KR101929643B1

KR101929643B1 - 복수의 두께 증가 부분을 갖는 판상 성형체의 제조 방법 및 복수의 두께 증가부를 갖는 판상 성형체

Info

Publication number: KR101929643B1
Application number: KR1020167025415A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 나카자와; 고이치 사토; 고지로 아키바
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2018-12-14
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JPWO2015147297A1; CN106102948B; JP6179665B2; WO2015147297A1; US10464116B2; MX374461B; MX2016009371A; CN106102948A; KR20160120767A; US20160332205A1

Abstract

대략적으로 평판 형상인 부분에 있어서, 테두리부로부터 이격한 영역에 두께 증가부를 갖는 판상 성형체의 제조 방법을 제공한다. 이 제조 방법은, 복수의 두께 증가부를 갖는 판상 성형체의 제조 방법이며, 평판부와, 상기 평판부로부터 돌출되도록 불룩해지고, 원형의 정상부를 갖는 원통 드로잉부를 구비한 원통 드로잉 성형체를 드로잉 성형에 의해 얻는 드로잉 성형 공정이며, 평판 형상의 판상 부재에 있어서의 테두리부로부터 이격한 영역을, 제1 금형과 제2 금형으로 프레스하여, 상기 판상 부재에 오목 만곡부를 형성하는 제1 공정과, 상기 판상 부재에 있어서의 상기 오목 만곡부를 포함하는 영역을, 상기 제1 및 제2 금형 사이에 끼운 채, 상기 판상 부재의 외주부를, 제3 금형과 제4 금형 사이에 끼우고, 상기 제1 및 제2 금형과, 상기 제3 및 제4 금형을 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 오목 만곡부를 포함하는 영역을, 상기 외주부에 대하여 돌출시켜서, 상기 원통 드로잉 성형체를 얻는 제2 공정을 구비한다.

Description

복수의 두께 증가 부분을 갖는 판상 성형체의 제조 방법 및 복수의 두께 증가부를 갖는 판상 성형체{METHOD FOR MANUFACTURING SHEET-SHAPED FORMED COMPONENT HAVING MULTIPLE SECTIONS OF INCREASED THICKNESS, AND SHEET-SHAPED FORMED COMPONENT HAVING MULTIPLE SECTIONS OF INCREASED THICKNESS}

본 발명은 복수의 두께 증가 부분을 갖는 판상 성형체의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 프레스 가공에 의해, 판상 성형체를 성형하는 공정을 포함하는 방법에 관한 것이다.

수송기, 건설 구조물 등에 사용되는 판상 부재에는, 볼트에 의해, 다른 부재에 체결되는 것이 있다. 도 1은 복수의 체결부를 갖는 판상 부재의 예를 나타내는 평면도이다. 이 판상 부재(1)는, 대략적으로 평탄한 원판 형상이다. 판상 부재(1)에 있어서, 주연부로부터 이격한 영역에는, 3개의 체결부(2)가 있다. 판상 부재(1)는, 체결부(2)에서 다른 부재에 볼트 체결된다.

판상 부재(1)의 표면이 볼트의 시트면이 되는 경우에는, 체결 강도는, 이 판상 부재(1)의 체결부(2) 부근의 두께에 크게 영향을 받는다. 체결 강도를 높게 할 필요가 있는 경우에는, 판상 부재(1)를 두껍게 하거나, 체결부(2)에 보강 플레이트를 설치할 필요가 있다.

그러나, 판상 부재의 전체에 걸쳐서 두께를 두껍게 하면, 그 판상 부재의 중량이 현저하게 증가하여, 그 판상 부재가 구비된 제품에 대하여 경량화의 요구가 있는 경우에는, 이 요구에는 응할 수 없다. 또한, 보강 플레이트를 사용하면, 부품 개수가 증가하여, 관리 비용 및 조립 비용이 증대한다. 따라서, 판상 부재 중, 필요한 부분[도 1의 예에서는, 체결부(2) 및 그 주위의 부분]만의 두께를 두껍게 하는(이하, 「두께 증가한다」라고도 함) 것이 생각된다.

특허문헌 1에는, 워크를 딥 드로잉 가공을 하는 전 공정과, 가공 후의 워크에 대하여 소정의 부분을 두께 증가하도록 프레스 가공하는 공정을 포함하는 두께 증가 프레스 가공법이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 단부벽과, 이 단부벽의 외주로부터 일측방으로 굴곡하는 굴곡부를 구비한 프레스제의 워크에 대하여 굴곡부를 워크의 외주로부터 클램프하고, 반경 방향으로 압축하여, 두께 증가시키는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 3에는, 굴곡한 코너부를 갖는 성형 부품을 제조하는 방법이며, 코너부의 두께를, 가압 성형에 의해 증가시키는 두께 증가 공정을 갖는 성형 부품을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

일본특허 제3594845호 공보 일본특허공개 제2010-247199호 공보 일본특허공개 제2007-175765호 공보

그러나, 특허문헌 1 내지 3에 개시된 방법은, 판상 부재에 있어서, 굴곡부 또는 테두리부에 인접하는 부분을 두께 증가시키는 것이며, 그 이외의 부분, 예를 들어 도 1에 도시하는 체결부(2)와 같이, 대략적으로 평판 형상인(즉, 굴곡하지 않은) 부분에 있어서, 주연부로부터 이격한 영역을 두께 증가시키는 경우에 적용할 수는 없다. 또한, 특허문헌 1 내지 3은, 도 1에 도시하는 판상 부재(1)와 같이, 중심에 대하여 주위 방향을 따라 복수의 영역(체결부 및 그 주위의 부분)을 두께 증가시키는 방법을 나타내고 있지 않다.

따라서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 대략적으로 평판 형상인 부분에 있어서, 테두리부로부터 이격한 영역에 두께 증가부를 갖는 신규이고 또한 개량된 판상 성형체와 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 어느 관점에 따르면, 복수의 두께 증가부를 갖는 판상 성형체의 제조 방법은, 복수의 두께 증가부를 갖는 판상 성형체의 제조 방법이며, 평판부와, 상기 평판부로부터 돌출되도록 불룩해지고, 원형의 정상부를 갖는 원통 드로잉부를 구비한 원통 드로잉 성형체를 드로잉 성형에 의해 얻는 드로잉 성형 공정을 적어도 구비하고, 상기 드로잉 성형 공정은, 평판 형상의 판상 부재에 있어서의 테두리부로부터 이격한 영역을, 제1 금형과 제2 금형으로 프레스하여, 상기 판상 부재에 오목 만곡부를 형성하는 제1 공정과, 상기 판상 부재에 있어서의 상기 오목 만곡부를 포함하는 영역을, 상기 제1 및 제2 금형 사이에 끼운 채, 상기 판상 부재의 외주부를, 제3 금형과 제4 금형 사이에 끼우고, 상기 제1 및 제2 금형과, 상기 제3 및 제4 금형을 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 오목 만곡부를 포함하는 영역을, 상기 외주부에 대하여 돌출시켜서, 상기 원통 드로잉 성형체를 얻는 제2 공정을 포함한다.

상기 제1 공정은, 상기 정상부에 상당하는 영역에 상기 오목 만곡부를 형성하고, 상기 제2 공정은, 상기 원통 드로잉부에 상당하는 영역에 있어서, 상기 오목 만곡부의 적어도 일부를 포함하면서 특정한 중심에 대하여 주위 방향을 따라 복수의 두께 증가 예정 영역을 설정하고, 상기 평판부에 수직이며 상기 특정한 중심을 포함하는 단면에 있어서, 상기 두께 증가 예정 영역의 실장이 상기 판상 성형체에 있어서의 상기 두께 증가부의 실장보다 길게 되도록 드로잉 성형하는 것이어도 된다.

또한, 상기 드로잉 성형 공정 후, 상기 단면의 각 두께 증가 예정 영역의 실장이 짧게 되도록 하면서, 최종적으로, 상기 두께 증가 예정 영역과 상기 평판부를 전체적으로 평탄하게 하도록, 상기 원통 드로잉 성형체를 프레스하는 두께 증가 공정을 더 구비하는 것이어도 된다.

또한, 상기 오목 만곡부는, 구멍 형상으로 만곡된 구멍 형상 만곡부를 포함하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 판상 성형체의 제조 방법.

또한, 상기 오목 만곡부가, 상기 평판부에 수직으로 볼 때 전체적으로 다각형을 이루도록 상기 구멍 형상 만곡부 주위에 형성되어 홈 형상으로 만곡된 환홈 형상 만곡부를 더 포함하는 것이어도 된다.

또한, 상기 오목 만곡부는, 상기 평판부에 수직으로 볼 때 전체적으로 다각형을 이루도록 형성되어 홈 형상으로 만곡된 환홈 형상 만곡부를 포함하는 것이어도 된다.

또한, 상기 두께 증가부가, 상기 원통 드로잉 성형체의 판 두께인 초기판 두께에 대하여 20% 이상의 두께 증가율의 판 두께를 가짐과 함께, 상기 단면에 있어서 상기 초기판 두께의 5배 이상의 길이를 갖는 것이어도 된다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 복수의 두께 증가부를 갖는 판상 성형체이며, 평판부와, 상기 평판부로부터 돌출되도록 불룩해지고, 원형의 정상부를 갖는 원통 드로잉부를 구비하고, 기준판 두께를 t[㎜]로 한 경우에, 상기 두께 증가부의 판 두께 ti[㎜] 및 상기 기준판 두께보다 두께 감소된 두께 감소부의 판 두께 td[㎜]가, 이하의 관계식을 만족하는, 판상 성형체가 제공된다.

2.0＜t＜3.0인 경우 td≥0.9t, ti≥1.25t

3.0＜t＜4.0인 경우 td≥0.9t, ti≥1.35t

4.0＜t＜5.0인 경우 td≥0.9t, ti≥1.45t

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 대략적으로 평판 형상인 부분에 있어서, 테두리부로부터 이격한 영역에 두께 증가부를 갖는 판상 성형체와 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 판상 부재의 예를 나타내는 평면도이다.
도 2는 제1 실시 형태에서 형성되어 사용되는 원통 드로잉 성형체의 사시도이다.
도 3a는 제1 실시 형태에서의 드로잉 성형 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3b는 제1 실시 형태에서의 드로잉 성형 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3c는 제1 실시 형태에서의 드로잉 성형 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3d는 제1 실시 형태에서의 드로잉 성형 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a는 제1 실시 형태에 있어서, 원통 드로잉부를 중심축측으로 모으도록 변형됨과 함께, 오목 만곡부 주변의 부분을 두께 증가하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4b는 제1 실시 형태에 있어서, 원통 드로잉부를 중심축측으로 모으도록 변형됨과 함께, 오목 만곡부 주변의 부분을 두께 증가하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4c는 제1 실시 형태에 있어서, 원통 드로잉부를 중심축측으로 모으도록 변형됨과 함께, 오목 만곡부 주변의 부분을 두께 증가하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4d는 제1 실시 형태에 있어서, 원통 드로잉부를 중심축측으로 모으도록 변형됨과 함께, 오목 만곡부 주변의 부분을 두께 증가하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a는 제1 실시 형태에서의 주된 두께 증가 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5b는 제1 실시 형태에서의 주된 두께 증가 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5c는 제1 실시 형태에서의 주된 두께 증가 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5d는 제1 실시 형태에서의 주된 두께 증가 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6a는 제1 실시 형태에 있어서, 두께 증가 예정 영역의 두께를 조정하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6b는 제1 실시 형태에 있어서, 두께 증가 예정 영역의 두께를 조정하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6c는 제1 실시 형태에 있어서, 두께 증가 예정 영역의 두께를 조정하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6d는 제1 실시 형태에 있어서, 두께 증가 예정 영역의 두께를 조정하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 제2 실시 형태에서 형성되어 사용되는 원통 드로잉 성형체의 사시도이다.
도 8a는 제2 실시 형태에서의 드로잉 성형 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8b는 제2 실시 형태에서의 드로잉 성형 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8c는 제2 실시 형태에서의 드로잉 성형 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8d는 제2 실시 형태에서의 드로잉 성형 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9a는 제2 실시 형태에 있어서, 원통 드로잉부를 중심축측으로 모으도록 변형됨과 함께, 오목 만곡부 주변의 부분을 두께 증가하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9b는 제2 실시 형태에 있어서, 원통 드로잉부를 중심축측으로 모으도록 변형됨과 함께, 오목 만곡부 주변의 부분을 두께 증가하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9c는 제2 실시 형태에 있어서, 원통 드로잉부를 중심축측으로 모으도록 변형됨과 함께, 오목 만곡부 주변의 부분을 두께 증가하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9d는 제2 실시 형태에 있어서, 원통 드로잉부를 중심축측으로 모으도록 변형됨과 함께, 오목 만곡부 주변의 부분을 두께 증가하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 원통 드로잉 성형체의 기준판 두께를 t[㎜], 두께 증가부의 판 두께 ti[㎜], 기준판 두께보다 두께 감소한 두께 감소부의 판 두께 td[㎜] 사이의 관계를 도시하는 특성도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

본 실시 형태의, 복수의 두께 증가부를 갖는 판상 성형체의 제조 방법은,

평판부와, 상기 평판부로부터 돌출되도록 불룩해지고, 원형의 정상부를 갖는 원통 드로잉부를 구비한 원통 드로잉 성형체를 드로잉 성형에 의해 얻는 드로잉 성형 공정이며, 상기 정상부에 상당하는 영역에, 구멍 형상으로 만곡된 구멍 형상 만곡부를 포함하는 오목 만곡부를 형성하고, 상기 원통 드로잉부에 상당하는 영역에 있어서, 상기 오목 만곡부의 적어도 일부를 포함하면서 특정한 중심에 대하여 주위 방향으로 복수의 두께 증가 예정 영역을 설정하고, 상기 평판부에 수직이며 상기 특정한 중심을 포함하는 단면에 있어서, 상기 두께 증가 예정 영역의 실장이 상기 판상 성형체에 있어서의 상기 두께 증가부의 실장보다 길게 되도록 드로잉 성형하는 드로잉 성형 공정과,

상기 단면의 각 두께 증가 예정 영역의 실장이 짧게 되도록 하면서, 최종적으로, 상기 두께 증가 예정 영역과 상기 평판부를 전체적으로 평탄하게 하도록, 상기 원통 드로잉 성형체를 프레스하는 두께 증가 공정

을 포함한다.

여기서, 「실장」이란, 대상물의 소정의 단면에 있어서의, 당해 대상물의 표면을 따른 길이를 말하는 것으로 한다.

두께 증가 공정은, 상기 단면의 각 두께 증가 예정 영역의 실장이 짧게 되도록, 상기 원통 드로잉 성형체를 프레스하는 복수의 공정을 포함해도 되고, 이 경우, 이들 복수의 공정 중 적어도 1개의 공정에 있어서, 두께 증가 예정 영역과 평판부를 전체적으로 평탄한 상태로 할 수 있다.

판상 부재의 재료는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 인장 강도가 390㎫ 이상인 고장력 강판으로 할 수 있고, 예를 들어 인장 강도가 440㎫ 이상인 고장력강판이어도 된다.

이 제조 방법에 의해 제조하는 판상 성형체는, 예를 들어 구동계 부품이나 서스펜션 설치 부품으로 할 수 있다. 이 경우, 두께 증가부는, 볼트를 체결하는 부분으로 할 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.

<제1 실시 형태>

이 실시 형태에서는, 중심의 주위에 3개의 두께 증가부가 형성된 판상 성형체, 예를 들어 도 1에 도시하는 판상 부재(1)이며, 체결부(2) 및 그 주변을 두께 증가한 것을 제조한다.

도 2는 드로잉 성형 공정에서 형성되는 원통 드로잉 성형체의 사시도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 공정에서 얻어지는 원통 드로잉 성형체(5)는, 평판부(6)와, 평판부(6)에 대하여 돌출되도록 불룩해진 원통 드로잉부(7)를 구비하고 있다.

원통 드로잉부(7)는, 이 실시 형태에서는, 돔 형상이며, 평판부(6)에 수직으로 볼 때, 거의 원형이다. 원통 드로잉부(7)는, 평판부(6)로부터 상승된 환상의 측부(7a)와, 원형의 정상부(7b)를 갖고 있다. 정상부(7b)에는, 구멍 형상으로 만곡된 구멍 형상 만곡부(8)와, 구멍 형상 만곡부(8)의 주위에 형성되고, 홈 형상으로 만곡된 환홈 형상 만곡부(9)를 포함하는 오목 만곡부(10)가 형성되어 있다.

환홈 형상 만곡부(9)는, 평판부(6)에 수직으로 볼 때, 거의 정삼각형이다. 이 실시 형태에서는, 3개의 두께 증가부를 형성하는 것에 대응하여, 삼각형의 환홈 형상 만곡부(9)를 형성하고 있다. N개의 두께 증가부를 형성하는 경우에는, N각형의 환홈 형상 만곡부를 형성한다. 구멍 형상 만곡부(8)의 주위에는, 이 실시 형태에서는, 한 겹(1개)의 환홈 형상 만곡부(9)가 형성되어 있으나, 두 겹 이상의 환홈 형상 만곡부를 형성해도 된다.

도 3a 내지 도 3d는 드로잉 성형 공정을 설명하기 위한 단면도이다. 이 공정에서는, 하측 다이(블랭크 홀더)(11) 및 펀치(12)와, 이들 부재(11, 12)와 쌍을 이루어, 이들 상방에 배치된 상측 다이(13) 및 패드(14)를 사용하여, 프레스 성형(드로잉 성형)에 의해, 중간 성형체인 원통 드로잉 성형체(5)를 얻는다.

이하의 단면도(도 3b, 도 3c, 도 4a 내지 도 4c, 도 5a 내지 도 5c, 도 6b, 도 6c, 도 8b, 도 8c 및 도 9a 내지 도 9c)에서, 화살표는 금형의 이동 방향을 나타낸다.

하측 다이(11)에는, 연직 방향으로 관통한 원기둥 형상의 구멍이 형성되어 있다. 펀치(12)는, 이 구멍 내에 배치되어 있다. 하측 다이(11)는 연직 방향으로 이동함으로써, 펀치(12)와의 상대적인 위치 관계가 변화한다. 하측 다이(11) 및 펀치(12)의 상면은, 각각 가압면(11a) 및 프레스면(12a)을 이룬다.

상측 다이(13)에는, 연직 방향으로 연장되고, 하측 다이(11)의 구멍보다 작은 폭을 갖는 기둥 형상의 구멍이 형성되어 있다. 패드(14)는, 이 구멍 내에 배치 되어 있음과 함께, 프레스 스프링이나 가스 실린더를 통해서 상측 다이(13)에 장착되어 있고, 이 구멍의 축 방향을 따라 이동 가능하다.

상측 다이(13)의 하면 중, 외주부는 가압면(13a)을 이루어, 하측 다이(11)의 가압면(11a)에 대향하고 있고, 내주부는 프레스면(13b)을 이루어, 펀치(12)의 프레스면(12a)의 외주부에 대향하고 있다. 패드(14)의 하면은, 프레스면(14a)을 이루어, 펀치(12)의 프레스면(12a)의 중앙부에 대향하고 있다. 패드(14)에는, 상측 다이(13)로부터 프레스 스프링이나 가스 실린더를 통해서 하중을 걸 수 있게 되어 있다. 이러한 하중을 걸 수 없을 때, 패드(14)의 하단부는, 가압면(13a)의 높이 보다 조금 낮은 위치에 있다.

하측 다이(11)의 가압면(11a) 및 상측 다이(13)의 가압면(13a)은 평탄하다. 패드(14)의 프레스면(14a)과, 펀치(12)의 프레스면(12a)의 프레스면(14a)에 대향하는 영역은, 원통 드로잉 성형체(5)의 오목 만곡부(10)(도 2 참조)에 대응하는 형상을 갖고 있다. 프레스면(13b)과, 프레스면(12a)에 있어서 프레스면(13b)에 대향하는 영역은, 원통 드로잉부(7)에 있어서 오목 만곡부(10) 이외의 부분에 대응하는 형상을 갖고 있다.

도 3a를 참조하여, 먼저, 하측 다이(11)의 가압면(11a)의 높이와, 펀치(12)의 프레스면(12a)의 상단부의 높이가 거의 동일해지도록 해서, 예를 들어 가압면(11a) 및 프레스면(12a) 위에 피가공체인 평판 형상의 판상 부재(이하, 「워크」라고도 함)(W)를 적재한다.

이어서, 하측 다이(11)와 상측 다이(13)에 의해, 단동 프레스기의 경우에는 쿠션력으로, 복동 프레스기의 경우에는 아우터 하중을 작용시켜서 워크(W)를 끼워 넣는다(도면은 단동 프레스의 경우). 이때, 하측 다이(11) 및 상측 다이(13)는, 워크(W)에 대하여 워크(W)가 이동 가능한 정도의 면내 방향의 힘(「블랭크 홀드력」이나 「주름 억제력」이라고 말함)을 워크(W)에 가한다.

계속해서, 상측 다이(13)를 하방으로 이동시킨다. 이에 의해, 상측 다이(13)에 장착된 패드(14)도 하방으로 이동하고, 먼저 상측 다이(13)의 하단부가, 워크(W)에 접촉한다. 그리고, 상측 다이(13)를 더욱 하방으로 이동시켜서, 패드(14)로부터 부여되는 압력에 의해 펀치(12)와 패드(14)로, 워크(W)를 프레스한다. 이에 의해, 워크(W)의 중앙부에, 오목 만곡부(10)가 형성된다(도 3b 참조). 이때, 워크(W)에 있어서의 오목 만곡부(10)의 높이는, 워크(W)의 잔량부의 높이와 거의 동일하게 되고, 또한 상측 다이(13)의 프레스면(13b)과, 펀치(12)의 프레스면(12a)에 있어서 상측 다이(13)의 프레스면(13b)에 대향하는 영역은, 실질적으로 워크(W)로부터 이격하고 있다.

그 후, 워크(W)를, 펀치(12)와 패드(14) 사이에 끼운 채, 상측 다이(13)를 하방으로 계속적으로 이동시켜서, 드로잉 성형에 의해, 워크(W)에 원통면 형상의 부분을 성형한다(도 3c 참조). 이에 수반하여, 하측 다이(11)와 상측 다이(13) 사이의 워크(W)는, 내측, 즉 프레스면(12a)의 외주부와, 프레스면(13b) 사이의 공간으로 드로잉된다. 펀치(12)와 패드(14) 사이에 워크(W)를 끼운 채 드로잉 성형을 계속하기 때문에, 펀치(12)와 패드(14) 사이로부터의 외주 방향으로의 재료 유출은, 거의 발생하지 않다. 그 결과, 펀치(12)와 패드(14) 사이의 공간 내의 워크(W)의 두께가 감소하는 일은 거의 없다. 또한, 하측 다이(11)와 상측 다이(13)로 워크(W)가 적절하게 눌려져 있음으로써, 워크(W)가 내측으로 인입되어도, 워크(W)에 주름이 생기기 어렵다.

또한, 상측 다이(13)를 하방으로 계속적으로 이동시켜서, 그 프레스면(13b)과, 펀치(12)의 프레스면(12a)의 외주부에 의해, 워크(W)를 프레스한다(도 3d 참조). 이에 의해, 워크(W)에 있어서, 하측 다이(11)의 가압면(11a)과 상측 다이(13)의 가압면(13a) 사이의 부분은, 평판부(6)로 되고, 펀치(12)의 프레스면(12a)과, 상측 다이(13)의 프레스면(13b) 및 패드(14)의 프레스면(14a) 사이의 부분은, 원통 드로잉부(7)로 된다. 이와 같이 하여, 원통 드로잉 성형체(5)(도 2 참조)가 얻어진다.

도 3d에 나타내는 단면에서, 워크(W)[원통 드로잉 성형체(5)]의 원통 드로잉부(7)에 있어서, 약 우측 절반이, 최종적으로 가장 두께 증가될 것이 예정된 두께 증가 예정 영역(T)이다. 두께 증가 예정 영역(T)은 오목 만곡부(10)의 적어도 일부를 포함하는 영역에 설정된다.

상술한 바와 같이, 이 실시 형태에서는, 3개의 두께 증가부를 형성하므로, 3개의 두께 증가 예정 영역(T)을 설정한다. 3개의 두께 증가 예정 영역(T)은, 구멍 형상 만곡부(8)(도 2 참조)의 중심(특정한 중심)에 대하여 주위 방향으로 거의 120° 간격으로 나타나도록 설정되어 있다. 복수의 두께 증가 예정 영역(T)의 중심을 이루는 구멍 형상 만곡부(8)의 중심은, 정상부(7b)의 중심[원통 드로잉부(7)의 중심축 상]에 있어도 되고, 정상부(7b)의 중심으로부터 어긋난 위치에 있어도 된다.

도 3a 내지 도 3d 및 이하에 설명하는 단면도(도 4a 내지 도 4d, 도 5a 내지 도 5d, 도 6a 내지 도 6d, 도 8a 내지 도 8d, 도 9a 내지 도 9d)는 구멍 형상 만곡부(8)의 중심을 지나서, 평판부(6)에 수직인 단면(이하, 「중심 단면」이라고 함)을 나타내고 있다. 이들 단면도에는, 3개의 두께 증가 예정 영역(T) 중, 1개의 두께 증가 예정 영역(T)만이 나타나 있다.

도 3c 및 도 3d에 나타내는 공정에서는, 중심 단면에 있어서, 각 두께 증가 예정 영역(T)의 실장이, 완성품인 판상 성형체에 있어서의 두께 증가부의 실장보다 길게 된다.

도 3c 및 도 3d에 나타내는 공정에서는, 펀치(12)와 패드(14)로 워크(W)를 프레스하고, 펀치(12)와 패드(14) 사이에 워크(W)를 끼운 채, 상측 다이(13)를 하방으로 계속적으로 이동시켜서, 드로잉 성형에 의해, 워크(W)에 원통면 형상의 부분을 성형한다. 이로 인해, 드로잉 성형을 행할 때에, 오목 만곡부(10)는 펀치(12)와 패드(14)로 프레스된 상태가 유지되기 때문에, 성형 과정에서 오목 만곡부(10)에 있어서의 워크(W)의 두께가 감소되어 버리는 일이 없다. 따라서, 다음의 두께 증가 공정을 행하기 전에, 워크(W)의 두께를 최대한 확보해 둘 수 있어, 두께 증가를 확실하게 행할 수 있다.

이어서, 원통 드로잉부(7)를 중심축(원통 축)측으로 모으도록 변형시키는 동시에, 워크(W)의 오목 만곡부(10) 주변의 부분을 두께 증가한다. 도 4a 내지 도 4d는 이 공정을 설명하기 위한 단면도이다.

이 공정에서는, 하측 다이(블랭크 홀더)(16) 및 펀치(17)와, 이들 부재(16, 17)와 쌍을 이루어, 이들 상방에 배치된 제1 및 제2 상측 다이(18, 19)를 사용한다.

하측 다이(16)에는, 연직 방향으로 관통한 기둥 형상의 구멍이 형성되어 있다. 펀치(17)는, 이 구멍 속으로 안내되어, 이 구멍의 축 방향을 따라 이동 가능하다. 하측 다이(16) 및 펀치(17)의 상면은, 각각 가압면(16a) 및 프레스면(17a)을 이룬다.

제1 상측 다이(18)에는, 연직 방향으로 관통하고, 하측 다이(16)의 구멍과 실질적으로 동일한 횡단면 형상 및 크기를 갖는 기둥 형상의 구멍이 형성되어 있다. 제2 상측 다이(19)는, 이 구멍 속으로 안내되어, 이 구멍의 축 방향을 따라 이동 가능하다. 제1 상측 다이(18)의 하면은, 가압면(18a)을 이루어, 하측 다이(16)의 가압면(16a)에 대향하고 있다. 제2 상측 다이(19)의 하면은, 프레스면(19a)을 이루어, 펀치(17)의 프레스면(17a)에 대향하고 있다.

가압면(16a, 18a)은 평탄하다. 프레스면(17a, 19a)의 중앙부는, 원통 드로잉부(7)보다 직경이 작은 돔 형상의 형상을 갖고 있다. 프레스면(17a, 19a)의 외주부는, 평탄면으로 되어 있다. 중심 단면에 있어서, 프레스면(17a, 19a)의 실장은, 원통 드로잉 성형체(5)인 워크(W)에 있어서, 프레스면(17a, 19a)에 대응하는 부분의 실장보다 짧다. 프레스면(17a, 19a)에 있어서, 원통 드로잉 성형체(5)의 오목 만곡부(10)에 대향하는 부분의 실장은, 오목 만곡부(10)의 실장에 비해, 특히 짧게 되어 있다.

도 4a를 참조하여, 먼저, 하측 다이(16)의 가압면(16a)의 높이와, 펀치(17)의 프레스면(17a)의 테두리부의 높이가 거의 동일해지도록 해서, 가압면(16a) 및 프레스면(17a)의 소정의 위치에, 원통 드로잉 성형체(5)인 워크(W)를 적재한다. 그리고, 하측 다이(16)와, 상측 다이(18)에 의해, 워크(W)를 끼워 넣으면서 주름 억제력을 작용시킨다.

계속해서, 제2 상측 다이(19)를 하강시켜서, 워크(W)에 가압한다. 프레스면(17a, 19a)의 돔 형상의 부분의 직경이 원통 드로잉부(7)의 직경보다 작음으로써, 워크(W)는, 중심축측으로 모이도록 드로잉 성형된다(도 4b 참조).

또한, 제2 상측 다이(19)를 하강시킨다. 이에 의해, 워크(W)는 중심축측으로 드로잉되어 감과 함께, 제2 상측 다이(19)가, 워크(W)의 오목 만곡부(10)에 가압된다(도 4c 참조). 그리고, 펀치(17)와 제2 상측 다이(19)에 의해, 워크(W)를 프레스한다(도 4d 참조). 중심 단면에 있어서 프레스면(17a, 19a)의 실장이 워크(W)의 대응 부분의 실장보다 짧음으로써, 워크(W), 특히 오목 만곡부(10)의 주변 부분의 실장은 짧아져서, 두께 증가된다.

이 공정에 의해, 삼각형을 이루는 환홈 형상 만곡부(9)(도 2 참조)의 3개의 정점 부근이, 가장 두껍게 두께 증가된다. 구멍 형상 만곡부(8)의 중심에 대하여 워크(W)가 가장 두껍게 두께 증가되는 부분의 방향은, 두께 증가 예정 영역(T)의 방향으로 일치하고 있고, 당해 가장 두껍게 두께 증가되는 부분은, 두께 증가 예정 영역(T)에 포함된다.

도 4b 내지 도 4d에 나타내는 공정에서는, 하측 다이(16)와 제1 상측 다이(18) 사이의 워크(W)가 프레스면(17a)과 프레스면(19a) 사이의 공간에 적절하게 인입되어 가는 힘으로, 하측 다이(16) 및 제1 상측 다이(18)에 의해, 워크(W)를 가압한다.

이어서, 프레스에 의해, 워크(W)에 있어서, 두께 증가 예정 영역(T)의 주된 부분을 두께 증가한다. 도 5a 내지 도 5d는 이 공정을 설명하기 위한 단면도이다.

이 공정에서는, 하측 다이(21)와, 하측 다이(21)의 상방에 배치된 제1 및 제2 상측 다이(23, 24)를 사용한다.

제1 상측 다이(23)에는, 연직 방향으로 관통한 기둥 형상의 구멍이 형성되어 있다. 제2 상측 다이(24)는, 이 구멍 속으로 안내되어, 이 구멍의 축 방향을 따라 이동 가능하다.

하측 다이(21)의 상부에는, 원뿔대 형상의 돌출부(21P)가 형성되어 있다. 하측 다이(21)의 상면은, 프레스면(21a)을 이룬다. 프레스면(21a)에 있어서, 돌출부(21P)의 주위에는, 돌출부(21P)로부터 이격되는 방향으로 내리막 경사의 영역이 있고, 이 내리막 경사의 영역 주위에는, 거의 동일 평면 위에 놓인 평탄한 영역이 있다.

제2 상측 다이(24)의 하면은, 프레스면(24a)을 이루어, 프레스면(21a)에 있어서, 돌출부(21P)의 표면 및 내리막 경사의 영역에 대향하고 있다. 제1 상측 다이(23)의 하면은, 평탄한 누름면(23a)을 이루고 있어, 프레스면(21a)에 있어서 평탄한 영역에 대향하고 있다.

프레스면(21a)에 있어서 내리막 경사의 영역의 일부 및 프레스면(24a)이 대응하는 영역은, 워크(W)의 두께 증가 예정 영역(T)에 대응하고 있다. 도 5a에 도시한 바와 같이, 워크(W)의 두께 증가 예정 영역(T)은, 위로 볼록하게 크게 만곡되어 있는 데 반해, 프레스면(21a, 24a)의 대응하는 영역은, 거의 평탄하다. 따라서, 중심 단면에 있어서, 두께 증가 예정 영역(T)의 실장은, 프레스면(21a, 24a)이 대응하는 영역의 실장보다 길게 되어 있다.

두께 증가 예정 영역(T)을 두께 증가할 때는, 먼저, 워크(W)에 있어서, 외주부가 평탄한 부분을, 하측 다이(21)와 제1 상측 다이(23) 사이에 끼워 넣는다. 이때, 프레스에 의해, 워크(W)에 면내 방향의 힘이 가해져도, 그 방향으로 워크(W)가 이동하지 않도록, 하측 다이(21)와 제1 상측 다이(23)로 충분히 강하게 워크(W)를 가압한다. 그리고, 제2 상측 다이(24)을 하강시켜서, 워크(W)에 가압하여, 하측 다이(21)와 제2 상측 다이(24)로, 워크(W)를 프레스한다.

중심 단면에 있어서, 프레스면(21a, 24a)의 두께 증가 예정 영역(T)에 대응하는 영역의 실장은, 두께 증가 예정 영역(T)의 실장보다 짧으므로, 이 프레스에 의해, 두께 증가 예정 영역(T)의 실장이 짧게 되도록, 워크(W)는 변형된다(도 5b 내지 도 5d 참조). 이에 의해, 두께 증가 예정 영역(T)은, 두께 증가하고, 또한 평탄하게 된다. 두께 증가 예정 영역(T)은, 오목 만곡부(10)를 프레스해서 두께 증가한 부분(도 4a 내지 도 4d 참조)을 포함하므로, 두께 증가 예정 영역(T)은 워크(W)의 초기의 두께에 비해, 현저하게 두께 증가한다.

한편, 워크(W)에 있어서, 두께 증가 예정 영역(T) 이외의 영역에서는, 두께 증가 예정 영역(T)와 동일 정도로 큰 두께 증가는 발생하지 않는다.

그 후 또한 워크(W)의 형상, 두께 증가 예정 영역(T)의 두께 등을 조정하는 공정을 실시한다. 도 6a 내지 도 6d는, 이 공정을 설명하기 위한 단면도이다. 이 공정에서는, 전공정(도 5a 내지 도 5d)의 성형체를 반송기 등에 의해 반전시킨 후에 성형을 실시한다.

이 공정에서는, 하측 다이(26)와, 하측 다이(26)의 상방에 배치된 제1 및 제2 상측 다이(28, 29)를 사용한다.

제1 상측 다이(28)에는, 연직 방향으로 관통한 기둥 형상의 구멍이 형성되어 있다. 제2 상측 다이(29)는, 이 구멍 속으로 안내되어, 이 구멍의 축 방향을 따라 이동 가능하다. 하측 다이(26)의 상면은, 프레스면(26a)을 이룬다. 제1 및 제2 상측 다이(28, 29)의 하면은, 각각 프레스면(28a, 29a)을 이룬다.

프레스면(26a)의 형상은, 도 5a에 나타내는 누름면(23a) 및 프레스면(24a)의 위치를 일치시켜서 상하 반전시킨 것과, 거의 동일하지만, 단면의 실장을 도 5a의 것보다 약간 짧게 설정하고 있다. 프레스면(28a, 29a)의 형상은, 도 5a에 나타내는 프레스면(21a)을 상하 반전시킨 것과, 거의 동일하다. 단, 하측 다이(21)의 돌출부(21P)(도 5a 참조)가 상술한 바와 같이, 원뿔대 형상인 데 반해, 제1 상측 다이(28)에 있어서 돌출부(21P)에 대응하는 돌출부(28P)는, 원기둥 형상이다. 또한, 프레스면(26a, 28a, 29a)에 있어서, 두께 증가 예정 영역(T)에 대응하는 부분을 포함하는 일부 영역은, 이하에 설명한 바와 같이, 프레스면(24a, 21a)의 형상과는 다르다.

프레스면(29a) 및 프레스면(26a)에 있어서 프레스면(29a)에 대향하는 영역은, 워크(W)의 두께 증가 예정 영역(T)에 대응하고 있다. 도 5a에 나타내는 프레스면(21a)에 있어서 두께 증가 예정 영역(T)에 대응하는 영역은, 그 외주의 평탄부에 대하여 경사져 있는 데 반해, 도 6a에 나타내는 프레스면(26a)에 있어서 두께 증가 예정 영역(T)에 대응하는 영역은, 그 외주의 평탄부에 대하여 거의 경사져 있지 않고, 거의 동일 평면 상에 놓인다. 이 차이에 기인하여, 도 6a 내지 도 6d에 나타내는 워크(W)의 두께 증가 예정 영역(T)은, 프레스면(26a, 29a)의 대응하는 영역에 대해서 경사져서 연장되어 있고, 중심 단면에 있어서, 이 영역에서는, 워크(W)의 실장은, 프레스면(26a, 29a)의 실장에 비해서 길다.

워크(W)의 형상 및 두께 증가 예정 영역(T)의 두께를 조정할 때는, 먼저, 워크(W)를, 도 5d에 나타내는 상태에 대하여 상하를 반전시켜서, 하측 다이(26)의 형상에 워크(W)의 형상이 따르도록 해서, 워크(W)를 하측 다이(26) 위에 적재한다. 그리고, 하측 다이(26)와 제1 상측 다이(28)로, 워크(W)를 프레스한다. 워크(W)에 있어서, 돌출부(21P)(도 5a 참조)에 의해 원뿔대 형상으로 성형된 부분은, 돌출부(28P)에 의해 원통 형상으로 재성형된다(도 6b 및 도 6c 참조).

계속해서, 하측 다이(26)와 제1 상측 다이(28)에 의한 워크(W)의 프레스를 유지한 채, 하측 다이(26)와 제2 상측 다이(29)로, 워크(W)의 두께 증가 예정 영역(T)을 프레스한다. 중심 단면에 있어서, 프레스면(26a)의 두께 증가 예정 영역(T)에 대응하는 영역의 실장, 및 프레스면(29a)의 실장은, 두께 증가 예정 영역(T)의 실장보다 짧으므로, 이 프레스에 의해, 두께 증가 예정 영역(T)의 실장이 짧아진다. 그 결과, 두께 증가 예정 영역(T)은, 두께 증가해서 두께 증가부(A)가 됨과 함께, 두께 증가부(A)와 워크(W)의 외주부의 평탄부[원통 드로잉 성형체(5)의 평판부(6)]가, 전체적으로 실질적으로 평탄한 상태로 된다(도 6d 참조).

도 3a 내지 도 6d에 나타내는 단면에 나타나지 않은 다른 2개의 두께 증가 예정 영역(T)도, 마찬가지로 두께 증가되어 두께 증가부(A)로 된다.

이에 의해, 대략적으로 평판 형상인 부분에 있어서, 테두리부로부터 이격한 영역에 복수개의 두께 증가부(A)를 갖는 판상 성형체(40)가 얻어진다.

이상의 실시 형태에서는, 중심 단면에 있어서의 두께 증가 예정 영역(T)의 실장을 짧게 하는 주된 공정은, 도 5a 내지 도 5d에 나타내는 것이지만, 도 4a 내지 도 4d에 나타내는 공정 및 도 6a 내지 도 6d에 나타내는 공정에 있어서도, 당해 실장이 짧게 되어, 두께 증가 예정 영역(T)은 두께 증가되고 있다. 또한, 두께 증가 예정 영역(T)과 평판부(6)[워크(W)의 외주부의 평탄부]가 최종적으로, 전체적으로 거의 평탄한 상태로 하는 공정은, 도 6a 내지 도 6d에 나타내는 것이지만, 도 4a 내지 도 4d에 나타내는 공정 및 도 5a 내지 도 5d에 나타내는 공정에 있어서도, 두께 증가 예정 영역(T)과 평판부(6)가 전체적으로 평탄한 상태에 가까워지도록 되어 있다.

<제2 실시 형태>

이 실시 형태에서는, 중심 주위에, 3개의 두께 증가부가 형성된 판상 부재를 제조한다.

제1 실시 형태에서 사용한 원통 드로잉 성형체(5)는, 구멍 형상 만곡부(8) 및 환홈 형상 만곡부(9)가 형성된 것이었지만, 구멍 형상 만곡부(8) 및 환홈 형상 만곡부(9)의 한쪽만이 형성된 원통 드로잉 성형체를 사용해도 된다.

도 7은, 원통 드로잉 성형체의 사시도이다. 도 7에 있어서, 도 2에 도시하는 구성 요소에 대응하는 부분에는, 도 2와 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 이 원통 드로잉 성형체(5A)의 정상부(7b)에는, 오목 만곡부(10A)로서, 구멍 형상 만곡부(8)만이 형성되어 있고, 환홈 형상 만곡부(9)(도 2 참조)는 형성되어 있지 않다.

이하, 이러한 원통 드로잉 성형체(5A)를 형성하고, 이것을 사용하여, 판상 성형체를 제조하는 방법에 대해서 설명한다.

도 8a 내지 도 8d는, 드로잉 성형 공정을 설명하기 위한 단면도이다. 이 공정에서는, 하측 다이(블랭크 홀더)(31) 및 펀치(32)와, 이들 부재(31, 32)와 쌍을 이루어, 이들 상방에 배치된 상측 다이(33) 및 패드(34)를 사용하여, 프레스 성형에 의해, 중간 성형체인 원통 드로잉 성형체(5A)를 얻는다.

하측 다이(31), 펀치(32), 상측 다이(33) 및 패드(34)는, 각각 도 3a 내지 도 3d에 나타내는 하측 다이(11), 펀치(12), 상측 다이(13) 및 패드(14)와 거의 동일한 구성을 갖는다. 단, 패드(34)의 프레스면(34a)과, 펀치(32)의 프레스면(32a)에 있어서 프레스면(34a)에 대향하는 영역은, 원통 드로잉 성형체(5A)의 오목 만곡부(10A)(도 7 참조)에 대응하는 형상을 갖고 있다.

도 8a를 참조하여, 먼저, 하측 다이(31)의 가압면(31a)에 대하여 프레스면(32a)의 상단부가 낮게 되도록 해서, 가압면(31a) 위에 워크(W)를 적재한다. 그리고, 하측 다이(31)와, 상측 다이(33)에 의해, 워크(W)를 끼워 넣는다.

계속해서, 상측 다이(33)를 하방으로 이동시켜서, 상측 다이(33)에 장착된 패드(34)로부터 부여되는 압력에 의해 펀치(32)와 패드(44)로, 워크(W)를 프레스한다. 이에 의해, 워크(W)의 중앙부에, 오목 만곡부(10A)가 형성된다(도 8b 참조). 이때, 워크(W)에 있어서의 오목 만곡부(10A)의 높이는, 워크(W)의 잔량부의 높이와 거의 동일하게 되고, 또한 상측 다이(33)의 프레스면(33b)과, 펀치(32)의 프레스면(32a)에 있어서 상측 다이(33)의 프레스면(33b)에 대향하는 영역은, 실질적으로 워크(W)로부터 이격하고 있다.

그 후, 워크(W)를, 펀치(32)와 패드(34) 사이에 끼운 채, 상측 다이(33)를 하방으로 계속적으로 이동시켜서, 드로잉 성형에 의해, 워크(W)에 원통면 형상의 부분을 성형한다(도 8c 참조). 이에 수반하여, 하측 다이(31)와 상측 다이(33) 사이의 워크(W)는, 내측, 즉 프레스면(32a)의 외주부와, 프레스면(33b) 사이의 공간으로 드로잉된다.

또한, 상측 다이(33)를 하방으로 계속적으로 이동시켜서, 그 프레스면(33b)과, 펀치(32)의 프레스면(32a)의 외주부에 의해, 워크(W)를 프레스한다(도 8d 참조). 이에 의해, 워크(W)에 있어서, 하측 다이(31)의 가압면(31a)과 상측 다이(33)의 가압면(33a) 사이의 부분은, 평판부(6)로 되고, 펀치(32)의 프레스면(32a)과, 상측 다이(33)의 프레스면(33b) 및 패드(34)의 프레스면(34a) 사이의 부분은, 원통 드로잉부(7)로 된다. 이와 같이 하여, 원통 드로잉 성형체(5A)(도 7 참조)가 얻어진다.

도 8d에 나타내는 단면에서, 워크(W)[원통 드로잉 성형체(5)]의 원통 드로잉부(7)에 있어서, 약 우측 절반이, 최종적으로 가장 두께 증가될 것이 예정된 두께 증가 예정 영역(T)이다. 상술한 바와 같이, 이 실시 형태에서는, 3개의 두께 증가부를 형성하므로, 3개의 두께 증가 예정 영역(T)을 설정한다. 3개의 두께 증가 예정 영역(T)은, 구멍 형상 만곡부(8)(도 7 참조)의 중심(특정한 중심)에 대하여 주위 방향으로 거의 120° 간격으로 나타나도록 설정되어 있다.

도 8c 및 도 8d에 나타내는 공정에서는, 중심 단면에 있어서, 각 두께 증가 예정 영역(T)의 실장이, 완성품인 판상 성형체에 있어서의 두께 증가부의 실장보다 길게 된다.

이어서, 원통 드로잉부(7)를 중심축측으로 모으도록 변형됨과 함께, 워크(W)의 오목 만곡부(10A) 주변의 부분을 두께 증가한다. 도 9a 내지 도 9d는, 이 공정을 설명하기 위한 단면도이다.

이 공정에서는, 하측 다이(36) 및 펀치(37)와, 이들 부재(36, 37)와 쌍을 이루어, 이들 상방에 배치된 제1 및 제2 상측 다이(38, 39)를 사용한다. 하측 다이(블랭크 홀더)(36), 펀치(37), 제1 상측 다이(38) 및 제2 상측 다이(39)는, 각각 도 4a 내지 도 4d에 나타내는 하측 다이(16), 펀치(17), 제1 상측 다이(18) 및 제2 상측 다이(19)와 거의 동일한 구성을 갖는다.

펀치(37)의 프레스면(37a)의 중앙부 및 제2 상측 다이(39)의 프레스면(39a)의 중앙부는, 원통 드로잉부(7)보다 직경이 작은 돔 형상의 형상을 갖고 있다. 중심 단면에 있어서, 프레스면(37a, 39a)의 실장은, 원통 드로잉 성형체(5A)인 워크(W)에 있어서, 프레스면(37a, 39a)에 대응하는 부분의 실장보다 짧다. 프레스면(37a, 39a)에 있어서, 원통 드로잉 성형체(5A)의 오목 만곡부(10A)에 대응하는 부분의 실장은, 오목 만곡부(10A)의 실장에 비해, 특히 짧게 되어 있다.

도 9a를 참조하여, 먼저, 하측 다이(36)의 가압면(36a)의 높이와, 펀치(37)의 프레스면(37a)의 테두리부의 높이가 거의 동일해지도록 해서, 가압면(36a) 및 프레스면(37a)의 소정의 위치에, 원통 드로잉 성형체(5A)인 워크(W)를 적재한다. 그리고, 하측 다이(36)와, 제1 상측 다이(38)에 의해, 워크(W)를 끼워 넣는다.

계속해서, 제2 상측 다이(39)를 하강시켜서, 워크(W)에 가압한다. 프레스면(37a, 39a)의 돔 형상의 부분의 직경이 원통 드로잉부(7)의 직경보다 작음으로써, 워크(W)는 중심축측으로 모이도록 변형된다(도 9b 참조).

또한, 제2 상측 다이(39)를 하강시켜서, 제2 상측 다이(39)를, 워크(W)의 오목 만곡부(10A)에 가압하여(도 9c 참조), 펀치(37)와 제2 상측 다이(39)에 의해, 워크(W)를 프레스한다(도 9d 참조). 중심 단면에 있어서 프레스면(37a, 39a)의 실장이 워크(W)의 대응 부분의 실장보다 짧음으로써, 워크(W), 특히 오목 만곡부(10A)의 주변 부분의 실장은 짧아져서, 두께 증가된다.

단, 오목 만곡부(10A)가, 환홈 형상 만곡부(9)(도 2 참조)를 포함하지 않음으로써, 이상의 공정에 의한 두께 증가 예정 영역(T)의 두께 증가율은, 도 4b 내지 도 4d에 나타내는 공정에서의 두께 증가 예정 영역(T)의 두께 증가율에 비해서 작아진다.

그 후, 제1 실시 형태에서 도 5a 내지 도 5d 및 도 6a 내지 도 6d에 나타내는 공정과 마찬가지 공정을 실시함으로써, 대략적으로 평판 형상인 부분에 있어서, 테두리부로부터 이격한 영역에 복수의 두께 증가부를 갖는 판상 성형체가 얻어진다.

단, 환홈 형상 만곡부(9)를 프레스하는 것에 의한 두께 증가를 얻지 못하는 경우에 의해, 제2 실시 형태의 제조 방법에 의해 얻어지는 두께 증가부의 두께 증가율은, 제1 실시 형태의 제조 방법에 의해 얻어지는 두께 증가부의 두께 증가율보다 작아진다. 그러나, 제2 실시 형태에 있어서도, 두께 증가부는, 원통 드로잉 성형체의 판 두께인 초기판 두께에 대하여 20% 이상의 두께 증가율을 가짐과 함께, 중심 단면에 있어서 초기판 두께의 5배 이상의 길이를 갖는다.

이상의 설명에 있어서, 아래의 금형과 위의 금형으로 프레스를 행하는 경우, 아래의 금형을 상승시키는 대신, 위의 금형을 하강시켜도 되고, 위의 금형을 하강시키는 대신 아래의 금형을 상승시켜도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 두께 증가 공정에서는, 성형 중의 면외 변형에 의해 발생하는 주름을 억제하면서 두께 증가 예정 영역(T)의 실장이 짧게 된다. 이에 의해, 두께 증가 예정 영역(T)은 두께 증가되어 두께 증가부로 된다. 또한, 두께 증가 공정에서는, 두께 증가 예정 영역(T)과, 평판부(원통 드로잉 성형체의 외주부)가 전체적으로 평탄한 상태가 된다. 이로 인해, 이 방법에 따르면, 대략적으로 평판 형상인 부분에 있어서, 테두리부로부터 이격한 영역에 두께 증가부를 갖는 판상 성형체를 제조할 수 있다.

또한, 두께 증가 예정 영역(T)은, 특정한 중심에 대하여 주위 방향을 따라 복수개 설정되어 있다. 이로 인해, 이 방법에 따르면, 중심에 대하여 주위 방향을 따라 복수의 두께 증가부가 나타나는 판상 성형체를 제조할 수 있다.

또한, 오목 만곡부(10)는, 오목 만곡이 없는 단면에 비해 실장이 길다. 두께 증가 예정 영역(T)은, 오목 만곡부(10)의 적어도 일부를 포함하는 영역에 형성되므로, 두께 증가 예정 영역(T)에 있어서 오목 만곡부(10)는, 두께 증가 공정에서의 프레스에 의해, 특히 두껍게 두께 증가된다.

도 10은 원통 드로잉 성형체(5, 5A)의 판 두께를 도시하는 특성도이다. 상술한 실시 형태에 의해 원통 드로잉 성형체(5, 5A)를 제조하면, 두께 증가부(A)에서는 가공 전의 판 두께(기준판 두께)보다 두께 증가된다. 한편, 가공 시에 패드(14)에 의해 억제된 영역에서는, 펀치(12)와 패드(14) 사이로부터의 외주 방향으로의 재료 유출은, 거의 발생하지 않지만, 약간의 두께 감소가 발생하는 경우가 있다. 또한, 패드(14)에 의해 억제된 영역 주위에 있어서, 두께 증가되지 않은 영역에도, 약간의 두께 감소가 발생하는 경우가 있다. 이들 두께 감소된 영역을 두께 감소부라고 칭한다. 원통 드로잉 성형체(5, 5A)의 판 두께를 측정한 결과, 기준판 두께를 t[㎜], 두께 증가부의 판 두께 ti[㎜], 기준판 두께보다 두께 감소한 두께 감소부의 판 두께 td[㎜]와의 사이에, 도 10 및 이하의 표에 나타내는 관계가 얻어졌다. 여기서, 기준판 두께란, 원통 드로잉 성형체(5, 5A)의 두께 증가부와 두께 감소부를 제외한 영역의 판 두께이다.

따라서, 상술한 실시 형태에 따른 제조 방법에 따르면, 기준판 두께를 t[㎜]로 한 경우에, 두께 증가부의 판 두께 ti[㎜] 및 두께 감소부의 판 두께 td[㎜]가, 이하의 관계식을 만족하는, 판상 성형체를 성형하는 것이 가능하다.

2.0＜t＜3.0인 경우 td≥0.9t, ti≥1.25t

3.0＜t＜4.0인 경우 td≥0.9t, ti≥1.35t

4.0＜t＜5.0인 경우 td≥0.9t, ti≥1.45t

이상과 같이, 상술한 실시 형태의 제조 방법에 따르면, 기준판 두께에 따라서, 기준판 두께에 대하여 두께 증가된 두께 증가부와, 기준판 두께에 대하여 약간 두께 감소된 두께 감소부가 형성된다. 두께 감소부에 있어서의 최대 두께 감소율은 90% 정도가 되고, 재료 유출이 최소한으로 억제되고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 상술한 실시 형태에 따르면, 펀치(12)와 패드(14)로 재료를 협지한 상태에서 성형을 행함으로써, 두께 감소부에 있어서의 재료 유출을 최소한으로 억제함과 함께, 두께 증가부에서는 25% 이상 두께 증가한 원통 드로잉 성형체(5, 5A)를 성형할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

5, 5A : 원통 드로잉 성형체
6 : 평판부
7 : 원통 드로잉부
7b : 정상부
8 : 구멍 형상 만곡부
9 : 환홈 형상 만곡부
10, 10A : 오목 만곡부
11, 31 : 하측 다이
13, 33 : 상측 다이
12, 32 : 펀치
14, 34 : 패드
40 : 판상 성형체
A : 두께 증가부
T : 두께 증가 예정 영역
W : 워크(피가공체)

Claims

복수의 두께 증가부를 갖는 판상 성형체의 제조 방법이며,
평판부와, 상기 평판부로부터 돌출되도록 불룩해지고, 원형의 정상부를 갖는 원통 드로잉부를 구비한 원통 드로잉 성형체를 드로잉 성형에 의해 얻는 드로잉 성형 공정을 적어도 구비하고,
상기 드로잉 성형 공정은,
평판 형상의 판상 부재에 있어서의 테두리부로부터 이격한 영역을, 제1 금형과 제2 금형으로 프레스하여, 상기 판상 부재에 오목 만곡부를 형성하는 제1 공정과,
상기 판상 부재에 있어서의 상기 오목 만곡부를 포함하는 영역을, 상기 제1 및 제2 금형 사이에 끼운 채, 상기 판상 부재의 외주부를, 제3 금형과 제4 금형 사이에 끼우고, 상기 제1 및 제2 금형과, 상기 제3 및 제4 금형을 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 오목 만곡부를 포함하는 영역을, 상기 외주부에 대하여 돌출시켜서, 상기 원통 드로잉 성형체를 얻는 제2 공정을 구비하고,
상기 제2 공정 후, 상기 평판부를 제5 금형과 제6 금형 사이에 끼우고, 상기 원통 드로잉부보다 직경이 작은 프레스면을 각각 갖는 제7 금형과 제8 금형으로 상기 원통 드로잉 성형체를 프레스하는 제3 공정을 구비하는, 판상 성형체의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 공정은, 상기 정상부에 상당하는 영역에 상기 오목 만곡부를 형성하고,
상기 제2 공정은, 상기 원통 드로잉부에 상당하는 영역에 있어서, 상기 오목 만곡부의 적어도 일부를 포함하면서 특정한 중심에 대하여 주위 방향을 따라 복수의 두께 증가 예정 영역을 설정하고, 상기 평판부에 수직이며 상기 특정한 중심을 포함하는 단면에 있어서, 상기 두께 증가 예정 영역의 실장이 상기 판상 성형체에 있어서의 상기 두께 증가부의 실장보다 길게 되도록 드로잉 성형하는, 판상 성형체의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 드로잉 성형 공정 후, 상기 단면의 각 두께 증가 예정 영역의 실장이 짧게 되도록 하면서, 최종적으로, 상기 두께 증가 예정 영역과 상기 평판부를 전체적으로 평탄하게 하도록, 상기 원통 드로잉 성형체를 프레스하는 두께 증가 공정을 더 구비하는, 판상 성형체의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오목 만곡부는, 구멍 형상으로 만곡된 구멍 형상 만곡부를 포함하는, 판상 성형체의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 오목 만곡부가, 상기 평판부에 수직으로 볼 때 전체적으로 다각형을 이루도록 상기 구멍 형상 만곡부 주위에 형성되어 홈 형상으로 만곡된 환홈 형상 만곡부를 더 포함하는, 판상 성형체의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오목 만곡부는, 상기 평판부에 수직으로 볼 때 전체적으로 다각형을 이루도록 형성되어 홈 형상으로 만곡된 환홈 형상 만곡부를 포함하는, 판상 성형체의 제조 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 두께 증가부가, 상기 원통 드로잉 성형체의 판 두께인 초기판 두께에 대하여 20% 이상의 두께 증가율의 판 두께를 가짐과 함께, 상기 평판부에 수직이며 특정한 중심을 포함하는 단면에 있어서 상기 초기판 두께의 5배 이상의 길이를 갖는, 판상 성형체의 제조 방법.
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