KR20170107063A - 프레스 성형품, 및 그 프레스 성형품의 제조 방법 및 제조 설비열 - Google Patents
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Abstract
한 쌍의 평탄부와, 그 평탄부를 잇는 굽힘부를 구비하고, 또한 굽힘부의 굽힘 반경이 R2(mm)이고 한 쌍의 평탄부가 이루는 내각이 θ2(°)인 프레스 성형품을 제조하기 위한 방법은, 준비 공정과, 제1 성형 공정과, 제2 성형 공정을 포함한다. 준비 공정에서는, 인장 강도가 590MPa 이상인 금속판을 준비한다. 제1 성형 공정에서는, 굽힘 반경이 R1(mm)이고 내각이 θ1(°)인 굽힘부를 구비하는 중간 성형품(36)을 성형한다. 제2 성형 공정에서는, 중간 성형품(36)의 굽힘부(36c)의 부분을 프레스 성형품의 굽힘부에 성형한다. 굽힘 반경 R1, 내각 θ1, 굽힘 반경 R2 및 내각 θ2가, 식 (1)~(3)의 조건을 만족한다. 1.05＜A1/A2 …(1) 1.0＜R1/R2 …(2) A1/A2＜6.0/(R1/R2) …(3) 상기의 식 중, A1(°)은 중간 성형품(36)의 내각 θ1의 보각이며, A2(°)는 프레스 성형품의 내각 θ2의 보각이다.
Description
본 발명은, 자동차, 자동차 이외의 각종 차량, 일반 기계, 선박 등에 이용되는 프레스 성형품에 관한 것이고, 특히, 굽힘부를 갖는 프레스 성형품, 및 그 프레스 성형품을 제조하기 위한 방법 및 설비열에 관한 것이다.
굽힘부를 갖는 프레스 성형품은, 예를 들어, 자동차 차체의 골격 부재(예：크로스 멤버, 사이드 멤버, 사이드 실, 필러 등), 및 자동차의 각종 부품(예：도어 임펙트 빔, 토 컨트롤 링크, 서스펜션 아암 등)에 이용된다. 이 프레스 성형품은, 소재인 강판에 프레스에 의한 굽힘 가공이 실시됨으로써 얻어진다. 최근, 지구 환경 보전을 위해 연비의 향상이 요구되고, 또한 충돌시의 안전성의 향상도 요구된다. 이로 인해, 프레스 성형품에는, 고강도 강판을 채용한 박육화(薄肉化)가 추진되고 있다. 그러나, 소재의 고강도화와 그 가공성(특히 굽힘성)은 상반되는 관계에 있다.
도 1a 및 도 1b는, 종래의 일반적인 굽힘 가공 방법의 개요를 도시하는 단면도이다. 이들 도면 중, 도 1a는 굽힘 가공의 상황을 도시하고, 도 1b는, 도 1a에 도시하는 굽힘 가공을 거쳐 제조된 프레스 성형품(2)을 도시한다. 종래의 굽힘 가공 방법에서는, 프레스 성형품(2)의 굽힘부(5)의 성형은, 1공정의 프레스 가공에 의해 행해진다. 구체적으로는, 도 1a에 도시하는 바와 같이, 펀치(3) 및 다이(4)를 이용하여 강판(1)에 굽힘 가공이 실시된다. 이것에 의해, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 굽힘부(5)를 갖는 프레스 성형품(2)이 성형된다.
일반적으로, 강판(1)의 굽힘성은 한계 R/t에 의해 평가된다. 여기서, R은, 균열이 발생하는 일 없이 굽힘 가공을 행할 수 있는 최소 굽힘 반경이며, t는 강판(1)의 판두께이다. 최근, 상기의 골격 부재의 소재로서, 신장이 작은 인장 강도가 980MPa 이상인 고강도 강판이 이용되기 시작하고 있다. 또, 현가 부품(예：서스펜션 아암)의 소재로서, 인장 강도가 590MPa 이상인 고강도 강판이 이용되고 있다. 요컨대, 강판(1)의 강도가 높아짐에 따라, 한계 R/t가 커지는 경향이 있다. 그로 인해, 프레스 성형품(2)의 굽힘부(5)의 굽힘 반경을 작게 설계한 경우, 강판(1)이 갈라진다. 한편, 프레스 성형품(2)의 굽힘부(5)의 굽힘 반경을 크게 설계한 경우, 골격 부재나 현가 부품의 강성이 저하하고, 그 충돌 에너지 흡수 성능이 저하한다. 따라서, 굽힘부(5)를 갖는 프레스 성형품(2)을 고강도 강판으로부터 제조할 때, 한계 R/t를 작게 할 수 있는 가공 방법이 강하게 요구되고 있다.
도 2a~도 2c는, 일본국 특허 공개 2010－172912호 공보(특허 문헌 1)에 개시된 굽힘 가공 방법의 개요를 도시하는 단면도이다. 이들 도면 중, 도 2a는 1공정째의 가공의 상황을 도시하고, 도 2b는 2공정째의 가공의 상황을 도시한다. 도 2c는, 도 2a 및 도 2b에 도시하는 굽힘 가공을 거쳐 제조된 프레스 성형품(7)을 도시한다.
특허 문헌 1의 굽힘 가공 방법에서는, 프레스 성형품(7)의 굽힘부(8)의 성형은, 2공정으로 나눠진 프레스 가공에 의해 행해진다. 구체적으로는, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 1공정째의 프레스 가공에서는, 펀치(9) 및 다이(10)를 이용하여 강판(6)에 굽힘 가공이 실시된다. 펀치(9) 및 다이(10)는, 프레스 성형품(7)의 굽힘부(8)의 굽힘 반경 R2보다 큰 굽힘 반경 R1의 형상을 강판(6)에 부여한다. 이것에 의해, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 굽힘 반경 R1의 굽힘부(11)를 갖는 중간 성형품(12)이 성형된다.
2공정째의 프레스 가공에서는, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 펀치(13) 및 다이(14)를 이용하여 중간 성형품(12)에 가공이 실시된다. 펀치(13) 및 다이(14)는, 프레스 성형품(7)의 굽힘부(8)의 굽힘 반경 R2의 형상을 중간 성형품(12)에 부여한다. 이것에 의해, 도 2c에 도시하는 프레스 성형품(7)이 성형된다.
특허 문헌 1의 굽힘 가공 방법에 의하면, 1공정째의 프레스 가공에 있어서, 굽힘 반경 R1이 크기 때문에, 균열이 발생하지 않는다. 또한, 2공정째의 프레스 가공에 있어서, 굽힘부(8)의 외표면에 발생하는 인장 변형이 작아지며, 균열의 발생을 억제할 수 있다.
특허 문헌 1의 굽힘 가공 방법에서는, 2공정째에서 이용하는 펀치(13)의 선끝 각도 θ2는, 1공정째에서 이용하는 펀치(9)의 선끝 각도 θ1과 같다. 즉, 프레스 성형품(7)의 굽힘부(8)의 내각은, 중간 성형품(12)의 굽힘부(11)의 내각과 같다.
특허 문헌 1에는, 인장 강도가 889MPa이고 신장이 59%로 높은 스테인리스 강판을 이용하고, 굽힘부를 갖는 프레스 성형품을 제조하는 경우, 한계 R/t를 0으로 할 수 있는 것이 개시되어 있다. 그러나, 특허 문헌 1의 굽힘 가공 방법에 의해서도, 예를 들어 고강도 강판과 같이 인장 강도가 높고 신장이 작은 금속판을 이용한 경우, 굽힘부에서 균열이 발생할 우려가 있다. 따라서, 한계 R/t를 확실히 작게 할 수 있는 것이 요구된다.
본 발명의 목적 중 하나는, 작은 굽힘 반경의 굽힘부를 갖고, 인장 강도가 590MPa 이상인 프레스 성형품이어도, 굽힘부의 외표면의 인장 변형이 작고 균열이 억제된 프레스 성형품을 제공하는 것이다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 그러한 프레스 성형품을 제조할 수 있는 제조 방법 및 제조 설비열을 제공하는 것이다.
본 발명의 일실시 형태에 의한 프레스 성형품은, 인장 강도가 590MPa 이상인 금속판으로 이루어지고, 한 쌍의 평탄부와, 상기 한 쌍의 평탄부를 잇는 굽힘부를 구비한다. 이 프레스 성형품에서는, 단면에 있어서, 상기 굽힘부의 꼭대기부 부근으로부터 멀어짐에 따라 판두께가 증가하고, 또한, 상기 굽힘부의 끝 부근으로부터 멀어짐에 따라 판두께가 감소한 후에 다시 증가하며, 또한, 상기 굽힘부의 끝의 위치로부터 원래의 판두께의 1.5배 떨어진 위치보다 먼 곳에서 판두께가 원래의 판두께가 된다.
상기의 프레스 성형품에 있어서, 상기 굽힘부의 끝의 위치로부터 원래의 판두께의 1.5배 떨어진 위치까지에 있어서의 판두께의 평균값 t2와, 상기 굽힘부의 상기 꼭대기부에 있어서의 판두께 t1의 비 「t2/t1」이 1.01 미만인 것이 바람직하다.
상기의 프레스 성형품은, 천판부와, 두 개의 종벽부와, 상기 천판부와 상기 각 종벽부를 잇는 능선부를 구비하는 경우, 상기 천판부 및 상기 종벽부가 상기 평탄부를 구성함과 더불어, 상기 능선부가 상기 굽힘부를 구성하는 것이 바람직하다.
상기의 프레스 성형품은, 천판부와, 두 개의 종벽부와, 상기 천판부와 상기 각 종벽부를 잇는 상측 능선부와, 두 개의 플랜지부와, 상기 각 종벽부와 상기 각 플랜지부를 잇는 하측 능선부를 구비하는 경우, 상기 천판부 및 상기 종벽부가 상기 평탄부를 구성함과 더불어, 상기 상측 능선부가 상기 굽힘부를 구성하며, 및/또는, 상기 종벽부 및 상기 플랜지부가 상기 평탄부를 구성함과 더불어, 상기 하측 능선부가 상기 굽힘부를 구성하는 것이 바람직하다.
상기의 프레스 성형품은, 인장 강도가 1180MPa 이상인 강판으로 이루어지는 것이 바람직하다. 인장 강도는 780MPa 이상이어도 되고, 980MPa 이상이어도 된다.
본 발명의 일실시 형태에 의한 프레스 성형품의 제조 방법은, 한 쌍의 평탄부와, 상기 한 쌍의 평탄부를 잇는 굽힘부를 구비하고, 또한 상기 굽힘부의 굽힘 반경이 R2이고 상기 한 쌍의 평탄부가 이루는 내각이 θ2인 프레스 성형품을 제조하기 위한 방법이다. 상기 제조 방법은, 소재 준비 공정과, 제1 성형 공정과, 제2 성형 공정을 포함한다. 소재 준비 공정에서는, 인장 강도가 590MPa 이상인 금속판을 준비한다. 제1 성형 공정에서는, 금형을 이용하여 상기 금속판에 프레스 가공을 실시하여, 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘부에 대응하는 부분에 굽힘 반경이 R1(mm)이고 내각이 θ1(°)인 굽힘부를 구비하는 중간 성형품을 성형한다. 제2 성형 공정에서는, 금형을 이용하여 상기 중간 성형품에 프레스 가공을 실시하여, 상기 중간 성형품의 상기 굽힘부의 부분에 굽힘 반경이 R2(mm)이고 내각이 θ2(°)인 굽힘부를 구비하는 상기 프레스 성형품을 성형한다. 그리고, 상기 중간 성형품의 상기 굽힘 반경 R1 및 상기 내각 θ1, 및 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘 반경 R2 및 상기 내각 θ2가, 하기의 식 (1)~(3)의 조건을 만족한다.
1.05＜A1/A2 …(1)
1.0＜R1/R2 …(2)
A1/A2＜6.0/(R1/R2) …(3)
상기의 식 중, A1(°)은, 하기의 식 (A)로 표시되는, 상기 중간 성형품의 상기 내각 θ1의 보각이며, A2(°)는, 하기의 식 (B)로 표시되는, 상기 프레스 성형품의 상기 내각 θ2의 보각이다.
A1=180－θ1 …(A)
A2=180－θ2 …(B)
상기의 제조 방법에 있어서, 상기 중간 성형품의 상기 굽힘 반경 R1 및 상기 내각 θ1, 및 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘 반경 R2 및 상기 내각 θ2가, 하기의 식 (1), (4) 및 (5)의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
1.05＜A1/A2 …(1)
1.5＜R1/R2 …(4)
A1/A2＜3.5/(R1/R2) …(5)
상기의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 성형 공정에서는, 상기 금형으로서 펀치 및 다이를 이용하고, 상기 제2 성형 공정에서는, 상기 금형으로서 펀치 및 다이를 이용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제2 성형 공정에서는, 프레스 가공시에, 상기 다이에 설치된 다이 패드와 상기 펀치에 설치된 이너 패드에 의해, 상기 중간 성형품을 눌러 위치 결정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 형태에 의한 프레스 성형품의 제조 방법은, 한 쌍의 평탄부와, 상기 한 쌍의 평탄부를 잇는 굽힘부를 구비하고, 또한 상기 굽힘부의 굽힘 반경이 R2이고 상기 한 쌍의 평탄부를 이루는 내각이 θ2인 프레스 성형품을 제조하기 위한 설비열이다. 상기 제조 설비열은, 제1 프레스 장치와, 제2 프레스 장치를 포함한다. 제1 프레스 장치는, 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘부에 대응하는 부분에 굽힘 반경이 R1(mm)이고 내각이 θ1(°)인 굽힘부를 구비하는 중간 성형품을 성형하기 위한 펀치 및 다이를 구비한다. 제2 프레스 장치는, 상기 중간 성형품의 상기 굽힘부의 부분에 굽힘 반경이 R2(mm)이고 내각이 θ2(°)인 굽힘부를 구비하는 상기 프레스 성형품을 성형하기 위한 펀치 및 다이를 구비한다. 그리고, 상기 중간 성형품의 상기 굽힘 반경 R1 및 상기 내각 θ1, 및 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘 반경 R2 및 상기 내각 θ2가, 상기의 식 (1)~(3)의 조건을 만족한다.
상기의 제조 설비열에 있어서, 상기 중간 성형품의 상기 굽힘 반경 R1 및 상기 내각 θ1, 및 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘 반경 R2 및 상기 내각 θ2가, 상기의 식 (1), (4) 및 (5)의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
상기의 제조 설비열에 있어서, 상기 제2 프레스 장치는, 상기 다이에 설치된 다이 패드와, 상기 펀치에 설치된 이너 패드를 더 구비하고, 프레스 가공시에 상기 다이 패드와 상기 이너 패드에 의해 상기 중간 성형품을 눌러 위치 결정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 프레스 성형품은, 작은 굽힘 반경의 굽힘부를 갖고, 인장 강도가 590MPa 이상이며, 굽힘부의 외표면의 인장 변형이 작아 균열이 억제되어 있다. 본 발명의 제조 방법 및 제조 설비열은, 그러한 프레스 성형품을 제조할 수 있다.
도 1a는, 종래의 일반적인 굽힘 가공 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 굽힘 가공의 상황을 도시한다.
도 1b는, 도 1a에 도시하는 굽힘 가공을 거쳐 제조된 프레스 성형품을 도시한다.
도 2a는, 특허 문헌 1에 개시된 굽힘 가공 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공의 상황을 도시한다.
도 2b는, 특허 문헌 1에 개시된 굽힘 가공 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공의 상황을 도시한다.
도 2c는, 도 2a 및 도 2b에 도시하는 굽힘 가공을 거쳐 제조된 프레스 성형품을 도시한다.
도 3a는, 본 실시 형태에 의한 프레스 성형품의 일례를 도시하는 단면도이며, 프레스 성형품의 전체를 도시한다.
도 3b는, 도 3a에 도시하는 프레스 성형품의 굽힘부 및 그 근방을 도시한다.
도 4는, 굽힘부의 꼭대기부로부터의 거리와 판두께의 관계의 일례를 도시하는 도이다.
도 5는, 굽힘부의 꼭대기부로부터의 거리와 굽힘부의 표층 변형의 관계의 일례를 도시하는 도이다.
도 6은, 굽힘부의 끝의 위치로부터 원래의 판두께의 1.5배 떨어진 위치까지에 있어서의 평탄부의 판두께의 평균값 t2와, 굽힘부의 꼭대기부의 판두께 t1의 비 「t2/t1」의 일례를 도시하는 도이다.
도 7a는, 본 실시 형태에 의한 프레스 성형품의 제조 방법의 기본적 개념을 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공의 상황을 도시한다.
도 7b는, 본 실시 형태에 의한 프레스 성형품의 제조 방법의 기본적 개념을 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공의 상황을 도시한다.
도 7c는, 도 7a 및 도 7b에 도시하는 가공을 거쳐 제조된 프레스 성형품을 도시한다.
도 8a는, 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 8b는, 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 9a는, 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 9b는, 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 초기의 상태를 도시한다.
도 9c는, 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 10a는, 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 10b는, 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 11a는, 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 11b는, 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 초기의 상태를 도시한다.
도 11c는, 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 12a는, 제3 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 12b는, 제3 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 13a는, 제3 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 13b는, 제3 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 14는, 굽힘부의 외각비 「A1/A2」와 굽힘부의 표층 변형의 관계를 도시하는 도이다.
도 15는, 굽힘부의 둘레 길이비 「L1/L2」와 굽힘부의 표층 변형의 관계를 도시하는 도이다.
도 16은, 본 실시 형태의 제조 방법에 의한 성형 조건을 정리한 도이다.
도 17은, 실시예의 결과를 도시하는 도이다.
도 1b는, 도 1a에 도시하는 굽힘 가공을 거쳐 제조된 프레스 성형품을 도시한다.
도 2a는, 특허 문헌 1에 개시된 굽힘 가공 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공의 상황을 도시한다.
도 2b는, 특허 문헌 1에 개시된 굽힘 가공 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공의 상황을 도시한다.
도 2c는, 도 2a 및 도 2b에 도시하는 굽힘 가공을 거쳐 제조된 프레스 성형품을 도시한다.
도 3a는, 본 실시 형태에 의한 프레스 성형품의 일례를 도시하는 단면도이며, 프레스 성형품의 전체를 도시한다.
도 3b는, 도 3a에 도시하는 프레스 성형품의 굽힘부 및 그 근방을 도시한다.
도 4는, 굽힘부의 꼭대기부로부터의 거리와 판두께의 관계의 일례를 도시하는 도이다.
도 5는, 굽힘부의 꼭대기부로부터의 거리와 굽힘부의 표층 변형의 관계의 일례를 도시하는 도이다.
도 6은, 굽힘부의 끝의 위치로부터 원래의 판두께의 1.5배 떨어진 위치까지에 있어서의 평탄부의 판두께의 평균값 t2와, 굽힘부의 꼭대기부의 판두께 t1의 비 「t2/t1」의 일례를 도시하는 도이다.
도 7a는, 본 실시 형태에 의한 프레스 성형품의 제조 방법의 기본적 개념을 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공의 상황을 도시한다.
도 7b는, 본 실시 형태에 의한 프레스 성형품의 제조 방법의 기본적 개념을 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공의 상황을 도시한다.
도 7c는, 도 7a 및 도 7b에 도시하는 가공을 거쳐 제조된 프레스 성형품을 도시한다.
도 8a는, 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 8b는, 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 9a는, 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 9b는, 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 초기의 상태를 도시한다.
도 9c는, 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 10a는, 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 10b는, 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 11a는, 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 11b는, 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 초기의 상태를 도시한다.
도 11c는, 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 12a는, 제3 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 12b는, 제3 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 1공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 13a는, 제3 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 전의 상태를 도시한다.
도 13b는, 제3 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이며, 2공정째의 가공에 있어서의 가공 완료시의 상태를 도시한다.
도 14는, 굽힘부의 외각비 「A1/A2」와 굽힘부의 표층 변형의 관계를 도시하는 도이다.
도 15는, 굽힘부의 둘레 길이비 「L1/L2」와 굽힘부의 표층 변형의 관계를 도시하는 도이다.
도 16은, 본 실시 형태의 제조 방법에 의한 성형 조건을 정리한 도이다.
도 17은, 실시예의 결과를 도시하는 도이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 열심히 검토를 거듭한 결과, 하기의 지견 (a)~(c)를 얻었다.
(a) 한 쌍의 평탄부와, 이 한 쌍의 평탄부를 잇는 굽힘부를 구비한 프레스 성형품에 대해 검토한다. 이 프레스 성형품에 있어서, 굽힘부의 굽힘 반경은 R2(mm)이며, 한 쌍의 평탄부가 이루는 내각은 θ2(°)이다. 인장 강도가 590MPa 이상인 고강도 강판을 소재로 하고, 2공정으로 나눠진 프레스 가공에 의해 프레스 성형품을 제조한다. 1공정째의 프레스 가공에서는, 금형으로서 펀치 및 다이를 이용하고, 강판에 있어서의 프레스 성형품의 굽힘부에 대응하는 부분에, 굽힘 반경이 R1(mm)이고 내각이 θ1(°)인 굽힘부를 갖는 중간 성형품을 성형한다. 2공정째의 프레스 가공에서는, 금형으로서 펀치 및 다이를 이용하며, 중간 성형품의 굽힘부를 굽힘 반경이 R2(mm)이고 내각이 θ2(°)인 굽힘부에 성형된 프레스 성형품을 성형한다.
여기서, 굽힘부에서의 균열의 발생을 억제하기 위해서는, 굽힘부의 외표면에 발생하는 인장 변형(이하, 「표층 변형」이라고도 한다)이 작으면 좋다. 굽힘부에 발생하는 표층 변형의 크기에는, 1공정째에서 성형되는 굽힘부의 둘레 길이 L1(mm)과, 2공정째에서 성형되는 굽힘부의 둘레 길이 L2(mm)의 둘레 길이비 「L1/L2」가 관여한다. 굽힘부의 둘레 길이 L1 및 L2는, 굽힘부의 단면에 있어서의 둘레 방향의 길이이고, 하기의 식 (i) 및 (ii)에 의해 표시된다.
L1=π×R1×(180－θ1)/180 …(i)
L2=π×R2×(180－θ2)/180 …(ii)
또, 1공정째에서 성형되는 굽힘부의 내각 θ1의 보각(즉 외각) A1(°)은, 하기의 식 (A)로 표시된다. 2공정째에서 성형되는 굽힘부의 내각 θ2의 보각(즉 외각) A2(°)는, 하기의 식 (B)로 표시된다.
A1=180－θ1 …(A)
A2=180－θ2 …(B)
상기의 식 (i), (ii), (A) 및 (B)로부터, 굽힘부의 둘레 길이비 「L1/L2」는 하기의 식 (iii)으로 표시된다.
L1/L2=(A1×R1)/(A2×R2) …(iii)
따라서, 굽힘부에 발생하는 표층 변형의 크기에는, 1공정째에서 성형되는 중간 성형품의 굽힘부의 굽힘 반경 R1 및 내각 θ1(외각 A1), 및 2공정째에서 성형되는 프레스 성형품의 굽힘부의 굽힘 반경 R2 및 내각 θ2(외각 A2)가, 서로 관여한다.
상기의 굽힘 반경 R1 및 내각 θ1(외각 A1), 및 상기의 굽힘 반경 R2 및 내각 θ2(외각 A2)가, 하기의 식 (1)~(3)의 조건을 만족하면, 1공정째의 프레스 가공 및 2공정째의 프레스 가공을 거침으로써, 굽힘부에 발생하는 표층 변형의 발생 영역이 확대된다. 그 결과, 프레스 성형품의 굽힘부의 표층 변형이 작아진다. 이것에 의해, 인장 강도가 590MPa 이상인 강판을 소재로서 이용하는 경우여도, 균열의 발생을 억제할 수 있고, 보다 작은 굽힘 반경의 굽힘부를 갖는 프레스 성형품을 제조할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기의 굽힘 반경 R1 및 내각 θ1(외각 A1), 및 상기의 굽힘 반경 R2 및 내각 θ2(외각 A2)가, 하기의 식 (1), (4) 및 (5)의 조건을 만족한다.
1.05＜A1/A2 …(1)
1.0＜R1/R2 …(2)
A1/A2＜6.0/(R1/R2) …(3)
1.5＜R1/R2 …(4)
A1/A2＜3.5/(R1/R2) …(5)
상기의 식 (1)은, 1공정째에서 성형되는 굽힘부의 외각 A1이, 2공정째에서 성형되는 굽힘부의 외각 A2보다 큰 것을 의미한다. 즉, 상기의 식 (1)은, 상기의 식 (A) 및 (B)보다, 1공정째에서 성형되는 굽힘부의 내각 θ1이, 2공정째에서 성형되는 굽힘부의 내각 θ2보다 작은 것을 의미한다. 각 내각 θ1 및 θ2(외각 A1 및 A2)의 크기는, 프레스 성형품의 설계 치수에 따라 정해진다. 실용적으로는, 각 내각 θ1 및 θ2의 크기는, 90°~120°의 범위 내에서 정해진다.
상기의 식 (2) 및 (4)는, 1공정째에서 성형되는 굽힘부의 굽힘 반경 R1이, 2공정째에서 성형되는 굽힘부의 굽힘 반경 R2보다 큰 것을 의미한다. 각 굽힘 반경 R1 및 R2의 크기는, 프레스 성형품의 설계 치수에 따라 정해진다. 구체적으로는, 이하대로이다.
굽힘부에 균열이 발생할 우려가 있는 R/t는 0.5~3.0이다. 여기서, R은 굽힘 가공시의 굽힘 반경이며, t는, 굽힘 가공이 실시되는 금속판의 판두께이다. 통상, 프레스 성형품의 평탄부의 평균 판두께, 즉 소재인 금속판의 판두께는, 박판의 경우, 0.5~3.2mm 정도이다. 후판의 경우, 그 판두께는 3.2~30mm 정도이며, 30mm 이상을 초과하는 경우도 있다. 본 실시 형태에서는, 이러한 각종 판두께를 갖는 금속판의 굽힘 가공에 대해, 굽힘부에 균열이 발생할 우려가 있는 경우를 대상으로 한다.
즉, 판두께가 예를 들어 0.5mm인 경우, 프레스 성형품의 굽힘부의 굽힘 반경 R, 즉 2공정째에서 성형되는 굽힘부의 굽힘 반경 R2는 0.25~1.5mm 정도이다. 이 경우, 1공정째에서 성형되는 굽힘부의 굽힘 반경 R1은 0.26~8.2mm 정도이며, 바람직하게는 0.38~5.2mm 정도이다. 판두께가 예를 들어 1.0mm인 경우, 상기의 굽힘 반경 R2는 0.5~3.0mm 정도이다. 이 경우, 상기의 굽힘 반경 R1은 0.55~16.0mm 정도이며, 바람직하게는 0.8~10.0mm 정도이다. 판두께가 예를 들어 3.2mm인 경우, 상기의 굽힘 반경 R2는 1.5~9.0mm 정도이다. 이 경우, 상기의 굽힘 반경 R1은 1.6~49.0mm 정도이며, 바람직하게는 2.3~31.0mm 정도이다. 판두께가 예를 들어 30mm인 경우, 상기의 굽힘 반경 R2는 15~90mm 정도이다. 이 경우, 상기의 굽힘 반경 R1은 16~494mm 정도이며, 바람직하게는 23~314mm 정도이다.
특히, 상기의 식 (1)~(3)의 조건이 만족된 경우, 상기 도 1a에 도시하는 종래의 굽힘 가공 방법(1공정만의 프레스 가공)의 경우보다 표층 변형이 작아진다.
또한, 상기의 식 (1), (4) 및 (5)의 조건이 만족된 경우, 상기 도 2a 및 도 2b에 도시하는 특허 문헌 1의 굽힘 가공 방법(2공정으로 나눠진 프레스 가공)의 경우보다 표층 변형이 작아진다.
요컨대, 프레스 성형품의 굽힘부의 굽힘 반경 R2는, 금속판의 판두께 t에 따라, 굽힘부에 균열이 발생할 우려가 있는 R/t의 범위 내에서 정해진다. 굽힘부에 균열이 발생할 우려가 있는 R/t는, 상기한 대로 0.5~3.0이다. 특히, 금속판의 연성이 높은 경우, R/t의 상한은 2.0이다. 금속판의 연성이 더 높은 경우, R/t의 상한은 1.0이다. 또한, 1공정째에서 성형되는 굽힘부의 굽힘 반경 R1의 크기는, 상기의 굽힘 반경 R2에 의거하여, 상기의 식 (1)~(3)의 조건으로부터 정해지고, 보다 바람직하게는 상기의 식 (1), (4) 및 (5)의 조건으로부터 정해진다. 그때, 후술하는 도 16으로부터, R1/R2는, 5.5 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.5 미만이다.
(b) 상기 (a)에 도시하는 굽힘 가공 방법에 의해 제조된 프레스 성형품은, 굽힘부 및 그 근방에 있어서 특유의 판두께 분포를 갖는다. 구체적으로는, 단면에 있어서, 굽힘부의 꼭대기부 부근으로부터 멀어짐에 따라 판두께가 증가하고, 또한, 굽힘부의 끝 부근으로부터 멀어짐에 따라 판두께가 감소한 후에 다시 증가하며, 또한, 굽힘부의 끝의 위치로부터 원래의 판두께의 1.5배 떨어진 위치보다 먼 곳에서 판두께가 원래의 판두께가 된다. 여기서, 「굽힘부의 꼭대기부 부근」이란, 꼭대기부로부터 ±0.1mm의 범위 내의 1점을 의미한다. 「굽힘부의 끝 부근」이란, 굽힘부의 끝, 즉 굽힘부와 평탄부의 경계로부터 ±0.1mm의 범위 내의 1점을 의미한다. 「원래의 판두께」란, 소재인 강판의 평균 판두께를 의미한다. 이 「원래의 판두께」는, 평탄부의 평균 판두께에 상당한다.
이러한 프레스 성형품은 3점 굽힘 특성 및 축 압괴 특성이 뛰어나다. 상기 도 1a에 도시하는 종래의 굽힘 가공 방법에서는, 굽힘부의 판두께, 특히 굽힘부의 꼭대기부의 판두께가 과대하게 감소하는 것에 비해, 상기 (a)에 도시하는 굽힘 가공 방법에서는, 굽힘부의 꼭대기부의 판두께가 크게 감소하는 일없이, 굽힘부 주변의 평탄부에서 판두께가 감소하기 때문이다. 예를 들어, 프레스 성형품이 차량에 탑재되는 부재인 경우, 충돌 등에 의해 그 부재가 변형될 때, 그 부재의 능선부(굽힘부)가 충격 하중을 부담한다. 따라서, 능선부(굽힘부)의 판두께가 확보된, 상기 (a)에 도시하는 굽힘 가공 방법에 의한 프레스 성형품은, 3점 굽힘 특성 및 축 압괴 특성이 뛰어나다.
(c) 상기 (a)에 도시하는 굽힘 가공 방법에서는, 상기한 대로, 1공정째에서 성형되는 중간 성형품의 굽힘부의 내각 θ1이, 2공정째에서 성형되는 프레스 성형품의 굽힘부의 내각 θ2보다 작다. 이것에 기인하여, 2공정째의 프레스 가공시, 중간 성형품이 금형 상에서 불안정해질지도 모른다. 이 경우, 2공정째의 프레스 가공에 있어서, 금형으로서, 다이 및 펀치가 모두 중간 성형품을 누르기 위한 패드를 구비하면 좋다. 다이가 구비하는 패드는 다이 패드라고 칭해지고, 펀치가 구비하는 패드는 이너 패드라고 칭해진다.
본 발명은 상기의 지견에 의거하여 완성된 것이다. 이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 이하에서는, 먼저, 프레스 성형품에 대해 설명하고, 계속해서, 그 프레스 성형품의 제조에 적절한 제조 방법 및 제조 설비열에 대해 설명한다.
［프레스 성형품］
도 3a 및 도 3b는, 본 실시 형태에 의한 프레스 성형품의 일례를 도시하는 단면도이다. 이들 도면 중, 도 3a는 프레스 성형품의 전체를 도시하고, 도 3b는 굽힘부 및 그 근방을 도시한다.
본 실시 형태의 프레스 성형품(20)은, 인장 강도가 590MPa 이상인 금속판으로 이루어진다. 인장 강도는, 780MPa 이상이어도 되고, 980MPa 이상이어도 되며, 1180MPa 이상이어도 된다. 이러한 인장 강도를 갖는 금속판으로는, 고강도 강판이 적절하다. 단, 금속판으로서, 알루미늄판, 티탄판, 스테인리스 강판, 마그네슘판 등을 이용할 수도 있다. 금속판으로는, 인장 강도가 1180MPa 이상인 고강도 강판이 바람직하다.
도 3a에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 프레스 성형품(20)은, 해트형의 단면 형상을 갖고, 천판부(21)와, 두 개의 종벽부(23a, 23b)와, 두 개의 상측 능선부(22a, 22b)와, 두 개의 플랜지부(25a, 25b)와, 두 개의 하측 능선부(24a, 24b)를 구비한다. 상측 능선부(22a, 22b)는, 천판부(21)와 종벽부(23a, 23b)를 잇는다. 하측 능선부(24a, 24b)는, 종벽부(23a, 23b)와 플랜지부(25a, 25b)를 잇는다.
이러한 프레스 성형품(20)은, 2공정으로 나눠진 프레스 가공(굽힘 가공)을 포함하는 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 제조된다. 천판부(21) 및 종벽부(23a)는 한 쌍의 평탄부를 구성하고, 이들 평탄부를 잇는 상측 능선부(22a)는 굽힘부(26)를 구성한다. 마찬가지로, 천판부(21) 및 종벽부(23b)는 한 쌍의 평탄부를 구성하고, 이들 평탄부를 잇는 상측 능선부(22b)는 굽힘부(27)를 구성한다. 또, 종벽부(23a) 및 플랜지부(25a)는 한 쌍의 평탄부를 구성하고, 이들 평탄부를 잇는 하측 능선부(24a)는 굽힘부(28)를 구성한다. 마찬가지로, 종벽부(23b) 및 플랜지부(25b)는 한 쌍의 평탄부를 구성하고, 이들 평탄부를 잇는 하측 능선부(24b)는 굽힘부(29)를 구성한다.
도 3b에는, 본 실시 형태의 프레스 성형품(20)의 굽힘부(26) 및 그 근방을 대표적으로 도시하고, 그 윤곽을 실선으로 도시한다. 그 외의 굽힘부(27~29) 및 그 근방의 상황은, 도 3b에 도시하는 상황과 같다. 또한, 도 3b에는, 상기 도 1a에 도시하는 종래의 굽힘 가공 방법에 의해 얻어진 프레스 성형품(2)의 굽힘부(5)의 윤곽을 파선으로 도시하고, 상기 도 2a 및 도 2b에 도시하는 특허 문헌 1의 굽힘 가공 방법에 의해 얻어진 프레스 성형품(7)의 굽힘부(8)의 윤곽을 이점쇄선으로 도시한다.
도 3b에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 프레스 성형품(20)은, 굽힘부(26) 및 그 근방에 있어서 특유의 판두께 분포를 갖는다. 구체적으로는, 굽힘부(26)의 꼭대기부(26a) 부근으로부터 멀어짐에 따라, 판두께가 증가한다. 또한, 굽힘부(26)의 끝(이른바 굽힘(R) 종점)(26b) 부근으로부터 멀어짐에 따라, 판두께가 감소한 후에 다시 증가한다. 또한, 굽힘부(26)의 끝(26b)의 위치로부터 원래의 판두께 t0의 1.5배 떨어진 위치(26c)보다 먼 곳에서, 판두께가 원래의 판두께 t0이 된다.
이러한 판두께 분포는, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 얻어진다. 본 실시 형태의 제조 방법에서는, 굽힘부(26) 주변의 평탄부(예：천판부(21) 및 종벽부(23a))에서 판두께를 감소시키고, 이것에 의해 굽힘부(26)(예：상측 능선부(22a))의 판두께의 감소를 억제한다. 예를 들어, 이러한 판두께 분포를 갖는 해트형 단면의 프레스 성형품이 차량에 탑재되는 부재인 경우, 충돌 등에 의해 그 부재가 변형될 때, 그 부재의 상측 능선부(22a, 22b)가 충격 하중을 부담한다. 이 경우, 굽힘부(26)인 상측 능선부(22a, 22b)의 판두께가 확보되어 있기 때문에, 그 부재는 3점 굽힘 특성 및 축 압괴 특성이 뛰어나다.
도 4는, 프레스 성형품의 단면에 있어서, 굽힘부의 꼭대기부로부터의 거리와 판두께의 관계의 일례를 도시하는 도이다. 도 5는, 프레스 성형품의 단면에 있어서, 굽힘부의 꼭대기부로부터의 거리와 굽힘부의 표층 변형의 관계의 일례를 도시하는 도이다. 도 4 및 도 5에 있어서, 동그라미표는, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 얻어진 프레스 성형품(20)(이하, 「본 발명예」라고 한다)을 나타낸다. 삼각표는, 상기 도 1a에 도시하는 종래의 굽힘 가공 방법에 의해 얻어진 프레스 성형품(2)(이하, 「비교예 1」이라고 한다)을 나타낸다. 사각표는, 상기 도 2a 및 도 2b에 도시하는 특허 문헌 1의 굽힘 가공 방법에 의해 얻어진 프레스 성형품(7)(이하, 「비교예 2」라고 한다)을 나타낸다.
도 6은, 프레스 성형품의 단면에 있어서, 굽힘부의 끝의 위치로부터 원래의 판두께의 1.5배 떨어진 위치까지에 있어서의 평탄부의 판두께의 평균값 t2와, 굽힘부의 꼭대기부의 판두께 t1의 비 「t2/t1」의 일례를 도시하는 도이다. 도 6에는, 본 발명예의 프레스 성형품(20)과, 비교예 1의 프레스 성형품(2)과, 비교예 2의 프레스 성형품(7)을 나열하여 도시한다.
본 발명예, 비교예 1 및 비교예 2의 프레스 성형품(20, 2 및 7) 중 어느 것도, 굽힘부(26, 5 및 8)의 굽힘 반경 R2가 1.5mm이며, 굽힘부(26, 5 및 8)의 외각 A2가 90°이다. 비교예 1의 프레스 성형품(2)의 굽힘부(5)는, 1공정만의 프레스 가공에 의해 성형된 것이다.
비교예 2의 프레스 성형품(7)의 굽힘부(8)는, 2공정으로 나눠진 프레스 가공에 의해 성형된 것이다. 구체적으로는, 1공정째의 프레스 가공에 의해, 프레스 성형품(7)의 굽힘부(8)의 굽힘 반경 R2보다 큰 3mm의 굽힘 반경 R1이 되는 굽힘부가 성형되고, 2공정째의 프레스 가공에 의해 1.5mm의 굽힘 반경 R2가 되는 굽힘부(8)가 성형되었다. 즉, 굽힘 반경비 「R1/R2」가 2.0이 되었다. 또, 1공정째에서 성형되는 굽힘부의 외각 A1과, 2공정째에서 성형되는 굽힘부의 외각 A2는, 같은 90°가 되었다. 즉, 외각비 「A1/A2」가 1.0이 되었다. 요컨대, 비교예 2의 프레스 성형품(7)은, 상기의 식 (1)~(5) 중 상기의 식 (2) 및 (4)만 만족하는 조건으로 성형된 것이다.
본 발명예의 프레스 성형품(20)의 굽힘부(26)는, 2공정으로 나눠진 프레스 가공에 의해 성형된 것이다. 구체적으로는, 1공정째의 프레스 가공에 의해, 프레스 성형품(20)의 굽힘부(26)의 굽힘 반경 R2보다 큰 3mm의 굽힘 반경 R1이 되는 굽힘부가 성형되고, 2공정째의 프레스 가공에 의해 1.5mm의 굽힘 반경 R2가 되는 굽힘부(26)가 성형되었다. 즉, 굽힘 반경비 「R1/R2」가 2.0이 되었다. 또, 1공정째의 프레스 가공에 의해, 프레스 성형품(20)의 굽힘부(26)의 외각 A2보다 큰 120°의 외각 A1이 되는 굽힘부가 성형되고, 2공정째의 프레스 가공에 의해 90°의 외각 A2가 되는 굽힘부(26)가 성형되었다. 즉, 외각비 「A1/A2」가 1.33이 되었다. 요컨대, 본 발명예의 프레스 성형품(20)은, 상기의 식 (1)~(5) 모두를 만족하는 조건으로 성형된 것이다.
도 4 중의 삼각표로 나타내는 바와 같이, 비교예 1에서는, 굽힘부(5)의 꼭대기부의 판두께가 크게 감소되어 있다. 이것에 비해, 도 4 중의 사각표로 나타내는 바와 같이, 비교예 2에 있어서의 굽힘부(8)의 꼭대기부의 판두께 감소는, 비교예 1의 판두께 감소보다 작다. 마찬가지로, 도 4 중의 동그라미표로 나타내는 바와 같이, 본 발명예에 있어서의 굽힘부(26)의 꼭대기부의 판두께 감소는, 비교예 1의 판두께 감소보다 작다.
또한, 본 발명예의 프레스 성형품(20)에 있어서의 굽힘부(26)의 꼭대기부(26a)의 판두께는, 비교예 1의 프레스 성형품(7)에 있어서의 굽힘부(8)의 꼭대기부의 판두께보다 크다. 게다가, 본 발명예의 프레스 성형품(20)에 있어서의 굽힘부(26) 주변의 평탄부에서 판두께가 감소한 영역은, 비교예 2의 프레스 성형품(7)에 있어서의 굽힘부(8) 주변의 평탄부에서 판두께가 감소한 영역보다 넓다.
이 이유는, 도 5로부터도 이해된다. 즉, 본 발명예의 프레스 성형품(20)의 굽힘부 근방에 발생하는 표층 변형(도 5 중의 동그라미표 참조)은, 비교예 2의 프레스 성형품(7)의 굽힘부 근방에 발생하는 표층 변형(도 5 중의 사각표 참조)에 비해, 광범위에 걸쳐 발생하기 때문이다.
또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 본 발명예의 프레스 성형품(20)에 있어서의 판두께비 「t2/t1」은 1.01 미만이며, 비교예 1의 프레스 성형품(2) 및 비교예 2의 프레스 성형품(7)에 있어서의 판두께비 「t2/t1」보다 작다. 즉, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해, 굽힘부 주변의 평탄부의 판두께가 감소하는 대신에, 굽힘부(26)의 꼭대기부(26a)의 판두께의 감소가 억제된다.
이러한 프레스 성형품(20)에 있어서의 판두께비 「t2/t1」는, 1.01 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.00 이상 1.01 미만이다.
본 실시 형태의 프레스 성형품은, 굽힘부의 굽힘 반경이 예를 들어 0~3mm로 작다. 게다가, 프레스 성형품은, 상기한 판두께 분포를 갖는다. 그로 인해, 프레스 성형품은, 정하중이 부하된 경우의 굽힘 강성 및 비틀림 강성이 뛰어나다. 또, 충격 하중이 부하된 경우, 굽힘부의 꼭대기부를 기점으로 한 좌굴이 억제되고, 높은 초기 하중과 높은 충격 에너지 흡수량이 얻어진다. 이것에 의해, 프레스 성형품은, 3점 굽힘 특성 및 축 압괴 특성이 뛰어나다. 따라서, 본 실시 형태의 프레스 성형품은, 예를 들어, 자동차 차체의 골격 부재(예：크로스 멤버, 사이드 멤버, 사이드 실, 필러 등), 및 자동차의 각종 부품(예：도어 임펙트 빔, 토 컨트롤 링크, 서스펜션 아암 등)에 적절하다.
또한, 본 실시 형태와 같이 해트형 단면의 프레스 성형품(20)의 경우, 굽힘부인 상측 능선부(22a, 22b) 및 하측 능선부(24a, 24b)는, 모두 상기한 굽힘 반경과 판두께 분포를 갖는 것이 바람직하다. 단, 프레스 성형품으로서의 성능을 만족하는 한, 상측 능선부(22a, 22b) 및 하측 능선부(24a, 24b) 중 어느 한쪽이, 상기한 굽힘 반경과 판두께 분포를 가져도 상관없다.
또, 프레스 성형품은, 상기한 해트형 단면인 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 플랜지부를 갖지 않는 홈형 단면의 프레스 성형품이어도 된다. 홈형 단면의 프레스 성형품은, 천판부와, 두 개의 종벽부와, 천판부와 각 종벽부를 잇는 능선부를 구비한다. 이 경우, 천판부 및 종벽부가 한 쌍의 평탄부를 구성하고, 이들 평탄부를 잇는 능선부가 굽힘부를 구성한다.
［프레스 성형품의 제조 방법 및 제조 설비열］
도 7a~도 7c는, 본 실시 형태에 의한 프레스 성형품의 제조 방법의 기본적 개념을 도시하는 단면도이다. 이들 도면 중, 도 7a는 1공정째의 가공의 상황을 도시하고, 도 7b는 2공정째의 가공의 상황을 도시한다. 도 7c는, 도 7a 및 도 7b에 도시하는 가공을 거쳐 제조된 프레스 성형품(37)을 도시한다.
도 8a, 도 8b 및 도 9a~도 9c는, 구체적인 일례로서 제1 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이다. 도 10a, 도 10b 및 도 11a~도 11c는, 구체적인 일례로서 제2 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이다. 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b는, 구체적인 일례로서 제3 실시 형태의 제조 방법의 개요를 도시하는 단면도이다. 이들 도면 중, 도 8a, 도 8b, 도 10a, 도 10b, 도 12a 및 도 12b는, 1공정째의 가공의 상황을 도시한다. 도 8a, 도 10a 및 도 12a는, 가공 전의 상태를 도시하고, 도 8b, 도 10b 및 도 12b는, 가공 완료시의 상태를 도시한다. 또, 도 9a~도 9c, 도 11a~도 11c, 도 13a 및 도 13b는, 2공정째의 가공의 상황을 도시한다. 도 9a, 도 11a 및 도 13a는, 가공 전의 상태를 도시하고, 도 9b 및 도 11b는, 가공 초기의 상태를 도시하며, 도 9c, 도 11c 및 도 13b는, 가공 완료시의 상태를 도시한다. 이들 도면에 있어서의 일점쇄선은 중심선이다.
본 실시 형태에서는, 프레스 성형품은, 2공정으로 나눠진 프레스 가공에 의해 제조된다. 즉, 도 7a~도 13b에 도시하는 바와 같이, 프레스 성형품(37)은, 1공정째의 제1 성형 공정, 및 2공정째의 제2 성형 공정을 차례로 거쳐 제조된다. 제1 성형 공정에서는, 제1 프레스 장치(30)를 이용한 프레스 가공에 의해, 소재인 금속판(35)으로부터 중간 성형품(36)이 성형된다. 제2 성형 공정에서는, 제2 프레스 장치(40)를 이용한 프레스 가공에 의해, 중간 성형품(36)으로부터 프레스 성형품(37)이 성형된다. 이와 같이 제1 프레스 장치(30)와 제2 프레스 장치(40)는, 일련의 제조 설비열을 구성한다.
도 7a, 도 8a, 도 8b, 도 10a, 도 10b, 도 12a 및 도 12b에 도시하는 바와 같이, 제1 프레스 장치(30)는, 금형으로서, 쌍이 되는 제1 펀치(31)와 제1 다이(32)를 구비한다. 또한, 도 8a, 도 8b, 도 10a 및 도 10b에 도시하는 제1 및 제2 실시 형태에서는, 다이 패드(38)와 이너 패드(도시 생략)를 구비한다. 다이 패드(38)는 제1 다이(32)에 설치되고, 이너 패드는 제1 펀치(31)에 설치된다. 다이 패드(38)와 이너 패드는, 제1 성형 공정의 프레스 가공시, 금속판(35)을 눌러 위치 결정한다. 단, 도 12a 및 도 12b에 도시하는 제3 실시 형태와 같이, 다이 패드와 이너 패드는 구비하지 않아도 된다.
도 7b, 도 9a~도 9c, 도 11a~도 11c, 도 13a 및 도 13b에 도시하는 바와 같이, 제2 프레스 장치(40)는, 금형으로서, 쌍이 되는 제2 펀치(33) 및 제2 다이(34)를 구비한다. 또한, 도 9a~도 9c, 및 도 11a~도 11c에 도시하는 제1 및 제2 실시 형태에서는, 다이 패드(39)와 이너 패드(도시 생략)를 구비한다. 다이 패드(39)는 제2 다이(34)에 설치되고, 이너 패드는 제2 펀치(33)에 설치된다. 다이 패드(39)와 이너 패드는, 제2 성형 공정의 프레스 가공시, 중간 성형품(36)을 눌러 위치 결정한다. 단, 도 13a~도 13b에 도시하는 제3 실시 형태와 같이, 다이 패드와 이너 패드는 구비하지 않아도 된다.
도 7b, 도 9a~도 9c, 도 11a~도 11c, 도 13a 및 도 13b에 도시하는 바와 같이, 제2 프레스 장치(40)의 제2 펀치(33)는, 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)를 성형하기 위해 어깨부(33a)를 갖는다. 이 어깨부(33a)와 연결되는 한 쌍의 면이 이루는 각도는, 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)의 내각 θ2와 같다. 즉, 어깨부(33a)의 각도의 외각은, 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)의 외각 A2와 같다. 또, 어깨부(33a)의 반경은, 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)의 굽힘 반경 R2와 같다.
한편, 도 7a, 도 8a, 도 8b, 도 10a, 도 10b, 도 12a 및 도 12b에 도시하는 바와 같이, 제1 프레스 장치(30)의 제1 펀치(31)는, 중간 성형품(36)의 굽힘부(36c)를 성형하기 위해 어깨부(31a)를 갖는다. 이 어깨부(31a)에 연결되는 한 쌍의 면이 이루는 각도는, 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)의 내각 θ2보다 작고, 중간 성형품(36)의 굽힘부(36c)의 내각 θ1과 같다. 즉, 어깨부(31a)의 각도의 외각은, 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)의 외각 A2보다 크고, 중간 성형품(36)의 굽힘부(36c)의 외각 A1과 같다. 또, 어깨부(31a)의 반경은, 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)의 굽힘 반경 R2보다 크고, 중간 성형품(36)의 굽힘부(36c)의 굽힘 반경 R1과 같다.
그리고, 중간 성형품(36)의 굽힘부(36c)의 굽힘 반경 R1 및 내각 θ1(외각 A1), 및 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)의 굽힘 반경 R2 및 내각 θ2(외각 A2)가, 상기의 식 (1)~(3), 또는 상기의 식 (1), (4) 및 (5)의 조건을 만족하도록, 제1 펀치(31)의 어깨부(31a)의 반경 및 각도(외각), 및 제2 펀치(33)의 어깨부(33a)의 반경 및 각도(외각)는 설정되어 있다.
본 실시 형태의 제조 방법에서는, 이러한 제1 프레스 장치(30)와 제2 프레스 장치(40)를 이용하여 프레스 성형품(37)이 제조된다. 우선, 도 7a, 도 8a, 도 10a 및 도 12a에 도시하는 바와 같이, 소재 준비 공정에서, 소재가 되는 금속판(35)을 준비한다. 이 금속판(35)은, 상기한 대로, 인장 강도가 590MPa 이상인 금속판(예：고강도 강판)이다.
제1 성형 공정에서는, 도 7a, 도 8a, 도 8b, 도 10a, 도 10b, 도 12a 및 도 12b에 도시하는 바와 같이, 제1 펀치(31) 및 제1 다이(32)를 이용하고, 경우에 따라서는 다이 패드(38)와 이너 패드를 더 이용하여, 금속판(35)에 프레스 가공이 실시된다. 그때, 제1 펀치(31)의 어깨부(31a) 및 제1 다이(32)에 의해, 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)에 대응하는 부분에 굽힘부(36c)가 성형된다. 이것에 의해, 굽힘 반경이 R1이고 내각이 θ1(외각이 A1)인 굽힘부(36c)를 갖는 중간 성형품(36)이 성형된다.
다음에, 제2 성형 공정에서는, 도 7b, 도 9a~도 9c, 도 11a~도 11c, 도 13a 및 도 13b에 도시하는 바와 같이, 제2 펀치(33) 및 제2 다이(34)를 이용하고, 경우에 따라서는 다이 패드(39)와 이너 패드를 더 이용하여, 중간 성형품(36)에 프레스 가공이 실시된다. 그때, 제2 펀치(33)의 어깨부(33a) 및 제2 다이(34)에 의해, 중간 성형품(36)의 굽힘부(36c)의 부분에 굽힘부(37c)가 성형된다. 이것에 의해, 굽힘 반경이 R2고 내각이 θ2(외각이 A2)인 굽힘부(36c)를 갖는 프레스 성형품(37)이 성형된다.
도 7b, 도 9c, 도 11c 및 도 13b에 도시하는 프레스 성형품(37)은, 예를 들어, 도 3a에 도시하는 해트형 단면의 프레스 성형품(20), 또는 홈형 단면의 프레스 성형품 등이다. 전자의 경우, 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)는, 예를 들어, 프레스 성형품(20)의 상측 능선부(22a, 22b), 및 하측 능선부(24a, 24b)이다. 프레스 성형품(37)의 굽힘부(37c)에 연결되는 평탄부(37a, 37b)는, 예를 들어, 프레스 성형품(20)의 천판부(21), 종벽부(23a, 23b), 및 플랜지부(25a, 25b)이다.
본 실시 형태의 제조 방법에 의하면, 굽힘부(37c) 주변의 평탄부(37a, 37b)에서 판두께를 감소시켜, 굽힘부(37c)의 판두께의 감소를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 굽힘부(37c)에 발생하는 표층 변형의 발생 영역이 확대되고, 굽힘부의 표층 변형이 작아진다. 따라서, 본 실시 형태의 제조 방법에 의하면, 굽힘부에서의 균열의 발생을 억제할 수 있고, 보다 작은 굽힘 반경의 굽힘부(37c)를 갖는 프레스 성형품(37)을 제조할 수 있다.
도 14는, 굽힘부의 외각비 「A1/A2」와 굽힘부의 표층 변형의 관계를 도시하는 도이다. 도 14에 있어서, 동그라미표는 본 발명예의 제조 방법에 의한 경우를 나타내고, 삼각표는 비교예 1의 제조 방법에 의한 경우를 나타내며, 사각표는 비교예 2의 제조 방법에 의한 경우를 나타낸다. 또한, 본 발명예 및 비교예 2의 경우, 1공정째의 프레스 가공에 있어서의 R/t는 2.14이며, 2공정째의 프레스 가공에 있어서의 R/t는 1.07이었다. 또, 비교예 1의 경우, 1공정만의 프레스 가공에 있어서의 R/t는 1.07이었다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 외각비 「A1/A2」가 1.05를 초과하면, 굽힘부의 표층 변형이 비교예 1 및 비교예 2 중 어느 한쪽보다 작아지는 것을 알 수 있다. 즉, 외각비 「A1/A2」가 1.05를 초과하는 조건이면, 균열을 억제하면서, 보다 작은 굽힘 반경의 굽힘부를 성형할 수 있는 것을 알 수 있다. 이 조건은, 상기의 식 (1)을 만족하는 조건에 상당한다.
도 15는, 굽힘부의 둘레 길이비 「L1/L2」와 굽힘부의 표층 변형의 관계를 도시하는 도이다. 도 15에 있어서, 동그라미표는 본 발명예의 제조 방법에 의한 경우를 나타내고, 삼각표는 비교예 1의 제조 방법에 의한 경우를 나타내며, 사각표는 비교예 2의 제조 방법에 의한 경우를 나타낸다.
본 발명예, 비교예 1 및 비교예 2 중 어느 제조 방법의 경우도, 최종적인 프레스 성형품의 굽힘부의 굽힘 반경 R2는 1.5mm로 하고, 그 굽힘부의 외각 A2를 90°로 했다. 비교예 1의 제조 방법에서는, 1공정만의 프레스 가공에 의해 굽힘부를 성형했다.
비교예 2의 제조 방법에서는, 2공정으로 나눠진 프레스 가공에 의해 굽힘부를 성형했다. 비교예 2의 경우, 1공정째의 프레스 가공(제1 성형 공정)에 의해 성형하는 굽힘부에 대해, 외각 A1을 프레스 성형품의 외각 A2와 같게 유지하면서, 굽힘 반경 R1을 프레스 성형품의 굽힘 반경 R2보다 큰 범위 내에서 여러 가지 변경했다.
본 발명예의 제조 방법에서는, 2공정으로 나눠진 프레스 가공에 의해 굽힘부를 성형했다. 본 발명예의 경우, 1공정째의 프레스 가공(제1 성형 공정)에 의해 성형하는 굽힘부에 대해, 굽힘 반경 R1을 프레스 성형품의 굽힘 반경 R2보다 큰 범위 내에서 여러 가지 변경하고, 또한 외각 A1을 프레스 성형품의 외각 A2보다 큰 범위 내에서 여러 가지 변경했다.
도 15로부터, 이하의 것이 개시된다. 동그라미표로 나타내는 본 발명예와 삼각표로 나타내는 비교예 1을 비교했을 때, 둘레 길이비 「L1/L2」가 1.0을 초과 6.0 미만이면, 굽힘부의 표층 변형이 비교예 1보다 작아지는 것을 알 수 있다. 여기서, 둘레 길이비 「L1/L2」는 상기의 식 (iii)으로 표시된다. 또한, 동그라미표로 나타내는 본 발명예는, 모두 굽힘 반경비 「R1/R2」가 1.0을 초과한다. 따라서, 상기의 식 (3)을 만족하고, 또한 식 (2)를 만족하는 조건이면, 비교예 1보다 표층 변형이 작아지고, 균열에 대해 본 발명예의 효과가 있는 것을 알 수 있다.
동그라미표로 나타내는 본 발명예와 사각표로 나타내는 비교예 2를 비교했을 때, 둘레 길이비 「L1/L2」가 1.0을 초과 3.5 미만이면, 굽힘부의 표층 변형이 비교예 2보다 작아지는 것을 알 수 있다. 여기서, 둘레 길이비 「L1/L2」는 상기의 식 (iii)으로 표시된다. 또한, 동그라미표로 나타내는 본 발명예 중, 표층 변형이 비교예 2보다 작은 것은, 굽힘 반경비 「R1/R2」가 1.5를 초과한다. 따라서, 상기의 식 (5)을 만족하고, 또한 식 (3)을 만족하는 조건이면, 비교예 2보다 표층 변형이 작아지고, 균열에 대해 본 발명예의 효과가 있는 것을 알 수 있다.
도 16은, 본 실시 형태의 제조 방법에 의한 성형 조건을 정리한 도이다. 도 16에 있어서, 횡축은 굽힘부의 굽힘 반경비 「R1/R2」이며, 종축은 굽힘부의 둘레 길이비 「L1/L2」이다. 중간 성형품의 굽힘 반경 R1 및 외각 A1, 및 프레스 성형품의 굽힘 반경 R2 및 외각 A2가, 「A1/A2=1.05」의 직선과, 「R1/R2=1.0」의 직선과, 「A1/A2=6.0/(R1/R2)」의 쌍곡선으로 둘러싸이는 범위로 설정되면, 비교예 1보다 균열이 억제된다. 즉, 상기의 식 (1)~(3)의 조건을 만족하면 된다. 또한, 중간 성형품의 굽힘 반경 R1 및 외각 A1, 및 프레스 성형품의 굽힘 반경 R2 및 외각 A2가, 「A1/A2=1.05」의 직선과, 「R1/R2=1.5」의 직선과, 「A1/A2=3.5/(R1/R2)」의 쌍곡선으로 둘러싸이는 범위로 설정되면, 비교예 2보다 균열이 억제된다. 즉, 보다 바람직하게는, 상기의 식 (1), (4) 및 (5)의 조건을 만족하면 된다. 또, 도 16으로부터, R1/R2는, 5.5 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.5 미만이다.
실시예
도 3a에 도시하는 해트형 단면의 프레스 성형품을 성형하는 해석을 행했다. 이 해석에서는 범용의 구조 해석 소프트 LS－DYNA를 이용했다. 비교예 1로서, 상기 도 1a에 도시하는 종래의 굽힘 가공 방법에 의해, No.1의 프레스 성형품을 성형했다. No.1의 성형에서는, 1공정만의 프레스 가공에 있어서의 R/t는 1.07로 했다.
비교예 2로서, 상기 도 2a 및 도 2b에 도시하는 특허 문헌 1의 굽힘 가공 방법에 의해, No.2, 4 및 6의 프레스 성형품을 성형했다. No.2, 4 및 6 중 어느 것에서도, 2공정째의 프레스 가공에 있어서의 R/t는 1.07로 했다. 1공정째의 프레스 가공에 있어서의 R/t는, No.2에서는 1.42로 하고, No.4에서는 2.14로 하며, No.6에서는 2.85로 했다.
본 발명예로서, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해, No.3, 5 및 7의 프레스 성형품을 성형했다. No.3, 5 및 7 중 어느 것에서도, 2공정째의 프레스 가공에 있어서의 R/t는, 비교예 2와 마찬가지로 1.07로 했다. 1공정째의 프레스 가공에 있어서의 R/t는, No.3에서는 비교예 2의 No.2와 마찬가지로 1.42로 하고, No.5에서는 비교예 2의 No.4와 마찬가지로 2.14로 하며, No.7에서는 비교예 2의 No.6과 마찬가지로 2.85로 했다. No.3, 5 및 7 중 어느 것에서도, 외각비 「A1/A2」는 1.33으로 했다.
또, No.1~7 중 어느 것에서도, 소재인 금속판으로서, 인장 강도가 1180MPa급이고 판두께가 1.4mm인 고강도 강판을 이용했다. 그 강판의 구체적인 기계 특성은, 하기대로 했다.
·YP(항복점)：801MPa
·TS(인장 강도)：1197MPa
·El(신장)：13.6%
No.1~7의 각 프레스 성형품에 대해, 굽힘부 꼭대기부의 외표면의 굽힘 방향(단면의 둘레 방향)에 있어서의 대수 변형을 구했다. 결과를 도 17에 도시한다.
도 17에 도시하는 바와 같이, 본 발명예(No.3, 5 및 7)의 표층 변형은, 비교예 1(No.1) 및 비교예 2(No.2, 4 및 6) 중 어느 한 표층 변형보다도, 작아졌다. 따라서, 본 실시 형태의 제조 방법에 의하면, 균열을 억제하면서, 보다 작은 굽힘 반경의 굽힘부를 갖는 프레스 성형품을 제조할 수 있는 것이 명백해졌다.
그 외 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
30 제1 프레스 장치
31 제1 펀치
31a 어깨부
32 제1 다이
40 제2 프레스 장치
33 제2 펀치
33a 어깨부
34 제2 다이
35 금속판
36 중간 성형품
36c 굽힘부
37 프레스 성형품
37a 평탄부
37b 평탄부
37c 굽힘부
31 제1 펀치
31a 어깨부
32 제1 다이
40 제2 프레스 장치
33 제2 펀치
33a 어깨부
34 제2 다이
35 금속판
36 중간 성형품
36c 굽힘부
37 프레스 성형품
37a 평탄부
37b 평탄부
37c 굽힘부
Claims (12)
- 인장 강도가 590MPa 이상인 금속판으로 이루어지고, 한 쌍의 평탄부와, 상기 한 쌍의 평탄부를 잇는 굽힘부를 구비한 프레스 성형품으로서,
단면에 있어서, 상기 굽힘부의 꼭대기부 부근으로부터 멀어짐에 따라 판두께가 증가하고, 또한, 상기 굽힘부의 끝 부근으로부터 멀어짐에 따라 판두께가 감소한 후에 다시 증가하며, 또한, 상기 굽힘부의 끝의 위치로부터 원래의 판두께의 1.5배 떨어진 위치보다 먼 곳에서 판두께가 원래의 판두께가 되는, 프레스 성형품. - 청구항 1에 있어서,
상기 굽힘부의 끝의 위치로부터 원래의 판두께의 1.5배 떨어진 위치까지에 있어서의 판두께의 평균값 t2와, 상기 굽힘부의 상기 꼭대기부에 있어서의 판두께 t1의 비(t2/t1)가 1.01 미만인, 프레스 성형품. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
천판부와, 두 개의 종벽부와, 상기 천판부와 상기 각 종벽부를 잇는 능선부를 구비하고,
상기 천판부 및 상기 종벽부가 상기 평탄부를 구성함과 더불어, 상기 능선부가 상기 굽힘부를 구성하는, 프레스 성형품. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
천판부와, 두 개의 종벽부와, 상기 천판부와 상기 각 종벽부를 잇는 상측 능선부와, 두 개의 플랜지부와, 상기 각 종벽부와 상기 각 플랜지부를 잇는 하측 능선부를 구비하고,
상기 천판부 및 상기 종벽부가 상기 평탄부를 구성함과 더불어, 상기 상측 능선부가 상기 굽힘부를 구성하며, 및/또는, 상기 종벽부 및 상기 플랜지부가 상기 평탄부를 구성함과 더불어, 상기 하측 능선부가 상기 굽힘부를 구성하는, 프레스 성형품. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
인장 강도가 1180MPa 이상인 강판으로 이루어지는, 프레스 성형품. - 한 쌍의 평탄부와, 상기 한 쌍의 평탄부를 잇는 굽힘부를 구비하고, 또한 상기 굽힘부의 굽힘 반경이 R2이고 상기 한 쌍의 평탄부가 이루는 내각이 θ2인 프레스 성형품을 제조하기 위한 방법으로서,
상기 제조 방법은,
인장 강도가 590MPa 이상인 금속판을 준비하는 소재 준비 공정과,
금형을 이용하여 상기 금속판에 프레스 가공을 실시하여, 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘부에 대응하는 부분에 굽힘 반경이 R1(mm)이고 내각이 θ1(°)인 굽힘부를 구비하는 중간 성형품을 성형하는 제1 성형 공정과,
금형을 이용하여 상기 중간 성형품에 프레스 가공을 실시하여, 상기 중간 성형품의 상기 굽힘부의 부분에 굽힘 반경이 R2(mm)이고 내각이 θ2(°)인 굽힘부를 구비하는 상기 프레스 성형품을 성형하는 제2 성형 공정을 포함하며,
상기 중간 성형품의 상기 굽힘 반경 R1 및 상기 내각 θ1, 및 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘 반경 R2 및 상기 내각 θ2가, 하기의 식 (1)~(3)의 조건을 만족하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
1.05＜A1/A2 …(1)
1.0＜R1/R2 …(2)
A1/A2＜6.0/(R1/R2) …(3)
상기의 식 중, A1(°)은, 하기의 식 (A)로 표시되는, 상기 중간 성형품의 상기 내각 θ1의 보각이며, A2(°)는, 하기의 식 (B)로 표시되는, 상기 프레스 성형품의 상기 내각 θ2의 보각이다.
A1=180－θ1 …(A)
A2=180－θ2 …(B) - 청구항 6에 있어서,
상기 중간 성형품의 상기 굽힘 반경 R1 및 상기 내각 θ1, 및 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘 반경 R2 및 상기 내각 θ2가, 하기의 식 (1), (4) 및 (5)의 조건을 만족하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
1.05＜A1/A2 …(1)
1.5＜R1/R2 …(4)
A1/A2＜3.5/(R1/R2) …(5) - 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 제1 성형 공정에서는, 상기 금형으로서 펀치 및 다이를 이용하고,
상기 제2 성형 공정에서는, 상기 금형으로서 펀치 및 다이를 이용하는, 프레스 성형품의 제조 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 제2 성형 공정에서는, 프레스 가공시에, 상기 다이에 설치된 다이 패드와 상기 펀치에 설치된 이너 패드에 의해, 상기 중간 성형품을 눌러 위치 결정하는, 프레스 성형품의 제조 방법. - 한 쌍의 평탄부와, 상기 한 쌍의 평탄부를 잇는 굽힘부를 구비하고, 또한 상기 굽힘부의 굽힘 반경이 R2이고 상기 한 쌍의 평탄부를 이루는 내각이 θ2인 프레스 성형품을 제조하기 위한 설비열로서,
상기 제조 설비열은,
상기 프레스 성형품의 상기 굽힘부에 대응하는 부분에 굽힘 반경이 R1(mm)이고 내각이 θ1(°)인 굽힘부를 구비하는 중간 성형품을 성형하기 위한 펀치 및 다이를 구비하는 제1 프레스 장치와,
상기 중간 성형품의 상기 굽힘부의 부분에 굽힘 반경이 R2(mm)이고 내각이 θ2(°)인 굽힘부를 구비하는 상기 프레스 성형품을 성형하기 위한 펀치 및 다이를 구비하는 제2 프레스 장치를 포함하며,
상기 중간 성형품의 상기 굽힘 반경 R1 및 상기 내각 θ1, 및 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘 반경 R2 및 상기 내각 θ2가, 하기의 식 (1)~(3)의 조건을 만족하는, 프레스 성형품의 제조 설비열.
1.05＜A1/A2 …(1)
1.0＜R1/R2 …(2)
A1/A2＜6.0/(R1/R2) …(3)
상기의 식 중, A1(°)은, 하기의 식 (A)로 표시되는, 상기 중간 성형품의 상기 내각 θ1의 보각이며, A2(°)는, 하기의 식 (B)로 표시되는, 상기 프레스 성형품의 상기 내각 θ2의 보각이다.
A1=180－θ1 …(A)
A2=180－θ2 …(B) - 청구항 10에 있어서,
상기 중간 성형품의 상기 굽힘 반경 R1 및 상기 내각 θ1, 및 상기 프레스 성형품의 상기 굽힘 반경 R2 및 상기 내각 θ2가, 하기의 식 (1), (4) 및 (5)의 조건을 만족하는, 프레스 성형품의 제조 설비열.
1.05＜A1/A2 …(1)
1.5＜R1/R2 …(4)
A1/A2＜3.5/(R1/R2) …(5) - 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 제2 프레스 장치는, 상기 다이에 설치된 다이 패드와, 상기 펀치에 설치된 이너 패드를 더 구비하고, 프레스 가공시에 상기 다이 패드와 상기 이너 패드에 의해 상기 중간 성형품을 눌러 위치 결정하는, 프레스 성형품의 제조 설비열.
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