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JP7564448B2 - Manufacturing method and manufacturing equipment for press-molded products - Google Patents
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JP7564448B2 - Manufacturing method and manufacturing equipment for press-molded products - Google Patents

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Description

本開示は、プレス成形品の製造方法及び製造設備に関する。 This disclosure relates to a manufacturing method and manufacturing equipment for press-molded products.

従来、自動車の車体等を構成する部品として、プレス成形品が使用されている。プレス成形品は、金属板をプレス加工することによって製造される。より具体的には、ダイ及びパンチを含む金型を用い、素材としての金属板に絞り加工や曲げ加工を施すことにより、プレス成形品が製造される。 Press-formed products have traditionally been used as components for automobile bodies and the like. Press-formed products are manufactured by pressing metal sheets. More specifically, press-formed products are manufactured by drawing and bending metal sheets as raw materials using a metal mold that includes a die and a punch.

金属板のプレス加工では、金型によって成形されたプレス成形品を離型するとスプリングバックが生じる。すなわち、プレス加工中に金型によって金属板が曲げられるとき、曲げ部では、曲げ外側に引張応力が生じ、曲げ内側に圧縮応力が生じるが、成形が終了してプレス成形品を金型から取り外すと、材料の弾性回復が発生する。これにより、プレス成形品の曲げ部において、プレス加工中の応力の方向と反転した方向の応力が生じる。このスプリングバックによる反転応力が成形終了時点の応力と足し合わされることにより、プレス成形品の曲げ部では、曲げ外側に圧縮応力が残留し、曲げ内側に引張応力が残留する。 In press working of metal sheets, springback occurs when the press-formed product formed by the die is released from the die. That is, when the metal sheet is bent by the die during press working, tensile stress occurs on the outside of the bend and compressive stress occurs on the inside of the bend in the bent part, but when forming is completed and the press-formed product is removed from the die, the material undergoes elastic recovery. As a result, stress occurs in the bent part of the press-formed product in a direction opposite to the direction of the stress during press working. This reverse stress due to springback is added to the stress at the end of forming, so that compressive stress remains on the outside of the bend and tensile stress remains on the inside of the bend in the bent part of the press-formed product.

自動車用の部品として使用されるプレス成形品では、曲げ内側の引張残留応力が小さいことが好ましい。例えば、サスペンションメンバ等といった自動車の足回り部品では、自動車の発進時、走行中、又は制動時に曲げ部において比較的大きな応力が繰り返し発生するため、曲げ内側に残留する引張応力が大きいほど曲げ部の疲労強度が低下する。 In press-formed products used as automotive parts, it is preferable for the tensile residual stress on the inside of the bend to be small. For example, in automotive undercarriage parts such as suspension members, relatively large stresses are repeatedly generated in the bent parts when the automobile starts, is running, or is braking, so the greater the tensile stress remaining on the inside of the bend, the lower the fatigue strength of the bent parts.

繰り返し負荷で生じる疲労破壊に抗するため、自動車用の部品としてのプレス成形品を製造する際には、適切な材料や板厚が採用される。また、車両の軽量化ニーズにこたえるため、素材である金属板の高強度化及び薄肉化が進んでいる。しかしながら、素材を薄肉化すると、当該素材から製造されるプレス成形品に対する繰り返し負荷が高くなる。そのため、軽量化(素材の薄肉化)と疲労強度とを両立するためには、プレス成形品の曲げ部において曲げ内側に残留する引張応力を低減する必要がある。 In order to resist fatigue failure caused by repeated loads, appropriate materials and plate thicknesses are used when manufacturing press-formed products for automotive parts. Also, to meet the need for lighter vehicles, metal plates, which are the raw material, are becoming stronger and thinner. However, thinner materials result in higher repeated loads on press-formed products manufactured from those materials. Therefore, to achieve both weight reduction (thinner materials) and fatigue strength, it is necessary to reduce the tensile stress remaining on the inside of the bend in the bent part of the press-formed product.

プレス成形品から引張の残留応力を除去するための手段として、熱処理や、ショットピーニング、超音波振動子による打撃処理等が知られている。しかしながら、これらの処理は、プレス加工工程と別の工程で行う必要があるため、プレス成形品の製造効率を低下させ、プレス成形品の製造にかかる工数及びコストを増加させる。また、ショットピーニングにおいては、プレス成形品の曲げ部のみを処理することが困難であることに加え、プレス成形品の表面荒れを生じさせるという問題もある。そのため、プレス成形品の曲げ部の引張残留応力は、プレス加工工程において低減されることが好ましい。 Heat treatment, shot peening, impact treatment with an ultrasonic vibrator, etc. are known as means for removing residual tensile stress from press-formed products. However, these treatments must be performed in a separate process from the press working process, which reduces the manufacturing efficiency of press-formed products and increases the number of steps and costs required for manufacturing press-formed products. In addition, with shot peening, it is difficult to treat only the bent parts of the press-formed product, and there is also the problem that it causes surface roughness on the press-formed product. Therefore, it is preferable that the tensile residual stress in the bent parts of the press-formed product be reduced in the press working process.

例えば、特許文献1には、引張残留応力の低減を図るため、素材である金属板に対していわゆるしごき加工を施す技術が開示されている。特許文献1では、ダイとパンチとのクリアランスが金属板の板厚以上、且つ板厚の1.02倍以下に設定されている。特許文献1によれば、このようにクリアランスを設定することにより、金属板において、曲げを開始する前から金型の肩部に接触している部分の残留応力が、当該肩部に最後に接触する部分の残留応力よりも小さくなるため、プレス成形品の疲労特性を向上することができる。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for performing a so-called ironing process on a metal sheet material in order to reduce tensile residual stress. In Patent Document 1, the clearance between the die and the punch is set to be equal to or greater than the thickness of the metal sheet and equal to or less than 1.02 times the thickness. According to Patent Document 1, by setting the clearance in this manner, the residual stress in the portion of the metal sheet that is in contact with the shoulder of the die before bending begins is smaller than the residual stress in the portion that will finally come into contact with the shoulder, thereby improving the fatigue properties of the press-formed product.

特許文献2には、ダイ及びパンチに加え、パンチ頂面に対向するパッドを備えるプレス装置が開示されている。このプレス装置では、ダイが下降し、ダイ及びパンチ肩が金属板をプレスして金属板に曲げ部を形成した後、パンチ頂面に向かってパッドが下降する。パンチ頂面には凹部が形成されており、この凹部が金属板の下方に空間を形成するため、下降したパッドが金属板をプレスすると、金属板の材料がパンチ頂面の凹部側へと流入する。特許文献2によれば、このような材料の流入により、曲げ部の曲げ内側に引張方向の力が負荷されて圧縮応力が低減され、離型後のスプリングバック量が減少する。よって、曲げ内側の引張残留応力を低減することができる。 Patent Document 2 discloses a press device that includes a die, a punch, and a pad that faces the top surface of the punch. In this press device, the die descends, and the die and punch shoulder press the metal sheet to form a bent portion in the metal sheet, after which the pad descends toward the top surface of the punch. A recess is formed in the top surface of the punch, and this recess forms a space below the metal sheet, so that when the descending pad presses the metal sheet, material from the metal sheet flows into the recess side of the top surface of the punch. According to Patent Document 2, this inflow of material applies a tensile force to the inside of the bend in the bent portion, reducing the compressive stress and reducing the amount of springback after demolding. This makes it possible to reduce the tensile residual stress on the inside of the bend.

特許文献3~5には、離型後のスプリングバック量の減少を図るため、プレス成形品自体の形状を工夫する技術が開示されている。特許文献3~5では、概略ハット形状の横断面を有するプレス成形品において、凹凸又は段差が縦壁部に設けられている。 Patent documents 3 to 5 disclose techniques for modifying the shape of the press-formed product itself in order to reduce the amount of springback after demolding. In patent documents 3 to 5, in a press-formed product having a roughly hat-shaped cross section, unevenness or steps are provided on the vertical wall portion.

特開2002-316215号公報JP 2002-316215 A 国際公開第2017/131042号International Publication No. 2017/131042 特開2004-314123号公報JP 2004-314123 A 特開2006-272378号公報JP 2006-272378 A 特開2017-196646号公報JP 2017-196646 A

上述したように、金属板をプレス加工してプレス成形品を製造したとき、プレス成形品の曲げ部では、曲げ外側に圧縮応力が残留し、曲げ内側に引張応力が残留する。より優れた疲労特性を有するプレス成形品を得るには、特に、曲げ内側の引張残留応力を低減する必要がある。また、プレス成形品の製造工数及び製造コスト等の増大を防止する観点から、曲げ内側の引張残留応力は、プレス加工工程において低減されることが好ましい。 As described above, when a press-formed product is manufactured by pressing a metal plate, compressive stress remains on the outside of the bend and tensile stress remains on the inside of the bend in the bent portion of the press-formed product. To obtain a press-formed product with better fatigue properties, it is particularly necessary to reduce the tensile residual stress on the inside of the bend. Furthermore, from the viewpoint of preventing an increase in the manufacturing steps and manufacturing costs of the press-formed product, it is preferable that the tensile residual stress on the inside of the bend be reduced in the press processing process.

本開示は、プレス成形品の曲げ部において曲げ内側に生じる引張残留応力をプレス加工工程で低減することを課題とする。 The objective of this disclosure is to reduce the tensile residual stress that occurs on the inside of the bend in the bend of a press-molded product during the press working process.

本開示に係るプレス成形品の製造方法は、第1工程と、第2工程と、を備える。第1工程では、金属板をプレス加工することにより、中間成形品を得る。当該中間成形品は、天板と、凸部と、縦壁と、フランジと、を含む。凸部は、天板に接続されるとともに天板から上方に突出する。縦壁は、凸部から下方に延びる。フランジは、縦壁の下端から天板の反対側に延びる。第2工程では、金型を用い、中間成形品をプレス加工してプレス成形品を得る。当該金型は、パンチと、パッドと、ダイと、を含む。パッドは、パンチに対向するようにパンチの上方に配置される。ダイは、パンチの上方且つパッドの側方に配置される。パンチは、パンチ頂面と、パンチ肩と、パンチ側面と、を含む。パンチ肩は、パンチ頂面に連続する。パンチ側面は、パンチ肩から下方に延びる。ダイは、上側ダイ肩と、ダイ側面と、ダイ下面と、を含む。上側ダイ肩は、パンチ肩に対応する。ダイ側面は、パンチ側面に対応して上側ダイ肩から下方に延びる。ダイ下面は、下側ダイ肩を介してダイ側面の下端に接続される。第2工程は、天板がパンチ頂面上に配置されるとともに凸部がパンチ肩に対応する位置に配置されるように、中間成形品をパンチに載置する工程と、パッドを下降させ、パンチ頂面上の天板をパッドで押さえる工程と、ダイを下降させ、天板をパッドで押さえた状態でフランジにダイを接触させる工程と、ダイがフランジに接触した後、さらにダイを下降させ、ダイによって凸部を押しつぶす工程と、を含んでいる。 The manufacturing method of the press-molded product according to the present disclosure includes a first step and a second step. In the first step, an intermediate molded product is obtained by pressing a metal plate. The intermediate molded product includes a top plate, a convex portion, a vertical wall, and a flange. The convex portion is connected to the top plate and protrudes upward from the top plate. The vertical wall extends downward from the convex portion. The flange extends from the lower end of the vertical wall to the opposite side of the top plate. In the second step, the intermediate molded product is press-molded using a die to obtain a press-molded product. The die includes a punch, a pad, and a die. The pad is disposed above the punch so as to face the punch. The die is disposed above the punch and to the side of the pad. The punch includes a punch top surface, a punch shoulder, and a punch side surface. The punch shoulder is continuous with the punch top surface. The punch side surface extends downward from the punch shoulder. The die includes an upper die shoulder, a die side surface, and a die lower surface. The upper die shoulder corresponds to the punch shoulder. The die side extends downward from the upper die shoulder in correspondence with the punch side. The die lower surface is connected to the lower end of the die side via the lower die shoulder. The second step includes the steps of placing the intermediate molded product on the punch so that the top plate is positioned on the punch top surface and the protrusion is positioned in a position corresponding to the punch shoulder, lowering the pad and pressing the top plate on the punch top surface with the pad, lowering the die and contacting the flange with the top plate pressed by the pad, and further lowering the die after it contacts the flange to crush the protrusion with the die.

本開示によれば、プレス成形品の曲げ部において曲げ内側に生じる引張残留応力をプレス加工工程で低減することができる。 According to this disclosure, the tensile residual stress that occurs on the inside of the bend in the bent portion of a press-molded product can be reduced during the press processing process.

図1は、実施形態に係る製造設備、及び製造設備によってプレス成形品を製造する過程を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram that illustrates a manufacturing facility according to an embodiment and a process for manufacturing a press-formed product using the manufacturing facility. 図2は、実施形態に係る製造設備に含まれる、中間成形品を製造するためのプレス装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a press device for producing an intermediate molded product, which is included in the production facility according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る製造設備に含まれる、プレス成形品を製造するためのプレス装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a press device for producing a press-formed product, which is included in the production facility according to the embodiment. 図4Aは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第1工程を説明するための模式図である。FIG. 4A is a schematic diagram for explaining a first step of the method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment. 図4Bは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第1工程を説明するための模式図である。FIG. 4B is a schematic diagram for explaining a first step of the method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment. 図4Cは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第1工程を説明するための模式図である。FIG. 4C is a schematic diagram for explaining a first step of the method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment. 図4Dは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第1工程を説明するための模式図である。FIG. 4D is a schematic diagram for explaining a first step of the method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment. 図4Eは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第1工程を説明するための模式図である。FIG. 4E is a schematic diagram for explaining a first step of the method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment. 図5Aは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第2工程を説明するための模式図である。FIG. 5A is a schematic diagram for explaining a second step of the method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment. 図5Bは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第2工程を説明するための模式図である。FIG. 5B is a schematic diagram for explaining a second step of the method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment. 図5Cは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第2工程を説明するための模式図である。FIG. 5C is a schematic diagram for explaining a second step of the manufacturing method of the press-formed product according to the embodiment. 図5Dは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第2工程を説明するための模式図である。FIG. 5D is a schematic diagram for explaining a second step of the manufacturing method of the press-formed product according to the embodiment. 図5Eは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第2工程を説明するための模式図である。FIG. 5E is a schematic diagram for explaining a second step of the manufacturing method of the press-formed product according to the embodiment. 図5Fは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第2工程を説明するための模式図である。FIG. 5F is a schematic diagram for explaining a second step of the manufacturing method of the press-formed product according to the embodiment. 図5Gは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第2工程を説明するための模式図である。FIG. 5G is a schematic diagram for explaining a second step of the method for manufacturing a press-formed product according to the embodiment. 図5Hは、実施形態に係るプレス成形品の製造方法の第2工程を説明するための模式図である。FIG. 5H is a schematic diagram for explaining a second step of the manufacturing method of the press-formed product according to the embodiment. 図6は、実施形態に係るプレス成形品の製造方法において、第1工程で得られる中間成形品の凸部の高さ/幅と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the height/width of the convex portion of the intermediate product obtained in the first step and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent portion of the press-molded product in the manufacturing method of the press-molded product according to the embodiment. 図7は、中間成形品の凸部の頂部の曲率半径と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the radius of curvature of the apex of a convex portion of an intermediate product and the tensile residual stress on the inner side of a bent portion of a press-formed product. 図8は、中間成形品の高さと、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the height of the intermediate product and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent portion of the press-formed product. 図9は、中間成形品のフランジの角度と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the flange angle of the intermediate product and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent portion of the press-formed product. 図10は、中間成形品のフランジの長さと、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the length of the flange of the intermediate product and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent portion of the press-formed product. 図11は、実施形態に係るプレス成形品の製造方法において、第2工程で用いる金型の下側ダイ肩の曲率半径と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the radius of curvature of the lower die shoulder of the die used in the second step in the manufacturing method of a press-molded product according to the embodiment and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent portion of the press-molded product. 図12は、第2工程において、金型のパッドプロファイルに対する中間成形品の凸部の位置と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the position of the convex portion of the intermediate product with respect to the pad profile of the die and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent portion of the press-formed product in the second step. 図13は、プレス成形品の素材である金属板の加工硬化指数と、プレス成形品の曲げ部における曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the work hardening exponent of a metal plate that is the material of a press-formed product and the tensile residual stress on the inner side of a bent portion of the press-formed product. 図14は、上記実施形態の変形例に係るプレス成形品の製造方法を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing a manufacturing method of a press-formed product according to a modified example of the above embodiment. 図15は、上記変形例に係るプレス成形品の製造方法の効果を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing the effects of the manufacturing method of the press-formed product according to the above-described modified example. 図16は、実施例に係るプレス成形品の概略構成を示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing a schematic configuration of a press-formed product according to an embodiment. 図17は、従来のプレス成形品の曲げ部において曲げ周方向に発生する応力について、成形終了時点で生じた板厚方向の応力分布、及びスプリングバック後の板厚方向の残留応力分布を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing the stress distribution in the plate thickness direction at the end of forming and the residual stress distribution in the plate thickness direction after springback, with respect to stress generated in the bending circumferential direction in the bent portion of a conventional press-formed product. 図18は、本発明者等の知見に関し、プレス成形品の曲げ部において曲げ周方向に発生する応力について、成形終了時点で生じた板厚方向の応力分布、及びスプリングバック後の板厚方向の残留応力分布を示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing the stress distribution in the plate thickness direction at the end of forming and the residual stress distribution in the plate thickness direction after springback, based on the findings of the present inventors, for stress generated in the bending circumferential direction in the bent portion of a press-formed product.

本発明者等は、プレス成形品の曲げ部に生じる応力の分布を確認するため、市販のソフトウェア(LS-DYNA ver971 rev7.12,ANSYS社製)を用い、プレス加工のCAE解析を実施した。解析条件は以下の通りである。
・素材の引張強さ:980MPa
・素材の板厚:3.0mm
・曲げR(曲げ内側の曲率半径):4.0mm
・プレス成形品(加工後)の形状:2つの縦壁と、縦壁同士を接続する天板とからなる形状(フランジなし)
In order to confirm the distribution of stress occurring in the bent portion of the press-formed product, the inventors carried out a CAE analysis of the press working using commercially available software (LS-DYNA ver971 rev7.12, manufactured by ANSYS). The analysis conditions are as follows:
-Material tensile strength: 980MPa
-Material thickness: 3.0 mm
Bend R (inner curvature radius): 4.0 mm
・Shape of press-molded product (after processing): Shape consisting of two vertical walls and a top plate connecting the vertical walls (no flanges)

プレス成形品の曲げ部において曲げ周方向に発生する応力について、成形終了時点での板厚方向の応力分布、及びスプリングバック後の板厚方向の残留応力分布を図17に示す。図17では、プレス成形品の曲げ部において、曲げ内側のR頂点(Rの中央)から曲げ外側のR頂点に向かう線上で発生した応力(曲げ周方向の応力)を示している。図17からわかるように、成形終了時点において、プレス成形品の曲げ部では、曲げ外側に引張応力が生じ、曲げ内側に圧縮応力が生じている。一方、スプリングバック後は、プレス成形品の曲げ部において、曲げ外側に圧縮残留応力が生じ、曲げ内側に引張残留応力が生じている。 Figure 17 shows the stress distribution in the plate thickness direction at the end of forming for the stress generated in the circumferential direction in the bent portion of a press-formed product, and the residual stress distribution in the plate thickness direction after springback. Figure 17 shows the stress (stress in the circumferential direction) generated on a line from the R apex (center of R) on the inside of the bend to the R apex on the outside of the bend in the bent portion of the press-formed product. As can be seen from Figure 17, at the end of forming, in the bent portion of the press-formed product, tensile stress occurs on the outside of the bend and compressive stress occurs on the inside of the bend. On the other hand, after springback, in the bent portion of the press-formed product, compressive residual stress occurs on the outside of the bend and tensile residual stress occurs on the inside of the bend.

本発明者等は、スプリングバック後のプレス成形品の曲げ部では、曲げ外側の領域だけでなく、曲げ内側の領域のうち中立軸(板厚中心)近傍で圧縮の残留応力が生じていることに注目し、プレス加工中に曲げ部に張力を与えることを着想した。本発明者等は、素材のうち曲げ部となる部分に張力を付与しながらプレス加工を行うことにより、曲げ内側の領域において、成形終了時点での圧縮応力を低減することができ、それに伴ってスプリングバック後の引張残留応力も低減すると考えた。 The inventors noticed that compressive residual stress occurs in the bent portion of a press-formed product after springback not only in the region on the outside of the bend but also in the region on the inside of the bend near the neutral axis (center of plate thickness), and came up with the idea of applying tension to the bent portion during press working. The inventors believed that by performing press working while applying tension to the portion of the material that will become the bent portion, it would be possible to reduce the compressive stress in the region on the inside of the bend at the end of forming, and therefore the tensile residual stress after springback would also be reduced.

張力を付与した状態で素材を曲げること以外は上記と同様の条件でCAE解析を行ったところ、図18に示す応力分布が得られた。図18からわかるように、張力を付与した状態でプレス成形品の曲げ部を形成した場合、成形終了時点における曲げ内側の圧縮応力が低減し、スプリングバック後における曲げ内側の引張残留応力が減少し、さらに圧縮応力となった。そこで、本発明者等は、プレス加工中、プレス成形品の曲げ部となる部分に張力を付与することができる方法を検討し、実施形態に係るプレス成形品の製造方法を完成させた。 When a CAE analysis was performed under the same conditions as above, except that the material was bent while tension was applied, the stress distribution shown in Figure 18 was obtained. As can be seen from Figure 18, when the bent portion of the press-formed product was formed while tension was applied, the compressive stress on the inside of the bend at the end of forming was reduced, and the tensile residual stress on the inside of the bend after springback was reduced and further became compressive stress. Therefore, the inventors investigated a method for applying tension to the portion that will become the bent portion of the press-formed product during press working, and completed a manufacturing method for a press-formed product according to an embodiment.

実施形態に係るプレス成形品の製造方法は、第1工程と、第2工程と、を備える。第1工程では、金属板をプレス加工することにより、中間成形品を得る。当該中間成形品は、天板と、凸部と、縦壁と、フランジと、を含む。凸部は、天板に接続されるとともに天板から上方に突出する。縦壁は、凸部から下方に延びる。フランジは、縦壁の下端から天板の反対側に延びる。第2工程では、金型を用い、中間成形品をプレス加工してプレス成形品を得る。当該金型は、パンチと、パッドと、ダイと、を含む。パッドは、パンチに対向するようにパンチの上方に配置される。ダイは、パンチの上方且つパッドの側方に配置される。パンチは、パンチ頂面と、パンチ肩と、パンチ側面と、を含む。パンチ肩は、パンチ頂面に連続する。パンチ側面は、パンチ肩から下方に延びる。ダイは、上側ダイ肩と、ダイ側面と、ダイ下面と、を含む。上側ダイ肩は、パンチ肩に対応する。ダイ側面は、パンチ側面に対応して上側ダイ肩から下方に延びる。ダイ下面は、下側ダイ肩を介してダイ側面の下端に接続される。第2工程は、天板がパンチ頂面上に配置されるとともに凸部がパンチ肩に対応する位置に配置されるように、中間成形品をパンチに載置する工程と、パッドを下降させ、パンチ頂面上の天板をパッドで押さえる工程と、ダイを下降させ、天板をパッドで押さえた状態でフランジにダイを接触させる工程と、ダイがフランジに接触した後、さらにダイを下降させ、ダイによって凸部を押しつぶす工程と、を含んでいる(第1の構成)。 The manufacturing method of the press-molded product according to the embodiment includes a first step and a second step. In the first step, an intermediate molded product is obtained by pressing a metal plate. The intermediate molded product includes a top plate, a convex portion, a vertical wall, and a flange. The convex portion is connected to the top plate and protrudes upward from the top plate. The vertical wall extends downward from the convex portion. The flange extends from the lower end of the vertical wall to the opposite side of the top plate. In the second step, the intermediate molded product is press-molded using a die to obtain a press-molded product. The die includes a punch, a pad, and a die. The pad is disposed above the punch so as to face the punch. The die is disposed above the punch and to the side of the pad. The punch includes a punch top surface, a punch shoulder, and a punch side surface. The punch shoulder is continuous with the punch top surface. The punch side surface extends downward from the punch shoulder. The die includes an upper die shoulder, a die side surface, and a die lower surface. The upper die shoulder corresponds to the punch shoulder. The die side extends downward from the upper die shoulder in correspondence with the punch side. The die lower surface is connected to the lower end of the die side via the lower die shoulder. The second step includes the steps of placing the intermediate molded product on the punch so that the top plate is positioned on the punch top surface and the convex portion is positioned in a position corresponding to the punch shoulder, lowering the pad and pressing the top plate on the punch top surface with the pad, lowering the die and contacting the flange with the top plate pressed by the pad, and further lowering the die after it contacts the flange to crush the convex portion with the die (first configuration).

第1の構成に係るプレス成形品の製造方法では、第1工程で金属板を中間成形品にプレス加工した後、第2工程において、パンチ、パッド、及びダイを含む金型を用いて中間成形品をプレス加工し、プレス成形品を得る。第2工程では、まず、中間成形品がパンチに載置され、中間成形品の天板がパッドによって上方から押さえられる。この状態で中間成形品のフランジにダイを接触させ、そのままダイを下降させる。中間成形品のフランジは、ダイが接触した直後にすぐに曲げ戻されることはなく、ダイの下降に伴い徐々に曲げ戻される。そのため、下側ダイ肩にフランジが引っ掛かりながら成形が進むことになり、中間成形品のうち、天板とフランジとの間に設けられた凸部及び縦壁に張力が作用する。すなわち、中間成形品のうち、最終的なプレス成形品において曲げ部となる部分に張力が付与される。よって、プレス成形品の曲げ部において、成形終了時点における曲げ内側の圧縮応力を低減することができる。その結果、スプリングバック後に曲げ内側に残留する引張応力を低減することができる。 In the manufacturing method of the press-formed product according to the first configuration, after the metal plate is pressed into an intermediate product in the first step, the intermediate product is pressed using a die including a punch, a pad, and a die in the second step to obtain a press-formed product. In the second step, the intermediate product is first placed on the punch, and the top plate of the intermediate product is pressed from above by the pad. In this state, the die is brought into contact with the flange of the intermediate product, and the die is lowered as it is. The flange of the intermediate product is not bent back immediately after the die comes into contact, but is bent back gradually as the die descends. Therefore, the flange is caught on the lower die shoulder as the forming proceeds, and tension acts on the convex portion and vertical wall between the top plate and the flange of the intermediate product. That is, tension is applied to the portion of the intermediate product that will become the bent portion in the final press-formed product. Therefore, the compressive stress on the inside of the bend at the end of forming can be reduced in the bent portion of the press-formed product. As a result, the tensile stress remaining on the inside of the bend after springback can be reduced.

さらに、第2工程では、ダイの下降に伴い、中間成形品のうち、パンチ肩に対応する位置に配置された凸部がダイによって押しつぶされ、曲げ戻し変形を受ける。凸部がダイで曲げ戻され、パンチ肩へと押し込まれる過程では、ダイ側(曲げ外側)の領域に圧縮応力が発生し、パンチ側(曲げ内側)の領域に引張応力が発生する。これらの応力により、中間成形品がパンチ肩になじんで(巻き付いて)曲げ部が形成されたとき、つまり第2工程が終了したときに曲げ外側に発生する引張応力、曲げ内側に発生する圧縮応力を低下させることができる。その結果、スプリングバック後のプレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に生じる引張残留応力を低減することができる。 Furthermore, in the second step, as the die descends, the protrusion of the intermediate formed product located at a position corresponding to the punch shoulder is crushed by the die and undergoes bending back deformation. As the protrusion is bent back by the die and pressed into the punch shoulder, compressive stress occurs in the area on the die side (outside of the bend) and tensile stress occurs in the area on the punch side (inside of the bend). These stresses can reduce the tensile stress that occurs on the outside of the bend and the compressive stress that occurs on the inside of the bend when the intermediate formed product fits (wraps) around the punch shoulder and a bent portion is formed, that is, when the second step is completed. As a result, the tensile residual stress that occurs on the inside of the bend in the bent portion of the press-formed product after springback can be reduced.

パンチ肩に対応する位置に配置された凸部に対して周囲から張力を与えるだけでは、凸部を平坦につぶすことは困難である。しかしながら、第1の構成に係るプレス成形品の製造方法では、第2工程において、ダイによって凸部を押しつぶしている。これにより、凸部をしっかりと平坦化することができる。より具体的には、下降するダイが凸部に当たり、この凸部を頂部から押しつぶすことにより、凸部の基部から頂部に向かって大きな応力が生じる。つまり、曲げ内側の領域には大きな引張応力が発生する。そのため、第2工程の終了時点で曲げ内側に発生する圧縮応力を有効に低下させることができる。その結果、スプリングバック後のプレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に生じる引張残留応力を低減することができる。 It is difficult to flatten a convex portion located at a position corresponding to the punch shoulder by simply applying tension from the periphery. However, in the manufacturing method of the press-formed product according to the first configuration, the convex portion is crushed by the die in the second step. This allows the convex portion to be firmly flattened. More specifically, the descending die hits the convex portion and crushes the convex portion from the top, generating a large stress from the base of the convex portion to the top. In other words, a large tensile stress is generated in the region on the inside of the bend. Therefore, the compressive stress generated on the inside of the bend at the end of the second step can be effectively reduced. As a result, the tensile residual stress generated on the inside of the bend can be reduced in the bent portion of the press-formed product after springback.

このように、下側ダイ肩にフランジが引っ掛かりながら成形が進むことで中間成形品のうち、天板とフランジとの間に設けられた凸部及び縦壁に張力を作用させるとともに、この凸部を頂部から押しつぶすことにより、第2工程の終了時点で曲げ内側に発生する圧縮応力を顕著に低下させることができる。その結果、スプリングバック後のプレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に生じる引張残留応力を顕著に低減することができる。 In this way, as the forming progresses while the flange is caught on the lower die shoulder, tension is applied to the convex portion and vertical wall between the top plate and the flange of the intermediate formed product, and by crushing this convex portion from the top, the compressive stress generated on the inside of the bend at the end of the second process can be significantly reduced. As a result, the tensile residual stress generated on the inside of the bend in the bent portion of the press-formed product after springback can be significantly reduced.

以上より、第1の構成に係るプレス成形品の製造方法によれば、プレス成形品の曲げ部において曲げ内側に生じる引張残留応力をプレス加工工程で低減することができる。 As described above, according to the manufacturing method of the press-molded product of the first configuration, the tensile residual stress that occurs on the inside of the bend in the bent portion of the press-molded product can be reduced during the press working process.

上記製造方法において、中間成形品がパンチに載置されたとき、凸部の上端は、金型の幅方向においてダイ側面の下端よりも内側に位置し、縦壁の下端は、金型の幅方向においてパンチ側面の上端よりも外側に位置することが好ましい(第2の構成)。 In the above manufacturing method, when the intermediate molded product is placed on the punch, it is preferable that the upper end of the convex portion is located inside the lower end of the die side in the width direction of the die, and the lower end of the vertical wall is located outside the upper end of the punch side in the width direction of the die (second configuration).

第2の構成によれば、中間成形品がパンチに載置されたとき、つまり第2工程の開始時点において、凸部の上端がダイ側面の下端よりも金型の幅方向で内側に位置している。これにより、第2工程の初期に下側ダイ肩やダイ下面で凸部が押しつぶされるのを防止することができる。言い換えると、第2工程の中期又は後期に、ダイによって凸部を押しつぶし、曲げ内側の領域に引張応力を発生させることが可能となる。よって、第2工程の終了時点で曲げ内側に発生する圧縮応力をより効果的に低減することができる。そのため、プレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に生じる引張残留応力をより確実に低減することができる。 According to the second configuration, when the intermediate molded product is placed on the punch, that is, at the start of the second step, the upper end of the convex portion is located inside the lower end of the die side surface in the die width direction. This makes it possible to prevent the convex portion from being crushed by the lower die shoulder or the die underside at the beginning of the second step. In other words, it is possible to crush the convex portion by the die at the middle or end of the second step, and generate tensile stress in the area on the inside of the bend. This makes it possible to more effectively reduce the compressive stress generated on the inside of the bend at the end of the second step. Therefore, it is possible to more reliably reduce the tensile residual stress generated on the inside of the bend in the bent portion of the press-molded product.

パンチに載置された中間成形品において、縦壁の下端がパンチ側面の上端よりも金型の幅方向で内側に位置する場合、中間成形品の天板がパンチ頂面から浮いた状態になる。この状態でプレス成形を実施すると、中間成形品をパッドで安定的に押さえることができず、成形中に中間成形品が金型の幅方向(左右方向)にずれる可能性があり、最終的なプレス成形品の寸法精度が得られない。これに対して、第2の構成では、中間成形品は、パンチに載置されたとき、その縦壁の下端がパンチ側面の上端よりも金型の幅方向で外側に位置するように構成されている。そのため、中間成形品の天板がパンチ頂面から浮かず、中間成形品を安定してパンチに載置することができる。また、中間成形品の天板がパッドによって押さえられたときに、パッドが浮くのを防止することができる。よって、第2工程で得られるプレス成形品の寸法精度を安定させることができる。 In the intermediate molded product placed on the punch, if the lower end of the vertical wall is located inside the upper end of the punch side in the width direction of the die, the top plate of the intermediate molded product will be floating above the top surface of the punch. If press molding is performed in this state, the intermediate molded product cannot be stably held down by the pad, and the intermediate molded product may shift in the width direction (left and right direction) of the die during molding, and the dimensional accuracy of the final press molded product cannot be obtained. In contrast, in the second configuration, the intermediate molded product is configured so that, when placed on the punch, the lower end of its vertical wall is located outside the upper end of the punch side in the width direction of the die. Therefore, the top plate of the intermediate molded product does not float above the top surface of the punch, and the intermediate molded product can be stably placed on the punch. In addition, when the top plate of the intermediate molded product is held down by the pad, the pad can be prevented from floating. Therefore, the dimensional accuracy of the press molded product obtained in the second process can be stabilized.

中間成形品において、凸部と天板との接続部から凸部の上端までの上下方向における距離をH1[mm]、凸部と天板との接続部から凸部の上端までの中間成形品の幅方向における距離をW1[mm]としたとき、H1/W1は、0.5以上2.0以下であることが好ましい(第3の構成)。 In the intermediate molded product, when the vertical distance from the connection between the protrusion and the top plate to the top end of the protrusion is H1 [mm], and the widthwise distance of the intermediate molded product from the connection between the protrusion and the top plate to the top end of the protrusion is W1 [mm], it is preferable that H1/W1 is 0.5 or more and 2.0 or less (third configuration).

第3の構成によれば、中間成形品において、凸部と天板との接続部から凸部の上端までの上下方向の距離(凸部の高さ)H1と、凸部と天板との接続部から凸部の上端までの幅方向の距離(凸部の幅)W1との比率:H1/W1が0.5以上となっている。これにより、凸部が天板から比較的急峻に立ち上がる形状となるため、ダイによる凸部の曲げ戻し変形量を確保することができる。よって、第2工程で凸部が曲げ戻されたとき、曲げ内側の領域において、より効果的に引張応力を発生させることができる。そのため、第2工程の終了時点で曲げ内側に発生する圧縮応力をより確実に低下させることができ、プレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に残留する引張応力の低減効果を向上させることができる。 According to the third configuration, in the intermediate molded product, the ratio H1/W1 between the vertical distance (height of the convex) from the connection between the convex and the top plate to the top end of the convex and the widthwise distance (width of the convex) W1 from the connection between the convex and the top plate to the top end of the convex is 0.5 or more. This results in a shape in which the convex rises relatively steeply from the top plate, so that the amount of bending back deformation of the convex by the die can be ensured. Therefore, when the convex is bent back in the second step, tensile stress can be generated more effectively in the region on the inside of the bend. Therefore, the compressive stress generated on the inside of the bend at the end of the second step can be more reliably reduced, and the effect of reducing the tensile stress remaining on the inside of the bend can be improved in the bent part of the press molded product.

第3の構成では、中間成形品の凸部において、高さH1と幅W1との比率:H1/W1が2.0以下となっている。これにより、凸部が天板に対して過剰に急峻な形状とならないため、第2工程で凸部をダイで押しつぶすときに、凸部が座屈するのを抑制することができる。 In the third configuration, the ratio of height H1 to width W1: H1/W1 in the convex portion of the intermediate molded product is 2.0 or less. This prevents the convex portion from becoming excessively steep in shape relative to the top plate, making it possible to prevent the convex portion from buckling when it is crushed by the die in the second process.

上記製造方法において、凸部は、中間成形品の横断面視で円弧状をなす頂部を含むことができる。当該頂部は、4mm以上、且つ16mm以下の曲率半径を有することが好ましい(第4の構成)。 In the above manufacturing method, the convex portion may include an apex that is arc-shaped in cross-section of the intermediate molded product. The apex preferably has a radius of curvature of 4 mm or more and 16 mm or less (fourth configuration).

第4の構成では、中間成形品の横断面視で、凸部が円弧状の頂部を含んでいる。この頂部の曲率半径を4mm以上とすることにより、凸部をダイで押しつぶすときに凸部が座屈するのを抑制することができる。また、頂部の曲率半径を16mm以下とすることにより、凸部が過剰に緩やかな形状とならないため、第2工程において、凸部の曲げ戻し変形による曲げ内側の引張応力をより効果的に発生させることができる。よって、第2工程の終了時点で曲げ内側に発生する圧縮応力をより低減することができ、プレス成形品の曲げ部において、曲げ内側に残留する引張応力をより確実に低減することができる。 In the fourth configuration, the convex portion includes an arc-shaped apex in the cross-sectional view of the intermediate molded product. By making the radius of curvature of this apex 4 mm or more, it is possible to suppress buckling of the convex portion when it is crushed by the die. Furthermore, by making the radius of curvature of the apex 16 mm or less, the convex portion does not become excessively gentle in shape, so that in the second step, tensile stress can be more effectively generated on the inside of the bend due to bending back deformation of the convex portion. Therefore, the compressive stress generated on the inside of the bend at the end of the second step can be further reduced, and the tensile stress remaining on the inside of the bend in the bent portion of the press-molded product can be more reliably reduced.

上記製造方法の第2工程で用いられる金型において、パンチ肩は、例えば、パンチの横断面視で円弧状をなす。中間成形品がパンチに載置されたとき、パンチ肩のパンチ頂面側の端から凸部の上端までの金型の幅方向における距離D2[mm]は、凸部の上端がパンチ肩のパンチ頂面側の端よりも幅方向において外側に位置する場合を正、幅方向において内側に位置する場合を負として、以下の式を満たすことが好ましい(第5の構成)。
-1.0×Rp×(π-θ)≦D2≦2.5×Rp×(π-θ)
ただし、Rpは、パンチ肩の曲率半径「mm」、θは、パンチ頂面とパンチ側面とがなす角度[rad]である。
In the die used in the second step of the above-mentioned manufacturing method, the punch shoulder has, for example, an arc shape in cross section of the punch. When the intermediate molded product is placed on the punch, a distance D2 [mm] in the width direction of the die from the end of the punch shoulder on the punch top side to the upper end of the convex portion is preferably positive when the upper end of the convex portion is located outside the end of the punch shoulder on the punch top side in the width direction and is negative when the upper end of the convex portion is located inside the end of the punch shoulder on the punch top side in the width direction, and satisfies the following formula (fifth configuration):
-1.0×Rp×(π-θ)≦D2≦2.5×Rp×(π-θ)
Here, Rp is the radius of curvature of the punch shoulder (mm), and θ is the angle (rad) between the top surface of the punch and the side surface of the punch.

第5の構成によれば、パンチ肩のパンチ頂面側の端から凸部の上端までの金型の幅方向における距離D2は、パンチ肩の曲率半径Rp、及びパンチ頂面とパンチ側面との角度θとの関係で、上記式を満たすように設定されている。このように距離D2を設定することにより、金型の幅方向において凸部がパンチ肩に重複しやすくなるため、パンチ肩の領域において、凸部の曲げ戻し変形により、プレス成形中に曲げ内側に対して引張応力をより広く発生させることができる。よって、中間成形品がパンチ肩になじんで曲げ部が形成されたときに曲げ内側に発生する圧縮応力を、より効果的に低減することができる。その結果、プレス成形品の曲げ部において、スプリングバック後に曲げ内側に残留する引張応力をより確実に低減することができる。 According to the fifth configuration, the distance D2 in the width direction of the die from the end of the punch shoulder on the punch top side to the upper end of the convex portion is set to satisfy the above formula in relation to the radius of curvature Rp of the punch shoulder and the angle θ between the punch top and the punch side surface. By setting the distance D2 in this way, the convex portion is more likely to overlap the punch shoulder in the width direction of the die, so that tensile stress can be generated more widely on the inside of the bend during press forming due to the bending back deformation of the convex portion in the punch shoulder region. Therefore, the compressive stress generated on the inside of the bend when the intermediate formed product fits the punch shoulder to form the bent portion can be more effectively reduced. As a result, the tensile stress remaining on the inside of the bend after springback in the bent portion of the press formed product can be more reliably reduced.

中間成形品において、フランジの縦壁側の端から天板までの上下方向における距離は、6mm以上であることが好ましい(第6の構成)。 In the intermediate molded product, it is preferable that the vertical distance from the end of the vertical wall of the flange to the top plate is 6 mm or more (sixth configuration).

中間成形品の高さ、つまりフランジの縦壁側の端から天板までの上下方向の距離が不十分である場合、第2工程においてフランジに接触した状態のダイが下降するとき、縦壁が全体的にたわみ、凸部及び縦壁に付与される張力が低下する可能性がある。これに対して、第6の構成では、中間成形品の高さが6mm以上確保されている。これにより、第2工程において、中間成形品の縦壁がたわむのを抑制することができ、凸部及び縦壁に張力をより効果的に付与することができる。よって、プレス成形品の曲げ部において、成形終了時点における曲げ内側の圧縮応力をより低減することができ、スプリングバック後に曲げ内側に残留する引張応力の低減効果を向上させることができる。 If the height of the intermediate molded product, that is, the vertical distance from the end of the vertical wall of the flange to the top plate, is insufficient, when the die in contact with the flange descends in the second step, the vertical wall may bend overall, and the tension applied to the convex portion and the vertical wall may decrease. In contrast, in the sixth configuration, the height of the intermediate molded product is ensured to be 6 mm or more. This makes it possible to prevent the vertical wall of the intermediate molded product from bending in the second step, and to more effectively apply tension to the convex portion and the vertical wall. Therefore, in the bent portion of the press molded product, the compressive stress on the inside of the bend at the end of forming can be further reduced, and the effect of reducing the tensile stress remaining on the inside of the bend after springback can be improved.

上記製造方法において、中間成形品がパンチに載置されたとき、フランジが水平面に対してなす角度は、フランジが縦壁側の端を中心に上方に回転している場合を正、下方に回転している場合を負として、-40°以上、且つ40°以下であることが好ましい(第7の構成)。 In the above manufacturing method, when the intermediate molded product is placed on the punch, the angle that the flange makes with respect to the horizontal plane is preferably greater than -40° and less than 40°, with the angle being positive when the flange is rotated upward around the end of the vertical wall and negative when the flange is rotated downward (seventh configuration).

第7の構成によれば、中間成形品のフランジが水平面に対してなす角度が-40°以上確保されている。これにより、第2工程において、中間成形品のフランジにダイが接触して下降したとき、フランジが下側ダイ肩に引っ掛かりやすくなる。そのため、中間成形品において、天板とフランジとの間に設けられた凸部及び縦壁に対し、より確実に張力を付与することができる。よって、プレス成形品の曲げ部において、成形終了時点における曲げ内側の圧縮応力をより効果的に低減することができ、スプリングバック後に曲げ内側に残留する引張応力の低減効果を向上させることができる。 According to the seventh configuration, the angle that the flange of the intermediate product makes with respect to the horizontal plane is ensured to be -40° or more. As a result, in the second process, when the die comes into contact with the flange of the intermediate product and descends, the flange is more likely to catch on the lower die shoulder. Therefore, tension can be more reliably applied to the convex portion and vertical wall provided between the top plate and the flange in the intermediate product. Therefore, in the bent portion of the press-formed product, the compressive stress on the inside of the bend at the end of forming can be more effectively reduced, and the effect of reducing the tensile stress remaining on the inside of the bend after springback can be improved.

第7の構成では、中間成形品のフランジが水平面に対してなす角度が40°以下となっている。これにより、ダイがフランジに接触したとき、フランジが座屈したり、フランジの先端によってダイが損傷したりするのを抑制することができる。 In the seventh configuration, the angle that the flange of the intermediate molded product makes with the horizontal plane is 40° or less. This makes it possible to prevent the flange from buckling or the die from being damaged by the tip of the flange when the die comes into contact with it.

上記製造方法において、下側ダイ肩は、ダイの横断面視で、1mm以上、且つ12mm以下の曲率半径を有する円弧状をなすことが好ましい(第8の構成)。 In the above manufacturing method, it is preferable that the lower die shoulder has an arc shape with a radius of curvature of 1 mm or more and 12 mm or less when viewed in cross section of the die (8th configuration).

実施形態に係る製造方法では、第2工程において、中間成形品の天板をパッドで押さえた後、中間成形品のフランジにダイを接触させる。この状態でダイが下降すると、フランジが下側ダイ肩に引っ掛かり、パッドと下側ダイ肩との間で中間成形品に張力が付与される。フランジを下側ダイ肩に引っ掛けやすくするためには、下側ダイ肩の曲率半径をある程度小さくすることが好ましい。また、下側ダイ肩の曲率半径は小さい方が、ダイの下死点近くまでフランジを下側ダイ肩に引っ掛け続けることができる。下側ダイ肩の曲率半径が過大であれば、中間成形品と下側ダイ肩との接触面積も過大となる。この場合、ダイが下降するときに中間成形品の縦壁及びフランジが全体的にたわんで、下型ダイ肩に対するフランジの引っ掛かりが弱くなり、パッドと下側ダイ肩との間で中間成形品に付与される張力が低下してしまう。この点を鑑み、第8の構成では、下側ダイ肩の曲率半径が12mm以下に設定されている。これにより、第2工程において、中間成形品と下側ダイ肩との接触面積を制限することができ、フランジが下側ダイ肩に引っ掛かりやすくなるため、パッドと下側ダイ肩との間で、中間成形品対してより効果的に張力を付与することができる。よって、プレス成形品の曲げ部において、成形終了時点における曲げ内側の圧縮応力をより低減することができ、スプリングバック後に曲げ内側に残留する引張応力の低減効果を向上させることができる。 In the manufacturing method according to the embodiment, in the second step, the top plate of the intermediate molded product is pressed with a pad, and then the die is brought into contact with the flange of the intermediate molded product. When the die descends in this state, the flange is caught on the lower die shoulder, and tension is applied to the intermediate molded product between the pad and the lower die shoulder. In order to make it easier to catch the flange on the lower die shoulder, it is preferable to make the radius of curvature of the lower die shoulder smaller to a certain extent. In addition, a smaller radius of curvature of the lower die shoulder allows the flange to continue to be caught on the lower die shoulder until near the bottom dead center of the die. If the radius of curvature of the lower die shoulder is excessively large, the contact area between the intermediate molded product and the lower die shoulder will also be excessively large. In this case, when the die descends, the vertical wall and flange of the intermediate molded product are deflected as a whole, the catch of the flange on the lower die shoulder becomes weak, and the tension applied to the intermediate molded product between the pad and the lower die shoulder decreases. In consideration of this point, in the eighth configuration, the radius of curvature of the lower die shoulder is set to 12 mm or less. This limits the contact area between the intermediate product and the lower die shoulder in the second step, making it easier for the flange to catch on the lower die shoulder, and allows tension to be applied more effectively to the intermediate product between the pad and the lower die shoulder. This makes it possible to further reduce the compressive stress on the inside of the bend at the end of forming in the bent portion of the press-formed product, and improves the effect of reducing the tensile stress remaining on the inside of the bend after springback.

下側ダイ肩の曲率半径が1mm未満の場合、下側ダイ肩がプレス成形品に食い込み痕を残したり、プレス成形品に大きな曲げ癖を発生させたりする可能性がある。よって、第8の構成のように、下側ダイ肩の曲率半径は、1mm以上であることが好ましい。 If the radius of curvature of the lower die shoulder is less than 1 mm, the lower die shoulder may leave a bite mark on the press-formed product or cause the press-formed product to have a large bending tendency. Therefore, as in the eighth configuration, it is preferable that the radius of curvature of the lower die shoulder is 1 mm or more.

上記製造方法において、金属板の加工硬化指数は、0.04以下であることが好ましい(第9の構成)。 In the above manufacturing method, it is preferable that the work hardening index of the metal plate is 0.04 or less (ninth configuration).

第9の構成によれば、金属板の加工硬化指数が0.04以下と十分に小さい。そのため、この金属板から中間成形品を得る第1工程、及び中間成形品からプレス成形品を得る第2工程において、材料の加工硬化が生じにくくなる。この場合、各工程において、材料に発生する応力が小さくなり、結果としてスプリングバックによる応力も小さくなる。よって、各工程において、成形終了時点の応力とスプリングバックによる反転応力との合算である残留応力を低減することができる。 According to the ninth configuration, the work hardening index of the metal plate is sufficiently small, at 0.04 or less. Therefore, work hardening of the material is unlikely to occur in the first process of obtaining an intermediate formed product from this metal plate, and in the second process of obtaining a press-formed product from the intermediate formed product. In this case, the stress generated in the material is small in each process, and as a result, the stress due to springback is also small. Therefore, in each process, the residual stress, which is the sum of the stress at the end of forming and the reversal stress due to springback, can be reduced.

実施形態に係る製造設備は、プレス成形品を製造するための製造設備である。製造設備は、第1金型と、第2金型と、を備える。第1金型は、金属板を中間成形品に成形する。中間成形品は、天板と、凸部と、縦壁と、フランジと、を含む。凸部は、天板に接続されるとともに天板から上方に突出する。縦壁は、凸部から下方に延びる。フランジは、縦壁の下端から天板の反対側に延びる。第2金型は、中間成形品をプレス成形品に成形する。第2金型は、パンチと、パッドと、ダイと、を含む。パンチは、パンチ頂面と、パンチ頂面に連続するパンチ肩と、パンチ肩から下方に延びるパンチ側面と、を含む。パンチは、中間成形品をプレス成形品に成形するに際し、天板がパンチ頂面上に配置されるとともに凸部がパンチ肩に対応する位置に配置されるように構成される。パッドは、パンチの上方に配置され、昇降可能に構成されている。パッドは、中間成形品をプレス成形品に成形するに際し、パンチ頂面上に配置された天板に対向するように構成される。ダイは、パンチの上方且つパッドの側方に配置され、昇降可能に構成されている。ダイは、パンチ肩に対応する上側ダイ肩と、パンチ側面に対応して上側ダイ肩から下方に延びるダイ側面と、下側ダイ肩を介してダイ側面の下端に接続されるダイ下面と、を含む。ダイは、中間成形品をプレス成形品に成形するに際し、ダイ下面がフランジに対向するように構成される。 The manufacturing equipment according to the embodiment is a manufacturing equipment for manufacturing a press-molded product. The manufacturing equipment includes a first mold and a second mold. The first mold molds a metal plate into an intermediate molded product. The intermediate molded product includes a top plate, a convex portion, a vertical wall, and a flange. The convex portion is connected to the top plate and protrudes upward from the top plate. The vertical wall extends downward from the convex portion. The flange extends from the lower end of the vertical wall to the opposite side of the top plate. The second mold molds the intermediate molded product into a press-molded product. The second mold includes a punch, a pad, and a die. The punch includes a punch top surface, a punch shoulder continuous with the punch top surface, and a punch side surface extending downward from the punch shoulder. The punch is configured so that, when the intermediate molded product is molded into a press-molded product, the top plate is disposed on the punch top surface and the convex portion is disposed at a position corresponding to the punch shoulder. The pad is disposed above the punch and configured to be movable up and down. The pad is configured to face a top plate disposed on the top surface of the punch when the intermediate product is formed into a press-formed product. The die is disposed above the punch and to the side of the pad, and is configured to be movable up and down. The die includes an upper die shoulder corresponding to the punch shoulder, a die side surface extending downward from the upper die shoulder corresponding to the punch side surface, and a die lower surface connected to the lower end of the die side surface via the lower die shoulder. The die is configured so that the die lower surface faces the flange when the intermediate product is formed into a press-formed product.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In each drawing, the same or equivalent components are given the same reference numerals, and the same description will not be repeated.

[製造設備]
図1は、本実施形態に係る製造設備100、及び製造設備100によってプレス成形品を製造する過程を模式的に示す図である。プレス成形品は、例えば、自動車の足回り部品やラダーフレーム等のフレーム部品である。自動車の足回り部品としては、例えば、アッパーアーム、ロアアーム、又はトレールリンク等といったアーム部品の他、サスペンションメンバやトーションビーム等が挙げられる。
[Manufacturing Equipment]
1 is a diagram showing a manufacturing facility 100 according to the present embodiment and a process for manufacturing a press-molded product by the manufacturing facility 100. The press-molded product is, for example, an automobile suspension part or a frame part such as a ladder frame. Examples of the automobile suspension part include arm parts such as an upper arm, a lower arm, or a trail link, as well as suspension members and torsion beams.

図1に示すように、製造設備100は、プレス装置10,20を備える。プレス装置10は、素材としての金属板30から中間成形品40を成形する。プレス装置20は、中間成形品40から最終成形品としてのプレス成形品50を成形する。以下、図2及び図3を参照して、プレス装置10,20の各々の構成について説明する。 As shown in FIG. 1, the manufacturing facility 100 includes press devices 10 and 20. The press device 10 forms an intermediate product 40 from a metal plate 30 as a material. The press device 20 forms a press-formed product 50 as a final product from the intermediate product 40. The configuration of each of the press devices 10 and 20 will be described below with reference to FIG. 2 and FIG. 3.

[中間成形品用のプレス装置]
図2は、図1に示す中間成形品40を得るためのプレス装置10の概略構成を示す断面図である。図2に示すように、プレス装置10は、金型11と、ベッド12と、スライド13と、金型ホルダ14,15とを備える。金型11は、パンチ16と、ダイ17とを含んでいる。パンチ16及びダイ17は、図2の紙面と交差する方向に延びている。以下、説明の便宜上、プレス装置10及びその構成部品に関しては、金型11、すなわちパンチ16及びダイ17が延びる方向を長手方向といい、パンチ16とダイ17とが接近及び離間する方向(図2の紙面における上下方向)を上下方向(鉛直方向)という。当該長手方向及び上下方向からなる平面に対して垂直な方向、すなわちパンチ16及びダイ17を横切る方向を左右方向又は幅方向という。また、プレス装置10及びその構成部品に関し、長手方向に垂直な平面で切断した断面を横断面という。
[Pressing device for intermediate molded products]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the press device 10 for obtaining the intermediate molded product 40 shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the press device 10 includes a die 11, a bed 12, a slide 13, and die holders 14 and 15. The die 11 includes a punch 16 and a die 17. The punch 16 and the die 17 extend in a direction intersecting the plane of FIG. 2. Hereinafter, for the convenience of explanation, with respect to the press device 10 and its components, the direction in which the die 11, i.e., the punch 16 and the die 17 extend is referred to as the longitudinal direction, and the direction in which the punch 16 and the die 17 approach and move away from each other (the vertical direction in the plane of FIG. 2) is referred to as the vertical direction (vertical direction). The direction perpendicular to the plane consisting of the longitudinal direction and the vertical direction, i.e., the direction crossing the punch 16 and the die 17, is referred to as the left-right direction or width direction. Also, with respect to the press device 10 and its components, a cross section cut by a plane perpendicular to the longitudinal direction is referred to as a transverse section.

パンチ16は、金型ホルダ14を介して、プレス装置10の本体の一部であるベッド12に支持されている。すなわち、ベッド12の上面に金型ホルダ14が固定され、この金型ホルダ14上にパンチ16が配置されている。ベッド12と金型ホルダ14との間には、上下方向におけるパンチ16の位置を調整するため、プレート状のスペーサが挿入されていてもよい。 The punch 16 is supported by the bed 12, which is part of the main body of the press device 10, via the die holder 14. That is, the die holder 14 is fixed to the upper surface of the bed 12, and the punch 16 is placed on the die holder 14. A plate-shaped spacer may be inserted between the bed 12 and the die holder 14 to adjust the position of the punch 16 in the vertical direction.

パンチ16は、パンチ頂面161と、左右の凸面162L,162Rと、左右のパンチ側面163L、163Rと、左右のパンチフランジ面164L,164Rとを含む。 The punch 16 includes a punch top surface 161, left and right convex surfaces 162L, 162R, left and right punch side surfaces 163L, 163R, and left and right punch flange surfaces 164L, 164R.

本実施形態において、パンチ頂面161は、長手方向に延びる溝部161aを有している。溝部161aは、パンチ頂面161の長手方向全体にわたって延びていてもよいし、パンチ頂面161の長手方向の一部に設けられていてもよい。本実施形態の例において、パンチ頂面161は、長手方向に平行な鉛直面に対して非対称の形状、つまり左右非対称の形状を有する。ただし、パンチ頂面161は、左右対称の形状を有していてもよい。 In this embodiment, the punch top surface 161 has a groove portion 161a extending in the longitudinal direction. The groove portion 161a may extend over the entire longitudinal direction of the punch top surface 161, or may be provided on a portion of the longitudinal direction of the punch top surface 161. In this embodiment, the punch top surface 161 has an asymmetric shape with respect to a vertical plane parallel to the longitudinal direction, that is, an asymmetric shape. However, the punch top surface 161 may also have a symmetric shape.

パンチ頂面161の両側方には、凸面162L,162Rが設けられている。凸面162L,162Rは、パンチ頂面161に連続して設けられる。凸面162L,162Rは、典型的には、パンチ頂面161の全体にわたり、パンチ頂面161に連続して設けられている。 Convex surfaces 162L and 162R are provided on both sides of punch top surface 161. Convex surfaces 162L and 162R are provided continuously with punch top surface 161. Convex surfaces 162L and 162R are typically provided continuously with punch top surface 161 over the entire punch top surface 161.

凸面162Lは、パンチ頂面161の左側縁に接続されている。凸面162Lは、パンチ頂面161よりも上方に突出している。より具体的には、凸面162Lは、パンチ頂面161のうち溝部161aよりも幅方向外側(左側)の部分と比較して、上方に突出している。凸面162Lは、パンチ頂面161から幅方向外側に向かって一旦上昇し、その後下降する凸形状を有している。凸面162Lの頂部は、例えば、パンチ16の横断面視で実質的に円弧状をなす。以下、実質的に円弧状というときは、真円の一部を構成する曲線だけでなく、楕円曲線、スプライン曲線等の滑らかな曲線も含む。また、真円の一部を構成する曲線以外の滑らかな曲線の場合の曲率半径は、横断面で切断したときに、曲線の両端、及び曲線の中点の3点を通る円の半径で定義する。 The convex surface 162L is connected to the left edge of the punch top surface 161. The convex surface 162L protrudes upward from the punch top surface 161. More specifically, the convex surface 162L protrudes upward compared to the portion of the punch top surface 161 that is on the outer side (left side) of the groove portion 161a in the width direction. The convex surface 162L has a convex shape that rises once from the punch top surface 161 toward the outer side in the width direction and then descends. The top of the convex surface 162L is, for example, substantially arc-shaped in the cross section of the punch 16. Hereinafter, the term "substantially arc-shaped" includes not only a curve that constitutes a part of a perfect circle, but also smooth curves such as elliptical curves and spline curves. In addition, the radius of curvature in the case of a smooth curve other than a curve that constitutes a part of a perfect circle is defined as the radius of a circle that passes through three points, the both ends of the curve and the midpoint of the curve, when cut in cross section.

凸面162Rは、パンチ頂面161の右側縁に連続して設けられている。凸面162Rは、パンチ頂面161よりも上方に突出している。より具体的には、凸面162Rは、パンチ頂面161のうち溝部161aよりも幅方向外側(右側)の部分と比較して、上方に突出している。凸面162Rは、パンチ頂面161から幅方向外側に向かって一旦上昇し、その後下降する凸形状を有している。凸面162Rの頂部は、例えば、パンチ16の横断面視で実質的に円弧状をなす。凸面162Rは、長手方向に平行な鉛直面に対して凸面162Lと対称の形状を有していてもよいし、非対称の形状を有していてもよい。 The convex surface 162R is provided continuously with the right edge of the punch top surface 161. The convex surface 162R protrudes upward from the punch top surface 161. More specifically, the convex surface 162R protrudes upward compared to the portion of the punch top surface 161 that is on the outer side (right side) in the width direction from the groove portion 161a. The convex surface 162R has a convex shape that rises once from the punch top surface 161 toward the outer side in the width direction and then descends. For example, the top of the convex surface 162R is substantially arc-shaped in the cross section of the punch 16. The convex surface 162R may have a shape symmetrical to the convex surface 162L with respect to a vertical plane parallel to the longitudinal direction, or may have an asymmetric shape.

パンチ側面163L、163Rは、パンチ16の横断面視で、それぞれ、凸面162L,162Rから下方へと延びている。パンチ側面163Lは、左の凸面162Lに連続して設けられている。パンチ側面163Rは、右の凸面162Rに連続して設けられている。本実施形態の例において、パンチ側面163L,163Rの各々は、その下端部が上端部よりも幅方向において外側に位置するように、長手方向に平行な鉛直面に対して傾斜する。パンチ側面163L、163Rは、長手方向に平行な鉛直面に対して対称の形状を有していてもよいし、非対称の形状を有していてもよい。また、パンチ側面163L、163Rは、凸面162L,162Rから連続して設けられた滑らかな曲線でもよい。パンチ側面163L、163R又は凸面162L,162Rは、凸面162L,162Rの上端からパンチフランジ面164L,164Rに向かう途中で、幅方向において内側、又は外側に湾曲(変曲)していてもよい。 In the cross-sectional view of the punch 16, the punch side surfaces 163L and 163R extend downward from the convex surfaces 162L and 162R, respectively. The punch side surface 163L is provided continuously with the left convex surface 162L. The punch side surface 163R is provided continuously with the right convex surface 162R. In the example of this embodiment, each of the punch side surfaces 163L and 163R is inclined with respect to a vertical plane parallel to the longitudinal direction so that its lower end is located outward in the width direction from its upper end. The punch side surfaces 163L and 163R may have a symmetrical shape with respect to a vertical plane parallel to the longitudinal direction, or may have an asymmetrical shape. The punch side surfaces 163L and 163R may also be smooth curves provided continuously with the convex surfaces 162L and 162R. The punch side surfaces 163L, 163R or the convex surfaces 162L, 162R may be curved (inflected) inward or outward in the width direction on the way from the upper end of the convex surfaces 162L, 162R toward the punch flange surfaces 164L, 164R.

パンチフランジ面164L,164Rは、パンチ16の横断面視で、それぞれ、パンチ側面163L、163Rから幅方向外側へと延びている。パンチフランジ面164L,164Rは、パンチ側面163L、163Rから実質的に水平に延びていてもよいが、少なくとも一方が水平面に対して傾斜して延びていてもよい。例えば、パンチフランジ面164L,164Rの各々が水平面に対してなす角度は、パンチフランジ面164L,164Rが幅方向内側の端を中心に上方に回転している場合を正、下方に回転している場合を負として、-40°以上、且つ40°以下の範囲に設定することができる。パンチフランジ面164L,164Rと水平面との角度は、好ましくは、-10°以上、且つ10°以下である。ここで、水平面とは、パンチ16とダイ17とが接近及び離間する方向(上下方向)に対して垂直な平面をいう。パンチフランジ面164L,164Rが水平面に対してなす角度とは、上下方向と幅方向からなる平面で切断した断面において、パンチフランジ面164L,164Rと幅方向とがなす角度(鋭角側)を意味する。 In a cross-sectional view of the punch 16, the punch flange surfaces 164L and 164R extend outward in the width direction from the punch side surfaces 163L and 163R, respectively. The punch flange surfaces 164L and 164R may extend substantially horizontally from the punch side surfaces 163L and 163R, but at least one of them may extend at an angle relative to the horizontal plane. For example, the angle that each of the punch flange surfaces 164L and 164R makes with respect to the horizontal plane can be set in the range of -40° or more and 40° or less, with the case where the punch flange surfaces 164L and 164R rotate upward around the inner end in the width direction being positive, and the case where they rotate downward being negative. The angle between the punch flange surfaces 164L and 164R and the horizontal plane is preferably -10° or more and 10° or less. Here, the horizontal plane refers to a plane perpendicular to the direction (up-down direction) in which the punch 16 and the die 17 approach and separate from each other. The angle that the punch flange surfaces 164L, 164R make with respect to the horizontal plane means the angle (acute angle side) that the punch flange surfaces 164L, 164R make with the width direction in a cross section cut along a plane consisting of the vertical and width directions.

パンチフランジ面164Lは、左のパンチ側面163Lの下端に連続して設けられている。パンチフランジ面164Rは、右のパンチ側面163Rの下端に連続して設けられている。パンチフランジ面164Lとパンチ側面163Lとの境界部分には、R面取り加工が施されていることが好ましい。同様に、パンチフランジ面164Rとパンチ側面163Rとの境界部分には、R面取り加工が施されていることが好ましい。すなわち、パンチフランジ面164Lとパンチ側面163Lとの境界部分、及びパンチフランジ面164Rとパンチ側面163Rとの境界部分は、それぞれ、パンチ16の横断面視で実質的に円弧状をなすことが好ましい。 The punch flange surface 164L is provided contiguous to the lower end of the left punch side surface 163L. The punch flange surface 164R is provided contiguous to the lower end of the right punch side surface 163R. The boundary between the punch flange surface 164L and the punch side surface 163L is preferably subjected to R-chamfering. Similarly, the boundary between the punch flange surface 164R and the punch side surface 163R is preferably subjected to R-chamfering. In other words, the boundary between the punch flange surface 164L and the punch side surface 163L, and the boundary between the punch flange surface 164R and the punch side surface 163R are preferably each substantially arc-shaped in a cross-sectional view of the punch 16.

ダイ17は、パンチ16の上方に配置されている。ダイ17は、金型ホルダ15を介し、スライド13に取り付けられている。すなわち、スライド13の下面に金型ホルダ15が固定され、金型ホルダ15の下面にダイ17が固定されている。上下方向におけるダイ17の位置を調整するため、スライド13と金型ホルダ15との間にはプレート状のスペーサが挿入されていてもよい。スライド13は、例えば、プレス装置10に設けられた機械式又は油圧式機構等(図示略)により、パンチ16に対して昇降可能に構成されている。スライド13の昇降に伴い、ダイ17もパンチ16に対して昇降する。 The die 17 is disposed above the punch 16. The die 17 is attached to the slide 13 via the die holder 15. That is, the die holder 15 is fixed to the lower surface of the slide 13, and the die 17 is fixed to the lower surface of the die holder 15. A plate-shaped spacer may be inserted between the slide 13 and the die holder 15 to adjust the position of the die 17 in the vertical direction. The slide 13 is configured to be able to rise and fall relative to the punch 16, for example, by a mechanical or hydraulic mechanism (not shown) provided in the press device 10. As the slide 13 rises and falls, the die 17 also rises and falls relative to the punch 16.

ダイ17は、パンチ16の成形面に対応する成形面を有している。ダイ17の成形面は、パンチ16の成形面に対し、金型11で加工される金属板30の板厚と同程度だけオフセットした形状を有する。ダイ17の成形面は、例えば、金属板30の板厚の0.9倍~1.2倍だけ、パンチ16の成形面からオフセットした形状を有する。ダイ17は、ダイ底面171と、左右の凹面172L,172Rと、左右のダイ側面173L、173Rと、左右のダイフランジ面174L,174Rとを含む。 The die 17 has a forming surface that corresponds to the forming surface of the punch 16. The forming surface of the die 17 has a shape that is offset from the forming surface of the punch 16 by approximately the same amount as the thickness of the metal sheet 30 to be processed by the mold 11. The forming surface of the die 17 has a shape that is offset from the forming surface of the punch 16 by, for example, 0.9 to 1.2 times the thickness of the metal sheet 30. The die 17 includes a die bottom surface 171, left and right concave surfaces 172L, 172R, left and right die side surfaces 173L, 173R, and left and right die flange surfaces 174L, 174R.

ダイ底面171は、パンチ頂面161に対向する。ダイ底面171は、パンチ頂面161の形状に対応する形状に形成されている。本実施形態において、ダイ底面171は、パンチ頂面161の溝部161aに対応する凸条部171aを有する。 The die bottom surface 171 faces the punch top surface 161. The die bottom surface 171 is formed in a shape that corresponds to the shape of the punch top surface 161. In this embodiment, the die bottom surface 171 has a protruding ridge portion 171a that corresponds to the groove portion 161a of the punch top surface 161.

ダイ底面171の両側方には、パンチ16の凸面162L,162Rのそれぞれに対応して、凹面172L,172Rが設けられている。凹面172L,172Rは、ダイ底面171に連続して設けられる。凹面172L,172Rは、パンチ16の凸面162L,162Rと同様に、典型的には、ダイ底面171の長手方向全体にわたり、ダイ底面171に連続して設けられる。 On both sides of the die bottom surface 171, concave surfaces 172L, 172R are provided corresponding to the convex surfaces 162L, 162R of the punch 16, respectively. The concave surfaces 172L, 172R are provided continuously with the die bottom surface 171. Like the convex surfaces 162L, 162R of the punch 16, the concave surfaces 172L, 172R are typically provided continuously with the die bottom surface 171 over the entire longitudinal direction of the die bottom surface 171.

凹面172Lは、ダイ底面171の左側縁に接続されている。凹面172Lは、ダイ底面171に対して上方に陥没している。より具体的には、凹面172Lは、ダイ底面171のうち凸条部171aよりも幅方向外側(左側)の部分と比較して、上方に陥没している。凹面172Lは、ダイ底面171から幅方向外側に向かって一旦上昇し、その後下降する凹形状を有している。凹面172Lの凹形状は、パンチ16の凸面162Lの凸形状に対応する。凹面172Lの底部は、例えば、ダイ17の横断面視で実質的に円弧状をなす。 The concave surface 172L is connected to the left edge of the die bottom surface 171. The concave surface 172L is recessed upward relative to the die bottom surface 171. More specifically, the concave surface 172L is recessed upward compared to a portion of the die bottom surface 171 that is on the outer side (left side) in the width direction than the protruding rib portion 171a. The concave surface 172L has a concave shape that rises once from the die bottom surface 171 toward the outer side in the width direction and then descends. The concave shape of the concave surface 172L corresponds to the convex shape of the convex surface 162L of the punch 16. For example, the bottom of the concave surface 172L is substantially arc-shaped when viewed in a cross section of the die 17.

凹面172Rは、ダイ底面171の右側縁に連続して設けられている。凹面172Rは、ダイ底面171に対して上方に陥没している。より具体的には、凹面172Rは、ダイ底面171のうち凸条部171aよりも幅方向外側(右側)の部分と比較して、上方に陥没している。凹面172Rは、ダイ底面171から幅方向外側に向かって一旦上昇し、その後下降する凹形状を有している。凹面172Rの凹形状は、パンチ16の凸面162Rの凸形状に対応する。凹面172Rの底部は、例えば、パンチ16の横断面視で実質的に円弧状をなす。 The concave surface 172R is provided continuously with the right edge of the die bottom surface 171. The concave surface 172R is recessed upward with respect to the die bottom surface 171. More specifically, the concave surface 172R is recessed upward compared to the portion of the die bottom surface 171 that is on the outer side (right side) in the width direction than the protruding rib portion 171a. The concave surface 172R has a concave shape that rises once from the die bottom surface 171 toward the outer side in the width direction and then descends. The concave shape of the concave surface 172R corresponds to the convex shape of the convex surface 162R of the punch 16. For example, the bottom of the concave surface 172R is substantially arc-shaped when viewed in cross section of the punch 16.

ダイ側面173L、173Rは、ダイ17の横断面視で、それぞれ、凹面172L,172Rから下方へと延びている。ダイ側面173L、173Rは、それぞれ、パンチ側面163L,163Rに対応する面である。ダイ側面173Lは、左の凹面172Lに連続して設けられている。ダイ側面173Rは、右の凹面172Rに連続して設けられている。本実施形態の例において、ダイ側面173L,173Rの各々は、パンチ側面163L,163Rに対応し、長手方向に平行な鉛直面に対して傾斜している。 The die side surfaces 173L and 173R extend downward from the concave surfaces 172L and 172R, respectively, in a cross-sectional view of the die 17. The die side surfaces 173L and 173R correspond to the punch side surfaces 163L and 163R, respectively. The die side surface 173L is provided continuous with the left concave surface 172L. The die side surface 173R is provided continuous with the right concave surface 172R. In this embodiment, each of the die side surfaces 173L and 173R corresponds to the punch side surfaces 163L and 163R, and is inclined with respect to a vertical plane parallel to the longitudinal direction.

ダイフランジ面174L,174Rは、ダイ17の横断面視で、それぞれ、ダイ側面173L、173Rの下端から幅方向外側へと延びている。ダイフランジ面174L,174Rは、それぞれ、パンチフランジ面164L,164Rに対応する面である。ダイフランジ面174L,174Rが水平面に対してなす角度は、パンチフランジ面164L,164Rが水平面に対して角度と実質的に等しい。 In a cross-sectional view of the die 17, the die flange surfaces 174L and 174R extend outward in the width direction from the lower ends of the die side surfaces 173L and 173R, respectively. The die flange surfaces 174L and 174R correspond to the punch flange surfaces 164L and 164R, respectively. The angles that the die flange surfaces 174L and 174R make with respect to the horizontal plane are substantially equal to the angles that the punch flange surfaces 164L and 164R make with respect to the horizontal plane.

ダイフランジ面174Lは、左のダイ側面173Lに連続して設けられている。ダイフランジ面174Rは、右のダイ側面173Rに連続して設けられている。ダイフランジ面174Lとダイ側面173Lとの角部には、R面取り加工が施されていることが好ましい。同様に、ダイフランジ面174Rとダイ側面173Rとの角部には、R面取り加工が施されていることが好ましい。すなわち、ダイフランジ面174Lとダイ側面173Lとの角部、及びダイフランジ面174Rとダイ側面173Rとの角部は、それぞれ、ダイ17の横断面視で実質的に円弧状をなすことが好ましい。 The die flange surface 174L is provided continuously with the left die side surface 173L. The die flange surface 174R is provided continuously with the right die side surface 173R. It is preferable that the corners between the die flange surface 174L and the die side surface 173L are R-chamfered. Similarly, it is preferable that the corners between the die flange surface 174R and the die side surface 173R are R-chamfered. In other words, it is preferable that the corners between the die flange surface 174L and the die side surface 173L, and the corners between the die flange surface 174R and the die side surface 173R, are each substantially arc-shaped when viewed in cross section of the die 17.

[最終成形品用のプレス装置]
図3は、最終成形品としてのプレス成形品50(図1)を得るためのプレス装置20の概略構成を示す断面図である。
[Pressing device for final molded products]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the press device 20 for obtaining the press-molded product 50 (FIG. 1) as the final product.

図3に示すように、プレス装置20は、金型21と、ベッド22と、スライド23と、金型ホルダ24,25とを備える。金型21は、パンチ26と、左右のダイ27L,27Rと、パッド28とを含んでいる。パンチ26及びダイ27L,27Rは、図3の紙面と交差する方向に延びている。プレス装置20及びその構成部品に関しては、金型21、特にパンチ26及びダイ27L,27Rが延びる方向を長手方向といい、パンチ26とダイ27L,27Rとが接近及び離間する方向(図3の紙面における上下方向)を上下方向(鉛直方向)という。当該長手方向と上下方向からなる平面に対して垂直な方向、すなわちパンチ26及びダイ27L,27Rを横切る方向を左右方向又は幅方向という。また、プレス装置20及びその構成部品に関し、長手方向に垂直な平面で切断した断面を横断面という。 As shown in FIG. 3, the press device 20 includes a die 21, a bed 22, a slide 23, and die holders 24 and 25. The die 21 includes a punch 26, left and right dies 27L and 27R, and a pad 28. The punch 26 and the dies 27L and 27R extend in a direction intersecting the plane of FIG. 3. With respect to the press device 20 and its components, the direction in which the die 21, particularly the punch 26 and the dies 27L and 27R, extend is referred to as the longitudinal direction, and the direction in which the punch 26 and the dies 27L and 27R approach and move away from each other (the vertical direction in FIG. 3) is referred to as the vertical direction (the up-down direction in FIG. 3). The direction perpendicular to the plane consisting of the longitudinal direction and the up-down direction, i.e., the direction crossing the punch 26 and the dies 27L and 27R, is referred to as the left-right direction or width direction. With respect to the press device 20 and its components, a cross section cut by a plane perpendicular to the longitudinal direction is referred to as a transverse section.

パンチ26は、金型ホルダ24を介して、プレス装置20の本体の一部であるベッド22に支持されている。すなわち、ベッド22の上面に金型ホルダ24が固定され、この金型ホルダ24上にパンチ26が配置されている。ベッド22と金型ホルダ24との間には、上下方向におけるパンチ26の位置を調整するため、プレート状のスペーサが挿入されていてもよい。 The punch 26 is supported by the bed 22, which is part of the main body of the press device 20, via the die holder 24. That is, the die holder 24 is fixed to the upper surface of the bed 22, and the punch 26 is placed on the die holder 24. A plate-shaped spacer may be inserted between the bed 22 and the die holder 24 to adjust the position of the punch 26 in the vertical direction.

パンチ26は、パンチ頂面261と、左右のパンチ肩262L,262Rと、左右のパンチ側面263L,263Rとを含む。 The punch 26 includes a punch top surface 261, left and right punch shoulders 262L, 262R, and left and right punch side surfaces 263L, 263R.

本実施形態において、パンチ頂面261には、長手方向に延びる溝部261aが形成されている。溝部261aは、例えば、図2に示すプレス装置10におけるパンチ頂面161の溝部161a(図2)に対応する形状及び寸法に形成されている。図3に示す例では、パンチ頂面261は、パンチ頂面161(図2)と同様、長手方向に平行な鉛直面に対して非対称の形状、つまり左右非対称の形状を有する。ただし、パンチ頂面261は、左右対称の形状を有していてもよい。 In this embodiment, the punch top surface 261 has a groove 261a extending in the longitudinal direction. The groove 261a is formed, for example, in a shape and dimensions corresponding to the groove 161a (FIG. 2) of the punch top surface 161 in the press device 10 shown in FIG. 2. In the example shown in FIG. 3, the punch top surface 261, like the punch top surface 161 (FIG. 2), has an asymmetric shape with respect to a vertical plane parallel to the longitudinal direction, that is, an asymmetric shape. However, the punch top surface 261 may also have a symmetric shape.

パンチ肩262L,262Rは、パンチ頂面261に連続して設けられる。より詳細には、パンチ肩262Lは、パンチ頂面261の左側縁に連続し、パンチ肩262Rは、パンチ頂面261の右側縁に連続する。パンチ肩262L,262Rの各々は、パンチ26の横断面視で実質的に円弧状をなす。パンチ肩262L,262Rは、それぞれ、パンチ頂面261とパンチ側面263L,263Rとの間の稜線部(コーナー)である。 The punch shoulders 262L, 262R are provided contiguous with the punch top surface 261. More specifically, the punch shoulder 262L is continuous with the left edge of the punch top surface 261, and the punch shoulder 262R is continuous with the right edge of the punch top surface 261. Each of the punch shoulders 262L, 262R is substantially arc-shaped in a cross-sectional view of the punch 26. The punch shoulders 262L, 262R are ridges (corners) between the punch top surface 261 and the punch side surfaces 263L, 263R, respectively.

パンチ側面263Lは、パンチ26の横断面視で、左のパンチ肩262Lから下方に延びている。パンチ側面263Rは、パンチ26の横断面視で、右のパンチ肩262Rから下方に延びている。パンチ側面263L,263Rの各々は、下端部が上端部よりも幅方向において外側に位置するように、長手方向に平行な鉛直面に対して傾斜する。パンチ側面263L,263Rが当該鉛直面に対してなす角度(鋭角側)は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。パンチ側面263L,263Rと当該鉛直面との角度は、好ましくは20°以下である。なお、パンチ側面263L,263Rが長手方向に平行な鉛直面となす角度(鋭角側)とは、上下方向と幅方向からなる平面で切断した断面において、パンチ側面263L,263Rと鉛直方向とがなす角度(鋭角側)を意味する。 The punch side surface 263L extends downward from the left punch shoulder 262L in the cross-sectional view of the punch 26. The punch side surface 263R extends downward from the right punch shoulder 262R in the cross-sectional view of the punch 26. Each of the punch sides 263L, 263R is inclined with respect to a vertical plane parallel to the longitudinal direction so that the lower end is located outward in the width direction from the upper end. The angles (acute angle side) that the punch sides 263L, 263R make with the vertical plane may be the same or different. The angles between the punch sides 263L, 263R and the vertical plane are preferably 20° or less. The angle (acute angle side) that the punch sides 263L, 263R make with the vertical plane parallel to the longitudinal direction means the angle (acute angle side) that the punch sides 263L, 263R make with the vertical direction in a cross section cut by a plane consisting of the up-down direction and the width direction.

ダイ27L,27Rは、パンチ26の上方、且つパッド28の側方に配置されている。ダイ27L,27Rは、金型ホルダ25を介し、スライド23に取り付けられている。すなわち、スライド23の下面に金型ホルダ25が固定され、金型ホルダ25の下面にダイ27L,27Rが固定されている。上下方向におけるダイ27L,27Rの位置を調整するため、スライド23と金型ホルダ25との間にはプレート状のスペーサが挿入されていてもよい。スライド23は、例えば、プレス装置20に設けられた機械式又は油圧式機構等(図示略)により、パンチ26に対して昇降可能に構成されている。スライド23の昇降に伴い、ダイ27L,27Rもパンチ26に対して昇降する。 The dies 27L and 27R are disposed above the punch 26 and to the side of the pad 28. The dies 27L and 27R are attached to the slide 23 via the die holder 25. That is, the die holder 25 is fixed to the lower surface of the slide 23, and the dies 27L and 27R are fixed to the lower surface of the die holder 25. A plate-shaped spacer may be inserted between the slide 23 and the die holder 25 to adjust the positions of the dies 27L and 27R in the vertical direction. The slide 23 is configured to be able to rise and fall relative to the punch 26, for example, by a mechanical or hydraulic mechanism (not shown) provided in the press device 20. As the slide 23 rises and falls, the dies 27L and 27R also rise and fall relative to the punch 26.

左のダイ27Lは、上側ダイ肩271Lと、ダイ側面272Lと、下側ダイ肩273Lと、ダイ下面274Lと、ダイ上面275Lとを含んでいる。右のダイ27Rは、上側ダイ肩271Rと、ダイ側面272Rと、下側ダイ肩273Rと、ダイ下面274Rと、ダイ上面275Rとを含む。左右のダイ27L,27Rは、長手方向に平行な鉛直面に対して対称な形状を有していてもよいが、非対称な形状を有していてもよい。 The left die 27L includes an upper die shoulder 271L, a die side surface 272L, a lower die shoulder 273L, a die lower surface 274L, and a die upper surface 275L. The right die 27R includes an upper die shoulder 271R, a die side surface 272R, a lower die shoulder 273R, a die lower surface 274R, and a die upper surface 275R. The left and right dies 27L and 27R may have a symmetrical shape with respect to a vertical plane parallel to the longitudinal direction, or may have an asymmetrical shape.

上側ダイ肩271L,271Rは、それぞれ、左右のパンチ肩262L,262Rに対応して設けられる。上側ダイ肩271L,271Rは、それぞれ、パンチ肩262L,262Rに対応して、ダイ27L,27Rの横断面視で実質的に円弧状をなす。上側ダイ肩271L,271Rは、ダイ側面272L,272Rとダイ上面275L,275Rとの間の稜線部(コーナー)である。 The upper die shoulders 271L, 271R are provided corresponding to the left and right punch shoulders 262L, 262R, respectively. The upper die shoulders 271L, 271R correspond to the punch shoulders 262L, 262R, respectively, and are substantially arc-shaped in the cross-sectional view of the dies 27L, 27R. The upper die shoulders 271L, 271R are ridges (corners) between the die side surfaces 272L, 272R and the die top surfaces 275L, 275R.

幅方向において上側ダイ肩271L,271Rの内側には、ダイ上面275L,275Rが配置されている。ダイ上面275Lは、上側ダイ肩271Lの右端に連続して設けられ、パンチ頂面261に対向する。ダイ上面275Rは、上側ダイ肩271Rの左端に連続して設けられ、パンチ頂面261に対向する。幅方向において上側ダイ肩271L,271Rの外側には、ダイ側面272L,272Rが配置されている。ダイ側面272Lは、上側ダイ肩271Lの左端に連続して設けられている。ダイ側面272Rは、上側ダイ肩271Rの右端に連続して設けられている。 The die top surfaces 275L, 275R are disposed on the inside of the upper die shoulders 271L, 271R in the width direction. The die top surface 275L is provided continuous with the right end of the upper die shoulder 271L and faces the punch top surface 261. The die top surface 275R is provided continuous with the left end of the upper die shoulder 271R and faces the punch top surface 261. The die side surfaces 272L, 272R are disposed on the outside of the upper die shoulders 271L, 271R in the width direction. The die side surface 272L is provided continuous with the left end of the upper die shoulder 271L. The die side surface 272R is provided continuous with the right end of the upper die shoulder 271R.

ダイ側面272Lは、ダイ27Lの横断面視で、上側ダイ肩271Lから下方に延びている。ダイ側面272Rは、ダイ27Rの横断面視で、上側ダイ肩271Rから下方に延びている。ダイ側面272L,272Rは、それぞれ、左右のパンチ側面263L,263Rに対応して設けられる。ダイ側面272L,272Rは、それぞれ、パンチ側面263L,263Rに対応して、下端部が上端部よりも幅方向において外側に位置するように、長手方向に平行な鉛直面に対して傾斜する。ダイ側面272L,272Rが当該鉛直面に対してなす角度(鋭角側)は、パンチ側面263L,263Rが長手方向に平行な鉛直面に対してなす角度(鋭角側)と実質的に等しい。 The die side 272L extends downward from the upper die shoulder 271L in a cross-sectional view of the die 27L. The die side 272R extends downward from the upper die shoulder 271R in a cross-sectional view of the die 27R. The die side 272L, 272R are provided corresponding to the left and right punch side 263L, 263R, respectively. The die side 272L, 272R is inclined with respect to a vertical plane parallel to the longitudinal direction so that the lower end is positioned outward in the width direction from the upper end, corresponding to the punch side 263L, 263R, respectively. The angle (acute angle side) that the die side 272L, 272R makes with respect to the vertical plane is substantially equal to the angle (acute angle side) that the punch side 263L, 263R makes with respect to a vertical plane parallel to the longitudinal direction.

左のダイ27Lにおいて、下側ダイ肩273Lは、ダイ側面272Lの下端に連続して設けられる。右のダイ27Rにおいて、下側ダイ肩273Rは、ダイ側面272Rの下端に連続して設けられる。下側ダイ肩273L,273Rは、それぞれ、ダイ27L,27Rの横断面視で実質的に円弧状をなす。下側ダイ肩273L,273Rは、ダイ側面272L,272Rとダイ下面274L,274Rとの間の稜線部(コーナー)である。下側ダイ肩273L,273Rの曲率半径Rd,Rdは、それぞれ、1mm以上、且つ12mm以下であることが好ましい。 In the left die 27L, the lower die shoulder 273L is provided continuous with the lower end of the die side surface 272L. In the right die 27R, the lower die shoulder 273R is provided continuous with the lower end of the die side surface 272R. The lower die shoulders 273L, 273R are substantially arc-shaped in the cross-sectional view of the dies 27L, 27R, respectively. The lower die shoulders 273L, 273R are ridges (corners) between the die side surfaces 272L, 272R and the die lower surfaces 274L, 274R. The radii of curvature RdL , RdR of the lower die shoulders 273L, 273R are preferably 1 mm or more and 12 mm or less, respectively.

左のダイ27Lにおいて、ダイ下面274Lは、下側ダイ肩273Lを介してダイ側面272Lの下端に接続されている。右のダイ27Rにおいて、ダイ下面274Rは、下側ダイ肩273Rを介してダイ側面272Rの下端に接続されている。ダイ下面274L,274Rは、それぞれ、ダイ27L,27Rの横断面視で、下側ダイ肩273L,273Rから幅方向外側に延びている。本実施形態において、ダイ下面274L,274Rは、下側ダイ肩273L,273Rから水平に延びている。ただし、ダイ下面274L,274Rの少なくとも一方が水平面に対して傾斜していてもよい。水平面とは、ダイ27L,27Rが昇降する方向(上下方向)に対して垂直な平面をいう。 In the left die 27L, the die lower surface 274L is connected to the lower end of the die side surface 272L via the lower die shoulder 273L. In the right die 27R, the die lower surface 274R is connected to the lower end of the die side surface 272R via the lower die shoulder 273R. The die lower surfaces 274L, 274R extend outward in the width direction from the lower die shoulders 273L, 273R in a cross-sectional view of the dies 27L, 27R, respectively. In this embodiment, the die lower surfaces 274L, 274R extend horizontally from the lower die shoulders 273L, 273R. However, at least one of the die lower surfaces 274L, 274R may be inclined with respect to the horizontal plane. The horizontal plane refers to a plane perpendicular to the direction in which the dies 27L, 27R rise and fall (up and down direction).

パッド28は、パンチ頂面261に対向するようにパンチ26の上方に配置されている。パッド28は、左右のダイ27L,27Rの間に配置されている。パッド28は、金型ホルダ25を介してスライド23に取り付けられることにより、パンチ26に対して昇降可能となっている。 The pad 28 is disposed above the punch 26 so as to face the punch top surface 261. The pad 28 is disposed between the left and right dies 27L, 27R. The pad 28 is attached to the slide 23 via the die holder 25, so that it can be raised and lowered relative to the punch 26.

パッド28は、パッド本体281と、支持部材282とを有する。パッド本体281の下面は、パンチ頂面261に対向する。パッド本体281の下面は、パンチ頂面261に対応する形状に形成されている。本実施形態の例では、パンチ頂面261の溝部261aに対応して、長手方向に延びる凸条部281aがパッド本体281の下面に設けられている。支持部材282は、パッド本体281を金型ホルダ25に対して弾性的に支持する。支持部材282は、例えば、ばね又は流体圧シリンダ等で構成される伸縮可能な部材である。 The pad 28 has a pad body 281 and a support member 282. The lower surface of the pad body 281 faces the punch top surface 261. The lower surface of the pad body 281 is formed in a shape corresponding to the punch top surface 261. In this embodiment, a convex rib portion 281a extending in the longitudinal direction is provided on the lower surface of the pad body 281 in correspondence with the groove portion 261a of the punch top surface 261. The support member 282 elastically supports the pad body 281 against the die holder 25. The support member 282 is an expandable member constituted of, for example, a spring or a fluid pressure cylinder.

[プレス成形品の製造方法]
以下、製造設備100を用い、プレス成形品を製造する方法について説明する。本実施形態に係るプレス成形品の製造方法は、金属板30をプレス加工することにより、中間成形品40を得る第1工程と、中間成形品40をプレス加工することにより、プレス成形品50を得る第2工程とを備えている。第1工程では、プレス装置10が使用され、第2工程では、プレス装置20が使用される。
[Method of manufacturing press-molded products]
Hereinafter, a method for manufacturing a press-formed product using the manufacturing equipment 100 will be described. The manufacturing method for a press-formed product according to this embodiment includes a first step of obtaining an intermediate product 40 by pressing a metal plate 30, and a second step of obtaining a press-formed product 50 by pressing the intermediate product 40. In the first step, a press device 10 is used, and in the second step, a press device 20 is used.

(第1工程)
図4A~図4Eは、第1工程を説明するための模式図である。まず、図4Aを参照して、第1工程を実施するに際し、素材である金属板30を準備する。金属板30は、典型的には鋼板である。金属板30の板厚tは、例えば、2.0mm以上、且つ8.0mm以下である。金属板30は、例えば、270MPa以上、且つ1180MPa以下の引張強さを有する。製造されるプレス成形品50が自動車の足回り部品のうちアーム部品である場合、金属板30の引張強さは、通常、590MPa以上である。また、製造されるプレス成形品50が自動車のラダーフレーム等のフレーム部品である場合、金属板30の引張強さは、通常、590MPa以上である。
(First step)
4A to 4E are schematic diagrams for explaining the first step. First, referring to FIG. 4A, when the first step is performed, a metal plate 30, which is a material, is prepared. The metal plate 30 is typically a steel plate. The plate thickness t of the metal plate 30 is, for example, 2.0 mm or more and 8.0 mm or less. The metal plate 30 has a tensile strength of, for example, 270 MPa or more and 1180 MPa or less. When the press-molded product 50 to be manufactured is an arm part among the suspension parts of an automobile, the tensile strength of the metal plate 30 is usually 590 MPa or more. Also, when the press-molded product 50 to be manufactured is a frame part such as a ladder frame of an automobile, the tensile strength of the metal plate 30 is usually 590 MPa or more.

金属板30の加工硬化指数は、0.04以下であることが好ましい。また、金属板30は、降伏応力YSと引張強さTSとの比率(降伏比)YR=YS/TSが0.95以上のものであることが好ましい。加工硬化指数は、金属板30の加工硬化のしやすさを示す指標であり、その値が大きいほど加工硬化がしやすい材料であることを意味する。加工硬化指数(n値)は、JIS G 0202:2013において定義され、例えば、JIS Z 2253:2011で規定される方法によって測定される。降伏比YRは、n値と逆相関となる値であるため、n値が大きくなるほど低下する。 The work hardening index of the metal plate 30 is preferably 0.04 or less. In addition, the metal plate 30 is preferably one in which the ratio of the yield stress YS to the tensile strength TS (yield ratio) YR=YS/TS is 0.95 or more. The work hardening index is an index showing the ease of work hardening of the metal plate 30, and the larger the value, the easier the material is to work harden. The work hardening index (n value) is defined in JIS G 0202:2013, and is measured, for example, by the method specified in JIS Z 2253:2011. The yield ratio YR is a value that is inversely correlated with the n value, so it decreases as the n value increases.

次に、プレス装置10に含まれる金型11により、準備した金属板30にプレス加工を施す。プレス加工を開始する際には、図4Bに示すように、ダイ17を上死点に位置させた状態で、金属板30をパンチ16上に載置する。金属板30は、例えば、凸面162L,162Rの少なくとも一方によって支持される。続いて、スライド13を下降させることにより、ダイ17をパンチ16上の金属板30に向かって下降させる。 Next, the prepared metal plate 30 is pressed using the die 11 included in the press device 10. When the press process is started, as shown in FIG. 4B, the metal plate 30 is placed on the punch 16 with the die 17 positioned at the top dead center. The metal plate 30 is supported, for example, by at least one of the convex surfaces 162L, 162R. Next, the slide 13 is lowered to lower the die 17 toward the metal plate 30 on the punch 16.

図4Cに示すように、ダイ17が金属板30に接触すると、金属板30がパンチ16及びダイ17の成形面に沿って変形し始める。図4Dに示すように、ダイ17が下死点に到達すると、金属板30がパンチ16とダイ17との間でプレスされ、中間成形品40が完成する。 As shown in FIG. 4C, when the die 17 comes into contact with the metal sheet 30, the metal sheet 30 begins to deform along the forming surfaces of the punch 16 and the die 17. As shown in FIG. 4D, when the die 17 reaches the bottom dead center, the metal sheet 30 is pressed between the punch 16 and the die 17, and the intermediate formed product 40 is completed.

図4Eは、第1工程で得られた中間成形品40をその長手方向に垂直な平面で切断したときの断面図(横断面図)である。中間成形品40の長手方向及び幅方向は、金型11(図2)の長手方向及び幅方向と一致する。図4Eに示すように、中間成形品40は、天板41と、左右の凸部42L,42Rと、左右の縦壁43L,43Rと、左右のフランジ44L,44Rとを含んでいる。 Figure 4E is a cross-sectional view (transverse cross-sectional view) of the intermediate molded product 40 obtained in the first step, cut along a plane perpendicular to its longitudinal direction. The longitudinal and width directions of the intermediate molded product 40 coincide with the longitudinal and width directions of the mold 11 (Figure 2). As shown in Figure 4E, the intermediate molded product 40 includes a top plate 41, left and right protrusions 42L, 42R, left and right vertical walls 43L, 43R, and left and right flanges 44L, 44R.

天板41は、中間成形品40のうち、パンチ頂面161及びダイ底面171(図2)によって成形された部分である。天板41には、パンチ頂面161の溝部161a及びダイ底面171の凸条部171aに対応して、溝部41aが形成されている。 The top plate 41 is a portion of the intermediate molded product 40 that is formed by the punch top surface 161 and the die bottom surface 171 (Figure 2). The top plate 41 has a groove 41a formed therein that corresponds to the groove 161a of the punch top surface 161 and the protruding ridge 171a of the die bottom surface 171.

左右の凸部42L,42Rは、天板41に接続されている。凸部42Lは、中間成形品40のうち、パンチ16の凸面162L及びダイ17の凹面172L(図2)によって成形された部分である。凸部42Rは、中間成形品40のうち、パンチ16の凸面162R及びダイ17の凹面172R(図2)によって成形された部分である。凸部42L,42Rの各々は、天板41よりも上方に突出している。より具体的には、凸部42Lは、天板41のうち溝部41aよりも幅方向外側(左側)の部分と比較して、上方に突出している。凸部42Rは、天板41のうち溝部41aよりも幅方向外側(右側)の部分と比較して、上方に突出している。 The left and right convex portions 42L, 42R are connected to the top plate 41. The convex portion 42L is a portion of the intermediate molded product 40 formed by the convex surface 162L of the punch 16 and the concave surface 172L of the die 17 (FIG. 2). The convex portion 42R is a portion of the intermediate molded product 40 formed by the convex surface 162R of the punch 16 and the concave surface 172R of the die 17 (FIG. 2). Each of the convex portions 42L, 42R protrudes upward from the top plate 41. More specifically, the convex portion 42L protrudes upward from the portion of the top plate 41 that is on the outer side (left side) of the groove portion 41a in the width direction. The convex portion 42R protrudes upward from the portion of the top plate 41 that is on the outer side (right side) of the groove portion 41a in the width direction.

凸部42L,42Rは、それぞれ、頂部421L,421Rを含んでいる。頂部421L,421Rの各々は、中間成形品40の横断面視で実質的に円弧状をなす。頂部421L,421Rの各々は、4mm以上、且つ16mm以下の曲率半径を有することが好ましい。ここでの曲率半径は、頂部421L,421Rの曲げ内側における曲率半径である。 The convex portions 42L, 42R include apexes 421L, 421R, respectively. Each of the apexes 421L, 421R is substantially arc-shaped in a cross-sectional view of the intermediate molded product 40. Each of the apexes 421L, 421R preferably has a radius of curvature of 4 mm or more and 16 mm or less. The radius of curvature here is the radius of curvature on the inner side of the bend of the apexes 421L, 421R.

左の凸部42Lのうち天板41側の部分、つまり凸部42Lの基部422Lは、例えば、中間成形品40の横断面視で実質的に円弧状である。基部422Lの天板41側の端(R止まり)は、凸部42Lと天板41との接続部である。本実施形態の例において、この接続部から凸部42Lの上端までの、中間成形品40の幅方向における距離を凸部42Lの幅W1[mm]とする。また、凸部42Lと天板41との接続部から凸部42Lの上端までの、上下方向における距離を凸部42Lの高さH1[mm]とする。ただし、高さH1は、当該接続部の板厚中心と、凸部42Lの上端の板厚中心との上下方向の距離である。 The portion of the left convex portion 42L on the top plate 41 side, that is, the base portion 422L of the convex portion 42L, is, for example, substantially arc-shaped in the cross-sectional view of the intermediate molded product 40. The end (R end) of the base portion 422L on the top plate 41 side is the connection portion between the convex portion 42L and the top plate 41. In the example of this embodiment, the distance in the width direction of the intermediate molded product 40 from this connection portion to the upper end of the convex portion 42L is the width W1L [mm] of the convex portion 42L. Also, the distance in the vertical direction from the connection portion between the convex portion 42L and the top plate 41 to the upper end of the convex portion 42L is the height H1L [mm] of the convex portion 42L. However, the height H1L is the vertical distance between the plate thickness center of the connection portion and the plate thickness center of the upper end of the convex portion 42L.

凸部42Lの高さH1は、好ましくは5mm以上、且つ25mm以下である。凸部42Lにおいて、幅W1に対する高さH1の比率:H1/W1は、0.5以上、且つ2.0以下であることが好ましい。 The height H1L of the protrusion 42L is preferably 5 mm or more and 25 mm or less. In the protrusion 42L, the ratio of the height H1L to the width W1L : H1L / W1L is preferably 0.5 or more and 2.0 or less.

同様に、右の凸部42Rのうち天板41側の部分、つまり凸部42Rの基部422Rは、例えば、中間成形品40の横断面視で実質的に円弧状である。基部422Rの天板41側の端(R止まり)は、凸部42Rと天板41との接続部である。本実施形態の例において、この接続部から凸部42Rの上端までの、中間成形品40の幅方向における距離を凸部42Rの幅W1[mm]とする。また、凸部42Rと天板41との接続部から凸部42Rの上端までの、上下方向における距離を凸部42Rの高さH1[mm]とする。ただし、高さH1は、当該接続部の板厚中心と、凸部42Rの上端の板厚中心との上下方向の距離である。 Similarly, the portion of the right convex portion 42R on the top plate 41 side, that is, the base portion 422R of the convex portion 42R, is, for example, substantially arc-shaped in the cross-sectional view of the intermediate molded product 40. The end (R end) of the base portion 422R on the top plate 41 side is the connection portion between the convex portion 42R and the top plate 41. In the example of this embodiment, the distance in the width direction of the intermediate molded product 40 from this connection portion to the upper end of the convex portion 42R is the width W1R [mm] of the convex portion 42R. Also, the distance in the vertical direction from the connection portion between the convex portion 42R and the top plate 41 to the upper end of the convex portion 42R is the height H1R [mm] of the convex portion 42R. However, the height H1R is the vertical distance between the plate thickness center of the connection portion and the plate thickness center of the upper end of the convex portion 42R.

凸部42Rの高さH1は、好ましくは5mm以上、且つ25mm以下である。凸部42Rにおいて、幅W1に対する高さH1の比率:H1/W1は、0.5以上、且つ2.0以下であることが好ましい。 The height H1R of the protrusion 42R is preferably 5 mm or more and 25 mm or less. In the protrusion 42R, the ratio of the height H1R to the width W1R : H1R / W1R is preferably 0.5 or more and 2.0 or less.

左右の縦壁43L,43Rは、中間成形品40の横断面視で、それぞれ凸部42L,42Rから下方に延びている。縦壁43Lは、凸部42Lの左方に配置され、凸部42Lとフランジ44Lとを接続する。縦壁43Rは、凸部42Rの右方に配置され、凸部42Rとフランジ44Rとを接続する。縦壁43Lと凸部42Lとの接続部分、及び縦壁43Rと凸部42Rとの接続部分は、それぞれ、凸部42L,42Rから縦壁43L,43Rにかけて連続して設けられた滑らかな形状を有していてもよい。縦壁43L,43R又は凸部42L,42Rは,凸部42L,42Rの上端から左右のフランジ44L,44Rに向かう途中で、幅方向において内側、又は外側に湾曲(変曲)していてもよい。 The left and right vertical walls 43L, 43R extend downward from the convex portions 42L, 42R, respectively, in a cross-sectional view of the intermediate molded product 40. The vertical wall 43L is disposed to the left of the convex portion 42L and connects the convex portion 42L and the flange 44L. The vertical wall 43R is disposed to the right of the convex portion 42R and connects the convex portion 42R and the flange 44R. The connection portion between the vertical wall 43L and the convex portion 42L and the connection portion between the vertical wall 43R and the convex portion 42R may each have a smooth shape that is continuously provided from the convex portions 42L, 42R to the vertical walls 43L, 43R. The vertical walls 43L, 43R or the convex portions 42L, 42R may be curved (inflected) inward or outward in the width direction on the way from the upper ends of the convex portions 42L, 42R to the left and right flanges 44L, 44R.

左右のフランジ44L,44Rは、中間成形品40の横断面視で、それぞれ縦壁43L,43Rの下端から天板41の反対側に延びる。左のフランジ44Lは、中間成形品40の横断面視で、縦壁43Lから幅方向外側(左側)に延びている。右のフランジ44Rは、中間成形品40の横断面視で、縦壁43Rから幅方向外側(右側)に延びている。フランジ44L,44Rは、それぞれ、中間成形品40の横断面視で円弧状の角部45L,45Rを介し、縦壁43L,43Rに接続されている。 The left and right flanges 44L, 44R extend from the lower ends of the vertical walls 43L, 43R, respectively, to the opposite side of the top plate 41, in a cross-sectional view of the intermediate molded product 40. The left flange 44L extends from the vertical wall 43L to the outside in the width direction (left side), in a cross-sectional view of the intermediate molded product 40. The right flange 44R extends from the vertical wall 43R to the outside in the width direction (right side), in a cross-sectional view of the intermediate molded product 40. The flanges 44L, 44R are connected to the vertical walls 43L, 43R via arc-shaped corners 45L, 45R, respectively, in a cross-sectional view of the intermediate molded product 40.

中間成形品40の高さH2は、6mm以上であることが好ましい。中間成形品40の高さH2とは、フランジ44L,44Rの縦壁43L,43R側の端、つまり角部45L,45Rのフランジ44L,44R側のR止まりから、天板41までの上下方向の距離をいう。ただし、高さH2は、フランジ44L,44Rの縦壁43L,43R側の端の板厚中心と、凸部42L,42Rとの接続部における天板41の板厚中心との上下方向の距離である。フランジ44Lの縦壁43L側の端の板厚中心から、凸部42Lとの接続部における天板41の板厚中心までの上下方向の距離と、フランジ44Rの縦壁43R側の端の板厚中心から、凸部42Rとの接続部における天板41の板厚中心までの上下方向の距離が異なる場合、両距離のうち、小さい方を中間成形品40の高さH2とする。 The height H2 of the intermediate molded product 40 is preferably 6 mm or more. The height H2 of the intermediate molded product 40 refers to the vertical distance from the end of the vertical wall 43L, 43R of the flanges 44L, 44R, that is, the R end of the flanges 44L, 44R of the corners 45L, 45R on the flanges 44L, 44R side, to the top plate 41. However, the height H2 is the vertical distance between the center of the plate thickness of the end of the vertical wall 43L, 43R of the flanges 44L, 44R and the center of the plate thickness of the top plate 41 at the connection with the convex portions 42L, 42R. If the vertical distance from the center of thickness of the end of flange 44L on the vertical wall 43L side to the center of thickness of top plate 41 at the connection with convex portion 42L is different from the vertical distance from the center of thickness of the end of flange 44R on the vertical wall 43R side to the center of thickness of top plate 41 at the connection with convex portion 42R, the smaller of the two distances is taken as the height H2 of intermediate molded product 40.

(第2工程)
第1工程が終了した後、第2工程が実施される。図5A~図5Hは、第2工程を説明するための模式図である。第2工程では、プレス装置20に含まれる金型21により、第1工程で得られた中間成形品40にプレス加工を施す。第2工程は、以下で説明する工程(a)~工程(d)を含んでいる。
(Second step)
After the first step is completed, the second step is carried out. Figures 5A to 5H are schematic diagrams for explaining the second step. In the second step, the intermediate molded product 40 obtained in the first step is subjected to press working by a die 21 included in a press device 20. The second step includes steps (a) to (d) described below.

工程(a)
図5Aを参照して、まず、工程(a)において、中間成形品40を金型21のパンチ26に載置する。より詳細には、天板41がパンチ頂面261上に配置されるように、中間成形品40をパンチ26に載置する。また、凸部42L,42Rがそれぞれパンチ肩262L,262Rに対応する位置に配置されるように、中間成形品40をパンチ26に載置する。天板41は、例えば、その溝部41aの位置がパンチ頂面261の溝部261aの位置と一致するように配置される。天板41に連続する凸部42L,42Rは、金型21の幅方向においてパッドプロファイルPよりも外側に位置することが好ましい。パッドプロファイルPとは、パッド本体281とダイ27L,27Rとの境界部分である。
Step (a)
5A, first, in step (a), the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26 of the die 21. More specifically, the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26 so that the top plate 41 is placed on the punch top surface 261. The intermediate molded product 40 is also placed on the punch 26 so that the protrusions 42L, 42R are placed at positions corresponding to the punch shoulders 262L, 262R, respectively. The top plate 41 is placed, for example, so that the position of the groove 41a coincides with the position of the groove 261a of the punch top surface 261. The protrusions 42L, 42R continuing from the top plate 41 are preferably positioned outside the pad profile P in the width direction of the die 21. The pad profile P is a boundary portion between the pad main body 281 and the dies 27L, 27R.

凸部42L,42Rがそれぞれパンチ肩262L,262Rに対応する位置に配置されるとは、凸部42L,42Rの少なくとも一部がパンチ肩262L,262R及び上側ダイ肩271L,271Rでプレスされるように、凸部42L,42Rが配置されることをいう。例えば、凸部42L,42Rは、金型21の幅方向において、その少なくとも一部がパンチ肩262L,262Rと重複するように配置される。 The protrusions 42L, 42R are positioned in positions corresponding to the punch shoulders 262L, 262R, respectively, meaning that the protrusions 42L, 42R are positioned so that at least a portion of the protrusions 42L, 42R is pressed by the punch shoulders 262L, 262R and the upper die shoulders 271L, 271R. For example, the protrusions 42L, 42R are positioned so that at least a portion of the protrusions 42L, 42R overlaps with the punch shoulders 262L, 262R in the width direction of the die 21.

図5Bを参照して、中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、凸部42Lの上端は、金型21の幅方向においてダイ側面272Lの下端(下側ダイ肩273Lのダイ側面272L側のR止まり)よりも内側に位置することが好ましい。すなわち、凸部42Lの上端とダイ側面272Lの下端との幅方向における距離をD1[mm]とすると、D1>0であることが好ましい。距離D1に関しては、凸部42Lの上端がダイ側面272Lの下端よりも幅方向内側にある場合を正、凸部42Lの上端がダイ側面272Lの下端よりも幅方向外側にある場合を負とする。 5B, when the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, the upper end of the convex portion 42L is preferably located inside the lower end of the die side surface 272L (the end of the R on the die side surface 272L side of the lower die shoulder 273L) in the width direction of the mold 21. That is, if the distance in the width direction between the upper end of the convex portion 42L and the lower end of the die side surface 272L is D1L [mm], it is preferable that D1L > 0. Regarding the distance D1L , a case where the upper end of the convex portion 42L is located inside the lower end of the die side surface 272L in the width direction is positive, and a case where the upper end of the convex portion 42L is located outside the lower end of the die side surface 272L in the width direction is negative.

同様に、中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、凸部42Rの上端は、金型21の幅方向においてダイ側面272Rの下端(下側ダイ肩273Rのダイ側面272R側のR止まり)よりも内側に位置することが好ましい。すなわち、凸部42Rの上端とダイ側面272Rの下端との幅方向における距離をD1[mm]とすると、D1>0であることが好ましい。距離D1に関しては、凸部42Rの上端がダイ側面272Rの下端よりも幅方向内側にある場合を正、凸部42Rの上端がダイ側面272Rの下端よりも幅方向外側にある場合を負とする。 Similarly, when the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, the upper end of the convex portion 42R is preferably located more inward than the lower end of the die side surface 272R (the R end of the lower die shoulder 273R on the die side surface 272R side) in the width direction of the mold 21. That is, if the distance in the width direction between the upper end of the convex portion 42R and the lower end of the die side surface 272R is D1R [mm], it is preferable that D1R > 0. Regarding the distance D1R , a case in which the upper end of the convex portion 42R is more inward in the width direction than the lower end of the die side surface 272R is positive, and a case in which the upper end of the convex portion 42R is more outward in the width direction than the lower end of the die side surface 272R is negative.

より好ましくは、中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、パンチ肩262L,262Rのパンチ頂面261側の端(R止まり)から凸部42L,42Rの上端までの金型21の幅方向における各距離D2,D2[mm]は、以下の式(1)を満たすように設定される。式(1)では、距離D2,D2をまとめてD2と表記する。また、式(1)では、パンチ肩262L,262Rの曲率半径Rp,Rp「mm」、及び横断面視でパンチ頂面261とパンチ側面263Lとがなす角度θ,θ[rad]を、まとめてRp及びθと表記する。すなわち、以下の式(1)において、距離D2が距離D2である場合、Rp,θはそれぞれRp,θであり、距離D2が距離D2である場合、Rp,θはそれぞれRp,θである。距離D2に関しては、凸部42L,42Rの上端が対応するパンチ肩262L,262Rのパンチ頂面261側の端よりも幅方向外側に位置する場合を正、幅方向内側に位置する場合を負とする。
-1.0×Rp×(π-θ)≦D2≦2.5×Rp×(π―θ)・・・(1)
More preferably, when the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, the distances D2L, D2R [mm] in the width direction of the die 21 from the ends (R end) of the punch shoulders 262L, 262R on the punch top surface 261 side to the upper ends of the protrusions 42L , 42R are set to satisfy the following formula (1). In formula (1), the distances D2L , D2R are collectively represented as D2. In formula (1), the radii of curvature RpL , RpR "mm " of the punch shoulders 262L, 262R and the angles θL , θR [rad] between the punch top surface 261 and the punch side surface 263L in a cross-sectional view are collectively represented as Rp and θ. That is, in the following formula (1), when the distance D2 is the distance D2L , Rp and θ are RpL and θL , respectively, and when the distance D2 is the distance D2R , Rp and θ are RpR and θR , respectively. The distance D2 is positive when the upper ends of the convex portions 42L, 42R are located on the outer side in the width direction than the ends of the corresponding punch shoulders 262L, 262R on the punch top surface 261 side, and is negative when the upper ends are located on the inner side in the width direction.
-1.0×Rp×(π-θ)≦D2≦2.5×Rp×(π-θ)...(1)

中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、縦壁43Lの下端は、金型21の幅方向においてパンチ側面263Lの上端(パンチ肩262Lのパンチ側面263L側のR止まり)よりも外側に位置することが好ましい。すなわち、縦壁43Lの下端とのパンチ側面263Lの上端との幅方向における距離をD3[mm]とすると、D3>0であることが好ましい。距離D3に関しては、縦壁43Lの下端がパンチ側面263Lの上端よりも幅方向外側にある場合を正、縦壁43Lの下端がパンチ側面263Lの上端よりも幅方向内側にある場合を負とする。また、距離D3に関して、縦壁43Lの下端とは、角部45Lの曲げ外側、すなわち中間成形品40の内側(パンチ26側)の2つのR止まりのうち、縦壁43L側のR止まりをいう。 When the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, the lower end of the vertical wall 43L is preferably located outside the upper end of the punch side surface 263L (the R end of the punch side surface 263L of the punch shoulder 262L) in the width direction of the die 21. That is, if the distance in the width direction between the lower end of the vertical wall 43L and the upper end of the punch side surface 263L is D3L [mm], it is preferable that D3L >0. Regarding the distance D3L , it is positive when the lower end of the vertical wall 43L is located outside the upper end of the punch side surface 263L in the width direction, and it is negative when the lower end of the vertical wall 43L is located inside the upper end of the punch side surface 263L in the width direction. In addition, regarding the distance D3L , the lower end of the vertical wall 43L refers to the R end on the vertical wall 43L side of the bend outside of the corner portion 45L, that is, of the two R ends on the inside (punch 26 side) of the intermediate molded product 40.

同様に、中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、縦壁43Rの下端は、金型21の幅方向においてパンチ側面263Rの上端(パンチ肩262Rのパンチ側面263R側のR止まり)よりも外側に位置することが好ましい。すなわち、縦壁43Rの下端とのパンチ側面263Rの上端との幅方向における距離をD3[mm]とすると、D3>0であることが好ましい。距離D3に関しては、縦壁43Rの下端がパンチ側面263Rの上端よりも幅方向外側にある場合を正、縦壁43Rの下端がパンチ側面263Rの上端よりも幅方向内側にある場合を負とする。また、距離D3に関して、縦壁43Rの下端とは、角部45Rの曲げ外側、すなわち中間成形品40の内側(パンチ26側)の2つのR止まりのうち、縦壁43R側のR止まりをいう。 Similarly, when the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, the lower end of the vertical wall 43R is preferably located outside the upper end of the punch side surface 263R (the R end of the punch side surface 263R of the punch shoulder 262R) in the width direction of the die 21. That is, if the distance in the width direction between the lower end of the vertical wall 43R and the upper end of the punch side surface 263R is D3R [mm], it is preferable that D3R >0. Regarding the distance D3R , it is positive when the lower end of the vertical wall 43R is located outside the upper end of the punch side surface 263R in the width direction, and it is negative when the lower end of the vertical wall 43R is located inside the upper end of the punch side surface 263R in the width direction. In addition, regarding the distance D3R , the lower end of the vertical wall 43R refers to the R end on the vertical wall 43R side of the bend outside of the corner portion 45R, that is, of the two R ends on the inside (punch 26 side) of the intermediate molded product 40.

図5Cを参照して、中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、フランジ44L,44Rの各々が水平面に対してなす角度φ,φは、それぞれ、-40°以上、且つ40°以下であることが好ましい。より好ましくは、角度φ,φは、-10°以上、且つ10°以下である。さらに好ましくは、角度φ,角度φは実質的に0°である。フランジ44L,44Rが水平面となす角度φ,φとは、上下方向と幅方向からなる平面で切断した断面において、フランジ44L,44Rと幅方向とがなす角度(鋭角側)を意味する。角度φ,φに関しては、フランジ44L,44Rの縦壁43L,43R側の端(角部45L,45Rのフランジ44L,44R側のR止まり(曲げ内側))を中心に上方に回転している場合を正、下方に回転している場合を負とする。フランジ44L,44Rの角度φ,角度φは、等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。 5C, when the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, the angles φ L and φ R that the flanges 44L and 44R make with the horizontal plane are preferably not less than -40° and not more than 40°. More preferably, the angles φ L and φ R are not less than -10° and not more than 10°. Even more preferably, the angles φ L and φ R are substantially 0°. The angles φ L and φ R that the flanges 44L and 44R make with the horizontal plane refer to the angles (acute angle side) that the flanges 44L and 44R make with the width direction in a cross section cut along a plane consisting of the up-down direction and the width direction. Regarding the angles φL and φR , when the flanges 44L and 44R rotate upward about the end of the vertical walls 43L and 43R (the R end (inside of the bend) of the corners 45L and 45R on the flanges 44L and 44R), it is considered positive, and when the flanges 44L and 44R rotate downward, it is considered negative. The angles φL and φR of the flanges 44L and 44R may be equal to each other or may be different from each other.

フランジ44L,44Rの長さL,Lは、それぞれ、10mm以上であることが好ましい。長さL,Lは、それぞれ、フランジ44L,44Rの縦壁43L,43R側の端(角部45L,45Rのフランジ44L,44R側のR止まり(曲げ内側))からフランジ44L,44Rの先端(自由端)までの、フランジ44L,44Rに沿った長さである。 The lengths L L and L R of the flanges 44L and 44R are preferably 10 mm or more, respectively. The lengths L L and L R are lengths along the flanges 44L and 44R from the ends of the flanges 44L and 44R on the vertical walls 43L and 43R sides (the ends of the R on the flanges 44L and 44R sides of the corners 45L and 45R (inside the bend)) to the tips (free ends) of the flanges 44L and 44R.

工程(b)
図5Aを再度参照して、工程(a)において、パンチ26上に中間成形品40を載置した状態では、ダイ下面274L,274Rがフランジ44L,44Rに対向し、パッド28がパンチ頂面261上の天板41に対向している。図5Dを参照して、工程(b)では、パッド28を下降させ、パンチ頂面261上にある中間成形品40の天板41をパッド28によって押さえる。具体的には、スライド23を下降させることにより、スライド23に取り付けられたダイ27L,27R及びパッド28を中間成形品40に向かって下降させる。パッド28は、ダイ27L,27Rに先行してパンチ26上の中間成形品40に接触する。パッド28は、パッド本体281により、中間成形品40の天板41を上方から押さえる。
Step (b)
Referring again to Fig. 5A, in step (a), when the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, the die lower surfaces 274L and 274R face the flanges 44L and 44R, and the pad 28 faces the top plate 41 on the punch top surface 261. Referring to Fig. 5D, in step (b), the pad 28 is lowered to press the top plate 41 of the intermediate molded product 40 on the punch top surface 261 with the pad 28. Specifically, by lowering the slide 23, the dies 27L and 27R attached to the slide 23 and the pad 28 are lowered toward the intermediate molded product 40. The pad 28 contacts the intermediate molded product 40 on the punch 26 prior to the dies 27L and 27R. The pad 28 presses the top plate 41 of the intermediate molded product 40 from above with the pad body 281.

工程(c)
図5Eを参照して、パッド本体281によって中間成形品40の天板41が押さえられた後、スライド23がさらに下降する。このとき、パッド本体281を支持する支持部材282が縮むことにより、天板41を押さえた状態のパッド本体281に対してダイ27L,27Rが相対的に下降する。工程(c)では、このようにしてダイ27L,27Rを下降させ、天板41をパッド28で押さえた状態で、フランジ44L,44Rにダイ27L,27Rを接触させる。
Step (c)
5E, after the top plate 41 of the intermediate molded product 40 is pressed by the pad body 281, the slide 23 further descends. At this time, the support member 282 supporting the pad body 281 contracts, causing the dies 27L, 27R to descend relatively to the pad body 281 pressing the top plate 41. In step (c), the dies 27L, 27R are thus lowered, and the dies 27L, 27R are brought into contact with the flanges 44L, 44R with the top plate 41 pressed by the pad 28.

工程(d)
ダイ27L,27Rは、中間成形品40のフランジ44L,44Rに接触した後、フランジ44L,44R及びその近傍を下側ダイ肩273L,273Rに引っ掛けた状態でさらに下降する。すなわち、ダイ27L,27Rは、中間成形品40のフランジ44L,44Rに接触した後、フランジ44L,44Rに接触したままの状態でさらに下降する。図5Fを参照して、ダイ27L,27Rの下降に伴い、上側ダイ肩271L,271R又はそれらの近傍部分が凸部42L,42Rに接触し、凸部42L,42Rを押しつぶし始める。凸部42L,42Rは、例えば、上側ダイ肩271L,271R、に加え、ダイ上面275L,275Rによって次第に押しつぶされる。押しつぶした際には、凸部42L,42Rが局所的に座屈することなく、凸部42L,42R全体がパンチ26側へなじんでいく。このように、工程(d)では、ダイ27L,27Rが中間成形品40のフランジ44L,44Rに接触した後、さらにダイ27L,27Rを下降させ、ダイ27L,27Rによって凸部42L,42Rを押しつぶす。一方、フランジ44L,44Rは、ダイ27L,27Rの下降に伴い、パンチ26側へと徐々に引き出される。
Step (d)
After the dies 27L and 27R come into contact with the flanges 44L and 44R of the intermediate molded product 40, the dies 27L and 27R are further lowered while the flanges 44L and 44R and their vicinity are hooked on the lower die shoulders 273L and 273R. That is, after the dies 27L and 27R come into contact with the flanges 44L and 44R of the intermediate molded product 40, the dies 27L and 27R are further lowered while still in contact with the flanges 44L and 44R. Referring to FIG. 5F, as the dies 27L and 27R descend, the upper die shoulders 271L and 271R or their vicinity come into contact with the convex portions 42L and 42R and start to crush the convex portions 42L and 42R. The convex portions 42L and 42R are gradually crushed, for example, by the upper die shoulders 271L and 271R as well as the die upper surfaces 275L and 275R. When crushed, the convex portions 42L, 42R do not buckle locally, but rather the entire convex portions 42L, 42R conform to the punch 26. Thus, in step (d), after the dies 27L, 27R come into contact with the flanges 44L, 44R of the intermediate molded product 40, the dies 27L, 27R are further lowered to crush the convex portions 42L, 42R by the dies 27L, 27R. Meanwhile, the flanges 44L, 44R are gradually drawn toward the punch 26 as the dies 27L, 27R descend.

図5Gを参照して、最終的には、ダイ27L,27Rを下死点に到達させ、上側ダイ肩271L,271Rとパンチ肩262L,262Rとの間、及びダイ側面272L,272Rとパンチ側面263L,263Rとの間で中間成形品40をプレスする。中間成形品40は、パッド本体281とパンチ頂面261との間でもプレスされる。これにより、プレス成形品50が製造される。 Referring to FIG. 5G, the dies 27L, 27R are finally brought to bottom dead center, and the intermediate molded product 40 is pressed between the upper die shoulders 271L, 271R and the punch shoulders 262L, 262R, and between the die sides 272L, 272R and the punch sides 263L, 263R. The intermediate molded product 40 is also pressed between the pad body 281 and the punch top surface 261. This produces the press-molded product 50.

中間成形品40のフランジ44L,44Rは、ダイ27L,27Rが下死点に到達した状態では、パンチ26側へと完全に引き出され、ダイ側面272L,272Rとパンチ側面263L,263Rとの間に位置付けられる。ただし、フランジ44L,44Rは、ダイ27L,27Rが下死点に到達する直前まで、ダイ27L,27Rに接触していることが好ましい。一方、中間成形品40の凸部42L,42Rは、ダイ27L,27Rが下死点に到達したとき、ダイ27L,27Rによって完全に押しつぶされる。凸部42L,42Rの少なくとも一部は、上側ダイ肩271L,271Rとパンチ肩262L,262Rとの間でプレスされる。 When the dies 27L, 27R reach the bottom dead point, the flanges 44L, 44R of the intermediate product 40 are completely drawn toward the punch 26 and positioned between the die side surfaces 272L, 272R and the punch side surfaces 263L, 263R. However, it is preferable that the flanges 44L, 44R are in contact with the dies 27L, 27R until just before the dies 27L, 27R reach the bottom dead point. On the other hand, the protruding portions 42L, 42R of the intermediate product 40 are completely crushed by the dies 27L, 27R when the dies 27L, 27R reach the bottom dead point. At least a part of the protruding portions 42L, 42R is pressed between the upper die shoulders 271L, 271R and the punch shoulders 262L, 262R.

図5Hは、製造されたプレス成形品50を部分的に示す斜視図である。プレス成形品50は、天板51と、左右の縦壁52L,52Rと、左右の曲げ部53L,53Rとを有する。天板51には、長手方向に延びる溝部51aが形成されている。左の縦壁52Lの上端は、左の曲げ部53Lを介し、天板51の左側縁に接続されている。右の縦壁52Rの上端は、右の曲げ部53Rを介し、天板51の右側縁に接続されている。縦壁52L,52Rの下端は、それぞれ自由端である。曲げ部53L,53Rの各々は、プレス成形品50の横断面視で実質的に円弧状をなす。 Figure 5H is a perspective view partially showing the manufactured press-molded product 50. The press-molded product 50 has a top plate 51, left and right vertical walls 52L, 52R, and left and right bent portions 53L, 53R. A groove portion 51a extending in the longitudinal direction is formed in the top plate 51. The upper end of the left vertical wall 52L is connected to the left edge of the top plate 51 via the left bent portion 53L. The upper end of the right vertical wall 52R is connected to the right edge of the top plate 51 via the right bent portion 53R. The lower ends of the vertical walls 52L, 52R are each free ends. Each of the bent portions 53L, 53R is substantially arc-shaped in a cross-sectional view of the press-molded product 50.

[効果]
本実施形態に係る製造方法では、第1工程で金属板30を中間成形品40にプレス加工した後、第2工程において、中間成形品40をプレス加工し、プレス成形品50を得る。第2工程では、中間成形品40の天板41をパッド28によって上方から押さえた状態で、中間成形品40のフランジ44L,44Rにダイ27L,27Rを接触させる。ダイ27L,27Rは、下側ダイ肩273L,273Rにフランジ44L,44Rを引っ掛けたまま下降する。これにより、中間成形品40のうち、パッド28で押さえられた領域よりも幅方向において外側の部分であって、下側ダイ肩273L,273Rに接触している領域までの部分、すなわちプレス成形品50の曲げ部53L,53Rとなる部分に張力を付与することができる。よって、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおいて、成形終了時点における曲げ内側の圧縮応力を低減することができる。その結果、スプリングバックにより生じる引張応力が低減され、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおいて、曲げ内側に残留する引張応力を低減することができる。
[effect]
In the manufacturing method according to the present embodiment, the metal plate 30 is pressed into the intermediate product 40 in the first step, and then the intermediate product 40 is pressed in the second step to obtain the press-formed product 50. In the second step, the dies 27L and 27R are brought into contact with the flanges 44L and 44R of the intermediate product 40 while the top plate 41 of the intermediate product 40 is pressed from above by the pad 28. The dies 27L and 27R are lowered while the flanges 44L and 44R are hooked on the lower die shoulders 273L and 273R. This allows tension to be applied to the intermediate product 40, which is a portion that is on the outer side in the width direction from the region pressed by the pad 28 and reaches the region that is in contact with the lower die shoulders 273L and 273R, that is, the portion that will become the bent portion 53L and 53R of the press-formed product 50. Therefore, the compressive stress on the inner side of the bend at the end of forming can be reduced in the bent portion 53L and 53R of the press-formed product 50. As a result, the tensile stress caused by springback is reduced, and the tensile stress remaining on the inner side of the bend in the bent portions 53L, 53R of the press-formed product 50 can be reduced.

本実施形態に係る製造方法において、中間成形品40の凸部42L,42Rは、第2工程でダイ27L,27Rによって押しつぶされ、曲げ戻し変形を受ける。凸部42L,42Rがダイ27L,27Rで曲げ戻され、パンチ肩262L,262Rへと押し込まれる過程では、凸部42L,42Rのうち、ダイ27L,27R側(曲げ外側)の領域に圧縮応力が発生し、パンチ26側(曲げ内側)の領域に引張応力が発生する。これらの応力により、中間成形品40がパンチ肩262L,262Rになじんで曲げ部53L,53Rが形成されたとき、曲げ外側に発生する引張応力、及び曲げ内側に発生する圧縮応力を低下させることができる。よって、スプリングバック後のプレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおいて、曲げ内側に残留する引張応力を低減することができる。 In the manufacturing method according to this embodiment, the convex portions 42L, 42R of the intermediate molded product 40 are crushed by the dies 27L, 27R in the second step and undergo bending back deformation. In the process in which the convex portions 42L, 42R are bent back by the dies 27L, 27R and pressed into the punch shoulders 262L, 262R, compressive stress occurs in the region of the convex portions 42L, 42R on the die 27L, 27R side (outside of the bend), and tensile stress occurs in the region of the punch 26 side (inside of the bend). These stresses can reduce the tensile stress occurring on the outside of the bend and the compressive stress occurring on the inside of the bend when the intermediate molded product 40 fits into the punch shoulders 262L, 262R to form the bent portions 53L, 53R. Therefore, the tensile stress remaining on the inside of the bend can be reduced in the bent portions 53L, 53R of the press molded product 50 after springback.

パンチ肩262L,262Rに対応する位置に配置された凸部42L,42Rに対して周囲から張力を与えるだけでは、凸部42L,42Rを平坦につぶすことは困難である。しかしながら、本実施形態に係る製造方法では、第2工程において、ダイ27L,27Rで凸部42L,42Rを上方から押しつぶしているため、凸部42L,42Rをしっかりと平坦化することができる。より具体的には、下降するダイ27L,27Rが凸部42L,42Rに当たり、凸部42L,42Rを頂部421L,421Rから押しつぶす。これにより、凸部42L,42Rの基部422L,422Rから頂部421L,421Rに向かって大きな応力が生じる。すなわち、凸部42L,42Rにおいて、パンチ26側(曲げ内側)の領域に大きな引張応力が発生する。よって、第2工程の終了時点で曲げ内側に発生する圧縮応力を有効に低下させることができ、スプリングバック後のプレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおいて、曲げ内側に生じる引張残留応力を低減することができる。 It is difficult to flatten the convex portions 42L, 42R by simply applying tension from the periphery to the convex portions 42L, 42R arranged at positions corresponding to the punch shoulders 262L, 262R. However, in the manufacturing method according to the present embodiment, in the second step, the convex portions 42L, 42R are crushed from above by the dies 27L, 27R, so that the convex portions 42L, 42R can be flattened firmly. More specifically, the descending dies 27L, 27R hit the convex portions 42L, 42R and crush the convex portions 42L, 42R from the tops 421L, 421R. This generates a large stress from the bases 422L, 422R of the convex portions 42L, 42R toward the tops 421L, 421R. That is, a large tensile stress is generated in the region of the convex portions 42L, 42R on the punch 26 side (inside the bend). This effectively reduces the compressive stress that occurs on the inside of the bend at the end of the second step, and reduces the tensile residual stress that occurs on the inside of the bend in the bent parts 53L and 53R of the press-formed product 50 after springback.

このように、ダイ27L,27Rは、下側ダイ肩273L,273Rにフランジ44L,44Rを引っ掛けたまま下降して、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rとなる部分に張力を付与しながら、凸部42L,42Rに当たり、凸部42L,42Rを頂部421L,421Rから押しつぶす。これにより、第2工程の終了時点で曲げ内側に発生する圧縮応力を顕著に低下させることができ、スプリングバック後のプレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおいて、曲げ内側に生じる引張残留応力を顕著に低減することができる。 In this way, the dies 27L, 27R descend with the flanges 44L, 44R hooked on the lower die shoulders 273L, 273R, and while applying tension to the portions that will become the bent portions 53L, 53R of the press-formed product 50, they hit the convex portions 42L, 42R and crush the convex portions 42L, 42R from the apexes 421L, 421R. This significantly reduces the compressive stress that occurs on the inside of the bend at the end of the second process, and significantly reduces the tensile residual stress that occurs on the inside of the bend in the bent portions 53L, 53R of the press-formed product 50 after springback.

以上より、本実施形態に係るプレス成形品50の製造方法によれば、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおいて曲げ内側に生じる引張残留応力をプレス加工工程で低減することができる。 As described above, according to the manufacturing method of the press-molded product 50 according to this embodiment, the tensile residual stress that occurs on the inner side of the bends 53L and 53R of the press-molded product 50 can be reduced during the press processing process.

プレス加工工程は、単純なプレス機構及び単純な成形モーションを用いて実施されることが好ましい。単純なプレス機構及び単純な成形モーションを用いたプレス加工工程とは、例えば、シングルアクション(単動)のプレス装置を用い、実質上、上型が下型に向かって下降する動きのみで実現可能なプレス加工工程をいう。本実施形態に係る製造方法では、第2工程において単動のプレス装置20が用いられている。プレス装置20は、実質上、ダイ27L,27R及びパッド28をパンチ26に向かって同時に下降させる動きのみで、中間成形品40からプレス成形品50を成形する。すなわち、本実施形態では、単純なプレス機構及び単純な成形モーションを用いたプレス加工工程により、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおいて曲げ内側に生じる引張残留応力を低減することができる。 The press working process is preferably carried out using a simple press mechanism and a simple forming motion. A press working process using a simple press mechanism and a simple forming motion refers to a press working process that can be realized, for example, by using a single-action press device and essentially only by the movement of the upper die downward toward the lower die. In the manufacturing method according to this embodiment, a single-action press device 20 is used in the second step. The press device 20 essentially forms the press-formed product 50 from the intermediate product 40 simply by simultaneously lowering the dies 27L, 27R and the pad 28 toward the punch 26. That is, in this embodiment, the press working process using a simple press mechanism and a simple forming motion can reduce the tensile residual stress that occurs on the inside of the bend in the bent portions 53L, 53R of the press-formed product 50.

本実施形態に係る製造方法では、中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、つまり第2工程の開始時点において、凸部42L,42Rの上端がそれぞれダイ側面272L,272Rの下端よりも金型21の幅方向で内側に位置することが好ましい。これにより、第2工程の初期に、下側ダイ肩273L,273Rやダイ下面274L,274Rで凸部42L,42Rが押しつぶされるのを防止することができる。言い換えると、ダイ27L,27Rとフランジ44L,44Rとの接触によって凸部42L,42Rに張力が付与された後、ダイ27L,27Rで凸部42L,42Rを押しつぶすことができ、曲げ内側の領域により効果的に引張応力を発生させることができる。そのため、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおいて、第2工程の終了時点で曲げ内側に発生する圧縮応力をより確実に低減することができ、スプリングバック後に曲げ内側に残留する引張応力の低減効果を向上させることができる。 In the manufacturing method according to this embodiment, when the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, that is, at the start of the second step, it is preferable that the upper ends of the convex portions 42L, 42R are located inside the lower ends of the die sides 272L, 272R in the width direction of the die 21. This makes it possible to prevent the convex portions 42L, 42R from being crushed by the lower die shoulders 273L, 273R or the die lower surfaces 274L, 274R at the beginning of the second step. In other words, after tension is applied to the convex portions 42L, 42R by contact between the dies 27L, 27R and the flanges 44L, 44R, the convex portions 42L, 42R can be crushed by the dies 27L, 27R, and tensile stress can be generated more effectively in the region inside the bend. As a result, the compressive stress that occurs on the inside of the bend at the end of the second process in the bent portions 53L and 53R of the press-formed product 50 can be more reliably reduced, and the effect of reducing the tensile stress remaining on the inside of the bend after springback can be improved.

本実施形態に係る製造方法では、中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、縦壁43L,43Rの下端がパンチ側面263L,263Rの上端よりも金型21の幅方向で外側に位置する。すなわち、中間成形品40は、第2工程の開始時点において、天板41がパンチ26から浮き上がることなくパンチ26に嵌められる。よって、第2工程において、中間成形品40の天板41をパッド28によって押さえたときにパッド28が浮き上がるのを抑制することができ、安定して成形を行うことができる。そのため、第2工程で得られるプレス成形品50の寸法精度を安定させることができる。 In the manufacturing method according to this embodiment, when the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, the lower ends of the vertical walls 43L, 43R are positioned outward in the width direction of the die 21 from the upper ends of the punch side surfaces 263L, 263R. That is, at the start of the second step, the intermediate molded product 40 is fitted into the punch 26 without the top plate 41 floating up from the punch 26. Therefore, in the second step, when the top plate 41 of the intermediate molded product 40 is pressed by the pad 28, the pad 28 can be prevented from floating up, and molding can be performed stably. Therefore, the dimensional accuracy of the press-molded product 50 obtained in the second step can be stabilized.

中間成形品40の凸部42Lにおいて、幅W1に対する高さH1の比率:H1/W1は、0.5以上、且つ2.0以下であることが好ましい。同様に、中間成形品40の凸部42Rにおいて、幅W1に対する高さH1の比率:H1/W1は、0.5以上、且つ2.0以下であることが好ましい。図6は、高さH1/幅W1と、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおける曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。図6では、凸部42L,42Rの幅W1,W1及び高さH1,H1をまとめて幅W1及び高さH1と表記している。図6、及び後述する図7~図13では、引張強さ:980MPa、板厚:3.0mmの金属板30から曲げ部53L,53Rの曲げR(曲げ内側の曲率半径):4.0mm、縦壁高さ:25mmのプレス成形品50を成形するプレス加工について、市販のソフトウェア(LS-DYNA ver971 rev7.12,ANSYS社製)を用いてCAE解析を行ったときに得られた結果を示す。 In the convex portion 42L of the intermediate molded product 40, the ratio of the height H1L to the width W1L : H1L / W1L is preferably 0.5 or more and 2.0 or less. Similarly, in the convex portion 42R of the intermediate molded product 40, the ratio of the height H1R to the width W1R : H1R / W1R is preferably 0.5 or more and 2.0 or less. Fig. 6 is a graph showing the relationship between the height H1/width W1 and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent portions 53L, 53R of the press-molded product 50. In Fig. 6, the widths W1L , W1R and the heights H1L , H1R of the convex portions 42L, 42R are collectively referred to as the width W1 and the height H1. FIG. 6 and FIGS. 7 to 13 described later show the results obtained when a CAE analysis was performed using commercially available software (LS-DYNA ver971 rev7.12, manufactured by ANSYS) on the press working for forming a press-formed product 50 having a bending R (inner curvature radius of bending) of bending portions 53L, 53R of 4.0 mm and a vertical wall height of 25 mm from a metal plate 30 having a tensile strength of 980 MPa and a plate thickness of 3.0 mm.

図6に示すように、H1/W1が0.5以上になると、曲げ内側の引張残留応力は、中間成形品40を利用しない従来のプレス加工を実施したときと比較して、100MPa以上低減する。そのため、H1/W1は、好ましくは0.5以上である。曲げ内側の引張残留応力は、H1/W1が大きくなるほど低減する。ただし、H1/W1が大きくなるほど凸部42L,42Rが天板41から急峻に立ち上がる形状となるため、第2工程において、ダイ27L,27Rによって凸部42L,42Rを押しつぶしたときに凸部42L,42Rが座屈する可能性が生じる。凸部42L,42Rの座屈を発生させにくくするためには、H1/W1が2.0以下であることが好ましい。 As shown in FIG. 6, when H1/W1 is 0.5 or more, the tensile residual stress on the inside of the bend is reduced by 100 MPa or more compared to when conventional press processing is performed without using the intermediate molded product 40. Therefore, H1/W1 is preferably 0.5 or more. The tensile residual stress on the inside of the bend is reduced as H1/W1 increases. However, as H1/W1 increases, the convex portions 42L, 42R rise more steeply from the top plate 41, and therefore there is a possibility that the convex portions 42L, 42R will buckle when the convex portions 42L, 42R are crushed by the dies 27L, 27R in the second step. In order to make it difficult for the convex portions 42L, 42R to buckle, it is preferable that H1/W1 is 2.0 or less.

本実施形態において、中間成形品40の凸部42L,42Rは、それぞれ、横断面視で実質的に円弧状の頂部421L,421Rを含んでいる。頂部421L,421Rの各曲率半径は、4mm以上、且つ16mm以下であることが好ましい。ここでの各曲率半径とは、凸部42L,42Rの内側(パンチ16側)の値である。図7は、頂部421L,421Rの曲率半径と、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおける曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。 In this embodiment, the convex portions 42L, 42R of the intermediate molded product 40 each include a top portion 421L, 421R that is substantially arc-shaped in cross section. The radius of curvature of each of the top portions 421L, 421R is preferably 4 mm or more and 16 mm or less. The radius of curvature here refers to the value on the inside (punch 16 side) of the convex portions 42L, 42R. Figure 7 is a graph showing the relationship between the radius of curvature of the top portions 421L, 421R and the tensile residual stress on the inside of the bend in the bent portions 53L, 53R of the press-molded product 50.

図7からわかるように、頂部421L,421Rの曲率半径が16mm以下であれば、曲げ内側の引張残留応力は、中間成形品40を利用しない従来のプレス加工を実施したときと比較して、100MPa以上低減する。そのため、頂部421L,421Rの曲率半径は、好ましくは16mm以下である。曲げ内側の引張残留応力は、頂部421L,421Rの曲率半径が小さくなるほど低減する。ただし、頂部421L,421Rの曲率半径は、4mm以上であることが好ましい。第2工程において、ダイ27L,27Rで凸部42L,42Rを押しつぶしたときに、凸部42L,42Rの座屈を発生させにくくするためである。 As can be seen from FIG. 7, if the radius of curvature of the apexes 421L, 421R is 16 mm or less, the tensile residual stress on the inside of the bend is reduced by 100 MPa or more compared to when conventional press processing is performed without using the intermediate molded product 40. Therefore, the radius of curvature of the apexes 421L, 421R is preferably 16 mm or less. The tensile residual stress on the inside of the bend is reduced as the radius of curvature of the apexes 421L, 421R becomes smaller. However, it is preferable that the radius of curvature of the apexes 421L, 421R is 4 mm or more. This is to make it difficult for buckling of the convex portions 42L, 42R to occur when the convex portions 42L, 42R are crushed by the dies 27L, 27R in the second step.

本実施形態において、中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、つまり第2工程の開始時点において、パンチ肩262L,262Rのパンチ頂面261側の端から凸部42L,42Rの上端までの金型21の幅方向における各距離D2[mm]は、以下の式(1)を満たすように設定されることが好ましい。
-1.0×Rp×(π―θ)≦D2≦2.5×Rp×(π―θ)・・・(1)
In this embodiment, when the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, that is, at the start of the second process, it is preferable that each distance D2 [mm] in the width direction of the mold 21 from the end of the punch shoulders 262L, 262R on the punch top surface 261 side to the upper ends of the convex portions 42L, 42R is set so as to satisfy the following formula (1).
-1.0×Rp×(π-θ)≦D2≦2.5×Rp×(π-θ)...(1)

このように距離D2を設定することにより、金型21の幅方向において、パンチ肩262L,262Rの範囲に凸部42L,42Rが重複しやすくなる。そのため、凸部42L,42Rの曲げ戻し変形による応力をパンチ肩262L,262Rの領域で広く発生させることができる。よって、中間成形品40がパンチ肩262L,262Rになじんで曲げ部53L,53Rが形成されたときに曲げ内側に発生する圧縮応力を、より効果的に低下させることができる。その結果、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおいて、曲げ内側に生じる引張残留応力をより確実に低減することができる。 By setting the distance D2 in this manner, the convex portions 42L, 42R tend to overlap in the range of the punch shoulders 262L, 262R in the width direction of the die 21. Therefore, stress due to bending back deformation of the convex portions 42L, 42R can be generated widely in the area of the punch shoulders 262L, 262R. Therefore, the compressive stress generated on the inside of the bend when the intermediate molded product 40 fits into the punch shoulders 262L, 262R and the bent portions 53L, 53R are formed can be more effectively reduced. As a result, the tensile residual stress generated on the inside of the bend in the bent portions 53L, 53R of the press-molded product 50 can be more reliably reduced.

本実施形態において、中間成形品40の高さH2は、6mm以上であることが好ましい。図8は、中間成形品40の高さH2と、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおける曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。 In this embodiment, the height H2 of the intermediate molded product 40 is preferably 6 mm or more. Figure 8 is a graph showing the relationship between the height H2 of the intermediate molded product 40 and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent portions 53L and 53R of the press-molded product 50.

図8に示すように、曲げ内側の引張残留応力は、中間成形品40の高さH2が大きくなるほど、中間成形品40を利用しない従来のプレス加工を実施したときと比較して低減する。特に、中間成形品40の高さH2が6mm以上であれば、曲げ内側の引張残留応力は200MPa以上低減し、顕著な残留応力低減効果が発揮される。これは、中間成形品40の高さH2が十分に確保されていることにより、第2工程において、フランジ44L,44Rに接触した状態のダイ27L,27Rが下降するとき、縦壁43L,43Rがたわむのを抑制して、フランジ44L,44Rが下側ダイ肩273L,273Rにしっかりと引っ掛かりながら成形されることで、中間成形品40に張力をより効果的に付与することができるためである。 As shown in FIG. 8, the tensile residual stress on the inner side of the bend is reduced as the height H2 of the intermediate molded product 40 increases, compared to when conventional press processing is performed without using the intermediate molded product 40. In particular, if the height H2 of the intermediate molded product 40 is 6 mm or more, the tensile residual stress on the inner side of the bend is reduced by 200 MPa or more, and a significant residual stress reduction effect is achieved. This is because the height H2 of the intermediate molded product 40 is sufficiently secured, so that in the second step, when the dies 27L, 27R in contact with the flanges 44L, 44R descend, the vertical walls 43L, 43R are prevented from bending, and the flanges 44L, 44R are firmly hooked onto the lower die shoulders 273L, 273R during molding, so that tension can be applied to the intermediate molded product 40 more effectively.

本実施形態において、中間成形品40の高さH2は、フランジ44L,44Rの縦壁43L,43R側の端から天板41までの上下方向の距離と定義される。フランジ44Lの縦壁43L側の端の板厚中心から、凸部42Lとの接続部における天板41の板厚中心までの上下方向の距離と、フランジ44Rの縦壁43R側の端の板厚中心から、凸部42Rとの接続部における天板41の板厚中心までの上下方向の距離が異なる場合、両距離のうち小さい方が高さH2となる。ただし、両距離は、実質的に等しいことが好ましい。 In this embodiment, the height H2 of the intermediate molded product 40 is defined as the vertical distance from the ends of the vertical walls 43L, 43R of the flanges 44L, 44R to the top plate 41. If the vertical distance from the center of thickness of the end of the vertical wall 43L of the flange 44L to the center of thickness of the top plate 41 at the connection with the convex portion 42L is different from the vertical distance from the center of thickness of the end of the vertical wall 43R of the flange 44R to the center of thickness of the top plate 41 at the connection with the convex portion 42R, the smaller of the two distances becomes the height H2. However, it is preferable that the two distances are substantially equal.

例えば、中間成形品40において、フランジ44L側の上下方向の距離が長い場合、つまり、第1工程の金型11において、左側のパンチ側面163Lが右側のパンチ側面163Rよりも高い場合、金属板30にプレス加工を施す際、ダイフランジ面174Rに比べダイフランジ面174Lが先行して金属板30に接触する。そのため、パンチフランジ面164Lとダイフランジ面174Lとの間の空間に金属板30が移動しようとして、安定的にプレス加工できない可能性がある。一方、左側のパンチ側面163Lの高さが右側のパンチ側面163Rの高さと実質的に等しい場合、金属板30の移動が生じにくく、第1工程において安定したプレス加工を実現することができる。 For example, if the intermediate molded product 40 has a long vertical distance on the flange 44L side, that is, if the left punch side 163L is higher than the right punch side 163R in the die 11 in the first step, the die flange surface 174L will contact the metal sheet 30 before the die flange surface 174R when pressing the metal sheet 30. This may cause the metal sheet 30 to move into the space between the punch flange surface 164L and the die flange surface 174L, making it difficult to perform the press processing stably. On the other hand, if the height of the left punch side 163L is substantially equal to the height of the right punch side 163R, the metal sheet 30 is less likely to move, and stable press processing can be achieved in the first step.

本実施形態において、中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、つまり第2工程の開始時点において、フランジ44L,44Rの各々が水平面に対してなす角度φ,φは、-40°以上、且つ40°以下であることが好ましい。図9は、角度φと、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおける曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。図9では、フランジ44L,44Rの角度φ,φをまとめて角度φと表記している。 In this embodiment, when the intermediate product 40 is placed on the punch 26, that is, at the start of the second step, the angles φ L and φ R of the flanges 44L, 44R with respect to the horizontal plane are preferably not less than -40° and not more than 40°. Fig. 9 is a graph showing the relationship between the angle φ and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent portions 53L, 53R of the press-formed product 50. In Fig. 9, the angles φ L and φ R of the flanges 44L, 44R are collectively referred to as angle φ.

図9に示すように、フランジ44L,44Rの角度φが-40°以上になると、曲げ内側の引張残留応力は、中間成形品40を利用しない従来のプレス加工を実施したときと比較して、100MPa以上低減する。そのため、角度φは、好ましくは-40°以上である。曲げ内側の引張残留応力は、角度φが大きくなるほど低減する。ただし、角度φが過大になると、第2工程において、フランジ44L,44Rの表面ではなく、自由端であるフランジ44L,44Rの先端がダイ27L,27Rに接触して、フランジ44L,44Rが座屈する可能性がある。また、フランジ44L,44Rがその先端でダイ27L,27Rに接触することにより、ダイ27L,27Rに対するフランジ44L,44Rの接触面圧が高くなり、ダイ27L,27Rが損傷する可能性もある。そのため、フランジ44L,44Rの角度φは、40°以下であることが好ましい。より好ましくは、フランジ44L,44Rの角度φは、-10°以上、且つ10°以下である。 As shown in FIG. 9, when the angle φ of the flanges 44L, 44R is -40° or more, the tensile residual stress on the inside of the bend is reduced by 100 MPa or more compared to when a conventional press process is performed without using the intermediate molded product 40. Therefore, the angle φ is preferably -40° or more. The tensile residual stress on the inside of the bend is reduced as the angle φ increases. However, if the angle φ is too large, in the second step, the free ends of the flanges 44L, 44R, rather than the surfaces of the flanges 44L, 44R, may come into contact with the dies 27L, 27R, causing the flanges 44L, 44R to buckle. In addition, the flanges 44L, 44R may come into contact with the dies 27L, 27R at their tips, increasing the contact surface pressure of the flanges 44L, 44R against the dies 27L, 27R, which may damage the dies 27L, 27R. Therefore, the angle φ of the flanges 44L, 44R is preferably 40° or less. More preferably, the angle φ of the flanges 44L and 44R is greater than or equal to -10° and less than or equal to 10°.

本実施形態において、中間成形品40のフランジ44L,44Rの長さL,Lは、10mm以上であることが好ましい。図10は、長さLと、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおける曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。図10では、フランジ44L,44Rの長さL,Lをまとめて長さLと表記している。 In this embodiment, the lengths L L , L R of the flanges 44L, 44R of the intermediate product 40 are preferably 10 mm or more. Fig. 10 is a graph showing the relationship between the length L and the tensile residual stress on the inner side of the bent portions 53L, 53R of the press-formed product 50. In Fig. 10, the lengths L L , L R of the flanges 44L, 44R are collectively referred to as length L.

図10に示すように、フランジ44L,44Rの長さLが10mm以上であれば、曲げ内側の引張残留応力は、中間成形品40を利用しない従来のプレス加工を実施したときと比較して、100MPa以上低減する。これは、フランジ44L,44Rの長さLが十分に確保されることで、第2工程においてフランジ44L,44Rが下側ダイ肩273L,273Rに成形後期まで引っ掛かりやすくなり、凸部42L,42R及び縦壁43L,43Rに対し、より効果的に張力が付与されるためである。曲げ内側の引張残留応力は、フランジ44L,44Rの長さLが大きくなるほど低減する。よって、フランジ44L,44Rの長さLは、10mm以上であることが好ましい。 As shown in FIG. 10, if the length L of the flanges 44L, 44R is 10 mm or more, the tensile residual stress on the inside of the bend is reduced by 100 MPa or more compared to when conventional press working is performed without using the intermediate molded product 40. This is because the length L of the flanges 44L, 44R is sufficiently secured, so that the flanges 44L, 44R are more likely to be caught by the lower die shoulders 273L, 273R in the second step until the later stages of molding, and tension is more effectively applied to the convex portions 42L, 42R and the vertical walls 43L, 43R. The tensile residual stress on the inside of the bend is reduced as the length L of the flanges 44L, 44R is larger. Therefore, it is preferable that the length L of the flanges 44L, 44R is 10 mm or more.

本実施形態に係る製造方法の第2工程で使用される金型21に関し、下側ダイ肩273L,273Rは、ダイ27L,27Rの横断面視で、実質上、1mm以上、且つ12mm以下の曲率半径Rd,Rdを有する円弧状をなすことが好ましい。図11は、曲率半径Rdと、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおける曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。図11では、下側ダイ肩273L,273Rの曲率半径Rd,Rdをまとめて曲率半径Rdと表記している。 Regarding the die 21 used in the second step of the manufacturing method according to this embodiment, it is preferable that the lower die shoulders 273L, 273R are substantially arc-shaped with radii of curvature RdL , RdR of 1 mm or more and 12 mm or less in a cross-sectional view of the dies 27L, 27R. Fig. 11 is a graph showing the relationship between the radius of curvature Rd and the tensile residual stress on the inner side of the bent portion 53L, 53R of the press-formed product 50. In Fig. 11, the radii of curvature RdL , RdR of the lower die shoulders 273L, 273R are collectively referred to as the radius of curvature Rd.

図11に示すように、下側ダイ肩273L,273Rの曲率半径Rdが12mm以下であれば、曲げ内側の引張残留応力は、中間成形品40を利用しない従来のプレス加工を実施したときと比較して、顕著に低減する。そのため、曲率半径Rdは、好ましくは12mm以下である。曲げ内側の引張残留応力は、曲率半径Rdが小さくなるほど低減する。ただし、曲率半径Rdが1mm未満の場合、下側ダイ肩273L,273Rがプレス成形品50に食い込み痕を残したり、プレス成形品50に大きな曲げ癖を発生させたりする可能性がある。よって、下側ダイ肩273L,273Rの曲率半径Rdは、1mm以上であることが好ましい。 As shown in FIG. 11, if the radius of curvature Rd of the lower die shoulders 273L, 273R is 12 mm or less, the tensile residual stress on the inside of the bend is significantly reduced compared to when conventional press processing is performed without using the intermediate molded product 40. Therefore, the radius of curvature Rd is preferably 12 mm or less. The tensile residual stress on the inside of the bend is reduced as the radius of curvature Rd becomes smaller. However, if the radius of curvature Rd is less than 1 mm, the lower die shoulders 273L, 273R may leave bite marks on the press-molded product 50 or cause a large bending tendency in the press-molded product 50. Therefore, it is preferable that the radius of curvature Rd of the lower die shoulders 273L, 273R is 1 mm or more.

本実施形態において、中間成形品40がパンチ26に載置されたとき、つまり第2工程の開始時点では、凸部42L,42Rの各々は、金型21の幅方向においてパッドプロファイルPよりも外側に位置することが好ましい。図12は、パッドプロファイルPに対する凸部42L,42Rの位置と、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおける曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。 In this embodiment, when the intermediate molded product 40 is placed on the punch 26, that is, at the start of the second step, it is preferable that each of the convex portions 42L, 42R is located outside the pad profile P in the width direction of the die 21. Figure 12 is a graph showing the relationship between the positions of the convex portions 42L, 42R relative to the pad profile P and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent portions 53L, 53R of the press-molded product 50.

図12に示すように、凸部42L,42Rの一部がパッドプロファイルPよりも幅方向内側に位置し、パッド本体281と干渉する場合、凸部42L,42RがパッドプロファイルPよりも幅方向外側に位置し、パッド本体281と干渉しない場合と比較して、曲げ内側の引張残留応力の低減効果が小さい。さらに、凸部42L,42Rの一部がパッドプロファイルPよりも幅方向内側に位置し、パッド本体281と干渉する場合は、パッド本体281の外周部が凸部42L、42Rに突き刺さることで、プレス成形品50に疵をつける可能性がある。そのため、第2工程の開始時点で、凸部42L,42Rがパッド本体281と干渉しないよう、凸部42L,42Rの全体がパッドプロファイルPよりも幅方向外側に位置していることが好ましい。ただし、図12からわかるように、中間成形品40を利用してプレス成形品50を得る場合、凸部42L,42Rがパッド本体281の一部と干渉したとしても、中間成形品40を利用しない従来のプレス加工と比較して、曲げ内側の引張残留応力を有意に低減させることができる。 12, when a part of the convex parts 42L, 42R is located on the inner side of the pad profile P in the width direction and interferes with the pad body 281, the effect of reducing the tensile residual stress on the inner side of the bend is smaller than when the convex parts 42L, 42R are located on the outer side of the pad profile P in the width direction and do not interfere with the pad body 281. Furthermore, when a part of the convex parts 42L, 42R is located on the inner side of the pad profile P in the width direction and interferes with the pad body 281, the outer periphery of the pad body 281 may be pierced by the convex parts 42L, 42R, causing scratches on the press-molded product 50. Therefore, at the start of the second process, it is preferable that the entire convex parts 42L, 42R are located on the outer side of the pad profile P in the width direction so that the convex parts 42L, 42R do not interfere with the pad body 281. However, as can be seen from FIG. 12, when the intermediate molded product 40 is used to obtain the press-molded product 50, even if the convex portions 42L and 42R interfere with a part of the pad body 281, the tensile residual stress on the inside of the bend can be significantly reduced compared to conventional press processing that does not use the intermediate molded product 40.

プレス成形品50の残留応力は、プレス成形品50の成形終了時点の応力と、プレス成形品50を離型したときのスプリングバックによる反転応力を足し合わせた結果である。成形時に素材に発生する応力が小さければ、スプリングバックによる応力も小さくなり、プレス成形品50の残留応力が低減する。そこで、本実施形態に係る製造方法では、プレス成形品50の素材として、好ましくは加工硬化指数が0.04以下の金属板30を使用する。素材の加工硬化指数が0.04以下であれば、第1工程及び第2工程において加工硬化が生じにくく、成形終了時点でプレス成形品50に発生する応力も小さくなる。よって、プレス成形品50の残留応力を低減させることができる。 The residual stress of the press-formed product 50 is the sum of the stress at the end of forming the press-formed product 50 and the reversal stress due to springback when the press-formed product 50 is released from the mold. If the stress generated in the material during forming is small, the stress due to springback will also be small, and the residual stress of the press-formed product 50 will be reduced. Therefore, in the manufacturing method according to this embodiment, a metal plate 30 with a work hardening index of 0.04 or less is preferably used as the material for the press-formed product 50. If the work hardening index of the material is 0.04 or less, work hardening is unlikely to occur in the first and second steps, and the stress generated in the press-formed product 50 at the end of forming will also be small. Therefore, the residual stress of the press-formed product 50 can be reduced.

図13は、金属板30の加工硬化指数(n値)と、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおける曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。図13に示すように、中間成形品40を利用してプレス成形品50を得る場合、中間成形品40を利用しない従来のプレス加工と比較して、曲げ内側の引張残留応力を低減させることができる。ただし、金属板30のn値が0.04である場合、金属板30のn値が0.08である場合よりも顕著に、曲げ内側の引張残留応力を低減させることができる。よって、金属板30のn値は、0.04以下であることが好ましい。 Figure 13 is a graph showing the relationship between the work hardening index (n value) of the metal plate 30 and the tensile residual stress on the inner side of the bend at the bent portions 53L and 53R of the press-formed product 50. As shown in Figure 13, when the press-formed product 50 is obtained using the intermediate formed product 40, the tensile residual stress on the inner side of the bend can be reduced compared to conventional press processing that does not use the intermediate formed product 40. However, when the n value of the metal plate 30 is 0.04, the tensile residual stress on the inner side of the bend can be reduced more significantly than when the n value of the metal plate 30 is 0.08. Therefore, it is preferable that the n value of the metal plate 30 is 0.04 or less.

例えば、絞り成形によって金属板である素材からプレス成形品を製造する場合、成形初期より、水平な下面を有するダイと、水平な上面を有するホルダとによって素材の幅方向の端部が挟持される。この場合、成形初期から素材に対して張力が付与される。しかしながら、絞り成形では、成形終了時点でもダイとホルダとで素材の端部が挟持されている。そのため、製造されるプレス成形品は、天板と、天板の左右側縁に接続される縦壁と、各縦壁の下端から幅方向の外側に突出するフランジとを有する形状、つまり横断面視で概略ハット形状となる。絞り成形を利用してフランジがないプレス成形品を製造するには、パンチ、ダイ、及びホルダによって素材を概略ハット形状に一旦成形した後、左右の縦壁で成形後の素材をトリムする必要がある。しかしながら、一般に、素材のトリムは板厚方向に対して平行に行われるため、例えば、鉛直面に対して傾斜する左右の縦壁をトリムする場合、複雑なカム機構等を備える寄せ抜き型のトリム刃が必要となる。この場合、トリム刃の設計工数の増大や、トリム刃の製造費用の高騰といった問題が生じる。また、縦壁をトリムすることにより、材料の歩留まりが低下するという問題もある。 For example, when a press-formed product is manufactured from a metal plate material by drawing, the widthwise end of the material is clamped between a die having a horizontal lower surface and a holder having a horizontal upper surface from the beginning of the forming process. In this case, tension is applied to the material from the beginning of the forming process. However, in drawing, the end of the material is still clamped between the die and the holder even at the end of the forming process. Therefore, the press-formed product manufactured has a shape having a top plate, vertical walls connected to the left and right side edges of the top plate, and flanges protruding outward in the width direction from the lower ends of each vertical wall, that is, an approximately hat shape in cross section. In order to manufacture a press-formed product without flanges using drawing, it is necessary to first form the material into an approximately hat shape using a punch, a die, and a holder, and then trim the formed material with the left and right vertical walls. However, since the trimming of the material is generally performed parallel to the plate thickness direction, for example, when trimming left and right vertical walls that are inclined relative to a vertical plane, a trimming blade of a pull-out type equipped with a complex cam mechanism or the like is required. In this case, problems arise such as an increase in the number of steps required to design the trim blade and an increase in the manufacturing costs of the trim blade. There is also the problem that trimming the vertical wall reduces the material yield.

一方、本実施形態において、中間成形品40のフランジ44L,44Rは、第2工程の途中でダイ27L,27Rに接触しているものの、ダイ27L,27Rが下死点に到達したときには、パンチ26側へと完全に引き出され、ダイ側面272L,272Rとパンチ側面263L,263Rとの間でプレスされる。そのため、トリムを行うことなく、フランジのないプレス成形品50を直接的に成形することができる。よって、絞り成形を利用する場合のようなトリム刃の設計工数や製造費用等は不要であり、材料の歩留まりの低下も防止することができる。 On the other hand, in this embodiment, although the flanges 44L, 44R of the intermediate molded product 40 come into contact with the dies 27L, 27R during the second step, when the dies 27L, 27R reach the bottom dead center, they are completely drawn toward the punch 26 and pressed between the die sides 272L, 272R and the punch sides 263L, 263R. Therefore, it is possible to directly mold the press-molded product 50 without a flange, without performing trimming. This eliminates the need for design labor and manufacturing costs for trimming blades, as is the case when drawing is used, and also prevents a decrease in material yield.

一般的なプレス加工では、素材の位置ずれが問題となることがある。例えば、左右のパンチ側面の高さが異なる場合、左右のダイのうち、パンチ側面の高さが大きい側のダイが先に素材に接触するため、素材の位置ずれが生じやすい。パイロットピン等を用いて素材の位置決めを行う場合、素材の位置ずれが生じると、素材においてパイロットピン用の孔の周縁部が変形する。一方、本実施形態では、第2工程において、パッド28(パッド本体281の下面)が中間成形品40の天板41を押さえた後、ダイ27L,27Rを中間成形品40に接触させる。そのため、プレス加工中の中間成形品40の位置ずれを防止することができる。よって、プレス成形品50を精度よく製造することができる。 In general press working, misalignment of the material can be a problem. For example, if the heights of the left and right punch sides are different, the die with the larger punch side height will come into contact with the material first, which is likely to cause misalignment of the material. When positioning the material using a pilot pin or the like, if the material is misaligned, the periphery of the hole for the pilot pin in the material will be deformed. On the other hand, in this embodiment, in the second step, the pad 28 (the lower surface of the pad body 281) presses the top plate 41 of the intermediate molded product 40, and then the dies 27L and 27R are brought into contact with the intermediate molded product 40. This makes it possible to prevent misalignment of the intermediate molded product 40 during press working. This makes it possible to manufacture the press molded product 50 with high precision.

以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present disclosure.

上記実施形態では、第1工程で金属板30を中間成形品40に成形した後、第2工程において、この中間成形品40をそのまま使用し、プレス成形品50に成形している。しかしながら、第1工程と第2工程との間に、1つ以上の中間工程を設けることもできる。すなわち、第1工程の後に中間成形品40に加工を施し、加工が施された中間成形品40を第2工程に供することができる。 In the above embodiment, the metal plate 30 is formed into the intermediate product 40 in the first step, and then in the second step, this intermediate product 40 is used as is and formed into the press-formed product 50. However, one or more intermediate steps can be provided between the first and second steps. That is, the intermediate product 40 can be processed after the first step, and the processed intermediate product 40 can be provided to the second step.

例えば、第1工程と第2工程との間において、中間成形品40の天板41に1つ以上の貫通孔を形成することができる。この貫通孔は、単なる丸孔であってもよいし、バーリング加工によって形成された孔縁端が突出した形状の孔(バーリング孔)であってもよい。 For example, between the first and second steps, one or more through holes can be formed in the top plate 41 of the intermediate molded product 40. The through holes may be simply round holes, or may be holes with protruding edges formed by burring (burring holes).

また、例えば、図14に模式的に示すように、第1工程で得られた中間成形品40に対し、天板41及び凸部42L,42Rの形状を維持したまま、縦壁43L,43R及びフランジ44L,44Rの形状を変更する加工を加えることができる。第1工程と第2工程との間の中間工程で加工が施された中間成形品40は、上記実施形態と同様、第2工程においてプレス成形品50に成形される。 Also, for example, as shown diagrammatically in FIG. 14, the intermediate molded product 40 obtained in the first step can be processed to change the shapes of the vertical walls 43L, 43R and the flanges 44L, 44R while maintaining the shapes of the top plate 41 and the protrusions 42L, 42R. The intermediate molded product 40 processed in the intermediate step between the first and second steps is molded into a press-molded product 50 in the second step, as in the above embodiment.

図15は、中間工程の有無と、プレス成形品50の曲げ部53L,53Rにおける曲げ内側の引張残留応力との関係を示すグラフである。図15では、引張強さ:980MPa、板厚:3.0mmの金属板30から曲げ部53L,53Rの曲げR(曲げ内側の曲率半径):4.0mm、縦壁高さ:25mmのプレス成形品50を成形するプレス加工について、上述した市販のソフトウェアを用いてCAE解析を行ったときに得られた結果を示す。中間工程では、天板41及び凸部42L,42Rの形状を維持したまま、図14の通り、縦壁43L、43R及びフランジ44L,44Rを加工して、第1工程で得られる中間成形品40と第2工程で得られるプレス成形品50との間の形状まで成形した。 Figure 15 is a graph showing the relationship between the presence or absence of an intermediate process and the tensile residual stress on the inner side of the bend in the bent parts 53L, 53R of the press-formed product 50. Figure 15 shows the results obtained when a CAE analysis was performed using the above-mentioned commercially available software on a press process for forming a press-formed product 50 with a bend R (inner curvature radius of the bend) of the bent parts 53L, 53R of 4.0 mm and a vertical wall height of 25 mm from a metal plate 30 with a tensile strength of 980 MPa and a plate thickness of 3.0 mm. In the intermediate process, the vertical walls 43L, 43R and flanges 44L, 44R were processed as shown in Figure 14 while maintaining the shapes of the top plate 41 and the convex parts 42L, 42R, and were formed into a shape between the intermediate product 40 obtained in the first process and the press-formed product 50 obtained in the second process.

図15からわかるように、第1工程と第2工程との間に中間工程が存在するか否かにかかわらず、凸部42L,42R及びフランジ44L,44Rを含む中間成形品40を第2工程に供することにより、従来のプレス加工と比較して曲げ内側の引張残留応力を低減することができる。 As can be seen from FIG. 15, regardless of whether or not there is an intermediate step between the first and second steps, by subjecting the intermediate molded product 40 including the protrusions 42L, 42R and the flanges 44L, 44R to the second step, the tensile residual stress on the inside of the bend can be reduced compared to conventional press working.

上記実施形態では、パンチ16及びダイ17で構成された金型11により、中間成形品40がプレス成形される例について説明した。すなわち、上記実施形態では、第1工程において、いわゆるスタンピング成形により、金属板30から中間成形品40が形成されている。しかしながら、中間成形品40を得る方法は、これに限定されるものではない。中間成形品40は、例えば、天板41をパッドで押さえながら成形するパッド曲げ成形で得ることもできるし、フランジ44L,44Rをホルダで押さえながら成形する絞り成形で得ることもできる。中間成形品40を成形するための金型11の構成は、適宜選択することができる。 In the above embodiment, an example has been described in which the intermediate product 40 is press-formed by the die 11 composed of the punch 16 and the die 17. That is, in the above embodiment, in the first step, the intermediate product 40 is formed from the metal plate 30 by so-called stamping. However, the method of obtaining the intermediate product 40 is not limited to this. The intermediate product 40 can be obtained, for example, by pad bending forming in which the top plate 41 is pressed with a pad while being formed, or by drawing forming in which the flanges 44L, 44R are pressed with a holder while being formed. The configuration of the die 11 for forming the intermediate product 40 can be selected as appropriate.

上記実施形態では、第1工程において金型11を含むプレス装置10を使用し、第2工程において、金型21を含む、プレス装置10と別体のプレス装置20を使用する例について説明した。しかしながら、第1工程用の金型11及び第2工程用の金型21は、一台のプレス装置に設置されていてもよい。例えば、金型11,21の双方が設けられたトランスファー型のプレス装置により、第1工程及び第2工程を実施することができる。 In the above embodiment, an example was described in which a press device 10 including a die 11 is used in the first step, and a press device 20 including a die 21 and separate from the press device 10 is used in the second step. However, the die 11 for the first step and the die 21 for the second step may be installed in a single press device. For example, the first step and the second step can be performed by a transfer type press device provided with both the dies 11 and 21.

上記実施形態において、中間成形品40は、左右の凸部42L,42Rを含む。しかしながら、中間成形品40は、左右の凸部42L,42Rのうち一方のみを含んでいてもよい。すなわち、プレス成形品50の左右の曲げ部53L,53Rのうち、一方は凸部の曲げ戻し変形による張力を付与しながら形成し、他方は凸部の曲げ戻し変形による張力を付与せずに形成することができる。例えば、プレス成形品50の左右の曲げ部53L,53Rのうち、一方では、曲げ内側の引張残留応力を低下させ、優れた疲労特性を得る必要があるのに対し、他方では優れた疲労特性が不要である場合、優れた疲労特性が必要な側にのみ、凸部の曲げ戻し変形による張力を付与すればよい。 In the above embodiment, the intermediate molded product 40 includes left and right convex portions 42L, 42R. However, the intermediate molded product 40 may include only one of the left and right convex portions 42L, 42R. That is, one of the left and right bent portions 53L, 53R of the press-molded product 50 can be formed while applying tension due to bending back deformation of the convex portion, and the other can be formed without applying tension due to bending back deformation of the convex portion. For example, if it is necessary to reduce the tensile residual stress on the inside of the bend and obtain excellent fatigue characteristics in one of the left and right bent portions 53L, 53R of the press-molded product 50, while excellent fatigue characteristics are not necessary in the other, tension due to bending back deformation of the convex portion can be applied only to the side requiring excellent fatigue characteristics.

同様に、中間成形品40は、左右のフランジ44L,44Rのうち一方のみを含んでいてもよい。すなわち、第2工程において、プレス成形品50の左右の曲げ部53L,53Rのうち、一方は、フランジを下側ダイ肩に引っ掛けることによって張力を付与しながら形成し、他方はそのような張力を付与せずに形成することができる。例えば、プレス成形品50の左右の曲げ部53L,53Rのうち、一方では、曲げ内側の引張残留応力を低下させ、優れた疲労特性を得る必要があるのに対し、他方では優れた疲労特性が不要である場合、優れた疲労特性が必要な側にのみ、フランジによる張力を付与すればよい。 Similarly, the intermediate molded product 40 may include only one of the left and right flanges 44L, 44R. That is, in the second step, one of the left and right bent portions 53L, 53R of the press-molded product 50 can be formed while applying tension by hooking the flange onto the lower die shoulder, and the other can be formed without applying such tension. For example, if one of the left and right bent portions 53L, 53R of the press-molded product 50 needs to reduce the tensile residual stress on the inside of the bend to obtain excellent fatigue properties, while the other does not need excellent fatigue properties, tension from the flange can be applied only to the side that needs excellent fatigue properties.

上記実施形態において、中間成形品40の凸部42L,42Rは、それぞれ、全体が円弧状の頂部421L,421Rを有する。しかしながら、頂部421L,421Rは、必ずしも全体が円弧状に形成されている必要はない。例えば、凸部42L,42Rが幅広の形状となるように、中間成形品40の横断面視で幅方向外側に延びる平坦部が頂部421L,421Rに設けられていてもよい。 In the above embodiment, the convex portions 42L, 42R of the intermediate molded product 40 each have a top portion 421L, 421R that is entirely arc-shaped. However, the top portions 421L, 421R do not necessarily have to be entirely arc-shaped. For example, the top portions 421L, 421R may have a flat portion that extends outward in the width direction when viewed in cross section of the intermediate molded product 40 so that the convex portions 42L, 42R have a wide shape.

上記実施形態では、各工程で使用されるパンチ16,26において、パンチ頂面161,261に溝部161a,261aが形成されている。しかしながら、パンチ頂面161,261には、溝部161a,261aに代えて段部(段差)が設けられていてもよい。この段部は、長手方向において、パンチ頂面161,261の全体にわたって延びていてもよいし、パンチ頂面161,261の一部に設けられていてもよい。パンチ頂面161,261に段部が設けられている場合、第1工程で使用されるダイ17の底面171、及び第2工程で使用されるパッド28の下面にもこれに対応する段部が設けられる。パンチ頂面161に段部が設けられている場合、中間成形品40の天板41には、パンチ頂面161に段部に対応する段部が形成される。パンチ頂面261に段部が設けられている場合、プレス成形品50の天板51には、パンチ頂面261に段部に対応する段部が形成される。 In the above embodiment, the punches 16, 26 used in each step have grooves 161a, 261a formed on the punch top surfaces 161, 261. However, the punch top surfaces 161, 261 may have steps (steps) instead of the grooves 161a, 261a. This step may extend over the entire punch top surface 161, 261 in the longitudinal direction, or may be provided on a part of the punch top surface 161, 261. When the punch top surfaces 161, 261 have steps, the bottom surface 171 of the die 17 used in the first step and the lower surface of the pad 28 used in the second step also have corresponding steps. When the punch top surface 161 has steps, the top plate 41 of the intermediate molded product 40 has steps corresponding to the steps on the punch top surface 161. If a step is provided on the punch top surface 261, a step corresponding to the step on the punch top surface 261 is formed on the top plate 51 of the press-formed product 50.

ただし、パンチ頂面161,261、中間成形品40の天板41、及びプレス成形品50の天板51は、溝部又は段部を有するものでなくてもよい。すなわち、パンチ頂面161,261、中間成形品40の天板41、及びプレス成形品50の天板51は、全体として平坦な形状であってもよい。 However, the punch top surfaces 161, 261, the top plate 41 of the intermediate molded product 40, and the top plate 51 of the press-molded product 50 do not have to have grooves or steps. In other words, the punch top surfaces 161, 261, the top plate 41 of the intermediate molded product 40, and the top plate 51 of the press-molded product 50 may be flat overall.

プレス成形品50の全体形状は、使用目的等に応じ、適宜選択することができる。例えば、プレス成形品50は、天板51側から見て(平面視で)直線状であってもよいし、左又は右に湾曲する形状であってもよいし、上又は下に湾曲する形状(幅方向から見て湾曲する形状)であってもよい。プレス成形品50は、平面視で、直線部と湾曲部とを2種以上組み合わせた形状であってもよい。また、プレス成形品50は、幅方向から見て、直線部と湾曲部とを2種以上組み合わせた形状であってもよい。さらに、プレス成形品50は、例えば三叉形状や四叉形状等、概略コの字状の断面を有する部分が複数に枝分かれするような形状を有していてもよい。最終的なプレス成形品50の形状に応じ、第1工程用の金型11及び第2工程用の金型21の形状を選択することができる。 The overall shape of the press-molded product 50 can be appropriately selected according to the purpose of use, etc. For example, the press-molded product 50 may be straight when viewed from the top plate 51 side (in a plan view), may be curved to the left or right, or may be curved up or down (curved when viewed from the width direction). The press-molded product 50 may have a shape that combines two or more types of straight parts and curved parts when viewed from the width direction. Furthermore, the press-molded product 50 may have a shape in which a part having a roughly U-shaped cross section branches into multiple parts, such as a three-pronged shape or a four-pronged shape. The shapes of the first-step mold 11 and the second-step mold 21 can be selected according to the final shape of the press-molded product 50.

プレス成形品50は、全体にわたり一様な横断面形状を有するものである必要はない。概略コの字状の横断面を少なくとも一部に有するプレス成形品であれば、上記各実施形態に係るプレス装置及び製造方法を適用することができる。 The press-molded product 50 does not need to have a uniform cross-sectional shape throughout. As long as the press-molded product has at least a portion that is roughly U-shaped, the press device and manufacturing method according to each of the above embodiments can be applied.

以下、実施例によって本開示をさらに詳しく説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。 The present disclosure will be described in more detail below with reference to examples. However, the present disclosure is not limited to the following examples.

本開示による効果を確認するため、上記実施形態に係る製造方法により、引張強さTS=980MPa、板厚t=3.0mmの金属板(鋼板)を図16に示すプレス成形品60に成形するプレス加工について、CAE解析を実施した。プレス成形品60は、天板61、左右の縦壁62、及び左右の曲げ部63を有する。天板61には、溝部61aが形成されている。各縦壁62の下端は、自由端となっている。すなわち、各縦壁62の下端にフランジは設けられていない。天板61の幅は80.0mm、縦壁62の高さは25.0mmである。また、曲げ部63の曲げR(曲げ内側の曲率半径)は4.0mmとした。プレス成形品60は、平面視で湾曲している。プレス成形品60の湾曲内側の湾曲Rは、250.0mmとした。湾曲外側の湾曲Rは、湾曲内側の湾曲Rと天板61の幅とを足し合わせ、36.0mmとなる。なお、これらの寸法は、プレス成形品60の内側(曲げ部63の曲げ内側の表面)における寸法である。 In order to confirm the effect of the present disclosure, a CAE analysis was performed on the press processing in which a metal plate (steel plate) with a tensile strength TS = 980 MPa and a plate thickness t = 3.0 mm is formed into a press-formed product 60 shown in FIG. 16 by the manufacturing method according to the above embodiment. The press-formed product 60 has a top plate 61, left and right vertical walls 62, and left and right bending portions 63. A groove portion 61a is formed in the top plate 61. The lower end of each vertical wall 62 is a free end. In other words, no flange is provided at the lower end of each vertical wall 62. The width of the top plate 61 is 80.0 mm, and the height of the vertical wall 62 is 25.0 mm. In addition, the bending R (curvature radius on the inner side of the bending) of the bending portion 63 is 4.0 mm. The press-formed product 60 is curved in a plan view. The curvature R on the inner side of the curve of the press-formed product 60 is 250.0 mm. The curvature R of the outer curve is 36.0 mm, calculated by adding the curvature R of the inner curve to the width of the top plate 61. Note that these dimensions are the dimensions on the inside of the press-formed product 60 (the inner surface of the bend of the bent portion 63).

CAE解析では、市販のソフトウェア(LS-DYNA ver971 rev7.12,ANSYS社製)を用い、曲げ内側の残留応力として、成形解析及びスプリングバック解析を行って曲げ部63の曲げ内側の表面の残留応力(最大主応力)の最大値を評価した。残留応力の値は正であれば引張であり、負であれば圧縮である。CAE解析では、板厚方向に分割された各要素のうち、曲げ内側の表面にある要素における値を曲げ内側の表面の値として採用した。解析の結果を表1に示す。 In the CAE analysis, commercially available software (LS-DYNA ver971 rev7.12, manufactured by ANSYS) was used to perform forming analysis and springback analysis to evaluate the maximum value of the residual stress (maximum principal stress) on the inner surface of the bent portion 63 as the residual stress on the inner side of the bend. If the residual stress value is positive, it is tensile, and if it is negative, it is compressive. In the CAE analysis, of the elements divided in the plate thickness direction, the value of the element on the inner surface of the bend was used as the value of the inner surface of the bend. The analysis results are shown in Table 1.

Figure 0007564448000001
Figure 0007564448000001

表1におけるNo.1は、一般的なパッド曲げ成形によってプレス成形品60を成形したときの結果(比較例)である。すなわち、No.1では、上記実施形態において説明したような中間成形品40を成形することなく、パンチ、ダイ、及びパッドで構成される金型を用いて、素材としての金属板からプレス成形品60を成形した。No.1では、プレス成形が終了し、スプリングバックが生じた後、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側の表面に580MPaの残留応力が生じた。 No. 1 in Table 1 is the result (comparative example) when a press-formed product 60 was formed by general pad bending. That is, in No. 1, the press-formed product 60 was formed from a metal plate as a material using a die consisting of a punch, a die, and a pad, without forming an intermediate formed product 40 as described in the above embodiment. In No. 1, after the press forming was completed and springback occurred, a residual stress of 580 MPa occurred on the inner surface of the bent portion 63 of the press-formed product 60.

表1におけるNo.2~No.27は、本開示に係る方法によってプレス成形品60を成形したときの結果である。すなわち、No.2~No.27では、まず、上記実施形態において説明した中間成形品40と同様の中間成形品を成形し(第1工程)、この中間成形品をパッド曲げ成形してプレス成形品60を成形している(第2工程)。第2工程では、成形開始時点において、中間成形品の各凸部の上端をダイ側面の下端よりも幅方向内側に配置するとともに、中間成形品の各縦壁の下端をパンチ側面の上端よりも幅方向外側に配置した。 No. 2 to No. 27 in Table 1 are the results when the press-formed product 60 was formed by the method according to the present disclosure. That is, in No. 2 to No. 27, first, an intermediate product similar to the intermediate product 40 described in the above embodiment is formed (first step), and then this intermediate product is pad-bent to form the press-formed product 60 (second step). In the second step, at the start of forming, the upper ends of the convex portions of the intermediate product are positioned widthwise inward from the lower ends of the die side surfaces, and the lower ends of the vertical walls of the intermediate product are positioned widthwise outward from the upper ends of the punch side surfaces.

表1に示すように、No.2~No.27のほとんどで、比較例であるNo.1と比較し、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側の表面における残留応力が低減した。特に、No.2~15では、比較例であるNo.1と比較して、残留応力が100MPa以上低減した。よって、本開示に係る方法によれば、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側に残留する引張応力を低減することができる。 As shown in Table 1, most of No. 2 to No. 27 had reduced residual stress on the inner surface of the bent portion 63 of the press-molded product 60 compared to the comparative example No. 1. In particular, No. 2 to No. 15 had reduced residual stress by 100 MPa or more compared to the comparative example No. 1. Therefore, according to the method disclosed herein, it is possible to reduce the tensile stress remaining on the inner surface of the bent portion 63 of the press-molded product 60.

[加工硬化指数(n値)]
素材である金属板の加工硬化指数(n値)が0.04と低いNo.15では、例えば、素材のn値が0.09であるNo.2と比較して、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側の表面における残留応力が有意に小さくなった。よって、0.04以下のn値を有する金属板を使用することにより、引張残留応力の低減効果が向上するといえる。
[Work hardening index (n value)]
In No. 15, in which the work hardening index (n value) of the raw metal plate is as low as 0.04, the residual stress on the inner surface of the bent portion 63 of the press-formed product 60 was significantly smaller than that in No. 2, in which the raw material n value is 0.09. Therefore, it can be said that the effect of reducing the tensile residual stress is improved by using a metal plate having an n value of 0.04 or less.

[凸部の寸法]
(高さH1/幅W1)
No.16では、第1工程で成形される中間成形品の凸部において、幅W1に対する高さH1の比率:H1/W1が0.4となっている。このNo.16では、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側の表面における残留応力が531MPaとなり、比較例であるNo.1に対する引張残留応力の低減効果が比較的小さかった。一方、H1/W1を0.5としたNo.4では、残留応力が463MPaであり、引張残留応力の高い低減効果が得られた。よって、引張残留応力の低減効果をより向上させるためには、H1/W1は、0.5以上であることが好ましい。また、No.16及びNo.4の結果より、凸部の高さH1は、5mm以上であることが好ましい。
[Dimensions of protruding parts]
(Height H1/Width W1)
In No. 16, the ratio of height H1 to width W1 in the convex portion of the intermediate molded product molded in the first step: H1/W1 is 0.4. In this No. 16, the residual stress on the inner surface of the bent portion 63 of the press-molded product 60 was 531 MPa, and the effect of reducing the tensile residual stress was relatively small compared to the comparative example No. 1. On the other hand, in No. 4, in which H1/W1 was 0.5, the residual stress was 463 MPa, and a high effect of reducing the tensile residual stress was obtained. Therefore, in order to further improve the effect of reducing the tensile residual stress, it is preferable that H1/W1 is 0.5 or more. In addition, from the results of No. 16 and No. 4, it is preferable that the height H1 of the convex portion is 5 mm or more.

H1/W1を2.1としたNo.17では、第2工程において、中間成形品の凸部をダイで押しつぶすときに凸部の座屈が発生した。一方、H1/W1を2.0としたNo.3では、凸部の座屈は発生しなかった。よって、凸部の座屈を抑制するためには、H1/W1が2.0以下であることが好ましい。また、No.17及びNo.3の結果より、凸部の高さH1は、25mm以下であることが好ましい。 In No. 17, where H1/W1 was 2.1, buckling of the convex portion of the intermediate molded product occurred when the convex portion was crushed by the die in the second step. On the other hand, in No. 3, where H1/W1 was 2.0, buckling of the convex portion did not occur. Therefore, in order to suppress buckling of the convex portion, it is preferable that H1/W1 is 2.0 or less. Also, based on the results of No. 17 and No. 3, it is preferable that the height H1 of the convex portion is 25 mm or less.

(頂部の曲率半径)
No.18では、第1工程で成形される中間成形品の凸部の頂部の曲げR(曲げ内側の曲率半径)が2mmとなっている。このNo.18では、第2工程において、凸部をダイで押しつぶすときに凸部の座屈が発生した。一方、凸部の頂部の曲げRが4mmであるNo.5では、凸部の座屈は発生せず、比較例であるNo.1と比較して残留応力も顕著に低減した。よって、凸部の座屈を発生させることなく引張残留応力の高い低減効果を得るためには、凸部の頂部の曲げRが4mm以上であることが好ましい。
(Apex curvature radius)
In No. 18, the bend R (radius of curvature on the inside of the bend) of the top of the convex part of the intermediate molded product molded in the first step is 2 mm. In this No. 18, buckling of the convex part occurred when the convex part was crushed by the die in the second step. On the other hand, in No. 5, in which the bend R of the top of the convex part is 4 mm, buckling of the convex part did not occur, and the residual stress was also significantly reduced compared to No. 1, which is a comparative example. Therefore, in order to obtain a high reduction effect of the tensile residual stress without causing buckling of the convex part, it is preferable that the bend R of the top of the convex part is 4 mm or more.

凸部の頂部の曲げRを20mmとしたNo.19では、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側の表面における残留応力が509MPaとなり、比較例であるNo.1に対する引張残留応力の低減効果が比較的小さかった。一方、凸部の頂部の曲げRを16mmとしたNo.6では、残留応力が396MPaであり、No.1と比較して残留応力が200MPa近く低減した。この結果より、引張残留応力の低減効果をより向上させるためには、凸部の頂部の曲げRは、16mm以下であることが好ましい。 In No. 19, in which the bending radius of the top of the convex portion was 20 mm, the residual stress on the inner surface of the bent portion 63 of the press-formed product 60 was 509 MPa, and the effect of reducing the tensile residual stress was relatively small compared to the comparative example No. 1. On the other hand, in No. 6, in which the bending radius of the top of the convex portion was 16 mm, the residual stress was 396 MPa, which was reduced by nearly 200 MPa compared to No. 1. From these results, in order to further improve the effect of reducing the tensile residual stress, it is preferable that the bending radius of the top of the convex portion is 16 mm or less.

(フランジの長さ)
No.20では、第1工程で成形される中間成形品のフランジの長さLが8mmとなっている。このNo.20では、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側の表面における残留応力が537MPaとなり、比較例であるNo.1に対する引張残留応力の低減効果が比較的小さかった。一方、フランジの長さLを10mmとしたNo.7では、残留応力が415MPaであり、No.1と比較して100MPa以上低減した。よって、引張残留応力の低減効果をより向上させるためには、フランジの長さLが10mm以上であることが好ましい。
(flange length)
In No. 20, the flange length L of the intermediate product formed in the first step is 8 mm. In this No. 20, the residual stress on the inner surface of the bent portion 63 of the press-formed product 60 was 537 MPa, and the effect of reducing the tensile residual stress was relatively small compared to the comparative example No. 1. On the other hand, in No. 7, in which the flange length L was 10 mm, the residual stress was 415 MPa, which was reduced by 100 MPa or more compared to No. 1. Therefore, in order to further improve the effect of reducing the tensile residual stress, it is preferable that the flange length L is 10 mm or more.

[中間成形品の成形高さ]
No.21では、第1工程で成形される中間成形品の高さH2が4mmとなっている。このNo.21では、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側の表面における残留応力が529MPaとなり、比較例であるNo.1に対する引張残留応力の低減効果が比較的小さかった。一方、中間成形品の高さH2を6mmとしたNo.8では、残留応力が391MPaであり、No.1と比較して顕著に低減した。よって、引張残留応力の低減効果をより向上させるためには、中間成形品の高さH2が6mm以上であることが好ましい。
[Molding height of intermediate molded product]
In No. 21, the height H2 of the intermediate molded product molded in the first step is 4 mm. In this No. 21, the residual stress on the inner surface of the bent portion 63 of the press-molded product 60 was 529 MPa, and the effect of reducing the tensile residual stress was relatively small compared to the comparative example No. 1. On the other hand, in No. 8, in which the height H2 of the intermediate molded product was 6 mm, the residual stress was 391 MPa, which was significantly reduced compared to No. 1. Therefore, in order to further improve the effect of reducing the tensile residual stress, it is preferable that the height H2 of the intermediate molded product is 6 mm or more.

[中間成形品と第2工程用の金型との関係]
(金型に対する凸部の相対位置)
第2工程の開始時点において、中間成形品が金型内に配置されたとき、パンチ肩のパンチ頂面側のR止まりから凸部の上端までの金型の幅方向における距離D2[mm]は、パンチ肩の曲率半径Rp[mm]、及びパンチ頂面に対するパンチ側面の角度θ[rad]との関係で設定することができる。D2/(Rp×(π―θ))を-1.2に設定したNo.22では、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側の表面における残留応力が503MPaであり、比較例であるNo.1に対する引張残留応力の低減効果が比較的小さくなった。また、D2/(Rp×(π―θ))を2.7に設定したNo.23でも、残留応力が543MPaとなり、引張残留応力の低減効果が比較的低かった。一方、D2/(Rp×(π―θ))を-1.0に設定したNo.9、及びD2/(Rp×(π―θ))を2.5に設定したNo.10では、残留応力がそれぞれ341MPa、451MPaとなり、No.1と比較して100MPa以上低減した。この結果より、引張残留応力の低減効果をより向上させるためには、距離D2は、-1.0×Rp×(π―θ)以上、且つ2.5×Rp×(π―θ)以下に設定されることが好ましい。
[Relationship between intermediate molded product and mold for second process]
(Relative position of protrusion with respect to die)
At the start of the second step, when the intermediate molded product is placed in the mold, the distance D2 [mm] in the width direction of the mold from the R end of the punch top side of the punch shoulder to the upper end of the convex portion can be set in relation to the radius of curvature Rp [mm] of the punch shoulder and the angle θ [rad] of the punch side relative to the punch top. In No. 22, in which D2/(Rp×(π-θ)) was set to -1.2, the residual stress on the inner surface of the bent portion 63 of the press-molded product 60 was 503 MPa, and the effect of reducing the tensile residual stress was relatively small compared to No. 1, which is a comparative example. In No. 23, in which D2/(Rp×(π-θ)) was set to 2.7, the residual stress was 543 MPa, and the effect of reducing the tensile residual stress was relatively low. On the other hand, in No. 22, in which D2/(Rp×(π-θ)) was set to -1.0, the residual stress on the inner surface of the bent portion 63 of the press-molded product 60 was 503 MPa, and the effect of reducing the tensile residual stress was relatively small compared to No. 1, which is a comparative example. In No. 9, where D2/(Rp×(π-θ)) was set to 2.5, the residual stresses were 341 MPa and 451 MPa, respectively, which was reduced by 100 MPa or more compared to No. 1. From this result, in order to further improve the effect of reducing the tensile residual stress, it is preferable to set the distance D2 to be -1.0×Rp×(π-θ) or more and 2.5×Rp×(π-θ) or less.

(フランジの角度)
No.24では、第2工程の開始時点において、中間成形品のフランジが水平面に対してなす角度φが-45°である。すなわち、中間成形品のフランジは、縦壁側の端を中心として、下方に45°回転している。このNo.24では、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側の表面における残留応力が524MPaであり、比較例であるNo.1に対する引張残留応力の低減効果が比較的小さくなった。一方、フランジの角度φを-40°としたNo.11では、残留応力は、463MPaとなり、No.1と比較して100MPa以上低減した。よって、引張残留応力の低減効果をより向上させるためには、第2工程の開始時点における中間成形品のフランジの角度φが-40°以上であることが好ましい。
(Flange angle)
In No. 24, the angle φ of the flange of the intermediate product with respect to the horizontal plane is −45° at the start of the second step. That is, the flange of the intermediate product is rotated 45° downward around the end of the vertical wall side. In this No. 24, the residual stress on the inner surface of the bent portion 63 of the press-molded product 60 is 524 MPa, and the effect of reducing the tensile residual stress compared to the comparative example No. 1 is relatively small. On the other hand, in No. 11, in which the flange angle φ is −40°, the residual stress is 463 MPa, which is reduced by 100 MPa or more compared to No. 1. Therefore, in order to further improve the effect of reducing the tensile residual stress, it is preferable that the angle φ of the flange of the intermediate product at the start of the second step is −40° or more.

No.25では、第2工程の開始時点において、中間成形品のフランジが水平面に対してなす角度φが45°である。すなわち、中間成形品のフランジは、縦壁側の端を中心として、上方に45°回転している。このNo.25では、第2工程において、中間成形品のフランジの先端(自由端)がダイと接触して座屈した。また、No.25の場合、フランジの先端がダイを擦りやすくなるため、ダイの損傷が生じる可能性がある。一方、フランジの角度φを40°としたNo.12では、フランジの座屈は発生せず、比較例であるNo.1と比較して残留応力も顕著に低減した。よって、フランジの座屈を発生させることなく引張残留応力の高い低減効果を得るためには、フランジの角度φが40°以下であることが好ましい。 In No. 25, the angle φ that the flange of the intermediate molded product makes with the horizontal plane at the start of the second process is 45°. That is, the flange of the intermediate molded product rotates 45° upward around the end on the vertical wall side. In this No. 25, the tip (free end) of the flange of the intermediate molded product comes into contact with the die and buckles in the second process. In addition, in the case of No. 25, the tip of the flange is likely to rub against the die, which may cause damage to the die. On the other hand, in No. 12, in which the flange angle φ is 40°, no buckling of the flange occurs, and the residual stress is also significantly reduced compared to No. 1, which is a comparative example. Therefore, in order to obtain a high reduction effect of tensile residual stress without causing flange buckling, it is preferable that the flange angle φ is 40° or less.

(下側ダイ肩の曲率半径)
No.26では、第2工程で使用する金型において、下側ダイ肩の曲率半径(ダイ肩Rd)を0.5mmに設定した。下側ダイ肩は、第2工程においてダイを下降させたときに、中間成形品のフランジが引っ掛かる部分である。No.26では、下側ダイ肩により、第2工程においてプレス成形品60に大きな曲げ癖が発生した。一方、ダイ肩Rdを1mmとしたNo.13では、プレス成形品60の曲げ癖は実質的に発生せず、プレス成形品60の曲げ部63の曲げ内側の表面における残留応力も、比較例であるNo.1と比較して顕著に低減した。よって、曲げ癖を発生させることなく引張残留応力の高い低減効果を得るためには、ダイ肩Rdが1mm以上であることが好ましい。
(Radius of curvature of lower die shoulder)
In No. 26, the radius of curvature (die shoulder Rd) of the lower die shoulder in the die used in the second step was set to 0.5 mm. The lower die shoulder is the part on which the flange of the intermediate molded product is caught when the die is lowered in the second step. In No. 26, the lower die shoulder caused a large bending tendency in the press-formed product 60 in the second step. On the other hand, in No. 13, in which the die shoulder Rd was set to 1 mm, the bending tendency of the press-formed product 60 was substantially not generated, and the residual stress on the inner surface of the bent portion 63 of the press-formed product 60 was also significantly reduced compared to the comparative example No. 1. Therefore, in order to obtain a high reduction effect of the tensile residual stress without generating a bending tendency, it is preferable that the die shoulder Rd is 1 mm or more.

ダイ肩Rdを15mmとしたNo.27では、残留応力が513MPaであり、比較例であるNo.1に対する引張残留応力の低減効果は比較的小さくなった。一方、ダイ肩Rdを12mmとしたNo.14では、残留応力が438MPaとなり、No.1と比較して100MPa以上低減した。よって、引張残留応力の低減効果を向上させるためには、第2工程におけるダイ肩Rdが12mm以下であることが好ましい。 In No. 27, where the die shoulder Rd was 15 mm, the residual stress was 513 MPa, and the effect of reducing the tensile residual stress was relatively small compared to the comparative example No. 1. On the other hand, in No. 14, where the die shoulder Rd was 12 mm, the residual stress was 438 MPa, which was reduced by more than 100 MPa compared to No. 1. Therefore, in order to improve the effect of reducing the tensile residual stress, it is preferable that the die shoulder Rd in the second process be 12 mm or less.

100:製造設備
11:金型(第1金型)
21:金型(第2金型)
26:パンチ
261:パンチ頂面
262L,262R:パンチ肩
263L,263R:パンチ側面
27L,27R:ダイ
271L,271R:上側ダイ肩
272L,272R:ダイ側面
273L,273R:下側ダイ肩
274L,274R:ダイ下面
28:パッド
30:金属板
40:中間成形品
41:天板
42L,42R:凸部
421L,421R:頂部
43L,43R:縦壁
44L,44R:フランジ
50:プレス成形品
100: Manufacturing equipment 11: Mold (first mold)
21: Mold (second mold)
26: Punch 261: Punch top surface 262L, 262R: Punch shoulder 263L, 263R: Punch side surface 27L, 27R: Die 271L, 271R: Upper die shoulder 272L, 272R: Die side surface 273L, 273R: Lower die shoulder 274L, 274R: Die bottom surface 28: Pad 30: Metal plate 40: Intermediate formed product 41: Top plate 42L, 42R: Convex portion 421L, 421R: Top portion 43L, 43R: Vertical wall 44L, 44R: Flange 50: Press-formed product

Claims (10)

プレス成形品の製造方法であって、
金属板をプレス加工することにより、天板と、前記天板に接続されるとともに前記天板から上方に突出する凸部と、前記凸部から下方に延びる縦壁と、前記縦壁の下端から前記天板の反対側に延びるフランジと、を含む中間成形品を得る第1工程と、
パンチと、前記パンチに対向するように前記パンチの上方に配置されるパッドと、前記パンチの上方且つ前記パッドの側方に配置されるダイと、を含む金型を用い、前記中間成形品をプレス加工して前記プレス成形品を得る第2工程と、
を備え、
前記パンチは、パンチ頂面と、前記パンチ頂面に連続するパンチ肩と、前記パンチ肩から下方に延びるパンチ側面と、を含み、
前記ダイは、前記パンチ肩に対応する上側ダイ肩と、前記パンチ側面に対応して前記上側ダイ肩から下方に延びるダイ側面と、下側ダイ肩を介して前記ダイ側面の下端に接続されるダイ下面と、を含み、
前記第2工程は、
前記天板が前記パンチ頂面上に配置されるとともに前記凸部が前記パンチ肩に対応する位置に配置されるように、前記中間成形品を前記パンチに載置する工程と、
前記パッドを下降させ、前記パンチ頂面上の前記天板を前記パッドで押さえる工程と、
前記ダイを下降させ、前記天板を前記パッドで押さえた状態で前記フランジに前記ダイを接触させる工程と、
前記ダイが前記フランジに接触した後、さらに前記ダイを下降させ、前記ダイによって前記凸部を押しつぶす工程と、
を含む、製造方法。
A method for manufacturing a press-molded product, comprising the steps of:
a first step of obtaining an intermediate molded product by pressing a metal plate, the intermediate molded product including a top plate, a protrusion connected to the top plate and protruding upward from the top plate, a vertical wall extending downward from the protrusion, and a flange extending from a lower end of the vertical wall to an opposite side of the top plate;
a second step of pressing the intermediate product using a die including a punch, a pad disposed above the punch so as to face the punch, and a die disposed above the punch and to the side of the pad to obtain the press-molded product;
Equipped with
The punch includes a punch top surface, a punch shoulder continuous with the punch top surface, and a punch side surface extending downward from the punch shoulder,
The die includes an upper die shoulder corresponding to the punch shoulder, a die side surface extending downward from the upper die shoulder corresponding to the punch side surface, and a die lower surface connected to a lower end of the die side surface via a lower die shoulder,
The second step comprises:
placing the intermediate product on the punch such that the top plate is disposed on the top surface of the punch and the protrusion is disposed at a position corresponding to the punch shoulder;
a step of lowering the pad and pressing the top plate on the top surface of the punch with the pad;
a step of lowering the die and bringing the die into contact with the flange while the top plate is pressed by the pad;
a step of further lowering the die after the die has come into contact with the flange, and crushing the protrusion with the die;
A manufacturing method comprising:
請求項1に記載の製造方法であって、
前記中間成形品が前記パンチに載置されたとき、前記凸部の上端は、前記金型の幅方向において前記ダイ側面の下端よりも内側に位置し、前記縦壁の下端は、前記金型の幅方向において前記パンチ側面の上端よりも外側に位置する、製造方法。
The method according to claim 1,
a manufacturing method in which, when the intermediate molded product is placed on the punch, an upper end of the convex portion is positioned more inward than a lower end of the die side surface in the width direction of the mold, and a lower end of the vertical wall is positioned more outward than an upper end of the punch side surface in the width direction of the mold.
請求項1又は2に記載の製造方法であって、
前記凸部と前記天板との接続部から前記凸部の上端までの上下方向における距離をH1[mm]、前記接続部から前記上端までの前記中間成形品の幅方向における距離をW1[mm]としたとき、H1/W1は、0.5以上2.0以下である、製造方法。
The method according to claim 1 or 2,
A manufacturing method in which, when the vertical distance from the connection between the convex portion and the top plate to the upper end of the convex portion is H1 [mm], and the widthwise distance of the intermediate molded product from the connection to the upper end is W1 [mm], H1/W1 is 0.5 or more and 2.0 or less.
請求項1から3のいずれか1項に記載の製造方法であって、
前記凸部は、前記中間成形品の横断面視で円弧状をなすとともに、4mm以上、且つ16mm以下の曲率半径を有する頂部を含む、製造方法。
The method according to any one of claims 1 to 3,
The convex portion has an arc shape in a cross-sectional view of the intermediate molded product and includes an apex having a radius of curvature of 4 mm or more and 16 mm or less.
請求項1から4のいずれか1項に記載の製造方法であって、
前記パンチ肩は、前記パンチの横断面視で円弧状をなし、
前記中間成形品が前記パンチに載置されたとき、前記パンチ肩の前記パンチ頂面側の端から前記凸部の上端までの前記金型の幅方向における距離D2[mm]は、前記上端が前記パンチ肩の前記端よりも前記幅方向において外側に位置する場合を正、前記幅方向において内側に位置する場合を負として、以下の式を満たす、製造方法。
-1.0×Rp×(π―θ)≦D2≦2.5×Rp×(π―θ)
ただし、Rpは、前記パンチ肩の曲率半径「mm」、θは、前記パンチ頂面と前記パンチ側面とがなす角度[rad]である。
The method according to any one of claims 1 to 4,
The punch shoulder has an arc shape in a cross-sectional view of the punch,
a manufacturing method in which, when the intermediate molded product is placed on the punch, a distance D2 [mm] in the width direction of the die from the end of the punch shoulder on the punch top surface side to the upper end of the convex portion satisfies the following formula, where the distance D2 [mm] is positive when the upper end is located outside the end of the punch shoulder in the width direction and is negative when the upper end is located inside in the width direction.
-1.0×Rp×(π-θ)≦D2≦2.5×Rp×(π-θ)
Here, Rp is the radius of curvature of the punch shoulder (mm), and θ is the angle (rad) between the punch top surface and the punch side surface.
請求項1から5のいずれか1項に記載の製造方法であって、
前記中間成形品において、前記フランジの前記縦壁側の端から前記天板までの上下方向における距離は、6mm以上である、製造方法。
The method according to any one of claims 1 to 5,
A manufacturing method in which, in the intermediate molded product, the vertical distance from the end of the flange on the vertical wall side to the top plate is 6 mm or more.
請求項1から6のいずれか1項に記載の製造方法であって、
前記中間成形品が前記パンチに載置されたとき、前記フランジが水平面に対してなす角度は、前記フランジが前記縦壁側の端を中心に上方に回転している場合を正、下方に回転している場合を負として、-40°以上、且つ40°以下である、製造方法。
The method according to any one of claims 1 to 6,
when the intermediate molded product is placed on the punch, the angle that the flange forms with respect to the horizontal plane is positive when the flange is rotated upward around the end of the vertical wall, and negative when the flange is rotated downward, and is greater than -40° and less than 40°.
請求項1から7のいずれか1項に記載の製造方法であって、
前記下側ダイ肩は、前記ダイの横断面視で、1mm以上、且つ12mm以下の曲率半径を有する円弧状をなす、製造方法。
The method according to any one of claims 1 to 7,
The method of claim 1, wherein the lower die shoulder is arcuate in shape having a radius of curvature of 1 mm or more and 12 mm or less when viewed in cross section of the die.
請求項1から8のいずれか1項に記載の製造方法であって、
前記金属板の加工硬化指数は、0.04以下である、製造方法。
The method according to any one of claims 1 to 8,
The manufacturing method, wherein the metal plate has a work hardening coefficient of 0.04 or less.
プレス成形品を製造するための製造設備であって、
金属板を、天板と、前記天板に接続されるとともに前記天板から上方に突出する凸部と、前記凸部から下方に延びる縦壁と、前記縦壁の下端から前記天板の反対側に延びるフランジと、を含む中間成形品に成形する第1金型と、
前記中間成形品を前記プレス成形品に成形する第2金型と、
を備え、
前記第2金型は、
パンチ頂面と、前記パンチ頂面に連続するパンチ肩と、前記パンチ肩から下方に延びるパンチ側面と、を含むパンチであって、前記中間成形品を前記プレス成形品に成形するに際し、前記天板が前記パンチ頂面上に配置されるとともに前記凸部が前記パンチ肩に対応する位置に配置される前記パンチと、
前記パンチの上方に配置された昇降可能なパッドであって、前記中間成形品を前記プレス成形品に成形するに際し、前記パンチ頂面上に配置された前記天板に対向する前記パッドと、
前記パンチの上方且つ前記パッドの側方に配置される昇降可能なダイであって、前記パンチ肩に対応する上側ダイ肩と、前記パンチ側面に対応して前記上側ダイ肩から下方に延びるダイ側面と、下側ダイ肩を介して前記ダイ側面の下端に接続されるダイ下面と、を含み、前記中間成形品を前記プレス成形品に成形するに際し、前記ダイ下面が前記フランジに対向する前記ダイと、
を含む、製造設備。
A manufacturing facility for manufacturing a press-molded product,
a first mold for molding a metal plate into an intermediate molded product including a top plate, a protrusion connected to the top plate and protruding upward from the top plate, a vertical wall extending downward from the protrusion, and a flange extending from a lower end of the vertical wall to an opposite side of the top plate;
A second mold for molding the intermediate molded product into the press-molded product;
Equipped with
The second mold is
a punch including a punch top surface, a punch shoulder continuous with the punch top surface, and a punch side surface extending downward from the punch shoulder, wherein when the intermediate formed product is formed into the press-formed product, the top plate is disposed on the punch top surface and the protrusion is disposed at a position corresponding to the punch shoulder;
a pad that is movable up and down and is disposed above the punch, the pad facing the top plate that is disposed on a top surface of the punch when the intermediate molded product is molded into the press-molded product;
a die that can be raised and lowered and is disposed above the punch and to the side of the pad, the die including an upper die shoulder corresponding to the punch shoulder, a die side surface that corresponds to the punch side surface and extends downward from the upper die shoulder, and a die lower surface that is connected to a lower end of the die side surface via a lower die shoulder, the die lower surface facing the flange when the intermediate molded product is molded into the press-molded product;
Including, manufacturing facilities.
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