KR20180102607A - Manufacturing method of press molded article - Google Patents
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Abstract
길이 방향을 따라 만곡한 천판부 및 플랜지부와 플랜지부의 길이 방향 단부에 종벽부를 가지는 부품에 대하여, 형상 동결성이 뛰어난 프레스 성형품의 제조 방법을 제공한다. 천판부(1)와 플랜지부(2)가 측벽부(3)를 통하여 폭 방향으로 연속하고 있음과 동시에, 천판부(1) 및 플랜지부(2)가 길이 방향을 따라 천판부(1) 측으로 볼록해지도록 만곡하고, 천판부(1)의 길이 방향 단부에 천판부(1)보다도 폭 방향의 치수가 큰 장출부(5)가 연속하고, 또한 플랜지부(2)의 길이 방향 단부에 연속하여 천판부(1) 측으로 입상하여 상단이 장출부(5)에 연속하는 종벽부(6)를 가지는 제품 형상으로, 금속판을 프레스 성형에 의해 제조할 때에, 플랜지부(2)의 길이 방향 단부와 종벽부(6)의 연속 부분의 선 길이를 제품 형상에서의 선 길이보다도 짧게 한 형상으로 예비 성형한 후에, 목적으로 하는 제품 형상으로 프레스 성형한다.Provided is a method for manufacturing a press-molded product excellent in shape-moldability with respect to a top plate part and a flange part bent along the longitudinal direction and a part having a longitudinal wall part at the longitudinal end of the flange part. The top plate portion 1 and the flange portion 2 are continuous in the width direction through the side wall portion 3 and the top plate portion 1 and the flange portion 2 are arranged on the top plate portion 1 side along the longitudinal direction And a protrusion 5 having a larger dimension in the width direction than the top plate portion 1 is continuous to the end portion in the longitudinal direction of the top plate portion 1 and continuous to the longitudinal end portion of the flange portion 2 The flange portion 2 is formed into a product shape having a vertical wall portion 6 that is continuous with the projecting portion 5 and has an upper end standing on the top plate portion 1 side, Molded in a shape in which the line length of the continuous portion of the wall portion 6 is shorter than the line length in the product shape, and then press-molded into the desired product shape.
Description
본 발명은, 금속판을, 길이 방향을 따라 만곡한 천판부(天板部) 및 플랜지부를 가지는 해트형 단면의 제품 형상으로 프레스 성형하여 프레스 성형품을 제조하는 기술에 관하여, 플랜지부의 길이 방향 단부(端部)에 천판부 측으로 입상(立上)한 종벽부를 가지는 제품 형상으로 금속판을 프레스 성형하는 경우에 유효한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for producing a press-formed article by press-molding a metal plate into a product shape of a hat-shaped cross section having a top plate portion and a flange portion bent along the longitudinal direction, The present invention relates to a technique that is effective when a metal plate is press-formed in a product shape having a vertical wall portion rising up to the top plate side at an end portion thereof.
최근, 자동차 차체의 충돌 안전성 향상과 경량화를 양립시키기 위해, 차체 구조 부품에 대하여 590MPa 이상의 하이텐재(High Tensile Strength Steel)의 적용이 진행되고 있다. 590MPa 이상의 하이텐재는 항복 강도나 인장 강도가 높기 때문에, 프레스 성형을 실시하는데 있어서, 스프링 백 등의 성형 불량이 과제가 된다.BACKGROUND ART In recent years, application of high tensile strength steel of 590 MPa or more to vehicle body structural parts has been progressing in order to achieve improvement of collision safety of an automobile body and weight reduction. Since a high-tensile material of 590 MPa or higher has a high yield strength or tensile strength, molding defects such as springback become a problem in performing press forming.
차체 구조 부품에 이용되는 프레스 성형품의 하나로서, B 필러 아우터가 있다. 이러한 부품은, 길이 방향으로 소정의 곡률 반경으로 천판부 측으로 만곡한 만곡 부분을 가지는 천판부 및 플랜지부와, 길이 방향 단부 측에 천판부와 플랜지부를 연결하는 종벽부를 가지고, 상기 만곡 부분이 상기 종벽부에 대향하여 연재(延在)하는 해트형 단면(斷面)으로 되어 있는 해트형 단면 부품이다. 이러한 해트형 단면 부품에 금속판을 단순히 프레스 성형한 경우, 금형의 성형 하사점(下死點)에서 천판부에 인장 응력이 발생함과 동시에 플랜지부에 압축 응력이 발생하고, 이들의 응력차에 의해 스프링 백(캠버 백)이 발생한다. 이러한 부품으로의 성형에 하이텐재로 이루어지는 금속판을 적용한 경우, 상술한 하사점에서의 응력차가 커져, 스프링 백이 증가한다라는 과제가 있다.BACKGROUND ART [0002] One of the press-molded articles used for a vehicle structural component is a B-pillar outer. Such a component includes a top plate portion and a flange portion having a curved portion curved toward the top plate portion with a predetermined radius of curvature in the longitudinal direction and a vertical wall portion connecting the top plate portion and the flange portion to the longitudinal end side, And is a hat-shaped cross-section having a hat-shaped cross-section extending opposite to the longitudinal wall. When the metal plate is simply press-molded on such hat-shaped end face parts, tensile stress is generated in the top plate at the bottom dead center of the mold, and at the same time, compressive stress is generated in the flange portion. Springback (camber back) occurs. When a metal plate made of a high-tensile material is used for forming such a component, there is a problem that a stress difference at the bottom dead center increases and springback increases.
이러한 스프링 백을 억제하는 종래 기술로서는, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기재된 기술이 있다.As a conventional technique for suppressing such springback, there is a technique described in
특허문헌 1에 기재된 프레스 성형 방법은, 길이 방향의 면 내에서 만곡한 형상을 가지는 프레스 성형품으로 성형하는 방법이다. 특허문헌 1에 기재된 프레스 성형 방법에서는, 프레스 성형품에 형성되는 복수 만곡부 중, 적어도 하나의 만곡부에 관하여, 제1 성형 공정에 있어서 곡률 반경이 최종 제품의 곡률 반경보다도 작아지도록 성형해 두고, 제2 성형 공정에 있어서, 제1 성형 공정에서 얻어진 부품의 곡률 반경보다도 큰 곡률 반경으로서 성형한다. 이에 의해, 특허문헌 1에서는, 제1 성형 공정에서 발생하는 응력을 제2 성형 공정에서 발생하는 응력으로 캔슬하는 것에 의해, 스프링 백을 억제한다.The press molding method disclosed in
특허문헌 2에 기재된 프레스 성형 방법은, コ자형 또는 해트형의 단면으로, 길이 방향으로 만곡한 형상을 가지는 프레스 성형품으로 성형하는 방법이다. 특허문헌 2에 기재된 프레스 성형 방법에서는, 제1 성형 공정에 있어서 제품 형상과 동일 곡률이고, 또한 제품 형상보다 폭을 작게 하여 성형하고, 제2 성형 공정에 있어서 제1 성형 공정에 있어서의 폭보다 크게, 곡률 반경을 변경하지 않고 성형한다. 이에 의해, 특허문헌 2에서는, 제1 성형 공정에서 발생하는 응력을 제2 성형 공정에서 발생하는 응력으로 캔슬하는 것에 의해, 스프링 백을 억제한다.The press forming method disclosed in
그러나, 특허문헌 1에 기재된 프레스 성형 방법에서는, 제1 성형 공정에 있어서, 제품 형상보다도 선 길이를 길게 하여 성형한다. 이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 프레스 성형 방법은, 길이 방향으로 만곡한 해트형 단면 부품에 프레스 성형할 때의 압축 응력이 발생하는 플랜지 영역에는 적용할 수 없고, 스프링 백을 억제하는 것은 불가능하다.However, in the press forming method described in
또한 특허문헌 2에 기재된 프레스 성형 방법에서는, 제1 성형 공정과 제2 성형 공정의 폭이 상이하다. 이 때문에, 제2 성형 공정에 있어서 제1 성형 공정에서 성형되었을 때의 펀치 어깨의 굽힘 자국이 남아, 열림량에 악영향을 줄 가능성이 있다.In the press forming method described in
본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 길이 방향을 따라 만곡한 천판부 및 플랜지부와, 플랜지부의 길이 방향 단부에 종벽부를 가지는 부품에 대하여, 형상 동결성이 뛰어난 프레스 성형품을 제조 가능한 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a press-formed product excellent in shape-formability for a top plate portion and a flange portion bent along the longitudinal direction and a component having a vertical wall portion at the longitudinal end portion of the flange portion And to provide a possible production method.
과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 의하면, 천판부와 플랜지부가 측벽부를 통하여 폭 방향으로 연속하고 있음과 동시에, 상기 천판부 및 상기 플랜지부가 길이 방향을 따라 상기 천판부 측으로 볼록해지도록 만곡하고, 상기 천판부의 길이 방향 단부에 상기 천판부보다도 폭 방향의 치수가 큰 장출부(張出部)가 연속하고, 또한 상기 플랜지부의 길이 방향 단부에 연속하여 상기 천판부 측으로 입상하여 상단이 상기 장출부에 연속하는 종벽부를 가지는 제품 형상으로, 금속판을 프레스 성형하여 제조할 때에, 상기 플랜지부의 길이 방향 단부와 상기 종벽부의 연속 부분의 선 길이를 상기 제품 형상에서의 선 길이보다도 짧게 한 형상으로 예비 성형하는 제1 공정과, 상기 제1 공정의 후에, 목적으로 하는 상기 제품 형상으로 프레스 성형하는 제2 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an airbag apparatus comprising a top plate and a flange portion extending in a width direction through a side wall portion, Wherein a top end portion of the top plate portion is continuous with a longitudinal end portion of the top plate portion having a larger dimension in the width direction than the top plate portion, In a product shape having a continuous vertical wall portion to the extruding portion and having a shape in which the line length of the longitudinal portion of the flange portion and the continuous portion of the longitudinal wall portion is shorter than the line length of the product shape A first step of preliminarily molding the first product, and a second step of preliminarily molding the product, Process.
본 발명의 일 태양(態樣)에 의하면, 제1 공정에서 플랜지부의 길이 방향 단부와 종벽부의 연속 부분의 선 길이를 짧게 한 부품 형상으로 예비 성형을 실시함으로써, 길이 방향을 따라 만곡한 해트형 단면 부품의 스프링 백을 저감할 수 있는 점에서, 목표로 하는 부품 형상에 가까운 고정밀 해트형 단면이고 또한 길이 방향으로 만곡을 가지는 형상의 제품 형상으로 이루어지는 프레스 성형품을 얻을 수 있는 점에서, 본 발명의 방법은 형상 동결성이 뛰어나다.According to an aspect of the present invention, in the first step, preforming is performed in a component shape in which the lengths of the continuous portions of the longitudinal end portion and the longitudinal wall portion of the flange portion are shortened, It is possible to obtain a press-molded article having a high-precision hat-shaped cross section close to the target component shape and a product shape having a curvature in the longitudinal direction in that the spring back of the cross section can be reduced. The method is excellent in shape fixation.
이 결과, 본 발명의 일 태양에 의하면, 치수 정밀도가 높은 부품을 얻을 수 있고, 제품 수율의 향상으로 연결된다. 또한, 해트형 단면 형상의 부품을 이용하여 차체 구조 부품으로 할 때에, 부품의 조립을 용이하게 실시하는 것이 가능하게 된다.As a result, according to one aspect of the present invention, parts having high dimensional accuracy can be obtained, leading to improvement in product yield. Further, when the vehicle body structural component is made of a hat-shaped cross-sectional component, it is possible to easily assemble the component.
[도 1] 해트형 단면 부품에 있어서의 스프링 백을 설명하는 개략도이다.
[도 2] 본 발명에 근거하는 실시 형태에 관련되는 제품 형상을 나타내는 모식도이며, (a)가 사시도이고, (b)가 측면도이다.
[도 3] 본 발명에 근거하는 실시 형태에 관련되는 프레스 성형품의 제조 방법의 공정을 나타내는 도면이다.
[도 4] 연속 부분을 설명하기 위한, 플랜지부와 종벽부의 관계를 나타내는 측방에서 보았을 때의 개념도이며, (a)가 전체도, (b)가 그 전체도 중, 연속 부분을 확대한 도면이다.
[도 5] 제1 공정 후의 상태를 해석한 응력 분포를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view for explaining springback in a hat-shaped cross-sectional part.
2 is a schematic view showing a product shape according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a perspective view and (b) is a side view.
3 is a view showing a step of a method of manufacturing a press-molded article according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a conceptual view showing a relationship between a flange portion and a vertical wall portion for explaining a continuous portion, and Fig. 6 (a) is an overall view, and Fig. .
5 is a view showing a stress distribution in which the state after the first step is analyzed.
이하, 본 발명에 따른 실시 형태에 관하여, 도면을 참조하여 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
천판부(1)의 폭 방향 양측이 측벽부(3)를 통하여 플랜지부(2)에 연속하고 있는 해트형 단면 부품으로서, 길이 방향을 따라 천판부(1) 측이 볼록해지도록 만곡한 해트형 단면 부품으로, 블랭크재로 이루어지는 금속판을 프레스 성형하면, 도 1(a)에 나타내듯이, 만곡 부분의 천판부(1)에 있어서 인장 잔류 응력이 발생함과 동시에, 플랜지부(2)에 있어서 압축 잔류 응력이 발생한다. 그리고, 프레스 금형으로부터 부품을 떼내어, 이들의 응력이 개방되는 것에 의해, 도 1(b)에 나타내는 것 같은 스프링 백이 발생한다. 이때, 금속판의 재료 강도의 증가에 따라, 이 잔류 응력이 증가하여, 스프링 백량이 커지는 경향이 있다. 즉, 590MPa 이상의 하이텐재를 금속판으로서 채용하면 스프링 백이 커진다.A hat-shaped cross-sectional part in which both sides in the width direction of the top plate section (1) are continuous to the flange section (2) through the side wall section (3), and a hat-shaped cross section bent so as to be convex on the top plate section 1 (a), tensile residual stress is generated in the
본 실시 형태에 따른 프레스 성형품의 제조 방법에서는, 평판 모양의 금속판에 대하여 예비 성형(제1 공정)을 실시한 후에, 본 성형인 프레스 성형(제2 공정)을 실시함으로써, 프레스 성형에 의한 형상 동결성을 향상시킨다.In the method of manufacturing a press-molded article according to the present embodiment, after the plate-shaped metal plate is subjected to the preliminary forming (first step) and then the press forming (the second step) .
여기서, 본 실시 형태가 목적으로 하는 프레스 성형에 의해 제조하는 제품 형상은, 도 2에 나타내듯이, 본체부(4)와, 그 본체부(4)의 길이 방향 단부에 형성된 장출부(5)를 가진다.2, the product shape produced by the press molding aimed at by the present embodiment has a
본체부(4)는, 천판부(1)와 플랜지부(2)가 측벽부(3)를 통하여 폭 방향으로 연속하여 해트형 단면의 부품으로 되어 있음과 동시에, 천판부(1) 및 플랜지부(2)가 길이 방향을 따라 천판부(1) 측으로 볼록해지도록 만곡한 형상으로 되어 있다.The
또한, 장출부(5)는, 천판부(1)의 길이 방향 양단부에 연속하여 형성된다. 각 장출부(5)의 폭은, 천판부(1)의 폭보다도 폭 방향의 치수가 큰 점에서, 상면 시점에 있어서 제품 형상의 길이 방향 단부 측의 천판면이, L자 형상 혹은 T자 형상으로 되어 있다. 도 2에서는, T자 형상의 경우를 예시하고 있다. 또한 플랜지부(2)의 길이 방향 단부에 종벽부(6)의 하단부가 연속하고 있다. 그 종벽부(6)는, 천판부(1) 측으로 입상하고, 그 상단이 상기 장출부(5)에 연속한다. 상기 형상에 의해, 종벽부(6)에 대하여, 만곡 부분을 가지는 본체부(4)가 수직 방향 측으로 연재된다. 즉, 본체부(4)의 길이 방향에 대향하도록 종벽부(6)가 입상한 형상으로 되어 있다. 길이 방향 일측에만 종벽부(6)가 존재하는 형상이어도 된다.In addition, the projecting
또한, L자 형상의 경우에는, 폭 방향의 일측에만 종벽부(6)가 존재하거나, 혹은 한쪽의 종벽부(6)는 장출부(5)에 접속하지 않은 구조로 되어 있다.In the case of the L-shaped configuration, the
그리고, 본 실시 형태의 프레스 성형품의 제조 방법은, 금속판을 상기의 제품 형상으로 성형하기 위한 가공으로서, 도 3에 나타내듯이, 예비 성형(제1 공정)과, 본 성형(제2 공정)을 가진다. 프레스 성형품의 제조를 위한 프레스 공정을 2단계의 다공정으로 함으로써, 제품의 스프링 백 억제 등의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.The manufacturing method of the press-molded article of the present embodiment is a process for molding the metal plate into the product shape as described above, and has preforming (first step) and main molding (second step) as shown in Fig. 3 . By making the pressing step for manufacturing the press-molded article a two-step multi-step process, it is possible to improve dimensional accuracy such as suppression of springback of the product.
여기서, 플랜지 외주(外周)를 트림(trim)하는 트림 가공(도시하지 않음)을 가진다. 트림 가공은, 제1 공정 전에 실시해도 되고, 제1 공정과 제2 공정의 사이에 실시해도 되고, 제2 공정 후에 실시해도 된다. 본 실시 형태에서는, 트림 가공을 제1 공정에서의 프레스 가공 후에 실시하는 경우로 설명한다. 이 경우, 중간 부품은, 플랜지 외주의 트림 가공이 실시된 상태의 부품이 된다.Here, it has a trim process (not shown) for trimming the outer periphery of the flange. The trimming may be carried out before the first step, between the first step and the second step, or after the second step. In the present embodiment, the case where the trim process is performed after the press process in the first process will be described. In this case, the intermediate part becomes a part in which the trim process of the flange outer periphery is performed.
제1 공정은, 플랜지부(2)의 길이 방향 단부와 종벽부(6)의 연속 부분의 선 길이를 제품 형상에서의 선 길이보다도 짧게 한 이외는, 목적으로 하는 제품 형상과 동일한 부품 형상으로 예비 성형하는 공정이다.The first step is the same as the intended product shape except that the length of the longitudinal direction end portion of the
여기서, 도 2와 같이, 플랜지부(2)의 길이 방향 단부가 좌우 양측에 있는 경우에는, 양단부에 각각 상기 선 길이를 짧게 하는 예비 성형을 적용해도 되지만, 본체부(4)의 만곡에 의한 변형의 영향이 큰 쪽의 길이 방향 단부 측만 선 길이를 짧아지도록, 예비 성형을 실시해도 된다.2, when the lengthwise end portions of the
도 4는, 측면 시점에서의 플랜지부(2), 종벽부(6), 및 장출부(5)의 프로필을 모식적으로 나타낸 도면이다. 연속 부분이란, 플랜지부(2)와 종벽부(6)의 접속부(S) 및 그 전후 위치를 나타내고, 연속 부분에는, 접속부(S)에 연속하는 플랜지부(2)의 길이 방향 단부의 일부가 적어도 포함된다.4 is a diagram schematically showing profiles of the
도 4(b)에 있어서, 제1 공정에서의 성형 후의 연속 부분을 L2로 나타내고, 대응하는 위치의 제2 공정에서의 성형 후의 연속 부분을 L1로 나타내고 있다. 이 예에서는, 예비 성형시에, 접속부(S)에서의 아르(곡률 반경)를 크게 함으로써 연속 부분의 선 길이를 짧게 설정한 경우의 예이다. 또한, 도 4(b)에 있어서, 일점 쇄선은, 제2 공정 후의 형상을 나타내고, 도 4(b)에서는, L1, L2로 연속 부분의 위치와 길이(선 길이)를 나타내고 있다.In Fig. 4 (b), the continuous portion after molding in the first step is denoted by L2, and the continuous portion after molding in the second step of the corresponding position is denoted by L1. In this example, arrays (radius of curvature) in the connecting portion S are increased in preforming to set the line length of the continuous portion to be shorter. 4 (b), the one-dot chain line shows the shape after the second step, and in FIG. 4 (b), L1 and L2 indicate the position and length (line length) of the continuous portion.
제1 공정에서의 예비 성형은, 예를 들면 드로(draw) 성형이나 폼(form) 성형에 의해 실시하면 된다.The preforming in the first step may be carried out, for example, by draw molding or form molding.
또한 본 실시 형태에서는, 제1 공정에서의 상기 프레스 성형 후에, 플랜지 외주의 트림 가공을 실시한다. 트림 가공에는, 전단 가공이나 레이저 절단 가공 등의 공지의 가공 방법을 채용하면 된다.Further, in the present embodiment, after the press molding in the first step, the outer periphery of the flange is trimmed. For the trimming, a known processing method such as shearing or laser cutting may be employed.
제2 공정은, 제1 공정에서 예비 성형된 부품 형상을 목적의 제품 형상으로 프레스 성형하는 본 성형의 공정이다. 제2 공정에 있어서의 제품 형상으로의 성형은, 예를 들면 공지의 가공 방법인 리스트라이크(restrike) 가공을 채용하면 된다.The second step is a main molding step in which the preformed part shape in the first step is press molded into the desired product shape. The molding in the product shape in the second step may be carried out, for example, by a known restriking process.
이상의 프레스 성형품의 제조 방법에 있어서는, 스프링 백을 저감시키기 위해, 제1 공정에서, 플랜지부(2)의 길이 방향 단부와 해당 플랜지부(2)의 단부에 교차하는 종벽부(6)를 연결하는 연속 부분의 선 길이를, 제품에서의 선 길이보다도 짧게 성형하고, 제2 공정에서, 제1 공정에서 얻어진 부품 형상을 제품 형상으로 성형하여 목적의 프레스 성형품으로 제조한다. 이에 의해, 제2 공정에서 플랜지부(2)에 대해 장력이 가해짐으로써, 플랜지부(2)의 압축 응력이 저감한다. 이 결과, 본 실시 형태에서는, 제품 형상의 동결성이 향상하여, 프레스 성형 후의 스프링 백을 억제하는 것이 가능하게 된다.In order to reduce the spring back, the
본 실시 형태의 프레스 성형품의 제조 방법은, 금속판으로서 590MPa 이상의 하이텐재를 대상으로 한 경우에 적합하지만, 금속판은, 강판이나 알루미늄판 등을 이용해도 된다.The method of producing a press-molded article of this embodiment is suitable for a case where a high-tensile material of 590 MPa or more is used as a metal plate, but a metal plate may be a steel plate or an aluminum plate.
예비 성형(제1 공정)에 있어서 제품 형상에 대하여 연속 부분의 선 길이를 짧게 하면, 스프링 백 억제의 효과는 있지만, 그 짧게 하는 선 길이는 예를 들면, 다음과 같이 하여 구하면 된다.In the preliminary forming (first step), if the line length of the continuous portion is shortened with respect to the product shape, the springback suppression effect is obtained, but the shorter line length can be obtained, for example, as follows.
금속판을 프레스로 제품 형상으로 하는 시뮬레이션 해석(응력 해석 등의 CAE 해석)을 컴퓨터로 실시함으로써, 플랜지부(2)의 만곡 부분에 발생하는 길이 방향 압축 응력 영역에서의 상기 길이 방향의 선 길이 Lo와 길이 방향 평균 변형량 εo를 구한다.(The CAE analysis such as the stress analysis) in which the metal plate is made into a product shape by pressing is performed by a computer to calculate the line length Lo in the longitudinal direction compressive stress region generated in the curved portion of the
도 5에 금속판을 목적의 제품 형상으로 프레스 성형한 때에 있어서의 하사점에서의, 플랜지부(2)에 발생하는 길이 방향 압축 응력 분포의 모식도를 나타낸다. 도 5 중, 해칭 위치가 소정 이상의 압축 응력이 발생하고 있는 영역이다. 그리고, 길이 방향 압축 응력 영역은, 만곡의 정점을 포함한 압축 응력 영역에서, 압축 응력이 발생하고 있는 길이 방향의 영역이다.Fig. 5 is a schematic view of the longitudinal compressive stress distribution occurring in the
그리고, 연속 부분에 있어서의, 제품 형상에서의 선 길이를 L1, 상기 예비 성형 후의 선 길이를 L2라고 정의한 경우, 최저한 짧게 성형한 쪽이 바람직한 선 길이 단축분 ΔL은 ΔL=Lo×εo로 표시된다. 따라서 예를 들면, 하기 (1)식을 만족하도록, 예비 성형에 있어서 선 길이를 짧게 하는 양을 설정한다.When the line length in the product shape in the continuous portion is defined as L1 and the line length after the preliminary molding is defined as L2, the line length shortening portion? L is preferably represented by? L = Lo x? do. Therefore, for example, an amount to shorten the line length in preforming is set so as to satisfy the following expression (1).
L1-L2≥Lo×εo‥‥(1)L1-L2? Lo x? O (1)
바람직하게는, 하기 (2)식을 만족하도록 선 길이를 짧게 하는 것이 바람직하다.Preferably, the line length is shortened to satisfy the following expression (2).
(Lo×εo)≤L1-L2≤3×(Lo×εo)‥‥(2)(Lo x? O)? L1-L2? 3 (Lo x? O) (2)
여기서, ΔL(=L1-L2)가 ΔLo보다도 작은 경우, 제2 공정에 있어서, 플랜지부(2)에 충분한 장력이 가해지지 않기 때문에 압축 응력이 저감하지 않고, 스프링 백이 충분히 억제되지 않을 우려가 있다.Here, when? L (= L1-L2) is smaller than? Lo, sufficient stress is not applied to the
한편, ΔL가 3×ΔLo보다도 큰 경우, 제2 공정에 있어서, 플랜지부(2)에 발생하는 장력이 과대하게 되어, 균열이 발생할 가능성이 있다.On the other hand, if DELTA L is larger than 3 x DELTA Lo, the tensile force generated in the
여기서, 균열을 고려하면, (Lo×εo)≤L1-L2≤3×(Lo×εo)의 범위가 바람직하다.Here, considering the cracks, a range of (Lo x? O)? L1-L2? 3x (Lo x? O) is preferable.
이상과 같이, 본 실시 형태의 프레스 성형품의 제조 방법에 의하면, 플랜지부(2)의 길이 방향 단부와 종벽부(6)의 연속 부분의 선 길이를 짧게 한 부품 형상으로 예비 성형을 실시함으로써, 길이 방향으로 만곡한 해트형 단면 부품의 스프링 백을 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 목표로 하는 부품 형상에 가까운 고정밀도의 해트형 단면이고 또한 길이 방향으로 만곡을 가지는 형상의 제품 형상으로 이루어지는 프레스 부품을 얻을 수 있으므로, 본 실시 형태의 제조 방법은 형상 동결성이 뛰어나다.As described above, according to the method of producing a press-molded article of the present embodiment, preforming is performed in a component shape in which the lengths of the longitudinal end portion of the
이 결과, 본 실시 형태에 의하면, 치수 정밀도가 높은 부품을 얻을 수 있고, 제품 수율의 향상으로 이어진다. 또한, 본 실시 형태에 의하면, 해트형 단면 형상의 부품을 이용하여 차체 구조 부품으로 할 때에, 부품의 조립을 용이하게 실시하는 것이 가능하게 된다.As a result, according to the present embodiment, parts having high dimensional accuracy can be obtained, leading to improvement in product yield. Further, according to the present embodiment, it is possible to easily assemble parts when the automobile structural component is made of a hat-shaped cross-sectional part.
실시예Example
본 발명에 따른 프레스 성형 방법을 이용한 프레스 성형품의 제조 방법에 의한 스프링 백 억제 효과를 확인하기 위해, 유한요소법(FEM)에 의한 프레스 성형 해석 및 스프링 백 해석을 실시했다.In order to confirm the springback suppression effect by the press molded product manufacturing method using the press molding method according to the present invention, press molding analysis and spring back analysis by the finite element method (FEM) were carried out.
그 결과에 관하여 이하에 설명한다.The results will be described below.
본 실시예에서는 도 2에 나타내는 길이 방향을 따라 만곡한 해트형 단면 부품을 목적으로 하는 제품 형상으로서, 프레스 성형하는 경우를 대상으로 했다.In the present embodiment, a hat-shaped cross-sectional part curved along the longitudinal direction shown in Fig. 2 was used as a product shape intended for press molding.
또한, 프레스 성형에 사용하는 금속판은 판 두께 t=1.4mm로서, 인장 강도가 590MPa급∼1470MPa급의 강판으로 했다.The metal plate used for press forming was a steel sheet having a plate thickness t of 1.4 mm and a tensile strength of 590 MPa to 1470 MPa.
본 실시예에서는, 제1 공정에서 사용하는 금형의 다이에 있어서의 연속 부분을 성형하는 아르 형상을, 제2 공정에서 사용하는 금형의 다이에 있어서의 연속 부분을 성형하는 아르 형상보다도 곡률 반경이 커지도록 설정함으로써, 제1 공정에서의 선 길이 단축분 ΔL(=L1-L2)를, ΔLo 혹은 3·ΔLo의 어느 하나로 변경했다.In this embodiment, the arcuate shape for forming the continuous portion of the die of the mold used in the first step is larger than the arcuate shape for forming the continuous portion of the die of the mold used in the second step , The line length shortening amount? L (= L1-L2) in the first step is changed to either? L0 or 3? L0.
종래법에서는, 제1 공정을 실시하는 일 없이, 제2 공정만으로 금속판을 제품 형상으로 프레스 성형한다는 조건으로 했다.In the conventional method, the first step is not carried out, and the metal sheet is press-molded into the product shape only by the second step.
표 1에 프레스 성형 조건 및 평가 결과를 정리하여 나타낸다.Table 1 summarizes the press molding conditions and evaluation results.
표 1로부터 알 수 있듯이, 종래법인 No.1∼4에서는, 예비 성형을 실시하는 일 없이, 즉 선 길이를 변경하지 않고 프레스 성형 및 스프링 백의 해석을 실시한 경우, 제품 형상과의 최대 괴리량은 1470MPa재에서 10.7mm 발생했다.As can be seen from Table 1, in the conventional No. 1 to No. 4, when the preforming is not performed, that is, the press forming and the analysis of the spring bag are performed without changing the line length, the maximum amount of deviation from the product shape is 1470 MPa 10.7mm occurred in ashes.
한편, 본 발명의 예인 No.5∼8에서는, 제1 공정에서 연속 부분의 선 길이 단축분(L1-L2)을 ΔLo로 하여 변경하여, 프레스 성형 및 스프링 백의 해석을 실시한 경우, 최대 스프링 백량은 1470MPa재에서 7.3mm로 저감했다.On the other hand, in Nos. 5 to 8 of the present invention, when the line length shortening portion (L1-L2) of the continuous portion in the first step is changed to DELTA Lo to perform the press forming and the spring back analysis, And reduced to 7.3 mm at 1470 MPa ash.
또한, 본 발명의 예인 No.9∼12에서는, 제1 공정에서의 선 길이 단축분(L1-L2)을 3·ΔLo로 하여 변경하여, 프레스 성형 및 스프링 백의 해석을 실시한 경우, 최대 스프링 백량은 1470MPa재에서 4.1mm로 저감했다.In Examples 9 to 12 of the present invention, when the line length shortening portion (L1-L2) in the first step is changed to 3 · ΔLo and the press forming and the spring back analysis are carried out, And reduced to 4.1 mm at 1470 MPa ash.
이상으로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 근거하는 예비 성형을 채용함으로써, 스프링 백이 큰 폭으로 저감하고 있는 것을 알 수 있다.As can be seen from the above, it can be seen that the springback is greatly reduced by employing the preforming according to the present invention.
이상, 본원이 우선권을 주장하는, 일본국 특허출원 2016-027116(2016년 2월 16 일 출원)의 전 내용은, 참조에 의해 본 개시의 일부를 이룬다.The entire contents of Japanese Patent Application No. 2016-027116 filed on February 16, 2016, the contents of which are hereby claimed, are hereby incorporated by reference.
여기에서는, 한정된 수의 실시 형태를 참조하면서 설명했지만, 권리 범위는 그들로 한정되는 것은 아니며, 상기의 개시에 근거하는 각 실시 형태의 개변(改變)은 당업자에게 있어서 자명한 것이다.Although the present invention has been described with reference to a limited number of embodiments, the scope of rights is not limited thereto, and modifications of the embodiments based on the above disclosure will be apparent to those skilled in the art.
1
천판부
2
플랜지부
3
측벽부
4
본체부
5
장출부
6
종벽부
L1, L2
연속 부분의 선 길이1 top plate
2 flange portion
3 side wall portion
4 Body part
5 Extension part
6 type wall
L1, L2 Line length of the continuous part
Claims (5)
상기 플랜지부의 길이 방향 단부와 상기 종벽부의 연속 부분의 선 길이를 상기 제품 형상에서의 선 길이보다도 짧게 한 형상으로 예비 성형하는 제1 공정과,
상기 제1 공정 후에, 목적으로 하는 상기 제품 형상으로 프레스 성형하는 제2 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.Wherein the top plate portion and the flange portion are continuous in the width direction through the side wall portion and the top plate portion and the flange portion are curved so as to be convex toward the top plate portion along the longitudinal direction, And a vertical wall portion continuous with the end portion in the longitudinal direction of the flange portion, the upper end of which is continuous to the top plate portion side, and which has a vertical wall portion continuous with the end portion in the longitudinal direction of the flange portion, ,
A first step of preliminarily shaping a length of a length of a longitudinal end portion of the flange portion and a length of a continuous portion of the longitudinal wall portion to be shorter than a line length of the product shape,
And a second step of press-molding the target product shape after the first step.
상기 금속판을 프레스로 상기 제품 형상으로 하는 시뮬레이션 해석을 컴퓨터로 실시함으로써, 상기 플랜지부에 발생하는 길이 방향 압축 응력 영역에서의 상기 길이 방향의 선 길이 Lo와 길이 방향 평균 변형량 εo를 구하고,
상기 연속 부분의, 상기 제품 형상에서의 선 길이를 L1, 상기 예비 성형 후의 선 길이를 L2로 정의한 경우,
상기 제1 공정에서, 하기 (1)식을 만족하도록 선 길이를 짧게 하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.
L1-L2≥Lo×εo‥‥(1)The method according to claim 1,
A line length Lo in the longitudinal direction and an average longitudinal direction deformation amount? O in the longitudinal compressive stress region generated in the flange portion are obtained by performing simulation analysis using the metal plate as the product shape with a press,
When the line length of the continuous part in the product shape is defined as L1 and the line length after the preliminary molding is defined as L2,
Wherein in the first step, the line length is shortened so as to satisfy the following expression (1).
L1-L2? Lo x? O (1)
상기 제1 공정에서, 하기 (2)식을 만족하도록 선 길이를 짧게 하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.
(Lo×εo)≤L1-L2≤3×(Lo×εo)‥‥(2)The method of claim 2,
Wherein in the first step, the line length is shortened so as to satisfy the following expression (2).
(Lo x? O)? L1-L2? 3 (Lo x? O) (2)
상기 제1 공정에서의 예비 성형을 드로 성형 또는 폼 성형으로 실시하고, 그 후의 상기 제2 공정에서의 제품 형상으로의 프레스 성형을 리스트라이크에 의한 가공으로 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Characterized in that preforming in the first step is carried out by draw molding or foam molding and then press molding to a product shape in the subsequent second step is carried out by processing with a listike .
상기 금속판의 재료 강도가 590MPa 이상의 강판인 것을 특징으로 하는 프레스 성형품의 제조 방법.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the metal plate has a material strength of 590 MPa or more.
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