JP2008087001A - Method of and apparatus for processing planar workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、成形型を用いて板状ワークを加工する板状ワークの加工方法及び加工装置に関する。 The present invention relates to a processing method and a processing apparatus for a plate workpiece that processes a plate workpiece using a mold.
例えば自動車用鋼板などの板状素材（板状ワーク）は、プレス加工により所定の形状に加工されて使用されることが一般的に行われており、板状ワークを加熱してその成形性を高めた上で、上下動可能に設けられるパンチと該パンチと対向するように配設されるダイとを備えた成形型を用いて前記板状ワークをプレス加工することが知られている。 For example, plate-like materials (plate-like workpieces) such as steel plates for automobiles are generally used after being processed into a predetermined shape by pressing, and the formability of the plate-like workpiece is increased by heating. It is known that the plate-like workpiece is pressed using a forming die that is provided with a punch that can be moved up and down and a die that is disposed so as to face the punch.
このような板状ワークのプレス加工として、板状ワークを加熱炉によって加熱し、この加熱された板状ワークをパンチとダイとの間に搬送してプレス加工することが知られている。また、板状ワークの加熱に関して、板状ワークに所定の電流を流し、この電流による通電加熱によって電気的に板状ワークを加熱することも知られている。 As such plate-shaped workpiece press processing, it is known that the plate-shaped workpiece is heated by a heating furnace, and the heated plate-shaped workpiece is conveyed between a punch and a die for press processing. In addition, regarding heating of a plate-shaped workpiece, it is also known that a predetermined current is passed through the plate-shaped workpiece and the plate-shaped workpiece is electrically heated by energization heating using this current.
例えば特許文献１には、多様な形状のブランクを均一に高温域に加熱し形状精度が良好な超高強度のプレス成形品を容易に得ることを企図し、ブランクの両端部に電極を取り付け、電極に供給する電力を電極毎に調整してブランクの温度分布を調整する金属板の熱間プレス方法及びその装置が開示されている。
近年、例えば自動車用鋼板などに使用される板状ワークでは、車体の軽量化や高強度化等を図るために高強度を有する板状ワークを使用することが求められている。かかる高強度を有する板状ワークとして、その加工性を向上させるためにプレス加工する前に焼入れ温度に加熱し、プレス加工する際に成形型と接触することで焼入れさせてその強度を高めるものが知られている。 In recent years, for example, plate-like workpieces used for automobile steel plates and the like have been required to use plate-like workpieces having high strength in order to reduce the weight of the vehicle body and increase the strength. As such a plate-like workpiece having high strength, there is one that is heated to a quenching temperature before pressing to improve its workability, and is hardened by contacting with a mold during pressing to increase its strength. Are known.
しかし、プレス加工する際に焼入れさせることでその強度を高める焼入れ性を有する板状ワークにおいては、板状ワークがプレス加工されるとともに焼入れされた後に、プレス加工された板状ワークからプレス成形品を切り取るブランキング等の塑性加工を施す場合、その塑性加工が非常に困難なものとなり得る。 However, in a plate-shaped workpiece having a hardenability that increases its strength by quenching during pressing, the plate-shaped workpiece is pressed and hardened, and then pressed from the pressed plate-shaped workpiece. When plastic working such as blanking is performed, the plastic working can be very difficult.
そこで、この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたものであり、焼入れ性を有する板状ワークにおいて、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる板状ワークの加工方法及び加工装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above technical problem, and in a plate-like workpiece having hardenability, the workability of the plate-like workpiece can be improved and quenched, and the blanking property is improved. It aims at providing the processing method and processing apparatus of the plate-shaped workpiece which can suppress being damaged.
このため、本願の請求項１に係る板状ワークの加工方法は、成形型を用いて板状ワークを加工する板状ワークの加工方法であって、板状ワークを用意するステップと、前記板状ワークに互いに離間する電極を接触させて通電し、前記板状ワークに、前記電極が接触される接触領域間を直線状に結び通電により加熱される内部領域と該内部領域の外側に位置し当該板状ワークの周縁部である周縁部領域とを形成するとともに、通電により前記内部領域のみを焼入れ温度まで加熱するステップと、前記内部領域が焼入れ温度に加熱された後に、前記板状ワークを前記成形型により所定の形状に加工するとともに前記板状ワークを前記成形型により冷却して前記内部領域を焼入れするステップと、前記板状ワークが所定の形状に加工されるとともに前記内部領域が焼入れされた後に、前記周縁部領域を少なくとも一部含んで前記板状ワークをブランキングするステップとを備えていることを特徴としたものである。
For this reason, the processing method of the plate-shaped workpiece | work which concerns on
また、本願の請求項２に係る発明方法は、請求項１に係る発明方法において、前記板状ワークがブランキングされた後に、ブランキングされた前記板状ワークの前記周縁部領域が溶接されることを特徴としたものである。
The invention method according to
更に、本願の請求項３に係る発明方法は、請求項１又は２に係る発明方法において、前記板状ワークが、６００ＭＰａ以上の引張強度を有する鋼板であることを特徴としたものである。
Furthermore, the invention method according to
また更に、本願の請求項４に係る板状ワークの加工装置は、成形型を用いて板状ワークを加工する板状ワークの加工装置であって、互いに離間する電極を有し、該電極を前記板状ワークに接触させて通電することにより、前記板状ワークに、前記電極が接触される接触領域間を直線状に結び通電により加熱される内部領域と該内部領域の外側に位置し前記板状ワークの周縁部である周縁部領域とを形成するとともに前記内部領域のみを焼入れ温度まで加熱する通電手段と、前記板状ワークを所定の形状に加工するとともに焼入れ温度に加熱された前記内部領域を焼入れするように前記板状ワークを冷却する成形型と、前記周縁部領域を少なくとも一部含んで前記板状ワークをブランキングするブランキング手段とを備えていることを特徴としたものである。
Still further, a plate workpiece processing apparatus according to
本願の請求項１に係る板状ワークの加工方法によれば、板状ワークの内部領域を加熱した状態で成形型により加工するとともに冷却し、加工後に焼入れされていない周縁部領域を含んでブランキングすることにより、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。
According to the processing method of the plate-like workpiece according to
また、本願の請求項２に係る発明方法によれば、板状ワークがブランキングされた後に、ブランキングされた板状ワークの周縁部領域が溶接されることにより、焼入れされていない周縁部領域を溶接することで板状ワークの良好な溶接性を得ることができ、また、溶接部の耐遅れ破壊性を向上させることができる。
Moreover, according to the invention method of
更に、本願の請求項３に係る発明方法によれば、板状ワークが、６００ＭＰａ以上の引張強度を有する鋼板であることにより、成形型による加工が困難である板状ワークにおいて、その加工性を向上させることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
Furthermore, according to the invention method according to
また更に、本願の請求項４に係る板状ワークの加工装置によれば、板状ワークの内部領域を加熱した状態で成形型により加工するとともに冷却し、加工後に焼入れされていない周縁部領域を含んでブランキングすることにより、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。
Furthermore, according to the processing apparatus of the plate-shaped workpiece which concerns on
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、第１の実施形態に係る板状ワークの加工装置を示す概略説明図であり、図２は、図１におけるＡ１方向から見た前記加工装置の側面説明図、図３は、パンチが下降した状態にある第１の実施形態に係る前記加工装置を示す概略説明図、図４は、図３におけるＡ１方向から見た前記加工装置の側面説明図、図５は、第１の実施形態に係る前記加工装置で加工される板状ワークの加工工程を説明するための説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a processing apparatus for a plate workpiece according to the first embodiment, FIG. 2 is a side explanatory view of the processing apparatus viewed from the A1 direction in FIG. 1, and FIG. 4 is a schematic explanatory view showing the processing apparatus according to the first embodiment in a state in which the lowering is performed, FIG. 4 is a side explanatory view of the processing apparatus viewed from the A1 direction in FIG. 3, and FIG. 5 is the first embodiment. It is explanatory drawing for demonstrating the process of the plate-shaped workpiece processed with the said processing apparatus which concerns on a form.
図１に示すように、前記加工装置１は、略平板状に形成された板状ワーク（ブランク）Ｗ１を加工するための加工装置であり、上下動可能に設けられたパンチ１０と、該パンチ１０と対向するように配置されたダイ２０とを有する成形型３０を備えており、該成形型３０は、パンチ１０に設けられ、下方側に突出する突出部１１と、ダイ２０に設けられ、突出部１１に対応して凹状に形成される凹部２１とを組み合わせることで、板状ワークＷ１を断面ハット状（コ字形断面の両端部に、外側へ張り出すフランジ状部分が一体成形された形状）に成形するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
加工装置１では、パンチ１０がスプリング１２及びスプリングガイド１３を介してパンチプレート１４に取り付けられ、該パンチプレート１４がパンチホルダー１５に取り付けられている。一方、ダイ２０は、ダイホルダー２２に取り付けられている。また、加工装置１では、ダイホルダー２２に固定されたアウタガイド３５が、パンチホルダー１５に備えられたアウタガイド用ブッシュ３６に組み込まれ、パンチプレート１４に固定されたインナガイド３７が、パンチ１０に設けられたインナガイド用ブッシュ１６と、ダイ２０に設けられたインナガイド用ブッシュ２３とに組み込まれ、パンチ１０とダイ２０との位置決め精度が確保されている。
In the
更に、加工装置１には、パンチホルダー１５に連結され該パンチホルダー１５を上下方向に移動させる上下方向移動手段（不図示）が備えられている。パンチ１０は、スプリングガイド１３及びパンチプレート１４を介してパンチホルダー１５に取り付けられているので、パンチ１０は、前記上下方向移動手段によってパンチホルダー１５が上下方向に移動されることにより上下方向に移動される。
Further, the
本実施形態に係る加工装置１はまた、図２に示すように、ダイ２０上に配置された板状ワークＷ１を電気的に加熱するための通電手段４０を備えている。通電手段４０は、互いに離間する２つの電極４１と、電極４１に電力を供給する電源４２と、電源４２と電極４１とを接続するケーブル４３とを備え、電極４１をそれぞれ板状ワークＷ１に接触させて通電することにより、電極４１間に発生するジュール熱で板状ワークＷ１を加熱するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
電極４１にはそれぞれ、矢印Ｚ１に示すように、電極４１を上下方向に移動させる電極移動手段（不図示）が連結され、該電極移動手段は、ダイ２０上に板状ワークＷ１を配置する場合、あるいはダイ２０上から板状ワークＷ１を取り除く場合には電極４１を上方へ移動させ、電極４１間を通電する場合にはダイ２０上に配置された板状ワークＷ１に接触するように電極４１を下方に移動させるように構成されている。
When the
なお、前記加工装置１は、その他の構成として、通電手段４０により板状ワークＷ１を加熱する際に、後述する板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２の温度を測定する、例えば温度センサ等の温度測定手段（不図示）と、前記上下方向移動手段、通電手段４０及び前記電極移動手段等の作動を制御する制御ユニット（不図示）とを備えており、該制御ユニットは、好ましくは、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。
In addition, the said
前記加工装置１を用いて、板状ワークＷ１をプレス加工する際には、先ず、ダイ２０上の所定の位置に板状ワークＷ１を配置させた後に、前記電極移動手段により電極４１を下方に移動させ、板状ワークＷ１に接触させる。そして、通電手段４０によって電極４１間を通電させ、板状ワークＷ１を加熱する。
When pressing the plate-like workpiece W1 using the
図５の（ａ）は、第１の実施形態に係る前記加工装置を用いて加工される板状ワークを示す上面説明図であり、図５の（ｂ）は、前記板状ワークに電極が接触された状態を説明するための説明図である。
前記のように、略平板状に形成されたブランクを板状ワークＷ１として用い、板状ワークＷ１は、図５の（ａ）に示すように、略矩形状に形成されている。なお、板状ワークとしては、焼入れ性を有する鋼板を使用し、例えば６００ＭＰａ以上の引張強度を有する高強度鋼板を用いることができる。
FIG. 5A is an explanatory top view showing a plate-like workpiece to be processed using the processing apparatus according to the first embodiment, and FIG. 5B shows an electrode on the plate-like workpiece. It is explanatory drawing for demonstrating the state contacted.
As described above, the blank formed in a substantially flat plate shape is used as the plate workpiece W1, and the plate workpiece W1 is formed in a substantially rectangular shape as shown in FIG. In addition, as a plate-shaped workpiece | work, the steel plate which has hardenability is used, For example, the high strength steel plate which has the tensile strength of 600 Mpa or more can be used.
本実施形態では、互いに離間する２つの電極４１はそれぞれ、板状ワークＷ１に接触される接触部（不図示）を有し、この接触部が、所定の領域を有し略矩形状に形成されている。電極４１が板状ワークＷ１に接触されると、図５の（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１には、板状ワークＷ１の長手方向の両端部近傍にそれぞれ、電極４１が接触される接触領域（破線で囲まれる領域）Ｓ１が形成される。
In the present embodiment, each of the two
板状ワークＷ１に電極４１が接触され、通電手段４０によって電極４１間が通電されると、板状ワークＷ１は、電極４１が接触される接触領域Ｓ１間を直線状に結び接触領域Ｓ１間の内部に位置する内部領域Ｓ２（斜線ハッチングを施した領域）が加熱される。この通電は、板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２が焼入れ温度まで加熱されるように、すなわち、板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２が鋼の変態点以上の温度になるまで加熱され、内部領域Ｓ２の組織がオーステナイト組織になるまで加熱されるように行われる。なお、この通電は、内部領域Ｓ２の外側に位置し、接触領域Ｓ１を含み、板状ワークＷ１の周縁部である周縁部領域Ｓ３が焼入れ温度にならないように行われる。
When the
板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２が焼入れ温度に加熱されると、パンチ１０が下方へ移動され、図３及び図４に示すように、パンチ１０とダイ２０とによって板状ワークＷ１がプレス加工される。なお、電極４１は、図４に示すように、板状ワークＷ１のプレス加工時に板状ワークＷ１に接触していても、あるいは前記電極移動手段によって板状ワークＷ１から離間させるようにしてもよい。
When the internal region S2 of the plate-like workpiece W1 is heated to the quenching temperature, the
図５の（ｃ）は、プレス加工された前記板状ワークを示す上面説明図である。なお、図５の（ｃ）では、内部領域Ｓ２に斜線ハッチングを施している。
前記のように、成形型３０は、板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２を断面ハット状に成形加工するように構成されており、成形型３０によって、板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２は、底面部５０と側面部５１とを有し、板状ワークＷ１の長手方向を横切る断面が断面ハット状に成形加工される。
FIG. 5C is an explanatory top view showing the pressed plate workpiece. In FIG. 5C, the inner region S2 is hatched.
As described above, the molding die 30 is configured to mold the internal region S2 of the plate-like workpiece W1 into a cross-sectional hat shape, and the molding die 30 allows the inner region S2 of the plate-like workpiece W1 to be a bottom surface portion. The cross section which has 50 and the
また、成形型３０は、板状ワークＷ１を断面ハット状に成形加工するとともに、板状ワークＷ１を冷却し、加熱された板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２を焼入れする。これにより、板状ワークＷ１は、周縁部領域Ｓ３が焼入れされずに、内部領域Ｓ２のみが焼入れされる。 In addition, the molding die 30 molds the plate-like workpiece W1 into a cross-sectional hat shape, cools the plate-like workpiece W1, and quenches the internal region S2 of the heated plate-like workpiece W1. Thereby, only the inner region S2 of the plate-like workpiece W1 is quenched without quenching the peripheral region S3.
本実施形態では、成形型３０によって板状ワークＷ１が成形加工されるとともに内部領域Ｓ２が焼入れされた後に、板状ワークＷ１は、周縁部領域Ｓ３を少なくとも一部含んでブランキングされる、具体的にはブランクラインＬ１の外側に位置する領域Ｓ４が切り取られる。なお、加工装置１は、板状ワークＷ１をブランキングする、例えばブランキング型等のブランキング手段（不図示）を備え、該ブランキング手段によって板状ワークＷ１が所定の形状にブランキングされる。
In the present embodiment, after the plate-shaped workpiece W1 is molded by the molding die 30 and the internal region S2 is quenched, the plate-shaped workpiece W1 is blanked to include at least a part of the peripheral region S3. Specifically, the region S4 located outside the blank line L1 is cut out. The
図６は、プレス加工後にブランキングされた板状ワークを示す斜視図であり、図７は、図６におけるＹ７−Ｙ７線に沿った断面説明図である。
前記のように、ブランキングされた板状ワークＷ１では、図７に示すように、フランジ部５２を備え、断面ハット状に形成されている。また、板状ワークＷ１は、底面部５０と側面部５１とが焼入れされ、周縁部領域Ｓ３であるフランジ部５２は焼入れされていない。
6 is a perspective view showing a plate-like workpiece blanked after press working, and FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view taken along line Y7-Y7 in FIG.
As described above, the blanked plate-like workpiece W1 includes the
図８は、前記板状ワークを有する製品を説明するための説明図である。図８に示す板状ワークＷ２は、板状ワークＷ１と略同様にして加工され、焼入れされていないフランジ部６２と、焼入れされた上面部６０及び側面部６１とを有し、断面ハット状に形成されている。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a product having the plate-like workpiece. The plate-like workpiece W2 shown in FIG. 8 is processed in substantially the same manner as the plate-like workpiece W1, has a
図８に示すように、板状ワークＷ１は、該板状ワークＷ１のフランジ部５２が板状ワークＷ２のフランジ部６２と重ね合わせられ、フランジ部５２とフランジ部６２とが、例えばスポット溶接等によって溶接される。これにより、板状ワークＷ１と板状ワークＷ２とが接合された製品は、中空状の閉断面部７０と、該閉断面部７０から外方へ延びるフランジ部７１を備え、該フランジ部７０には、複数の溶接部７２が形成される。
As shown in FIG. 8, the plate-like workpiece W1 has the
例えば自動車用鋼板として使用される板状ワークでは、プレス加工された後に、スポット溶接などの溶接によって他の板状ワークと接合されることが行われ得るが、高強度を有する板状ワークでは、接合部の応力が高いので良好な溶接性を得ることがなかなか難しく、溶接部に割れや遅れ破壊が生じる場合がある。しかし、本実施形態に係る板状ワークの加工では、板状ワークＷ１の焼入れされていない周縁部領域Ｓ３を溶接することにより、かかる問題を回避することができる。 For example, in a plate-like workpiece used as a steel plate for automobiles, after being pressed, it may be joined to another plate-like workpiece by welding such as spot welding, but in a plate-like workpiece having high strength, Since the stress at the joint is high, it is difficult to obtain good weldability, and cracks and delayed fracture may occur in the weld. However, in the processing of the plate-like workpiece according to the present embodiment, such a problem can be avoided by welding the non-quenched peripheral region S3 of the plate-like workpiece W1.
前記加工装置１では、板状ワークＷ１の長手方向の両端部に電極が配置されているが、板状ワークの短手方向の両端部に電極を配置するようにしてもよい。
図９は、第２の実施形態に係る板状ワークの加工装置を示す概略説明図、図１０は、図９におけるＡ２方向から見た前記加工装置の側面説明図、図１１は、パンチが下降した状態にある第２の実施形態に係る前記加工装置を示す概略説明図、図１２は、図１１におけるＡ２方向から見た前記加工装置の側面説明図である。なお、これらの図では、前述した加工装置１と同様の構成を備え、同様の作用をなすものについては同一符号を付し、それ以上の説明は省略する。
In the
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a processing apparatus for a plate-like workpiece according to the second embodiment, FIG. 10 is a side explanatory view of the processing apparatus as seen from the A2 direction in FIG. 9, and FIG. FIG. 12 is a schematic side view of the processing apparatus as viewed from the direction A2 in FIG. 11. FIG. 12 is a schematic explanatory view showing the processing apparatus according to the second embodiment in the finished state. In these drawings, components having the same configuration as the
また、図１３は、第２の実施形態に係る前記加工装置で加工される板状ワークの加工工程を説明するための説明図であり、図１３の（ａ）は、第２の実施形態に係る前記加工装置を用いて加工される板状ワークを示す上面説明図、図１３の（ｂ）は、前記板状ワークに電極が接触された状態を説明するための説明図、図１３の（ｃ）は、プレス加工された前記板状ワークを示す上面説明図である。第２の実施形態に係る加工装置８０においても、図１３の（ａ）に示すように、略矩形状に形成されたブランクを板状ワークＷ１０として用い、前記加工装置８０では、板状ワークＷ１０の短手方向の両端部近傍に電極が接触される。
Moreover, FIG. 13 is explanatory drawing for demonstrating the processing process of the plate-shaped workpiece processed with the said processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment, (a) of FIG. 13 is 2nd Embodiment. FIG. 13B is an explanatory diagram for explaining a state in which an electrode is in contact with the plate-like workpiece, and FIG. c) is a top view illustrating the pressed plate-like workpiece. Also in the
前記加工装置８０は、加工装置１と略同様の構成を備えているが、互いに離間する２つの電極４６が、板状ワークＷ１０の短手方向の両端部近傍にそれぞれ設けられている。該電極４６が、前記上下方向移動手段によって下方へ移動され板状ワークＷ１０に接触されると、図１３の（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１０には、板状ワークＷ１０の短手方向の両端部近傍にそれぞれ、電極４６が接触される接触領域（破線で囲まれる領域）Ｓ１１が形成される。
The
電極４６を板状ワークＷ１０に接触させると、次に通電手段４５によって電極４６間が通電させられ、この通電により電極４６間の内部に位置する内部領域（斜線ハッチングを施した領域）Ｓ１２が加熱される。この通電は、内部領域Ｓ１２が焼入れ温度になるまで行われるが、内部領域Ｓ１２の外側に位置し、接触領域Ｓ１１を含み板状ワークＷ１０の周縁部である周縁部領域Ｓ１３は、焼入れ温度に加熱されていない。
When the
そして、板状ワークＷ１０の内部領域Ｓ１２のみが焼入れ温度に加熱されると、図１１及び図１２に示すように成形型３０によって断面ハット状にプレス加工されるとともに、成形型３０によって板状ワークＷ１０が冷却され、内部領域Ｓ１２が焼入れされる。 When only the inner region S12 of the plate-like workpiece W10 is heated to the quenching temperature, it is pressed into a cross-sectional hat shape by the molding die 30 as shown in FIG. 11 and FIG. W10 is cooled and the inner region S12 is quenched.
板状ワークＷ１０は、図６に示す板状ワークＷ１と同様に、焼入れされていない周縁部領域Ｓ１３に対応するフランジ部９２と、焼入れされた内部領域Ｓ１２に対応する底面部９０及び側面部９１とを有し、断面ハット状に形成される。なお、前記加工装置８０では、プレス加工する際に、電極４６が板状ワークＷ１０から離間しているが、電極を板状ワークに接触させていてもよい。
As with the plate-like workpiece W1 shown in FIG. 6, the plate-like workpiece W10 includes a
前記加工装置８０では、板状ワークＷ１０を通電手段４５により加熱する際に、板状ワークＷ１０の長手方向に沿って電極４６が配置されるので、板状ワークＷ１の短手方向に沿って電極４１が配置される前記加工装置１の場合に比して、通電時の断面積を大きくすることができ、板状ワークを所定の温度により速く加熱することができる。
In the
なお、プレス加工後の板状ワークＷ１０は、図示されていないが、周縁部領域Ｓ１３を少なくとも一部含んでブランキングされる。このブランキングは、好ましくは、焼入れされていない周縁部領域Ｓ１３において行われる。また、ブランキングされた板状ワークＷ１０では、焼入れされていない周縁部領域Ｓ１３が他の部材と溶接される。 In addition, although not shown in figure, the plate-shaped workpiece | work W10 after press work is blanked including at least one part of peripheral part area | region S13. This blanking is preferably performed in the peripheral region S13 that has not been quenched. In the blanked plate-like workpiece W10, the peripheral region S13 that has not been quenched is welded to another member.
本実施形態では、成形型３０によって板状ワークＷ１、Ｗ１０が断面ハット状に曲げ加工されているが、その他の形状の曲げ加工や絞り加工等の塑性加工、あるいは穴抜きやトリミング等のせん断加工などを行う成形型を用いることができる。また、板状ワークＷ１、Ｗ１０の両端部近傍に互いに離間する電極４１、４６がそれぞれ配置されているが、板状ワークの高強度を要する部分に対応して、電極を板状ワークに接触させることができる。
In the present embodiment, the plate-like workpieces W1 and W10 are bent into a cross-sectional hat shape by the forming
このように、本実施形態に係る板状ワークの加工方法によれば、板状ワークＷ１、Ｗ１０の内部領域Ｓ２、Ｓ１２を加熱した状態で成形型３０により加工するとともに冷却し、該加工後に焼入れされていない周縁部領域Ｓ３、Ｓ１３を含んでブランキングすることにより、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。
Thus, according to the processing method of the plate-shaped workpiece according to the present embodiment, the inner regions S2 and S12 of the plate-shaped workpieces W1 and W10 are processed and cooled by the forming
また、板状ワークＷ１がブランキングされた後に、ブランキングされた板状ワークＷ１の周縁部領域Ｓ３が溶接されることにより、焼入れされていない周縁部領域を溶接することで板状ワークの良好な溶接性を得ることができ、また、溶接部の耐遅れ破壊性を向上させることができる。 Moreover, after the plate-like workpiece W1 is blanked, the peripheral portion region S3 of the blanked plate-like workpiece W1 is welded so that the non-quenched peripheral portion region is welded to improve the plate-like workpiece. Weldability can be obtained, and the delayed fracture resistance of the welded portion can be improved.
更に、板状ワークＷ１が、６００ＭＰａ以上の引張強度を有する鋼板であることにより、成形型による加工が困難である板状ワークにおいて、その加工性を向上させることができ、前記効果をより有効に奏することができる。 Furthermore, since the plate-like workpiece W1 is a steel plate having a tensile strength of 600 MPa or more, it is possible to improve the workability in a plate-like workpiece that is difficult to process with a forming die, and the above effect is more effective. Can play.
また更に、本実施形態に係る加工装置１、８０によれば、板状ワークＷ１、Ｗ１０の内部領域を加熱した状態で成形型３０により加工するとともに冷却し、該加工後に焼入れされていない周縁部領域Ｓ３、Ｓ１３を含んでブランキングすることにより、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。
Furthermore, according to the
次に、前述したような板状ワークの加工方法を自動車の車体構成部材の加工に適用する場合について説明する。
図１４は、自動車の車体構造を概略的に示す概略説明図である。この具体例は、車体１１０の車室構成部材に適用するものであり、センタピラー１１５内に設けられ、該センタピラー１１５を補強するセンタピラーレインフォースメント１２０（図１５参照）、ドア（不図示）内部に設けられ、該ドアを補強するドアインパクトバー１４０、及び車室上部を構成するルーフパネル１５５を補強するルーフレインフォースメント１６０の各々について、前述した板状ワークの加工方法を適用して加工するものである。
Next, a description will be given of a case where the plate-like workpiece machining method as described above is applied to the machining of a vehicle body constituent member of an automobile.
FIG. 14 is a schematic explanatory view schematically showing a vehicle body structure of an automobile. This specific example is applied to a passenger compartment component of the
図１５は、センタピラーレインフォースメントを示す斜視図、図１６及び図１７は、センタピラーレインフォースメントがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図であり、図１６の（ａ）は、センタピラーレインフォースメント成形用ブランクを示す上面説明図、図１６の（ｂ）は、前記センタピラーレインフォースメント成形用ブランクに接触される電極の配置を説明するための上面説明図、図１６の（ｃ）は、前記センタピラーレインフォースメント成形用ブランクに接触された電極により加熱される内部領域を示す上面説明図、図１７の（ａ）は、プレス加工された前記センタピラーレインフォースメント成形用ブランクを示す上面説明図、図１７の（ｂ）は、センタピラーレインフォースメントを示す上面説明図、図１７の（ｃ）は、前記センタピラーレインフォースメントにおける溶接施工部位を示す上面説明図である。 FIG. 15 is a perspective view showing a center pillar reinforcement, and FIGS. 16 and 17 are explanatory views for explaining a processing step in which the center pillar reinforcement is processed from a blank, and FIG. FIG. 16B is an upper surface explanatory view showing a center pillar reinforcement molding blank, and FIG. 16B is an upper surface explanatory view for explaining the arrangement of electrodes in contact with the center pillar reinforcement blank. 16 (c) is an explanatory top view showing an internal region heated by an electrode in contact with the center pillar reinforcement forming blank, and FIG. 17 (a) is the center pillar reinforcement subjected to press working. FIG. 17B is an upper surface explanatory view showing a center pillar reinforcement, Of 17 (c) is a top explanatory view showing the welding site in the center pillar reinforcement.
センタピラーレインフォースメント１２０は、センタピラーインナとセンタピラーアウタとの間に配設されるものであり、図１５に示すように、略Ｔ字状に形成され、車体上下方向に延びる上下部１２１と、該上下部１２１の上端部において水平方向に延びる水平部１２２とを備えている。
The
また、センタピラーレインフォースメント１２０は、センタピラーインナとセンタピラーアウタと接合されるフランジ部１２３から中央側に向かって膨出するように成形加工され、該フランジ部１２３から傾斜して延びる側面部１２４と上面部１２５とを備え、上面部１２５には、シートベルト用ブラケットを取り付けるための穴部１２６が設けられている。
Further, the
前記センタピラーレインフォースメント１２０は、図１６の（ａ）に示すように、略矩形状に切断されたブランクＷ２０から成形加工される。ブランクＷ２０は、本実施形態に係る加工装置を用いて、ブランクＷ２０の長手方向の両端部近傍に電極が接触され、図１６の（ｂ）に示すように、ブランクＷ２０に前記電極が接触される接触領域Ｓ２１が形成される。
The
ブランクＷ２０に前記電極が接触された後に、該電極間を通電させることにより、図１６の（ｃ）に示すように、前記接触領域Ｓ２１間の内部に位置する内部領域Ｓ２２が加熱される。この通電は、内部領域Ｓ２２が焼入れ温度になるまで行われる。なお、内部領域Ｓ２２の外側に位置する周縁部領域Ｓ２３は、焼入れ温度に加熱されていない。 After the electrodes are brought into contact with the blank W20, by energizing the electrodes, the internal region S22 located inside the contact regions S21 is heated as shown in FIG. This energization is performed until the internal region S22 reaches the quenching temperature. Note that the peripheral area S23 located outside the internal area S22 is not heated to the quenching temperature.
そして、ブランクＷ２０の内部領域Ｓ２２が焼入れ温度に達すると、図１７の（ａ）に示すように、成形型によってセンタピラーレインフォースメント１２０の形状を有するようにプレス加工されるとともに、内部領域Ｓ２２（斜線ハッチングを施した領域）が焼入れされる。ブランクＷ２０は、フランジ部１２３、側面部１２４、上面部１２５及び穴部１２６が成形されるとともに、図１６の（ｃ）に示す二点鎖線Ｌ２より外側に位置する領域Ｓ２４が切り取られ、且つ、内部領域Ｓ２２に対応する側面部１２４及び上面部１２５が焼入れされる。また、ブランクＷ２０は、フランジ部１２３の外側に、後述するブランキングによって取り除かれる縁部１２８を備えており、フランジ部１２３及び縁部１２８は、プレス加工の際に焼入れされていない。
Then, when the internal region S22 of the blank W20 reaches the quenching temperature, as shown in FIG. 17A, the blank W20 is pressed so as to have the shape of the
プレス加工後には、ブランキング加工が行われ、縁部１２８が取り除かれ、図１７の（ｂ）に示すように、ブランクＷ２０からセンタピラーレインフォースメント１２０が形成される。このセンタピラーレインフォースメント１２０は、図１７の（ｃ）において斜線ハッチングを施したフランジ部１２３がセンタピラーインナ及びセンタピラーアウタとともに溶接される。
After the press working, blanking is performed, the
前記センタピラーレインフォースメント１２０の加工では、プレス加工後に焼入れされていない縁部１２８をブランキングすることで、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。また、側面部１２４及び上面部１２５を成形加工時に焼入れさせることで、高強度化を図ることができる。更に、フランジ部１２３を焼入れさせずに成形加工することができ、フランジ部１２３を他の部材と溶接する際には良好な溶接性を得ることができる。
In the processing of the
図１８は、ドアインパクトバーを示す斜視図、図１９及び図２０は、ドアインパクトバーがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図であり、図１９の（ａ）は、ドアインパクトバー成形用ブランクを示す上面説明図、図１９の（ｂ）は、前記ドアインパクトバー成形用ブランクに接触される電極の配置を説明するための上面説明図、図１９の（ｃ）は、前記ドアインパクトバー成形用ブランクに接触された電極により加熱される内部領域を示す上面説明図、図２０の（ａ）は、プレス加工された前記ドアインパクトバー成形用ブランクを示す上面説明図、図２０の（ｂ）は、ドアインパクトバーを示す上面説明図、図２０の（ｃ）は、前記ドアインパクトバーにおける溶接施工部位を示す上面説明図である。 18 is a perspective view showing a door impact bar, FIGS. 19 and 20 are explanatory views for explaining a processing step in which the door impact bar is processed from a blank, and FIG. FIG. 19B is a top view for explaining the arrangement of electrodes in contact with the door impact bar forming blank, and FIG. FIG. 20A is an upper surface explanatory view showing an inner region heated by an electrode in contact with the door impact bar forming blank, and FIG. 20A is an upper surface explanatory view showing the pressed door impact bar forming blank. (B) of FIG. 20 is an upper surface explanatory view showing a door impact bar, and FIG. 20 (c) is an upper surface explanatory view showing a welding construction site in the door impact bar.
ドアインパクトバー１４０は、ドアアウタパネルとドアインナパネルとの間に配設され、該ドアアウタパネルに取り付けられるものであり、図１８に示すように、フランジ部１４１と、側面部１４２と、上面部１４３とを備え、フランジ部１４１から中央側に向かって膨出するように成形加工され、略断面ハット状に形成されている。
The
前記ドアインパクトバー１４０は、図１９の（ａ）に示すように、略矩形状に切断されたブランクＷ４０から成形加工される。ブランクＷ４０は、本実施形態に係る加工装置を用いて、ブランクＷ４０の長手方向の両端部近傍に電極が接触され、図１９の（ｂ）に示すように、ブランクＷ４０に前記電極が接触される接触領域Ｓ４１が形成される。
As shown in FIG. 19A, the
ブランクＷ４０に前記電極が接触された後に、該電極間を通電させることにより、図１９の（ｃ）に示すように、前記接触領域Ｓ４１間の内部に位置する内部領域Ｓ４２が加熱される。この通電は、内部領域Ｓ４２が焼入れ温度になるまで行われる。なお、内部領域Ｓ４２の外側に位置する周縁部領域Ｓ４３は、焼入れ温度に加熱されていない。 After the electrodes are brought into contact with the blank W40, the internal region S42 located inside the contact regions S41 is heated as shown in FIG. 19C by energizing the electrodes. This energization is performed until the internal region S42 reaches the quenching temperature. Note that the peripheral area S43 located outside the internal area S42 is not heated to the quenching temperature.
そして、ブランクＷ４０の内部領域Ｓ４２が焼入れ温度に達すると、図２０の（ａ）に示すように、成形型によってドアインパクトバー１４０の形状を有するようにプレス加工されるとともに、内部領域Ｓ４２（斜線ハッチングを施した領域）が焼入れされる。ブランクＷ４０は、フランジ部１４１、側面部１４２及び上面部１４３が成形されるとともに、内部領域Ｓ４２に対応するフランジ部１４１、側面部１４２、上面部１４３が焼入れされる。また、ブランクＷ４０は、フランジ部１４１の外側に、後述するブランキングによって取り除かれる縁部１４４を備えており、縁部１４４は、プレス加工の際に焼入れされていない。
When the inner region S42 of the blank W40 reaches the quenching temperature, as shown in FIG. 20A, the blank W40 is pressed so as to have the shape of the
次に、ブランキング加工が行われ、図２０の（ａ）に示す縁部１４４が取り除かれ、図２０の（ｂ）に示すように、ブランクＷ４０からドアインパクトバー１４０が形成される。このドアインパクトバー１４０は、焼入れされていない周縁部領域Ｓ４３の一部である、図２０の（ｃ）において斜線ハッチングを施したドアインパクトバー１４０の長手方向の両端部に位置する領域Ｓ４４がドアアウタパネルと溶接される。
Next, blanking is performed, the
前記ドアインパクトバー１４０の加工では、プレス加工後に焼入れされていない縁部１４４をブランキングすることで、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。また、内部領域Ｓ４２に対応するフランジ部１４１、側面部１４２及び上面部１４３を成形加工時に焼入れさせることで、高強度化を図ることができる。更に、ドアインパクトバー１４０の長手方向の両端部に位置する領域Ｓ４４を焼入れさせずに成形加工することができ、該領域Ｓ４４を他の部材と溶接する際には良好な溶接性を得ることができる。
In the processing of the
図２１は、ルーフレインフォースメントを示す斜視図、図２２及び図２３は、ルーフレインフォースメントがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図であり、図２２の（ａ）は、ルーフレインフォースメント成形用ブランクを示す上面説明図、図２２の（ｂ）は、前記ルーフレインフォースメント成形用ブランクに接触される電極の配置を説明するための上面説明図、図２２の（ｃ）は、前記ルーフレインフォースメント成形用ブランクに接触された電極により加熱される内部領域を示す上面説明図、図２３の（ａ）は、プレス加工された前記ルーフレインフォースメント成形用ブランクを示す上面説明図、図２３の（ｂ）は、ルーフレインフォースメントを示す上面説明図、図２３の（ｃ）は、前記ルーフレインフォースメントにおける溶接施工部位を示す上面説明図である。 FIG. 21 is a perspective view showing the roof reinforcement, FIGS. 22 and 23 are explanatory views for explaining a processing step in which the roof reinforcement is processed from a blank, and FIG. FIG. 22B is a top view illustrating the roof reinforcement molding blank. FIG. 22B is a top view illustrating the arrangement of electrodes in contact with the roof reinforcement molding blank. FIG. ) Is an upper surface explanatory view showing an internal region heated by an electrode in contact with the roof reinforcement molding blank, and FIG. 23A shows the pressed roof reinforcement molding blank. FIG. 23B is a top view illustrating the roof reinforcement, and FIG. 23C is the roof reinforcement. It is a top explanatory view showing the welding site in cement.
ルーフレインフォースメント１６０は、車室上部を構成するルーフパネル１５５に取り付けられ該ルーフパネル１５５を補強するものであり、図２１に示すように、略矩形状に形成され、その周縁部を形成する縁部１６１と、側面部１６２、１６３と上面部１６４とを備え、縁部１６１から中央側に向かって膨出するように形成されている。また、ルーフレインフォースメント１６０は、縁部１６１の短手方向の外側の端部１６５が凸凹状に形成され、縁部１６１の長手方向の端部１６６に内方側へ窪む切欠部１６７が形成されている。
The
前記ルーフレインフォースメント１６０は、図２２の（ａ）に示すように、略矩形状に切断されたブランクＷ６０から成形加工される。ブランクＷ６０は、本実施形態に係る加工装置を用いて、ブランクＷ６０の長手方向の両端部近傍に電極が接触され、図２２の（ｂ）に示すように、ブランクＷ６０に前記電極が接触される接触領域Ｓ６１が形成される。
As shown in FIG. 22A, the
ブランクＷ６０に前記電極が接触された後に、該電極間を通電させることにより、図２２の（ｃ）に示すように、前記接触領域Ｓ６１の内部に位置する内部領域Ｓ６２が加熱される。この通電は、内部領域Ｓ６２が焼入れ温度になるまで行われる。なお、内部領域Ｓ６２の外側に位置する周縁部領域Ｓ６３は、焼入れ温度に加熱されていない。 After the electrodes are brought into contact with the blank W60, the internal region S62 located inside the contact region S61 is heated by energizing the electrodes as shown in FIG. This energization is performed until the internal region S62 reaches the quenching temperature. The peripheral area S63 located outside the internal area S62 is not heated to the quenching temperature.
そして、ブランクＷ６０の内部領域Ｓ６２が焼入れ温度に達すると、図２３の（ａ）に示すように、成形型によってルーフレインフォースメント１６０の形状を有するようにプレス加工されるとともに、内部領域Ｓ６２（斜線ハッチングを施した領域）が焼入れされる。ブランクＷ６０は、側面部１６２、１６３及び上面部１６４が成形されるとともに、内部領域Ｓ６２に対応する縁部１６１、側面部１６２、１６３及び上面部１６４が焼入れされる。
When the internal region S62 of the blank W60 reaches the quenching temperature, as shown in FIG. 23A, the blank W60 is pressed to have the shape of the
次に、ブランキング加工が行われ、図２３の（ｂ）に示すように、ブランクＷ６０の長手方向に沿って延びる縁部１６１の外側の端部１６５が凸凹状に形成されるとともに、ブランクＷ６０の長手方向の両端部１６６に切欠部１６７が形成され、ブランクＷ６０からルーフレインフォースメント１６０が形成される。このルーフレインフォースメント１６０は、焼入れされていない周縁部領域Ｓ６３の一部である、図２３の（ｃ）において斜線ハッチングを施したルーフレインフォースメント１６０の長手方向の両端部１６６に位置する領域Ｓ６４がルーフパネルと溶接される。
Next, blanking is performed, and as shown in FIG. 23 (b), the
前記ルーフレインフォースメント１６０の加工では、プレス加工後に焼入れされていない縁部１６１をブランキングすることで、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。また、内部領域Ｓ６２に対応する縁部１６１、側面部１６２、１６３及び上面部１６４を成形加工時に焼入れさせることで、高強度化を図ることができる。更に、ルーフレインフォースメント１６０の長手方向の両端部１６６に位置する領域Ｓ６４を焼入れさせずに成形加工することができ、該領域Ｓ４４を他の部材と溶接する際には良好な溶接性を得ることができる。
In the processing of the
なお、本実施形態に係る板状ワークの加工に際しては、板状ワーク（ブランク）を加熱するために２つの電極を用いているが、板状ワークに複数の焼入れ部を形成するために、各焼入れ部に対応してそれぞれ電極を設けるようにしてもよい。 In the processing of the plate workpiece according to the present embodiment, two electrodes are used to heat the plate workpiece (blank). In order to form a plurality of quenched portions on the plate workpiece, You may make it provide an electrode corresponding to a hardening part, respectively.
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。 As described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明は、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる板状ワークの加工方法及び加工装置であり、特に自動車用車体構成部材などに使用される高張力鋼板の加工において有効に適用可能である。 The present invention is a processing method and processing apparatus for a plate-like workpiece that can improve the workability of the plate-like workpiece and can be quenched, and can suppress the deterioration of the blanking property, particularly for automobiles. The present invention can be effectively applied in the processing of high-tensile steel plates used for vehicle body components.
１、８０ 加工装置
３０ 成形型
４０、４５ 通電手段
４１、４６ 電極
Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ４１、Ｓ６１ 接触領域
Ｓ２ Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ４２、Ｓ６２ 内部領域
Ｓ３ Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ４３、Ｓ６３ 周縁部領域
Ｗ１、Ｗ１０、Ｗ２０、Ｗ４０、Ｗ６０ 板状ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (4)
板状ワークを用意するステップと、
前記板状ワークに互いに離間する電極を接触させて通電し、前記板状ワークに、前記電極が接触される接触領域間を直線状に結び通電により加熱される内部領域と該内部領域の外側に位置し当該板状ワークの周縁部である周縁部領域とを形成するとともに、通電により前記内部領域のみを焼入れ温度まで加熱するステップと、
前記内部領域が焼入れ温度に加熱された後に、前記板状ワークを前記成形型により所定の形状に加工するとともに前記板状ワークを前記成形型により冷却して前記内部領域を焼入れするステップと、
前記板状ワークが所定の形状に加工されるとともに前記内部領域が焼入れされた後に、前記周縁部領域を少なくとも一部含んで前記板状ワークをブランキングするステップと、
を備えていることを特徴とする板状ワークの加工方法。 It is a processing method of a plate-shaped workpiece that processes a plate-shaped workpiece using a mold,
Preparing a plate workpiece;
The plate-like workpiece is brought into contact with electrodes spaced apart from each other and energized, and the plate-like workpiece is linearly connected between contact areas where the electrodes are in contact with the inner region heated by energization and outside the inner region. Forming a peripheral region that is positioned and a peripheral portion of the plate-like workpiece, and heating only the inner region to a quenching temperature by energization; and
After the inner region is heated to the quenching temperature, processing the plate-shaped workpiece into a predetermined shape with the mold and cooling the plate-shaped workpiece with the mold to quench the inner region;
Blanking the plate-shaped workpiece including at least a part of the peripheral region after the plate-shaped workpiece is processed into a predetermined shape and the inner region is quenched; and
A processing method for a plate-like workpiece, comprising:
互いに離間する電極を有し、該電極を前記板状ワークに接触させて通電することにより、前記板状ワークに、前記電極が接触される接触領域間を直線状に結び通電により加熱される内部領域と該内部領域の外側に位置し前記板状ワークの周縁部である周縁部領域とを形成するとともに前記内部領域のみを焼入れ温度まで加熱する通電手段と、
前記板状ワークを所定の形状に加工するとともに焼入れ温度に加熱された前記内部領域を焼入れするように前記板状ワークを冷却する成形型と、
前記周縁部領域を少なくとも一部含んで前記板状ワークをブランキングするブランキング手段と、
を備えていることを特徴とする板状ワークの加工装置。 A processing device for a plate-shaped workpiece that processes a plate-shaped workpiece using a mold,
An internal structure that has electrodes that are spaced apart from each other and that is heated by energization by connecting the electrodes to the plate-like workpiece in a straight line between the contact areas where the electrodes are in contact with the plate-like workpiece. An energizing means for forming a region and a peripheral region that is a peripheral portion of the plate-like workpiece located outside the internal region and heating only the internal region to a quenching temperature;
A mold for processing the plate-like workpiece into a predetermined shape and cooling the plate-like workpiece so as to quench the internal region heated to a quenching temperature;
Blanking means for blanking the plate-like workpiece including at least a part of the peripheral area;
The processing apparatus of the plate-shaped workpiece characterized by comprising.
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