JP2017159359A - Hot stamp molded product, and manufacturing method and manufacturing device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホットスタンプ成形品、その製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a hot stamped article, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus.
自動車車体の軽量化による燃費の向上と、自動車車体の衝突安全性の向上とを図るため、自動車車体を構成する鋼板の高強度化が推進されている。 In order to improve the fuel efficiency by reducing the weight of the automobile body and improve the collision safety of the automobile body, increasing the strength of the steel sheet constituting the automobile body has been promoted.
図9は、自動車のボディシェルにおけるボディサイドの構成部品であるAピラーロアーアウターパネル1の一例を示す斜視図である。図9に示すように、Aピラーロアーアウターパネル1はその上部にコーナー部2を有する。コーナー部2には、車両前後方向に垂直な縦壁3と、車両上下方向に略垂直な縦壁4とがある。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of the A pillar lower
車両前後方向に垂直な縦壁3の縁には、Aピラーロアーインナーパネル5と重ね合わせて接合するための外向きフランジ3aが設けられている。一方、車両上下方向に略垂直な縦壁4はフロントガラスの搭載面となるため、縦壁4の縁には外向きフランジは設けられておらず、縦壁4だけにより形成される。本明細書では、この縦壁4を「ガラス面フランジ」ともいう。
An outward flange 3 a for overlapping and joining with the A pillar lower inner panel 5 is provided at the edge of the
図10(a)および図10(b)は、Aピラーロアーアウターパネル1の冷間での従来の2工程成形方法を示す説明図である。
FIG. 10A and FIG. 10B are explanatory views showing a conventional two-step molding method of the A pillar lower
従来は、図10(a)に示すように、1工程目でコーナー部2における2つの縦壁3,4それぞれに外向きフランジ3a,4aを絞り成形した後、図10(b)に示すように、2工程目で車両上下方向に略垂直な縦壁4の外向きフランジ4aを曲げ戻す成形を行うことにより、Aピラーロアーアウターパネル1を冷間で2工程により成形していた。
Conventionally, as shown in FIG. 10 (a), after the
しかし、鋼板の高強度化(例えば引張強度1200MPa以上)と成形性は二律背反の関係にあり、2つの縦壁3,4を有するより高強度のAピラーロアーアウターパネル1を割れやしわを発生せずに製造することが難しくなっている。また、2工程での成形であるために製造コストが嵩む。
However, the strengthening of steel sheets (for example, tensile strength of 1200 MPa or more) and formability are in a trade-off relationship, and the higher-strength A pillar lower
近年、Aピラーロアーアウターパネル1の成形素材である鋼製のブランクをAc3点以上の温度に加熱した後にプレス金型で成形するとともに抜熱して焼入れるホットスタンプ工法により、コーナー部2に2つの縦壁3,4を有するより高強度のAピラーロアーアウターパネル1を製造するようになっている。
In recent years, a steel blank, which is a forming material for the A pillar lower
図11は、例えば特許文献1により開示された余肉部を有するドアインナーパネルのプレス成形工法を基づいて、コーナー部2に縦壁3,4を有するAピラーロアーアウターパネル1を、冷間成形またはホットスタンプ工法により1工程で絞り成形する状況を示す説明図であり、図12は、トリム前の成形されたAピラーロアーアウターパネル1のコーナー部付近を示す説明図である。特にホットスタンプ工法によりプレス成形品を製造する場合には、製造コストの観点から極力1工程で成形する必要がある。
FIG. 11 shows, for example, cold forming the A pillar lower
図11,12に示すように、ダイ6、パンチ7およびブランクホルダー8を用いてブランク9に余肉部10を与えて絞り成形を行った後、製品形状部分を残して不要部分である余肉部10を、図12において破線により示すトリムライン11に沿って切断することにより、1工程でAピラーロアーアウターパネル1を成形する。
As shown in FIGS. 11 and 12, after the
しかし、余肉部10を設けるためにAピラーロアーアウターパネル1の成形深さが必然的に深くなる。このため、コーナーの曲率半径が小さかったり、あるいは曲げ曲率半径が小さい等の成形難易度が高いAピラーロアーアウターパネル1を製造することは難しい。
However, in order to provide the
また、ホットスタンプ工法において絞り成形を行うと、ダイ6およびブランクホルダー8に挟持されるブランク9の押え部9aに隣接するフランジに成形される部分がホットスタンプ成形の初期に急速に冷却されて縦壁3,4へ成形される部分への材料移動が阻害されるため、図12における縦壁3,4に続く稜線3b,4bで早期に割れが生じる。例えば、稜線3b,4bの会合部の板厚減少率は26%に達する。このため、稜線3b,4bの曲率半径を小さくすることができない。
Further, when drawing is performed in the hot stamping method, the portion formed on the flange adjacent to the
したがって、Aピラーロアーアウターパネル1をホットスタンプ工法により成形する場合には、できるだけ1工程で曲げ成形せざるを得ない。
Therefore, when the A pillar lower
図13は、例えば特許文献2により開示された、コーナー部2に縦壁3,4を有するAピラーロアーアウターパネル1を、冷間成形またはホットスタンプ工法により1工程で曲げ成形する状況を示す説明図であり、図14(a)は、曲げ成形されたAピラーロアーアウターパネル1のコーナー部2付近を示す説明図であり、14(b)は、コーナー部2付近に切り欠き部14を設けられたAピラーロアーアウターパネル1を示す説明図である。
FIG. 13 is an illustration showing a situation in which the A pillar lower
図13,14に示すように、ダイ6、パンチ7およびパッド12を用い、パッド押え部13をパッド12で押えてブランク9に曲げ成形を行うことにより、1工程でAピラーロアーアウターパネル1を成形する。
As shown in FIGS. 13 and 14, the die 6, the
しかし、コーナー部2は縮みフランジ変形するため、1工程でAピラーロアーアウターパネル1を曲げ成形すると、コーナー部2の縦壁4には過大なしわ(場合によっては重なりしわ)が発生する。例えば、コーナー部2の縦壁4の板厚減少率は−15%に達する。このため、Aピラーロアーアウターパネル1をホットスタンプ工法により曲げ成形により製造する場合には、図14(b)に示すように、コーナー部2付近に切り欠き部14を設けざるを得なくなり、所望の形状のAピラーロアーアウターパネル1を製造できない。
However, since the
特許文献3には、サーボダイクッションを使用して鋼板の割れしわを抑制する技術が開示され、特許文献4には、成形中の上下型のクリアランスを制御する金型構造を規定して割れしわを抑制する技術が開示されている。
特許文献3により開示された発明が用いるサーボダイクッションは高価であるだけでなく、その制御が複雑となる。このため、特許文献3により開示された発明では、安価で簡便に割れしわを抑制することはできない。
The servo die cushion used by the invention disclosed in
さらに、特許文献4により開示された発明が用いる金型により過大なしわが生じるようなコーナーフランジ部を成形しても、しわを完全に抑制することはできない。
Furthermore, even if a corner flange portion that causes excessive wrinkles is formed by the mold used by the invention disclosed in
このように、従来の技術では、1200MPa以上の引張強度のAピラーロアーアウターパネルをホットスタンプ工法により1工程で割れやしわを生じることなく成形することはできなかった。 Thus, according to the conventional technique, an A-pillar lower outer panel having a tensile strength of 1200 MPa or more could not be molded without causing cracks or wrinkles in one step by the hot stamping method.
上述のように、ブランクをホットスタンプ工法により上述の上記ホットスタンプ成形品に成形する場合、絞り成形を行うと図12に示すコーナー部2の縦壁3,4に続く稜線3b,4bで早期に割れが生じ、一方、曲げ成形を行うと図14(b)に示すコーナー部2の縦壁4に過大なしわ(場合によっては重なりしわ)が発生する。
As described above, when the blank is formed into the above-mentioned hot stamping molded product by the hot stamping method, when drawing is performed, the
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、
(A)曲げ成形を行うと過大なしわが発生する図14(b)に示すコーナー部2の縦壁4の成形には、ブランクホルダーを用いて絞り成形を行うことにより、材料流入量を制御でき、しわの発生を防止できる。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have
(A) An excessive wrinkle is generated when bending is formed. In forming the
(B)曲げ成形を行うと過大なしわが発生する図14(b)に示すコーナー部2の縦壁4以外の部分の成形には、ブランクホルダーを用いずに曲げ成形を行うことにより、ブランクにおける、フランジに成形される部分から縦壁4へ成形される部分への材料移動を促進でき、割れの発生を防止できる。
(B) An excessive wrinkle is generated when bending is performed. For forming a portion other than the
(C)すなわち、曲げ成形と絞り成形とを複合した曲げ絞り複合成形を用いることにより、ブランクをホットスタンプ工法により上記のホットスタンプ成形品を1工程で成形することができる。 (C) That is, by using bending drawing composite molding in which bending molding and drawing molding are combined, the above-mentioned hot stamped product can be formed in one step by a hot stamping method.
(D)絞り成形に用いるダイおよびブランクホルダーの形状を工夫することにより、成形性をさらに高めることができる。
という新規な知見A〜Dを得て、本発明を完成した。本発明は以下に列記の通りである。
(D) Formability can be further improved by devising the shapes of the die and blank holder used for drawing.
Thus, the present invention was completed. The present invention is listed below.
(1)1200MPa以上の引張強度またはマルテンサイト鋼組織を有し、長手方向へ一方の端部から他方の端部へ向けて順に第1部、コーナー部および第2部を有する鋼製のホットスタンプ成形品であって、
前記第1部、前記コーナー部および前記第2部は、いずれも、天板と、該天板につながる2つの縦壁とを備える横断面形状を有し、
前記コーナー部は、前記2つの縦壁と交差する方向へ屈曲し、
前記第1部および前記コーナー部において、前記2つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に連続する外向きフランジを有さず、
前記コーナー部の外周側のエッジに切り欠き部を有することなく、かつ前記第2部において該縦壁に連続する外向きフランジを有する、ホットスタンプ成形品。
(1) A steel hot stamping having a tensile strength or martensitic steel structure of 1200 MPa or more and having a first part, a corner part, and a second part in order from one end part to the other end part in the longitudinal direction. A molded article,
The first part, the corner part, and the second part all have a cross-sectional shape including a top plate and two vertical walls connected to the top plate,
The corner portion is bent in a direction intersecting the two vertical walls,
In the first part and the corner part, it does not have an outward flange continuous with the vertical wall located on the outer peripheral side of the corner part among the two vertical walls,
A hot stamping molded article having an outward flange continuous with the vertical wall in the second part without having a notch in the outer peripheral edge of the corner part.
本発明において「切り欠き部」とは、例えば縦壁の高さ、または外向きフランジの幅が、それぞれの外縁に沿う方向への30mmの長さの範囲における前記高さまたは前記幅の平均値よりも、20%以上小さくなる部分を意味する。 In the present invention, the “notch portion” means, for example, the height of the vertical wall or the average value of the width in the range of the length of 30 mm in the direction along the outer edge of the vertical flange or the width of the outward flange Means a portion that is smaller by 20% or more.
(2)前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁は、前記第1部および前記コーナー部において切り欠き部を有さずに連続する、1項に記載のホットスタンプ成形品。
(2) The hot stamping product according to
(3)Aピラーロアーアウターパネルである、1または2項に記載のホットスタンプ成形品。
(3) The hot stamping molded article according to
(4)ブランクにホットスタンプ工法によりプレス成形を行って1〜3項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
ブランクを、パンチおよびブランクホルダーと、前記ブランクホルダーに対向して配置されるダイ、および曲げ型との間に配置し、
前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を前記パンチにより支持し、
前記ブランクにおける、前記第1部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分の少なくとも一部を、前記ブランクホルダーと前記ダイとにより挟み込むとともに、
前記ダイおよび前記曲げ型を前記パンチへ相対的に接近させて、前記縦壁に成形される部分の少なくとも一部を前記パンチ、前記ブランクホルダーおよび前記ダイにより絞り成形するとともに、当該部分を除く残余の部分を前記パンチおよび前記曲げ型により曲げ成形する、ホットスタンプ成形品の製造方法。
(4) A method for producing a hot stamped article according to any one of
A blank is disposed between a punch and a blank holder, a die disposed opposite to the blank holder, and a bending die,
Supporting the portion formed on the top plate in the blank by the punch,
In the blank, at least a part of a portion formed on the vertical wall located on the outer peripheral side of the corner portion among the two vertical walls in the first portion and the corner portion is formed by the blank holder and the die. While sandwiching,
The die and the bending die are relatively approached to the punch, and at least a part of the part formed on the vertical wall is drawn by the punch, the blank holder and the die, and the remainder excluding the part A method for manufacturing a hot stamping product, wherein the part is bent by the punch and the bending die.
(5)前記ブランクにおける、前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に成形される部分は、成形下死点に達する前に絞り抜けて、前記ブランクホルダーと前記ダイとによる挟み込みが終了する、4項に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
(5) A portion of the blank that is formed on the vertical wall located on the outer peripheral side of the corner portion is squeezed out before reaching the forming bottom dead center, and the sandwiching between the blank holder and the die is completed. 5. A method for producing a hot stamped article according to
(6)さらに、前記パンチに対向して配置されるパッドを備え、前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を前記パンチおよび前記パッドにより挟持する、4または5項に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。 (6) The hot stamping molded product according to 4 or 5, further comprising a pad arranged to face the punch, wherein a portion of the blank to be molded on the top plate is sandwiched between the punch and the pad. Manufacturing method.
(7)前記パッドまたは前記ブランクホルダーはロッキング機構を有する6項に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。 (7) The method for manufacturing a hot stamped product according to item 6, wherein the pad or the blank holder has a locking mechanism.
本発明において「ロッキング機構」は、パッドを用い、かつ絞り成形されたフランジが成形下死点において、ブランクホルダーおよびダイにより挟み込まれた状態、すなわち上下の金型により挟み込まれた状態になる場合に必要になる。ロッキング機構とは、パッドが成形品の天板を押圧した状態で成形下死点以降の金型の上昇時に、ブランクホルダーの上昇を、機械的または電気制御的に阻止する(ロックする)機構である。 In the present invention, the “locking mechanism” is used when the pad is used and the drawn flange is sandwiched between the blank holder and the die at the bottom dead center of the molding, that is, sandwiched between the upper and lower molds. I need it. The locking mechanism is a mechanism that mechanically or electrically controls (locks) the rise of the blank holder when the die is lifted after the bottom dead center of the molding with the pad pressing the top plate of the molded product. is there.
(8)前記ダイおよび前記ブランクホルダーは、いずれも、前記ブランクにおける、前記第1部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分に当接して挟み込む第1面と、該第1面に連続する屈曲部と、該屈曲部に連続するとともに前記第1面に対して前記曲げ型から離反する方向へ傾斜する第2面とを有し、
前記ダイおよび前記ブランクホルダーそれぞれの前記第2面は、前記パンチおよび前記曲げ型による曲げ成形とともに、前記ブランクを絞り成形する、4〜7項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
(8) Each of the die and the blank holder is a portion formed on a vertical wall located on the outer peripheral side of the corner portion of the two vertical walls of the first portion and the corner portion in the blank. A first surface that is in contact with and sandwiched between the first surface, a bent portion that is continuous with the first surface, and a second surface that is continuous with the bent portion and is inclined in a direction away from the bending mold with respect to the first surface. Have
The method for manufacturing a hot stamped product according to any one of
(9)成形途中の前記ブランクにおける、前記ダイおよび前記ブランクホルダーそれぞれの前記第2面により拘束される部分と、前記パンチおよび前記曲げ型により曲げ成形される部分との間に段差を生じない、8項に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
(9) In the blank in the middle of molding, no step is generated between a portion constrained by the second surface of each of the die and the blank holder and a portion bent by the punch and the bending die. 9. A method for producing a hot stamped article according to
本発明における「段差」とは、曲げ成形されるブランクの端部と、絞り成形されるブランクの端部との間におけるプレス方向の位置の差である。本発明において、「段差を生じる」とは、ブランクにおける曲げ成形される部分(曲げ部分)とブランクにおける絞り成形される部分(絞り部分)との境界部を挟んでそれぞれ30mmの範囲における、曲げ部分と絞り部分との間におけるプレス方向への平均位置の差が15mm以上であることを意味する。 The “step” in the present invention is a difference in position in the press direction between the end of the blank to be bent and the end of the blank to be drawn. In the present invention, “a step is generated” means a bent portion in a range of 30 mm across the boundary portion between a bent portion (bending portion) of the blank and a drawn portion (drawn portion) of the blank. It means that the difference in the average position in the pressing direction between the squeezed portion and the drawn portion is 15 mm or more.
(10)前記ダイの前記屈曲部は、前記曲げ型の曲げ稜線部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられるとともに、前記ブランクホルダーの前記屈曲部は、前記パンチのパンチ肩R部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられる、8または9項に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。 (10) The bent portion of the die is provided at a height position in the vicinity of the height position of the bending ridge line portion of the bending die, and the bent portion of the blank holder is a punch shoulder R portion of the punch. The manufacturing method of the hot stamping molded article of 8 or 9 provided in the height position of the vicinity of a height position.
(11)前記ブランクホルダーにおける前記第1面に対する前記第2面の傾斜角度は、(前記パンチのパンチ肩R部の傾斜角度−30度)〜(前記パンチのパンチ肩R部の傾斜角度+30度)である、8〜10項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。 (11) The inclination angle of the second surface with respect to the first surface in the blank holder is (an inclination angle of the punch shoulder R portion of the punch of -30 degrees) to (an inclination angle of the punch shoulder R portion of the punch of +30 degrees). The manufacturing method of the hot stamping molded article in any one of 8-10 which is.
(12)前記ブランクホルダーの前記第1面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記パンチのパンチ底面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、8〜11項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
(12) The first surface of the blank holder is present at a height position substantially coincident with a height position of a punch bottom surface of the punch when the blank is sandwiched between the die and the blank holder. 12. A method for producing a hot stamped article according to any one of
(13)前記ダイの前記第1面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記曲げ型の曲げ稜線部が存在する面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、8〜12項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。 (13) The first surface of the die is at a height position substantially coincident with a height position of a surface where a bending ridge line portion of the bending die exists when the blank is sandwiched between the die and the blank holder. The manufacturing method of the hot stamping molded article in any one of 8-12 which exists.
(14)ブランクにホットスタンプ工法によりプレス成形を行って1〜3項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品を製造する装置であって、
パンチおよびブランクホルダーと、前記ブランクホルダーに対向して配置されるダイと、曲げ型とを備え、
前記ダイおよび前記曲げ型と、前記パンチとは相対的に接近および離反可能であり、
前記パンチは、前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を支持することが可能であり、
前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記ブランクにおける、前記第1部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分の少なくとも一部を挟み込むことが可能であるとともに、
前記パンチ、前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に成形される部分の少なくとも一部を絞り成形可能であるとともに、前記パンチおよび前記曲げ型は、当該部分を除く残余の部分を曲げ成形可能である、ホットスタンプ成形品の製造装置。
(14) An apparatus for producing a hot stamped article according to any one of
A punch and a blank holder, a die disposed opposite to the blank holder, and a bending die,
The die and the bending die and the punch can be relatively approached and separated from each other,
The punch can support a portion formed on the top plate in the blank,
The blank holder and the die sandwich at least a part of a portion formed on a vertical wall located on the outer peripheral side of the corner portion of the two vertical walls of the first portion and the corner portion in the blank. Is possible and
The punch, the blank holder, and the die can be formed by drawing at least a part of the portion that is formed on the vertical wall located on the outer peripheral side of the corner portion. Equipment for manufacturing hot stamped products that can bend the remaining part except for.
(15)前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記ブランクにおける、前記第1部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分に対する挟み込みを、成形下死点に達する前に絞り抜けにより終了する、14項に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。
(15) The blank holder and the die sandwich the portion formed in the vertical wall located on the outer peripheral side of the corner portion of the two vertical walls in the first portion and the corner portion of the blank. 15. The apparatus for producing a hot stamping molded product according to
(16)さらに、前記パンチに対向して配置されるパッドを備え、前記パンチおよび前記パッドは、前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を挟持する、14または15項に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。 (16) The hot stamp molding according to claim 14 or 15, further comprising a pad arranged to face the punch, wherein the punch and the pad sandwich a portion of the blank that is molded on the top plate. Product manufacturing equipment.
(17)前記パッドまたは前記ブランクホルダーはロッキング機構を有する、16項に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。 (17) The hot stamp molded article manufacturing apparatus according to item 16, wherein the pad or the blank holder has a locking mechanism.
(18)前記ダイおよびブランクホルダーは、いずれも、前記ブランクにおける、前記第1部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分に当接して挟み込む第1面と、該第1面に連続する屈曲部と、該屈曲部に連続するとともに前記第1面に対して前記曲げ型から離反する方向へ傾斜する第2面とを有する、14〜17項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造装置。 (18) The die and the blank holder are both formed in a portion formed on a vertical wall located on the outer peripheral side of the corner portion of the two vertical walls in the first portion and the corner portion in the blank. A first surface abutting and sandwiching; a bent portion continuous to the first surface; and a second surface continuous to the bent portion and inclined in a direction away from the bending mold with respect to the first surface. The manufacturing apparatus of the hot stamping molded article in any one of 14-14.
(19)前記ダイの前記屈曲部は、前記曲げ型の曲げ稜線部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられるとともに、前記ブランクホルダーの前記屈曲部は、前記パンチのパンチ肩R部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられる、18項に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。
(19) The bent portion of the die is provided at a height position in the vicinity of the height position of the bending ridge line portion of the bending die, and the bent portion of the blank holder is formed on a punch shoulder R portion of the punch. Item 19. The apparatus for manufacturing a hot stamped product according to
(20)前記ブランクホルダーにおける前記第1面に対する前記第2面の傾斜角度は、(前記パンチのパンチ肩R部の傾斜角度−30度)〜(前記パンチのパンチ肩R部の傾斜角度+30度)である、18または19項に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。 (20) The inclination angle of the second surface with respect to the first surface in the blank holder is (an inclination angle of the punch shoulder R portion of the punch of -30 degrees) to (an inclination angle of the punch shoulder R portion of the punch of +30 degrees). The apparatus for producing a hot stamped article according to 18 or 19, wherein
(21)前記ブランクホルダーの前記第1面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記パンチのパンチ底面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、18〜20項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造装置。
(21) The first surface of the blank holder is present at a height position that substantially matches the height position of the punch bottom surface of the punch when the blank is sandwiched between the die and the blank holder. 21. The apparatus for manufacturing a hot stamp molded product according to any one of
(22)前記ダイの前記第1面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記曲げ型の曲げ稜線部が存在する面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、18〜21項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造装置。 (22) The first surface of the die is at a height position substantially coincident with a height position of a surface where a bending ridge line portion of the bending die exists when the blank is sandwiched between the die and the blank holder. The manufacturing apparatus of the hot stamping molded article in any one of Claims 18-21 which exists.
本発明により、例えばAピラーロアーアウターパネルのような、天板と、この天板につながる2つの縦壁とを備える横断面形状を有し、長手方向の途中の一部に縦壁と交差する方向へ屈曲するコーナー部を有するとともに、第1部およびコーナー部の外周側に位置する縦壁に連続する外向きフランジを有さず、コーナー部の外周側のエッジに切り欠き部を有することなく、第2部において縦壁に連続する外向きフランジを有する、1200MPa以上の引張強度(またはマルテンサイトの鋼組織)を有するホットスタンプ成形品を、ホットスタンプ工法により1工程で割れやしわを生じることなく提供できる。 According to the present invention, for example, it has a cross-sectional shape including a top plate such as an A pillar lower outer panel and two vertical walls connected to the top plate, and intersects the vertical wall at a part of the middle in the longitudinal direction. It has a corner part that bends in the direction, does not have an outward flange that continues to the vertical wall located on the outer periphery side of the first part and the corner part, and has no notch part on the outer peripheral edge of the corner part A hot stamping product having a tensile strength (or a martensitic steel structure) of 1200 MPa or more having an outward flange continuous with a vertical wall in the second part causes cracks and wrinkles in one step by the hot stamping method. We can provide without.
1.実施形態1
添付図面を参照しながら、本発明に係るホットスタンプ成形品、その製造方法および製造装置を順次説明する。以降の説明では、ホットスタンプ成形品がAピラーロアーアウターパネルである場合を例にとるが、本発明は、Aピラーロアーアウターパネルには限定されず、例えばフロントサイドメンバーにも同様に適用される。
1.
With reference to the accompanying drawings, a hot stamp molded article, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus according to the present invention will be sequentially described. In the following description, the case where the hot stamped molded product is an A-pillar lower outer panel is taken as an example, but the present invention is not limited to the A-pillar lower outer panel, and is similarly applied to, for example, a front side member. .
フロントサイドメンバーは、フロア下からダッシュパネルに上がっていきフロントに突き出す屈曲部分でS字に曲がっている部分を有する。フロントサイドメンバーのフロア,ダッシュパネルに接合される部分はフランジを有するとともに、フロントに突き出す屈曲部分ではフランジを有さない。 The front side member has a portion that is bent into an S shape at a bent portion that rises from the bottom of the floor to the dash panel and protrudes to the front. The part joined to the floor and dash panel of the front side member has a flange, and the bent part protruding to the front has no flange.
(1−1)本発明に係るホットスタンプ成形品(Aピラーロアーアウターパネル)20
図1は、本発明に係るホットスタンプ成形品であるAピラーロアーアウターパネル20を示す説明図である。
(1-1) Hot stamp molded product (A pillar lower outer panel) 20 according to the present invention
FIG. 1 is an explanatory view showing an A pillar lower
Aピラーロアーアウターパネル20は1200MPa以上の引張強度(またはマルテンサイトの鋼組織)を有する。Aピラーロアーアウターパネル20は0.7〜2.8mmの板厚を有する。
The A pillar lower
Aピラーロアーアウターパネル20は、長手方向へ一方の端部20aから他方の端部20bへ向けて順に第1部20−1、コーナー部20−2および第2部20−3を有する。
The A pillar lower
第1部20−1、コーナー部20−2および第2部20−3は、いずれも、天板21と、天板21につながる2つの縦壁22とを備える横断面形状を有する。
The first part 20-1, the corner part 20-2 and the second part 20-3 all have a cross-sectional shape including a
コーナー部20−2は、2つの縦壁22と交差する方向へ屈曲する。すなわち、コーナー部20−2は、天板21に直交する方向から見た平面視で第2部20−3が存在する方向へ屈曲する。
The corner portion 20-2 bends in a direction intersecting with the two
コーナー部20−2の内周側に位置する縦壁22には、第1部20−1、コーナー部20−2および第2部20−3において縦壁22に連続する外向きフランジAを有する。外向きフランジAは、Aピラーロアーインナーパネル23と重ね合わせて接合するための外向きフランジである。
The
コーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22には、第2部20−3だけにおいて縦壁に連続する外向きフランジAを有し、第1部20−1およびコーナー部20−2においては、コーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22には、外向きフランジAは設けられていない。コーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22は、ガラス面フランジだからである。
The
図1に示すように、コーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22は、第1部20−1およびコーナー部20−2において切り欠き部を有さずに連続して形成されている。
As shown in FIG. 1, the
Aピラーロアーアウターパネル20は、1200MPa以上の引張強度(またはマルテンサイトの鋼組織)を有するため、板厚が0.7〜2.8mmに低減されており、軽量化が図られている。
Since the A pillar lower
このように、本発明に係るホットスタンプ成形品であるAピラーロアーアウターパネル20は、1200MPa以上の引張強度(またはマルテンサイトの鋼組織)を有するとともにコーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22が第1部20−1およびコーナー部20−2において切り欠き部を有さずに連続して形成されていることから曲げ剛性および捻り剛性が格段に向上している。
Thus, the A pillar lower
さらに、Aピラーロアーアウターパネル20は、0.7〜2.8mmの板厚を有することから軽量である。
Furthermore, since the A pillar lower
このため、Aピラーロアーアウターパネル20を組み込まれたボディシェルは、重量増加を抑制しながら、Aピラーロアーアウターパネル20に接合されるダッシュパネルを介してエンジンコンパートメント(特に左右のフロントサイドメンバー取り付け部付近)の剛性を高めることができ、これにより、例えばパイロンスラローム走行時におけるフロントサイドメンバーの撓み量を低減でき、車両の操縦安定性を高めることができる。
For this reason, the body shell in which the A pillar lower
(1−2)本発明に係る製造装置30
次に、本発明に係る製造装置を説明する。
(1-2)
Next, the manufacturing apparatus according to the present invention will be described.
図2は、本発明に係る製造装置30を示す説明図である。図2と、後述する図5,6,8では、図面を見易くするため、各工具の作業面を抜き出して示す。
FIG. 2 is an explanatory view showing a
製造装置30は、ブランク40にホットスタンプ工法により1工程でプレス成形を行ってAピラーロアーアウターパネル20を製造する装置である。製造装置30は、パンチ31およびブランクホルダー32と、パンチ31に対向して配置されるパッド(図示しない)と、ブランクホルダー32に対向して配置されるダイ33と、曲げ型34とを備える。
The
パッドは必ずしも用いなくてもよく、必要に応じて適宜用いればよいが、パッドを用いない場合には、成形中にブランク40が意図しない方向にずれて割れやしわを生じることがあるので、注意を要する。 The pad does not necessarily need to be used, and may be used as needed. However, if the pad is not used, the blank 40 may be displaced in an unintended direction during molding, and cracks and wrinkles may occur. Cost.
ダイ33および曲げ型34と、パンチ31とは相対的に接近および離反可能に配置されている。
The
パンチ31およびパッドは、ブランク40における天板21に成形される部分を押えることが可能である。
The
ブランクホルダー32およびダイ33は、ブランク40における、第1部20−1およびコーナー部20−2に存在する2つの縦壁のうちコーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22に成形される部分を挟み込むことが可能である。
The
パンチ31、ブランクホルダー32およびダイ33は、第1部20−1およびコーナー部20−2に存在する2つの縦壁のうちコーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22に成形される部分の少なくとも一部を絞り成形可能であるとともに、パンチ31および曲げ型34は、この部分を除く残余の部分を曲げ成形可能である。
The
ブランクホルダー32およびダイ33は、第1部20−1およびコーナー部20−2に存在する2つの縦壁のうちコーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22に成形される部分に対する挟み込むを、成形下死点に達する前に絞り抜けにより終了する。
The
パッドまたはブランクホルダー32はロッキング機構を有する。ロッキング機構は、成形下死点以降の金型上昇時に、ダイ33および曲げ型34とともにブランクホルダー32またはパッドが成形されたプレス成形品を加圧することによりプレス成形品を損傷することを防ぐためのものであり、成形下死点以降の金型上昇時に、ブランクホルダー32の上昇を、機械的または電気制御的に阻止(ロック)する機構である。
The pad or
このロッキング機構は、パッドを用いて、かつ絞り成形部のフランジが成形下死点においてブランクホルダー32およびダイ33により挟み込まれた状態になる場合に、必要になる。
This locking mechanism is necessary when the pad is used and the flange of the drawing portion is sandwiched between the
(1−3)本発明に係る製造方法
次に、本発明に係る製造方法を説明する。なお、以降の説明ではパッド35も用いる場合を例にとる。
(1-3) Manufacturing Method According to the Present Invention Next, the manufacturing method according to the present invention will be described. In the following description, the case where the
図3は、Aピラーロアーアウターパネル20を、本発明によりホットスタンプ工法を用いて1工程で曲げ成形と絞り成形とを複合した曲げ絞り複合成形する状況を示す説明図である。図4は、用いるパンチ31の外形を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a situation in which the A pillar lower
本発明に係る製造方法は、ブランク40にホットスタンプ工法によりプレス成形を行ってAピラーロアーアウターパネル20を製造する。
The manufacturing method according to the present invention manufactures the A pillar lower
図3に示すように、ブランク40を、パンチ31およびブランクホルダー32と、パンチ31に対向して配置されるパッド35、ブランクホルダー32に対向して配置されるダイ33、および曲げ型34との間に配置する。
As shown in FIG. 3, the blank 40 is made up of a
次に、ブランク40における天板21に成形される部分(図3における「パッド押え部」)を、パンチ31およびパッド35により押える。
Next, a portion (“pad pressing portion” in FIG. 3) formed on the
次に、図3に示すように、ブランク40における、コーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22に成形される部分(図3における「ホルダ有り領域」と記載された部分であり、「ガラス面フランジ」に成形される部分)を、ブランクホルダー32とダイ33とにより挟み込む。図3における「ホルダ境界」とは、ブランクホルダー32の端部位置を示す。
Next, as shown in FIG. 3, in the blank 40, a portion formed on the
そして、ダイ33および曲げ型34をパンチ31へ相対的に接近させて、第1部20−1およびコーナー部20−2に存在する2つの縦壁のうちコーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22に成形される部分の少なくとも一部を、パンチ31、ブランクホルダー32およびダイ33により絞り成形するとともに、この絞り成形される部分を除く残余の部分(図3における「ホルダ無し領域」と記載された網掛部)を、パンチ31および曲げ型34により曲げ成形する。
Then, the
ここで、図3における断面Cに示すように、ダイ33,曲げ型34がブランク40に同時に接触を開始して成形を開始することが、成形中の過度な材料の移動を抑制してしわの発生を低減できるために、望ましい。
Here, as shown in the cross section C in FIG. 3, the
成形の終了直前には、ブランク40における、コーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22に成形される部分は、成形下死点に達する前に絞り抜けて、ブランクホルダー32とダイ33とによる挟み込みが終了する。
Immediately before the end of molding, a portion of the blank 40 that is formed on the
このようにして、本発明により、Aピラーロアーアウターパネル20が、ホットスタンプ工法を用いて曲げ成形と絞り成形とを複合した曲げ絞り複合成形により1工程で成形される。
Thus, according to the present invention, the A-pillar lower
2.実施形態2
(2−1)本発明に係る製造装置50
図5は、実施形態1の製造装置30による成形途中のブランクの変形状態を拡大して示す説明図であり、図2におけるD方向から見た図である。なお、図5では、ダイ33および曲げ型34は、図面を見易くするために省略している。また、図5の製造装置30では、パッド35を用いている。
2.
(2-1)
FIG. 5 is an explanatory view showing, in an enlarged manner, a deformed state of a blank in the middle of forming by the
製造装置30のブランクホルダー32がブランク40に接触するホルダー作業面32aと、ダイ33がブランク40に接触するダイ作業面とが、いずれもフラットな水平面であるために、図5に示すように、成形の進行に伴って、ブランク40におけるホルダー作業面32aおよびダイ作業面により拘束される拘束部40−1の変形挙動と、ブランク40におけるパンチ31および曲げ型34により曲げ成形される曲げ部40−2の変形挙動とが相違する。
Since the
このため、例えばブランク40の強度や板厚、さらには縦壁22の高さ等いった製造条件によっては、ブランク40における拘束部40−1および曲げ部40−2の境界部40−3に段差が発生し、境界部40−3に割れやしわが発生するおそれがある。
For this reason, depending on manufacturing conditions, such as the intensity | strength and board thickness of the blank 40, and also the height of the
図6は、実施形態2の製造装置50を示す説明図であり、図7は、図6中のA方向から見た製造装置50の初期金型配置を示す説明図であり、図8は、製造装置50による成形途中のブランクの変形状態を拡大して示す説明図である。以降の説明では、製造装置50における製造装置30と相違する部分を説明し、製造装置30と共通する部分には、同一の図中符号を付することにより、重複する説明を省略する。なお、実施形態2の製造装置50はパッド35を用いるが、パッド35は用いなくてもよい。
6 is an explanatory view showing the
実施形態2の製造装置50は、境界部40−3における割れやしわの発生を防ぐことを目的とし、図6〜8に示すように、ダイ53は、第1面53aと、第1面53aに連続する屈曲部53bと、屈曲部53bに連続する第2面53cとを有するとともに、ブランクホルダー52は、第1面52aと、第1面52aに連続する屈曲部52bと、屈曲部52bに連続する第2面52cとを有する。
The
ダイ53,ブランクホルダー52それぞれの第1面53a,52aは、ブランク40における、第1部20−1およびコーナー部20−2における二つの縦壁22,22のうちコーナー部20−2の外周側に位置する縦壁22に成形される部分の少なくとも一部に当接して挟み込む。
The
ダイ53,ブランクホルダー52それぞれの第2面53c,52cは、第1面53a,52aに対して曲げ型34から離反する方向へ傾斜して配置される。
The second surfaces 53c and 52c of the
図7に示すように、ダイ53の屈曲部53bは、曲げ型34の曲げ稜線部34aの高さ位置の近傍の高さ位置に設けられるとともに、ブランクホルダー52の屈曲部52bは、パンチ31のパンチ肩R部31aの高さ位置の近傍の高さ位置に設けられることが、境界部40−3における割れやしわの発生を防ぐためには望ましい。
As shown in FIG. 7, the
図7に示すように、ブランクホルダー52における第1面52aに対する第2面52cの傾斜角度θ1は、(パンチ31のパンチ肩R部31aの傾斜角度θ2−30度)以上(パンチ31のパンチ肩R部31aの傾斜角度θ2+30度)以下であることが、境界部40−3における割れやしわの発生を防ぐためには望ましい。
As shown in FIG. 7, the inclination angle theta 1 of the
図7に示すように、ブランクホルダー52の第1面52aは、ダイ34がブランク40に当接する時に、パンチ31のパンチ底面31bの高さ位置と略一致する高さ位置に存在することが、境界部40−3における割れやしわの発生を防ぐためには望ましい。
As shown in FIG. 7, the
さらに、図7に示すように、ダイ53の第1面53aは、ダイ53がブランク40に当接する時に、曲げ型34の曲げ稜線部34aが存在する面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在することが、境界部40−3における割れやしわの発生を防ぐためには望ましい。
Further, as shown in FIG. 7, the
製造装置50は、以上のように構成される。
The
(2−2)本発明に係る製造方法
製造装置50では、ダイ53およびブランクホルダー52それぞれに第2面53c,52cが形成されているため、成形途中のブランク40における第2面53c、52cに拘束される部分と、成形途中のブランク40におけるパンチ31および曲げ型34により曲げ成形される部分とが同様に倒れ込みながら、パンチ31、ダイ53およびブランクホルダー52による絞り成形と、パンチ31および曲げ型34による曲げ成形とが行われる。
(2-2) Manufacturing method according to the present invention In the
このため、成形途中のブランク40における第2面53c、52cに拘束される部分40−1と、成形途中のブランク40におけるパンチ31および曲げ型34により曲げ成形される部分40−2との境界部40−3に段差を生じない。
For this reason, the boundary part of the part 40-1 restrained by the
したがって、本発明によれば、例えば、ブランク40の強度や板厚、さらには縦壁22の高さ等といった製造条件によらずに、図1に示すホットスタンプ成形品20を、ホットスタンプ工法により1工程で割れやしわを生じることなく提供できる。
Therefore, according to the present invention, for example, the hot stamp molded
20 Aピラーロアーアウターパネル
20−1 第1部
20−2 コーナー部
22 縦壁
30 製造装置
31 パンチ
31a パンチ肩R部
31b パンチ底面
32 ブランクホルダー
33 ダイ
34 曲げ型
34a 曲げ稜線部
40 ブランク
50 製造装置
52 ブランクホルダー
52a 第1面
52b 屈曲部
52c 第2面
53 ダイ
53a 第1面
53b 屈曲部
53c 第2面
20 A Pillar lower outer panel 20-1 1st part 20-2
Claims (22)
前記第1部、前記コーナー部および前記第2部は、いずれも、天板と、該天板につながる2つの縦壁とを備える横断面形状を有し、
前記コーナー部は、前記2つの縦壁と交差する方向へ屈曲し、
前記第1部および前記コーナー部において、前記2つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に連続する外向きフランジを有さず、
前記コーナー部の外周側のエッジに切り欠き部を有することなく、かつ前記第2部において該縦壁に連続する外向きフランジを有する、ホットスタンプ成形品。 A steel hot stamping molded article having a tensile strength or martensitic steel structure of 1200 MPa or more and having a first part, a corner part, and a second part in order from one end part to the other end part in the longitudinal direction. There,
The first part, the corner part, and the second part all have a cross-sectional shape including a top plate and two vertical walls connected to the top plate,
The corner portion is bent in a direction intersecting the two vertical walls,
In the first part and the corner part, it does not have an outward flange continuous with the vertical wall located on the outer peripheral side of the corner part among the two vertical walls,
A hot stamping molded article having an outward flange continuous with the vertical wall in the second part without having a notch in the outer peripheral edge of the corner part.
ブランクを、パンチおよびブランクホルダーと、前記ブランクホルダーに対向して配置されるダイ、および曲げ型との間に配置し、
前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を前記パンチにより支持し、
前記ブランクにおける、前記第1部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分の少なくとも一部を、前記ブランクホルダーと前記ダイとにより挟み込むとともに、
前記ダイおよび前記曲げ型を前記パンチへ相対的に接近させて、前記縦壁に成形される部分の少なくとも一部を前記パンチ、前記ブランクホルダーおよび前記ダイにより絞り成形するとともに、当該部分を除く残余の部分を前記パンチおよび前記曲げ型により曲げ成形する、ホットスタンプ成形品の製造方法。 A method for producing a hot stamped article according to any one of claims 1 to 3 by performing press molding on a blank by a hot stamping method,
A blank is disposed between a punch and a blank holder, a die disposed opposite to the blank holder, and a bending die,
Supporting the portion formed on the top plate in the blank by the punch,
In the blank, at least a part of a portion formed on the vertical wall located on the outer peripheral side of the corner portion among the two vertical walls in the first portion and the corner portion is formed by the blank holder and the die. While sandwiching,
The die and the bending die are relatively approached to the punch, and at least a part of the part formed on the vertical wall is drawn by the punch, the blank holder and the die, and the remainder excluding the part A method for manufacturing a hot stamping product, wherein the part is bent by the punch and the bending die.
前記ダイおよび前記ブランクホルダーそれぞれの前記第2面は、前記パンチおよび前記曲げ型による曲げ成形とともに、前記ブランクを絞り成形する、請求項4〜7のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。 Each of the die and the blank holder abuts on a portion of the two vertical walls of the blank that is formed on the outer peripheral side of the corner portion. A first surface that is sandwiched between the first surface, a bent portion that is continuous with the first surface, and a second surface that is continuous with the bent portion and is inclined in a direction away from the bending mold with respect to the first surface,
The method for producing a hot stamped product according to any one of claims 4 to 7, wherein the second surface of each of the die and the blank holder is formed by drawing the blank together with the punch and the bending by the bending die. .
パンチおよびブランクホルダーと、前記ブランクホルダーに対向して配置されるダイと、曲げ型とを備え、
前記ダイおよび前記曲げ型と、前記パンチとは相対的に接近および離反可能であり、
前記パンチは、前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を支持することが可能であり、
前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記ブランクにおける、前記第1部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分の少なくとも一部を挟み込むことが可能であるとともに、
前記パンチ、前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に成形される部分の少なくとも一部を絞り成形可能であるとともに、前記パンチおよび前記曲げ型は、当該部分を除く残余の部分を曲げ成形可能である、ホットスタンプ成形品の製造装置。 An apparatus for producing a hot stamped article according to any one of claims 1 to 3 by performing press molding on a blank by a hot stamping method,
A punch and a blank holder, a die disposed opposite to the blank holder, and a bending die,
The die and the bending die and the punch can be relatively approached and separated from each other,
The punch can support a portion formed on the top plate in the blank,
The blank holder and the die sandwich at least a part of a portion formed on a vertical wall located on the outer peripheral side of the corner portion of the two vertical walls of the first portion and the corner portion in the blank. Is possible and
The punch, the blank holder, and the die can be formed by drawing at least a part of the portion that is formed on the vertical wall located on the outer peripheral side of the corner portion. Equipment for manufacturing hot stamped products that can bend the remaining part except for.
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