JP7311830B1 - 構造部材及びその製造方法 - Google Patents
構造部材及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7311830B1 JP7311830B1 JP2023512036A JP2023512036A JP7311830B1 JP 7311830 B1 JP7311830 B1 JP 7311830B1 JP 2023512036 A JP2023512036 A JP 2023512036A JP 2023512036 A JP2023512036 A JP 2023512036A JP 7311830 B1 JP7311830 B1 JP 7311830B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- structural member
- lower mold
- flange
- flange portion
- mold
- 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 141
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 22
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 30
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 6
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000007545 Vickers hardness test Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/26—Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/208—Deep-drawing by heating the blank or deep-drawing associated with heat treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D53/00—Making other particular articles
- B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
0.9×Tmax≦T≦Tmax (1)
ただし、Tmax[%]は、縦フランジ部の端縁における板厚減少率の最大値である。
HVTmax-10.0≦HV≦HVTmax+10.0 (2)
ただし、HVTmax[HV]は、縦フランジ部の端縁のうち、板厚減少率の最大値Tmaxを有する部分のビッカース硬さである。HV及びHVTmaxは、試験力294.2Nの場合のビッカース硬さである。
[構造部材の構成]
図1は、第1実施形態に係る構造部材10の斜視図である。構造部材10は、自動車用の構造部材として使用される。構造部材10は、典型的には、自動車の左右方向に延びるフレームである。構造部材10は、例えば、フロアパネル上又はフロアパネル裏に配置されるクロスメンバや、クロスメンバの端部に設けられるクロスエクステンション等である。
以下、構造部材10の製造方法について、図3A~図3Iを参照しつつ説明する。図3A~図3Iは、構造部材10の製造方法を説明するための模式図である。構造部材10の製造方法は、素材Mを準備する工程と、素材Mを構造部材10に成形する工程とを備える。
図3Aを参照して、準備工程では、金属板からなる素材Mを準備する。素材Mは、例えば、構造部材10(図1及び図2)を展開した形状となるように打ち抜き加工されたブランクである。素材Mを構成する金属板は、例えば鋼板である。この鋼板は、例えば、590MPa以上の引張強度を有する。鋼板は、780MPa以上の引張強度を有していてもよいし、980MPa以上の引張強度を有していてもよい。素材Mの板厚は、例えば、1.0mm以上、5.0mm以下である。
図3B~図3Dに示すように、成形工程では、素材Mを構造部材10(図1及び図2)に成形するため、金型20を使用する。まず、金型20の構成について説明する。図3Bは、金型20の斜視図である。図3Cは、金型20の横断面図(IIIC-IIIC断面図)である。図3Dは、金型20の縦断面図(IIID-IIID断面図)である。
図3C及び図3Dに示すように、成形工程を開始する際、プレス機(図示略)のスライドに取り付けられた上型23及びパッド24は、上死点に位置する。この状態で、素材Mを第1下型21の頂面211a上に載置する。その後、プレス機のスライドとともに上型23及びパッド24を下型21,22に向かって下降させ、上型23及びパッド24を下型21,22に対して接近させる。
第1下型21とともに素材Mを挟持した状態の上型23を第2下型22に対してさらに接近させると、上型23により、クッション機構25で支持された第1下型21が押し下げられる。これにより、第1下型21の成形面211と第2下型22の成形面221との段差が徐々に小さくなっていく。図3H及び図3Iを参照して、上型23が下死点に到達したとき、第1下型21と第2下型22との間の段差は消失し、上型23と第2下型22との間で素材Mが挟持(プレス)される。また、パッド24と第2下型22とによって素材Mが挟持される。
0.9×Tmax≦T≦Tmax (1)
本実施形態では、部材本体11及び第1フランジ12を成形するための第1下型21と、第2フランジ13を成形するための第2下型22とを用いて、素材Mから構造部材10を成形する。成形の第1工程では、上型23及びパッド24と第1下型21との間で素材Mが挟持される一方、上型23及びパッド24と第2下型22との間では素材Mが挟持されない。すなわち、成形途中までは、素材Mのうち第2フランジ13となる部分が金型20によって拘束されない。これにより、素材Mのうち第2フランジ13となる部分で材料の流動が生じる。材料は、主に、横フランジ部131側から縦フランジ部132側へと流入する。そのため、各縦フランジ部132の端縁132aや、縦フランジ部132と第1フランジ12との接続部分(コーナー部)において割れが発生するのを抑制することができる。
HVTmax-10.0≦HV≦HVTmax+10.0 (2)
図6は、第2実施形態に係る構造部材10Aの斜視図である。本実施形態に係る構造部材10Aの基本的な構成は、第1実施形態に係る構造部材10と構成と同一である。ただし、構造部材10Aは、部材本体11の天板111の形状において、第1実施形態に係る構造部材10と異なる。
11:部材本体
111:天板
111a:側部
112:縦壁
12:第1フランジ
13:第2フランジ
131:横フランジ部
131a:端部
132:縦フランジ部
132a:端縁
14:稜線部
141:コーナー部
20:金型
21:第1下型
211:成形面
22:第2下型
221:成形面
23:上型
24:パッド
25:クッション機構
M:素材
Claims (12)
- 自動車用の構造部材の製造方法であって、
金属板からなる素材を準備する準備工程と、
金型を用いて前記素材を前記構造部材に成形する成形工程と、
を備え、
前記構造部材は、
前記構造部材の長手方向に延び、且つ前記構造部材の幅方向に対向する2つの側部を有する天板と、前記側部の各々に稜線部を介して接続される縦壁と、を含む部材本体と、
前記天板の反対側で前記縦壁に接続され、前記縦壁から前記幅方向に張り出す第1フランジと、
前記長手方向における前記部材本体の端部に連続して設けられる第2フランジであって、前記天板から前記幅方向に張り出す横フランジ部と、前記横フランジ部の前記部材本体側の端部に前記稜線部を介して接続され、前記横フランジ部から前記第1フランジへと延びる縦フランジ部と、を含む第2フランジと、
を含み、
前記金型は、
上型と、
前記上型に対向して配置され、前記部材本体及び前記第1フランジを成形するための第1下型と、
前記第1下型の隣において前記上型に対向して配置され、前記第2フランジを成形するための第2下型と、
を含み、
前記成形工程は、
前記上型と前記第1下型とで前記素材を挟持する一方、前記上型と前記第2下型とで前記素材を挟持しない第1工程と、
前記第1工程の後、前記上型と前記第2下型とで前記素材を挟持して前記第2フランジを成形する第2工程と、
を含む、製造方法。 - 請求項1に記載の製造方法であって、
前記金型は、さらに、パッドを含み、
前記第1工程では、前記パッドで前記素材を押さえた後で、前記上型と前記第1下型とで前記素材を挟持する、製造方法。 - 請求項1又は2に記載の製造方法であって、
前記第1下型の成形面と前記第2下型の成形面との間に予め段差を生じさせておくことにより、前記第1工程において、前記上型を前記第1下型及び前記第2下型に対して相対的に接近させたときに、前記第1下型が前記第2下型に先行して前記上型との間で前記素材を挟持し、
前記第2工程では、前記第1下型とともに前記素材を挟持した状態の前記上型を前記第2下型に対してさらに接近させることにより、前記段差が消失して前記第2下型が前記上型との間で前記素材を挟持し、
前記第1工程の開始前における前記段差の大きさは、前記素材の板厚以上、前記板厚の5.0倍以下である、製造方法。 - 請求項3に記載の製造方法であって、
前記第1下型は、クッション機構によって昇降可能に構成されており、
前記成形工程では、前記上型を前記第1下型及び前記第2下型に向かって下降させる、製造方法。 - 請求項1に記載の製造方法であって、さらに、
金属板から中間成形品を成形する予備成形工程を備え、
前記成形工程では、前記中間成形品を前記素材として、当該素材から前記構造部材を成形する、製造方法。 - 請求項1に記載の製造方法であって、さらに、
前記素材を加熱する加熱工程を備え、
前記成形工程では、前記加熱工程で加熱された前記素材を前記構造部材に成形する、製造方法。 - 請求項1に記載の製造方法であって、
前記金属板は、590MPa以上の引張強度を有する鋼板である、製造方法。 - 自動車用の構造部材であって、
前記構造部材の長手方向に延び、且つ前記構造部材の幅方向に対向する2つの側部を有する天板と、前記側部の各々に稜線部を介して接続される縦壁と、を含む部材本体と、
前記天板の反対側で前記縦壁に接続され、前記縦壁から前記幅方向に張り出す第1フランジと、
前記長手方向における前記部材本体の端部に連続して設けられる第2フランジであって、前記天板から前記幅方向に張り出す横フランジ部と、前記横フランジ部の前記部材本体側の端部に前記稜線部を介して接続され、前記横フランジ部から前記第1フランジへと延びる縦フランジ部と、を含む第2フランジと、
を備え、
前記稜線部は、前記天板から前記横フランジ部に向かって延在するコーナー部を含み、
前記コーナー部は、前記構造部材の平面視で25.0mm以下の曲率半径の円弧状であり、
前記天板の板厚を基準とする板厚減少率をT[%]としたとき、前記縦フランジ部の端縁において以下の式(1)を満たす板厚減少率Tを有する領域の長さは、前記板厚の2.0倍以上、6.0倍以下である、構造部材。
0.9×Tmax≦T≦Tmax (1)
ただし、Tmax[%]は、前記縦フランジ部の前記端縁における前記板厚減少率の最大値である。 - 請求項8に記載の構造部材であって、
前記縦フランジ部の前記端縁において以下の式(2)を満たすビッカース硬さHV[HV]を有する領域の長さは、前記板厚の5.0倍以上、10.0倍以下である、構造部材。
HVTmax-10.0≦HV≦HVTmax+10.0 (2)
ただし、HVTmax[HV]は、前記縦フランジ部の前記端縁のうち、前記板厚減少率の最大値Tmaxを有する部分のビッカース硬さである。 - 請求項8に記載の構造部材であって、
前記縦フランジ部の表面において互いに前記板厚以上離れている30箇所で測定されるビッカース硬さの平均値は300.0Hv以上であり、当該ビッカース硬さの標準偏差は70.0Hv以下である、構造部材。 - 請求項8に記載の構造部材であって、
当該構造部材は、590MPa以上の引張強度を有する鋼板で形成されている、構造部材。 - 請求項8から11のいずれか1項に記載の構造部材であって、
前記コーナー部は、前記構造部材の平面視で20.0mm以下の曲率半径を有する、構造部材。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021143894 | 2021-09-03 | ||
JP2021143894 | 2021-09-03 | ||
PCT/JP2022/032517 WO2023032953A1 (ja) | 2021-09-03 | 2022-08-30 | 構造部材及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2023032953A1 JPWO2023032953A1 (ja) | 2023-03-09 |
JP7311830B1 true JP7311830B1 (ja) | 2023-07-20 |
Family
ID=85411223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023512036A Active JP7311830B1 (ja) | 2021-09-03 | 2022-08-30 | 構造部材及びその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4397423A1 (ja) |
JP (1) | JP7311830B1 (ja) |
CN (1) | CN117751020A (ja) |
WO (1) | WO2023032953A1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013035068A (ja) * | 2010-05-19 | 2013-02-21 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | L字状形状を有する部品のプレス成形方法 |
CN105478596A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-04-13 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种复杂型面多行程拉延模具结构 |
JP2016175089A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間プレス用金型、熱間プレス装置および熱間プレス成形品の製造方法 |
JP2020152173A (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | Jfeスチール株式会社 | 車体骨格部品の継手構造、車体骨格部品及び該車体骨格部品の製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI574755B (zh) | 2013-03-21 | 2017-03-21 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | A method of manufacturing a press-formed member, and a press-forming device |
KR102138043B1 (ko) | 2014-05-14 | 2020-08-13 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 블랭크 및 프레스 성형품의 제조 방법 |
JP6690605B2 (ja) | 2017-07-06 | 2020-04-28 | Jfeスチール株式会社 | プレス成形方法 |
-
2022
- 2022-08-30 CN CN202280053178.5A patent/CN117751020A/zh active Pending
- 2022-08-30 WO PCT/JP2022/032517 patent/WO2023032953A1/ja active Application Filing
- 2022-08-30 JP JP2023512036A patent/JP7311830B1/ja active Active
- 2022-08-30 EP EP22864535.4A patent/EP4397423A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013035068A (ja) * | 2010-05-19 | 2013-02-21 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | L字状形状を有する部品のプレス成形方法 |
JP2016175089A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間プレス用金型、熱間プレス装置および熱間プレス成形品の製造方法 |
CN105478596A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-04-13 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种复杂型面多行程拉延模具结构 |
JP2020152173A (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | Jfeスチール株式会社 | 車体骨格部品の継手構造、車体骨格部品及び該車体骨格部品の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023032953A1 (ja) | 2023-03-09 |
JPWO2023032953A1 (ja) | 2023-03-09 |
EP4397423A1 (en) | 2024-07-10 |
CN117751020A (zh) | 2024-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101701082B1 (ko) | 프레스 부품의 제조 방법 및 제조 장치 | |
TWI555593B (zh) | 毛坯、成形板、及壓製成形品之製造方法 | |
CN109414745B (zh) | 冲压部件的制造方法及制造装置 | |
EP2896467B1 (en) | Method for producing curved article | |
KR101863469B1 (ko) | 강판 소재, 그 제조 방법 및 제조 장치, 및 그 강판 소재를 이용한 프레스 성형품의 제조 방법 | |
KR101305927B1 (ko) | 폐구조 부재의 제조 방법, 프레스 성형 장치 및 폐구조 부재 | |
TWI448338B (zh) | 具有l字狀形狀之零件的壓製成形方法 | |
JP5378738B2 (ja) | 閉構造部材の製造方法、プレス成形装置 | |
KR102015737B1 (ko) | 프레스 부품의 제조 방법 및 제조 장치 | |
JPWO2014148618A1 (ja) | プレス成形部材の製造方法及びプレス成形装置 | |
KR20160145130A (ko) | 블랭크 및 프레스 성형품의 제조 방법 | |
JP7311830B1 (ja) | 構造部材及びその製造方法 | |
JP7273355B1 (ja) | 構造部材及びその製造方法 | |
WO2024143337A1 (ja) | 構造部材及びその製造方法 | |
KR102450454B1 (ko) | 프레스 성형 방법 | |
JP7494883B2 (ja) | プレス成形方法およびプレス成形品の製造方法 | |
JP2022139529A (ja) | プレス装置、及びプレス成形品の製造方法 | |
JP5459183B2 (ja) | 金属製車両用クロスメンバー |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230216 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20230216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230322 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230515 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230619 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7311830 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |