JP6973236B2 - プレス成形方法 - Google Patents
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Description
そのため、特別な機構を設けずに、かつ生産性を低下させずに、破断を回避しつつしわの発生を抑制することができるプレス成形方法が望まれていた。
本発明で成形対象とするプレス成形品21は、図2に一例として示すように、弧状に湾曲する湾曲部23とその両端から延在する辺部25からなる平面視でL字形状を有する天板部27と、天板部27から前記湾曲の外側と内側のそれぞれに連続する縦壁部29と、縦壁部29から連続するフランジ部31とを備えた断面ハット形状であり、プレス成形品21は、例えば自動車用フロントピラーロアとして用いられる。
図2に示すようなプレス成形品21を通常のフォーム成形により成形すると、湾曲部23の湾曲形状が急峻であり、かつ成形に供するブランク(例えば鋼板)の板厚が薄い場合には、図3に示すように、湾曲部23における湾曲の内側にしわが生じる。
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、以下、本発明の実施の形態1及び2に係るプレス成形方法について説明する。
まず、本実施の形態1に係るプレス成形方法に用いる金型について説明する。
本実施の形態1で用いる金型1は、図1に示すように、パンチ3とダイ5とブランクホルダー7とを備えてなるものであり、ブランク41を断面ハット形状のプレス成形品21(図2)に成形するものである。
スペーサー11は、ダイ5とブランクホルダー7との間のクリアランスがブランク41の板厚超えとするものであり、ダイ5とブランクホルダー7との間にスペーサー11を設けてブランク41における湾曲の内側となる部位が固定されないように挟む。
図5(a)に示す固定部9aは、プレス成形品21のL字形状の一方の辺となる辺部25aに沿って湾曲部23との境界近傍まで設けられたものである。
図5(b)に示す固定部9bは、L字形状の他方の辺となる辺部25bに沿って湾曲部23との境界を超えて設けられたものである。
図5(c)に示す固定部9cは、湾曲の外側において辺部25a、25bと湾曲部23に沿って設けられたものである。
図5(d)は、L字形状の辺となる辺部25a、25bに沿った部位と、これらの部位を直線で繋ぐように設けられたものである。
ブランク41を固定して材料移動を拘束するという観点からは、ピン15aを用いた固定部15が最も好ましく、次に、ドロービード45を形成する固定部13が好ましい。
または、ダイ5および/またはブランクホルダー7の端部に凸部を設けてもよい。
本発明の実施の形態2に係るプレス成形方法は、前述の実施の形態1と同様に、図2に例示するプレス成形品21を目標形状に成形するものであって、ブランク41を予成形品51(図12)に予成形する予成形工程と、予成形品51を前記目標形状のプレス成形品21にリストライクするリストライク工程とを備えたものである。
以下、上記各工程をそれぞれ説明する。
予成形工程は、図11に示すように、パンチ3と、ダイ5と、ダイ5との間でブランク41を挟むブランクホルダー7とを備えてなる金型1を用いて、予成形品51に予成形する工程である。
リストライク工程は、前記予成形工程とは異なる金型を用いて、予成形品51を前記目標形状のプレス成形品21にリストライクする工程である。
また、リストライク工程では、予成形品のパンチ肩R部およびダイ肩R部の位置がほぼ決まるためブランクホルダーを用いずにフォーム成形により予成形品51をリストライクすることもできる。
実験では、図2に示す自動車のフロントピラーロアを成形対象とする目標形状のプレス成形品21とし、ブランクには1180MPa級、板厚1.2mmの鋼板を用いた。
一方、発明例に係る予成形品51において、湾曲の内側と外側から連続するパンチ肩R部63a、63bの曲率半径を30〜50mmの範囲とし、湾曲の内側におけるダイ肩R部65aの曲率半径を30mmとした。
図13(a)は、従来例に係るプレス成形品21の板厚分布であり、色の濃淡で板厚の大小を示す図である(濃:板厚大、淡:板厚小)。また、図13(b)は、プレス成形されたプレス成形品21の湾曲部23を中心とする部位を表示した図である。
また、湾曲部23の湾曲の外側となる部位(図の左側破線丸部分)では板厚が小さくなっており、当該部位においては破断の発生が懸念される。
図14より、予成形品51においては、湾曲部53の湾曲の内側となる部位におけるしわの発生が防止されていることがわかる。さらに、予成形品51をリストライクしたプレス成形品21においても、図15に示すように新たなしわや破断の発生が見られず、目標形状に成形できることが示された。これは、予成形品の形状を適切に決定できたためである。
3 パンチ
5 ダイ
7 ブランクホルダー
7a 内側ブランクホルダー
7b 外側ブランクホルダー
9、9a、9b、9c、9d 固定部
11 スペーサー
13 固定部
15 固定部
15a ピン
15b 孔
17 金型
21 プレス成形品
23 湾曲部
25 辺部
27 天板部
29 縦壁部
31 フランジ部
33 パンチ肩R部
35 ダイ肩R部
41 ブランク
43 ステップビード
45 ドロービード
51 予成形品
53 湾曲部
55 辺部
57 天板部
63a、63b パンチ肩R部
65a、65b ダイ肩R部
Claims (3)
- 弧状に湾曲する湾曲部と該湾曲部の両端から延在する辺部とからなる平面視でL字形状を有する天板部と、該天板部から前記湾曲の外側と内側のそれぞれに連続する縦壁部と、該縦壁部から連続するフランジ部とを備えた断面ハット形状のプレス成形品を、パンチと、ダイと、該ダイとの間でブランクを挟むブランクホルダーとを用いて成形するプレス成形方法であって、
前記L字形状の前記辺部と前記湾曲部との境界近傍までの少なくとも一辺に沿うように前記ブランクにおける前記湾曲の外側となる部位を、前記湾曲の内側に向かって変形するような材料回転を生じさせる前記湾曲の外側の前記フランジ部における縮みフランジ変形を回避するように、固定し、かつ前記湾曲の内側となる部位を固定せず材料移動を拘束しない状態で、前記ダイを前記パンチ側に相対移動させ、前記湾曲の外側から内側に向かう材料の移動を拘束して前記材料回転を拘束しつつ、前記湾曲の内側から外側に向かって材料が一方向に移動するように成形することにより前記天板部におけるしわの発生を防止することを特徴とするプレス成形方法。 - 弧状に湾曲する湾曲部と該湾曲部の両端から延在する辺部とからなる平面視でL字形状を有する天板部と、該天板部から前記湾曲の外側と内側のそれぞれにパンチ肩R部を介して連続する縦壁部と、該縦壁部からダイ肩R部を介して連続するフランジ部とを備えた断面ハット形状を目標形状とするプレス成形品を成形するプレス成形方法であって、
パンチと、ダイと、該ダイとの間でブランクを挟むブランクホルダーを用いて、ブランクを、前記湾曲の外側と内側における前記パンチ肩R部の曲率半径と、前記湾曲の内側における前記ダイ肩R部の曲率半径を、前記目標形状のそれぞれの曲率半径よりも大きく設定した予成形品に予成形する予成形工程と、
該予成形工程とは異なる金型を用いて、前記予成形品を前記目標形状の成形品にリストライクするリストライク工程と、を備え、
前記予成形工程は、前記L字形状の前記辺部と前記湾曲部との境界近傍までの少なくとも一辺に沿うように前記ブランクにおける前記湾曲の外側となる部位を、前記湾曲の内側に向かって変形するような材料回転を生じさせる前記湾曲の外側の前記フランジ部における縮みフランジ変形を回避するように、固定し、かつ前記湾曲の内側となる部位を固定せず材料移動を拘束しない状態で、前記ダイを前記パンチ側に相対移動させ、前記湾曲の外側から内側に向かう材料の移動を拘束して前記材料回転を拘束しつつ、前記湾曲の内側から外側に向かって材料が一方向に移動するように予成形することにより前記天板部におけるしわの発生を防止することを特徴とするプレス成形方法。 - 前記湾曲の内側となる部位における前記ダイと前記ブランクホルダーの隙間は、前記ブランクの板厚超えとすることを特徴とする請求項1又は2に記載のプレス成形方法。
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