JP2015131306A - Press forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、長手方向に延びる溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方に長手方向に沿って湾曲するフランジ部を有する製品形状の成形品を成形するプレス成形方法に関する。 The present invention forms a product-shaped molded article having a groove-shaped portion extending in the longitudinal direction and having a flange portion curved along the longitudinal direction on at least one of a pair of vertical wall portions forming the groove-shaped portion. The present invention relates to a press molding method.
プレス成形とは、その対象物である材料（ブランク）に金型を押し付けることにより、金型の形状をブランクに転写して加工を行う方法のことである。プレス成形においては、プレス成形品を金型から取り出した後に、そのプレス成形品内の残留応力が弾性回復することによって起こる形状不良、いわゆるスプリングバックが発生し、所望の形状とは異なってしまう問題がしばしば発生する。 The press molding is a method of performing processing by transferring a shape of a mold to a blank by pressing the mold against a material (blank) as an object. In press molding, after taking out the press-molded product from the mold, a problem of shape failure caused by elastic recovery of residual stress in the press-molded product, so-called spring back, occurs, which is different from the desired shape. Often occurs.
スプリングバックがどの程度生じるかについては、主に材料の強度に大きく影響される。昨今では、特に自動車業界を中心に、自動車車体の軽量化の観点から車体部品に高強度な鋼板を使用する傾向が強くなっており、このような材料の高強度化に伴いスプリングバックの生じる程度が大きくなっている。
このため、スプリングバック後の形状を設計形状に近づけるために、生産現場では熟練者によって金型を幾度も修正して、トライアル＆エラーを重ねなければならず、その結果、生産期間が長期化してしまう。
したがって、スプリングバックを効果的に低減できる方法を開発することは、自動車の開発期間やコストを削減する上でもますます重要な課題であると言える。
How much springback occurs is largely influenced by the strength of the material. In recent years, especially in the automobile industry, the tendency to use high-strength steel sheets for car body parts from the viewpoint of weight reduction of car bodies has become stronger, and the extent to which springback occurs with the increase in strength of such materials Is getting bigger.
For this reason, in order to bring the shape after the spring back closer to the design shape, the technician must modify the mold several times and repeat trial and error at the production site, resulting in a prolonged production period. End up.
Therefore, it can be said that the development of a method that can effectively reduce the springback is an increasingly important issue in reducing the development period and cost of the automobile.
スプリングバックの低減には、その発生原因である応力のコントロールが必要不可欠である。
応力をコントロールしてスプリングバックを低減するものとして、例えば特許文献1に記載の「薄鋼板のプレス成形用金型装置」がある。特許文献１は、ハット断面部品をフォーム成形する際に、フランジ部に凸ビードを設けた金型でプレス成形する方法である。この方法は、下死点直前でブランクが凸ビードにロックされてブランクの縦壁部に引張変形が付与され、縦壁部の反りの原因であった板厚方向の応力差が解消されるというものである。
In order to reduce the springback, it is essential to control the stress that is the cause of the occurrence.
As a technique for reducing the springback by controlling the stress, for example, there is a “die apparatus for press forming thin steel sheet” described in
また、他の例として、パンチの外周に設置されたブランクホルダに窪みを設けた金型で成形する方法が特許文献２に提案されている。この方法は、成形中、ブランクホルダの窪みにブランク端部が入り込み、さらに成形が進むとブランク端部が窪み内壁に引っ掛かって拘束された状態となる。このため、ブランクが外へ流出しなくなるので、下死点直前でブランクの縦壁部に面内圧縮応力を付与することができ、板厚方向の応力差が解消されるというものである。 As another example, Patent Document 2 proposes a method of forming with a mold in which a blank holder provided on the outer periphery of a punch is provided with a depression. In this method, the blank end enters the recess of the blank holder during molding, and when the molding proceeds further, the blank end is caught by the inner wall of the recess and restrained. For this reason, since the blank does not flow out, in-plane compressive stress can be applied to the vertical wall portion of the blank immediately before the bottom dead center, and the stress difference in the thickness direction is eliminated.
特許文献１の方法では、成形された部品のフランジ部にビード形状が残ってしまうため、組立工程において他部品との溶接時に不具合が生じる可能性がある。そのため、ビード形状が残存する部分をカットするか、あるいは製品内にビード形状が入らないようにブランク長さを長くとる必要がある。
In the method of
また、特許文献１、２は、スプリングバックによって特定の断面に生じる形状変化のみに対する対策である。しかし、実際の部品ではねじれや曲がりといった部品全体に生ずる３次元的なスプリングバックが問題となる場合も多く、特許文献１、２はこのような問題に対する充分な対策とはなり得ない。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、製品形状を変えることなく、ねじれや曲がりといった３次元的なスプリングバックを低減するプレス成形方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a press molding method for reducing three-dimensional springback such as twisting and bending without changing the product shape.
発明者は上記課題を解決するため、図１９に示すような成形品５１をフォーム成形した際に成形品５１に生じるスプリングバックの形態について検討した。
成形品５１は、天板部５３ａと縦壁部５３ｂからなる溝形状部５３、及び長手方向に沿って湾曲するフランジ部（外側フランジ部５５及び内側フランジ部５７）を有している。
In order to solve the above-mentioned problem, the inventor examined the form of the spring back generated in the
The molded
従来のフォーム成形では図２０の斜視図、図２１の断面図に示すようにダイ１０３とパンチ１０５でブランク１３を挟み込むことで成形を行う。図２２は成形前後のブランク外形線を示した図である。湾曲曲率の大きい側（曲率半径の小さい側）のフランジ（内側フランジ部５７）に該当する外形線は成形によりブランクが流入することで曲率は小さくなり（曲率半径は大きくなり）線長が長くなる（A0B0→A1B1）。つまり、内側フランジ部５７は伸びフランジ変形となり下死点では長手方向に引張応力が残存する。
In conventional foam molding, molding is performed by sandwiching the blank 13 with a
一方、湾曲曲率の小さい側（曲率半径の大きい側）のフランジ（外側フランジ部５５）ではその逆で、外形線は成形によりブランクが流入することで曲率は大きくなり（曲率半径は小さくなり）線長が短くなる（C0D0→C1D1）。つまり、外側フランジ部５５は縮みフランジ変形となり下死点では長手方向に圧縮応力が残留する。
On the other hand, the flange (outer flange portion 55) on the side with the smaller curvature (the side with the larger radius of curvature) is the opposite, and the outline becomes larger (the radius of curvature becomes smaller) as the blank flows in by molding. The length becomes shorter (C 0 D 0 → C 1 D 1 ). That is, the
これらの残留応力は離型時に弾性回復し、内側フランジ部５７では縮み変形、外側フランジ部５５では伸び変形となり、その結果、図２３に示すように部品は湾曲曲率が大きく（曲率半径が小さく）なるような曲がり変形となるスプリングバックが生ずる。なお図２３において、破線がスプリングバック前の形状を示しており、実線がスプリングバック後の形状を示している。
These residual stresses are elastically recovered at the time of releasing, and the
以上のように、長手方向に湾曲したフランジ部を有する成形部品ではフランジ部における残留応力が離型時に解放されるため、部品全体に曲がり変形を与えるスプリングバックを生じさせている。このことから、このような部品では、フランジ部の残留応力の低減が部品のスプリングバック低減に非常に重要であると言える。
そこで、発明者は、フランジ部の残留応力を低減する方法として、プレス成形過程においてフランジ部の線長を製品形状よりも大きく変化させ、その後にフランジ部の線長を製品形状に戻すような成形をすることを考えた。
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
As described above, in a molded part having a flange portion that is curved in the longitudinal direction, the residual stress in the flange portion is released at the time of mold release, so that a springback that causes bending deformation to the entire part is generated. From this, it can be said that in such a component, the reduction of the residual stress in the flange portion is very important for reducing the spring back of the component.
Therefore, as a method of reducing the residual stress of the flange portion, the inventor changed the flange portion wire length to be larger than the product shape in the press forming process, and then changed the flange portion wire length back to the product shape. I thought about doing.
The present invention has been made based on such knowledge, and specifically comprises the following constitution.
（１）本発明に係るプレス成形方法は、長手方向に延びる溝形状部を有し、該溝形状部を形成する一対の縦壁部の少なくとも一方に長手方向に沿って湾曲するフランジ部を有する製品形状の成形品を成形するプレス成形方法であって、
プレス方向と直交する方向に対して傾斜する第１フランジ成形部と製品形状の溝形状を成形する第１溝形状成形部とを有する第１の金型を用いて、ブランクを前記第１フランジ成形部及び前記第１溝形状部で挟圧して、前記溝形状部を前記製品形状に成形すると共に、縮みフランジ変形を受けるフランジ部または伸びフランジ変形を受けるフランジ部の少なくとも一方について、縮みフランジ変形を受けるフランジ部に対しては長手方向の線長が前記製品形状のフランジ部の線長よりも短く、伸びフランジ変形を受けるフランジ部に対しては長手方向の線長が前記製品形状のフランジ部の線長よりも長くなるように成形する第１成形工程と、
第２溝形状成形部と第２フランジ成形部を有し、かつ前記第２フランジ成形部のプレス方向と直交する方向に対する傾斜角度が前記第１フランジ成形部の傾斜角度よりも小さい第２の金型を用いて、前記第１成形工程で成形された前記フランジ部を製品形状に成形する第２成形工程とを備えたことを特徴とするものである。
(1) The press molding method according to the present invention has a groove-shaped portion extending in the longitudinal direction, and has a flange portion curved along the longitudinal direction on at least one of a pair of vertical wall portions forming the groove-shaped portion. A press molding method for molding a molded product having a product shape,
Using a first mold having a first flange forming part inclined with respect to a direction orthogonal to the pressing direction and a first groove forming part for forming a product-shaped groove shape, a blank is formed into the first flange forming part. And the first groove-shaped portion, the groove-shaped portion is molded into the product shape, and at least one of the flange portion subjected to the shrinkage flange deformation and the flange portion subjected to the stretch flange deformation is subjected to the shrinkage flange deformation. For the receiving flange portion, the longitudinal line length is shorter than the line length of the product-shaped flange portion, and for the flange portion subjected to stretch flange deformation, the longitudinal line length of the product-shaped flange portion is A first forming step for forming the wire to be longer than the wire length;
A second gold having a second groove forming part and a second flange forming part and having an inclination angle with respect to a direction perpendicular to the pressing direction of the second flange forming part being smaller than the inclination angle of the first flange forming part. And a second molding step of molding the flange portion molded in the first molding step into a product shape using a mold.
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記第１フランジ成形部と前記第２フランジ成形部の傾斜角度の差が３°〜６０°であることを特徴とするものである。 (2) Further, in the above (1), a difference in inclination angle between the first flange molding part and the second flange molding part is 3 ° to 60 °.
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記第１成形工程をフォーム成形で行うことを特徴とするものである。 (3) Further, in the above (1) or (2), the first molding step is performed by foam molding.
（４）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記第１成形工程をドロー成形で行うことを特徴とするものである。 (4) Further, in the above (1) or (2), the first molding step is performed by draw molding.
（５）また、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、パンチ底部を有する製品形状の成形品を成形する場合において、前記第１成形工程はブランクにおける前記パンチ底部に相当する部位をパッドで押えてプレス成形を行うことを特徴とするものである。 (5) Moreover, in the thing in any one of said (1) thru | or (4), when shape | molding the product-shaped molded article which has a punch bottom part, a said 1st shaping | molding process is equivalent to the said punch bottom part in a blank. The part to be pressed is pressed with a pad and press molding is performed.
（６）また、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のものにおいて、前記一対の縦壁のいずれか一方のフランジ部に前記第１成形工程と前記第２成形工程を適用することを特徴とするものである。 (6) Moreover, in the thing in any one of said (1) thru | or (5), applying said 1st shaping | molding process and said 2nd shaping | molding process to any one flange part of said pair of vertical wall. It is characterized by.
（７）また、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のものにおいて、前記一対の縦壁の両方のフランジ部に前記第１成形工程と前記第２成形工程を適用することを特徴とするものである。 (7) Moreover, in the above-described one of (1) to (5), the first molding step and the second molding step are applied to both flange portions of the pair of vertical walls. It is what.
本発明においては、第１フランジ成形部と第１溝形状成形部とを有する第１の金型を用いて、ブランクを第１フランジ成形部及び第１溝形状部で挟圧して、溝形状部を製品形状に成形すると共に、縮みフランジ変形を受けるフランジ部または伸びフランジ変形を受けるフランジ部の少なくとも一方について、縮みフランジ変形を受けるフランジ部に対しては長手方向の線長が製品形状のフランジ部の線長よりも短く、伸びフランジ変形を受けるフランジ部に対しては長手方向の線長が製品形状のフランジ部の線長よりも長くなるように成形する第１成形工程と、第２溝形状成形部と第２フランジ成形部とを有する第２の金型を用いて、第１成形工程で成形されたフランジ部を製品形状に成形する第２成形工程とを備えるようにしたので、第１成形工程でフランジ部に生ずる長手方向のひずみを第２成形工程で戻すことができ、これによってフランジ部に生ずる残留応力を小さくすることができ、部品全体に曲り変形を与えるスプリングバックを低減することができる。 In the present invention, a blank is sandwiched between the first flange forming part and the first groove forming part using the first mold having the first flange forming part and the first groove forming part, and the groove forming part is obtained. Is formed into a product shape, and at least one of a flange portion subjected to shrinkage flange deformation or a flange portion subjected to stretch flange deformation, a flange portion having a product line shape in the longitudinal direction with respect to the flange portion subjected to shrinkage flange deformation A first molding step in which the length of the longitudinal direction is longer than the length of the flange portion of the product shape, and the second groove shape. Since the second mold having the molding part and the second flange molding part is used, the second molding process for molding the flange part molded in the first molding process into a product shape is provided. The longitudinal strain generated in the flange part in the molding process can be restored in the second molding process, thereby reducing the residual stress generated in the flange part and reducing the spring back that causes bending deformation to the entire part. Can do.
［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法が成形の対象としているプレス成形品は、図１９に示すように、長手方向に延びる溝形状部５３を有し、溝形状部５３を形成する一対の縦壁部５３ｂの両方に長手方向に沿って湾曲するフランジ部（外側フランジ部５５及び内側フランジ部５７）を有する製品形状の成形品５１である。
[Embodiment 1]
As shown in FIG. 19, the press-molded product that is the object of molding by the press molding method according to the embodiment of the present invention has a groove-shaped
本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法は第１成形工程と第２成形工程を備えており、上述した成形品５１は、第１成形工程において中間製品が成形され、該中間製品が第２成形工程において再度プレス成形（リストライク）されることで製品形状となる。
上記各工程では別々の金型（第１の金型１と第２の金型３）を用いてプレス成形を行うので、本プレス成形方法について詳細に説明するのに先立って、当該方法を実施するための第１の金型１と第２の金型３について図１及び図４〜図６に基づいて説明する。
The press molding method according to an embodiment of the present invention includes a first molding step and a second molding step, and the above-described molded
In each of the above steps, since press molding is performed using separate molds (
＜第１の金型＞
第１の金型１は、第１成形工程に用いる金型であり、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図４に示す通り第１ダイ５と第１パンチ７からなり、プレス方向と直交する方向に対して傾斜する第１フランジ成形部９と、製品形状の溝形状を成形する第１溝形状成形部１１とを有している。ここで、プレス方向とは第１ダイ５と第１パンチ７が近づく方向であり、プレス方向を図１（ａ）中に白抜き矢印で示す。
以下に、図４に基づいて第１ダイ５と第１パンチ７について詳細に説明する。
<First mold>
The
Below, the 1st die | dye 5 and the
第１ダイ５は、長手方向に沿って湾曲し、成形品５１（図１９）の溝形状部５３を成形する第１ダイ側溝形状成形部５ａと、第１ダイ側溝形状成形部５ａの両側に形成されて、その成形面がプレス方向と直交する方向に対して傾斜する第１ダイ側フランジ成形部５ｂとを備えている。なお、第１ダイ側フランジ成形部５ｂの傾斜角度については後述する。
The
第１パンチ７は、図４に示すように、長手方向に沿って湾曲する凸条からなり、第１ダイ側溝形状成形部５ａに挿入されて成形品５１（図１９）の溝形状部５３を形成する第１パンチ側溝形状成形部７ａと、第１ダイ側フランジ成形部５ｂに対向配置され第１ダイ側フランジ成形部５ｂと協働して第１成形工程のフランジ部（外側フランジ部５５及び内側フランジ部５７）を成形する第１パンチ側フランジ成形部７ｂとを備えている。
As shown in FIG. 4, the
第１ダイ側フランジ成形部５ｂと第１パンチ側フランジ成形部７ｂとが上述した第１フランジ成形部９であり、第１ダイ側溝形状成形部５ａと第１パンチ側溝形状成形部７ａとが上述した第１溝形状成形部１１である。
The first die side
＜第２の金型＞
第２の金型３は、第２成形工程に用いる金型であり、図１（ｃ）、図１（ｄ）及び図５に示す通り第２ダイ１３と第２パンチ１５からなり、プレス方向と直交する第２フランジ成形部１７と、第１の金型１の第１溝形状成形部１１と同形状の第２溝形状成形部１９とを有している。
以下に、図５に基づいて第２ダイ１３と第２パンチ１５について詳細に説明する。
<Second mold>
The
Below, the 2nd die | dye 13 and the
第２ダイ１３は、図５に示すように、第１成形工程で成形された溝形状部５３（図１９）が挿入可能な第２ダイ側溝形状成形部１３ａと、第２ダイ側溝形状成形部１３ａの両側に、その成形面がプレス方向と直交するように設けられた第２ダイ側フランジ成形部１３ｂとを有している。
As shown in FIG. 5, the
第２パンチ１５は、図５に示すように、第２ダイ１３の第２ダイ側溝形状成形部１３ａと協働して下死点状態で溝形状部５３を挟持する第２パンチ側溝形状成形部１５ａと、第２パンチ側溝形状成形部１５ａの両側に設けられて第２ダイ側フランジ成形部１３ｂと協働して内側フランジ部５７と外側フランジ部５５を製品形状に成形する第２パンチ側フランジ成形部１５ｂとを備えている。
As shown in FIG. 5, the
第２ダイ側フランジ成形部１３ｂと第２パンチ側フランジ成形部１５ｂとが上述した第２フランジ成形部１７であり、第２ダイ側溝形状成形部１３ａと第２パンチ側溝形状成形部１５ａとが上述した第２溝形状成形部１９である。
The second die side
以上のように、第１の金型１と第２の金型３における第１溝形状成形部１１と第２溝形状成形部１９は同形状であり、他方、第１フランジ成形部９と第２フランジ成形部１７の形状が異なっている。
この形状の異なる部分（第１フランジ成形部９と第２フランジ成形部１７）について、第１パンチ７と第２パンチ１５の形状の違いに着目して図６に基づいて説明する。
図６は、第１パンチ７の断面形状と第２パンチ１５の断面形状を重ねて図示したものである。図６において、第１パンチ７の断面形状を破線で示し、第２パンチ１５の断面形状を実線で示しており、プレス方向を白抜き矢印で示す。なお、第１パンチ側溝形状成形部７ａと第２パンチ側溝形状成形部１５ａは同形状であるので、第２パンチ側溝形状成形部１５ａのみ図示している。
As described above, the first groove-shaped molded
The portions having different shapes (the first
FIG. 6 illustrates the cross-sectional shape of the
図６に示すように、第２パンチ側フランジ成形部１５ｂはプレス方向に直交しており、プレス方向に直交する方向に対する傾斜角度は0°であり、第１パンチ側フランジ成形部７ｂは、第２パンチ側フランジ成形部１５ｂよりθ°傾斜している。
なお以下の説明において、第１パンチ側フランジ成形部７ｂと第２パンチ側フランジ成形部１５ｂ（第１フランジ成形部９と第２フランジ成形部１７）のプレス方向に直交する方向に対する傾斜角度の差を「フランジ角度差θ」といい、単にθと表記する場合がある。このようなフランジ角度差θを設けたことによる効果については後述する。
As shown in FIG. 6, the second punch-side
In the following description, the difference in inclination angle with respect to the direction perpendicular to the pressing direction of the first punch side
なお、上記では、図１、図４及び図５に示すように、第１溝形状成形部１１と第２溝形状成形部１９は同形状であるものを例に挙げたが、必ずしも同形状でなくともよい。例えば、第１パンチ７の第１パンチ側溝形状成形部７ａの上部の高さは、図１及び図４に示すものより低くてもよい。また、例えば、第２成形工程で成形品５１の溝形状部５３にさらにビード形状等を付与するようにしてもよく、この場合、第２ダイ１３と第２パンチ１５に適宜変更を加えればよい。
In the above, as shown in FIGS. 1, 4 and 5, the first groove
以上のように構成された第１の金型１と第２の金型３を用いた本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法について詳細に説明する。
本発明の一実施の形態に係るプレス成形方法は、図１に示すように、第１の金型１を用いて、溝形状部５３を製品形状に成形すると共に、縮みフランジ変形を受けるフランジ部及び伸びフランジ変形を受けるフランジ部について、縮みフランジ変形を受けるフランジ部に対しては長手方向の線長が製品形状のフランジ部の線長よりも短く、伸びフランジ変形を受けるフランジ部に対しては長手方向の線長が製品形状のフランジ部の線長よりも長くなるように成形する第１成形工程（図１（ａ）及び図１（ｂ）参照）と、第２の金型３を用いて、第１成形工程で成形されたフランジ部を製品形状に成形する第２成形工程（図１（ｃ）及び図１（ｄ）参照）とを備えたことを特徴とするものである。
A press molding method according to an embodiment of the present invention using the
As shown in FIG. 1, the press molding method according to an embodiment of the present invention uses a
なお、成形品５１は長手方向に沿って湾曲するフランジを有しているため、湾曲する円弧の外側フランジ部５５の湾曲曲率が小さく（曲率半径が大きく）なり、内側フランジ部５７の湾曲曲率が大きく（曲率半径が小さく）なっている。したがって、外側フランジ部５５が本発明の縮みフランジ変形を受けるフランジ部に対応し、内側フランジ部５７が本発明の伸びフランジ変形を受けるフランジ部に対応している。
Since the molded
＜第１成形工程＞
まず、ブランク２１は、図１（ａ）に示すように、第１パンチ７の第１パンチ側溝形状成形部７ａの上面に載置する。
次に、第１ダイ５を下動させる。こうすることで、溝形状部５３（天板部５３ａと縦壁部５３ｂ、符号は図１（ｃ）参照）が製品形状に成形され、外側フランジ部５５及び内側フランジ部５７が製品形状に比べてフランジ角度差θ（図６参照）だけ傾斜した形状に成形される（第１下死点、図１（ｂ）参照）。
縦壁部５３ｂが成形される際にブランク２１が内方に流入することによって、ブランク２１の内側端２１ａ及び外側端２１ｂは、図１（ｂ）の太矢印方向に移動する。
<First molding step>
First, as shown in FIG. 1A, the blank 21 is placed on the upper surface of the first punch side groove
Next, the
When the blank 21 flows inward when the
図２は、内側フランジ部５７と外側フランジ部５５におけるプレス成形開始前から第１下死点（第１成形工程における下死点）さらに第２下死点（第２成形工程における下死点）までの変化を説明する説明図である。図２では、湾曲の内側及び外側について、丸で囲んだ部分を拡大して示している。各拡大図において、破線がプレス成形前のブランク２１の内側端２１ａ及び外側端２１ｂ、点線が第１下死点における内側端２１ａ及び外側端２１ｂ、そして実線が第２下死点における内側端２１ａ及び外側端２１ｂをそれぞれ示している。
FIG. 2 shows the first bottom dead center (bottom dead center in the first molding step) and the second bottom dead center (bottom dead center in the second molding step) from the start of press molding at the
図２の湾曲の内側の拡大図を見ると、成形開始から第１下死点までの間（第１成形工程）、ブランク２１の流入により内側端２１ａにおけるA0B0はA1B1となり、内側端２１ａの線長は引き伸ばされて長くなる（伸びフランジ変形）。
一方、湾曲の外側では、図２の拡大図に示す通り、ブランク２１の流入により外側端２１ｂにおけるC0D0はC1D1となり、外側端２１ｂの線長は縮められて短くなる（縮みフランジ変形）。
Referring to the enlarged view of the inside of the curve in FIG. 2, A 0 B 0 at the
On the other hand, outside the curve, as shown in the enlarged view of FIG. 2, the flow of the blank 21 causes C 0 D 0 at the
このようにして、第１成形工程では、溝形状部５３が形成された成形品５１の中間製品が成形され、中間製品は後述する第２成形工程で再度プレス成形（リストライク）されることで製品形状となる。
Thus, in the first molding step, an intermediate product of the molded
＜第２成形工程＞
次に、第１成形工程によって溝形状部５３が形成された成形品５１の中間製品を第２の金型３の第２パンチ１５に載置する（図１（ｃ）参照）。
次に、第２ダイ１３を下動させる。こうすることで、第２ダイ１３の第２ダイ側フランジ成形部１３ｂと第２パンチ１５の第２パンチ側フランジ成形部１５ｂによって内側フランジ部５７及び外側フランジ部５５が製品形状に成形される（第２下死点、図１（ｄ）参照）。
このときブランク２１の内側端２１ａ及び外側端２１ｂは、図１（ｄ）中の太矢印に示すように、外方に移動する。
<Second molding step>
Next, the intermediate product of the molded
Next, the
At this time, the
図２の湾曲の内側の拡大図を見ると、第２下死点において、内側端２１ａは外側に押し出される（流出する）変形をするため、内側端２１ａの線長は僅かに短くなり（A1B1→A2B2）、成形品５１の製品形状における内側フランジ部５７の線長となる。つまり、プレス成形開始前のA0点、B0点はそれぞれ、第１下死点ではA1点、B1点になり、第２下死点ではA2点、B2点となり、線長はA0B0→A1B1→A2B2と変化する。
一方、湾曲の外側では、外側端２１ｂの線長が僅かに長くなる（C1D1→C2D2）。つまり、プレス成形開始前のC0点、D0点はそれぞれ、第１下死点ではC1点、D1点になり、第２下死点ではC2点、D2点となり、線長はC0D0→C1D1→C2D2と変化する。
Referring to an enlarged view of the inside of the curve in FIG. 2, at the second bottom dead center, the
On the other hand, outside the curve, the line length of the
このように、内側フランジ部５７においては、第１成形工程において、一旦、成形品５１の製品形状よりも線長が長くなる成形を行い、第２成形工程において成形品５１の製品形状の線長に戻す成形を行い、外側フランジ部５５においては、第１成形工程において、一旦、成形品５１の製品形状よりも線長が短くなる成形を行い、第２成形工程において成形品５１の製品形状の線長に戻す成形を行うようにしている。このため、内側フランジ部５７及び外側フランジ部５５において、第１成形工程で生じたひずみが第２成形工程で僅かに戻されることになり、これに伴い残留応力が大幅に低減される。
As described above, in the
この点について、図３に基づいて説明する。図３は、フランジ部の成形開始から第２下死点までの長手方向の応力―ひずみ線図である。図３に示すように、第１成形工程により第１下死点のフランジ部には大きな残留応力が蓄積されている。しかし、第１下死点から第２下死点までひずみを僅かに戻すことによって残留応力は大幅に低減する。
このように、本発明は、僅かなひずみの戻りに対して残留応力が敏感に大きく変化する特徴を利用したものである。
This point will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a stress-strain diagram in the longitudinal direction from the start of molding of the flange portion to the second bottom dead center. As shown in FIG. 3, a large residual stress is accumulated in the flange portion at the first bottom dead center in the first molding step. However, the residual stress is greatly reduced by slightly returning the strain from the first bottom dead center to the second bottom dead center.
As described above, the present invention utilizes the characteristic that the residual stress changes sensitively with respect to the return of a slight strain.
ひずみの戻し量は、第１の金型１と第２の金型３（製品形状）のフランジ角度差θによって決まる。フランジ幅が同じであれば、フランジ角度差θが大きいほどひずみの戻し量は大きくなり残留応力の低減効果は大きい。
この点、本発明においては、第１フランジ成形部９と第２フランジ成形部１７を任意の角度に設定することで、フランジ角度差θを正確に規定でき、フランジ角度差θを調節することによりスプリングバックをコントロールできる。
The amount of strain return is determined by the flange angle difference θ between the
In this regard, in the present invention, by setting the first
なお、フランジ角度差θが大きくひずみの戻し量が大きすぎると、逆方向の残留応力を蓄積させてしまい、その結果、逆方向のスプリングバックとなる場合がある。
さらに、フランジ角度差θが大きい場合、第１成形工程では外側フランジ部５５で過大な圧縮変形となるためしわが発生してしまう。また、第２成形工程では内側フランジ部５７でひずみの戻し量が大きくなり過大な圧縮変形となりしわが発生してしまう。
そこで、第１の金型１と第２の金型３（製品形状）のフランジ角度差θは、3°以上60°以下の範囲内に設定することが望ましい。この点は後述する実施例において実証している。
If the flange angle difference θ is large and the strain return is too large, the residual stress in the reverse direction is accumulated, and as a result, the spring back in the reverse direction may occur.
Further, when the flange angle difference θ is large, the
Therefore, it is desirable to set the flange angle difference θ between the
以上のように、本実施の形態においては、成形過程において一旦成形品５１の内側に入り込んだフランジ部の材料を成形品５１の外側に押し戻して長手方向のひずみを僅かに戻すことで残留応力を低減させることが可能となり、製品形状を変えることなく、割れやしわなどの成形不良を発生させることなくスプリングバックを低減させることができる。
As described above, in the present embodiment, the residual stress is reduced by pushing back the material of the flange portion once inside the molded
なお、第１成形工程と第２成形工程は連続して行う必要はなく、第１成形工程によって中間製品を複数個作成し、その後、該成形された中間製品を第２成形工程でリストライクしてもよい。 The first molding step and the second molding step do not need to be performed continuously. A plurality of intermediate products are created by the first molding step, and then the molded intermediate product is re-strikeed in the second molding step. May be.
［実施の形態２］
実施の形態１では、第１の金型１は第１ダイ５、第１パンチ７を有している例を挙げて説明したが、第１工程に用いる金型を、ブランク２１を押さえるパッド付きにして、第１成形工程開始時からブランク２１を該パッドで押さえるようにしてもよい。こうすることで、第１成形工程においてブランク２１がずれてしまうことを確実に防止することができる。
このようなものの一例を図７に示す。図７に示すパッド付きの第１の金型２３は、パッド２５を有しており、パッド２５と第１パンチ７により、第１ダイ５から出没可能に設けられてブランク２１の天板部５３ａに相当する部位を挟持する。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）において、第１の金型１と同様のものには同一の符号を付している。
第２成形工程（図７（ｃ）及び図７（ｄ）参照）は、図１及び図５に示すものと同様の第２の金型３を使用する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the
An example of such is shown in FIG. The first die 23 with a pad shown in FIG. 7 has a
In the second molding step (see FIGS. 7C and 7D), a
［実施の形態３］
実施の形態１及び実施の形態２では内側フランジ部５７及び外側フランジ部５５の両方においてひずみの戻りを与える例を説明したが、内側フランジ部５７と外側フランジ部５５の残留応力のバランスをとることによって成形品５１全体としてスプリングバックが緩和されればよく、内側フランジ部５７または外側フランジ部５５の一方についてのみ、ひずみの戻りを与えるような成形を行うようにしてもよい。
例えば、内側フランジ部５７のみにひずみの戻りを与える場合、図８に示すような、内側フランジ部５７を成形する部位がプレス方向と直交する方向に対して傾斜する第１内側フランジ成形部３１を有する第１の金型２９と、第２の金型３（図１及び図５参照）を用いて、内側フランジ部５７についてのみ、ひずみの戻りを与えるような成形を行う。なお、図８において、図４に示した第１の金型１と同一の部位には同一の符号を付している。
[Embodiment 3]
In the first embodiment and the second embodiment, the example in which the strain is returned in both the
For example, when a strain return is applied only to the
第１の金型２９と第２の金型３とを用いたプレス成形方法について図９に基づいて説明する。なお、図９において、図４に示した第１の金型１及び図５に示した第２の金型３と同一の部位には同一の符号を付している。
まず、図９（ａ）に示すようにブランク２１を載置し、第１ダイ５を下動させる。第１下死点（図９（ｂ）参照）においては、内側端２１ａでは伸びフランジ変形となり、外側端２１ｂでは縮みフランジ変形となる。
次に、第２の金型３を用いて第２成形工程を行う。第２下死点（図９（ｄ）参照）において内側端２１ａの長手方向の線長が僅かに短くなる変形が生じて内側フランジ部５７が成形される。このとき、伸びフランジ変形が緩和されて引張応力が大幅に減少する。このように、内側フランジ部５７のみに本発明を適用することで、内側フランジ部５７の伸びフランジ変形を緩和して、成形品５１（図１９参照）に生ずるスプリングバックを緩和することができる。
A press molding method using the
First, as shown in FIG. 9A, the blank 21 is placed and the
Next, a second molding step is performed using the
さらに、後述する実施例２で実証するように、第１の金型１と第２の金型３（製品形状）のフランジ角度差θを大きくすることで逆方向の変形（縮み変形）を生じさせる残留応力を蓄積させ、外側フランジ部５５に生ずる縮み変形とバランスさせるようにしてもよい。このようにすれば、内側フランジ部５７と外側フランジ部５５での残留応力による変形がバランスされ、成形品５１全体としてスプリングバックによる変形が緩和される。
Further, as demonstrated in Example 2 to be described later, by increasing the flange angle difference θ between the
［実施の形態４］
実施の形態３に示したものとは逆に、外側フランジ部５５のみにひずみの戻りを与えるようにしてもよく、この場合、例えば図１０に示すように、外側フランジ部５５を成形する部位がプレス方向と直交する方向に対して傾斜する第１外側フランジ成形部３５を有する第１の金型３３と、第２の金型３（図１及び図５参照）を用いて、外側フランジ部５５についてのみ、ひずみの戻りを与えるような成形を行う。なお、図１０において、図４に示した第１の金型１と同一の部位には同一の符号を付している。
[Embodiment 4]
Contrary to what is shown in the third embodiment, a strain return may be given only to the
この場合、第１下死点においては、内側フランジ部５７では伸びフランジ変形となり、外側フランジ部５５では縮みフランジ変形となる点は、上記実施の形態３と同様である。その後に成形が進むと、第２下死点において外側フランジ部５５の線長が第１下死点に比べて僅かに長くなり、縮みフランジ変形が緩和されて圧縮応力が大幅に減少する。
このように、外側フランジ部５５のみに本発明を適用することで、外側フランジ部５５の縮みフランジ変形を緩和して、成形品５１（図１９参照）に生ずるスプリングバックを緩和することができる。
In this case, at the first bottom dead center, the
Thus, by applying the present invention only to the
また、第１成形工程において外側フランジ部５５に与えるひずみの戻し量を大きくすることで逆方向の変形（伸び変形）を生じさせる残留応力を蓄積させ、内側フランジ部５７に生ずる伸び変形とバランスさせるようにしてもよい。このようにすれば、内側フランジ部５７と外側フランジ部５５での残留応力による変形がバランスされ、成形品５１全体としてスプリングバックによる変形が緩和される。
Further, by increasing the return amount of strain applied to the
［実施の形態５］
上記では第１成形工程をダイとパンチで挟み込むフォーム成形で中間製品を作成する例を示したが、ドロー成形で中間製品を作成しても良い。この場合、第１成形工程では、例えば図１１及び図１２に示すように、ダイ３９とパンチ４１とブランクホルダ４３からなる第１の金型３７を用いる。なお、図１１及び図１２において、第１の金型１と同様のものには同一の符号を付しており、その説明を省略する。
[Embodiment 5]
In the above, an example in which the intermediate product is created by foam molding in which the first molding process is sandwiched between a die and a punch has been shown. However, the intermediate product may be created by draw molding. In this case, in the first molding step, for example, as shown in FIGS. 11 and 12, a
第１の金型３７を用いた第１成形工程について図１２に基づいて説明する。
まず、図１２（ａ）に示すようにブランク２１を載置してダイ３９を下動させ、ブランク２１のフランジ部に相当する部分をダイ３９とブランクホルダ４３で挟圧する（図１２（ｂ）参照）。その後、ダイ３９とブランクホルダ４３を、ブランク２１を挟圧したまま下動させ、ダイ３９とパンチ４１により溝形状部５３を成形するとともに、ダイ３９とブランクホルダ４３により内側フランジ部５７と外側フランジ部５５を形成する（図１２（ｃ）、（ｄ）参照）。
A first molding process using the
First, as shown in FIG. 12A, the blank 21 is placed and the
また、図１３に示すように、パッド４７付きの第１の金型４５を用いて、第１成形工程開始時からブランク２１をパット４７で押さえるようにしてもよい。なお、第１の金型４５は第１の金型３７の変形例であり、図１３において、第１の金型３７（図１１及び図１２参照）と同様のものには同一の符号を付している。
このようにドロー成形で成形された中間製品の形状は、フォーム成形で成形された中間製品の形状と比べてスプリングバックにより若干の違いはあるが、フランジの角度が所望の角度になっていれば、第２成形工程でのフランジ部のひずみの戻し効果はフォーム成形で成形された場合と基本的に同じである。
Further, as shown in FIG. 13, the blank 21 may be pressed by the
In this way, the shape of the intermediate product molded by draw molding is slightly different from the shape of the intermediate product molded by foam molding due to the springback, but if the flange angle is the desired angle The effect of returning the distortion of the flange portion in the second molding step is basically the same as that in the case of molding by foam molding.
なお、本発明で効果が得られる成形品の製品形状としては長手方向に沿って湾曲するフランジ部を有し、かつ溝形状部５３を形成する一対の縦壁の少なくとも一方にフランジ部を有する形状であればよい。図１４に、本発明を適用可能な成形品の製品形状の断面の例を複数示し、各断面について以下に説明する。
In addition, as a product shape of the molded product which can obtain an effect in the present invention, a shape having a flange portion curved along the longitudinal direction and having a flange portion on at least one of a pair of vertical walls forming the
図１４（ａ）〜図１４（ｆ）は、内側及び外側の両方に湾曲したフランジ部を有するものである。図１４（ａ）、（ｄ）は縦壁部が垂直になっているものである。図１４（ｂ）、（ｅ）は上述した成形品５１の断面と同様であり、縦壁部が傾斜しているものである。図１４（ｃ）、（ｆ）は両縦壁部が傾斜して頂部に平坦部のない形を形成しているものである。図１４（ｃ）、（ｆ）の断面を成形するには、先端がＲになっているパンチを使用するとよい。
また、図１４（ｇ）〜図１４（ｉ）に示すように、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）の内側または外側のいずれか一方のみの湾曲したフランジ部を有するものであってもよい。
フランジ部の長さ、高さ位置や角度について制限はない。
14 (a) to 14 (f) have flange portions that are curved both inside and outside. FIGS. 14A and 14D show the vertical wall portion being vertical. 14B and 14E are the same as the cross section of the molded
Moreover, as shown in FIGS. 14 (g) to 14 (i), it may have a curved flange portion only on either the inside or the outside of FIGS. 14 (a) to 14 (c). Good.
There are no restrictions on the length, height position and angle of the flange.
また、上記の説明では、両方のフランジ部が湾曲しているものを例に説明したが、本発明の対象とする成形品は、片側のフランジ部のみが湾曲しているものも含む。
このようなものの一例を図２４に示す。図２４（ａ）は、内側のフランジ部のみが湾曲したものの一例を図示したものであり、図２４（ｂ）は、外側のフランジ部のみが湾曲したものの一例を図示したものである。
In the above description, the case where both flange portions are curved has been described as an example. However, the molded product targeted by the present invention includes a case where only one flange portion is curved.
An example of such is shown in FIG. FIG. 24A illustrates an example in which only the inner flange portion is curved, and FIG. 24B illustrates an example in which only the outer flange portion is curved.
また、成形品の長手方向をｘ方向、幅方向をｙ方向、高さ方向をｚ方向（図２４参照）とすると、上記の実施の形態１〜５及び図２４の説明では、成形品の湾曲はｘｙ平面内における湾曲であったが、本発明の対象とする成形品はこのような湾曲にのみ限られず、図２５及び図２６に示すように、ｚ方向に湾曲するものも含む。
図２５（ａ）は、成形品全体が長手方向中央で上に凸となるように湾曲した形状の一例を図示したものであり、図２５（ｂ）は長手方向中央で下に凸となるように湾曲した形状の一例を図示したものである。
また、図２６（ａ）は、成形品のフランジ部のみが長手方向中央で上に凸となるように湾曲した形状の一例を図示したものであり、図２６（ｂ）は長手方向中央で下に凸となるように湾曲した形状の一例を図示したものである。
Also, assuming that the longitudinal direction of the molded product is the x direction, the width direction is the y direction, and the height direction is the z direction (see FIG. 24), in the description of
FIG. 25A illustrates an example of a curved shape so that the entire molded product is convex upward in the longitudinal center, and FIG. 25B is convex downward in the longitudinal center. An example of a curved shape is illustrated.
FIG. 26 (a) shows an example of a shape in which only the flange portion of the molded product is curved so as to protrude upward at the center in the longitudinal direction, and FIG. An example of the shape curved so that it may become convex is illustrated.
また上記では、第２成形工程は、第２ダイを下動させて第２パンチに近づけるものを例に挙げたが、第２パンチと第２ダイが相対的に近づけばどちらを動かしてもよく、第２パンチを第２ダイに近づけるようにしてもよい。
また、上記において、第１金型の第１ダイと第１パンチの上下を入れ替える、または第２金型の第２ダイと第２パンチの上下を入れ替える、または第１金型の第１ダイと第１パンチの上下を入れ替えてかつ第２金型の第２ダイと第２パンチの上下を入れ替えるようにしてもよく、いずれにおいても同様の効果が得られる。
In the above description, the second molding step is described as an example in which the second die is moved down and brought closer to the second punch. However, if the second punch and the second die are relatively closer, either one may be moved. The second punch may be brought closer to the second die.
In the above, the top and bottom of the first die of the first mold and the first punch are interchanged, or the top and bottom of the second die and the second punch of the second mold are interchanged, or the first die of the first mold The top and bottom of the first punch may be interchanged and the second die of the second mold and the top and bottom of the second punch may be interchanged, and the same effect can be obtained in either case.
上記ではダイが上下動可能なものを例に挙げたが、金型の移動方向は上下方向に限られず、例えば、ダイ及びパンチを横向きにして、横向きに移動させるようにしてもよい。 In the above description, the die can be moved up and down as an example, but the moving direction of the mold is not limited to the up and down direction. For example, the die and the punch may be moved sideways and moved sideways.
本発明のプレス成形方法による作用効果について具体的な実験を行ったので、その結果について図１５〜図１８に基づいて、他の図を適宜参照して以下に説明をする。
まず、実験方法について概説する。実験は、第１の金型及び第２の金型を用いて複数のプレス成形条件で成形を行い、成形された成形品のスプリングバック量を比較するというものである。
成形対象となる成形品５１は、図１５及び図１６に示すように、ハット断面を有する長手方向に沿って湾曲した形状であり、長さは1000mm、断面の高さは30mm、天板部５３ａの幅は20mm、内側フランジ部５７及び外側フランジ部５５の幅はともに25mm、部品幅中央の長手方向湾曲曲率半径は1000mmである。ブランク２１は厚さ1.2mmの980MPa級鋼板を使用した。プレス機には1000tonf油圧プレス機を用いた。
Since specific experiments were performed on the operational effects of the press molding method of the present invention, the results thereof will be described below with reference to other drawings as appropriate based on FIGS.
First, the experimental method will be outlined. In the experiment, molding is performed under a plurality of press molding conditions using the first mold and the second mold, and the springback amounts of the molded products are compared.
As shown in FIGS. 15 and 16, the molded
プレス成形条件について以下に詳細に説明する。
本発明例１〜本発明例７においては、第１の金型１（図１及び図４参照）及び第２の金型３（図１及び図５参照）を用いた。
第１の金型１を用いて第１成形工程を行い、第２の金型３を用いて第２成形工程を行った。本実験ではフランジ角度差θの影響を確認するため、θを3°、10°、20°、30°、40°、50°、60°の７水準とした。
The press molding conditions will be described in detail below.
In Inventive Example 1 to Inventive Example 7, the first mold 1 (see FIGS. 1 and 4) and the second mold 3 (see FIGS. 1 and 5) were used.
A first molding process was performed using the
比較のために、図２０に示すプレス成形金型１０１（θ=0°）を用いて、天板部５３ａと縦壁部５３ｂとフランジ部（内側フランジ部５７及び外側フランジ部５５）を成形する従来のフォーム成形（図２１参照）を行った（比較例１）。
また、フランジ角度差θが大きすぎる場合の比較例として、フランジ角度差θを70°にして、本発明例１〜本発明例７と同様のフォーム成形を行った（比較例２）。
また、パッドで天板部５３ａを押さえる場合の効果を確認するために、本発明例８として、図７に示すように、第１の金型２３（θ=30°）を用いて第１成形工程（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）を行い、第２の金型３を用いて第２成形工程（図７（ｃ）及び図７（ｄ）参照）を行った。また、比較例３として通常のパンチ１０５（θ=0°）及びパッド付きダイを用いたフォーム成形を実施した。パッド圧は50tonfとした。
For comparison, the
Further, as a comparative example in which the flange angle difference θ is too large, the same foam molding as that of Invention Examples 1 to 7 was performed with the flange angle difference θ set to 70 ° (Comparative Example 2).
Further, in order to confirm the effect when the
成形された製品形状は３次元形状測定器で測定した。その後、CADソフトウェア上で長手方向中央の湾曲部が設計形状と合うように測定データの位置合わせを行った後、部品端における測定形状データと設計形状データのY座標差異（曲がり量Δy、図１７参照）を算出し、この曲がり量Δyをスプリングバックによる曲がり変形の指標とした。
曲がり量Δyは、正ならば部品の湾曲曲率が大きくなる（曲率半径が小さくなる）方向に曲がり変形したことを、負ならば湾曲曲率が小さくなる（曲率半径が大きくなる）方向に曲がり変形したことを意味する。そして、絶対値が小さければスプリングバック量が少ないことを意味する。
表１に各プレス成形条件｛フランジ角度差θ（°）、パッドの有無｝と該各プレス条件で成形された成形品５１の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、曲がり量Δy（mm）｝を示す。
The molded product shape was measured with a three-dimensional shape measuring instrument. Then, after positioning the measurement data on the CAD software so that the curved portion at the center in the longitudinal direction matches the design shape, the Y coordinate difference between the measurement shape data and the design shape data at the part end (bending amount Δy, FIG. 17). The bending amount Δy was used as an index of bending deformation due to springback.
If the amount of bending Δy is positive, the part is bent and deformed in the direction of increasing the curvature of curvature (decreasing the radius of curvature), and if negative, it is bent and deformed in the direction of decreasing the curvature of curvature (increasing the radius of curvature). Means that. If the absolute value is small, it means that the amount of springback is small.
Table 1 shows each press molding condition {flange angle difference θ (°), presence / absence of pad} and shape evaluation result of molded
表１に示す通り、曲がり量Δyに関して、本発明例１〜本発明例７のいずれにおいても曲がり量Δyの絶対値は比較例１より小さくなり、良好なプレス成形ができた。
また、θ=40°で曲がり量Δyの正負が逆転した。曲がり量Δyの絶対値が最も小さい成形条件は本発明例４（パッドなしのθ=30°）でΔy=0.5mmとなり、比較例１の従来のフォーム成形に比べ大幅にスプリングバックが低減した。
本発明例１〜本発明例７では第１工程及び第２工程においてしわは発生しなかった。一方、フランジ角度差θを70°にした比較例２ではしわが発生した。
比較例３と本発明例８との比較から分かる通り、パッドを用いた場合でもスプリングバックを低減することができた。
As shown in Table 1, with respect to the bending amount Δy, the absolute value of the bending amount Δy was smaller than that of Comparative Example 1 in any of the inventive examples 1 to 7, and good press molding was achieved.
Further, the sign of the bending amount Δy was reversed at θ = 40 °. The molding condition having the smallest absolute value of the bending amount Δy was Δy = 0.5 mm in Invention Example 4 (θ = 30 ° without pad), and the spring back was greatly reduced as compared with the conventional foam molding of Comparative Example 1.
In Invention Example 1 to Invention Example 7, no wrinkles occurred in the first step and the second step. On the other hand, wrinkles occurred in Comparative Example 2 in which the flange angle difference θ was set to 70 °.
As can be seen from the comparison between Comparative Example 3 and Invention Example 8, even when the pad was used, the spring back could be reduced.
上記実施例１は、内側フランジ部５７及び外側フランジ部５５の両方にひずみを戻す成形を適用したものであった。実施例２では、内側フランジ部５７または外側フランジ部５５のいずれか一方についてひずみを戻す成形を適用した場合の効果について具体的な実験を行ったので、その結果について説明する。
In the first embodiment, molding that returns strain to both the
まず、実験方法について概説する。
ひずみを戻す成形は、本発明例９〜本発明例１５では内側フランジ部５７のみに、本発明例１６〜本発明例２２では外側フランジ部５５のみに適用した。
本発明例９〜本発明例１５では、図８及び図９に示す第１の金型２９、本発明例１６〜本発明例２２では、図１０に示す第１の金型３３をそれぞれ用いた。
第１の金型１を用いて第１成形工程のフォーム成形を行い、第２の金型３を用いて第２成形工程のフォーム成形を行った。フランジ角度差θは、本発明例１０〜本発明例１５でそれぞれ3°、10°、20°、30°、40°、50°、60°とし、本発明例１６〜本発明例２２でも同様とした。
また、比較例４として、図２０に示すプレス成形金型１０１（θ=0°）を用いた従来のフォーム成形（図２１参照）を行った。
さらにまた、フランジ角度差θが大きすぎる場合の比較例として、フランジ角度差θを70°で本発明例１０〜本発明例１５と同様のプレス成形を行い（比較例５）、フランジ角度差θを70°で本発明例１６〜本発明例２２と同様のプレス成形を行った（比較例６）。
成形対象、油圧プレス機、スプリングバックの評価方法は、実施例１と同様である。
First, the experimental method will be outlined.
The molding for returning the strain was applied only to the
In Invention Example 9 to Invention Example 15, the
The
Further, as Comparative Example 4, conventional foam molding (see FIG. 21) using a press molding die 101 (θ = 0 °) shown in FIG. 20 was performed.
Furthermore, as a comparative example in the case where the flange angle difference θ is too large, press forming similar to the inventive examples 10 to 15 was performed at a flange angle difference θ of 70 ° (comparative example 5), and the flange angle difference θ Were pressed at 70 ° in the same manner as in Invention Example 16 to Invention Example 22 (Comparative Example 6).
The evaluation method of the object to be molded, the hydraulic press, and the spring back is the same as that in the first embodiment.
表２に各プレス成形条件｛適用フランジ、フランジ角度差θ（°）｝と該各プレス条件で成形された成形品５１の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、曲がり量Δy（mm）｝を示す。
Table 2 shows each press molding condition {applied flange, flange angle difference θ (°)} and shape evaluation result of molded
本発明例９〜本発明例１５及び本発明例１６〜本発明例２２では、いずれもしわは発生しなかった。一方、フランジ角度差θを70°にした比較例５及び比較例６ではしわが発生した。
スプリングバック量が最も小さい（曲がり量Δyの絶対値が最も小さい）成形条件は、内側フランジ部５７に適用した例では本発明例１３（θ=40°）でΔy=-0.4mm、外側フランジ部５５に適用した例では本発明例２０（θ=40°）でΔy=-0.5mmであり、比較例４のΔy=7.3mmに比べ大幅にスプリングバックが低減した。
以上のように、ひずみを戻す本発明を適用するのが内側フランジ部５７及び外側フランジ部５５のどちらか一方のみであっても、高いスプリングバック抑制効果が確認された。
In Invention Example 9 to Invention Example 15 and Invention Example 16 to Invention Example 22, no wrinkles occurred. On the other hand, wrinkles occurred in Comparative Example 5 and Comparative Example 6 in which the flange angle difference θ was set to 70 °.
The molding conditions with the smallest spring back amount (the smallest absolute value of the bending amount Δy) are Δy = −0.4 mm in Example 13 (θ = 40 °) of the invention example 13 (θ = 40 °), and the outer flange portion. In the example applied to No. 55, Δy = −0.5 mm in the inventive example 20 (θ = 40 °), and the spring back was significantly reduced as compared with Δy = 7.3 mm in the comparative example 4.
As described above, even when only one of the
上記実施例１、２は、第１成形工程で中間製品をフォーム成形によって成形した実験について示したが、実施例３ではドロー成形によって成形した実験を行ったので、その結果について説明する。
まず、実験方法について概説する。
本発明例２３〜本発明例２９として、図１１及び図１２に示す第１の金型３７を用いて第１成形工程のドロー成形を行い、第２の金型３を用いて第２成形工程のフォーム成形を行った。フランジ角度差θは、本発明例２３〜本発明例２９ではそれぞれ3°、10°、20°、30°、40°、50°、60°とした。
比較例７として、図１８に示すプレス成形金型１０７（角度差θ=0°）を用いた従来のドロー成形（図１８参照）を行った。
比較例８として、フランジ角度差θを70°にして本発明例２３〜本発明例２９と同様のプレス成形を行った。
Examples 1 and 2 described the experiment in which the intermediate product was molded by foam molding in the first molding process. However, in Example 3, the experiment by molding by draw molding was performed, and the results will be described.
First, the experimental method will be outlined.
As Inventive Example 23 to Inventive Example 29, the
As Comparative Example 7, conventional draw molding (see FIG. 18) using a press molding die 107 (angle difference θ = 0 °) shown in FIG. 18 was performed.
As a comparative example 8, the flange angle difference θ was set to 70 °, and the same press molding as the inventive example 23 to the inventive example 29 was performed.
また、パッドで天板部５３ａを押さえる場合の効果を確認するために、本発明例３０として、図１３に示すパッド付きの第１の金型４５（角度差θ=30°）を用いて第１成形工程を行い、第２の金型３を用いて第２成形工程を行った。また、比較例９として、パッド付きでフランジ角度差θ=0°の金型を用いてドロー成形を実施した。パッド圧は50tonfとした。
成形対象、油圧プレス機、スプリングバックの評価方法は、実施例１及び実施例２と同様である。
表３に各プレス成形条件｛フランジ角度差θ（°）、パッドの有無｝と該各プレス条件で成形された成形品５１の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、曲がり量Δy（mm）｝を示す。
Further, in order to confirm the effect of pressing the
The evaluation method of the object to be molded, the hydraulic press, and the spring back is the same as in the first and second embodiments.
Table 3 shows each press molding condition {flange angle difference θ (°), presence / absence of pad} and shape evaluation result of molded
本発明例２３〜本発明例２９においては、いずれもしわは発生しなかった。一方、フランジ角度差θを70°にした比較例８ではしわが発生した。
スプリングバック量が最も小さい（曲がり量Δyの絶対値が最も小さい）成形条件は、本発明例２６（θ=30°）でΔy=0.8mmであり、比較例７のΔy=8.0mmに比べ大幅にスプリングバックが低減した。
また、比較例９及び本発明例３０から分かる通り、パッドを用いた場合でもスプリングバックを大幅に低減することができた。
以上のように、中間製品を作成する第１成形工程がドロー成形であっても、その後の第２成形工程でフランジ部にひずみの戻し効果が発生しスプリングバック抑制効果が確認された。
In Inventive Example 23 to Inventive Example 29, no wrinkles occurred. On the other hand, wrinkles occurred in Comparative Example 8 in which the flange angle difference θ was set to 70 °.
The molding condition with the smallest springback amount (the smallest absolute value of the bending amount Δy) is Δy = 0.8 mm in the present invention example 26 (θ = 30 °), which is significantly larger than Δy = 8.0 mm in the comparative example 7. Spring back has been reduced.
Further, as can be seen from Comparative Example 9 and Invention Example 30, even when the pad was used, the spring back could be greatly reduced.
As described above, even when the first molding step for creating the intermediate product is draw molding, a strain return effect is generated in the flange portion in the subsequent second molding step, and the spring back suppressing effect is confirmed.
上記実施例１〜３は、ｘｙ平面内で湾曲した製品形状をであったが。実施例４では、Ｚ方向（プレス方向）に湾曲した成形品に適用した場合の効果について具体的な実験を行ったので、その結果について説明する。
まず、実験方法について概説する。
本発明例３１〜本発明例３７は図２７（ａ）に示すように成形品全体が長手方向中央で上に凸となるように湾曲した成形品６１に、本発明例３８〜本発明例４４では図２７（ｂ）に示すように長手方向中央で下に凸となるように湾曲した成形品６３に適用した。
成形品６１および成形品６３は、長さは1000mm、長手方向湾曲曲率半径は1000mm、断面形状は実施例１〜３と同じである（図１６参照）。ひずみを戻す成形は、両方のフランジに適用した。
Although the said Examples 1-3 were the product shape curved in xy plane. In Example 4, since the specific experiment was conducted about the effect at the time of applying to the molded product curved to the Z direction (press direction), the result is demonstrated.
First, the experimental method will be outlined.
Inventive Example 31 to Inventive Example 37, as shown in FIG. 27 (a), in the molded
The molded
本発明例３１〜本発明例３７では図２８（ａ）に示す第１の金型１２１を用いて第１成形工程のフォーム成形を行い、図２９（ａ）に示す第２の金型１４１を用いて第２成形工程のフォーム成形を行った。
本発明例３８〜本発明例４４では図２８（ｂ）に示す第１の金型１３１を用いて第１成形工程のフォーム成形を行い、図２９（ｂ）に示す第２の金型１５１を用いて第２成形工程のフォーム成形を行った。
フランジ角度差θは、本発明例３１〜本発明例３７ではそれぞれ3°、10°、20°、30°、40°、50°、60°とし、本発明３９〜本発明例４５ではそれぞれ3°、10°、20°、30°、40°、50°、60°とした。
また、比較例１０として第２の金型１４１（相対移動距離h=0mm）を用いた従来のフォーム成形を行い、比較例１２として第２の金型１５１（相対移動距離h=0mm）を用いた従来のフォーム成形を行った。
In Inventive Example 31 to Inventive Example 37, the
In Inventive Example 38 to Inventive Example 44, the
The flange angle difference θ is 3 °, 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 °, and 60 ° in Invention Example 31 to Invention Example 37, and 3 in Invention Example 39 to Invention Example 45, respectively. The angles were set to °, 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 °, and 60 °.
Further, conventional foam molding using a second mold 141 (relative movement distance h = 0 mm) is performed as Comparative Example 10, and the second mold 151 (relative movement distance h = 0 mm) is used as Comparative Example 12. Conventional foam molding was performed.
さらに、フランジ角度差θが大きすぎる場合の比較例として、フランジ角度差θを70°で本発明例３１〜本発明例３７と同様のプレス成形を行い（比較例１１）、とフランジ角度差θを70°で本発明例３８〜本発明例４４と同様のプレス成形を行った（比較例１３）。
材料、油圧プレス機は実施例１〜３と同様のものを用いた。
Further, as a comparative example when the flange angle difference θ is too large, press forming similar to the inventive example 31 to the inventive example 37 was performed at a flange angle difference θ of 70 ° (comparative example 11), and the flange angle difference θ Were pressed at 70 ° in the same manner as in Invention Example 38 to Invention Example 44 (Comparative Example 13).
The same materials and hydraulic press as those used in Examples 1 to 3 were used.
スプリングバックの形態として、図２７（ａ）に示す成形品６１には、図３０（ａ）に示すように＋Ｚ方向のハネ変形が、図２７（ｂ）に示す成形品６３には、図３０（ｂ）に示すように−Ｚ方向のハネ変形が生じる。そこで部品端における測定形状データと設計形状データのＺ方向差異（ハネ量Δz）を算出し、このハネ量をスプリングバックによるハネ変形の指標とした。
As a form of the spring back, the molded
ハネ量Δzは、正ならば部品が上方にハネ変形したことを、負ならば部品が下方にハネ変形したことを意味する。そして、絶対値が小さければスプリングバックが少ないことを意味する。
表４に製品凸方向と各プレス成形条件（フランジ角度差θ（°））、各プレス条件で成形された成形品６１および成形品６３の形状評価結果｛しわの発生有無（しわ無し：○、しわ有り：×）、ハネ量Δz（mm）｝を示す。
The amount of splash Δz means that the component has been deformed upward if positive, and the component has been deformed downward if negative. And if an absolute value is small, it means that there is little springback.
Table 4 shows the product convex direction and each press molding condition (flange angle difference θ (°)), the shape evaluation result of the molded
本発明例３１〜本発明例３７及び本発明例３８〜本発明例４４では、いずれもしわは発生しなかった。一方、フランジ角度差θを70°にした比較例１１及び比較例１３ではしわが発生した。
上に凸の製品で検討した本発明例３１〜本発明例３７においてスプリングバック量が最も小さい（ハネ量Δｚの絶対値が最も小さい）成形条件は、本発明例３６（θ=50°）でΔz=0.2mmであり、比較例１０のΔz=13.5mmに比べ大幅にスプリングバックが低減した。
一方、下に凸の製品で検討した本発明例３８〜本発明例４４においてスプリングバック量が最も小さい成形条件は、本発明例４２（θ=40°）でΔz=-0.9mmであり、比較例１２のΔz=-15.0mmに比べ大幅にスプリングバックが低減した。
In Invention Example 31 to Invention Example 37 and Invention Example 38 to Invention Example 44, no wrinkles occurred. On the other hand, wrinkles occurred in Comparative Example 11 and Comparative Example 13 in which the flange angle difference θ was set to 70 °.
In the present invention example 31 to the present invention example 37 examined with the upwardly convex product, the molding conditions with the smallest springback amount (the absolute value of the amount of flare Δz is the smallest) are the present invention example 36 (θ = 50 °). Δz = 0.2 mm, and the springback was significantly reduced as compared with Δz = 13.5 mm in Comparative Example 10.
On the other hand, in Example 38 to Example 44 of the present invention examined with a downwardly convex product, the molding condition with the smallest springback amount is Δz = −0.9 mm in Example 42 (θ = 40 °). Compared with Δz = -15.0 mm in Example 12, the springback was greatly reduced.
以上のように、本発明が適用できる製品形状はｘｙ平面内で湾曲する製品のみならず、Ｚ方向（プレス方向）に湾曲した製品であっても、スプリングバックの著しい抑制効果が確認された。 As described above, not only products that are curved in the xy plane but also products that are curved in the Z direction (pressing direction) can be applied to the present invention.
１ 第１の金型（実施の形態１）
３ 第２の金型
５ 第１ダイ
５ａ 第１ダイ側溝形状成形部
５ｂ 第１ダイ側フランジ成形部
７ 第１パンチ
７ａ 第１パンチ側溝形状成形部
７ｂ 第１パンチ側フランジ成形部
９ 第１フランジ成形部
１１ 第１溝形状成形部
１３ 第２ダイ
１３ａ 第２ダイ側溝形状成形部
１３ｂ 第２ダイ側フランジ成形部
１５ 第２パンチ
１５ａ 第２パンチ側溝形状成形部
１５ｂ 第２パンチ側フランジ成形部
１７ 第２フランジ成形部
１９ 第２溝形状成形部
２１ ブランク
２１ａ 内側端
２１ｂ 外側端
２３ 第１の金型（実施の形態２）
２５ パッド
２９ 第１の金型（実施の形態３）
３１ 第１内側フランジ成形部
３３ 第１の金型（実施の形態４）
３５ 第１外側フランジ成形部
３７ 第１の金型（実施の形態５）
３９ ダイ
４１ パンチ
４３ ブランクホルダ
４５ 第１の金型（パッド付き）
４７ パッド
５１ 成形品
５３ 溝形状部
５３ａ 天板部
５３ｂ 縦壁部
５５ 外側フランジ部
５７ 内側フランジ部
６１ 成形品
６３ 成形品
１０１ プレス成形金型（フォーム成形用）
１０３ ダイ
１０５ パンチ
１０７ プレス成形金型（ドロー成形用）
１０９ ダイ
１１１ パンチ
１１３ ブランクホルダ
１２１ 第１の金型（実施例４）
１２３ ダイ
１２５ パンチ
１３１ 第１の金型（実施例４）
１３３ ダイ
１３５ パンチ
１４１ 第２の金型（実施例４）
１４３ ダイ
１４５ パンチ
１５１ 第２の金型（実施例４）
１５３ ダイ
１５５ パンチ
1 First mold (Embodiment 1)
3
25
31 1st inner side flange molding part 33 1st metal mold | die (Embodiment 4)
35 First outer
39
47
103
109
123
133
143
153 die 155 punch
Claims (7)
プレス方向と直交する方向に対して傾斜する第１フランジ成形部と製品形状の溝形状を成形する第１溝形状成形部とを有する第１の金型を用いて、ブランクを前記第１フランジ成形部及び前記第１溝形状部で挟圧して、前記溝形状部を前記製品形状に成形すると共に、縮みフランジ変形を受けるフランジ部又は伸びフランジ変形を受けるフランジ部の少なくとも一方について、縮みフランジ変形を受けるフランジ部に対しては長手方向の線長が前記製品形状のフランジ部の線長よりも短く、伸びフランジ変形を受けるフランジ部に対しては長手方向の線長が前記製品形状のフランジ部の線長よりも長くなるように成形する第１成形工程と、
第２溝形状成形部と第２フランジ成形部を有し、かつ前記第２フランジ成形部のプレス方向と直交する方向に対する傾斜角度が前記第１フランジ成形部の傾斜角度よりも小さい第２の金型を用いて、前記第１成形工程で成形された前記フランジ部を製品形状に成形する第２成形工程とを備えたことを特徴とするプレス成形方法。 A press molding method for forming a product-shaped molded article having a groove-shaped portion extending in the longitudinal direction and having a flange portion curved along the longitudinal direction on at least one of a pair of vertical wall portions forming the groove-shaped portion. There,
Using a first mold having a first flange forming part inclined with respect to a direction orthogonal to the pressing direction and a first groove forming part for forming a product-shaped groove shape, a blank is formed into the first flange forming part. And the first groove-shaped portion, the groove-shaped portion is formed into the product shape, and at least one of the flange portion subjected to the shrinkage flange deformation and the flange portion subjected to the stretch flange deformation is subjected to the shrinkage flange deformation. For the receiving flange portion, the longitudinal line length is shorter than the line length of the product-shaped flange portion, and for the flange portion subjected to stretch flange deformation, the longitudinal line length of the product-shaped flange portion is A first forming step for forming the wire to be longer than the wire length;
A second gold having a second groove forming part and a second flange forming part and having an inclination angle with respect to a direction perpendicular to the pressing direction of the second flange forming part being smaller than the inclination angle of the first flange forming part. A press molding method comprising: a second molding step of molding the flange portion molded in the first molding step into a product shape using a mold.
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