JP6969133B2 - Molded body with stretch flange and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、伸びフランジを有する成形体、及び該成形体を製造するためのプレス成形方法であって、特に、フランジ端の形状は変えずに板厚の減少を抑制した伸びフランジを有する成形体、及びその製造方法に関する。 The present invention is a molded body having an stretched flange and a press molding method for manufacturing the molded body, and in particular, a molded body having an stretched flange that suppresses a decrease in plate thickness without changing the shape of the flange end. , And its manufacturing method.
たとえば自動車のフロアクロスメンバの作製において、プレス成形により、伸びフランジを形成する方法が知られている。伸びフランジ成形性を向上させる方法については、たとえば、ブランクの形状により成形性を向上させる方法、伸びフランジ端面の性状を改善し成形性を向上させる方法、伸びフランジ端のひずみを分散させ成形性を向上させる方法等、いくつかの提案がされている。 For example, in the production of floor cross members of automobiles, a method of forming an stretch flange by press molding is known. Regarding the method of improving the formability of the stretch flange, for example, a method of improving the formability by the shape of the blank, a method of improving the properties of the stretch flange end face to improve the formability, and a method of dispersing the strain of the stretch flange end to improve the formability. Some suggestions have been made, such as how to improve it.
特許文献1には、長手方向の端部に外向きフランジが形成された、高張力鋼板製のプレス成形体の製造方法及び製造装置が開示されている。
特許文献1に記載の発明は、フランジに切り欠きを設けたり、材料の歩留まりを低下させたりすることなく、溝底部と稜線部と縦壁部とを有する略溝型断面を有し、長手方向の端部のうち、稜線部とその両側の溝底部、縦壁部にわたる外向きフランジが形成された成形体を製造する方法を提供することを目的になされたものである。
The invention described in
特許文献1の技術は、フランジのひずみ集中を分散することで伸びフランジ成形性を向上させるものであるが、1工程目と2工程目で成形する部位を変える、2工程化が必須である。
The technique of
特許文献2には、基部側へ凸状に湾曲する湾曲部を持った縦壁部が形成されるプレス成形部品にプレス成形する際に、基部の変形部との境界側の部分と、変形部の外方部を別々に拘束し、変形部の縦壁部となる部分を板面内で剪断変形させて、湾曲部から、湾曲部から離れた部分に向かう材料の流れを生じさせるプレス成形方法が開示されている。
特許文献2の技術では、2つの拘束部が必要となり、プレス加工時の一方の拘束部の動きが複雑になる。
In the technique of
特許文献3には、フランジ端の外周縁部に、外周縁部を囲むように稜線が伸び且つ板厚方向に屈曲したステップ形状部を形成し、伸びフランジ割れを抑制して、伸びフランジ成形品を製造する方法が開始されている。
In
特許文献3の技術は、ステップ形状部を形成する工程と、縦壁部及びフランジ部を成形する2工程化が必須である。
The technique of
たとえば、図1のように、凹状外周部に沿って曲げ成形されたフランジ部をプレス成形により形成する場合、フランジは引っ張り変形を受ける。この場合、加工中にフランジに引張応力が作用するので、凹状に湾曲したフランジの中央部では、引張応力が集中し引張ひずみが生じることにより板厚の減少が生じる。板厚の減少が大きい場合、フランジ端では加工割れが生じることがあるという問題がある。 For example, as shown in FIG. 1, when a flange portion bent and molded along a concave outer peripheral portion is formed by press molding, the flange undergoes tensile deformation. In this case, since tensile stress acts on the flange during machining, the tensile stress is concentrated in the central portion of the concavely curved flange and tensile strain is generated, so that the plate thickness is reduced. When the decrease in plate thickness is large, there is a problem that machining cracks may occur at the flange end.
プレス成形により、図1(a)に示すブランク(11)に、伸びフランジ部(12)、天板部(14)を形成した、図1(b)に示す成形体を考える。このような伸びフランジをプレス成形に形成する一例として、図2に示すように、ブランク(21)に、パンチ(22)とダイス(23)を用いて伸びフランジを形成する。ブランクホルダー(24)は、ダイス(23)とともに、ブランク(21)を抑え、材料の流れを調整し、また、しわの発生を防ぐ。ブランクホルダー(24)は、必ずしもブランク(21)に密着している必要はなく隙間があってもよい。このような装置を用い、ダイス(23)で固定されたブランク(21)を、パンチ(22)を相対的に移動させて押すことにより、伸びフランジを形成することができる。 Consider a molded body shown in FIG. 1 (b) in which an extension flange portion (12) and a top plate portion (14) are formed on a blank (11) shown in FIG. 1 (a) by press molding. As an example of forming such an stretchable flange in press molding, as shown in FIG. 2, a stretchable flange is formed on a blank (21) by using a punch (22) and a die (23). The blank holder (24), along with the die (23), suppresses the blank (21), regulates the flow of material, and prevents the formation of wrinkles. The blank holder (24) does not necessarily have to be in close contact with the blank (21) and may have a gap. Using such a device, the stretch flange can be formed by pushing the blank (21) fixed with the die (23) by relatively moving the punch (22).
図1(b)に示す伸びフランジ(12)、天板部(14)が形成された成形体の場合、天板部(14)は内方に凹んだ凹状外周部を有し、この凹状外周部が曲げ線(13)となる。伸びフランジ部(12)を形成する際に、Aで示す線の方向、すなわち、概ねフランジ端中央部の法線方向には、Bで示す線、すなわち、フランジ端の法線方向と比較して、相対的な圧縮が生じる。その結果、伸びフランジ部(12)の中央部である端部Cには、概ねフランジの接線方向に引張ひずみが集中するため板厚が減少し、割れが生じることがある。 In the case of the molded body in which the stretch flange (12) and the top plate portion (14) shown in FIG. 1 (b) are formed, the top plate portion (14) has a concave outer peripheral portion recessed inward, and the concave outer peripheral portion is formed. The portion becomes a bending line (13). When forming the stretch flange portion (12), the direction of the line indicated by A, that is, the normal direction of the central portion of the flange end is compared with the line indicated by B, that is, the normal direction of the flange end. , Relative compression occurs. As a result, the plate thickness is reduced and cracks may occur at the end portion C, which is the central portion of the stretch flange portion (12), because the tensile strain is generally concentrated in the tangential direction of the flange.
図3に、従来の方法で図1(b)のような伸びフランジを有する成形体を形成した場合の板厚の増減を示す。形成された伸びフランジの中央部付近で、板厚が大きく減少していることが分かる。この現象は、特に、引張強度590MPa以上の高強度鋼板で生じやすく、引張強度が高くなるほどその傾向は顕著となる。 FIG. 3 shows an increase / decrease in plate thickness when a molded body having an extension flange as shown in FIG. 1 (b) is formed by a conventional method. It can be seen that the plate thickness is greatly reduced near the center of the formed extension flange. This phenomenon is particularly likely to occur in a high-strength steel plate having a tensile strength of 590 MPa or more, and the tendency becomes more remarkable as the tensile strength increases.
本発明は、上記の事情に鑑み、圧縮変形の影響による板厚の減少を低減させた伸びフランジを有する成形体、及びフランジの設計形状を変えることなく、1工程で成形でき、打ち抜き条件に頼る必要のない伸びフランジを有する成形体の製造方法であるプレス成形方法を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, the present invention can be formed in one step without changing the design shape of the molded body having an elongated flange that reduces the decrease in plate thickness due to the influence of compression deformation and the design shape of the flange, and relies on punching conditions. An object of the present invention is to provide a press molding method, which is a method for manufacturing a molded body having an unnecessary stretch flange.
本発明者らは、プレス成形により形成された伸びフランジにおいて、フランジ端に加わる相当ひずみを低減することにより成形性を向上させる方法について鋭意検討した。その結果、ブランクの圧縮変形が生じる部位の面外への変形を阻害しないことによって、フランジ端で生じるひずみの集中を緩和するできることを見出した。 The present inventors have diligently studied a method for improving formability by reducing a considerable strain applied to a flange end in a stretched flange formed by press forming. As a result, it has been found that the concentration of strain generated at the flange end can be alleviated by not inhibiting the out-of-plane deformation of the portion where the compressive deformation of the blank occurs.
本発明は、上記の知見に基き、さらに検討を進めてなされたものであって、その要旨は以下のとおりである。 The present invention has been further studied based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
(1)一体成形された成形体であって、外周の一部が内方に凹んだ凹状外周部を有する天板部と、上記凹状外周部に沿って曲げ成形されたフランジ部を有し、上記天板部は、さらに、上記平板の面外に突出した突起部を備えることを特徴とする成形体。 (1) An integrally molded body having a top plate portion having a concave outer peripheral portion whose outer peripheral portion is recessed inward, and a flange portion bent and molded along the concave outer peripheral portion. The top plate portion is further provided with a protrusion portion protruding from the surface of the flat plate.
(2)前記突起部は、前記伸びフランジの端部においてひずみが集中する領域の最小主ひずみ方向の前記天板部に形成されていることを特徴とする前記(1)の成形体。 (2) The molded body according to (1), wherein the protrusion is formed on the top plate portion in the minimum main strain direction in a region where strain is concentrated at the end of the extension flange.
(3)前記突起部は、前記伸びフランジの端部においてひずみが集中する領域から20mm以上離れた部位に形成されたことを特徴とする前記(1)又は(2)の成形体。 (3) The molded body according to (1) or (2), wherein the protrusion is formed at a portion 20 mm or more away from a region where strain is concentrated at the end of the extension flange.
(4)引張強度590MPa以上の鋼板からなることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかの成形体。 (4) The molded product according to any one of (1) to (3) above, which is made of a steel plate having a tensile strength of 590 MPa or more.
(5)自動車用部材であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の成形体。 (5) The molded body according to any one of (1) to (4) above, which is a member for an automobile.
(6)パンチ、ダイス、ブランクホルダーを備えたプレス成形装置を用いて、平板である成形素材から外周の一部が内方に凹んだ凹状外周部を有する天板部と、上記凹状外周部に沿って曲げ成形されたフランジ部を有し、上記天板部は、天板部の面外に突出した突起部を備える成形体を製造する成形体の製造方法であって、上記成形素材を、ダイスとブランクホルダーの間に配置し、パンチと相対移動させることにより成形素材に加圧し変形させることで伸びフランジを形成する工程を備え、上記ブランクホルダー又はダイスは、上記成形素材の厚さ方向への変形を誘発し前記天板部に突起部を形成するための空間を有することを特徴とする成形体の製造方法。 (6) Using a press molding apparatus equipped with a punch, a die, and a blank holder, a top plate portion having a concave outer peripheral portion whose outer peripheral portion is partially recessed inward from a flat molding material and the concave outer peripheral portion are formed. The top plate portion is a method for manufacturing a molded body having a flange portion bent and molded along the same direction, and the top plate portion is provided with a protrusion protruding out of the plane of the top plate portion. The blank holder or die is arranged between the die and the blank holder, and is provided with a step of forming an elongated flange by pressurizing and deforming the molding material by moving relative to the punch, and the blank holder or die is formed in the thickness direction of the molding material. A method for manufacturing a molded product, which comprises a space for inducing deformation and forming a protrusion on the top plate.
(7)前記空間は、前記伸びフランジの端部においてひずみが集中する領域の最小主ひずみ方向に対応する位置に設けられたことを特徴とする前記(6)の成形体の製造方法。 (7) The method for manufacturing a molded product according to (6), wherein the space is provided at a position corresponding to the minimum main strain direction in a region where strain is concentrated at the end of the extension flange.
(8)さらに、形成された前記突起部を除去する工程を備えることを特徴とする前記(6)又は(7)に記載の成形体の製造方法。 (8) The method for producing a molded product according to (6) or (7) above, further comprising a step of removing the formed protrusions.
(9)前記突起部を除去する工程は、成形素材の厚さ方向への変形を誘発し突起部を形成するための空間を有しないブランクホルダー及びダイスを用いて、突起部が形成された成形体を再加工する工程であることを特徴とする前記(8)のプレス成形方法。 (9) In the step of removing the protrusion, the molding in which the protrusion is formed is formed by using a blank holder and a die having no space for inducing deformation of the molding material in the thickness direction and forming the protrusion. The press molding method according to (8) above, which is a step of reworking a body.
(10)前記突起部を除去する工程は、突起部除去部材が、前記相対移動の後半に、ブランクホルダー又はダイスに設けられた前記成形素材の厚さ方向への変形を誘発し突起部を形成するための空間に入り込むことによって、形成された突起部を平滑化する工程であることを特徴とする前記(8)のプレス成形方法。 (10) In the step of removing the protrusion, the protrusion removing member induces deformation of the molding material provided on the blank holder or die in the thickness direction in the latter half of the relative movement to form the protrusion. The press molding method according to (8) above, which is a step of smoothing the formed protrusions by entering a space for smoothing.
(11)前記突起部除去部材は、パンチの一部が延長されたものであることを特徴とする前記(10)のプレス成形方法。 (11) The press molding method according to (10), wherein the protrusion removing member is a member in which a part of a punch is extended.
本発明によれば、成形したいフランジ端の形状はそのままに、板厚の減少を抑制しながら伸びフランジを成形することができる。 According to the present invention, it is possible to form an elongated flange while suppressing a decrease in plate thickness while keeping the shape of the flange end to be formed.
以下、本発明を実施するための形態の一例を、添付図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an example of the embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明のプレス成形方法では、たとえば、パンチとダイスと、パンチに金属板等の平板であるブランク(成形素材)を押し当てて拘束するパッドを備えたプレス成形装置でブランクをプレス成形することにより伸びフランジを形成し、天板部と伸びフランジ部が一体成形された成形体を得る。天板部は内方に凹んだ凹状外周部を有し、伸びフランジ部はこの凹状外周部を曲げ線として曲げ成形されることにより形成される。ここで一体成形されたとは、溶接接合や機械接合による接合部を有さないことをいう。 In the press forming method of the present invention, for example, a blank is press-formed by a press forming apparatus provided with a punch and a die and a pad for pressing and restraining a blank (molding material) which is a flat plate such as a metal plate against the punch. An stretch flange is formed, and a molded body in which the top plate portion and the stretch flange portion are integrally molded is obtained. The top plate portion has a concave outer peripheral portion recessed inward, and the extension flange portion is formed by bending and molding the concave outer peripheral portion as a bending line. Here, integrally molded means that there is no joint portion by weld joint or mechanical joint.
より具体的には、図4に示すように、ブランク(41)に、パンチ(42)とダイス(43)を用いて、伸びフランジを形成する。ブランクホルダー(44)は、ダイス(43)とともにブランク(41)を抑え、材料の流れを調整し、また、しわの発生を防ぐ。ブランクホルダー(44)は、必ずしもブランク(41)に密着している必要はなく隙間があってもよい。本発明のプレス成形方法においては、ブランクホルダー(44)がブランク(41)を完全に覆わずに、材料を流入させるための空間として、スリット(45)が設けられている点が特徴である。 More specifically, as shown in FIG. 4, a stretch flange is formed on the blank (41) by using a punch (42) and a die (43). The blank holder (44), together with the die (43), suppresses the blank (41), regulates the flow of material, and prevents the formation of wrinkles. The blank holder (44) does not necessarily have to be in close contact with the blank (41) and may have a gap. The press molding method of the present invention is characterized in that the blank holder (44) does not completely cover the blank (41) and is provided with a slit (45) as a space for allowing the material to flow in.
はじめに、ブランク(41)をダイス(43)とブランクホルダーの間に挟み込む。続いで、パンチ(42)とダイス(43)を相対移動し、ブランク(41)を加圧して伸びフランジを形成する。このとき、ブランクホルダー(44)のスリット(45)に対応する位置のパンチ(42)も、ブランク(41)の変形を妨げないような形状とする。 First, the blank (41) is sandwiched between the die (43) and the blank holder. Subsequently, the punch (42) and the die (43) are relatively moved to pressurize the blank (41) to form an extension flange. At this time, the punch (42) at the position corresponding to the slit (45) of the blank holder (44) is also shaped so as not to hinder the deformation of the blank (41).
図4に示す例では、伸びフランジ部は、天板部の凹状外周部が曲げ線となるように形成される。伸びフランジ中央部には伸びフランジ端の接線方向へのひずみを中心とした引張ひずみが集中し、その最小主ひずみ方向(概ね伸びフランジ端の法線方向)に圧縮変形が生じる。このとき、ブランクホルダー(44)のスリット(45)の部分ではブランク(41)の厚さ方向への変形抵抗が低減されているので、天板部の面外への変形を誘発することができる。以下、このような自由な面外変形を「自由座屈」という。 In the example shown in FIG. 4, the stretch flange portion is formed so that the concave outer peripheral portion of the top plate portion becomes a bending line. Tensile strain centered on the tangential strain of the stretch flange end is concentrated in the central portion of the stretch flange, and compression deformation occurs in the minimum principal strain direction (generally the normal direction of the stretch flange end). At this time, since the deformation resistance of the blank (41) in the thickness direction is reduced in the slit (45) portion of the blank holder (44), it is possible to induce the deformation of the top plate portion out of the plane. .. Hereinafter, such free out-of-plane deformation is referred to as "free buckling".
図4の例では、略扇形のブランク(41)を加圧して伸びフランジ部、天板部が形成される際に、スリット(45)がある伸びフランジ端の中央部の半径方向に材料が流入しやすくなる。その結果、伸びフランジ端の端部からの材料流入量が増加することにより、伸びフランジ端の中央部のひずみ集中が抑制され、伸びフランジ端の板厚の減少を抑制することができる。
In the example of FIG. 4, when the substantially fan-shaped blank (41) is pressed to form the extension flange portion and the top plate portion, the material flows in the radial direction of the center portion of the extension flange end having the slit (45). It will be easier to do. As a result, by increasing the amount of material inflow from the end of the stretch flange end, strain concentration in the central portion of the stretch flange end can be suppressed, and a decrease in the plate thickness at the stretch flange end can be suppressed.
なお、空間の形状は、図4に示すようなスリットに限定されるものではない。たとえば、ブランクホルダーの一部に円形の空間を設けたものなどでもよい。また、図4の例ではスリット(45)がブランクホルダー(44)に設けられているが、ダイス(43)に設けても、同様の効果が得られる。ダイス(43)にスリット(45)を設けた場合、ブランクホルダー(44)に設けられた場合とは逆方向への面外への変形が誘発される。 The shape of the space is not limited to the slit as shown in FIG. For example, a blank holder may be provided with a circular space in a part thereof. Further, in the example of FIG. 4, the slit (45) is provided in the blank holder (44), but the same effect can be obtained by providing the slit (45) in the die (43). When the slit (45) is provided in the die (43), out-of-plane deformation is induced in the direction opposite to that provided in the blank holder (44).
図5に、本発明のプレス成形方法を用いて製造した伸びフランジを有する成形体の板厚の増減を示す。伸びフランジ端の板厚の減少率は4.2%であり、従来の方法で製造した成形体の伸びフランジ端の板厚の減少率5.9%(図3参照)と比べ小さくなっていることが分かる。 FIG. 5 shows an increase / decrease in the plate thickness of a molded product having an stretch flange manufactured by using the press molding method of the present invention. The reduction rate of the plate thickness at the stretch flange end is 4.2%, which is smaller than the reduction rate of the plate thickness at the stretch flange end of the molded product manufactured by the conventional method (see FIG. 3). You can see that.
本発明に使用するプレス機は特に制限されるものではなく、一般的に使用されるプレス機を用いればよい。 The press machine used in the present invention is not particularly limited, and a generally used press machine may be used.
なお、自由座屈の誘発により、圧縮変形が緩和されるため、その方向においては線長が増加し、結果として、成形後の成形体の天板部の一部に、面外へ変形し、突出した突起部が生じることとなる。また、突起部が生じた位置に対応する天板部は、凹部となる場合がある。成形された成形体の使用目的によっては、そのような突起部があっても問題とならない場合がある。特にそのような場合には本発明は有効である。また、外観が重視され、突起部を除去しても成形体の使用目的に影響を与えない場合は、成形後に突起部をなんらかの方法で除去しても構わない。 Since the compression deformation is alleviated by the induction of free buckling, the line length increases in that direction, and as a result, a part of the top plate portion of the molded body after molding is deformed out of the plane. A protruding protrusion will be generated. Further, the top plate portion corresponding to the position where the protrusion is generated may be a recess. Depending on the intended use of the molded article, such protrusions may not be a problem. The present invention is particularly effective in such cases. Further, if the appearance is emphasized and the removal of the protrusion does not affect the intended use of the molded product, the protrusion may be removed by some method after molding.
また、そのような突起部が生じる位置は、伸びフランジへの影響が少ない位置とするのが好ましい。たとえば、板厚0.5〜3.0mm程度の鋼板を素材とする場合、突起部の位置は、伸びフランジ端においてひずみが集中する領域から20mm以上離れた部位とするのが好ましい。 Further, it is preferable that the position where such a protrusion is generated is a position where the influence on the extension flange is small. For example, when a steel plate having a plate thickness of about 0.5 to 3.0 mm is used as a material, the position of the protrusion is preferably a portion 20 mm or more away from the region where strain is concentrated at the end of the extension flange.
このような突起部が生じても問題のない部材として、たとえば、自動車用部材のフロントピラーロアを挙げることができる。 As a member that does not have a problem even if such a protrusion is generated, for example, a front pillar lower of an automobile member can be mentioned.
本発明のプレス成形方法、及び従来のプレス成形方法により、高強度鋼板を用いてフロントピラーロアを作製し、端部を完全に拘束し、インパクターの進入量200mm、時速15kmとした場合衝突モデルについて、インパクター進入量120mm時の吸収エネルギー量をシミュレーションにより求めたところ、突起なしの場合、4.2×103/J、突起ありの場合、4.7×103/Jとなった。 A collision model in which a front pillar lower is manufactured using a high-strength steel plate by the press forming method of the present invention and a conventional press forming method, the end portion is completely restrained, the impactor entry amount is 200 mm, and the speed is 15 km / h. When the amount of absorbed energy when the impactor approach amount was 120 mm was obtained by simulation, it was 4.2 × 10 3 / J without protrusions and 4.7 × 10 3 / J with protrusions.
上記の結果から、突起の有無がフロントピラーロアに求められる特性である吸収エネルギー特性に悪影響を与えないことが確認できる。なお、突起ありの場合の方が吸収エネルギー量が高くなるのは、突起の存在によりフロントピラーロアの天板の面外変形への抵抗力が向上したためと考えられる。 From the above results, it can be confirmed that the presence or absence of protrusions does not adversely affect the absorption energy characteristics, which are the characteristics required for the front pillar lower. It is considered that the reason why the amount of absorbed energy is higher when there are protrusions is that the presence of the protrusions improves the resistance to out-of-plane deformation of the top plate of the front pillar lower.
図6にフロントピラーロアの概形を示す。(a)は従来の方法で作製したフロントピラーロアの概形であり、(b)は本発明の方法で作製したフロントピラーロアの概形である。突起部(61)は紙面手前側に生じており、伸びフランジ部は紙面裏側に形成されており図示されていない。 FIG. 6 shows the outline of the front pillar lower. (A) is an outline of the front pillar lower produced by the conventional method, and (b) is an outline of the front pillar lower produced by the method of the present invention. The protrusion (61) is formed on the front side of the paper surface, and the extension flange portion is formed on the back side of the paper surface and is not shown.
図7は、図6に示したフロントピラーロアについて、計算に用いた衝突モデルの概要を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing an outline of the collision model used in the calculation for the front pillar lower shown in FIG.
外観上の問題などで面外変形により生じた天板部の突起部を除去する必要がある場合、たとえば、以下に説明する工法で突起部を除去することができる。 When it is necessary to remove the protrusion of the top plate portion caused by the out-of-plane deformation due to a problem in appearance, for example, the protrusion can be removed by the method described below.
[1]天板面をリストライクにより平滑化する [1] Smooth the top plate surface by wrist-like
天板部の突起部はリストライクにより平滑化することが可能である。具体的には、フランジ成形字に用いたものと同様の形状で、スリットが設けられていないダイス、パンチ、ブランクホルダーを用いて、突起部が生じた部材を再加工する。これにより、突起部を平滑化できる。再加工は突起部が平滑化できればよいので、伸びフランジ部が再加工される必要はない。 The protrusions on the top plate can be smoothed by wrist-like. Specifically, a member having a protrusion is reprocessed by using a die, a punch, and a blank holder having the same shape as that used for the flange molding character and having no slit. This makes it possible to smooth the protrusions. It is not necessary to rework the stretch flange portion as long as the protrusion can be smoothed for reworking.
[2]突起部除去部材を用いて、下死点到達時にブランク面を平滑化する [2] The blank surface is smoothed when the bottom dead center is reached by using the protrusion removing member.
パンチとダイスの相対移動の後半で、突起部除去部材を、ブランクホルダー又はダイスに備えられた、ブランクの厚さ方向への変形を誘発し天板部に突起部を形成するため空間に入り込むように移動させて空間を徐々に塞ぎ、相対移動終了時に、空間が設けられたブランクホルダー又はダイスと突起部除去部材が同じ高さとなるようにして、天板部を平滑化することもできる。この方法によれば、面外変形を誘発させ突起部を生じさせ、さらに生じた突起部を平滑化するまでを一工程で行うことも可能である。 In the latter half of the relative movement of the punch and the die, the protrusion removing member is provided in the blank holder or the die so as to induce deformation in the thickness direction of the blank and enter the space to form the protrusion on the top plate. It is also possible to smooth the top plate portion by gradually closing the space by moving the space to the blank holder or die provided with the space so that the protrusion removing member has the same height at the end of the relative movement. According to this method, it is also possible to induce out-of-plane deformation to generate protrusions and to smooth the generated protrusions in one step.
突起部除去部材は一つの独立した可動部材としてもよいが、たとえば、一部を延長したパンチを用いることもできる。パンチの延長部位はブランクホルダーに設けられたスリットを通過できる大きさとし、下死点到達時に、ブランクホルダー面と同じ高さとなるようにする。 The protrusion removing member may be an independent movable member, but for example, a partially extended punch may be used. The extension portion of the punch shall be large enough to pass through the slit provided in the blank holder so that it will be at the same height as the blank holder surface when the bottom dead center is reached.
これにより、成形の前半においては、ブランクの面外への変形が可能な状態となっているので、上述のとおり、伸びフランジ端の板厚の減少が抑制され、成形の後半では、面外に変形した突起部を平滑化することができる。 As a result, in the first half of molding, the blank can be deformed out of the plane. The deformed protrusion can be smoothed.
上記の2つの方法を比較すると、[2]の工法は、フランジ面の平滑化までを一工程で行えるメリットがあるが、成形の後半において、面外への変形が抑制されることとなるため、その分だけ、[1]の工法に比べ、伸びフランジ端の板厚の減少の抑制効果が、やや小さくなる。どちらの工法を用いるかは、ブランクとして使用する材料の特性等から判断して決定すればよい。 Comparing the above two methods, the method of [2] has the advantage that the flange surface can be smoothed in one step, but the deformation to the outside of the surface is suppressed in the latter half of the molding. Therefore, the effect of suppressing the decrease in the plate thickness at the end of the stretched flange is slightly smaller than that of the method of [1]. Which method to use may be determined by judging from the characteristics of the material used as the blank.
以上説明したとおり、本発明によれば、一般的なプレス機を用いたプレス成形により製造される伸びフランジを有する成形体の圧縮変形を緩和することが可能となり、その結果、伸びフランジ端の板厚の減少を低減でき、フランジ端部における割れの低減等の効果を奏する。本発明によれば、引張強度の高い、好ましくは引張強度590MPa以上の高強度鋼板を用いた場合にも板厚の減少を低減させることが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to alleviate the compressive deformation of the molded product having an stretch flange manufactured by press molding using a general press machine, and as a result, the plate at the end of the stretch flange. The decrease in thickness can be reduced, and the effect of reducing cracks at the flange end is achieved. According to the present invention, it is possible to reduce the decrease in plate thickness even when a high-strength steel plate having a high tensile strength, preferably a tensile strength of 590 MPa or more, is used.
なお、上記パンチ、ダイスの形状を変えることにより、上述した成形体の例に限定されず、様々な形状の成形体を製造可能であることは明らかであり、それらの変形も本発明に含まれることはいうまでもない。 It is clear that by changing the shapes of the punch and the die, it is possible to manufacture a molded product having various shapes without being limited to the above-mentioned example of the molded product, and the deformation thereof is also included in the present invention. Needless to say.
以下、実施例を用いて本発明をより具体的に説明する。以下に挙げる例は本発明の実施態様の一例であり、本発明が以下の実施例により制限されるものでないことはいうまでもない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. It goes without saying that the examples given below are examples of embodiments of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
[実施例1]
略扇形のブランク(980MPa級高張力鋼板、板厚1.6mm)に、以下の3通りの方法で、水平方向に対する傾斜角が60°のフランジを形成した。
[Example 1]
A flange having an inclination angle of 60 ° with respect to the horizontal direction was formed on a substantially fan-shaped blank (980 MPa class high-strength steel plate, plate thickness 1.6 mm) by the following three methods.
(1)図8(a)に示すパンチ、ダイス、ブランクホルダーを用い、従来技術であるフランジアップ工法により、フランジを形成した。 (1) Using the punch, die, and blank holder shown in FIG. 8 (a), a flange was formed by a flange-up method which is a conventional technique.
(2)図8(b)に示すパンチ、ダイス、ブランクホルダーを用い、フランジを形成した。その際、ブランクホルダーがスリットを有するため、面外変形により突起部が形成された。この突起部を平滑化するため、図8(a)に示すパンチ、ダイス、ブランクホルダーを用いてリストライクし、突起部を平滑化した。 (2) A flange was formed using the punch, die, and blank holder shown in FIG. 8 (b). At that time, since the blank holder has a slit, a protrusion was formed by out-of-plane deformation. In order to smooth the protrusions, the punches, dies, and blank holders shown in FIG. 8A were used for restlike to smooth the protrusions.
(3)図8(c)に示すパンチ、ダイス、ブランクホルダーを用い、フランジを形成した。ブランクホルダーがスリットを有するため、面外変形により突起部が形成されるが、パンチの一部が延長されており、延長された部位が成形時の下死点においてブランクホルダー面と同じ高さになるので、成形終了時には、突起部は平滑化された。 (3) A flange was formed using the punch, die, and blank holder shown in FIG. 8 (c). Since the blank holder has a slit, a protrusion is formed due to out-of-plane deformation, but a part of the punch is extended, and the extended part is at the same height as the blank holder surface at the bottom dead center during molding. Therefore, at the end of molding, the protrusions were smoothed.
結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.
従来のフランジアップ工法であるNo.(1)は、フランジ端において、最大12.9%の板厚減が生じ、フランジ端で割れが発生した。 No. which is a conventional flange-up method. In (1), the plate thickness was reduced by a maximum of 12.9% at the flange end, and cracks occurred at the flange end.
本発明の工法である、No.(2)、(3)は、従来の工法に対して板厚減少率が小さくなり、割れが発生することなく、成形体を作製することができた。 No. 1 which is the construction method of the present invention. In (2) and (3), the plate thickness reduction rate was smaller than that of the conventional method, and a molded product could be produced without cracking.
[実施例2]
略扇形のブランク(980MPa級高張力鋼板、板厚1.6mm)に、実施例1と同様の3通りの方法で、水平方向に対する傾斜角が90°のフランジを形成した。フランジの傾斜角を実施例1と変えるため、図9(a)〜(c)に示すように、実施例1とは異なる形状のパンチを用いた。結果を表2に示す。
[Example 2]
A flange having an inclination angle of 90 ° in the horizontal direction was formed on a substantially fan-shaped blank (980 MPa class high-strength steel plate, plate thickness 1.6 mm) by the same three methods as in Example 1. In order to change the inclination angle of the flange from that of Example 1, a punch having a shape different from that of Example 1 was used as shown in FIGS. 9A to 9C. The results are shown in Table 2.
従来のフランジアップ工法であるNo.(1)は、フランジ端において、最大12.5%の板厚減が生じ、フランジ端で割れが発生した。 No. which is a conventional flange-up method. In (1), the plate thickness was reduced by up to 12.5% at the flange end, and cracks occurred at the flange end.
本発明の工法である、No.(2)、(3)は、従来の工法に対して板厚減少率が小さくなり、割れが発生することなく、成形体を作製することができた。 No. 1 which is the construction method of the present invention. In (2) and (3), the plate thickness reduction rate was smaller than that of the conventional method, and a molded product could be produced without cracking.
11 ブランク
12 伸びフランジ部
13 曲げ線
14 天板部
21 ブランク
22 パンチ
23 ダイス
24 ブランクホルダー
41 ブランク
42 パンチ
43 ダイス
44 ブランクホルダー
45 スリット
61 突起部
81 ダイス
82 ブランク
83 ブランクホルダー
84 パンチ
91 ダイス
92 ブランク
93 ブランクホルダー
94 パンチ
11 Blank 12 Stretched Flange 13
Claims (9)
外周の一部が内方に凹んだ凹状外周部を有する天板部と、
上記凹状外周部に沿って曲げ成形されたフランジ部を有し、
上記天板部は、さらに、上記天板部の面外に突出した突起部を備え、
上記突起部は、上記凹状外周部の中央部の法線方向に沿って、上記法線を含み、長手方向を上記法線方向として、上記天板部に1つ形成されている
ことを特徴とする成形体。 It is an integrally molded body,
A top plate part having a concave outer peripheral part with a part of the outer circumference recessed inward,
It has a flange portion that is bent and molded along the concave outer peripheral portion.
The top plate portion further includes a protrusion protruding out of the surface of the top plate portion.
The protrusions along the normal direction of the center of the concave outer peripheral portion includes the normal line, the longitudinal direction as the normal direction, and characterized by being formed one on the top plate Molded body to be.
上記成形素材を、上記ダイスと上記ブランクホルダーの間に配置し、上記パンチと相対移動させることにより上記成形素材に加圧し変形させることでフランジ部を形成する工程を備え、
上記ブランクホルダー又はダイスは、上記成形素材の厚さ方向への変形を誘発し上記天板部に突起部を1つ形成するための空間を有し、
上記空間は、上記凹状外周部の中央部の法線方向に沿って設けられる
ことを特徴とする成形体の製造方法。 Using a press forming apparatus equipped with a punch, a die, and a blank holder, a top plate portion having a concave outer peripheral portion whose outer peripheral portion is partially recessed inward from a flat molding material and bending along the concave outer peripheral portion. The top plate portion has a molded flange portion, and the top plate portion is a method for manufacturing a molded body that manufactures a molded body having a protrusion protruding out of the plane of the top plate portion.
The molding material is arranged between the die and the blank holder, and is provided with a step of forming a flange portion by pressurizing and deforming the molding material by moving it relative to the punch.
The blank holder or die has a space for inducing deformation of the molding material in the thickness direction and forming one protrusion on the top plate portion.
A method for manufacturing a molded product, wherein the space is provided along a normal direction of a central portion of the concave outer peripheral portion.
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