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JP-2026077181-A - 成形品の成形方法

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Abstract

【課題】本成形品のコーナー部の割れを抑制可能な成形品の成形方法を実現する。 【解決手段】本開示の成形品の成形方法は、予成形工程において、予角筒部（９）の縦稜線（９ｉ）の長さが本角筒部（２）の縦稜線（２ｇ）の長さに対して長く、予角筒部（９）の底部（９ａ）の辺（９ｆ）の長さが本角筒部（２）の底部（２ａ）の辺（２ｄ）の長さと等しく、予角筒部（９）の底部（９ａ）の辺（９ｆ）の中央の深さが当該辺（９ｆ）の端部の深さに対して浅い予成形品（８）を成形する。本成形工程において、予成形品（８）の予角筒部（９）を本成形用ダイ（１２）に押し込んで、本角筒部（２）の底部（２ａ）を成形しつつ予角筒部（９）の底部（９ａ）の材料を予角筒部（９）のコーナー部（９ｊ）に流動させる。 【選択図】図３

Inventors

  • 石田 健二郎

Assignees

  • トヨタ自動車株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (5)

  1. ブランクを角筒深絞り成形して多角形状の底部を有する角筒部とフランジ部とを備える成形品を成形する方法であって、 予成形用パンチと予成形用ダイとを用いて前記ブランクを予成形し、予角筒部を有する予成形品を成形する予成形工程と、 本成形用パンチと本成形用ダイとを用いて前記予成形品を本成形し、本角筒部を有する本成形品を成形する本成形工程と、 を備え、 前記予成形工程において、前記予角筒部の縦稜線の長さが前記本角筒部の縦稜線の長さに対して長く、前記予角筒部の底部の各々の辺の長さが前記本角筒部の底部の各々の辺の長さと等しく、前記予角筒部の底部の各々の辺の中央の深さが当該各々の辺の端部の深さに対して浅い前記予成形品を成形し、 前記本成形工程において、前記本成形用パンチによって前記予成形品の予角筒部を前記本成形用ダイに押し込んで、前記本成形用パンチによって前記予角筒部の底部の各々の辺の端部を前記本成形用ダイに接触させ、前記本角筒部の底部を成形しつつ前記予角筒部の底部の材料を当該予角筒部のコーナー部に流動させる、成形品の成形方法。
  2. 前記予成形工程において、前記予角筒部の底部の各々の辺の端部の深さが前記本角筒部の底部の各々の辺の深さに対して深くなるように、前記予成形品を成形する、請求項１の成形品の成形方法。
  3. 前記予成形工程において、前記予角筒部のコーナー部における底部の側の部分に対して大きな傾斜角度で、前記予角筒部のコーナー部におけるフランジ部の側の部分に当該フランジ部の側に向かうのに従って前記コーナー部の径方向の外側に向かって傾斜する予つまみ部を成形し、 前記本成形工程において、前記本成形用パンチと前記本成形用ダイとによって前記予つまみ部を絞って、前記本角筒部のコーナー部における底部の側の部分に対して大きな傾斜角度で、前記本角筒部のコーナー部におけるフランジ部の側の部分に当該フランジ部の側に向かうのに従って前記コーナー部の径方向の外側に向かって傾斜する本つまみ部を成形する、請求項１又は２に記載の成形品の成形方法。
  4. 前記予つまみ部は、前記本成形用パンチと前記本成形用ダイとによって前記予つまみ部が絞られた際に、前記予つまみ部の材料が前記フランジ部の側に流動するように、前記フランジ部の側に向かうのに従って前記予つまみ部の断面積が徐変する、請求項３に記載の成形品の成形方法。
  5. 前記予つまみ部における底部の側の外周半径は、前記予つまみ部におけるフランジ部の側の外周半径に対して大きく、且つ前記本つまみ部における底部の側の外周半径に対して大きく、 前記予つまみ部におけるフランジ部の側の外周半径は、前記本つまみ部におけるフランジ部の側の外周半径に対して大きい、請求項４に記載の成形品の成形方法。

Description

本開示は、成形品の成形方法に関し、例えば、ブランクを角筒深絞り成形して多角形状の底部を有する角筒部とフランジ部とを備える成形品を成形する方法に関する。 例えば、特許文献１の成形品の成形方法は、ブランクに本成形品よりも成形深さが浅い角筒形状を予成形して予成形品を成形する予成形工程と、予成形品を本成形して本成形品を成形する本成形工程と、を備えている。 このとき、予成形工程において、予成形品の底部の各々の辺の長さを本成形品の底部の各々の辺の長さに対して０．９倍以上１．１倍以下とし、予成形品の底部の各々の辺の中央の深さを当該各々の辺の端部の深さに対して浅くしている。 そして、予成形工程において、予成形品の深さを本成形品の深さに対して８０％以下とし、予成形品の縦稜線の傾斜角度を本成形品の縦稜線の傾斜角度に対して大きくしている。このように予成形品の縦稜線の傾斜角度を本成形品の縦稜線の傾斜角度に対して大きくすることで、本成形品の成形深さを深くすることを試みている。 特許第７０７０８２０号公報 （ａ）は、実施の形態の成形品の成形方法で成形される本成形品を示す斜視図であり、（ｂ）は、実施の形態の成形品の成形方法で成形される本成形品のコーナー部周辺を示す斜視図である。実施の形態の成形品の成形方法で成形される本成形品のコーナー部の径方向での断面図である。（ａ）は、実施の形態の成形品の成形方法における予成形工程を示す断面図であり、（ｂ）は、実施の形態の成形品の成形方法における本成形工程の途中の様子を示す断面図であり、（ｃ）は、実施の形態の成形品の成形方法における本成形工程の完了の様子を示す断面図である。（ａ）は、実施の形態の成形品の成形方法の予成形工程で成形された予成形品を示す斜視図であり、（ｂ）は、実施の形態の成形品の成形方法の予成形工程で成形された予成形品のコーナー部周辺を示す斜視図である。実施の形態の成形品の成形方法の本成形工程での底部からの材料の流動を説明するための図である。実施の形態の成形品の成形方法の本成形工程でのコーナー部での材料の流動を説明するための図である。 以下、本開示を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本開示が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 図１（ａ）は、本実施の形態の成形品の成形方法で成形される本成形品を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、本実施の形態の成形品の成形方法で成形される本成形品のコーナー部周辺を示す斜視図である。 図２は、本実施の形態の成形品の成形方法で成形される本成形品のコーナー部の径方向での断面図である。なお、以下の説明では、説明を明確にするために、三次元（ＸＹＺ）座標系を用いて説明する。 本成形品１は、例えば、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本角筒部２及び本フランジ部３を備えており、後述するように角筒深絞りによって成形される。本角筒部２は、例えば、Ｚ軸方向から見て矩形状であって、Ｚ軸＋側に凹形状である。本角筒部２は、底部２ａ、側壁部２ｂ及び本つまみ部２ｃを備えている。 底部２ａは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向から見て略矩形状であり、ＸＹ平面と略平行に配置されている。側壁部２ｂは、底部２ａの各々の辺２ｄからＺ軸－側に垂れ下がっており、Ｚ軸＋側に向かうのに従って本角筒部２の内方の側に傾斜している。 側壁部２ｂのＺ軸＋側の辺２ｅ（即ち、底部２ａの辺２ｄ）及び側壁部２ｂのＺ軸－側の辺２ｆは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、大凡、ＸＹ平面上に配置されている。また、隣接する側壁部２ｂの間には、縦稜線２ｇが配置されている。 側壁部２ｂは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、側壁部２ｂのＺ軸＋側の辺２ｅと、側壁部２ｂのＺ軸－側の辺２ｆと、隣接する縦稜線２ｇと、でＺ軸方向と直交する方向から見てＺ軸＋側の辺２ｅがＺ軸－側の辺２ｆに比べて短い略等脚台形状に形成されている。 本つまみ部２ｃは、図１（ｂ）及び図２に示すように、本角筒部２のコーナー部２ｈのＺ軸－側の部分に形成されている。本つまみ部２ｃは、例えば、本角筒部２のコーナー部２ｈのＺ軸方向の深さの約１／２の部分に配置されているとよい。 本つまみ部２ｃは、図１（ｂ）及び図２に示すように、本角筒部２のコーナー部２ｈのＺ軸＋側の部分に対して大きな傾斜角度で、Ｚ軸－側に向かうのに従って本角筒部２のコーナー部２ｈの径方向の外側に傾斜している。本つまみ部２ｃは、例えば、本角筒部２のコーナー部２ｈのＺ軸＋側の部分の傾斜角度に対して約５°傾斜しているとよい。 本つまみ部２ｃは、Ｚ軸－側に向かうのに従って本つまみ部２ｃの断面積が徐変しており、例えば、ＸＹ平面において、本つまみ部２ｃのＺ軸＋側の外周半径は約１０ｍｍで、本つまみ部２ｃのＺ軸－側の外周半径は約８ｍｍであるとよい。 本フランジ部３は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向から見て略矩形環形状であり、各々の側壁部２ｂのＺ軸－側の辺２ｆからＺ軸方向と直交する方向において本角筒部２の外方の側に突出している。本フランジ部３は、ＸＹ平面と略平行に配置されている。 本成形品１は、例えば、本角筒部２のＺ軸方向の深さが１２５ｍｍ、側壁部２ｂのＺ軸－側の辺２ｆのＸ軸方向及びＹ軸方向の長さが夫々１２００ｍｍ、本フランジ部３のＺ軸方向と直交する方向での幅寸法が３０ｍｍ、コーナー部Ｒが１０ｍｍ、フランジ部Ｒ並びに底部Ｒが３ｍｍ、側壁部２ｂの傾斜角度が９５°に成形されているとよい。 このような本成形品１は、以下の成形品の成形方法によって成形することができる。図３（ａ）は、本実施の形態の成形品の成形方法における予成形工程を示す断面図であり、図３（ｂ）は、本実施の形態の成形品の成形方法における本成形工程の途中の様子を示す断面図であり、図３（ｃ）は、本実施の形態の成形品の成形方法における本成形工程の完了の様子を示す断面図である。なお、図３（ａ）から（ｃ）では、本成形品１の本つまみ部２ｃ及び予成形品８の予つまみ部９ｃを省略している。 先ず、Ｚ軸方向から見て略矩形状の板体のブランク４をＸＹ平面と略平行に配置し、図３（ａ）に示すように、ブランク４の周縁部を予成形用ダイ５とブランクホルダ６とで挟みつつ、ブランク４を予成形用パンチ７で予成形用ダイ５のキャビティー５ａに押し込んで、予成形品８を予成形する。ここで、ブランク４は、例えば、板厚１ｍｍのＳＣＧＡ２７０Ｄなどを用いることができる。 図４（ａ）は、本実施の形態の成形品の成形方法の予成形工程で成形された予成形品を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、本実施の形態の成形品の成形方法の予成形工程で成形された予成形品のコーナー部周辺を示す斜視図である。 予成形品８は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、予角筒部９及び予フランジ部１０を備えている。予角筒部９は、底部９ａ、側壁部９ｂ、及び予つまみ部９ｃを備えている。底部９ａは、Ｚ軸方向から見て略矩形状であり、大凡、底部９ａの各々の角部がＸＹ平面上に配置されている。 底部９ａの略中央部には、例えば、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｚ軸－側に凹む凹み部９ｄが形成されている。凹み部９ｄのＺ軸－側の部分９ｅは、Ｚ方向から見て略矩形状であり、ＸＹ平面と略平行に配置されている。 底部９ａの各々の辺９ｆ（即ち、側壁部９ｂのＺ軸＋側の辺９ｇ）は、本角筒部２の底部２ａの辺２ｄの長さと略等しく、底部９ａの辺９ｆの略中央のＺ軸方向の深さが当該辺９ｆの両端部のＺ軸方向の深さに対して浅い。 つまり、底部９ａの辺９ｆの略中央部は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、当該辺９ｆの両端部に比べてＺ軸－側に配置されている。そのため、底部９ａの辺９ｆは、例えば、当該辺９ｆの略中央部がＺ軸－側の凹んだ湾曲形状である。 このとき、底部９ａの辺９ｆの端部のＺ軸方向の深さは、本角筒部２の底部２ａの辺２ｄの端部のＺ軸方向の深さに対して深いとよい。底部９ａの辺９ｆの端部のＺ軸方向の深さは、例えば、本角筒部２の底部２ａの辺２ｄの端部のＺ軸方向の深さに対して、４ｍｍ～１０ｍｍ程度深いとよい。 側壁部９ｂは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、底部９ａの各々の辺９ｆからＺ軸－側に垂れ下がり、Ｚ軸＋側に向かうのに従って予角筒部９の内方の側に傾斜している。側壁部９ｂのＺ軸－側の辺９ｈは、大凡、ＸＹ平面上に配置されている。また、隣接する側壁部９ｂの間には、縦稜線９ｉが配置されている。 側壁部９ｂは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、側壁部９ｂのＺ軸＋側の辺９ｇと、側壁部９ｂのＺ軸－側の辺９ｈと、隣接する縦稜線９ｉと、でＺ軸方向と直交する方向から見て側壁部９ｂのＺ軸＋側の辺９ｇが凹み、ＸＹ平面において、側壁部９ｂのＺ軸＋側の辺９ｇの端部の間の長さが側壁部９ｂのＺ軸－側の辺９ｈの端部の間の長さに対して短い略等脚台形状に形成されている。 このとき、予角筒部９のコーナー部Ｒが本角筒部２のコーナー部Ｒに比べて大きく、予角筒部９のフランジ部Ｒ並びに底部Ｒが本角筒部２のフランジ部Ｒ並びに底部Ｒに対して大きいとよい。このように予角筒部９の各部の半径を本角筒部２の各部の半径に対して大きくすることで、予フランジ部１０へのシワの発生や当該各部の割れを抑制することができる。 予つまみ部９ｃは、図４（ｂ）に示すように、予角筒部９のコーナー部９ｊのＺ軸－側の部分に形成されている。このとき、予つまみ部９ｃは、例えば、予角筒部９のコーナー部９ｊのＺ軸方向の深さの略１／２の部分に配置されているとよい。 予つまみ部９ｃは、ブランク４を予成形した際に予フランジ部１０における予角筒部９のコーナー部９ｊ周辺でのシワの発生を抑制できるように、図４（ｂ）に示すように、予角筒部９のコーナー部９ｊのＺ軸＋側の部分に対して大きな傾斜角度で、Ｚ軸－側に向かうのに従って予角筒部９のコーナー部９ｊの径方向の外側に向かって傾斜している。 例えば、予つまみ部９ｃは、予角筒部９のコーナー部９ｊのＺ軸＋側の部分の傾斜角度に対して約５°傾斜しているとよい。また、本成形した際に予つまみ部９ｃの材料をＺ軸－側に流動させることができ、且つ、予成形工程と本成形工程との間で、予角筒部９の側壁部９ｂにおける予つまみ部９ｃの近傍領域での材料の流動が抑制されるように、Ｚ軸－側に向かうのに従って予つまみ部９ｃの断面積が徐変しているとよい。 例えば、予つまみ部９ｃのＸＹ平面での外周半径は、予つまみ部９ｃのＺ軸＋側の端部で本角筒部２の本つまみ部２ｃのＺ軸＋側の端部の外周半径に対して大きく、予つまみ部９ｃのＺ軸－側の端部で本角筒部２の本つまみ部２ｃのＺ軸－側の端部の外周半径に対して大きいとよい。 予フランジ部１０は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ブランク４を予成形した際に予角筒部９の周辺に形成される。予フランジ部１０は、ＸＹ平面と略平行に配置されている。 上述のように予角筒部９のコーナー部９ｊのＺ軸－側の部分に傾斜する予つまみ部９ｃを備えているので、予つまみ部９ｃを形成していない場合に比べて、予成形した際に予フランジ部１０からの予角筒部９のコーナー部９ｊへの材料の流動を抑制でき、予フランジ部１０にシワが生じることを抑制できる。 次に、図３（ｂ）に示すように、予成形品８の予フランジ部１０をブランクホルダ６に載置し、本成形用パンチ１１をＺ軸＋側に移動させて当該本成形用パンチ１１を予角筒部９における底部９ａの凹み部９ｄのＺ軸－側の部分９ｅに接触させつつ、本成形用ダイ１２をＺ軸－側に移動させて、本成形用パンチ１１によって予成形品８の予角筒部９を本成形用ダイ１２のキャビティー１２ａに押し込む。 そして、図３（ｃ）に示すように、予成形品８の予フランジ部１０をブランクホルダ６と本成形用ダイ１２とで挟み込みつつ、本成形用パンチ１１をＺ軸＋側に移動させて、本成形用パンチ１１によって本成形用ダイ１２のキ