JP3727533B2 - Molding method for two-layer products - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製の製品本体に金属製の板状部品を重ね合わせた2枚重ね製品を成形する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の2枚重ね製品は、製品本体と板状部品とを別々にプレス成形した後、製品本体に板状部品を溶接等で結合して製造している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、製品本体用と板材部品用の各別のプレス型が必要になり、製品の製造コストが高くなる。そのため、製品本体となる第1の板材に板状部品となる第2の板材を接合して成るブランク材を用い、単一のプレス型で製品をプレス成形することが望まれる。この場合、第1と第2の両板材の外縁部を拘束した状態で両板材を張出し成型することが考えられるが、この方法では、図3(B)に示す如く、製品本体2と板状部品3との間にスプリングバック量の差に起因して隙間を生ずる。これを詳述するに、張出し成型した板材のスプリングバック量Sbは、板材のヤング率をE、曲率半径をr、板厚をh、降伏強さをyp、加工硬化指数をNとして、次式、
Sb=3(yp・r/h・E)/(2+N)
で表され、板厚が薄く、成形アール部laにおける曲率半径が板状部品3よりも大きくなる製品本体2のスプリングバック量αの方が板状部品3のスプリングバック量βより大きくなり、製品本体2と板状部品3との間に隙間を生ずる。この隙間には塗装工程で塗料が入りにくく、耐食性が悪くなる。
【0004】
本発明は、以上の点に鑑み、製品本体と板状部品との間の隙間を生ずることなく、2枚重ね製品を単一のプレス型で成形し得るようにした方法を提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、金属製の製品本体に金属製の板状部品を重ね合わせた2枚重ね製品を張出し成形する方法であって、製品本体となる第1の板材の張出方向裏面に、板状部品となる第2の板材であって、第1の板材に較べて面積が小さく、かつ、肉厚が大きい第2の板材を接合して成るブランク材を用い、第1の板材の外縁部を拘束した状態で第1の板材を張出し成形しつつ、第2の板材を非拘束で成形している。
【0006】
板材を非拘束で成形すると、張出し成形のような材料の伸びを生じないため、成形アール部における成形時の曲げモーメントが大きくなり、その分スプリングバック量も大きくなる。ここで、本発明では、第2の板材、即ち、板状部品を非拘束で成形しているため、板状部品単独でのスプリングバック量は製品本体のスプリングバック量と同等以上になり、製品本体と板状部品との間の隙間の発生が防止される。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1(A)は、自動車のフードのアウタパネルの裏面に取付けるフードインナ1を示している。フードインナ1は、金属製の製品本体2の左右両側部に、フードヒンジの取付部を補強する板状部品3を重ね合わせた2枚重ね製品であり、図1(B)に示す如く、製品本体2となる比較的薄い第1の板状部材2’に板状部品3となる比較的厚い第2の板材3’を接合して成るブランク材1’を用いて成形される。
【0008】
その詳細は図2に示す通りであり、先ず、図2(A)に示す如く、下側のパンチ10と上側のダイ11とピン12aを介して上方に付勢されるブランクホルダ12とを有するプレス型に、第2の板材3’を下にした状態で第1の板材2’の成形領域の外縁部(スクラップ部)がブランクホルダ12に着座するようにブランク材1’をセットし、次に、ダイ11をパンチ10に向けて下降させる。これによれば、第1の板材2’の外縁部がダイ11とブランクホルダ12との間に挟まれて拘束され、この状態でブランク材1’がダイ11によりブランクホルダ12と共に押し下げられる。そして、第2の板材3’がパンチ10に当接したところで第1の板材3’の張出し成形が開始される。
【0009】
張出し成形の初期段階では、第1の板材2’の第2の板材3’にオーバーラップする部分における変形が規制され、図2(B)に示す如く、主として第1の板材2’の第2の板材3’にオーバーラップしない部分が変形する。その後、図2(C)に示す如く、第2の板材3’も変形し、最終的に、図2(D)に示す如く、ブランク材1’がパンチ10とダイ11との間に挟まれて、第1と第2の両板材2’,3’が夫々パンチ10とダイ11に合致する所要の形状に成形される。そして、成形後、第1の板材2’の外縁部(スクラップ部)をトリミング加工で除去し、フードインナ1を得る。
【0010】
ここで、第2の板材3’の外縁部はブランクホルダ12とダイ11との間に挟まれておらず、第2の板材3’は非拘束で材料の伸びを生ずることなく成形される。そのため、製品の成形アール部laにおける板状部品3の成形時の曲げモーメントが大きくなり、その分スプリングバック量も大きくなる。ところで、第2の板材3’を第1の板材2’の外縁部に達する幅広のものとし、第2の板材3’もその外縁部を拘束した状態で張出し成形した場合、図3(B)に示す如く、板厚が薄く、且つ、成形アール部laにおける曲率半径が大きくなる製品本体2のスプリングバック量αの方が板状部品3のスプリングバック量βより大きくなり、製品本体2と板状部品3との間に隙間を生ずる。これに対し、本実施形態では、板状部品3単独でのスプリングバック量が製品本体2のスプリングバック量αと同等以上になり、図3(A)に示す如く板状部品3が製品本体2と同等にスプリングバックし、製品本体2と板状部品3との間の隙間の発生が防止される。
【0011】
また、ブランク材1’の製造に際し、第2の板材3’の一部分を第1の板材2’にスポット溶接で接合することも考えられるが、本実施形態では、図4に示す如く、第2の板材3’の一部分を接着テープ4で第1の板材2’に接着し、第2の板材3’の残りの部分と第1の板材2’との間に0.05〜0.1mm程度の隙間が形成されるようにしている。また、図5に示すように、第2の板材3’をコイル材から打抜くせん断工程で第2の板材3’に生ずるバリ3’aの発生面とは反対側の面を第1の板材2’に対する接着面としている。ここで、第2の板材3’のバリ3’aの発生面とは反対側の面の外縁部はダレ3’bを生じている。そのため、第1の板材2’の張出し成形の初期段階で第1の板材2’の第2の板材3’にオーバーラップしない部分が変形する際に、第1の板材2’が図5に示す如くダレ3’bの部分で緩やかに湾曲し、第1の板材2’の第2の板材3’の外縁に合致する部分における応力集中が緩和される。従って、この応力集中に起因する第1の板材2’の傷や亀裂の発生が効果的に防止される。
【0012】
また、第1の板材2’は最終的に第2の板材3’に密着するが、成形途中までは接着テープ4と第2の板材3’の外縁との間の範囲で第1と第2の両板材2’,3’間に隙間が残っている。そのため、第1の板材2’の第2の板材3’にオーバーラップする部分に第2の板材3’との接触で作用する張出し成形時の摩擦力が減少し、オーバーラップ部分での伸びを生じ易くなる。かくて、第1の板材2’が第2の板材3’にオーバーラップしない部分からオーバーラップする部分に亘って均等に伸びるようになる。従って、第1の板材2’が第2の板材3’にオーバーラップしない部分で過度に伸びることはなく、製品本体2の強度低下が防止される。
【0013】
以上、フードインナ1の成形に本発明を適用した実施形態について説明したが、フードインナ以外の2枚重ね製品の成形にも同様に本発明を適用できる。尚、フードインナ1では、製品本体2と板状部品3との重ね合わせ部に後加工でヒンジ取付ボルトを挿通する穴を明け、板状部品3側からヒンジ取付ボルトにナットを締め込むため、製品本体2に板状部品3を強固に結合しておく必要はないが、製品本体に対する板状部品の結合強度を必要とする製品については、第2の板材を第1の板材に部分接着したブランク材を用いて製品を成形した後、板状部品を製品本体にスポット溶接すれば良い。また、上記実施形態では、第2の板材3’として厚板を用いたが、第2の板材を第1の板材と同じ薄板とする場合にも同様に本発明を適用できる。
【0014】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、2枚重ね製品を製品本体と板状部品との間の隙間を生ずることなく単一のプレス型で成形でき、コストダウンを図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)本発明方法で成形する2枚重ね製品の一例を示す斜視図、(B)この製品の成形に用いるブランク材を示す斜視図。
【図2】(A)プレス型へのブランク材のセット状態を示す要部の断面図、(B)成形初期段階の要部の断面図、(C)成形中間段階の要部の断面図、(D)成形最終段階の要部の断面図。
【図3】(A)本発明方法による成形後の製品の要部の断面図、(B)第2の板材も張出し成形したときの製品の要部の断面図。
【図4】成形前のブランク材の要部の断面図。
【図5】成形中のブランク材の要部の拡大断面図。
【符号の説明】
1…フードインナ(2枚重ね製品)
1’…ブランク材
2…製品本体
2’…第1の板材
3…板状部品
3’…第2の板材
10…パンチ
11…ダイ
12…ブランクホルダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of forming a two-layer product in which metal plate-like parts are superimposed on a metal product body.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of two-ply product is manufactured by press-molding a product body and a plate-like component separately, and then joining the plate-like component to the product body by welding or the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional example, separate press dies for the product main body and the plate material parts are required, which increases the manufacturing cost of the product. For this reason, it is desired to use a blank material formed by joining a second plate material to be a plate-like component to a first plate material to be a product main body, and press-mold the product with a single press die. In this case, it is conceivable that the both plate materials are stretched and molded while the outer edge portions of both the first and second plate materials are constrained. In this method, as shown in FIG. A gap is generated between the
Sb = 3 (yp · r / h · E) / (2 + N)
The spring back amount α of the
[0004]
In view of the above, the present invention has an object to provide a method in which a two-ply product can be formed with a single press die without causing a gap between the product main body and the plate-like component. It is said.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention is a method of stretch- molding a two-layer product in which a metal plate-like component is superimposed on a metal product body, and the first plate material serving as the product body is stretched . Using a blank material formed by joining a second plate material , which is a plate-shaped component , on the rear surface in the outgoing direction, the second plate material having a smaller area and a larger thickness than the first plate material, The second plate material is formed unconstrained while the first plate material is stretched and formed while the outer edge portion of the first plate material is constrained.
[0006]
If the plate material is formed without restraint, the material does not stretch as in the case of stretch forming, so the bending moment at the time of forming in the forming round portion increases, and the amount of spring back increases accordingly. Here, in the present invention, since the second plate material, that is, the plate-like component is formed without restraint, the springback amount of the plate-like component alone is equal to or more than the springback amount of the product body, and the product Generation of a gap between the main body and the plate-like component is prevented.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1A shows a hood inner 1 attached to the back surface of an outer panel of an automobile hood. The hood inner 1 is a two-ply product in which plate-
[0008]
The details are as shown in FIG. 2. First, as shown in FIG. 2 (A), it has a
[0009]
In the initial stage of the overhang forming, the deformation of the portion of the
[0010]
Here, the outer edge portion of the
[0011]
Further, in manufacturing the
[0012]
The first plate 2 'is finally in close contact with the second plate 3', but the first and second are in the range between the
[0013]
As mentioned above, although embodiment which applied this invention to shaping | molding of the
[0014]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, a two-ply product can be formed with a single press die without generating a gap between the product main body and the plate-like component, and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view showing an example of a two-ply product formed by the method of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view showing a blank material used for forming this product.
2A is a cross-sectional view of a main part showing a set state of a blank material on a press die, FIG. 2B is a cross-sectional view of a main part in an initial stage of molding, and FIG. (D) Sectional drawing of the principal part of a shaping | molding final stage.
3A is a cross-sectional view of a main part of a product after molding by the method of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view of a main part of the product when a second plate material is also stretched.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a blank material before molding.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a blank material being molded.
[Explanation of symbols]
1 ... food inner (two-layer product)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 '...
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