JP5795143B2 - 閉断面構造の成形方法、及び閉断面構造成形用の成形装置 - Google Patents
閉断面構造の成形方法、及び閉断面構造成形用の成形装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5795143B2 JP5795143B2 JP2009252986A JP2009252986A JP5795143B2 JP 5795143 B2 JP5795143 B2 JP 5795143B2 JP 2009252986 A JP2009252986 A JP 2009252986A JP 2009252986 A JP2009252986 A JP 2009252986A JP 5795143 B2 JP5795143 B2 JP 5795143B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- punch
- pair
- side wall
- shape
- molding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
特許文献1に記載の技術では、金属平板をプレス成形することで、断面平坦な連結部の両端から一対の閉断面構造体半部を立ち上がらせてなる半成品を製作する工程と、両閉断面構造体半部の間に挿入した偏平ポンチにより連結部を内側から押圧して断面V字状の屈曲部に成形しながら両閉断面構造体半部を更に立ち上がらせる工程と、両閉断面構造体半部間から偏平ポンチを引き上げた後、両閉断面構造体半部の外端を相互に突き合わせて溶接する工程とを順次実行している。
特許文献4に記載の技術では、複数の予備角部が形成された2曲げ粗形材をプレス成形して、各予備角部を所定の角度まで屈曲させて角部を形成する上型および下型と、上型および下型の間に配置された2曲げ粗形材をプレス成形するときに、2曲げ粗形材の互いに対向する端縁を近接させるように、後に側部となる部分を押圧する第3の型としての側面ダイスと、を備える技術が開示されている。
すなわち、本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、閉断面構造を簡易且つ寸法精度よく成形可能とすることを課題としている。
該加工材に屈曲部を形成する第1工程と、該加工材の幅方向中央部側をポンチとパッドで挟み込んだ状態で、ダイスの間に上記ポンチを押し込むことで、上記屈曲部を曲げ成形する第2工程と、を備えたことを特徴とするものである。
上記底部と左右側壁部との境界部位置に屈曲部を形成する第1工程と、上記底部となる部分をポンチとパッドで挟み込んだ状態で、ダイスの間に上記ポンチを押し込むことで、上記屈曲部を曲げ成形する第2工程と、を備えたことを特徴とするものである。
上記底部と左右側壁部との長手方向に沿った境界部位置にそれぞれ屈曲部を形成すると共に、上記側壁部に対応する部分が上記曲面形状となるように、上記平板状の加工材をプレス成形する第1工程と、
上記プレス後の加工材に対し、上記底部となる部分を板厚方向からポンチとパッドで挟み込んだ状態で、一対のダイスの間に上記ポンチを押し込むことで、左右の側壁部が近づく方向に上記境界部位置の屈曲部を曲げ成形する第2工程とを備え、
上記ポンチの押込部分の断面形状は、閉断面構造に成形後の上記底部及びそれに連続する上記境界部の断面形状、若しくはそれに近似した形状となっており、
上記一対のダイスのポンチ押込側位置に、該ダイスに近づくにつれて間隔が狭くなって、上記左右の側壁部を一対のダイス間に案内する一対のガイド面を設けたことを特徴とするものである。
次に、請求項6に記載した発明は、請求項3〜請求項5のいずれか1項に記載した構成に対し、上記ガイド面の長手方向に沿った輪郭形状を、接触する側壁部の長手方向に沿った輪郭形状に倣った形状としたことを特徴とするものである。
次に、請求項8に記載した発明は、請求項2〜請求項7のいずれか1項に記載した構成に対し、第2工程後に、加工材の幅方向両側に位置する一対の溶接端部間を溶接にて接合する溶接工程を備えることを特徴とするものである。
次に、請求項11に記載した発明は、平板状の加工材を閉断面構造に成形する成形装置であって、
該加工材の屈曲部を形成する上型及び下型を備えたプレス用金型と、該加工材を挟持するためのポンチ及びパッドと、上記ポンチを押し込むことで上記屈曲部を曲げ成形するダイスと、を備えることを特徴とするものである。
上記底部と左右側壁部との境界部位置に屈曲部を形成するように、上記平板状の加工材をプレス成形する上型及び下型を備えたプレス用金型と、
上記底部となる部分を挟持するためのポンチ及びパッドと、
上記ポンチを押し込むことで、上記境界部位置の屈曲部を曲げ成形するダイスと、を備えることを特徴とするものである。
次に、請求項14に記載した発明は、平板状の加工材を、該加工材の幅方向中央部側に形成される底部と、その底部の幅方向両側に位置する左右の側壁部と、その左右の側壁部にそれぞれ連続する一対の溶接端部とを備えた閉断面構造に成形すると共に、上記左右の側壁部の少なくとも一方の側壁部を、長手方向の少なくとも一部が面外方向に凹若しくは凸となった曲面形状に成形する成形装置であって、
上記底部と左右側壁部との長手方向に沿った境界部位置にそれぞれ屈曲部を形成すると共に、上記側壁部に対応する部分が上記曲面形状となるように、上記平板状の加工材をプレス成形する上型及び下型を備えたプレス用金型と、
上記プレス後の加工材における上記底部となる部分を板厚方向から挟持するためのポンチ及びパッドと、上記ポンチを押し込むことで、左右の側壁部が近づく方向に上記境界部位置の屈曲部を曲げ成形する一対のダイスと、上記一対のダイスのポンチ押込側に設けられて、ダイスに近づくにつれて間隔が狭くなって、上記左右の側壁部をダイス内に案内する一対のガイド面とを備えた曲げ加工用金型と、を備えることを特徴とするものである。
さらに、本発明によれば、側壁部が曲面を有するような閉断面構造に成形する場合でも、寸法精度良く成形可能であり、成形可能な部品形状制約も少ない。このとき、請求項3や請求項4に係る発明を適用すると、より寸法精度良く成形可能となる。
このことは、一対の溶接端部の突合せ溶接が精度良く可能となる。
また、請求項8に係る発明によれば、一対の溶接端部の溶接精度を向上させることが出来る。
(第1実施形態)
まず第1実施形態について説明する。
平板状の加工材Bを、本実施形態で成形した後の閉断面構造の部品は、図1に示すように、断面形状が略4角形に近似の変則6角形状となっている。その左側側壁部B2は、長手方向に沿って、前側約500mmの範囲で左側(外側)に凸となるように面外方向に張り出した曲面形状となっている。また、右側側壁部B2は、長手方向に沿って、後方側約400mmの範囲で右側(外側)に凸となるように面外方向に張り出した曲面形状となっている。また、側壁部B2における、前側部分には、クラッシュビードB6が各2個配置され、且つ部品後方に向かって縦へ広がる形状となっている。
そして、加工材Bの幅方向両側に位置する溶接端部を、溶接等によって接合する。
ここで、平板状の加工材Bとしては、例えば金属単板や該金属単板を目標の成形品形状に対応したブランク形状にせん断加工や切断加工を施した後の金属板を用いることができる。また金属単板は、熱延鋼板、冷延鋼板、あるいはこれらの鋼板に表面処理(電気亜鉛系めっき、溶融亜鉛系めっき、アルミ系めっき等)を施した鋼板をはじめ、SUS、アルミニウム、マグネシウム等の各種金属類から構成される単板でもよい。溶融亜鉛系めっき鋼板の場合、合金化処理を施してもよく、さらにこれらのめっき鋼板には、めっき後さらに表面処理(有機皮膜処理等)を施してもよい。なお、金属単板として、鋼板を用いる場合、軟質鋼板を用いることは勿論、硬質鋼板(高張力鋼板、超高張力鋼板)を用いることができるが、本発明の成形方法は、高張力鋼板や超高張力鋼板の成形に好適である。
また、本発明における閉断面構造は、最終的に端部を接合するための接合端部(本明細書中、溶接端部とも称する。)を有するものを含んでおり、該接合端部は、レーザ溶接やアーク溶接等の溶接のみに限らず、リベット接合、ボルト接合、接着剤による接合等により適宜接合することが可能である。以下の例では、溶接によって接合する場合で例示する。
成形装置は、平板状の加工材Bを、該加工材Bの幅方向中央部側に形成される底部B1と、その底部B1の幅方向両側に位置する左右の側壁部B2と、その左右の側壁部B2にそれぞれ連続する一対の溶接端部B3(フランジ部)とを備えた閉断面構造に成形すると共に、上記側壁部B2を、長手方向の少なくとも一部が面外方向に凹若しくは凸となった曲面形状に成形して、上記目的の部品形状とする。
上記プレス用の金型は、模式図である図2に示すように、平板状の加工材Bを間に挟んでプレス成形する上型2及び下型1からなる。
下型1の上面は、上側に開放したプレス成形面を構成する。すなわち、そのプレス成形面は、凹部が上向きの断面略コ字状となっていて、幅方向略中央部が底部成形部1aであり、その底部成形部1aの左右部分が側壁成形部1bとなっている。その側壁成形部1bの外側にフランジからなる溶接端部成形用の立上り面1cがある。
ここで、本実施形態では、成形後の底部B1は平坦面となるが、上記底部成形部1aは、上側に凸の断面円弧形状となっている。これは曲げ、曲げ戻し工程を回避し、屈曲部の破断を防ぐためである。
また、左右の側壁成形部1bには、上記側壁部B2の曲面形状に倣った凹凸が形成されている。
また、曲げ成形用の金型は、模式図である図3に示すように、ポンチ3、パッド4、一対のダイス5、及びガイド部6からなる。
上記ポンチ3の押込部分の断面形状、つまり下端部の断面形状は、下端面が閉断面構造に成形後の上記底部B1と同一形状の平坦面となっている。また、上記下端面の左右両端部には、加工材Bの斜面(境界部)と対向する部分には斜面が形成されている。これによって、上記ポンチ3の押込部分の断面形状は、閉断面構造に成形後の上記底部B1及びそれに連続する境界部の断面形状、若しくはそれに近似した形状となっている。図3では、長手方向からみて、斜面部と対向する斜面が図示されている。
一対のダイス5は、上記底部B1の幅に応じた間隔を開けて対向する。その一対のダイス5は、上記ポンチ3を押し込むことで、左右の側壁部B2が近づく方向に屈曲部B4を支点として曲げて、曲げ成形する。このとき、境界部を構成する斜面近傍についての最終的な成形が行われる。その一対のダイス5の長手方向の形状は、上記成形後の部品の形状に倣った形状となっている。図4にダイス5のフェイス面5aを示す。
図4にガイド面6aを例示する。この図4のように、左右のガイド面6aの長手方向の輪郭は、それぞれ左右の側壁部B2の長手方向の輪郭に倣った形状となっている。図4では、右側のガイド面6aの後側部分が張り出していると共に、左側のガイド面6aの前側部分が張り出している。また、ガイド面6aの案内方向の輪郭は、対向するガイド面6a側に凸の形状となっている。この形状により、曲げ加工時には、側壁部B2が屈曲部B4を支点に折り曲げられて近接するようになる。
次に、上記成形装置を使用した成形方法について説明する。
本実施形態では、2工程で平板状の金属板からなる加工材Bを、上記目的の閉断面構造の部品に成形する。
まず、図5に示すような平面形状に切断した金属体を加工材Bとして用意する。破線で示した位置は、底部B1となる部分とその左右の側壁部B2と、その境界部を示している。実際に、このような破線が入っているわけではない。なお、境界部(屈曲部が形成される部分)は、図5中の符号B4aのように、側壁部B2が外側に張り出した位置では、その張出に応じて、幅広の斜面となる。
そして、その加工材Bを上記プレス用の金型の間に介挿し、図2に示すように、上型2を下型1内に押し込む事で、プレス成形する。
図6がプレス成形後の加工材Bの形状である。底部B1と側壁部B2との間に屈曲部B4が形成されると共に、その左右の側壁部B2が曲面形状に成形される。符号B6はクラッシュビードを表している。また、左右の側壁部B2の幅方向外側部分に、溶接端部B3となるフランジ部が形成されている。
次に、図3のように、上記プレス成形後の加工材Bにおける底部B1位置をポンチ3とパッド4で挟み込んで挟持する。
このとき、本実施形態では、底部B1位置をポンチ3とパッド4で挟圧することで、凸の円弧形状に仮成形された底部B1が潰れて、平坦な状態に変形する。これによって、図3(b)のように、左右の側壁部B2が上側に少し立ち上がる。ただし、ポンチ3とパッド4で挟圧する面が平坦でも良い。また、ハイテン材を成形する場合には、成形後の底部B1のスプリングバック量を考慮して、ポンチ3の下面の形状を下に凸の形状としても良い。
さらに、ポンチ3の押込につれて、側壁部B2が、ガイド面6aに案内されつつ、徐々に立ち上がる。
このとき、ガイド面6aの長手方向の輪郭は、側壁の長手方向の輪郭に倣った形状となっている。このため、ガイド面6aに側壁部B2が案内される際に、同じタイミング、すなわち部品底部B1に対する両側壁の角度がいかなるタイミング、長手方向の全断面においても同角度となるようになっている。すなわち、曲げ成形のみで閉断面化することが可能となっている。
更に、図3(c)のように、ポンチ3が下死点に到達すると、部品底部B1側の斜壁と底部B1をポンチ3、ダイス5のフェイス面5a、及びパッド4で狭圧し、決め押しすることで、境界部及びその近傍の成形が行われて閉断面構造に成形する。
上記2つの成形工程が終了したら、対向する溶接端部B3間を、アーク溶接やレーザ溶接によって溶接して接合する。溶接は、上記閉断面構造に成形した成形品を別に用意した溶接場所に搬送して溶接しても良い。また、上記成形したままの状態で溶接しても良い。
以上のように、少なくとも、左右の側壁部B2を立ち上げるための左右一対の屈曲部B4、及び側壁部B2の曲面形状を第1工程のプレス成形で行った後に、第2工程で、上記屈曲部B4が支点となって曲がるように曲げ成形するという2工程で、側壁部B2が長手方向に沿って曲面形状となっていても、簡単に且つ精度良く目的の閉断面構造に成形することが可能となる。
このように、本実施形態の成形方法を採用すると、従来、自動車、家電、その他分野において、2部品を別々に成形した後、接合することで閉断面化していた部品を対象として、軽量化を目的としてフランジレス一体成形品を容易に製造することが可能となる。しかも、部品の側面に曲面を有する部品であっても寸法精度良く成形することが可能となる。
また、溶接端部B3は、左右のフランジで必ずしも形成する必要はない。一対の溶接端部B3の対向する端面が、左右の側壁部B2を立ち上げたときに溶接可能に対向すれば、その形状に限定はない。例えば、第1工程において、左右の側壁部B2を幅方向に沿って円弧状に成形する場合には、かならずしも、溶接端部としてのフランジを成形しなくても、幅方向端部の一対の溶接部は対向可能となる。
なお、要求される閉断面構造体によっては、側壁部B2に対し、曲面形状を有する面形状にプレス成形を施さなくても良い。
この変形例は、図7に示すような断面4角形状の閉断面構造に成形する例である。
この例では、図8(a)に示すように、第1工程のプレス成形時に、底部B1が平坦で且つ屈曲部B4に段差状が形成させるように成形する場合を例示している。すなわち、第1工程のプレス成形によって底部B1と左右の側壁部B2との境界部位置に屈曲部B4となる段差が形成される。上記実施形態と同様に、側壁部B2が外側に張り出した部分では、屈曲部B4の幅が広くなっている。
この図10に示すように、側壁部B2の曲面、フランジ部とも特異な変形もなく成形できていることが分かる。
その他の構造や、作用効果については上記実施形態と同様である。
この変形例は、図11に示すように、断面6角形状の閉断面構造に成形する例である。
この例では、図11に示すように、底部B1を、断面6角形状の6辺のうちの2辺で構成する。すなわち、第1工程では、長手方向からみて、底部B1の幅方向中央に角部を配置するように成形する。
図12(a)が、本変形例2のプレス用の金型であるが、底部B1を成形する部分がV字形状となるように、上型2及び下型1のプレス面を設定している。
成形方法や、その他の構造、作用効果については上記実施形態と同様である。
この変形例は、図13に示すように、断面8角形状の閉断面構造に成形する例である。
この例では、図13に示すように、底部B1を、断面8角形状の8辺のうちの1辺で構成するようにしている。また、側壁部B2と左右の側壁部B2との境界部を斜面として、側壁部B2及びその斜面をそれぞれ8辺のうちの1辺としている。ただし、側壁部B2の外側への張り出すような曲線形状に応じて、その境界部の辺(屈曲部B4)の幅は変化する。
また、図14(b)〜(e)に示すように、第2工程におけるポンチ3の下端部に対して、底部B1に当接する平坦部と、その両側に上記境界部の斜面に当接する斜面を設ける。傾斜面が屈曲部B4に当接する。
その他の構造や、作用効果については上記実施形態と同様である。
この変形例は、図15に示すような断面形状4角形の閉断面構造に成形する例である。基本構成は、上記変形例1と同様であるが、溶接端部B3に閉断面構造に成形したときに対向する面部B5を有する点が異なる。
この例では、図16(a)に示すように、第1工程のプレス成形の際に、上記面部B5となる部分も成形するようにプレス成形するようにすれば良い。
第2工程については、図16(b)〜(e)に示すように、変形例1と同様であるので説明は省略する。
なお、この場合には、溶接端部B3を、リベット接合やボルト接合で接合しても良い。
ここで、本願の効果を確認するための比較例を示す。
成形後の閉断面形状は、図17に示すように、変形例1と同一断面形状とする。すなわち、閉断面形状は、上記変形例1と同様な断面4角形状とし、長手方向に沿って側壁部B2が曲線状になっている形状に成形することを試みた。
まず、第1工程として、図18(a)に示すように、プレス成形で、幅方向端部に対し、溶接端部B3用のフランジを形成する。
図20が、第2工程による成形後の加工材Bの形状である。
次のような諸元の加工材の材料を、上記実施形態、各変形例、及び比較例に説明した成形方法で、閉断面構造に成形を行った。
使用鋼板:引張強度1180MPaの冷延鋼板
板厚 :1.2mm
部品長 :400mmの閉断面部品
なお、部品形状が複雑であって、成形後の突合せ端面同士もしくは片フランジ同士の隙間が0〜1mmの範囲に設定出来ない可能性がある場合には、第2実施形態で説明するように、プレス成形後に溶接端部に対応する部分をトリミングして成形しておけば良い。
次に、第2実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第1実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記第1実施形態と同様である。ただし、以下に説明する点が、上記第1実施形態と異なる。その異なる部分を次に説明する。
第1工程において、第1実施形態と同様に図21(a)に示すようにプレス成形後に、図21(b)のように溶接端部B3となるフランジ部の端面を、部品最終形状に従った端面にトリミングして成形する処理を追加している。
これによって、突き合わせ溶接する際の突き合わせ面(溶接線)を、長手方向に沿って直線形状とすることが出来る。
第2工程の処理は、図22に示すように、上記第1実施形態と同様である。
但し、使用するポンチ3の上部構造が、第1実施形態と異なる。
すなわち、本実施形態のポンチ3は、上方に延びる立設部20を備える。この立設部20は、当該立設部20の上端部が、加工材Bを閉断面形状に成形した際に、一対の溶接端部B3の下面と同じ高さとなるように設定しておく。なお、立設部20は、ポンチ3の本体に対し着脱可能となっていても良い。すなわち、閉断面構造に応じて立設部20を変更可能としても良い。
本実施形態では、次のような位置決め治具Eを備える。
位置決め治具Eは、図23に示すように、上記ポンチ3上端面の凹部20cに向けて昇降可能な基準板21と、左右の溶接端部B3を個別に上記押え面に向けて上側から押し付け可能な左右の押え治具22a、22bと、を備える。基準板21や左右の押え治具22a、22bは、例えば、それぞれ不図示のシリンダ装置等からなるアクチュエータで昇降可能に構成すれば良い。上記基準板21や左右の押え治具22a、22bは、長手方向に沿って複数に分割されていても良い。
「位置決め方法」
なお本実施形態では、第2工程が終了後、そのまま溶接工程を行う場合で例示する。但し、これに限定されない。別の位置に移動してから溶接を実施しても良い。
先ず、上記ポンチ3上端面の凹部20cに向けて基準板21を下降し、当該基準板21を凹部20c内に差し込む。この凹部20c内に差し込んだ状態の基準板21は、溶接線位置の基準面を規定する。
次に、図23(c)に示すように、右側の押え治具22bを下降させる。そして、右側の押え治具22bと右側の押え面20bとの間隙を、右側に位置する溶接端部B3の板厚の1.2倍〜3倍の範囲に設定する。これによって、右側の溶接端部B3を左側の溶接端部B3側に摺動可能な状態で仮押えを実現する。
この状態では、左側の溶接端部B3の端面と、右側の溶接端部B3の端面とが対向する。
その後に、対向する左右の溶接端部B3間を、溶接線に沿って、アーク溶接やレーザ溶接によって溶接して接合する。
第1工程のプレス成形後に、溶接端面のトリミングを行うことで、閉断面構造が複雑であっても、長手方向における一対の溶接端部B3間の隙間の誤差を小さく設定出来る結果、一対の溶接端部B3の突合せ溶接の精度を良くすることが出来る。なお、後述の実施例のように、第1工程でトリミングを実施しても、本発明に基づく第2工程を採用しない場合には、溶接精度が悪くなる場合がある。
次のような諸元の加工材の材料を、上記第2実施形態で説明した成形方法で、閉断面構造に成形を行った。その結果を、表1に示す。
使用鋼板:引張強度1180MPaの冷延鋼板
板厚 :1.2mm
そして、本実施例で成型した部品(閉断面構造)は、下記の部品A〜Dである。
ここで、第2工程の成型で使用する金型(ガイド面及びダイスのフェイス面)は、図24〜図26である。図24は、部品Aを成型した際の金型である。図25は、部品B、Cを成型した際の金型である。図26は、部品Dを成型した際の金型である。なお、部品A〜Cで使用する図24,図25の金型は本発明に基づく金型であるが、部品Dに使用する図26の金型は、本発明に基づかない金型である。
「部品A(部品形状I)」
部品A(部品形状I)は、図27に示すように、成形後の断面形状が4角(50×70mm)で、部品長450mmの閉断面部品のプレス成形品である。但し、第1工程でトリミングは実施しなかった。
このとき、左側溶接面と右側溶接面の端面同士の高低差は、0〜0.5mmで、口開き量は、0〜0.7mmであった。
部品B(部品形状II)は、図28に示すように、成形後の断面形状が4角(30×70mm)で、部品長450mmの閉断面部品のプレス成形品である。第1工程でトリミングを行った。
このとき、左側溶接面と右側溶接面の端面同士の高低差は、0〜10mmで、口開き量は、3〜10mmであった。
部品C(部品形状II)は、図29に示すように、成形後の断面形状が4角(30×70mm)で、部品長450mmの閉断面部品のプレス成形品である。但し、第1工程でトリミングは実施しなかった。
このとき、左側溶接面と右側溶接面の端面同士の高低差は、0〜10mmで、口開き量は、3〜10mmであった。
部品D(部品形状II)は、図30に示すように、成形後の断面形状が4角(30×70mm)で、部品長450mmの閉断面部品のプレス成形品である。第1工程でトリミングを行った。
このとき、左側溶接面と右側溶接面の端面同士の高低差は、0〜10mmで、口開き量は、3〜10mmであった。
溶接方法は、表1に示すように、次の3種類の何れかを使用した。
「溶接方法1」
本実施形態の工法により、閉断面部品を成形した直後に、溶接工程で突合せ部の連続溶接部の溶接位置を決めて、もう一方の端面を突合せた状態の、左側溶接面と右側溶接面端面の高低差と口開き量を測定した。
そして、溶接始端及び終端それぞれ10mmを除く430mmの範囲である部品長においてブローホール個数を測定した。同時に、溶接始端及び終端におけるブローホールの有無を確認した。また部品始端と終端に溶接補助板を設置した。補助板のサイズは20×30mmとした。
成形後の状態で上記位置決め治具Eを用いず、手動で溶接部を突き合せながら、部品長手方向の両端部をクランプ等により機械的に仮止めした。そして、表1に示す条件でYAGレーザーハイブリッド溶接を実施した。なお、部品始端と終端に溶接補助板を設置した。補助板のサイズは20×30mmとした。
溶接方法1と同一の方法・条件で溶接を行う。但し、部品始端と終端に溶接補助板を設置しなかった。
ここで、部品A(部品形状I)の溶接後の最終形状を、図31に示す。また、部品B及びC(部品形状II)の最終形状を、図32に示す。これらの図から分かるように、部品形状IIに比べ、部品形状IIは複雑な閉断面形状となっている。
表1から分かるように、No1、No2、No3(部品形状I)は、寸法精度が比較的良好な部品Aで有るため、本実施形態の成形法を用いるだけで、溶接部の突合せ精度が向上した。すなわち、連続溶接でブローホールは発生せず、良好な溶接が実現できた。ただし、部品始端と終端に溶接補助板を設置しないNo3では、溶接開始部と終了部にブローホールがあるため、溶接後に部品断面方向にカットする必要があった。
また、No7、No8、No9(部品形状II)を比較すると、No8は第1工程において溶接部の両端面をトリミングしなかったため、溶接端面が曲線となっている。このため、No8は、溶接は可能ではあるものの突合せ精度が低下した。一方、No7、9では、本実施形態の位置決め治具Eを用いることで、突合せ精度が向上した。突合せ部の隙間の発生は、第1工程において部品湾曲部で張出し成形を行っていることから、溶接面端面線が曲線となることが原因である。
1a 底部成形部
1b 側壁成形部
1c 立上り面
2 上型
3 ポンチ
4 パッド
5 ダイス
5a フェイス面
6 ガイド部
6a ガイド面
20 立設部
20a、20b 押え面
20c 凹部
21 基準板
22a、22b 押え治具
23a、23b クランプ装置
B 加工材
B1 底部
B2 側壁部
B3 溶接端部
B4 屈曲部
B5 面部
B6 クラッシュビード
E 位置決め治具
Claims (13)
- 平板状の加工材を、該加工材の幅方向中央部側に形成される底部と、その底部の幅方向両側に位置する左右の側壁部と、その左右の側壁部にそれぞれ連続する一対の溶接端部と、を備えた閉断面構造に成形する成形方法であって、
上記底部と左右側壁部との境界部位置に屈曲部を形成する第1工程と、
上記底部となる部分をポンチとパッドで挟み込んだ状態で、ダイスのポンチ押込側位置に設けられ且つ上記ポンチを押し込むにつれて徐々に間隔が狭くなるように凸湾曲しているガイド面に沿わせながら上記ダイスの間に上記ポンチを押し込むことで、上記屈曲部を曲げ成形する第2工程と、
を備えたことを特徴とする閉断面構造の成形方法。 - 上記第2工程において、上記ダイスのポンチ押込側位置に、上記ポンチを押し込むにつれて徐々に間隔が狭くなることで、該加工材の側壁部となる部分をダイス間の空間に案内する上記ガイド面を設け、上記ダイスのフェイス面により該加工材の底部と側壁部との間の境界部分に傾斜面又は湾曲面が形成されることを特徴とする請求項1に記載した閉断面構造の成形方法。
- 平板状の加工材を、該加工材の幅方向中央部側に形成される底部と、その底部の幅方向両側に位置する左右の側壁部と、その左右の側壁部にそれぞれ連続する一対の溶接端部とを備えた閉断面構造に成形すると共に、上記左右の側壁部の少なくとも一方の側壁部を、目的の部品形状として、長手方向の少なくとも一部が面外方向に凹若しくは凸となった曲面形状に成形する成形方法であって、
上記底部と左右側壁部との長手方向に沿った境界部位置にそれぞれ屈曲部を形成すると共に、上記側壁部に対応する部分が上記曲面形状となるように、上記平板状の加工材をプレス成形する第1工程と、
上記プレス後の加工材に対し、上記底部となる部分を板厚方向からポンチとパッドで挟み込んだ状態で、一対のダイスの間に上記ポンチを押し込むことで、左右の側壁部が近づく方向に上記境界部位置の屈曲部を曲げ成形する第2工程と、
を備え、
上記ポンチの押込部分の断面形状は、閉断面構造に成形後の上記底部及びそれに連続する上記境界部の断面形状、若しくはそれに近似した形状となっており、
上記一対のダイスのポンチ押込側位置に、上記ポンチを押し込むにつれて徐々に間隔が狭くなるように凸湾曲しており上記左右の側壁部を上記一対のダイス間に案内する一対のガイド面を設けたことを特徴とする閉断面構造の成形方法。 - 上記一対のガイド面におけるポンチ押込方向に沿った輪郭形状を、側壁部が接触する側に凸の曲線形状としたことを特徴とする請求項3に記載した閉断面構造の成形方法。
- 上記ガイド面の長手方向に沿った輪郭形状を、接触する側壁部の長手方向に沿った輪郭形状に倣った形状としたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載した閉断面構造の成形方法。
- 上記第1工程後であって上記第2工程前に、左右の側壁部にそれぞれ連続して溶接端部に対応する部分を、部品最終形状に従った端面にトリミングして成形することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載した閉断面構造の成形方法。
- 上記第2工程後に、加工材の幅方向両側に位置する一対の溶接端部間を溶接にて接合する溶接工程を備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載した閉断面構造の成形方法。
- 上記溶接工程は、上記一対の溶接端部をそれぞれ溶接線側に摺動可能な状態に仮押さえすると共に、溶接線位置に基準板を配置して、一方の溶接端部側を当該基準板に当接するまで溶接線側に押し付けた後に、上記基準板を抜き取ると共に、他方の溶接端部を溶接線側に押し込むことで上記一対の溶接端部の端面同士を対向させてから、一対の溶接端部間を溶接にて接合することを特徴とする請求項7に記載した閉断面構造の成形方法。
- 平板状の加工材は、高張力鋼板からなることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載した閉断面構造の成形方法。
- 平板状の加工材を、該加工材の幅方向中央部側に形成される底部と、その底部の幅方向両側に位置する左右の側壁部と、その左右の側壁部にそれぞれ連続する一対の溶接端部とを備えた閉断面構造に成形する成形装置であって、
上記底部と左右側壁部との境界部位置に屈曲部を形成するように、上記平板状の加工材をプレス成形する上型及び下型を備えたプレス用金型と、
上記底部となる部分を挟持するためのポンチ及びパッドと、
自身のポンチ押込側位置に設けられ且つ上記ポンチを押し込むにつれて徐々に間隔が狭くなるように凸湾曲しているガイド面に沿わせながら上記ポンチを押し込むことで、上記境界部位置の屈曲部を曲げ成形するダイスと、
を備えることを特徴とする閉断面構造成形用の成形装置。 - 更に、ダイスのポンチ押込側に設けられて、上記ポンチを押し込むにつれて徐々に間隔が狭くなることで、該加工材の側壁部となる部分をダイス間の空間に案内する上記ガイド面を備え、上記ダイスのフェイス面により該加工材の底部と側壁部との間の境界部分に傾斜面又は湾曲面が形成される曲げ加工用金型を備えることを特徴とする請求項10に記載した閉断面構造成形用の成形装置。
- 平板状の加工材を、該加工材の幅方向中央部側に形成される底部と、その底部の幅方向両側に位置する左右の側壁部と、その左右の側壁部にそれぞれ連続する一対の溶接端部とを備えた閉断面構造に成形すると共に、上記左右の側壁部の少なくとも一方の側壁部を、目的の部品形状として、長手方向の少なくとも一部が面外方向に凹若しくは凸となった曲面形状に成形する成形装置であって、
上記底部と左右側壁部との長手方向に沿った境界部位置にそれぞれ屈曲部を形成すると共に、上記側壁部に対応する部分が上記曲面形状となるように、上記平板状の加工材をプレス成形する上型及び下型を備えたプレス用金型と、
上記プレス後の加工材における上記底部となる部分を板厚方向から挟持するためのポンチ及びパッドと、上記ポンチを押し込むことで、左右の側壁部が近づく方向に上記境界部位置の屈曲部を曲げ成形する一対のダイスと、上記一対のダイスのポンチ押込側に設けられ且つ該ポンチを押し込むにつれて徐々に間隔が狭くなるように凸湾曲しており上記左右の側壁部を上記一対のダイス間に案内する一対のガイド面とを備えた曲げ加工用金型と、
を備えることを特徴とする閉断面構造成形用の成形装置。 - 更に、上記加工材の幅方向両側に位置する一対の溶接端部間を溶接する溶接装置を備え、
該溶接装置は、
上記一対の溶接端部を溶接線側に摺動可能な状態に仮押さえする押え治具と、溶接線位置に配置可能な基準板と、一対の溶接端部をそれぞれ溶接線側に押し付けるクランプ装置と、を備えた位置決め治具を有し、上記位置決め治具によって上記一対の溶接端部の端面同士を対向させてから、一対の溶接端部間を溶接にて接合することを特徴とする請求項10から請求項12のいずれか1項に記載した閉断面構造成形用の成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009252986A JP5795143B2 (ja) | 2008-11-06 | 2009-11-04 | 閉断面構造の成形方法、及び閉断面構造成形用の成形装置 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008285712 | 2008-11-06 | ||
JP2008285712 | 2008-11-06 | ||
JP2009080047 | 2009-03-27 | ||
JP2009080047 | 2009-03-27 | ||
JP2009252986A JP5795143B2 (ja) | 2008-11-06 | 2009-11-04 | 閉断面構造の成形方法、及び閉断面構造成形用の成形装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010247225A JP2010247225A (ja) | 2010-11-04 |
JP5795143B2 true JP5795143B2 (ja) | 2015-10-14 |
Family
ID=43310172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009252986A Active JP5795143B2 (ja) | 2008-11-06 | 2009-11-04 | 閉断面構造の成形方法、及び閉断面構造成形用の成形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5795143B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5990923B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-09-14 | アイシン精機株式会社 | 熱間プレス成形装置および熱間プレス成形方法 |
JP5454619B2 (ja) * | 2012-05-28 | 2014-03-26 | Jfeスチール株式会社 | 閉断面構造体の成形方法及び閉断面構造体の成形装置 |
JP6052054B2 (ja) * | 2013-05-20 | 2016-12-27 | 新日鐵住金株式会社 | 金属板材の曲げ成形方法 |
JP7458133B2 (ja) * | 2020-03-11 | 2024-03-29 | ダイハツ工業株式会社 | プレス成形金型及びプレス成形方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5976625A (ja) * | 1982-10-26 | 1984-05-01 | Toyota Motor Corp | 曲線フランジ曲げ加工型 |
JP2825138B2 (ja) * | 1991-03-12 | 1998-11-18 | トヨタ自動車株式会社 | 曲げ加工型 |
JP3550942B2 (ja) * | 1997-05-08 | 2004-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | プレス曲げ方法及び装置 |
JP2002001445A (ja) * | 2000-06-16 | 2002-01-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | プレス成形方法 |
JP2003245717A (ja) * | 2002-02-26 | 2003-09-02 | Ricoh Co Ltd | パイプ体製造方法及びパイプ体 |
JP4679108B2 (ja) * | 2004-10-19 | 2011-04-27 | 株式会社エフテック | 閉断面構造体の製造方法 |
-
2009
- 2009-11-04 JP JP2009252986A patent/JP5795143B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010247225A (ja) | 2010-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10160031B2 (en) | Method of forming a closed cross-sectional structure | |
KR101868706B1 (ko) | 프레스 성형 방법 및 프레스 성형 부품의 제조 방법 | |
KR101579028B1 (ko) | 폐단면 구조 부품의 제조 방법 및 장치 | |
JP5966617B2 (ja) | 閉断面構造体の成形方法及び閉断面構造体の成形装置 | |
JP5640346B2 (ja) | 多角形閉断面構造部品の製造方法 | |
US11577294B2 (en) | U-O forming of a component curved about three spatial axes | |
JP5795143B2 (ja) | 閉断面構造の成形方法、及び閉断面構造成形用の成形装置 | |
JP2012091179A (ja) | 亜鉛めっき鋼板製部品のレーザ重ね溶接方法 | |
US11534815B2 (en) | Press formed product, automobile structural member with the press formed product, and method for producing press formed product | |
WO2020209357A1 (ja) | ブランクおよび構造部材 | |
JP5206805B2 (ja) | 閉断面構造部品の製造方法及び装置 | |
US9669444B2 (en) | Method of manufacturing curvilineal closed structure parts without flange and apparatus for the same | |
JP2016203255A (ja) | プレス成形品の製造方法及びプレス装置 | |
JP5320952B2 (ja) | 突合せ溶接ワークの強化方法及び突合せ溶接ワーク | |
JP5206813B2 (ja) | 曲がり形状を有する閉断面構造部品の製造方法及び装置 | |
TWI480110B (zh) | 閉斷面構造部品的製造方法及裝置 | |
JP7156343B2 (ja) | プレス成形方法及びプレス成形金型 | |
JP7273355B1 (ja) | 構造部材及びその製造方法 | |
WO2024042593A1 (ja) | プレス成形品の製造方法及びブランク | |
JP2022114992A (ja) | プレス成形品の製造方法 | |
TWI477329B (zh) | 具有彎曲形狀之閉斷面構造部品的製造方法及裝置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120712 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130808 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131017 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140422 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140718 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20140827 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20141024 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150520 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150812 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5795143 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |