JP7543506B1 - Press molding method, press molding apparatus, and molding method - Google Patents
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Abstract
【課題】工程の複雑化を抑制しつつ、スプリングバックを抑制することができるプレス成形方法を提供する。
【解決手段】本発明は、プレス成形装置１Ａを用いたプレス成形方法であって、天板部８１１と天板部８１１に対して所定回転方向に傾斜した斜壁部８１２とを備える予備成形品８１に対して、天板部８１１を固定した状態で、天板部８１１から斜壁部８１２の先端面８１２ｂまでの斜壁部８１２の長さに相当する斜壁部８１２の板長が縮小する方向の力である端圧を斜壁部８１２の先端面８１２ｂに加えながら、斜壁部８１２を所定回転方向に曲げる特定曲げ工程Ｓ２を含む。
【選択図】図９
A press forming method is provided that can suppress springback while suppressing the process from becoming complicated.
[Solution] The present invention is a press molding method using a press molding apparatus 1A, and includes a specific bending process S2 in which, with the top plate portion 811 fixed, a pre-formed product 81 having a top plate portion 811 and an inclined wall portion 812 inclined in a predetermined rotational direction relative to the top plate portion 811 is bent in a predetermined rotational direction while applying an end pressure to the tip surface 812b of the inclined wall portion 812, which is a force in a direction reducing the plate length of the inclined wall portion 812 equivalent to the length of the inclined wall portion 812 from the top plate portion 811 to the tip surface 812b of the inclined wall portion 812.
[Selection diagram] Figure 9
Description
本発明は、プレス成形方法、プレス成形装置、及び成形方法に関する。 The present invention relates to a press molding method, a press molding device, and a molding method.
プレス成形方法として、例えば特開２０１４－４６１８号公報には、曲げ加工により断面がコの字形状の成形品を製造する方法が開示されている。このプレス成形方法は、金属素材をパンチとパッドで押圧した状態で、ダイを下降させて金属素材を曲げ成形する押し曲げ工程と、押し曲げ工程の後、ダイを斜め下方でパンチに近づく方向に移動して金属素材を曲げ成形する寄せ曲げ工程とを含んでいる。寄せ曲げ工程は、金属素材の幅方向先端をダイの縦壁と接触させながら行われる。 As a press forming method, for example, JP 2014-4618 A discloses a method for manufacturing a molded product having a U-shaped cross section by bending. This press forming method includes a press bending process in which the die is lowered to bend the metal material while the metal material is pressed by a punch and a pad, and a compression bending process in which the die is moved diagonally downward toward the punch after the press bending process to bend the metal material. The compression bending process is performed while the widthwise leading edge of the metal material is in contact with the vertical wall of the die.
しかしながら、上記加工方法は、例えば、板曲げにおいて問題となる曲げのスプリングバックの抑制を実現するものではない。曲げ成形を含むプレス成形において、従来から曲げのスプリングバックの抑制が望まれている。本発明の目的は、工程の複雑化を抑制しつつ、曲げのスプリングバックを抑制することができるプレス成形方法、プレス成形装置、及び成形方法を提供することである。 However, the above processing method does not realize the suppression of bending springback, which is a problem in plate bending, for example. In press forming including bending forming, suppression of bending springback has been desired for some time. The object of the present invention is to provide a press forming method, press forming device, and forming method that can suppress bending springback while suppressing the complexity of the process.
本発明のプレス成形方法は、プレス成形装置を用いたプレス成形方法であって、天板部と前記天板部に対して所定回転方向に傾斜した斜壁部とを備える予備成形品に対して、前記天板部を固定した状態で、前記天板部から前記斜壁部の先端面までの前記斜壁部の長さに相当する前記斜壁部の板長が縮小する方向の力である圧縮力を前記斜壁部の先端面に加えながら、前記斜壁部を前記所定回転方向に曲げる特定曲げ工程を含む。 The press molding method of the present invention is a press molding method using a press molding apparatus, and includes a specific bending process in which, with the top plate portion fixed, a pre-formed product having a top plate portion and an inclined wall portion inclined in a predetermined rotational direction relative to the top plate portion is bent in the predetermined rotational direction while applying a compressive force to the tip face of the inclined wall portion, which is a force in a direction that reduces the plate length of the inclined wall portion, which corresponds to the length of the inclined wall portion from the top plate portion to the tip face of the inclined wall portion.
本発明のプレス成形装置は、天板部及び前記天板部に対して傾斜した斜壁部を備える予備成形品から、前記天板部、前記天板部から湾曲した肩Ｒ部、及び前記天板部から前記肩Ｒ部を介して連続する縦壁部を備えるプレス成形品を成形するプレス成形装置であって、前記天板部に対応する頂面、前記肩Ｒ部に対応する肩面、及び前記縦壁部に対応する側壁面を有する金型部材と、前記頂面に対向するように、前記頂面の所定方向の一方側に配置された押さえ部材と、前記側壁面に対向し、前記縦壁部に対応する突き当て部材と、前記突き当て部材を前記所定方向に交差する方向に移動させる駆動装置と、を備え、前記突き当て部材のうち前記縦壁部の先端位置に対応する位置には、前記金型部材に向けて突出した突出部が形成され、前記突出部は、前記斜壁部を曲げて前記肩Ｒ部及び前記縦壁部を成形する際に、前記突出部の前記所定方向の一方側の面である押圧面が、前記斜壁部の先端面に当接するように形成されている。 The press molding device of the present invention is a press molding device that molds a press-molded product having a top plate portion, a shoulder R portion curved from the top plate portion, and a vertical wall portion continuing from the top plate portion via the shoulder R portion from a preformed product having a top plate portion and an inclined wall portion inclined relative to the top plate portion, and is equipped with a die member having a top surface corresponding to the top plate portion, a shoulder surface corresponding to the shoulder R portion, and a side wall surface corresponding to the vertical wall portion, a pressing member arranged on one side of the top plate in a predetermined direction so as to face the top surface, a butting member facing the side wall surface and corresponding to the vertical wall portion, and a driving device that moves the butting member in a direction intersecting the predetermined direction, and a protruding portion protruding toward the die member is formed at a position of the butting member corresponding to the tip position of the vertical wall portion, and the protruding portion is formed so that a pressing surface, which is a surface on one side of the protruding portion in the predetermined direction, abuts against the tip surface of the inclined wall portion when the inclined wall portion is bent to mold the shoulder R portion and the vertical wall portion.
本発明の成形方法は、成形装置を用いて板材を曲げる成形方法であって、前記成形装置が、前記板材に対して前記板材の板長を縮小させる方向（縮小方向）に圧縮力を加えながら、曲げの回転軸線が前記板材の縮小方向に交差する方向に延びるように、前記板材を所定回転方向に曲げる。 The forming method of the present invention is a forming method for bending a plate material using a forming device, in which the forming device applies a compressive force to the plate material in a direction that reduces the plate length of the plate material (reduction direction), while bending the plate material in a predetermined rotational direction so that the rotation axis of bending extends in a direction that intersects with the reduction direction of the plate material.
本発明のプレス成形方法によれば、斜壁部の先端面に圧縮力を加えながら斜壁部を曲げることで、斜壁部の曲げ部分の応力分布において、圧縮応力領域（曲げ内側部分）の圧縮応力が増大し、引張応力領域（曲げ外側部分）の引張応力が低下する。引張応力が低下することで、斜壁部の曲げ部分に発生する曲げモーメントは低下し、スプリングバック量も低下する。つまり、本発明のプレス成形方法によれば、スプリングバックは抑制される。また、斜壁部に対して「曲げ」と「圧縮力の付与」とが同時に（１工程で）行われることで、工程の複雑化も抑制することができる。また、本発明のプレス成形装置によれば、曲げ成形中に突出部が斜壁部の先端面に当接する構成であることから、上記特定曲げ工程を実行することが可能となる。したがって、上記方法と同様の効果が発揮される。 According to the press forming method of the present invention, by bending the inclined wall portion while applying a compressive force to the tip surface of the inclined wall portion, the compressive stress in the compressive stress area (inner part of the bend) increases and the tensile stress in the tensile stress area (outer part of the bend) decreases in the stress distribution of the bent portion of the inclined wall portion. By decreasing the tensile stress, the bending moment generated in the bent portion of the inclined wall portion decreases, and the amount of springback also decreases. In other words, according to the press forming method of the present invention, springback is suppressed. In addition, by performing "bending" and "application of compressive force" to the inclined wall portion simultaneously (in one process), the complexity of the process can be suppressed. In addition, according to the press forming device of the present invention, since the protruding portion is configured to abut the tip surface of the inclined wall portion during bending, it is possible to perform the specific bending process. Therefore, the same effect as the above method is achieved.
本発明の成形方法によれば、曲げにより発生する板内の不均一な応力分布を均一な応力分布に近づけることができ、スプリングバックの発生を抑制することができる。 The forming method of the present invention can make the uneven stress distribution in the plate caused by bending closer to a uniform stress distribution, thereby suppressing the occurrence of springback.
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の一実施形態であるプレス成形装置１Ａ及びプレス成形方法を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。
Below, as a form for carrying out the present invention, a
本実施形態のプレス成形方法は、図１に示すように、プレス成形装置を用いて、板材８０から、予備成形品８１を経て、プレス成形品９を成形する方法である。板材８０は、板状の金属素材やワークともいえる。予備成形品８１は、天板部８１１と、天板部８１１に対して所定回転方向に傾斜した斜壁部８１２と、を備えている。斜壁部８１２は、天板部８１１から湾曲して連続する部分ともいえる。斜壁部８１２は、所定回転方向の回転軸線に沿って見る視点（すなわち図１の視点）において、湾曲した部分（「曲げ部分」ともいう）と、直線状の部分とを含んでいる。「斜壁部８１２の板長」とは、図１に示すように、天板部８１１から斜壁部８１２の先端面８１２ｂまでの斜壁部８１２の長さに相当する。斜壁部８１２の板長は、所定回転方向の回転軸に沿って見る視点（図１の視点）において、斜壁部８１２の長手方向の長さともいえる。予備成形品８１は、中間成形物ともいえる。プレス成形品９は、天板部８１１と、天板部８１１から湾曲した肩Ｒ部９２と、天板部８１１から肩Ｒ部９２を介して連続する縦壁部９３と、を備えている。なお、予備成形品８１の天板部とプレス成形品９の天板部とは、同様の位置の部分であるため、説明において「天板部８１１」と記載する。
As shown in FIG. 1, the press forming method of this embodiment is a method of forming a press-formed
天板部８１１と斜壁部８１２との為す角度（鈍角）は、天板部８１１と縦壁部９３との為す角度（例えば９０度）よりも大きい。換言すると、斜壁部８１２の天板部８１１に対する曲げ角度（鋭角）は、縦壁部９３の天板部８１１に対する曲げ角度（例えば９０度）よりも小さい。このように、本実施形態のプレス成形方法では、プレス成形装置が、板材８０に対して予備的に曲げ成形を加えて予備成形品８１を成形し、さらに予備成形品８１に対して特殊な曲げ成形（後述する特定曲げ工程）を加えることで、プレス成形品９を成形する。図２に示すように、本実施形態のプレス成形方法は、予備曲げ工程Ｓ１及び特定曲げ工程Ｓ２を含んでいる。
The angle (obtuse angle) between the
（予備曲げ工程）
図３に示すように、予備曲げ工程Ｓ１で用いられるプレス成形装置１は、駆動装置１０と、パンチ２と、ダイ３と、押さえ部材４と、支持装置５と、を備えている。パンチ２は、駆動装置１０により、上下方向に移動可能に構成されている。駆動装置１０は、例えばコンピュータ又はＥＣＵで構成された制御装置（図示略）により制御される。パンチ２は、加工面（下面）として、天板部８１１に対応する頂面２ｙと、頂面２ｙの左右に位置し、斜壁部８１２に対応する肩面２ｚと、を含んでいる。
(Pre-bending process)
As shown in Fig. 3, the
ダイ３は、パンチ２に対向するように配置されている。ダイ３は、パンチ２の下方に配置されている。ダイ３は、２つのダイ部材３１、３２で構成されている。各ダイ部材３１、３２には、斜壁部８１２に対応する傾斜面３ａが形成されている。傾斜面３ａは、パンチ２の肩面２ｚに対向するように配置されている。
The die 3 is disposed so as to face the
押さえ部材４は、パンチ２の頂面２ｙに対向するように配置されている。押さえ部材４は、パンチ２の下方に配置されている。押さえ部材４は、２つのダイ部材３１、３２の間に配置されている。押さえ部材４の加工面（上面）は、天板部８１１に対応している。押さえ部材４は、予備曲げ工程Ｓ１が実行される前に、板材８０が載置される部分といえる。
The
支持装置５は、押さえ部材４を支持する装置である。支持装置５は、押さえ部材４の下方に配置されている。支持装置５は、押さえ部材４を、下方に移動可能に支持している。支持装置５は、押さえ部材４の下方への移動に対して、上向きの力を付与する。支持装置５は、例えば、エアシリンダ又は油圧シリンダ等の流体シリンダ、あるいはスプリング等を含んで構成されている。支持装置５が例えばスプリングである場合、スプリングは、押さえ部材４に直接的又は間接的に当接し、押さえ部材４の下方への移動に対して、スプリングの縮み量及びばね定数に応じた上向きの力を押さえ部材４に付与する。
The
図３に示すように、予備曲げ工程Ｓ１において、板材８０は、押さえ部材４の上に配置される。板材８０は、両方の傾斜面３ａの上方にまで延びている。続いて、図４に示すように、駆動装置１０によりパンチ２が下方に移動し、頂面２ｙが板材８０に当接する。板材８０は、パンチ２と押さえ部材４とで挟まれる。続いて、図５に示すように、駆動装置１０により、パンチ２は、支持装置５の力を受けながら、板材８０及び押さえ部材４とともに下方に移動する。パンチ２の下方への移動に伴い、板材８０の中央部分は下方に移動する。これにより、パンチ２の下方への移動に伴い、板材８０の左右の端部は、傾斜面３ａに沿うように曲げられる。
As shown in FIG. 3, in the preliminary bending process S1, the
最終的に、板材８０の左右の各端部は、パンチ２の肩面２ｚと傾斜面３ａとに挟まれて、予備成形品８１の斜壁部８１２となる。板材８０の左右方向の中央部分は、パンチ２の頂面２ｙと押さえ部材４とに挟まれて、予備成形品８１の天板部８１１となる。予備成形品８１の斜壁部８１２は、天板部８１１に対して所定回転方向に傾斜している。本実施形態において、予備成形品８１の左側の斜壁部８１２は、天板部８１１に対して時計回りに傾斜している。また、予備成形品８１の右側の斜壁部８１２は、天板部８１１に対して反時計回りに傾斜している。
Finally, the left and right ends of the
このように、予備曲げ工程Ｓ１は、プレス成形装置１により、板材８０を所定回転方向に曲げて予備成形品８１を成形する工程である。予備曲げ工程Ｓ１では、板材８０の曲げ角度が９０°未満になるように、すなわち曲げ角度が鋭角（０＜曲げ角度＜９０°）となるように、板材８０が所定回転方向に曲げられる。
In this way, the pre-bending process S1 is a process in which the
（特定曲げ工程）
図６に示すように、特定曲げ工程Ｓ２で用いられるプレス成形装置１Ａは、駆動装置１０Ａと、パンチ（「金型部材」に相当する）２Ａと、押さえ部材４Ａと、支持装置５１、５２と、カムスライダ（「突き当て部材」に相当する）７１、７２と、カムドライバ７３、７４と、を備えている。パンチ２Ａは、支持装置５１を介して支持部材１１に接続されている。パンチ２Ａは、カムドライバ７３、７４の間に配置されている。
(Specific bending process)
As shown in Fig. 6, the
図６及び図７に示すように、パンチ２Ａは、本体部２１Ａと、本体部２１Ａの左右の各側面に形成された肩部２２Ａと、を備えている。右側の肩部２２Ａは、本体部２１Ａの下端部の右側面から右方に膨らんでいる。左側の肩部２２Ａは、本体部２１Ａの下端部の左側面から左方に膨らんでいる。各肩部２２Ａは、本体部２１Ａの下端部から突出している。
As shown in Figures 6 and 7, the
パンチ２Ａは、加工面として、プレス成形品９の天板部８１１に対応する頂面２ａと、プレス成形品９の肩Ｒ部９２に対応する肩面２ｂと、プレス成形品９の縦壁部９３に対応する側壁面２ｃと、を備えている。パンチ２Ａは、１つの頂面２ａ、一対の肩面２ｂ、及び一対の側壁面２ｃを備えている。頂面２ａは、本体部２１Ａの下面である。頂面２ａは、天板部８１１に対応した形状に形成されている。
The
一方の肩面２ｂは頂面２ａの左端から連続して形成され、他方の肩面２ｂは頂面２ａの右端から連続して形成されている。各肩面２ｂは、対応する肩部２２Ａの下端部の表面、すなわち肩部２２Ａの下端部の湾曲している部分で構成されている。各肩面２ｂは、肩Ｒ部９２に対応して曲面状に形成されている。各側壁面２ｃは、対応する肩部２２Ａの側面で構成されている。各側壁面２ｃは、縦壁部９３に対応して面状に形成されている。右側の側壁面２ｃは、右側の肩部２２Ａの側面であって、右側の肩面２ｂから連続して上方に延びている。左側の側壁面２ｃは、左側の肩部２２Ａの側面であって、左側の肩面２ｂから連続して上方に延びている。
One
各肩部２２Ａは、本体部２１Ａの下端部の側面から突出している。したがって、パンチ２Ａの左右の各側面には、肩部２２Ａと本体部２１Ａとによって、逃がし部２０が形成されている。パンチ２Ａの各側面には、突出部７０に対応する位置（側壁面２ｃの上方）に、中央に向けて凹んだ部分（すなわち逃がし部２０）が形成されている。
Each
押さえ部材４Ａは、パンチ２Ａに対向するように配置されている。押さえ部材４Ａは、パンチ２Ａの下方に配置されている。押さえ部材４Ａは、カムスライダ７１、７２の間に配置されている。押さえ部材４の加工面（上面）は、天板部８１１に対応した形状に形成されている。押さえ部材４Ａは、特定曲げ工程Ｓ２が実行される前に、予備成形品８１が載置される部分といえる。
The pressing
支持装置５１は、パンチ２Ａと支持部材１１との間に配置され、パンチ２Ａを上方に移動可能に支持している。支持装置５１は、例えばスプリング又は流体シリンダ等を含んで構成されている。支持装置５１は、パンチ２Ａが支持部材１１に接近しようとした場合に、当該接近を妨げるようにパンチ２Ａに力を加える。すなわち、支持装置５１は、パンチ２Ａが支持部材１１に対して相対的に上方に移動しようとすると、パンチ２Ａに対して下方に力（例えばばね力）を加える。支持装置５２も、支持装置５、５１同様、例えばスプリング又は流体シリンダ等を含んで構成されている。支持装置５２は、押さえ部材４Ａを下方に移動可能に支持している。
The
カムスライダ７１、７２は、互いに対向配置されている。カムスライダ７１は押さえ部材４Ａの右側に配置され、カムスライダ７２は押さえ部材４Ａの左側に配置されている。各カムスライダ７１、７２には、斜面７ａが形成されている。
The
各カムドライバ７３、７４は、対応するカムスライダ７１、７２を移動させるための部材である。各カムドライバ７３、７４は、対応するカムスライダ７１、７２の上方に、上下方向に移動可能に配置されている。カムドライバ７３、７４は、支持部材１１に接続されている。カムドライバ７３は、カムスライダ７１に対応し、パンチ２Ａの右側に配置されている。カムドライバ７４は、カムスライダ７２に対応し、パンチ２Ａの左側に配置されている。各カムドライバ７３、７４には、斜面７ａに対応する斜面７ｂが形成されている。
Each
カムスライダ７１は、自身の斜面７ａとカムドライバ７３の斜面７ｂとが当接した状態で、カムドライバ７３が下方に移動することで、押さえ部材４Ａに接近する方向（左方）に移動する。カムスライダ７２は、自身の斜面７ａとカムドライバ７４の斜面７ｂとが当接した状態で、カムドライバ７４が下方に移動することで、押さえ部材４Ａに接近する方向（右方）に移動する。
When the
カムスライダ７１には、押さえ部材４Ａから離間する方向（右方）にカムスライダ７１を付勢するスプリング（図示略）が設けられている。同様に、カムスライダ７２には、押さえ部材４Ａから離間する方向（左方）にカムスライダ７２を付勢するスプリング（図示略）が設けられている。各カムドライバ７３、７４は、スプリングの力に打ち勝って、対応するカムスライダ７１、７２を移動させる。カムスライダ７１、７２は、カムドライバ７３、７４との当接状態が解除されると、初期位置に向けて、互いに離間する方向に移動する。カムスライダ７１、７２は、カムドライバ７３、７４と当接していない状態では、スプリングにより所定の初期位置に戻される。なお、カムスライダ７１、７２への付勢力の付与は、スプリングに限らず、他の付勢部材又は付勢装置であってもよい。
The
図６及び図７に示すように、各カムスライダ７１、７２のパンチ２Ａ側の側面７１ａ、７２ａには、パンチ２Ａの肩部２２Ａに対応する突き当て面７ｚが形成されている。突き当て面７ｚは、プレス成形品９の肩Ｒ部９２及び縦壁部９３に対応するように形成されている。突き当て面７ｚは、各カムスライダ７１、７２の側面から窪んだ（凹んだ）形状になっている。各側面７１ａ、７２ａには、突き当て面７ｚに隣り合う位置（図６における上方）に、パンチ２Ａ側に突出した突出部７０が形成されている。換言すると、突き当て面７ｚの端部のうち、肩Ｒ部９２とは反対側の端部（上端部）に隣り合う位置には、対向するカムスライダ７１、７２に向けて突出した突出部７０が形成されている。各突出部７０は、対応する側面７１ａ、７２ａのうち、プレス成形品９の縦壁部９３の先端位置に対応する位置に形成されている。突き当て面７ｚと突出部７０は、カムスライダ７１、７２の側面７１ａ、７２ａに凹部を形成しているといえる。
6 and 7, the
駆動装置１０Ａは、パンチ２Ａ及び押さえ部材４Ａの少なくとも一方を上下方向（所定方向）に移動させ、カムスライダ７１、７２を左右方向（所定方向に交差する方向）に移動させる装置である。本実施形態の駆動装置１０Ａは、支持部材１１を上下方向に移動させる装置である。駆動装置１０Ａは、支持部材１１を上下方向に移動させることで、パンチ２Ａを上下方向に移動させ、カムスライダ７１、７２を左右方向に移動させる。駆動装置１０Ａは、特定曲げ工程Ｓ２を実行するように構成されている。
The driving
図６に示すように、特定曲げ工程Ｓ２の実行前に、予備成形品８１は、斜壁部８１２が天板部８１１に対してパンチ２Ａ側（上方）に配置されるように、押さえ部材４Ａの上に配置される。天板部８１１が押さえ部材４Ａの上に配置され、斜壁部８１２が浮いている状態となる。
As shown in FIG. 6, before the specific bending process S2 is performed, the
図８に示すように、駆動装置１０Ａは、パンチ２Ａを下方に移動させ、パンチ２Ａと予備成形品８１とを当接させる。パンチ２Ａは、予備成形品８１及び押さえ部材４Ａを押圧しながら下方に移動させる。押さえ部材４Ａが最下点に到達すると、支持部材１１が下方に移動しても、支持装置５１が縮み、パンチ２Ａは下方に移動しない。つまり、この状態で、予備成形品８１は、位置決めされる。本例では、予備成形品８１が位置決めされた際、各カムスライダ７１、７２と斜壁部８１２とは当接していない。
As shown in FIG. 8, the driving
支持部材１１の下方への移動とともに、カムドライバ７３、７４も下方に移動する。各カムドライバ７３、７４は、対応するカムスライダ７１、７２に当接して、対応するカムスライダ７１、７２を予備成形品８１に接近する方向に移動させる。図８に示すように、予備成形品８１が位置決めされた状態で、パンチ２Ａの肩部２２Ａとカムスライダ７１、７２の突き当て面７ｚとが対向し、パンチ２Ａの逃がし部２０とカムスライダ７１、７２の突出部７０とが対向している。
As the
カムスライダ７１、７２のさらなる移動に伴い、斜壁部８１２の先端部８１２ａは、突き当て面７ｚに当接し、突き当て面７ｚに沿って突出部７０に向かって曲げられる。図９に示すように、カムスライダ７１、７２の移動に伴い、斜壁部８１２の先端面８１２ｂは、突出部７０の突き当て面７ｚ側に位置する押圧面７０ａに当接する。
As the
この状態でカムスライダ７１、７２がパンチ２Ａに接近すると、斜壁部８１２が曲げられることで斜壁部８１２の先端面８１２ｂが上方に移動しようとするが、押圧面７０ａがその移動を妨げる。つまり、斜壁部８１２の先端面８１２ｂは、突出部７０の押圧面７０ａから下方に押圧されているといえる。このように、斜壁部８１２が曲げられる際、斜壁部８１２の先端面８１２ｂには、斜壁部８１２の板長が縮小する方向（この例では下方）の力が加わっている。この力を「圧縮力」と称する。斜壁部８１２が曲げられる際、斜壁部８１２の先端面８１２ｂには、斜壁部８１２の先端面８１２ｂに垂直な方向に押圧力（すなわち圧縮力）が加わっている。なお、先端面８１２ｂに加わる平均圧力を「端圧」と称する。
When the
圧縮力は、斜壁部８１２の先端面８１２ｂに垂直な方向の力といえる。あるいは、圧縮力は、斜壁部８１２の先端部８１２ａの板長方向圧縮側の力といえる。以下、成形後の斜壁部８１２（例えば肩Ｒ部９２及び縦壁部９３）を「フランジ」ともいう。
The compressive force can be said to be a force perpendicular to the
例えば、斜壁部８１２を曲げている最中に、斜壁部８１２の曲げ部分に降伏応力を発生させる圧縮力が先端面８１２ｂに加わる。これにより、例えば図２０に示すように、伸びフランジにおける先端部８１２ａでは、曲げによる斜壁部８１２の板厚の減少が抑制される。伸びフランジの先端部（先端部８１２ａ）は、縮みフランジやストレートフランジとは異なり、曲げにより板厚が減少しやすい。しかしながら、本方法によれば、先端部８１２ａの板厚の減少が抑制される。特定曲げ工程Ｓ２において、プレス成形装置１Ａは、先端面８１２ｂに、降伏を生じさせる圧縮力を加えながら斜壁部８１２を曲げることで、伸びフランジにおいて、斜壁部８１２の板厚の減少を抑制しながら、斜壁部８１２を所定回転方向に曲げる。圧縮力が降伏に対応する力よりも小さい場合も、伸びフランジの周方向の引張応力が低くなり、くびれの発生は遅くなる。また、圧縮力を加えることで、ボイドやクラックの進行を抑制することができる。なお、曲げにより、縮みフランジ及び直線曲げ部においては、板厚が増大し、板長方向に圧縮応力場となる。この為、縮みフランジでは周方向の圧縮応力が減少し、形状変形が抑制される。板長方向に伸びる弾性回復が生じるが大きな寸法差は生じない。直線曲げでは板長方向に伸びる弾性回復が生じるが大きな寸法差は生じない。
For example, while bending the
伸びフランジ、縮みフランジ、及びストレートフランジ等のフランジの形状にかかわらず、斜壁部８１２の曲げ部分に圧縮方向の降伏応力を加えながら、斜壁部８１２を曲げることで、実際に斜壁部８１２（フランジ）の板長は縮小する。この場合、プレス成形品９の板長は、予備成形品８１の板長よりも小さくなる。つまり、板材８０又は予備成形品８１には、目標とするプレス成形品９の形状に応じて、圧縮代が設けられている（図１８参照）。
Regardless of the shape of the flange, such as a stretch flange, a contraction flange, or a straight flange, the plate length of the inclined wall portion 812 (flange) is actually reduced by bending the
図１０に示すように、最終的に、予備成形品８１は、カムスライダ７１、７２とパンチ２Ａと押さえ部材４Ａとで挟み込まれて、プレス成形品９となる。この際、各カムスライダ７１、７２の突出部７０は、パンチ２Ａの対応する逃がし部２０内に進入した状態となっている。
As shown in FIG. 10, the
このように、特定曲げ工程Ｓ２は、プレス成形装置１Ａが、斜壁部８１２の先端面８１２ｂに圧縮力を加えながら、斜壁部８１２を所定回転方向に曲げる工程である。一例として、特定曲げ工程Ｓ２は、先端面８１２ｂへの圧縮力（降伏応力に達する力）の付加により、斜壁部８１２の板厚の減少を抑制しながら又は斜壁部８１２の板厚を増大させながら、斜壁部８１２を所定回転方向に曲げる工程である。この例の特定曲げ工程Ｓ２は、先端面８１２ｂへの圧縮力（降伏応力に達する力）の付加により、斜壁部８１２の板長を縮小させながら、斜壁部８１２を所定回転方向に曲げる工程である。
In this way, the specific bending process S2 is a process in which the
（まとめ）
本実施形態のプレス成形方法は、プレス成形装置１Ａを用いたプレス成形方法であって、天板部８１１と天板部８１１に対して所定回転方向に傾斜した斜壁部８１２とを備える予備成形品８１に対して、天板部８１１を固定した状態で、斜壁部８１２の先端面８１２ｂに圧縮力を加えながら、斜壁部８１２を所定回転方向に曲げる特定曲げ工程Ｓ２を含んでいる。なお、圧縮力は、板材に降伏を生じさせない大きさの力でもよい。
(summary)
The press forming method of this embodiment is a press forming method using a
本実施形態のプレス成形方法は、予備曲げ工程Ｓ１と、特定曲げ工程Ｓ２と、を含んでいる。予備曲げ工程Ｓ１は、板材８０を所定回転方向に曲げて予備成形品８１を成形する工程である。特定曲げ工程Ｓ２は、予備成形品８１からプレス成形品９を成形するために、天板部８１１を固定した状態で、斜壁部８１２の先端面８１２ｂに圧縮力を加えながら、斜壁部８１２を所定回転方向に曲げて肩Ｒ部９２及び縦壁部９３を成形する工程である。
The press forming method of this embodiment includes a preliminary bending process S1 and a specific bending process S2. The preliminary bending process S1 is a process of bending the
プレス成形装置１Ａは、金型部材２Ａ（例えばパンチ２Ａ）と、押さえ部材４Ａと、突き当て部材７１、７２（例えばカムスライダ７１、７２）と、駆動装置１０Ａと、を備えている。金型部材２Ａは、天板部８１１に対応する頂面２ａ、肩Ｒ部９２に対応する肩面２ｂ、及び縦壁部９３に対応する側壁面２ｃを有している。押さえ部材４Ａは、頂面２ａに対向するように、頂面２ａの下方（所定方向の一方側）に配置されている。突き当て部材７１、７２は、側壁面２ｃに対向し、縦壁部９３に対応している。駆動装置１０Ａは、突き当て部材７１、７２を左右方向（所定方向に交差する方向）に移動させる。突き当て部材７１、７２のうち縦壁部９３の先端位置に対応する位置には、金型部材２Ａに向けて突出した突出部７０が形成されている。特定曲げ工程Ｓ２では、予備成形品８１の天板部８１１が頂面２ａと押さえ部材４Ａとにより挟み込まれた状態で、且つ突出部７０の下端面（所定方向の一方側の端面）である押圧面７０ａに斜壁部８１２の先端面８１２ｂが当接した状態で、駆動装置１０Ａが突き当て部材７１、７２を側壁面２ｃに向けて移動させる。
The
金型部材２Ａのうち突出部７０に対応する部分には、突出部７０が進入可能な逃がし部２０が形成されている。特定曲げ工程Ｓ２では、予備成形品８１の天板部８１１が頂面２ａと押さえ部材４Ａとにより挟み込まれた状態で、且つ突出部７０の押圧面７０ａに斜壁部８１２の先端面８１２ｂが当接した状態で、駆動装置１０Ａが突き当て部材４Ａを側壁面２ｃに向けて移動させ、突出部７０を逃がし部２０に進入させる。
A
本実施形態のプレス成形装置１Ａにおいて、突出部７０は、斜壁部８１２を曲げて肩Ｒ部９２及び縦壁部９３を成形する際に、押圧面７０ａが斜壁部８１２の先端面８１２ｂに当接するように形成されている。突出部７０の押圧面７０ａは、突き当て部材７１、７２の移動（金型部材２Ａへの接近）に伴い、斜壁部８１２の先端面８１２ｂに対して、斜壁部８１２の板長が縮小する方向に力（すなわち圧縮力）を加えるように形成されている。本実施形態の突き当て部材７１、７２は、カムドライバ７３、７４の移動に連動して移動するカムスライダ７１、７２である。
In the
（変形態様）
特定曲げ工程Ｓ２で用いられるプレス成形装置１Ａの構成は、上記実施形態に限らず、図１１に示すような構成であってもよい。このプレス成形装置１Ａも、金型部材２Ａと、押さえ部材４Ａと、突き当て部材７１と、押さえ部材４Ａを移動させる駆動装置（図示略）と、を備えている。図１１（ａ）は、予備成形品８１の天板部８１１が金型部材２Ａの頂面２ａと押さえ部材４Ａとで挟まれて固定された状態を表している。図１１（ｂ）は、突き当て部材７１が左方に移動して、斜壁部８１２の先端部８１２ａと突き当て面７ｚとが当接した状態を表している。図１１（ｃ）は、突き当て部材７１がさらに左方に移動して、斜壁部８１２が曲がり、先端面８１２ｂが突出部７０の押圧面７０ａに当接した状態を表している。図１１（ｄ）は、突き当て部材７１がさらに左方に移動して、先端面８１２ｂに端圧が加わった状態で斜壁部８１２が曲げられた状態を表している。また、図１１（ｄ）は、突出部７０が逃がし部２０に進入し、斜壁部８１２が肩面２ｂ及び側壁面２ｃと突き当て面７ｚとに挟まれて、肩Ｒ部９２及び縦壁部９３に変形した状態を表している。
(Modifications)
The configuration of the
また、特定曲げ工程Ｓ２で用いられるプレス成形装置１Ａは、図１２に示すような構成であってもよい。このプレス成形装置１Ａも、金型部材２Ａと、押さえ部材４Ａと、突き当て部材７１と、突き当て部材７１を移動させる駆動装置（図示略）と、を備えている。この例の場合、押さえ部材４Ａは、天板部８１１に対応する頂面４１に加えて、さらに、肩Ｒ部９２の少なくとも一部に対応する肩押さえ面４２を備えている。また、突き当て部材７１は、左方に移動する際、下方にも移動する。つまり、突き当て部材７１は、金型部材２Ａに対して相対的に斜方に移動する。
The
図１２の例では、圧縮力による板長の縮小を考慮して、板材８０又は予備成形品８１に圧縮代が設けられている。本実施形態のプレス成形方法では、斜壁部８１２が圧縮されながら曲げられることで、目標の形状（肩Ｒ部９２及び縦壁部９３）に成形される。板材８０又は予備成形品８１の板長は、特定曲げ工程Ｓ２での圧縮量（縮小量）に対応した圧縮代を含み、目標の形状の板長よりも特定曲げ工程Ｓ２での圧縮量の分だけ大きい。図１２の二点鎖線の矢印は、圧縮しない場合の先端面８１２ｂの軌跡を示し、実線の矢印は圧縮した場合の先端面８１２ｂの軌跡を示している。板長の縮小量は、圧縮代に相当する。このように板材８０又は予備成形品８１に圧縮代を設けて、圧縮代だけ圧縮させながら曲げることは、本開示のすべての実施形態に適用することができる（例えば図６～図１１、図１３、図１４の実施形態）。目標の形状の板長に対して圧縮代を設けて、圧縮代だけ圧縮しながら曲げて目標の形状を成形することは、圧縮により板材８０内又は予備成形品８１内に降伏応力を発生させながら曲げることに相当する。
In the example of FIG. 12, a compression allowance is provided in the
このように、本開示技術の１つとして、特定曲げ工程Ｓ２では、斜壁部８１２の先端面８１２ｂに加わる平均圧力（端圧）が斜壁部８１２の降伏応力に達するように、圧縮力が斜壁部８１２の先端面８１２ｂに加えられる。また、予備成形品８１には、圧縮力により圧縮される圧縮代が設けられており、特定曲げ工程Ｓ２が実行される前の斜壁部８１２の板長は、特定曲げ工程Ｓ２が実行された後の斜壁部８１２（肩Ｒ部９２及び縦壁部９３）の板長よりも大きい。本実施形態において、板材８０には、圧縮力により圧縮される圧縮代が設けられており、斜壁部８１２の板長は、肩Ｒ部９２及び縦壁部９３の板長よりも大きい。
Thus, as one of the disclosed techniques, in the specific bending process S2, a compressive force is applied to the
また、図１３に示すように、予備曲げ工程Ｓ１において、先端面８１２ｂが突出部７０の押圧面７０ａに対向するように、すなわち先端面８１２ｂが押圧面７０ａのある方向を向くように、斜壁部８１２の先端部８１２ａが所定回転方向に曲げられてもよい。この処理を端部曲げ処理という。押圧面７０ａと先端面８１２ｂは、上下方向（所定方向）に対向する。このように、斜壁部８１２の形状は、例えば、縦壁部９３等の形状（伸びフランジの形状）に応じて変えてもよい。予備曲げ工程Ｓ１では、斜壁部８１２の先端面８１２ｂが下方（所定方向の他方側）を向くように、プレス成形装置が、斜壁部８１２の先端部８１２ａを所定回転方向に曲げる。
Also, as shown in FIG. 13, in the preliminary bending process S1, the
端部曲げ処理の一例として、図１４に示すように、プレス成形装置１Ｂは、プレス成形装置１の構成においてダイ３をダイ３Ｂに交換したものである。ダイ３Ｂは、ダイ部材３１Ｂ、３２Ｂを備えている。各ダイ部材３１Ｂ、３２Ｂは、傾斜面３ａから上方に延びる側面３ｂを備えている。端部曲げ処理では、各ダイ部材３１Ｂ、３２Ｂの側面３ｂとパンチ２の側面との間に、斜壁部８１２の先端部８１２ａが挟まれるように、プレス成形が実行される。つまり、予備曲げ工程Ｓ１が実行されると、同時に端部曲げ処理も実行される。これにより、板材８０の両端部は所定回転方向に曲げられて斜壁部８１２となり、且つ斜壁部８１２の先端部８１２ａがさらに所定回転方向に曲げられる。図１４の例では、斜壁部８１２の先端部８１２ａは、パンチ２の側面に沿うように延びている。端部曲げ処理によれば、特定曲げ工程Ｓ２の際に、突出部７０の押圧面７０ａと斜壁部８１２の先端面８１２ｂとが当接しやすく、より効率的に先端面８１２ｂに圧縮力を加えることができる。なお、ダイの交換に合わせてパンチも交換してもよい。
As an example of the end bending process, as shown in FIG. 14, the
（本実施形態の効果）
本実施形態のプレス成形方法によれば、斜壁部８１２の先端面８１２ｂに圧縮力を加えながら斜壁部８１２を曲げることで、斜壁部８１２の曲げ部分の応力分布において、圧縮応力領域（曲げ内側部分）の圧縮応力が増大し、引張応力領域（曲げ外側部分）の引張応力が低下する。引張応力が低下することで、斜壁部８１２の曲げ部分に発生する曲げモーメントは低下し、スプリングバック量も低下する。つまり、本実施形態のプレス成形方法によれば、スプリングバックは抑制される。また、斜壁部８１２に対して「曲げ」と「圧縮力の付与」とが同時に（１工程で）行われることで、工程の複雑化も抑制することができる。また、本実施形態のプレス成形装置１Ａによれば、曲げ成形中に突出部７０が斜壁部８１２の先端面８１２ｂに当接する構成であることから、上記特定曲げ工程Ｓ２を実行することが可能となる。したがって、上記方法と同様の効果が発揮される。
(Effects of this embodiment)
According to the press forming method of this embodiment, by bending the
また、圧縮力が斜壁部８１２の降伏応力に対応する力である場合（換言すると、端圧が降伏応力に達した場合）、曲げによる斜壁部８１２の板厚の減少を抑制しながら又は斜壁部８１２の板厚を増大させながら、曲げ成形が実行される。このため、くびれの発生は、従来の成形方法よりも遅くなる。また、たとえくびれが発生しても、板内での圧縮応力の増大により破壊ひずみが増大し、成形性は改善される。つまり、くびれが生じてもボイドが大きくなること及びクラックが進むことが防がれ、ワレの発生を遅らせることができる。以下、降伏応力に対応する圧縮力を「降伏圧縮力」ともいう。
Furthermore, when the compressive force is a force corresponding to the yield stress of the inclined wall portion 812 (in other words, when the end pressure reaches the yield stress), bending is performed while suppressing the reduction in the plate thickness of the
先端面８１２ｂに降伏圧縮力が加わる特定曲げ工程Ｓ２によれば、肩Ｒ部９２が塑性圧縮され、曲げ変形中に板内で不均一であった応力が均一な圧縮応力に近づき、除荷されても応力が均一に低下し、残留応力が低減される。このため、スプリングバックは抑制される。理論上、除荷により残留応力は０に近づく。
According to the specific bending process S2 in which a yield compressive force is applied to the
従来のように圧縮力を加えずに板材を曲げると、図１５に示すように、板内の応力分布では、曲げ外側部分に引張応力が分布し、曲げ内側部分に圧縮応力が分布する。プレス成形装置１Ａにより板材に負荷がかかった状態（すなわち除荷前）では、板材に対して応力分布に応じたモーメントＭが加わっている。これが除荷されると、モーメントＭとは反対方向のモーメントが加わり、スプリングバックが発生する。一方、板材に降伏圧縮力を加えながら板材を曲げると、図１６に示すように、理論上、板材の曲げ外側部分に対しても圧縮応力が分布し、すべての領域で圧縮応力が分布するようになる。これにより、除荷された後も、図１６の応力状態において応力分布を示す直線が中央の点線に向かって移動するだけで、モーメントは発生せず、スプリングバックは発生しない。端圧（先端面８１２ｂに加わる平均圧力）が降伏応力になると、理論上、スプリングバックは０になる。なお、圧縮力が降伏圧縮力よりも小さい場合でも、図１５における曲げ外側部分の引張応力を低下させることができ、モーメントＭを小さくすることができる。つまり、この場合の除荷後のスプリングバックは、曲げる際に圧縮力を加えない場合と比較して、小さくなる。圧縮代はなくてもよい。このように、板材の所定の端面に圧縮力を加えながら板材を曲げることで、曲げ外側部分の応力分布を圧縮側に近づけることができ、スプリングバックを抑制することができる。本実施形態によれば、曲げにより発生する板内の不均一な応力分布を、均一な応力分布に近づけることができる。均一な応力分布の状態は、例えば図１６に示すように、曲げ部分のすべての領域で（内周縁から外周縁まで）圧縮応力が分布している状態といえる。換言すると、均一な応力分布の状態は、曲げ部分の応力分布がすべて圧縮応力となっている状態（引張応力が発生していない状態）ともいえる。なお、本実施形態の効果については、図１７も参照できる。
When a plate is bent without applying a compressive force as in the conventional method, as shown in FIG. 15, the stress distribution in the plate is such that tensile stress is distributed on the outer side of the bend and compressive stress is distributed on the inner side of the bend. When the plate is loaded by the
また、図１８に示すように、曲げる前の板材（８０）の形状が湾曲している場合が考えられる。この例では、板材の右端部が右側に膨らんでおり、板材の左端部が右側に窪んでいる。このような形状の板材を所定回転方向（回転軸が前後方向に延びる）に曲げることも想定される。例えば、縮みフランジでは比較的シワが発生しやすく、伸びフランジでは比較的ワレが発生しやすい（図２０参照）。しかしながら、本実施形態によれば、複雑な形状の板材であっても、板材に圧縮力を付加しながら曲げることで、シワやワレも抑制することができる。図１８の例では、点線で示すように、板材の板長（左右方向）に対して圧縮代が設けられている。点線で表される寸法が、プレス成形品の正寸寸法となる。本実施形態のように板材を圧縮しながら曲げることで、複雑な形状の板材であっても、スプリングバックだけでなく、シワやワレも抑制することができる。 In addition, as shown in FIG. 18, the shape of the plate material (80) before bending may be curved. In this example, the right end of the plate material bulges to the right, and the left end of the plate material is recessed to the right. It is also assumed that a plate material with such a shape is bent in a predetermined rotation direction (the rotation axis extends in the front-rear direction). For example, wrinkles are relatively likely to occur in a contraction flange, and cracks are relatively likely to occur in an expansion flange (see FIG. 20). However, according to this embodiment, even if the plate material has a complex shape, wrinkles and cracks can be suppressed by bending the plate material while applying a compressive force. In the example of FIG. 18, as shown by the dotted line, a compression allowance is provided with respect to the plate length (left-right direction) of the plate material. The dimensions represented by the dotted line are the actual dimensions of the press-formed product. By bending the plate material while compressing it as in this embodiment, not only springback but also wrinkles and cracks can be suppressed even if the plate material has a complex shape.
このように本実施形態のプレス成形方法によれば、ワレの抑制及びスプリングバックの抑制が可能となる。また、しゃくれ、天板部８１１のひねり、及び曲げで生じる縮みフランジシワの抑制も可能となる。さらに降伏圧縮力が板材の端面に加えることで、当該端面の凹凸が平滑化される。本実施形態によれば、ワレ（破壊）の抑制、曲げのスプリングバックの抑制、シワの抑制、端面性状の改善、及び成形精度の向上が可能となる。本実施形態のプレス成形方法及びプレス成形装置１Ａによれば、工程の複雑化を抑制しつつ、スプリングバックの抑制、天板部のひねりの抑制、シワの抑制、ワレの抑制、及び残留応力の低減を実現することができる。
As described above, the press forming method of this embodiment makes it possible to suppress cracking and springback. It also makes it possible to suppress jutting out, twisting of the
（その他）
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、金型部材２Ａに逃がし部２０が形成されていなくてもよい。例えば、特定曲げ工程Ｓ２において、突出部７０が金型部材２Ａに当接する位置又は当接する直前の位置で、縦壁部９３が形成されるようにプレス成形装置が構成されてもよい。しかしながら、上記実施形態のように、逃がし部２０が存在することで、金型部材２Ａと突き当て部材７１、７２との間に斜壁部８１２（縦壁部９３）をより確実に挟むことができ、縦壁部９３の成形精度を高めることができる。
(others)
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the
本実施形態における装置の金型等の配置の上下は、反対であってもよい。プレス成形時に成形対象物に当接する複数の部材は、適宜、それぞれ金型部材（パンチ、ダイ、パッド等）と呼ぶことができる。本発明は、製品形状の複雑化にも対応できる。縦壁部９３は、フランジとも呼ばれる。また、例えば天板部８１１、９１には、溝形状や凹凸形状が形成されていてもよい。本発明のプレス成形方法又はプレス成形装置によれば、金属車両部品、例えばロアアーム、アクスルビーム、及び内装部品等も精度良く製造することができる。本発明は、あらゆる曲げ成形に応用できる。また、本実施形態の金型による成形は、閉塞曲げ、又は閉塞カム曲げともいえる。本発明のプレス成形方法は、閉塞されたスペースで予備成形品８１の先端に圧力を加えながら曲げる（カム曲げする）工程を含むともいえる。本実施形態のプレス成形方法は、端圧閉塞カム曲げ工法と呼ぶことができる。また、板の厚みを示す方向は板厚方向と呼ばれることがあり、板厚方向に直交する方向は板の長さ方向と呼ばれることがある。
The arrangement of the mold and the like of the device in this embodiment may be reversed. The multiple members that come into contact with the object to be molded during press molding may be appropriately called mold members (punch, die, pad, etc.). The present invention can also accommodate more complex product shapes. The
本開示の技術は、下記のように記載することもできる。本開示の成形方法は、成形装置を用いて板材（例えば８０、８１）を曲げる成形方法であって、成形装置が、板材に対して板材の板長を縮小させる方向に圧縮力を加えながら、曲げの回転軸線が板材の縮小方向（圧縮力の力の方向）に交差する方向に延びるように、板材を所定回転方向に曲げることを特徴とする。これにより、曲げ塑性変形により板材に発生する不均一な応力を、均一な圧縮応力に近づけることができ、上記のようにスプリングバック等を抑制することができる。図１９に示すように、所定回転方向の回転中心を示す回転軸線（仮想直線）は、縮小方向（圧縮方向ともいえる）に交差する方向に延びている。換言すると、板材の曲げの中心線は、縮小方向に交差する方向に延びている。板長は、板材の板厚方向に直交する方向の長さといえる。また、成形装置は、プレス成形装置に限らず、例えばロボットアーム等を利用する装置であってもよい。例えば、ロボットアームで板材を把持し、板長を縮小させながら板材を曲げてもよい。このように、各種成形装置が、降伏に対応する圧縮力により板材の板長を縮小させながら、板材を所定回転方向に曲げてもよい。板材の板長を縮小させながら、すなわち板材に圧縮の降伏応力を付与しながら、板材を曲げることで、より確実に、曲げにより発生する板内の不均一な応力分布を均一な応力分布に近づけることができる。これにより、精度良くスプリングバックの発生を抑制することができる。 The technology of the present disclosure can also be described as follows. The forming method of the present disclosure is a forming method for bending a plate material (e.g., 80, 81) using a forming device, characterized in that the forming device bends the plate material in a predetermined rotation direction so that the rotation axis of bending extends in a direction intersecting the reduction direction of the plate material (direction of the compressive force) while applying a compressive force to the plate material in a direction that reduces the plate length of the plate material. This makes it possible to make the non-uniform stress generated in the plate material due to bending plastic deformation closer to a uniform compressive stress, and as described above, springback and the like can be suppressed. As shown in FIG. 19, the rotation axis (virtual straight line) indicating the rotation center of the predetermined rotation direction extends in a direction intersecting the reduction direction (also called the compression direction). In other words, the center line of the bending of the plate material extends in a direction intersecting the reduction direction. The plate length can be said to be the length in the direction perpendicular to the plate thickness direction of the plate material. In addition, the forming device is not limited to a press forming device, and may be, for example, a device using a robot arm or the like. For example, a robot arm may grasp the plate material and bend it while reducing its length. In this way, various forming devices may bend the plate material in a predetermined rotational direction while reducing its length with a compressive force corresponding to yield. By bending the plate material while reducing its length, i.e. while applying a compressive yield stress to the plate material, it is possible to more reliably bring the uneven stress distribution in the plate caused by bending closer to a uniform stress distribution. This makes it possible to precisely suppress the occurrence of springback.
また、本開示の技術は以下のようにも記載できる。本開示の方法は、成形装置を用いて板材（例えば８０、８１）を曲げる成形方法であって、成形装置が、板材の所定の端面（例えば先端面８１２ｂ）に対して、板材の板長が縮小する方向である圧縮方向の力で且つ板材に降伏応力を発生させる力である圧縮力（すなわち降伏圧縮力）を与えながら、曲げの回転軸線が圧縮方向に交差する方向に延びるように、板材を所定回転方向に曲げることを特徴とする。これによっても、上記同様の効果が発揮される。なお、板材の所定の端面は、先端面８１２ｂに限らない。
The technology of the present disclosure can also be described as follows. The method of the present disclosure is a forming method for bending a plate material (e.g., 80, 81) using a forming device, characterized in that the forming device bends the plate material in a predetermined rotational direction so that the axis of rotation of the bending extends in a direction intersecting the compression direction while applying a compressive force (i.e., yield compressive force) to a predetermined end face (e.g.,
また、本開示の技術は以下のようにも記載できる。本開示の方法は、板材を曲げるために成形装置を用いた成形方法であって、曲げ塑性変形により前記板材に発生する不均一な応力を、均一な圧縮応力に近づけるように、前記成形装置が、前記板材に対して、板長が縮小する方向の力を与えながら、前記板材を所定回転方向に曲げることを特徴とする（第１形態）。第１形態の成形方法において、前記成形装置は、前記板材の所定の端面に対して、降伏を生じる圧縮力を与えながら、前記板材を前記所定回転方向に曲げる（第２形態）。第１形態又は第２形態の成形方法において、前記板材は、天板部と前記天板部に対して前記所定回転方向に傾斜した斜壁部とを備える予備成形品であり、前記成形装置は、前記天板部を固定した状態で、前記斜壁部の先端面に前記斜壁部の板長が縮小する方向の力を加えながら、前記斜壁部を前記所定回転方向に曲げる。 The technology of the present disclosure can also be described as follows. The method of the present disclosure is a forming method using a forming device to bend a plate material, characterized in that the forming device bends the plate material in a predetermined rotation direction while applying a force to the plate material in a direction that reduces the plate length so that the non-uniform stress generated in the plate material due to bending plastic deformation approaches a uniform compressive stress (first form). In the forming method of the first form, the forming device bends the plate material in the predetermined rotation direction while applying a compressive force that causes yielding to a predetermined end face of the plate material (second form). In the forming method of the first or second form, the plate material is a preformed product having a top plate portion and an inclined wall portion inclined in the predetermined rotation direction relative to the top plate portion, and the forming device bends the inclined wall portion in the predetermined rotation direction while applying a force to the tip face of the inclined wall portion in a direction that reduces the plate length of the inclined wall portion with the top plate portion fixed.
１Ａ…プレス成形装置、１０Ａ…駆動装置、２Ａ…パンチ（金型部材）、２０…逃がし部、２ａ…頂面、２ｂ…肩面、２ｃ…側壁面、７０…突出部、７０ａ…押圧面、７１、７２…カムスライダ（突き当て部材）、４Ａ…押さえ部材、８０…板材、８１…予備成形品、８１１…天板部、８１２…斜壁部、８１２ａ…先端部、８１２ｂ…先端面、９…プレス成形品、９２…肩Ｒ部、９３…縦壁部。 1A...press molding device, 10A...driver, 2A...punch (die member), 20...relief portion, 2a...top surface, 2b...shoulder surface, 2c...side wall surface, 70...projection portion, 70a...pressing surface, 71, 72...cam slider (abutment member), 4A...pressing member, 80...plate material, 81...preliminary formed product, 811...top plate portion, 812...inclined wall portion, 812a...tip portion, 812b...tip surface, 9...press molded product, 92...shoulder R portion, 93...vertical wall portion.
Claims (10)
天板部と前記天板部に対して所定回転方向に傾斜した斜壁部とを備える予備成形品に対して、前記天板部を固定した状態で、前記天板部から前記斜壁部の先端面までの前記斜壁部の長さに相当する前記斜壁部の板長が縮小する方向の力である圧縮力を前記斜壁部の先端面に加えながら、前記斜壁部を前記所定回転方向に曲げる特定曲げ工程を含み、
さらに、板材を前記所定回転方向に曲げて前記予備成形品を成形する予備曲げ工程を含み、
前記特定曲げ工程は、前記予備成形品から、前記天板部、前記天板部から湾曲した肩Ｒ部、及び前記天板部から前記肩Ｒ部を介して連続する縦壁部を備えるプレス成形品を成形するために、前記天板部を固定した状態で、前記斜壁部の先端面に前記圧縮力を加えながら、前記斜壁部を前記所定回転方向に曲げて前記肩Ｒ部及び前記縦壁部を成形する工程であり、
前記プレス成形装置は、
前記天板部に対応する頂面、前記肩Ｒ部に対応する肩面、及び前記縦壁部に対応する側壁面を有する金型部材と、
前記頂面に対向するように、前記頂面の所定方向の一方側に配置された押さえ部材と、
前記側壁面に対向し、前記縦壁部に対応する突き当て部材と、
前記突き当て部材を前記所定方向に交差する方向に移動させる駆動装置と、
を備え、
前記突き当て部材のうち前記縦壁部の先端位置に対応する位置には、前記金型部材に向けて突出した突出部が形成され、
前記特定曲げ工程では、
前記予備成形品の前記天板部が前記頂面と前記押さえ部材とにより挟み込まれた状態で、且つ前記突出部の前記所定方向の一方側の面である押圧面に前記斜壁部の先端面が当接した状態で、前記駆動装置が前記突き当て部材を前記側壁面に向けて移動させる、
プレス成形方法。 A press molding method using a press molding apparatus,
The method includes a specific bending process for bending a preform having a top plate portion and an inclined wall portion inclined in a predetermined rotation direction with respect to the top plate portion in a fixed state while applying a compressive force to a tip surface of the inclined wall portion in a direction in which a plate length of the inclined wall portion corresponding to a length of the inclined wall portion from the top plate portion to a tip surface of the inclined wall portion is reduced, the specific bending process being performed in such a manner that the inclined wall portion is bent in the predetermined rotation direction,
The method further includes a pre-bending step of bending a plate material in the predetermined rotation direction to form the pre-formed product,
The specific bending process is a process for forming, from the preliminary formed product, a press-formed product including the top plate portion, a shoulder R portion curved from the top plate portion, and a vertical wall portion continuing from the top plate portion via the shoulder R portion, by bending the inclined wall portion in the predetermined rotation direction while applying the compressive force to a tip face of the inclined wall portion with the top plate portion fixed, the shoulder R portion and the vertical wall portion;
The press molding apparatus is
a die member having a top surface corresponding to the top plate portion, a shoulder surface corresponding to the shoulder R portion, and a side wall surface corresponding to the vertical wall portion;
A pressing member disposed on one side of the top surface in a predetermined direction so as to face the top surface;
abutting member facing the side wall surface and corresponding to the vertical wall portion;
A drive device that moves the abutment member in a direction intersecting the predetermined direction;
Equipped with
A protrusion protruding toward the die member is formed at a position of the abutting member corresponding to a tip position of the vertical wall portion,
In the specific bending process,
the driving device moves the abutting member toward the side wall surface while the top plate portion of the preform is sandwiched between the top surface and the pressing member and while a tip surface of the inclined wall portion abuts against a pressing surface that is a surface on one side of the protrusion in the predetermined direction;
Press molding method.
前記特定曲げ工程では、
前記予備成形品の前記天板部が前記頂面と前記押さえ部材とにより挟み込まれた状態で、且つ前記突出部の前記押圧面に前記斜壁部の先端面が当接した状態で、前記駆動装置が前記突き当て部材を前記側壁面に向けて移動させ、前記突出部を前記逃がし部に進入させる、
請求項１に記載のプレス成形方法。 A relief portion into which the protrusion can enter is formed in a portion of the mold member corresponding to the protrusion,
In the specific bending process,
In a state in which the top plate portion of the preform is sandwiched between the top surface and the pressing member and in a state in which the tip surface of the inclined wall portion is in contact with the pressing surface of the protruding portion, the driving device moves the abutting member toward the side wall surface, and causes the protruding portion to enter the relief portion.
The press molding method according to claim 1 .
請求項２に記載のプレス成形方法。 In the preliminary bending step, a tip end portion of the inclined wall portion is bent in the predetermined rotation direction so that a tip end surface of the inclined wall portion faces the other side of the predetermined direction.
The press molding method according to claim 2 .
請求項１～３の何れか一項に記載のプレス成形方法。 In the specific bending process, the compressive force is applied to the tip surface of the inclined wall portion such that an average pressure applied to the tip surface of the inclined wall portion reaches a yield stress of the inclined wall portion.
The press molding method according to any one of claims 1 to 3 .
前記特定曲げ工程が実行される前の前記斜壁部の板長は、前記特定曲げ工程が実行された後の前記斜壁部の板長よりも大きい、
請求項１に記載のプレス成形方法。 The preform is provided with a compression allowance that is compressed by the compression force,
The plate length of the inclined wall portion before the specific bending process is performed is greater than the plate length of the inclined wall portion after the specific bending process is performed.
The press molding method according to claim 1 .
前記斜壁部の板長は、前記肩Ｒ部及び前記縦壁部の板長よりも大きい、
請求項１～３の何れか一項に記載のプレス成形方法。 The plate material is provided with a compression allowance that is compressed by the compression force,
The plate length of the inclined wall portion is greater than the plate lengths of the shoulder R portion and the vertical wall portion.
The press molding method according to any one of claims 1 to 3 .
前記天板部に対応する頂面、前記肩Ｒ部に対応する肩面、及び前記縦壁部に対応する側壁面を有する金型部材と、
前記頂面に対向するように、前記頂面の所定方向の一方側に配置された押さえ部材と、
前記側壁面に対向し、前記縦壁部に対応する突き当て部材と、
前記突き当て部材を前記所定方向に交差する方向に移動させる駆動装置と、
を備え、
前記突き当て部材のうち前記縦壁部の先端位置に対応する位置には、前記金型部材に向けて突出した突出部が形成され、
前記突出部は、前記斜壁部を曲げて前記肩Ｒ部及び前記縦壁部を成形する際に、前記突出部の前記所定方向の一方側の面である押圧面が、前記斜壁部の先端面に当接するように形成されている、
プレス成形装置。 A press molding apparatus for molding a press-formed product from a preform having a top plate portion and an inclined wall portion inclined relative to the top plate portion, the press-formed product including a top plate portion, a shoulder R portion curved from the top plate portion, and a vertical wall portion continuing from the top plate portion via the shoulder R portion,
a die member having a top surface corresponding to the top plate portion, a shoulder surface corresponding to the shoulder R portion, and a side wall surface corresponding to the vertical wall portion;
A pressing member disposed on one side of the top surface in a predetermined direction so as to face the top surface;
abutting member facing the side wall surface and corresponding to the vertical wall portion;
A drive device that moves the abutment member in a direction intersecting the predetermined direction;
Equipped with
A protrusion protruding toward the die member is formed at a position of the abutting member corresponding to a tip position of the vertical wall portion,
The protruding portion is formed such that, when the inclined wall portion is bent to form the shoulder R portion and the vertical wall portion, a pressing surface which is a surface on one side of the protruding portion in the predetermined direction comes into contact with a tip surface of the inclined wall portion.
Press forming equipment.
前記予備成形品の前記天板部が前記頂面と前記押さえ部材とで挟み込まれた状態で、且つ前記斜壁部の先端面が前記突出部の前記押圧面に当接した状態で、前記突き当て部材を前記側壁面に向けて移動させ、
前記突出部の前記押圧面は、前記突き当て部材の移動に伴い、前記斜壁部の先端面に対して、前記天板部から前記斜壁部の先端面までの前記斜壁部の長さに相当する前記斜壁部の板長が縮小する方向に力を加えるように形成されている、
請求項７に記載のプレス成形装置。 The drive device is
a pressing member is moved toward the side wall surface while the top plate portion of the preform is sandwiched between the top surface and the pressing member and while a tip surface of the inclined wall portion is in contact with the pressing surface of the protruding portion;
The pressing surface of the protrusion is formed to apply a force to the tip surface of the inclined wall portion in a direction in which a plate length of the inclined wall portion, which corresponds to the length of the inclined wall portion from the top plate portion to the tip surface of the inclined wall portion, is reduced in accordance with the movement of the abutting member.
The press forming apparatus according to claim 7 .
前記駆動装置は、
前記予備成形品の前記天板部が前記頂面と前記押さえ部材とで挟み込まれた状態で、且つ前記斜壁部の先端面が前記突出部の前記押圧面に当接した状態で、前記突き当て部材を前記側壁面に向けて移動させ、前記突出部を前記逃がし部に進入させる、
請求項８に記載のプレス成形装置。 a relief portion into which the protrusion can enter is formed in a portion of the die member corresponding to the protrusion,
The drive device is
a pressing member for pressing the top plate portion of the preform between the top surface and the pressing member and a tip end surface of the inclined wall portion in contact with the pressing surface of the protruding portion, the pressing member is moved toward the side wall surface, and the protruding portion is caused to enter the relief portion.
The press forming apparatus according to claim 8 .
請求項７～９の何れか一項に記載のプレス成形装置。 The abutting member is a cam slider that moves in conjunction with the movement of the cam driver.
The press molding apparatus according to any one of claims 7 to 9 .
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