JP7421847B2

JP7421847B2 - プレス成形方法

Info

Publication number: JP7421847B2
Application number: JP2020060713A
Authority: JP
Inventors: 侑也松浦
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2024-01-25
Anticipated expiration: 2040-03-30
Also published as: JP2021159918A

Description

本発明は、プレス成形方法に関する。

例えば自動車の車体における金属製のパネル部品は、ブランク材に絞り加工等のプレス成形を施すことで所定形状に構成される。絞り加工に使用されるプレス成形装置（金型）は、可動側となるダイと、固定側となるパンチと、ブランク材の端部を保持するブランクホルダ（上側ブランクホルダ及び下側ブランクホルダ）と、を備える（例えば特許文献１参照）

上記のプレス成形装置によってブランク材を成形するには、まず、パンチ及び下側ブランクホルダにブランク材を接触させた状態で、ブランク材の上方に位置するダイ及び上側ブランクホルダを下降させる。これにより、ブランク材の端部の全周が上側ブランクホルダ及び下側ブランクホルダによって挟持される。

さらにダイ及び各ブランクホルダを下降させると、ダイとパンチとが嵌合する。ダイとパンチと嵌合が進展することで、ブランク材は、引き伸ばされつつ所定の形状に成形される。

特開２０１２－７１３３８号公報

従来のプレス成形方法では、例えばバックドアインナパネルのように、断面が複雑な形状を有し、絞り深さが各所で大きくなる成形品を製造する場合に、局所的な割れや皺の発生が問題となる。

そこで本発明は、成形品における割れや皺といった成形不良の発生を防止することを技術的課題とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、ブランクホルダによって保持されたブランク材をダイとパンチとによってプレス成形することにより成形品を製造するプレス成形方法において、前記パンチが前記ブランク材に接触する前に、前記ブランク材の一部を成形する予備成形工程を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、予備成形工程によって成形されたブランク材の一部は、その後のダイ及びパンチによるブランク材の成形の際に、ダイとパンチとの間で流動し易くなる。これにより、成形品における割れや皺といった成形不良の発生を防止できる。

本発明において、前記ダイは、前記予備成形工程において、前記パンチが前記ブランク材に接触する前に前記ブランク材の前記一部を成形する予備成形面を有してもよい。これにより、予備成形工程を実行するための成形設備を追加することなく成形品を製造できる。

本発明によれば、成形品における割れや皺といった成形不良の発生を防止することができる。

成形品の平面図である。図１のＩＩ－ＩＩ矢視線に係る断面図である。プレス成形装置の断面図である。プレス成形装置の断面図である。プレス成形方法の一工程におけるプレス成形装置の断面図である。プレス成形方法の予備成形工程におけるプレス成形装置の断面図である。プレス成形方法の予備成形工程におけるプレス成形装置の断面図である。プレス成形方法の予備成形工程におけるプレス成形装置の断面図である。プレス成形方法の一工程におけるプレス成形装置の断面図である。プレス成形方法の一工程におけるプレス成形装置の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１乃至図１０は、本発明に係るプレス成形方法の一実施形態を示す。

図１は、本方法によって成形された成形品として、自動車の車体に使用されるバックドアインナパネルの中間成形品を例示する。成形品１は、平板状のブランク材に絞り加工を施すことにより成形されている。成形品１は、製品部２と、製品部２から分離される除去予定部（余肉部）３ａ，３ｂとを有する。

製品部２は、除去予定部３ａ，３ｂが切除されることでで、バックドアインナパネルとなる部分である。除去予定部３ａ，３ｂは、第一除去予定部３ａと、第二除去予定部３ｂとを含む。第一除去予定部３ａは、成形品１の外周部に形成されている。第二除去予定部３ｂは、成形品１の内側に形成されている。第二除去予定部３ｂは、バックドアにおいて窓ガラスが装着される窓孔を形成するために、成形品１から除去される部分である。

図２に示すように、製品部２は、成形品１の外側（第一除去予定部３ａ側）から内側（第二除去予定部３ｂ側）に向かって順に、第一の成形部分４と、第二の成形部分５と、第三の成形部分６と、を有する。その他、製品部２は、第一の成形部分４と第二の成形部分５との間に形成されるとともに防水処理が施され得るシール部７と、第二の成形部分５と第三の成形部分６との間に形成される凹部８（溝部）とを有する。

図２に示すように、第一除去予定部３ａは、後述するプレス成形装置によって成形（予備成形）される成形部分９を含む。

図３及び図４は、本方法に使用されるプレス成形装置（金型）を示す。プレス成形装置は、可動側となるダイ１０と、固定側となるパンチ１１と、ブランク材を保持するブランクホルダ１２，１３と、を備える。

ダイ１０は、パンチ１１の上方で、昇降可能に配置されている。ダイ１０は、全体として凹状に構成されるとともに成形品１の製品部２を成形する主成形面１４と、凸状に構成されるとともに第一除去予定部３ａの成形部分９を成形するための予備成形面１５と、を有する。

図４に示すように、ダイ１０の主成形面１４は、成形品１における製品部２の第一の成形部分４を成形するための第一成形面１４ａと、製品部２の第二の成形部分５を成形するための第二成形面１４ｂと、製品部２の第三の成形部分６を成形するための第三成形面１４ｃと、製品部２の凹部８に対応する凹面１４ｄとを有する。

ダイ１０の予備成形面１５は、主成形面１４の外側（外側ブランクホルダ１２側）に位置する。予備成形面１５は、主成形面１４と連続的に繋がる曲面状に構成される。予備成形面１５は、パンチ１１がブランク材に接触する前に、当該ブランク材に接触する面である。

パンチ１１は、全体として凸状に構成される成形面１６を有する。成形面１６は、ダイ１０の第一成形面１４ａと予備成形面１５との間に係合する第一成形面１６ａと、ダイ１０の第一成形面１４ａと第二成形面１４ｂとの間に係合する第二成形面１６ｂと、成形品１における製品部２の凹部８を形成するための第三成形面１６ｃと、を備える。

ブランクホルダ１２，１３は、外側ブランクホルダ１２と、内側ブランクホルダ１３とを含む。外側ブランクホルダ１２は、ブランク材の一方の面（上面）に接触する上側ブランクホルダ１２ａと、ブランク材１７の他方の面（下面）に接触する下側ブランクホルダ１２ｂとを備える。内側ブランクホルダ１３は、ブランク材の他方の面（下面）に接触する下側ブランクホルダのみにより構成される。

以下、上記構成のプレス成形装置を使用して、ブランク材から成形品１を製造する方法（プレス成形方法）について説明する。

本方法では、まず、図５に示すように、外側ブランクホルダ１２によって、ブランク材１７の外周部（端部）を保持する。ブランク材１７の外周部は、外側ブランクホルダ１２の上側ブランクホルダ１２ａと下側ブランクホルダ１２ｂとによって挟持される。この状態において、ダイ１０、パンチ１１及び内側ブランクホルダ１３は、ブランク材１７に接触していない。

次に、ダイ１０の予備成形面１５によって、ブランク材１７に対する予備成形工程が実行される。予備成形工程は、パンチ１１がブランク材１７に接触する前に実行される。

図６に示すように、予備成形工程では、ダイ１０が下降し、その予備成形面１５がブランク材１７における上面の一部に接触する。具体的には、ダイ１０の予備成形面１５は、外側ブランクホルダ１２よりも内側であって、パンチ１１の成形面１６よりも外側の位置でブランク材１７の一部を押圧する。その後、図７に示すように内側ブランクホルダ１３が上昇し、ブランク材１７の下面に接触する。

これにより、図８に示すように、ブランク材１７には、下方（パンチ１１側）に向かって突出する突起部１８が形成される。この状態において、パンチ１１の成形面１６は、ブランク材１７に接触していない。図９に示すように、突起部１８が所定の突出寸法に形成されることで、予備成形工程が終了する。

次に、ダイ１０の主成形面１４及びパンチ１１の成形面１６によって、ブランク材１７に対する本成形工程が実行される。

本成形工程では、予備成形工程後にダイ１０を更に下降させる。各ブランクホルダ１２，１３は、ダイ１０の下降に伴ってブランク材１７を下降させる。本成形工程では、図９に示すように、ダイ１０の第一成形面１４ａがブランク材１７に最初に接触する。この状態において、パンチ１１の成形面１６は、ブランク材１７に接触していない。

図１０に示すように、ダイ１０及び各ブランクホルダ１２，１３がさらに下降すると、パンチ１１の第三成形面１６ｃがブランク材１７に接触する。ブランク材１７は、パンチ１１の第三成形面１６ｃに押圧されることで引き伸ばされる。この場合において、パンチ１１の予備成形面１５によって形成された突起部１８は、塑性変形しながら内側（パンチ１１の第三成形面１６ｃ側）へと流れ込む。

また、外側ブランクホルダ１２に保持されているブランク材１７の外周部は、ダイ１０の主成形面１４とパンチ１１の成形面１６とによる成形の進展に応じて、ダイ１０とパンチ１１との間に向かって流動する。

ダイ１０及びブランクホルダ１２，１３がさらに下降すると、ダイ１０の第三成形面１４ｃがブランク材１７に接触する（図１０参照）。その後、さらにダイ１０の第二成形面１４ｂ、パンチ１１の第一成形面１６ａ及び第二成形面１６ｂがブランク材１７に接触する。ダイ１０が下死点に到達することで、本成形工程が終了する。

以上により、製品部２と除去予定部３ａ，３ｂを含む成形品１が形成される。本成形工程終了後において、突起部１８は、第一除去予定部３ａの成形部分９となって成形品１に残存する。成形品１の除去予定部３ａ，３ｂは、その後のトリミング工程によって成形品１から切除される。

以上説明した本実施形態に係るプレス成形方法によれば、予備成形工程において、ブランク材１７に突起部１８を形成することで、本成形工程において、突起部１８を含むブランク材１７の一部が内側（ダイ１０の主成形面１４とパンチ１１の成形面１６との間）に流動し易くなる。

これにより、本成形工程において、ダイ１０の主成形面１４とパンチ１１の成形面１６によって形成されるブランク材１７に、割れや皺といった成形不良が発生し難くなる。しかも、ダイ１０の主成形面１４とパンチ１１の成形面１６との間に流入させるブランク材１７料の量を可及的に低減できることから、成形品１の歩留まりを向上させることが可能になる。

また、予備成形工程によってブランク材１７の一部に形成される突起部１８（第一除去予定部３ａの成形部分９）は、成形品１の凹部８における凹みの方向とは逆の方向に突出している。したがって、突起部１８の突出量に応じて、成形品１の絞り深さ寸法Ｄ（図２参照）を大きく確保することが可能となる。

また、予備成形工程をダイ１０に設けられた予備成形面１５によって実行することで、当該予備成形工程を行うための成形設備を別途追加する必要がなくなる。これにより、設備コストを抑えて高品質な成形品１を製造することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、成形品１としてバックドアインナパネルを例示したが、本発明はこの構成に限定されず、各種の成形品を製造する場合に適用可能である。

１成形品
１０ダイ
１１パンチ
１２外側ブランクホルダ
１５予備成形面
１７ブランク材

Claims

ブランクホルダによって保持されたブランク材をダイとパンチとによってプレス成形することにより成形品を製造するプレス成形方法において、
前記パンチが前記ブランク材に接触する前に、前記ブランク材の一部を成形する予備成形工程を備え、
前記ダイは、前記予備成形工程において前記パンチが前記ブランク材に接触する前に、前記ブランク材の前記一部を成形する予備成形面を有し、
前記ブランクホルダは、前記ダイよりも外側で前記ブランク材の外周部を保持する外側ブランクホルダを含み、
前記ダイの前記予備成形面は、前記外側ブランクホルダよりも内側に位置することを特徴とするプレス成形方法。
前記予備成形工程後に、前記ダイと前記パンチとによって前記ブランク材を成形する本成形工程を備え、
前記パンチは、前記本成形工程において前記ブランク材を成形する成形面を有し、
前記予備成形工程では、前記予備成形面によって、前記パンチに向かって突出する突起部を前記ブランク材の一部に形成し、
前記本成形工程において、前記パンチの前記成形面が前記ブランク材に接触するときに、前記突起部は、前記成形面に接触することなく前記成形面から離れた位置にある請求項１に記載のプレス成形方法。