採取したブランクを用いてプレス成形したプレス成形品における前記ブランクの形状変動の影響を低減するプレス成形品の製造方法に関する。
　自動車の衝突安全性基準の厳格化により自動車車体の衝突安全性の向上が進展する中で、昨今の二酸化炭素排出規制を受けて自動車の燃費向上を図るため、車体の軽量化も必要とされている。これら衝突安全性能と車体の軽量化を両立するために、従来に比べてさらに高強度な金属板が車体に採用されつつある。
　従来から、プレス成形品を得るためのブランクを採取する実際の金属板は、完全に平坦なものはなく、波形状（形状変動）を有している。したがって、金属板から採取した実際のブランクもまた、必ずしも平坦であるとは限らず、形状変動を有する場合がある。
　このような形状変動を有する金属板をブランクとして用いて、車体部品にプレス成形した場合、プレス成形後に得られたプレス成形品は、その形状変動が影響して、目標となる寸法精度から外れることが危惧される。
　プレス成形した後のプレス成形品について、目標となる寸法精度から外れたものを選別する技術として、例えば、特許文献１及び特許文献２が開示されている。また、プレス成形金型の表面に凹凸を付与する手段を講じるものとしては、特許文献３及び特許文献４がある。
特開昭６２－０４７５０４号公報 特開２０１９－００２８３４号公報 特開２０２０－１２７９５９号公報 特開平３－０７７７２８号公報
　特許文献１及び特許文献２に開示の技術は、プレス成形後のプレス成形品同士の形状を比較し、寸法精度の不良な部位を特定するものである。特許文献１及び特許文献２に開示の技術では、プレス成形前のブランクの形状変動により、プレス成形品のどの部位がブランクの形状変動による影響を受けやすいかを特定することが行われておらず、対策を講じることが難しかった。
　さらに、プレス成形に用いるブランクは、鋼板などの金属板から打ち抜きやせん断によって採取される。したがって、形状変動のある金属板から複数のブランクを採取すると、採取位置が異なることで、同じ金属板から採取したブランクであっても、個々のブランクで凹凸を呈する部位が異なる。したがって、ブランクの形状変動による影響を低減するには、個々のブランクの形状変動に相違があることも考慮して対策を講じる必要がある。
　特許文献３に開示の技術は、金型表面に凹凸を付与することでプレス成形中に金型とブランクの間に油を保持し、金型とブランクの間の摩擦を抑制して成形を容易にするものである。また、特許文献４に開示の技術は、金型表面に凹凸を付与することで、意匠性の高い金属板を製造できるようにしたものである。したがって、特許文献３及び特許文献４に開示の技術は、本発明が目的とするブランクの形状変動による影響を低減するものではない。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、形状変動のある金属板から採取したブランクを用いてプレス成形したプレス成形品におけるブランクの形状変動の影響を低減するプレス成形品の製造方法を提供することである。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、
（１）本発明に係るプレス成形品の製造方法は、形状変動のある金属板から採取したブランクを用いてプレス成形したプレス成形品における前記ブランクの形状変動の影響を低減する方法であって、平坦な形状の平坦ブランクモデルを用いて、所定の金型モデルでプレス成形したときのプレス成形解析を行い、離型後のプレス成形品形状を基準プレス成形品形状として取得する基準プレス成形品形状取得ステップと、前記形状変動に対応した所定の波長と所定の振幅の波形状を有する波形状ブランクモデルを生成し、該生成した波形状ブランクモデルを用いて、前記所定の金型モデルでプレス成形したときのプレス成形解析を行い、離型後のプレス成形品形状を波形状ブランクプレス成形品形状として取得する波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップと、前記基準プレス成形品形状と前記波形状ブランクプレス成形品形状とを比較し、両形状の乖離する部位と乖離量とを求める第１乖離量取得ステップと、前記波形状ブランクモデルにおける波形状とは振幅と波長が同じで周期がずれた波形状を有する周期ずれ波形状ブランクモデルを一種類または複数種類生成し、該生成した周期ずれ波形状ブランクモデルを用いて、前記所定の金型モデルでプレス成形したときのプレス成形解析を行い、離型後のプレス成形品形状を周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状として取得する周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップと、前記基準プレス成形品形状と一種類または複数種類の前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状とを比較し、両形状の乖離する部位と乖離量とを求める第２乖離量取得ステップと、前記第１乖離量取得ステップで閾値を超える乖離量が生じた部位及び前記第２乖離量取得ステップで閾値を超える乖離量が生じた部位に相当する前記プレス成形品の部位を要対策部位として特定する要対策部位特定ステップと、前記プレス成形品を成形する実金型の上金型及び下金型において、前記要対策部位、または、前記要対策部位とその周囲を成形する部位に凸パターンを付与する凸パターン付与ステップと、前記凸パターンを付与した上金型及び下金型を用いて、前記ブランクをプレス成形する実プレス成形ステップと、を備えたことを特徴とするものである。
（２）本発明に係るプレス成形品の製造方法は、上記（１）に記載の発明において、前記第１乖離量取得ステップは、前記基準プレス成形品形状における所定部位のスプリングバック量と、前記波形状ブランクプレス成形品形状における前記基準プレス成形品形状の前記所定部位と同一部位のスプリングバック量との差を前記乖離量として取得し、前記第２乖離量取得ステップは、前記基準プレス成形品形状における所定部位のスプリングバック量と、前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状における前記基準プレス成形品形状の前記所定部位と同一部位のスプリングバック量との差を前記乖離量として取得することを特徴とするものである。
（３）本発明に係るプレス成形品の製造方法は、上記（１）または（２）に記載の発明において、前記凸パターンは、平面又は湾曲面上に所定間隔で形成された複数の凸部によって構成され、前記凸部の縦及び横の長さＡが３ｍｍ以上５０ｍｍ以下、隣接する凸部間の距離が１．２Ａ以上２．０Ａ以下に設定されており、前記凸パターン付与ステップは、前記凸パターンを前記上金型及び前記下金型に、上金型の凸部が下金型の平面又は湾曲面に対向し、下金型の凸部が上金型の平面又は湾曲面に対向する配置となるように付与し、前記実プレス成形ステップは、板厚ｔ（ｍｍ）の前記ブランクを成形する場合の成形下死点における前記上金型の前記凸部の下面と前記下金型の前記凸部の上面との距離が０．１ｔ以上０．５ｔ以下になるようにプレス成形することを特徴とするものである。
　本発明に係るプレス成形品の製造方法は、個々のブランクにおける形状変動の相違も考慮した上で、プレス成形品におけるブランクの形状変動による影響が大きい部位を特定し、当該部位に対策を講じることでブランクの形状変動による影響を低減することができる。これにより、本発明に係るプレス成形品の製造方法においては、寸法精度の良好なプレス成形品の製造が可能となって、形状変動を有する金属板から採取したブランクを用いても良好な寸法精度のプレス成形品を歩留まり良く生産できる。
図１は、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の各ステップの説明図である。 図２は、実施形態で対象とした部品の外観図である。 図３は、平坦ブランクモデルの説明図である。 図４は、図３の平坦ブランクモデルを用いてプレス成形解析した基準プレス成形品形状と、当該形状の各部位における成形下死点からの変化量を示した図である。 図５は、波形状ブランクモデルの説明図である。 図６は、図５の波形状ブランクモデルを用いてプレス成形解析した波形状ブランクプレス成形品形状と、当該形状の各部位における成形下死点からの変化量を示した図である。 図７は、図４の基準プレス成形品形状と図６の波形状ブランクプレス成形品形状とを比較したときの第１乖離量を示した図である。 図８は、図５の波形状ブランクモデルにおける波形状とは振幅と波長が同じで周期が１／４波長分ずれた波形状を有する周期ずれ波形状ブランクモデルの説明図である。 図９は、図８の周期ずれ波形状ブランクモデルを用いてプレス成形解析した周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状と、当該形状の各部位における成形下死点からの変化量を示した図である。 図１０は、図４の基準プレス成形品形状と図９の周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状とを比較したときの第２乖離量を示した図である。 図１１は、図７と図１０に示した第１乖離量と第２乖離量の範囲を目標形状に対応させて示した図である。 図１２は、金型に付与する凸パターンの説明図である。 図１３は、凸パターンを付与した金型モデルを用いてプレス成形解析した基準プレス成形品形状と、当該形状の各部位における成形下死点からの変化量を示した図である。 図１４は、凸パターンを付与した金型モデルを用いてプレス成形解析した波形状ブランクプレス成形品形状と、当該形状の各部位における成形下死点からの変化量を示した図である。 図１５は、図１３の基準プレス成形品形状と図１４の波形状ブランクプレス成形品形状とを比較したときの第１乖離量を示した図である。 図１６は、凸パターンを付与した金型モデルを用いてプレス成形解析した周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状と、当該形状の各部位における成形下死点からの変化量を示した図である。 図１７は、図１３の基準プレス成形品形状と図１６の周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状とを比較したときの第２乖離量を示した図である。 図１８は、図１５と図１７に示した第１乖離量と第２乖離量の範囲を目標形状に対応させて示した図である。 図１９は、図５の波形状ブランクモデルにおける波形状とは振幅と波長が同じで周期が１／２波長分ずれた波形状を有する周期ずれ波形状ブランクモデルの説明図である。 図２０は、図１９の周期ずれ波形状ブランクモデルを用いてプレス成形解析した周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状と、当該形状の各部位における成形下死点からの変化量を示した図である。 図２１は、図４の基準プレス成形品形状と図２０の周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状とを比較したときの第２乖離量を示した図である。 図２２は、図７と図２１に示した第１乖離量と第２乖離量の範囲を目標形状に対応させて示した図である。 図２３は、凸パターンを付与した金型モデルを用いてプレス成形解析した周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状と、当該形状の各部位における成形下死点からの変化量を示した図である。 図２４は、図１３の基準プレス成形品形状と図２３の周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状とを比較したときの第２乖離量を示した図である。 図２５は、図１５と図２４に示した第１乖離量と第２乖離量の範囲を目標形状に対応させて示した図である。
　以下に、本発明に係るプレス成形品の製造方法の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
　実施形態に係るプレス成形品の製造方法は、形状変動（凹凸）のある金属板から採取したブランクを用いてフォーム成形やドロー成形などのプレス成形した際のプレス成形品におけるブランクの形状変動による影響を低減する方法である。具体的には、図１に示すように、実施形態に係るプレス成形品の製造方法は、基準プレス成形品形状取得ステップＳ１～実プレス成形ステップＳ１５を備えている。本実施形態では、図２に示すプレス成形品１を目標形状としてプレス成形する場合を例に挙げて、以下、各構成を詳細に説明する。なお、本実施形態では、板厚１．２ｍｍの１．５ＧＰａ級鋼板からなるブランク及びこれに対応するブランクモデルを用いたが、これに限定されるものではない。
＜基準プレス成形品形状取得ステップ＞
　基準プレス成形品形状取得ステップＳ１は、図３に示すような平坦ブランクモデル３を用いて、所定の金型モデルでプレス成形解析を行い、離型後のプレス成形品形状を基準プレス成形品形状として取得するステップである。なお、本説明の「プレス成形解析」とは、成形下死点の形状を取得する解析と、離型後、すなわち、スプリングバックした後の形状を取得する解析とを含むものとする。
　平坦ブランクモデル３とは、従来、一般的にプレス成形解析で用いられるブランクモデルであり、凹凸のない平らな形状のものである。
　プレス成形解析は、通常、有限要素法（ＦＥＭ）などのＣＡＥ解析が行われる。プレス成形にはフォーム成形やドロー成形等があるが、本実施形態ではフォーム成形の場合を例に挙げて説明する。
　図４は、プレス成形解析による離型後の基準プレス成形品形状５を示す図である。図４では、成形下死点からの変化量を数値及び色の濃淡で示している。変化量とは、プレス成形方向において、プレス成形後に離型しスプリングバックした後のプレス成形品形状の各部位の高さから、成形下死点の形状の対応する部位の高さを差し引いた値であり、プレス成形方向のスプリングバック量に相当する。高さの差（変化量）が＋（プラス）の場合は成形下死点形状より凸状となり、高さの差（変化量）が－（マイナス）の場合は成形下死点形状より凹み状となる。図４においては、成形下死点形状よりも凹み状になる部位の色を薄くし、凸状になる部位の色を濃くしている。また、図４中に表示した数字は、＋が凸方向（紙面手前）への変化量、－が凹方向（紙面奥）への変化量で、単位はｍｍである。
　本例においては、図４に示すように、基準プレス成形品形状５の左端部（部位Ａ）の変化量は１．０６ｍｍであった。また、基準プレス成形品形状５の天板部の左端（部位Ｂ）は０．６３ｍｍであった。また、基準プレス成形品形状５の長手方向中央部（部位Ｃ）は６．０２ｍｍであった。また、基準プレス成形品形状５の下フランジ部の右端（部位Ｄ）は１．１０ｍｍであった。また、基準プレス成形品形状５の右端部（部位Ｅ）は－２．６１ｍｍであった。
＜波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップ＞
　波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップＳ３は、金属板の形状変動に対応したブランクモデルを用いて、基準プレス成形品形状取得ステップＳ１と同じプレス成形解析を行い、離型後のプレス成形品形状を取得するステップである。
　波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップＳ３では、まず、金属板の形状変動に対応した形状の波形状ブランクモデル７を生成する。図５（ａ）は、波形状ブランクモデル７の一例を示した図であり、具体的な形状を以下に説明する。
　図５（ａ）に示す波形状ブランクモデル７は、所定の波長と所定の振幅の波形状を有するブランクモデルである。図５（ａ）における濃淡が凹凸を表現しており、色の濃い部分が紙面手前に凸形状であり、色の淡い部分が紙面奥に凹む形状である。図５（ａ）を白抜き矢印の方向から見た状態が図５（ｂ）であり、その一部拡大図が図５（ｃ）である。図５に示す例は、板厚１．２ｍｍで、波形状の振幅が５．０ｍｍ（±２．５ｍｍ）、波長（図５（ｄ）参照）が３２０ｍｍの形状である。また、ブランクに設定する波形状の開始位置や終了位置は、金属板の端である必要はない。なお、図５（ｅ）は、図５（ａ）の波形状の凹凸を強調して示した図である。
　なお、波形状ブランクモデル７は、形状変動のある金属板の所定位置から採取した実ブランクの形状を測定し、測定結果に基づいて生成してもよい。例えば、波形状ブランクモデル７は、実ブランクの形状をレーザ距離計による３次元形状測定器などによって測定し、測定結果における代表的な波長と振幅を用いるなどして生成してもよい。
　次に、波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップＳ３では、波形状ブランクモデル７を用いて、基準プレス成形品形状取得ステップＳ１と同じ所定の金型モデルでプレス成形したときのプレス成形解析を行う。そして、離型後のプレス成形品形状を波形状ブランクプレス成形品形状９として取得する。図６は、プレス成形解析した波形状ブランクプレス成形品形状９を示す図である。図６に示す色や数値は、図４と同様である。本例においては、図６に示すように、波形状ブランクプレス成形品形状９の左端部（部位Ａ）の変化量は１．３７ｍｍであった。また、波形状ブランクプレス成形品形状９の天板部の左端（部位Ｂ）は０．７２ｍｍであった。また、波形状ブランクプレス成形品形状９の長手方向中央部（部位Ｃ）は６．０２ｍｍであった。また、波形状ブランクプレス成形品形状９の下フランジ部の右端（部位Ｄ）は０．９６ｍｍであった。また、波形状ブランクプレス成形品形状９の右端部（部位Ｅ）は－２．１１ｍｍであった。
＜第１乖離量取得ステップ＞
　第１乖離量取得ステップＳ５は、基準プレス成形品形状５（図４）と波形状ブランクプレス成形品形状９（図６）とを比較し、両形状の乖離する部位と乖離量（第１乖離量）とを求めるステップである。
　本実施形態では、成形下死点におけるプレス成形品形状を基準形状とし、基準形状からの離型後のプレス成形品形状の各部位における変化量（スプリングバック量）を求め、二つのプレス成形品形状の変化量の差を乖離量として求めた。すなわち、第１乖離量取得ステップＳ５で求める第１乖離量とは、形状変動のあるブランクモデルを用いた波形状ブランクプレス成形品形状９の変化量（図６）から、平坦なブランクモデルを用いた基準プレス成形品形状５の変化量（図４）を差し引いた値となる。したがって、第１乖離量が＋（プラス）の場合は、波形状ブランクプレス成形品形状９の当該部位は、基準プレス成形品形状５に比べて凸形状となる。また、第１乖離量が－（マイナス）の場合は、波形状ブランクプレス成形品形状９の当該部位は、基準プレス成形品形状５に比べて凹み形状となる。
　図７は、上記のように求めた第１乖離量を示す図である。図７に示すように、波形状ブランクプレス成形品形状９と基準プレス成形品形状５との第１乖離量は、左端部（部位Ａ）で０．３１ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、天板部の左端（部位Ｂ）で０．０９ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、長手方向中央部（部位Ｃ）で０．００ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、下フランジ部の右端（部位Ｄ）で－０．１４ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、右端部（部位Ｅ）で０．５０ｍｍであった。
＜周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップ＞
　周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップＳ７は、波形状ブランクモデル７とは異なる形状の波形状ブランクモデルを用いて、基準プレス成形品形状取得ステップＳ１と同じプレス成形解析を行い、離型後のプレス成形品形状を取得するステップである。
　周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップＳ７では、まず、波形状ブランクモデル７における波形状と波長及び振幅が同じで周期がずれた波形状を有する周期ずれ波形状ブランクモデル１１を生成する。図８は、周期ずれ波形状ブランクモデル１１の一例を示した図であり、具体的な形状を以下に説明する。
　図８（ａ）に示す例は、所定の波長と所定の振幅を有する周期的な波形状を有するブランクモデルであり、図８（ａ）における濃淡が波形状を表現している。図８（ａ）を白抜き矢印の方向から見た状態が図８（ｂ）であり、その一部拡大図が図８（ｃ）である。図８に示す例は、板厚１．２ｍｍで、波形状の振幅と波長が図５の波形状ブランクモデル７と同じであるが、波形状の周期が波形状ブランクモデル７よりも１／４波長分紙面右方向にずれている（図８（ｄ）及び図８（ｅ）参照）。
　次に、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップＳ７では、周期ずれ波形状ブランクモデル１１を用いて、基準プレス成形品形状取得ステップＳ１と同じ所定の金型モデルでプレス成形したときのプレス成形解析を行う。そして、離型後のプレス成形品形状を周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３として取得する。図９は、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３を示す図である。図９に示す色や数値は、図４及び図６と同様である。本例においては、図９に示すように、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３の左端部（部位Ａ）の変化量は１．６４ｍｍであった。また、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３の天板部の左端（部位Ｂ）の変化量は０．８３ｍｍであった。また、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３の長手方向中央部（部位Ｃ）の変化量は６．１３ｍｍであった。また、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３の下フランジ部の右端（部位Ｄ）の変化量は１．４１ｍｍであった。また、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３の右端部（部位Ｅ）の変化量は－２．９６ｍｍであった。
＜第２乖離量取得ステップ＞
　第２乖離量取得ステップＳ９は、基準プレス成形品形状５と周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３とを比較し、両形状の乖離する部位と乖離量（第２乖離量）とを求めるステップである。第２乖離量の求め方は、第１乖離量取得ステップＳ５で説明した方法と同様であるので説明を省略する。
　図１０は、基準プレス成形品形状５（図４）と周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３（図９）とを比較したときの第２乖離量を示す図である。図１０に示すように、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状１３と基準プレス成形品形状５との第２乖離量は、左端部（部位Ａ）で０．５８ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、天板部の左端（部位Ｂ）で０．２０ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、長手方向中央部（部位Ｃ）で０．１１ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、下フランジ部の右端（部位Ｄ）で０．３１ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、右端部（部位Ｅ）で－０．３５ｍｍであった。
＜要対策部位特定ステップ＞
　要対策部位特定ステップＳ１１は、第１乖離量取得ステップＳ５で閾値を超える第１乖離量が生じた部位及び第２乖離量取得ステップＳ９で閾値を超える第２乖離量が生じた部位に相当するプレス成形品１の部位を要対策部位として特定するステップである。
　例えば、複数のプレス成形品を重ね合わせて接合して車体のメンバー類に組み立てる場合など、プレス成形品の形状（特にフランジ部分など）に乖離が大きいとプレス成形品同士の接合が困難となり、対策を要する場合がある。そこで、本実施形態では、ブランクの形状変動による影響が大きい（乖離が大きい）と想定される部位を要対策部位として特定し、影響を低減するための対策をとれるようにした。
　図１１は、第１乖離量取得ステップＳ５で求めた第１乖離量（図７参照）と第２乖離量取得ステップＳ９で求めた第２乖離量（図１０参照）との両方を、プレス成形品１の目標形状に対応させて示す図である。図１１に示されるように、乖離量は、部位Ａで０．３１ｍｍ～０．５８ｍｍであった。また、乖離量は、部位Ｂで０．０９ｍｍ～０．２０ｍｍであった。また、乖離量は、部位Ｃで０．００ｍｍ～０．１１ｍｍであった。また、乖離量は、部位Ｄで－０．１４ｍｍ～０．３１ｍｍであった。また、乖離量は、部位Ｅで－０．３５ｍｍ～０．５０ｍｍであった。
　例えば、要対策部位特定ステップＳ１１における閾値を±０．１５ｍｍとすると、閾値を超える乖離量が生じた部位は、部位Ａ、部位Ｂ、部位Ｄ、及び、部位Ｅとなる。よって、要対策部位特定ステップＳ１１では、これらの部位を要対策部位として特定する。
　本実施形態では、ブランクの形状変動による影響を低減するための対策として、プレス成形品を成形する実金型の上記要対策部位を成形する部位に凸パターンを付与し、当該実金型を用いてプレス成形を行う。凸パターンは、実金型を構成する上金型と下金型との当該部位にそれぞれ付与する。図１２は、実金型に付与する凸パターンの一例を示す図である。この凸パターン形状について説明する。
　図１２（ａ）は、成形下死点における上金型２１の凸パターン２３と下金型２５の凸パターン２７とを側面視した図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＣ－Ｃ矢視図である。図１２（ｂ）中には、対向する下金型２５の凸パターン２７の位置を破線で示した。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、本実施形態の凸パターン２３，２７は、上金型２１または下金型２５の表面における平面または湾曲面上に所定間隔で形成された複数の凸部２３ａ，２７ａ（凸部群）によって構成されている。
　凸部２３ａ，２７ａの先端面の形状は、一辺の長さがＡ（ｍｍ）の正方形である。このような凸部２３ａ，２７ａが縦横に所定の距離Ｂ（ｍｍ）を設けて配置され、規則的な凸パターン２３，２７を構成している。図１２に示したような凸パターン２３，２７を上金型２１と下金型２５との要対策部位を成形する部分に付与することにより、凸部２３ａ，２７ａが要対策部位の形状変動を押さえこみながらプレス成形できるので、ブランクの形状変動による影響が低減される。
　なお、凸部２３ａ，２７ａの先端面の大きさ（縦及び横の長さ）Ａは、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下とするのが好ましい。凸部２３ａ，２７ａの先端面の大きさＡを３ｍｍ未満とすると、プレス成形後にブランクの形状変動（波形状）がプレス成形品に残留する場合があって効果が小さくなる。また、凸部２３ａ，２７ａの先端面の大きさＡを５０ｍｍ超えとすると、金型の天板部やフランジ部等の部位からはみ出す大きさとなって凸部先端の広い面でブランクを押さえることとなり、凸部のない場合と類似の成形となって効果がない。
　また、隣接する凸部間の距離Ｂは、凸部２３ａ，２７ａの先端面の大きさＡに対して１．２Ａ以上２．０Ａ以下とするとよい。隣接する凸部間の距離Ｂ（ｍｍ）を１．２Ａ未満または２．０Ａ超えとすると、プレス成形後にブランクの形状変動（波形状）がプレス成形品に残留する場合があって好ましくない。
　なお、図１２に示した凸部２３ａ，２７ａの数や配置及び先端面の形状は一例であり、本発明の凸パターンの態様を限定するものではない。例えば、凸部の先端面の形状は、長方形や円形であってもよい。
　また、上金型２１に付与する凸パターン２３と、下金型２５に付与する凸パターン２７とは、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、互いの凸部同士が対向しないようにするとよい。すなわち、凸パターン２３，２７を付与する際には、上金型２１の凸部２３ａが下金型２５の平面２５ａ（または湾曲面）に対向し、下金型２５の凸部２７ａが上金型２１の平面２１ａ（または湾曲面）に対向する配置となるように、凸パターン２３，２７を上金型２１及び下金型２５に付与するとよい。
　さらに、板厚ｔ（ｍｍ）のブランクを成形する場合、成形下死点における上金型２１の凸部２３ａの下面と下金型２５の凸部２７ａの上面との距離ｄは、０．１ｔ以上０．５ｔ以下とするのが好ましい。これにより、形状変動を有するブランクを上金型２１と下金型２５とで挟み込んだ際に、ブランク表面の要対策部位に相当する部分に新たな交互の微小なひずみを与えることができる。その結果、当該ひずみにより要対策部位の形状変動が緩和され、ブランクの形状変動による影響を抑制しやすくなる。
　なお、距離ｄを０．１ｔ未満とすると、ひずみ量が大きくなり過ぎて凸部２３ａ，２７ａの先端面形状がプレス成形後のプレス成形品表面に明瞭に転写されてしまうので好ましくない。また、距離ｄを０．５ｔ超えとすると、ひずみの量が不足してブランクの形状変動を緩和する効果が小さくなるので好ましくない。
　また、本実施形態では、凸パターン２３，２７を付与した上金型２１及び下金型２５を用いてプレス成形した場合の効果をプレス成形解析によって確認したので、以下に説明する。
　なお、下記に説明するプレス成形解析では、凸部２３ａ，２７ａの先端面形状を３ｍｍの正方形とし（Ａ＝３ｍｍ）、隣接する凸部間の距離Ｂを４．５ｍｍとした。また、上金型２１の凸パターン２３と下金型２５の凸パターン２７とは、互いの凸部が対向しないように付与した。具体的には、図１２（ｂ）に示すように、上金型２１の凸部２３ａと下金型２５の凸部２７ａとの位置を、紙面横方向及び紙面縦方向に互いにずれるように設定した。なお、上金型の凸部と下金型の凸部との位置関係は、この限りではなく、紙面横方向のみ、または、紙面縦方向のみにずれるようにしてもよい。
　また、成形下死点における上金型２１の凸部２３ａの下面と下金型２５の凸部２７ａの上面との距離ｄは０．３６ｍｍとした。前述のように、本実施形態のブランクの板厚ｔは１．２ｍｍであるので、距離ｄとブランクの板厚ｔとの関係はｄ＝０．３ｔである。
　また、本実施形態では、前述のプレス成形解析に用いた所定の金型モデルにおける要対策部位に対応する部位に、上記の凸パターン２３，２７を付与した。そして、本実施形態では、当該金型モデル（以下、「凸パターン付与金型モデル」という）を用いて、基準プレス成形品形状取得ステップＳ１～第２乖離量取得ステップＳ９と同様の解析を行った。なお、下記の説明における変化量及び乖離量は、図４～図１１に示したものと同様の方法で求めたものである。
　図１３は、凸パターン付与金型モデルを用いて平坦ブランクモデル３（図３参照）をプレス成形解析して取得した基準プレス成形品形状３１を示す図である。なお、図１３には、凸パターン付与金型モデルの凸パターン２３，２７によってひずみが付加される領域（ひずみ付加領域３３）に網掛けを付している（図１４～図１８も同様）。
　図１３に示すように、凸パターン付与金型モデルを用いてプレス成形解析した場合の基準プレス成形品形状３１の部位Ａの変化量は１．２９ｍｍであった。また、前記基準プレス成形品形状３１の部位Ｂの変化量は０．０７ｍｍであった。前記基準プレス成形品形状３１の部位Ｃの変化量は６．５０ｍｍであった。また、前記基準プレス成形品形状３１の部位Ｄの変化量は２．１０ｍｍであった。また、前記基準プレス成形品形状３１の部位Ｅの変化量は１．８０ｍｍであった。
　図１４は、凸パターン付与金型モデルを用いて波形状ブランクモデル７（図５参照）をプレス成形解析して取得した波形状ブランクプレス成形品形状３５を示す図である。図１４に示すように、波形状ブランクプレス成形品形状３５の部位Ａの変化量は１．４５ｍｍであった。また、波形状ブランクプレス成形品形状３５の部位Ｂの変化量は０．１２ｍｍであった。また、波形状ブランクプレス成形品形状３５の部位Ｃの変化量は６．５０ｍｍであった。また、波形状ブランクプレス成形品形状３５の部位Ｄの変化量は２．０３ｍｍであった。また、波形状ブランクプレス成形品形状３５の部位Ｅの変化量は２．０５ｍｍであった。
　図１５は、基準プレス成形品形状３１（図１３）と、波形状ブランクプレス成形品形状３５（図１４）とを比較して求めた第１乖離量を示す図である。図１５に示すように、凸パターン付与金型モデルを用いてプレス成形解析した場合の基準プレス成形品形状３１と波形状ブランクプレス成形品形状３５との第１乖離量は、部位Ａで０．１６ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、部位Ｂで０．０５ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、部位Ｃで０．００ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、部位Ｄで－０．０７ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、部位Ｅで０．２５ｍｍであった。
　図１６は、凸パターン付与金型モデルを用いて周期ずれ波形状ブランクモデル１１（図８参照）をプレス成形解析して取得した周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状３７を示す図である。図１６に示すように、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状３７の部位Ａの変化量は１．５８ｍｍであった。また、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状３７の部位Ｂの変化量は０．１７ｍｍであった。また、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状３７の部位Ｃの変化量は６．６０ｍｍであった。また、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状３７の部位Ｄの変化量は２．２６ｍｍであった。また、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状３７の部位Ｅの変化量は１．６３ｍｍであった。
　図１７は、基準プレス成形品形状３１（図１３）と、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状３７（図１６）とを比較して求めた第２乖離量を示す図である。図１７に示すように、基準プレス成形品形状３１と周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状３７との第２乖離量は、部位Ａで０．２９ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、部位Ｂで０．１０ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、部位Ｃで０．１０ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、部位Ｄで０．１６ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、部位Ｅで－０．１７ｍｍであった。
　図１８は、図１５の第１乖離量と図１７の第２乖離量との両方を目標形状に対応させて示す図である。図１８に示すように、第１乖離量と第２乖離量とは、部位Ａで０．１６ｍｍ～０．２９ｍｍであった。また、第１乖離量と第２乖離量とは、部位Ｂで０．０５ｍｍ～０．１０ｍｍであった。また、第１乖離量と第２乖離量とは、部位Ｃで０．００ｍｍ～０．１０ｍｍであった。また、第１乖離量と第２乖離量とは、部位Ｄで－０．０７ｍｍ～０．１６ｍｍであった。また、第１乖離量と第２乖離量とは、部位Ｅで－０．１７ｍｍ～０．２５ｍｍであった。図１８の乖離量は、図１１に示した対策前の乖離量と比べて低減している。したがって、凸パターン付与金型モデルを用いることで、ブランクの形状変動による影響を低減する効果があることが確認できた。
＜凸パターン付与ステップ＞
　凸パターン付与ステップＳ１３は、図１２で説明した凸パターン２３，２７を実金型に付与するステップである。凸パターン２３，２７は、実金型の表面にレーザ加工やエッチング加工を施すなどして付与するとよい。凸パターン２３，２７は、実金型の上金型２１及び下金型２５における要対策部位、または、要対策部位とその周囲を成形する部位に付与する。その際、図１２で説明したように、上金型２１の凸部２３ａが下金型２５の平面２５ａまたは湾曲面に対向し、下金型２５の凸部２７ａが上金型２１の平面２１ａまたは湾曲面に対向する位置関係とするのが好ましい。ここでは、図１３～図１８で説明したプレス成形解析に用いた凸パターン付与金型モデルと同様の凸パターン２３，２７を実金型に付与した。
＜実プレス成形ステップ＞
　実プレス成形ステップＳ１５は、凸パターン付与ステップＳ１３で凸パターン２３，２７を付与した上金型２１及び下金型２５を用いて、実ブランクをプレス成形するステップである。実プレス成形ステップＳ１５では、前述したように、成形下死点における上金型２１の凸部２３ａの下面と下金型２５の凸部２７ａの上面との距離ｄを０．１ｔ以上０．５ｔ以下になるようにプレス成形するのが好ましい（ｔ（ｍｍ）はブランクの板厚）。
　凸パターン２３，２７を付与した実金型を用いて形状変動のある実ブランクをプレス成形すると、プレス成形後のプレス成形品の形状は、図１８の解析結果と同様に、ブランクの形状変動による影響が小さくなり、良好な寸法精度を得た。
　以上、本実施形態によれば、ブランクの形状変動による影響が大きい部位を特定し、適切な対策をとることができるので、良好な寸法精度のプレス成形品を安定して得ることができる。なお、本実施形態では、形状変動のあるブランクを想定したブランクモデルを複数パターン生成し、それぞれの場合の乖離量を求めて要対策部位を特定しているので、個々の実ブランクの間で生じる形状変動の相違を考慮したものとなっている。
　なお、上記は周期ずれ波形状ブランクモデルを一種類だけ生成したものであったが、周期ずれ波形状ブランクモデルを複数種類生成してもよい。その場合、周期ずれ波形状ブランクモデルの波形状は、互いに周期がずれるようにする（波長及び振幅は、波形状ブランクモデル及びすべての周期ずれ波形状ブランクモデルで共通とする）とよい。形状変動のあるブランクを想定したブランクモデルのパターンを増やすことで、個々の実ブランクの間で生じる形状変動の相違をより具体的に考慮することができる。
　また、上記の説明では、二つのプレス成形品形状の乖離量を求めるにあたり、プレス成形方向における成形下死点からの変化量（スプリングバック量）の差を乖離量としたが、本発明はこれに限らない。例えば、本発明は、プレス成形方向において、一方のプレス成形品形状における離型後（スプリングバック後）の各部位の高さから、他方のプレス成形品形状における離型後（スプリングバック後）の各部位の高さを差し引いた差を乖離量としてもよい。もっとも、この場合は、二つのプレス成形品形状に共通する固定点を設定する必要があり、固定点の選び方によって、乖離量が変動する場合がある。この点、本実施形態のように、ブランクの形状変動の有無によらず一定である成形下死点での形状を基準とした変化量同士を比較するようにすれば、正確かつ容易に乖離量を求めることができて好ましい。
　また、本実施形態はフォーム成形の場合を例に説明したが、ドロー成形であってもよい。
　なお、凸パターンを付与した上金型及び下金型を用いることで、プレス成形後のプレス成形品に凹凸パターンが形成される場合がある。そのような場合には、実プレス成形ステップＳ１５の後に、凹凸パターンが形成されたプレス成形品を再プレスして凹凸パターンを潰すリストライク工程をさらに備えてもよい。リストライク工程で凹凸パターンを潰すことで、凹凸パターンが形成された部位とその周辺にひずみが加わって加工硬化し、更に剛性が向上する。これにより、プレス成形品に残留する波形状（形状変動）を抑えることができて、寸法精度を向上できる。
　本発明の効果を確認するために、図１で説明したプレス成形品の製造方法を実施した。本実施例では、実施形態と同様に図２のプレス成形品１を目標形状とした。また、本実施例におけるＣＡＥ解析の成形は、実施形態と同様にフォーム成形とした。なお、本実施例における変化量及び乖離量は、実施形態と同様の方法で求めた。
　まず、本実施例では、実施形態と同様に平坦ブランクモデル３（図３参照）を用いて基準プレス成形品形状取得ステップＳ１を実施した。所定の金型モデルで平坦ブランクモデル３をプレス成形解析した場合の基準プレス成形品形状５の変化量は、次の通りである。すなわち、前記変化量は、図４で説明したように、部位Ａで１．０６ｍｍ、部位Ｂで０．６３ｍｍ、部位Ｃで６．０２ｍｍ、部位Ｄで１．１０ｍｍ、部位Ｅで－２．６１ｍｍであった。
　また、本実施例では、実施形態と同様に波形状ブランクモデル７（図５参照）を用いて波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップＳ３を実施した。所定の金型モデルで波形状ブランクモデル７をプレス成形解析した場合の波形状ブランクプレス成形品形状９の変化量は、次の通りである。すなわち、前記変化量は、図６で説明したように、部位Ａで１．３７ｍｍ、部位Ｂで０．７２ｍｍ、部位Ｃで６．０２ｍｍ、部位Ｄで０．９６ｍｍ、部位Ｅで－２．１１ｍｍであった。
　さらに、本実施例では、第１乖離量取得ステップＳ５において、基準プレス成形品形状５（図４）と波形状ブランクプレス成形品形状９（図６）とを比較し、両形状の乖離量（第１乖離量）を求めた。第１乖離量は、図７で説明したように、部位Ａで０．３１ｍｍ、部位Ｂで０．０９ｍｍ、部位Ｃで０．００ｍｍ、部位Ｄで－０．１４ｍｍ、部位Ｅで０．５０ｍｍであった。
　続いて、本実施例では、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップＳ７において、波形状ブランクモデル７とは異なる形状の波形状ブランクモデルを生成した。そして、本実施例では、上記と同様の所定の金型モデルを用いてプレス成形解析を行い、離型後のプレス成形品形状を取得した。波形状ブランクモデル７とは異なる形状の波形状ブランクモデルとして、実施形態では図８で説明した周期ずれ波形状ブランクモデル１１を用いたが、本実施例では図１９に示す周期ずれ波形状ブランクモデル４１を用いた。周期ずれ波形状ブランクモデル４１の具体的な形状を以下に説明する。
　図１９に示す例は、所定の波長と所定の振幅とを有する周期的な波形状を有するブランクモデルであり、図１９（ａ）における濃淡が凹凸を表現している。図１９（ａ）を白抜き矢印の方向から見た状態が図１９（ｂ）であり、その一部拡大図が図１９（ｃ）である。図１９に示す例は、板厚１．２ｍｍで、凹凸の振幅と波長とが図５の波形状ブランクモデル７と同じであるが、波形状の周期が波形状ブランクモデル７よりも１／２波長分紙面右方向にずれている（図１９（ｄ）及び図１９（ｅ）参照）。
　図２０は、図１９の周期ずれ波形状ブランクモデル４１を所定の金型モデルでプレス成形解析した場合の周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状４３を示す図である。図２０に示すように、所定の金型モデルでプレス成形解析した場合の周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状４３の部位Ａの変化量は０．８５ｍｍであった。また、前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状４３の部位Ｂの変化量は０．８８ｍｍであった。また、前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状４３の部位Ｃの変化量は５．９５ｍｍであった。また、前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状４３の部位Ｄの変化量は０．８６ｍｍであった。また、前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状４３の部位Ｅの変化量は－２．６４ｍｍであった。
　さらに、本実施例では、第２乖離量取得ステップＳ９において、基準プレス成形品形状５（図４）と周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状４３（図２０）とを比較し、乖離量（第２乖離量）を求めた。図２１に示すように、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状４３と基準プレス成形品形状５との第２乖離量は、部位Ａで－０．２１ｍｍ、部位Ｂで０．２５ｍｍ、部位Ｃで－０．０７ｍｍ、部位Ｄで－０．２４ｍｍ、部位Ｅで－０．０３ｍｍであった。
　図２２は、第１乖離量取得ステップＳ５で求めた第１乖離量（図７）と第２乖離量取得ステップＳ９で求めた第２乖離量（図２１）との両方を、プレス成形品１（目標形状）に対応させて示す図である。図２２に示すように、対策前の乖離量は、部位Ａで－０．２１ｍｍ～０．３１ｍｍ、部位Ｂで０．０９ｍｍ～０．２５ｍｍ、部位Ｃで－０．０７ｍｍ～０．００ｍｍ、部位Ｄで－０．２４ｍｍ～－０．１４ｍｍ、部位Ｅで－０．０３ｍｍ～０．５０ｍｍであった。
　ここで、例えば、要対策部位特定ステップＳ１１における閾値を±０．１５ｍｍとすると、閾値を超える乖離量が生じた部位は、部位Ａ、部位Ｂ、部位Ｄ、部位Ｅとなる。よって、これらの部位を要対策部位として特定した。
　本実施例においても、ブランクの形状変動による影響を低減するための対策として、上記要対策部位に対応する実金型の表面に、図１２で説明した凸パターン２３，２７を付与することとした。本実施例においては、その効果をプレス成形解析によって確認したので、以下に説明する。
　なお、下記に説明するプレス成形解析では、凸部２３ａ，２７ａの先端面形状を３ｍｍの正方形とし（Ａ＝３ｍｍ）、隣接する凸部間の距離Ｂを４．５ｍｍとした。また、上金型２１の凸パターン２３と下金型２５の凸パターン２７とは、互いの凸部２３ａ，２７ａが対向しないように付与した。具体的には、図１２（ｂ）に示すように、上金型２１の凸部２３ａと下金型２５の凸部２７ａとの位置を、紙面横方向及び紙面縦方向に互いにずれるように設定した。また、成形下死点における上金型２１の凸部２３ａの下面と下金型２５の凸部２７ａの上面との距離ｄは、０．３６ｍｍとした。本実施例のブランクの板厚ｔは、実施形態と同様に１．２ｍｍであるので、距離ｄとブランクの板厚ｔとの関係はｄ＝０．３ｔである。
　本実施例では、所定の金型モデルにおける要対策部位に対応する部位に上記の凸パターン２３，２７を付与し、当該金型モデル（凸パターン付与金型モデル）を用いて基準プレス成形品形状取得ステップＳ１～第２乖離量取得ステップＳ９と同様の解析を実施した。
　凸パターン付与金型モデルで平坦ブランクモデル３（図３参照）をプレス成形解析した場合の基準プレス成形品形状３１の変化量は、図１３で説明したように、部位Ａで１．２９ｍｍであった。また、前記基準プレス成形品形状３１の変化量は、部位Ｂで０．０７ｍｍであった。また、前記基準プレス成形品形状３１の変化量は、部位Ｃで６．５０ｍｍであった。また、前記基準プレス成形品形状３１の変化量は、部位Ｄで２．１０ｍｍであった。また、前記基準プレス成形品形状３１の変化量は、部位Ｅで１．８０ｍｍであった。
　凸パターン付与金型モデルで波形状ブランクモデル７（図５参照）をプレス成形解析した場合の波形状ブランクプレス成形品形状３５の変化量は、図１４で説明したように、部位Ａで１．４５ｍｍであった。また、前記波形状ブランクプレス成形品形状３５の変化量は、部位Ｂで０．１２ｍｍであった。また、前記波形状ブランクプレス成形品形状３５の変化量は、部位Ｃで６．５０ｍｍであった。また、前記波形状ブランクプレス成形品形状３５の変化量は、部位Ｄで２．０３ｍｍであった。また、前記波形状ブランクプレス成形品形状３５の変化量は、部位Ｅで２．０５ｍｍであった。
　基準プレス成形品形状３１（図１３）と、波形状ブランクプレス成形品形状３５（図１４）とを比較して求めた第１乖離量は、図１５で説明したように、部位Ａで０．１６ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、部位Ｂで０．０５ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、部位Ｃで０．００ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、部位Ｄで－０．０７ｍｍであった。また、前記第１乖離量は、部位Ｅで０．２５ｍｍであった。
　図２３は、凸パターン付与金型モデルを用いて周期ずれ波形状ブランクモデル４１（図１９参照）を、プレス成形解析して取得した周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状５１を示す図である。図２３に示すように、凸パターン付与金型モデルを用いた場合の周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状５１の部位Ａの変化量は１．１９ｍｍであった。また、前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状５１の部位Ｂの変化量は０．２０ｍｍであった。また、前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状５１の部位Ｃの変化量は６．４４ｍｍであった。また、前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状５１の部位Ｄの変化量は１．９８ｍｍであった。また、前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状５１の部位Ｅの変化量は１．８２ｍｍであった。
　図２４は、基準プレス成形品形状３１（図１３）と、周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状５１（図２３）とを比較して求めた第２乖離量を示す図である。図２４に示すように、凸パターン付与金型モデルを用いた場合の基準プレス成形品形状３１と周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状５１との第２乖離量は、部位Ａで－０．１０ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、部位Ｂで０．１３ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、部位Ｃで－０．０６ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、部位Ｄで－０．１２ｍｍであった。また、前記第２乖離量は、部位Ｅで０．０２ｍｍであった。
　図２５は、図１５の第１乖離量と図２４の第２乖離量との両方を、プレス成形品１（目標形状）に対応させて示す図である。図２５に示すように、凸パターン付与金型モデルを用いた場合の乖離量は、部位Ａで－０．１０ｍｍ～０．１６ｍｍであった。また、前記乖離量は、部位Ｂで０．０５ｍｍ～０．１３ｍｍであった。また、前記乖離量は、部位Ｃで－０．０６ｍｍ～０．００ｍｍであった。また、前記乖離量は、部位Ｄで－０．１２ｍｍ～－０．０７ｍｍであった。また、前記乖離量は、部位Ｅで０．０２ｍｍ～０．２５ｍｍであった。図２５の乖離量は、図２２に示した対策前の乖離量と比べて著しく小さくなっている。したがって、要対策部位に対応して金型に凸パターンを付与することで、ブランクの形状変動による影響を低減する効果があることが確認できた。
　そこで、凸パターン付与ステップＳ１３においては、上記凸パターン付与金型モデルと同様の凸パターン２３，２７を実金型表面に付与した。具体的には、本実施例における要対策部位、または、要対策部位とその周囲を成形する金型の部位に、凸パターン２３，２７を付与した。そして、実プレス成形ステップＳ１５においては、上記凸パターン２３，２７を付与した実金型を用いて、形状変動のある実ブランクをプレス成形した。なお、実ブランクは、上述のブランクモデルに相当する板厚１．２ｍｍの１．５ＧＰａ級鋼板を用いた。
　本実施例において、実プレス成形ステップＳ１５でプレス成形したプレス成形品の形状は、図２５の解析結果と同様にブランクの形状変動による影響が小さくなり、良好な寸法精度を得た。
　本発明においては、ブランクの形状変動による影響を低減するプレス成形品の製造方法を提供することができる。
１　プレス成形品（目標形状）
３　平坦ブランクモデル
５　基準プレス成形品形状（所定の金型モデル使用）
７　波形状ブランクモデル
９　波形状ブランクプレス成形品形状（所定の金型モデル使用）
１１　周期ずれ波形状ブランクモデル
１３　周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状（所定の金型モデル使用）
２１　上金型
２１ａ　平面
２３　凸パターン（上金型）
２３ａ　凸部
２５　下金型
２５ａ　平面
２７　凸パターン（下金型）
２７ａ　凸部
３１　基準プレス成形品形状（凸パターン付与金型モデル使用）
３３　ひずみ付加領域
３５　波形状ブランクプレス成形品形状（凸パターン付与金型モデル使用）
３７　周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状（凸パターン付与金型モデル使用）
４１　周期ずれ波形状ブランクモデル（実施例）
４３　周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状（所定の金型モデル使用）
５１　周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状（凸パターン付与金型モデル使用）

Claims (3)

  1. 　形状変動のある金属板から採取したブランクを用いてプレス成形したプレス成形品における前記ブランクの形状変動の影響を低減するプレス成形品の製造方法であって、
    　平坦な形状の平坦ブランクモデルを用いて、所定の金型モデルでプレス成形したときのプレス成形解析を行い、離型後のプレス成形品形状を基準プレス成形品形状として取得する基準プレス成形品形状取得ステップと、
    　前記形状変動に対応した所定の波長と所定の振幅の波形状を有する波形状ブランクモデルを生成し、該生成した波形状ブランクモデルを用いて、前記所定の金型モデルでプレス成形したときのプレス成形解析を行い、離型後のプレス成形品形状を波形状ブランクプレス成形品形状として取得する波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップと、
    　前記基準プレス成形品形状と前記波形状ブランクプレス成形品形状とを比較し、両形状の乖離する部位と乖離量とを求める第１乖離量取得ステップと、
    　前記波形状ブランクモデルにおける波形状とは振幅と波長が同じで周期がずれた波形状を有する周期ずれ波形状ブランクモデルを一種類または複数種類生成し、該生成した周期ずれ波形状ブランクモデルを用いて、前記所定の金型モデルでプレス成形したときのプレス成形解析を行い、離型後のプレス成形品形状を周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状として取得する周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状取得ステップと、
    　前記基準プレス成形品形状と一種類または複数種類の前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状とを比較し、両形状の乖離する部位と乖離量とを求める第２乖離量取得ステップと、
    　前記第１乖離量取得ステップで閾値を超える乖離量が生じた部位及び前記第２乖離量取得ステップで閾値を超える乖離量が生じた部位に相当する前記プレス成形品の部位を要対策部位として特定する要対策部位特定ステップと、
    　前記プレス成形品を成形する実金型の上金型及び下金型において、前記要対策部位、または、前記要対策部位とその周囲を成形する部位に凸パターンを付与する凸パターン付与ステップと、
    　前記凸パターンを付与した上金型及び下金型を用いて、前記ブランクをプレス成形する実プレス成形ステップと、を備えたことを特徴とするプレス成形品の製造方法。
  2. 　前記第１乖離量取得ステップは、
    　前記基準プレス成形品形状における所定部位のスプリングバック量と、前記波形状ブランクプレス成形品形状における前記基準プレス成形品形状の前記所定部位と同一部位のスプリングバック量との差を前記乖離量として取得し、
    　前記第２乖離量取得ステップは、
    　前記基準プレス成形品形状における所定部位のスプリングバック量と、前記周期ずれ波形状ブランクプレス成形品形状における前記基準プレス成形品形状の前記所定部位と同一部位のスプリングバック量との差を前記乖離量として取得することを特徴とする請求項１に記載のプレス成形品の製造方法。
  3. 　前記凸パターンは、平面又は湾曲面上に所定間隔で形成された複数の凸部によって構成され、前記凸部の縦及び横の長さＡが３ｍｍ以上５０ｍｍ以下、隣接する凸部間の距離が１．２Ａ以上２．０Ａ以下に設定されており、
    　前記凸パターン付与ステップは、前記凸パターンを前記上金型及び前記下金型に、上金型の凸部が下金型の平面又は湾曲面に対向し、下金型の凸部が上金型の平面又は湾曲面に対向する配置となるように付与し、
    　前記実プレス成形ステップは、板厚ｔ（ｍｍ）の前記ブランクを成形する場合の成形下死点における前記上金型の前記凸部の下面と前記下金型の前記凸部の上面との距離が０．１ｔ以上０．５ｔ以下になるようにプレス成形することを特徴とする請求項１または２に記載のプレス成形品の製造方法。
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