JP2006255750A - Metallic structure member and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属製構造部材およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a metal structural member and a method for manufacturing the same.
例えば、金属製構造部材は、管状素材に液圧成形を適用することで製造される。 For example, a metal structural member is manufactured by applying hydraulic forming to a tubular material.
しかし、管状素材は、液圧成形の際において、引張変形による板厚減少が引き起こされるため、部材強度が相対的に低下する問題を有する。一方、部材強度を確保するため、高強度の素材を適用することも可能であるが、高強度な素材は、高価であり、製造コストが上昇する問題を生じる。 However, the tubular material has a problem that the strength of the member is relatively lowered because the plate thickness is reduced due to tensile deformation during the hydraulic forming. On the other hand, it is possible to apply a high-strength material in order to ensure the strength of the member, but the high-strength material is expensive and causes a problem that the manufacturing cost increases.
本発明は、前記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、良好な強度および製造コストを有する金属製構造部材およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems associated with the prior art, and an object of the present invention is to provide a metal structural member having good strength and manufacturing cost, and a manufacturing method thereof.
前記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、
中空状断面を有する金属製構造部材の製造方法であって、
管状素材から、せん断歪の付与に基づく加工硬化が引起こされた部位を有する予備成形体を形成するための工程、および、
前記予備成形体の内部に、液圧を付与して膨出変形させることで、前記金属製構造部材に適用される液圧成形品を形成するための工程
を有することを特徴とする金属製構造部材の製造方法である。
In order to achieve the object, the invention according to
A method for producing a metal structural member having a hollow cross-section,
A step for forming a preform from a tubular material having a site where work hardening based on application of shear strain is caused; and
A metal structure characterized by having a step for forming a hydroformed product to be applied to the metal structural member by applying a hydraulic pressure to the preformed body so as to bulge and deform. It is a manufacturing method of a member.
前記目的を達成するための請求項9に記載の発明は、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の金属製構造部材の製造方法によって製造されたことを特徴とする金属製構造部材である。
The invention according to claim 9 for achieving the object is as follows.
It is a metal structure member manufactured by the manufacturing method of the metal structure member of any one of Claims 1-8.
請求項1に記載の発明によれば、管状素材に対して、せん断歪の付与に基づく加工硬化が引起こされて、予備成形体が形成される。せん断歪の付与は、予備成形体に板厚減少を引起こさない。そのため、高強度の高価な管状素材を使用することなく、金属製構造部材に適用される液圧成形品の強度を確保することが可能である。つまり、良好な強度および製造コストを有する金属製構造部材の製造方法を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, work hardening based on application of shear strain is caused to the tubular material to form a preform. The application of shear strain does not cause a reduction in plate thickness in the preform. Therefore, it is possible to ensure the strength of the hydroformed product applied to the metal structural member without using an expensive tubular material with high strength. That is, the manufacturing method of the metal structural member which has favorable intensity | strength and manufacturing cost can be provided.
請求項9に記載の発明によれば、高強度の高価な管状素材を適用することなく、強度が確保された液圧成形品が製造される。したがって、前記液圧成形品が適用される金属製構造部材は、良好な強度および製造コストを有する。つまり、良好な強度および製造コストを有する金属製構造部材を提供することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, a hydraulically molded product having a sufficient strength can be manufactured without applying an expensive tubular material having a high strength. Therefore, the metal structural member to which the hydroformed product is applied has good strength and manufacturing cost. That is, a metal structural member having good strength and manufacturing cost can be provided.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る金属製構造部材を説明するための斜視図、図2は、図1の金属製構造部材の素材を説明するための斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view for explaining a metal structural member according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view for explaining a material of the metal structural member of FIG.
金属製構造部材40は、矩形断面を呈する側壁を有し、例えば、メンバーやピラーなどの中空状断面(閉断面構造)を有する自動車用構造部材に適用される。
The metal
金属製構造部材40は、管材(管状素材)10から、せん断歪の付与に基づく加工硬化が引起こされた部位を有する予備成形体を形成するための予備成形工程、および、予備成形体の内部に、液圧を付与して膨出変形させることで、金属製構造部材に適用される液圧成形品を形成するための液圧成形工程を有する製造方法によって製造されている。なお、符号44および45は、金属製構造部材40の水平方向の側壁面および縦方向の側壁面を示している。
The metal
管材10は、管材10の中心軸S1の延長方向(軸線方向)Xに対し直交する方向に関し、略円形断面を有し、中空状の押出し材あるいは引抜き材が、適用される。板材に、ロール成形などの曲げ加工を施し、板材の端面を、突き合せレーザー溶接などで接合して形成される中空状部材を適用することも可能である。管材10の素材は、適当な強度を有していれば特に限定されないが、例えば、鋼、アルミニウム合金、あるいはマグネシウム合金である。
The
金属製構造部材40の製造方法を、詳述する。図3は、予備成形工程の端部加工を説明するための斜視図、図4は、予備成形工程のせん断変形加工を説明するための斜視図、図5は、図4に係るせん断変形加工装置を説明するための断面図、図6は、図5の線VI−VIに関する断面図、図7は、予備成形工程から産出される予備成形体を説明するための斜視図である。
A method for manufacturing the metal
予備成形工程においては、管材10に、せん断変形加工を施すことによって、管材10の中心軸S1の延長方向Xに対する直角方向に、せん断歪が付与される。
In the pre-forming step, shear strain is applied in a direction perpendicular to the extending direction X of the central axis S1 of the
図5および図6に示されるせん断変形加工装置は、管材10の長手方向の端部12,16を拘束するためのクランプ部110,120と、クランプ部110,120を回転自在かつ互いに近接離間自在に駆動するための駆動装置(不図示)とを有する。クランプ部110,120は、クランプ部110,120の中心軸S2に対して対称に配列された複数の突起115,125を有する。
The shear deformation processing apparatus shown in FIG. 5 and FIG. 6 is capable of rotating the
一方、管材10の端部12,16は、例えば、機械加工によって凹凸部13,17が形成される(図3参照)。凹凸部13,17の形状は、クランプ部110,120の突起115,125の形状および配置に対応しており、クランプ部110,120の中心軸S2と管材10の中心軸S1との位置合せ、および管材10の端部12,16の拘束を、容易としている。なお、突起115,125は、管材10の円周形状が変わっても固定できるように構成することで、クランプ部110,120の交換を不要し、汎用化することが好ましい。
On the other hand, the
予備成形工程においては、例えば、鋼性の管材10が、せん断変形加工装置にセットされ、管材10の凹凸部13,17が、クランプ部110,120の突起115,125と当接する。クランプ部110,120は、中心軸S2の延長方向Yに沿って、互いに近接するよう駆動され、中間に配置される管材10と完全に密着する。
In the pre-forming step, for example, the steel
クランプ部110,120の中心軸S2と管材10の中心軸S1との位置合せ、および管材10の端部12,16の拘束が達成されると、駆動装置は、クランプ部120が固定された状態で、クランプ部110を、例えば、23度回転させ、管材10の中心軸S1に関するねじり変形を引起こす。つまり、管材10に対して、加工硬化を引起こすせん断歪を付与するためのせん断変形加工が施される。ねじり変形は、せん断変形加工を、管材10の全体に施すことが可能であるため、好ましい。
When the alignment between the center axis S2 of the
クランプ部110の回転は、管材10にしわを発生させ、延長方向Xに関し、管材10が収縮する。そのため、管材10の収縮に連動して、クランプ部110,120を互いに近接させ、クランプ部110,120と管材10との密着性を維持する。
The rotation of the
しわ28が若干発生した時点で、クランプ部110の回転が停止され、クランプ部110,120を互いに離間させて、予備成形体20が取り出される(図4参照)。その後、予備成形体20は、端部22,26に形成されている凹凸部23,27が切取られる(図7参照)。
When the
ねじり変形により引起こされるせん断変形は、例えば、管材10の全面に、1%以上のせん断歪を付与し、かつ、しわ部には、7%以上の塑性歪を加えることが可能である。予備成形体20の板厚は、素材である管材10の板厚と変化が殆どなく、板厚減少を伴わないため、加工硬化を効果的に利用することができる。
For example, the shear deformation caused by the torsional deformation can apply a shear strain of 1% or more to the entire surface of the
管材10の中心軸S1に関するねじり変形は、クランプ部110,120を異なる方向にそれぞれ回転させることによっても引起こすことが可能である。クランプ部110の回転を、その回転方向を変更しつつ、複数回繰り返すことで、せん断歪を増幅させることも好ましい。
The torsional deformation with respect to the central axis S1 of the
管材10の端部12,16の拘束は、上記機械的手段に限定されず、溶接などの接合手段を利用することも可能である。クランプ部110の回転量(角度)は、必要に応じ、しわの発生を引起こさない程度に、調整することも可能である。
The restraints of the
液圧成形工程に適用される液圧成形装置を説明する。図8は、液圧成形工程に係る液圧成形装置を説明するための断面図、図9は、図8の液圧成形装置の補助型を説明するための断面図、図10は、図8の液圧成形装置の側方型を説明するための断面図である。 A hydraulic molding apparatus applied to the hydraulic molding process will be described. 8 is a cross-sectional view for explaining a hydraulic forming apparatus according to a hydraulic forming step, FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining an auxiliary die of the hydraulic forming apparatus of FIG. 8, and FIG. It is sectional drawing for demonstrating the side type | mold of this hydraulic forming apparatus.
液圧成形装置200は、液圧供給手段および成形型を有する。液圧供給手段は、予備成形体20の端部22,26の開口部に挿入され、端部22,26を密閉するノズル210,220を有する。
The
ノズル210は、例えば、増圧シリンダを利用する圧力発生装置や成形媒体源から延長する配管225が接続されている。配管225は、ノズル210の内部を延長する流路215に、連結されている。流路215は、ノズル210の先端に開口部216を有している。成形媒体は、配管225および流路215を経由し、開口部216から、予備成形体20の内部に導入される。成形媒体は、例えば、水である。
The
成形型は、上型230、下型235、側方型240,245、補助型250,255,260,265を有する。上型230および下型235は、互いに近接離間自在に配置され、金属製構造部材40の水平方向の側壁面44に対応するキャビティを有する。側方型240,245は、互いに近接離間自在に配置され、金属製構造部材40の縦方向の側壁面45に対応するキャビティを有する。上型230、下型235および側方型240,245は、全体として、金属製構造部材40の側壁に対応する略矩形形状のキャビティを構成する。
The mold has an
補助型250,255は、予備成形体20の肉厚およびノズル210の外周形状を考慮した半円形状の凹部を有し、互いに近接離間自在に配置されており、ノズル220が挿入された予備成形体20の端部22を上下方向から押圧し、ノズル210と端部22との間の密閉を確実とするために使用される。補助型260,265は、予備成形体20の肉厚およびノズル220の外周形状を考慮した半円形状の凹部を有し、互いに近接離間自在に配置されており、ノズル220が挿入された予備成形体20の端部26を上下方向から押圧し、ノズル220と端部26との間の密閉を確実とするために使用される。
The auxiliary dies 250 and 255 have semicircular concave portions that take into consideration the thickness of the
図11〜図18を参照し、液圧成形工程を詳述する。図11は、液圧成形工程における予備成形体のセットを説明するための断面図、図12は、図11に続く、ノズルの挿入を説明するための断面図、図13は、図12に続く、補助型による押圧を説明するための断面図、図14は、図13の線XIV−XIVに関する断面図、図15は、図13に続く、側方型による押圧を説明するための断面図、図16は、図15の線XVI−XVIに関する断面図、図17は、図15に続く、上型および下型による押圧を説明するための断面図、図18は、図17の線XVIII−XVIIIに関する断面図、図19は、液圧成形品を説明するための斜視図である。 The hydroforming process will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a set of preforms in the hydroforming process, FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining nozzle insertion following FIG. 11, and FIG. 13 follows FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view related to the line XIV-XIV in FIG. 13, and FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the press by the side mold, following FIG. 13. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG. 15, FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining pressing by the upper mold and the lower mold following FIG. 15, and FIG. 18 is a line XVIII-XVIII in FIG. FIG. 19 is a perspective view for explaining a hydroformed product.
まず、せん断歪の付与に基づく加工硬化が引起こされた部位を有し、予備成形工程から搬入される予備成形体20が、下型235にセットされる(図11)。そして、予備成形体20の端部22,26の開口部に、ノズル210,220が挿入される(図12)。
First, the
補助型250,255は、近接することで、予備成形体20の端部22を、上下方向から押圧し、開口部の内面と、ノズル210の外周との間を密着させ、補助型260,265は、同様に、端部26の内面と、ノズル220の外周との間を密着させる(図13および図14)。
When the
これによって、予備成形体20の機密性が確保される。この際、予備成形体20の端部22,26の開口部は、強制的に変形させられるため、予備成形工程におけるせん断変形加工(ねじり変形)の際に、真円度の精度が低下した場合であっても、液圧成形は、十分可能である。
Thereby, the confidentiality of the
その後、配管225および流路215を経由し、成形媒体が、ノズル210の先端の開口部216から、予備成形体20の内部に導入され、予備成形体20の内部に液圧が付与される。
Thereafter, the molding medium is introduced into the
液圧が上昇し、予備成形体20の膨出が開始すると共に、側方型240,245は近接し、予備成形体20を側方向から押圧する(図15および図16)。
The hydraulic pressure rises and the
続いて、上型230および下型235は、徐々に近接し、予備成形体20を上下方向から押圧する(図17および図18)。予備成形体20の内部の液圧は、上型230、下型235および側方型240,245による押圧によって、座屈しないように、制御される。
Subsequently, the
この際、予備成形体20の水平方向の側壁面24には、圧縮歪は殆ど付与されないが、縦方向の側壁面25には、圧縮歪が付与される。また、予備成形体20のしわ28は、上型230、下型235および側方型240,245による押圧と、内部液圧とに基づく膨出変形によって消失し、しわ部の曲げ戻し変形により、他の部位に比べて、より大きな歪が付与される。
At this time, almost no compressive strain is applied to the horizontal
液圧が所定の最終値に到達すると、成形媒体の供給が停止され、所定時間保持される。そして、除圧した後、型開し、液圧成形品30が取り出される(図19)。液圧成形品30の端部32,36は、略円筒状であるため、トリミングすることで、金属製構造部材40(図1参照)が得られる。
When the hydraulic pressure reaches a predetermined final value, the supply of the forming medium is stopped and held for a predetermined time. Then, after releasing the pressure, the mold is opened, and the
以上のように、液圧成形品30の素材である予備成形体20は、板厚減少を伴うことなく、その全面には、せん断歪が付与され、かつ、しわ部には、塑性歪が加えられることで、加工硬化が引起こされている。そして、液圧成形工程において、縦方向の側壁面35には、圧縮歪が付与され、かつ、しわ部の曲げ戻し変形が生じた強化部位39には、他の部位に比べて、より大きな歪が付与される。したがって、液圧成形品30が適用される金属製構造部材40は、高強度の高価な管状素材を適用することなく、強度が確保されており、良好な強度および製造コストを有する。
As described above, the
なお、液圧成形品30の水平方向の側壁面34は、液圧成形工程において、圧縮歪は殆ど付与されないが、予備成形工程において、歪みを付与している。つまり、本実施の形態は、従来の製造方法においては歪みを付与することができなかった部位を、加工硬化させて強度を向上させることが可能である。
The horizontal
予備成形工程のせん断変形加工(ねじり変形)によって発生するしわは、液圧成形工程において消失させることが可能である。また、せん断変形加工は、板厚減少を伴わないため、液圧成形工程における板厚減少に基づくネッキングによる成形不良の発生を考慮することなく、せん断変形加工の条件を決定することができる。そのため、せん断変形加工の制御条件の自由度が大きく、例えば、しわの発生を抑制しないことで、大きなせん断歪を付与することが可能である。 Wrinkles generated by shear deformation (torsional deformation) in the preforming process can be eliminated in the hydraulic forming process. Further, since the shear deformation process is not accompanied by a reduction in the plate thickness, the conditions for the shear deformation process can be determined without considering the occurrence of molding failure due to necking based on the reduction in the plate thickness in the hydraulic forming step. Therefore, the degree of freedom of control conditions for shear deformation processing is large, and for example, large shear strain can be applied by not suppressing the occurrence of wrinkles.
管材10の素材として、歪時効性を有する金属材料、例えば、鋼あるいはアルミニウム合金を使用する場合、予備成形体20または液圧成形品30に対して、歪時効処理を施すための工程を有することも好ましい。歪時効処理は、例えば、170℃×20分の熱処理によって、強度を向上させる処理である。
When a metal material having strain aging, such as steel or an aluminum alloy, is used as the material of the
図20は、圧潰試験を説明するための斜視図、図21は、圧潰試験に適用された試験片(実施例1〜4および比較例1)の作成条件を説明するための図表である。 FIG. 20 is a perspective view for explaining the crushing test, and FIG. 21 is a chart for explaining the creation conditions of the test pieces (Examples 1 to 4 and Comparative Example 1) applied to the crushing test.
圧潰試験においては、ベースプレート320に溶接により接合された試験体(実施例1〜4および比較例1)310に対し、ストライカ330を落下させて衝撃を与え、変位50mmにおけるエネルギ吸収量で評価した。
In the crushing test, the
試験片310は、75mm×75mmの矩形断面形状を有する中空管であり、その中心軸の延長方向の長さは、200mmである。試験片310の一方の端部312が溶接部340を介してベースプレート320に固定され、他方の端部316が、ストライカ330と相対する。ストライカ330の重量および落下速度は、500kgおよび10m/秒であり、試験片310の端部316と衝突する下面335は、水平かつ平坦な面を構成している。
The
実施例1〜4および比較例1は、素材が共通であり、2.0mmの板厚かつ590MPaの引張強度を有する歪時効性の鋼材が適用されている。鋼材における一軸引張の2%付与後に歪時効処理として170℃×20分の熱処理を実施した後の耐力の上昇は、20〜30MPa程度である。 In Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, the materials are the same, and a strain-aging steel material having a plate thickness of 2.0 mm and a tensile strength of 590 MPa is applied. The increase in the proof stress after performing heat treatment at 170 ° C. for 20 minutes as a strain aging treatment after applying 2% of uniaxial tension in the steel material is about 20 to 30 MPa.
実施例1は、予備成形工程のねじり変形において、22.5度回転され、液圧成形工程の後で、液圧成形品の端部を切断することで、その中心軸の延長方向の長さが、200mmに調整されている。実施例2は、予備成形工程のねじり変形において、22.5度回転後さらに22.5度逆回転されている点で、実施例1と異なる。 Example 1 is rotated by 22.5 degrees in the torsional deformation in the preforming process, and after the hydroforming process, the end of the hydroformed product is cut so that the length of the central axis in the extending direction Is adjusted to 200 mm. Example 2 is different from Example 1 in that in the torsional deformation in the preforming process, it is further rotated 22.5 degrees after rotating 22.5 degrees.
実施例3は、液圧成形工程の後において、歪時効処理として170℃×20分の熱処理を施している点で、実施例1と異なる。実施例4は、歪時効処理として170℃×20分の熱処理を施している点で、実施例2と異なる。 Example 3 is different from Example 1 in that heat treatment is performed at 170 ° C. for 20 minutes as strain aging treatment after the hydroforming process. Example 4 differs from Example 2 in that a heat treatment of 170 ° C. × 20 minutes is performed as a strain aging treatment.
比較例1は、予備成形工程を経ていない点で、実施例1と異なる。 Comparative Example 1 is different from Example 1 in that it has not undergone the preforming step.
図22は、圧潰試験の試験結果を説明するためのグラフである。 FIG. 22 is a graph for explaining the test result of the crush test.
実施例1〜4のエネルギ吸収量は、約7400J〜約7900Jである。比較例のエネルギ吸収量は、約6600Jである。したがって、実施例1〜4は、比較例と同一形状でありながら、比較例に比べ、良好な吸収エネルギ量を有し、強度が向上していることが確認された。 The energy absorption amount of Examples 1 to 4 is about 7400J to about 7900J. The energy absorption amount of the comparative example is about 6600J. Therefore, it was confirmed that Examples 1 to 4 had the same amount of absorbed energy and improved strength as compared with the comparative example, while having the same shape as the comparative example.
実施例1および実施例2のエネルギ吸収量は、約7400Jおよび約7700Jであり、実施例3および実施例4のエネルギ吸収量は、約7600Jおよび約7900Jである。したがって、実施例2,4は、それぞれ実施例1,3より、良好な吸収エネルギ量を有しており、予備成形工程のねじり変形において、回転方向を変更しつつ、複数回繰り返すことで、せん断歪が増幅されていることが確認された。 The energy absorption amounts of Example 1 and Example 2 are about 7400 J and about 7700 J, and the energy absorption amounts of Example 3 and Example 4 are about 7600 J and about 7900 J. Therefore, Examples 2 and 4 have better absorbed energy amounts than Examples 1 and 3, respectively, and in the torsional deformation in the preforming process, the shear direction is repeated several times while changing the rotation direction. It was confirmed that the distortion was amplified.
実施例3,4は、それぞれ実施例1,2より良好な吸収エネルギ量を有しており、歪時効処理によって、強度が向上していることが確認された。 Examples 3 and 4 each had a better absorbed energy amount than Examples 1 and 2, and it was confirmed that the strength was improved by the strain aging treatment.
以上のように、本実施の形態によれば、管状素材に対して、せん断歪の付与に基づく加工硬化が引起こされて、予備成形体が形成される。せん断歪の付与は、予備成形体に板厚減少を引起こさない。そのため、高強度の高価な管状素材を使用することなく、金属製構造部材に適用される液圧成形品の強度を確保することが可能である。つまり、良好な強度および製造コストを有する金属製構造部材の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, the work hardening based on the application of shear strain is caused to the tubular material, and the preform is formed. The application of shear strain does not cause a reduction in plate thickness in the preform. Therefore, it is possible to ensure the strength of the hydroformed product applied to the metal structural member without using an expensive tubular material with high strength. That is, the manufacturing method of the metal structural member which has favorable intensity | strength and manufacturing cost can be provided.
また、本実施の形態によれば、高強度の高価な管状素材を適用することなく、強度が確保された液圧成形品が製造される。したがって、前記液圧成形品が適用される金属製構造部材は、良好な強度および製造コストを有する。つまり、良好な強度および製造コストを有する金属製構造部材を提供することができる。 In addition, according to the present embodiment, a hydraulically molded product with a ensured strength can be manufactured without applying an expensive tubular material with high strength. Therefore, the metal structural member to which the hydroformed product is applied has good strength and manufacturing cost. That is, a metal structural member having good strength and manufacturing cost can be provided.
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
例えば、金属製構造部材の断面は、矩形形状に限定されず、他の形状を適用することも可能である。また、液圧成形に適用される成形型は、上型、下型、側方型、補助型を有する形態に限定されない。 For example, the cross section of the metal structural member is not limited to a rectangular shape, and other shapes can be applied. Moreover, the shaping | molding die applied to hydraulic molding is not limited to the form which has an upper mold | type, a lower mold | type, a side mold | type, and an auxiliary mold | type.
10・・管材(管状素材)、
12,16・・端部、
13,17・・凹凸部、
20・・予備成形体、
22,26・・端部、
23,27・・凹凸部、
24,25・・側壁面、
28・・しわ、
30・・液圧成形品、
32,36・・端部、
34,35・・側壁面、
39・・強化部位、
40・・金属製構造部材、
44,45・・側壁面、
110,120・・クランプ部、
115,125・・突起、
200・・液圧成形装置、
210,220・・ノズル、
215・・流路、
216・・開口部、
225・・配管、
230・・上型、
235・・下型、
240,245・・側方型、
250,255,260,265・・補助型、
310・・試験片、
312,316・・端部、
320・・ベースプレート、
330・・ストライカ、
335・・下面、
340・・溶接部、
S1,S2・・中心軸、
X,Y・・延長方向。
10. Tube material (tubular material),
12, 16, ... end,
13, 17, ... Uneven portion,
20. Pre-formed body,
22, 26 ... the end,
23, 27 .. Uneven portion,
24, 25 .. side wall surface,
28 .. Wrinkles,
30 ・ ・ Hydraulic molded products,
32, 36 .. end,
34, 35 .. side wall surface,
39. Strengthening part,
40 .. Metal structural members,
44, 45 .. side wall surface,
110, 120 .. clamp part,
115, 125 ... projections
200 ・ ・ Hydraulic molding equipment,
210, 220 .. Nozzle,
215 .. flow path,
216 .. opening,
225 ... Piping
230 .. Upper mold,
235 ... Lower mold,
240, 245 ... Lateral type,
250, 255, 260, 265 ... auxiliary type,
310 .. Test piece,
312 316 end
320 .. Base plate,
330 ... striker,
335 .. lower surface,
340..welded part,
S1, S2, .. central axis,
X, Y ... Extension direction.
Claims (11)
管状素材から、せん断歪の付与に基づく加工硬化が引起こされた部位を有する予備成形体を形成するための工程、および、
前記予備成形体の内部に、液圧を付与して膨出変形させることで、前記金属製構造部材に適用される液圧成形品を形成するための工程
を有することを特徴とする金属製構造部材の製造方法。 A method for producing a metal structural member having a hollow cross-section,
A step for forming a preform from a tubular material having a site where work hardening based on application of shear strain is caused; and
A metal structure characterized by having a step for forming a hydroformed product to be applied to the metal structural member by applying a hydraulic pressure to the preformed body so as to bulge and deform. Manufacturing method of member.
前記予備成形体または前記液圧成形品に対して、歪時効処理を施すための工程を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の金属製構造部材の製造方法。 The tubular material is made of a metal material having strain aging,
The method for manufacturing a metal structural member according to any one of claims 1 to 6, further comprising a step for performing a strain aging treatment on the preform or the hydroformed product.
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Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
CN102051459A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-11 | 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 | Method for processing injection nozzle |
JP2013103253A (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-30 | Mazda Motor Corp | Hydroforming method and hydroformed product obtained by the same |
CN107755512A (en) * | 2016-08-20 | 2018-03-06 | 无锡明豪汽车轻量化技术应用有限公司 | A kind of tubular member moulding process |
JP2018187637A (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 合同会社イチセイ | Device for manufacturing impact absorber and method of manufacturing impact absorber |
CN111390005A (en) * | 2020-03-24 | 2020-07-10 | 燕山大学 | Thin-wall straight pipe strengthening device and strengthening method |
-
2005
- 2005-03-16 JP JP2005075697A patent/JP2006255750A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102051459A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-11 | 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 | Method for processing injection nozzle |
JP2013103253A (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-30 | Mazda Motor Corp | Hydroforming method and hydroformed product obtained by the same |
CN107755512A (en) * | 2016-08-20 | 2018-03-06 | 无锡明豪汽车轻量化技术应用有限公司 | A kind of tubular member moulding process |
JP2018187637A (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 合同会社イチセイ | Device for manufacturing impact absorber and method of manufacturing impact absorber |
CN111390005A (en) * | 2020-03-24 | 2020-07-10 | 燕山大学 | Thin-wall straight pipe strengthening device and strengthening method |
US11141773B1 (en) | 2020-03-24 | 2021-10-12 | Yanshan University | Device and method for strengthening thin-walled straight pipe |
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