JP2020062664A - プレス部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス部品のトリム加工における縦切りを防止するプレス部品の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るプレス部品の製造方法は、曲げ稜線部３を介して天板部５及び縦壁部７とフランジ部９とを有してなる目標形状のプレス部品１を製造する際に、プレス成形する工程とトリム加工する工程とを用いるものであって、少なくともトリム加工される被トリム加工部１３において目標形状のプレス部品１に比べて少なくともプレス部品１の端部の曲げ稜線部３の開き角度を大きくして縦壁部７の縦壁高さを低くした中間形状のプレス部品１１をプレス成形する中間形状成形工程Ｓ１と、中間形状のプレス部品１１の被トリム加工部１３をトリム加工する方向に切断するトリム加工工程Ｓ３と、被トリム加工部１３を切断するトリム加工をしたプレス部品１５を目標形状のプレス部品１にプレス成形する目標形状成形工程Ｓ５と、を備えたことを特徴とするものである。【選択図】 図１

Description

本発明は、プレス部品の製造方法に関し、従来の目標形状にプレス成形したプレス部品をトリム加工するのではなく、予め中間形状にプレス成形したプレス予成形部品を被トリム加工部品としてトリム加工した後、さらに目標形状にプレス成形するプレス部品の製造方法に関する。

プレス成形は、鋼板等の金属板を一対の金型の間に挟んで挟圧して該金属板を金型の形状に倣うよう成形する方法であるが、プレス成形後のプレス部品の端部において、目標から外れる形状となりやすい。そこで、プレス成形を用いた製造ラインには、プレス成形する工程以外に、プレス成形した部品から余分な部分を切断するトリム加工工程があり、これらの工程により目標形状のプレス部品が製造される。
一方、近年、高張力鋼板を用いたプレス部品が増えており、このようなプレス部品のトリム加工においては、トリム刃にかかる荷重が増加して切断できなくなる問題がある。

そのため、トリム刃であるせん断用金型の摩耗や損傷を抑制して寿命を向上させる技術がこれまでに提案されている。例えば、特許文献１には、トリム刃の表面に硬質皮膜を付与し、寿命を向上させる方法が開示されている。

特開２０１２−１１３９３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、例えば図１２に示すような高張力鋼板をプレス成形したハット型の断面形状をもつプレス部品６１の端部における被トリム加工部６３をトリム刃（上刃５１及び下刃５３）で切断するトリム加工を行う場合（以下、「縦切り」と呼ぶ。）、図１３に示すように、トリム刃は縦壁部６１ｂの板厚方向に対して斜めに当接するため、縦壁部６１ｂの板厚ｔ₀よりも実質的に厚いｔ₁の部位を切断することになり、トリム刃にかかる荷重が著しく増加して切断できなくなる問題がある。
このような問題は、ハット型の断面形状をもつプレス部品に限らず、コの字型や略Ｖ字型の断面形状を有するプレス部品の縦壁部をトリム加工する場合においても同様に問題である。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高張力鋼板をプレス成形したプレス部品の縦切りを要する部位を目標形状とするトリム加工を含めたプレス部品の製造方法を提供することを目的とする。

金属板をプレス成形する過程において、金属板の端部は中央部に比べて変形が容易であり金型に対する位置が変動しやすいため、寸法精度の良いプレス部品や複雑な形状のプレス部品を製造する場合、最終工程に近い工程でプレス部品の端部をトリム加工して目標形状とする必要がある。特に、ドロー成形を用いた場合、大きな張力を付与して加工するため、金型と金属板の摩擦抵抗や金属板の引張強度の変動により、金型に対する金属板の端部の位置が変動しやすい。

一方、フォーム成形は、加工を受ける部位が金属板を屈曲させて形成する曲げ稜線部の近傍に限定されるため、金型に対して金属板の端部の位置が変動しにくいという利点がある。そのため、予め所定の形状にトリムした金属板をフォーム成形することで、目標形状に近いプレス部品を得ることができる。
また、成形前に金属板を予めトリム加工できれば、より平坦な金属板を板厚方向に近づけて切断するので、切断できない問題はなくなる。

また、プレス成形後の目標形状に基づいてプレス成形する前に予め金属板をトリムする形状を決めるには、有限要素法による逆解析を行うとよい。

そこで、本発明者は、目標形状のプレス部品を製造するに際し、高張力鋼板をプレス成形しても端部形状の良好なプレス部品の製造方法について鋭意検討した。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。

（１）本発明に係るプレス部品の製造方法は、金属板を屈曲形成してなる曲げ稜線部を介して略Ｖ字型の断面形状を形成する一対の縦壁部、又は、曲げ稜線部を介する天板部と縦壁部、を有してなる目標形状のプレス部品を製造する際に、プレス成形する工程とトリム加工する工程とを用いるものであって、少なくとも前記トリム加工される被トリム加工部において、前記目標形状のプレス部品に比べてプレス部品の端部の前記曲げ稜線部の開き角度を大きくして前記縦壁部の縦壁高さを低くした中間形状のプレス部品をプレス成形する中間形状成形工程と、該中間形状のプレス部品の端部である前記被トリム加工部を前記トリム加工する方向に切断するトリム加工工程と、前記被トリム加工部を切断したプレス部品を前記目標形状にプレス成形する目標形状成形工程と、を備えたことを特徴とするものである。

（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記中間形状のプレス部品の形状は、前記被トリム加工部をトリム加工せずに目標形状に向けて成形した仮形状のプレス部品を設定し、該設定した仮形状のプレス部品に対してトリム加工する方向に荷重を負荷することで前記被トリム加工部を押し潰して決定したものであることを特徴とするものである。

（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記トリム加工工程は、トリム加工後にプレス成形して目標形状となるように予測した端部形状にトリム加工することを特徴とするものである。

（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記目標形状成形工程は、１又は複数のフォーム成形する工程により前記目標形状のプレス部品をプレス成形するものであることを特徴とするものである。

（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記中間形状成形工程において成形する中間形状のプレス部品の縦壁高さは、前記目標形状のプレス部品の縦壁高さよりも10%以上低くなるように設定することを特徴とするものである。

本発明においては、金属板を屈曲形成してなる曲げ稜線部を介して略Ｖ字型の断面形状を形成する一対の縦壁部、又は、曲げ稜線部を介する天板部と縦壁部、を有してなる目標形状のプレス部品を製造する際に、プレス成形する工程とトリム加工する工程とを用いるものであって、少なくとも前記トリム加工される被トリム加工部において、前記目標形状のプレス部品に比べて少なくともプレス部品の端部の前記曲げ稜線部の開き角度を大きくして前記縦壁部の縦壁高さを低くした中間形状のプレス部品をプレス成形する中間形状成形工程と、該中間形状のプレス部品の前記被トリム加工部の高さを低くして前記トリム加工する方向に切断してトリム加工するトリム加工工程と、該トリム加工したプレス部品を前記目標形状にプレス成形する目標形状成形工程と、を備えたことにより、前記被トリム加工部における実質的な板厚の増加を低減し、高張力鋼板を用いたプレス部品を目標形状に製造することができる。

本発明の実施の形態に係るプレス部品の製造方法の各工程の流れを示す図である。 本発明の実施の形態に係るプレス部品の製造方法におけるプレス部品の製造過程を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るプレス部品の製造方法において、目標形状のプレス部品の曲げ稜線部の開き角度と縦壁部の縦壁高さを説明する図である。 本発明の実施の形態において中間形状のプレス部品の形状の決定方法を説明する図である（その１）。 本発明の実施の形態において中間形状のプレス部品の形状の決定方法を説明する図である（その２）。 本発明の実施の形態において中間形状のプレス部品の形状の決定方法を説明する図である（その３）。 仮形状のプレス部品を平坦に押し潰したときの断面形状を説明する図である（Ａ−Ａ’断面）。 仮形状のプレス部品を平坦に押し潰したときの断面形状を説明する図である（Ｂ−Ｂ’）。 仮形状のプレス部品を平坦に押し潰したときの断面形状を説明する図である（Ｃ−Ｃ’）。 本発明の実施例において製造対象とした目標形状のプレス部品の形状を示す図である（斜視図）。 本発明の実施例において製造対象とした目標形状のプレス部品の形状を示す図である（断面図）。 ハット型の断面形状のプレス部品のトリム加工を説明する図である。 ハット型の断面形状のプレス部品を縦切りするときの問題点を説明する図である。

本発明者らは、金属板を予め中間形状にプレス成形し、該中間形状の端部を押し潰して、その後のプレス成形で目標形状とする端部形状を予測して、該予測形状にトリム加工すればよいことに思い至った。

すなわち、金属板を屈曲形成した曲げ稜線部を有するハット型やコの字型の断面形状のプレス部品を平坦に押し潰す際、当該曲げ稜線部に応力が集中することで平坦な形状となるのに対し、天板部や縦壁部などの平坦な部位は変形が起こりにくいため、天板部や縦壁部に伸び縮みがほとんど起こらずに平坦な形状とすることができる。このような平坦な形状に成形された部位をトリムすることで、トリム加工することが可能となる。

さらに、平坦な形状に成形された部位をトリム加工したプレス部品をフォーム成形することにより、天板部や縦壁部などの平坦な部位に伸び縮みを生じさせずに曲げ稜線部が優先的に曲げられプレス部品の端部の変形が抑制されて、目標形状のプレス部品が得られるということを見出した。

本発明の実施の形態に係るプレス部品の製造方法は、図１に示すように、中間形状成形工程Ｓ１と、トリム加工工程Ｓ３と、目標形状成形工程Ｓ５とを備えたものである。

以下、目標形状のプレス部品の一例として、図２（ｄ）に示すような、天板部５と縦壁部７とフランジ部９とを有し、天板部５と縦壁部７との間の曲げ稜線部３及び縦壁部７とフランジ部９との間の曲げ稜線部４を介してハット型の断面形状を形成するプレス部品１を製造対象として、上記の各工程を説明する。なお、目標形状のプレス部品１において、曲げ稜線部３の延在する方向がプレス部品１の長手方向に対応するものとする。

＜中間形状成形工程＞
中間形状成形工程Ｓ１は、目標形状のプレス部品１に比べて、トリム加工される被トリム加工部１３における曲げ稜線部３及び曲げ稜線部４の開き角度を大きくすることにより縦壁部７の縦壁高さを低くした中間形状のプレス部品１１にプレス成形する工程である（図２（ａ）〜（ｂ））。

ここで、図３に示すように、曲げ稜線部３の開き角度は天板部５と縦壁部７のなす角度θ₁であり、曲げ稜線部４の開き角度は縦壁部７とフランジ部９のなす角度θ₂である。そして、縦壁部７の縦壁高さは、プレス部品１１の部品高さｈに相当するものである。

このような中間形状のプレス部品１１の形状は、例えば、図４に示すように、被トリム加工部２３をトリム加工せずに目標形状に向けて成形した仮形状のプレス部品２１を設定し、該設定した仮形状のプレス部品２１に対してトリム加工する方向に荷重を負荷することで被トリム加工部２３を押し潰して決定したものすればよい。このとき、仮形状のプレス部品２１の全体又は被トリム加工部２３に対してトリム加工する方向に荷重を負荷することで、縦壁高さを低くするように押し潰された被トリム加工部１３を得ることができる。なお、中間形状のプレス部品１１の形状の決定法の具体的な説明については、後述する。

中間形状成形工程Ｓ１において金属板５０を中間形状のプレス部品１１に成形するプレス成形法は、ドロー成形、フォーム成形、張出し成形など、どのような方法でもよい。

＜トリム加工工程＞
トリム加工工程Ｓ３は、中間形状成形工程Ｓ１でプレス成形した中間形状のプレス部品１１の被トリム加工部１３をトリム加工する方向に切断する工程である（図２（ｂ）〜（ｃ））。
トリム加工としては、トリム刃によりせん断力を負荷して切断するものが適用できる。
トリム加工時のトリム形状として、トリム加工後にプレス成形して目標形状となるように予測した形状とする必要があり、FEM等による逆成形解析などで求めると良い。該トリム形状は、トリム加工前に予め実施しておく。

＜目標形状成形工程＞
目標形状成形工程Ｓ５は、トリム加工工程Ｓ３においてトリム加工したプレス部品１５を目標形状のプレス部品１にプレス成形する工程である（図２（ｃ）〜（ｄ））。

目標形状成形工程Ｓ５では、フォーム成形やカム曲げ成形などの曲げ変形を主体としたプレス成形法を適用することで、端部における位置精度を保ったまま目標形状のプレス部品１を成形することができる。
なお、目標形状成形工程Ｓ５は、複数のプレス成形する工程により目標形状のプレス部品１に成形するものであってもよい。

＜中間形状の決定方法の具体的な説明＞
中間形状成形工程Ｓ１で成形する中間形状のプレス部品１１の形状の決定方法について説明する。

まず、トリム加工せずに金属板５０を目標形状にプレス成形した仮形状のプレス部品２１を設定する（図４（ａ））。本実施の形態において、仮形状のプレス部品２１は、目標形状のプレス部品１と同様にハット型の断面形状のものであり、トリム加工工程Ｓ３で切断される被トリム加工部２３が長手方向の両端部に設けられている。
また、本実施の形態で一例とする目標形状のプレス部品１は、長手方向に沿って上方に湾曲していて、長手方向に沿って材料の圧縮及び伸長がある立体形状のプレス部品である。

目標形状のプレス部品１（図２（ｄ）参照）は、プレス成形で加工する都合上、曲げ稜線部３の開き角度は90度以上となっている。このため、曲げ稜線部３の開き角度が目標形状のプレス部品１と同一に設定されている仮形状のプレス部品２１に対して鉛直方向上側から下方に荷重を負荷して押し潰した場合、縦壁部７とフランジ部９とが幅方向外側に広がるように移動することを拘束しない場合、通常は平坦となる方向に押し潰される。

仮形状のプレス部品２１が平坦となる方向に荷重を負荷する荷重条件は、例えば、荷重負荷方向をトリム加工におけるトリム刃のストローク方向に設定する。
ここで、仮形状のプレス部品２１が平坦となる方向とは、縦壁部７が内側に折れ曲って重なるような方向（座屈方向）にならない方向であり、そのような方向としては、トリム加工工程Ｓ３におけるトリム刃（図１３の上刃５１及び下刃５３）のストローク方向に設定すればよい。もっとも、縦壁部７が内側に折れ曲がって重ならない方向であればよく、必ずしもトリム刃のストローク方向を基準として規定しなくてもよく、例えば、鉛直下方向やプレス荷重の負荷方向に設定してもよい。

仮形状のプレス部品２１が平坦となるように荷重を負荷して求める中間形状のプレス部品１１（図４（ｂ））は、実際に仮形状のプレス部品２１に対して上側から荷重を負荷して押し潰すことで求めてもよい。もっとも、コンピュータを用い、有限要素法等の成形シミュレーションを行って求める方が簡便である。

荷重負荷条件として平坦となる方向に負荷する手段は、静水圧付与、等分布荷重付与、金型モデルで押し潰すなど、いずれの方法でもよい。また、仮形状のプレス部品２１に対して部分的に負荷する荷重が異なるように設定してもよい。

縦壁部の下端が直線状又はフランジ部が平面形状である仮形状のプレス部品（図示なし）を上側から平坦となる方向に押し潰す際には、当該仮形状のプレス部品の下方への移動を拘束する平面形状の拘束面を設けるものとする。

ただし、図４に示す仮形状のプレス部品２１や図５に示す仮形状のプレス部品３１のように長手方向に沿って湾曲しているものや、あるいは長手方向にそってねじれた形状をしているプレス部品（図示なし）を平面形状の拘束面に上側から押し潰した場合、縦壁部やフランジ部が座屈してプレス部品の幅方向内側に折れてしまう場合がある。

例えば、一方の端部に被トリム加工部３３を有する仮形状のプレス部品３１を平坦に押し潰す場合には、まず、図６に示すように、縦壁部３１ｂの下端面を、その下端面の長手方向の輪郭形状３５を左右に延長した面形状に拘束面４１を設定すればよい。そして、その拘束面４１により仮形状のプレス部品３１の下方への移動を拘束した状態で仮形状のプレス部品３１に荷重を負荷することで平坦に押し潰された被トリム加工部３９を有する中間形状のプレス部品３７を決定することができる。
このような拘束面４１を採用することで、縦壁部３１ｂやフランジ部３１ｃが座屈して幅方向内側へ折れることを抑制することができる。

なお、縦壁部３１ｂの下端部にフランジ部３１ｃが連続しフランジ部３１ｃの左右の端部が同一平面である場合には、拘束面４１の形状は、例えば、フランジ部３１ｃの下面形状を延長した面形状としてもよい。また、左右の縦壁部３１ｂの下端面を拘束する拘束面は、一つの面で構成されるものに限らず、各縦壁部３１ｂの下端面の輪郭形状が異なっていたり、高さにズレがあったりする場合には、各縦壁部３１ｂに拘束面をそれぞれ設定してもよい。

図６は、上側から拘束面４１に向けて仮形状のプレス部品３１全体に同じ大きさの荷重を負荷して、仮形状のプレス部品３１が平坦となる方向に押し潰した場合の例であり、Ａ−Ａ’断面、Ｂ−Ｂ’断面、Ｃ−Ｃ’断面の各断面形状をそれぞれ図７〜図９に示す。

仮形状のプレス部品３１に対して上側から荷重を負荷すると、フランジ部３１ｃは、拘束面４１に沿って幅方向外側に変位すると共に、天板部３１ａと縦壁部３１ｂとの間の曲げ稜線部３１ｄの開き角度が大きくなるように押し潰される。

そして、仮形状のプレス部品３１を平坦となる方向に荷重を負荷して押し潰した場合、平坦な金属板を仮形状のプレス部品３１に成形した際に断面線長が変化していない部位（天板部３１ａ、縦壁部３１ｂ、フランジ部３１ｃ）は平坦に戻り、断面線長が変化した部位（曲げ稜線部３１ｄ）は、プレス成形しやすい緩やかな形状へと変化する。

また、押し潰す際に、天板部３１ａと縦壁部３１ｂとの間の曲げ稜線部３１ｄなどの曲った部位が起点となって平坦に戻り、その他の部位はあまり変形しない特徴があるため、仮形状のプレス部品３１の断面線長は、平坦に押し潰してもほとんど変化しない。
このように、自動的に適切な中間形状のプレス部品３７の形状を決定することができる。

ここで、仮形状のプレス部品３１を平坦となるまで押し潰したとしても、曲げ稜線部３１ｄのように断面線長が変化した部位は、拘束面４１の面形状まで平坦に変形することはない。

なお、中間形状のプレス部品３７を決定するに際し、仮形状のプレス部品３１をトリム加工する方向に押し潰す割合は、目標形状のプレス部品３１の縦壁部３１ｂの縦壁高さよりも5%以上低くなるように設定し、好ましくは10%以上低く、より好ましくは50%以上低くなるように設定し、上限は100%である。

押し潰し割合を5%以上とすることで、トリム加工工程Ｓ３において被トリム加工部をトリム加工する方向に切断することが可能となる。さらに、押し潰し割合を10%以上とすることで、トリム加工後にプレス成形して目標形状となるように予測した形状にトリム加工して切断する際の精度が向上し、端部の形状が良好なプレス部品を製造することができる。

縦壁部３１ｂを押し潰す割合は、被トリム加工部の高さ方向への変化が一番小さい部位で判定すればよい。ただし、縦壁部３１ｂやフランジ部３１ｃが座屈して仮形状のプレス部品３１の幅方向内側へ折れる状態が発生する前までの押し潰しの割合とする。

以上、本実施の形態に係るプレス部品の製造方法によれば、被トリム加工部がトリム加工する方向に対して平坦となるような中間形状のプレス部品を成形し、被トリム加工部をトリム加工する方向に切断してトリム加工することで、端部の形状が良好な目標形状のプレス部品を製造できる。さらに中間形状のプレス部品には、曲げ稜線部がすでに成形されているため、続く目標形状成形工程において曲げ稜線部の開き角度が目標形状の開き角度となるように曲げ成形することで、端部の位置精度を保ったまま目標形状のプレス部品を容易に得ることができる。

なお、目標形状のプレス部品１が長手方向（曲げ稜線部が延在する方向）に沿って湾曲している場合、中間形状のプレス部品１１をドロー成形により成形した後に、目標形状のプレス部品１に曲げ成形することで、断面線長の急激な変化を防いで成形することができるため、しわや割れの発生をも防ぐことができる。

その上、例えば、仮形状のプレス部品３１の天板部３１ａが鉛直方向において凹むように湾曲している部位を有する場合（図９のＣ−Ｃ’断面の左側）、中間形状成形工程Ｓ１においては、パッドを用いて金属板における天板部３１ａに相当する部位を押さえながら成形することで、しわの発生を防止するものであってもよい。

また、本発明に係るプレス部品の製造方法によれば、引張強度の高い金属板であっても、トリム工程を含む複数段のプレス工程で立体的な目標形状のプレス部品を製造する際に、トリム刃にかかる荷重が著しく増加して切断できなくなる問題が防ぐことができる。そのため、本発明は、例えば、鋼板では、引張強度590MPa以上の素材を対象とすることが好ましく、引張強度980MPa以上の素材はさらに好ましい。

なお、縦切りができないことで製造することができなかった複雑な立体的な形状を持つプレス部品としては、上記の説明では、ハット型の断面形状を有するプレス部品を挙げていたが、このようなプレス部品としては、曲げ稜線部を介して天板部と縦壁部とが連続しコの字型の断面形状を有するプレス部品や、曲げ稜線部を介して一対の縦壁部が連続し略Ｖ字型の断面形状を有するプレス部品が挙げられる。
これらの具体的なプレス部品として、例えば、フロントサイドメンバー、Ｂピラーリーンフォース、リアサイドメンバー、Ａピラーロアなどの上面視または側面視で湾曲したプレス部品等が例示できる。

さらに、ドロー成形を適用することが好ましい場合においては、前述のとおり、プレス部品の端部における位置精度が低くなる。しかしながら、本発明によれば、中間形状成形工程において、中間形状のプレス部品のプレス成形において、１つの工程又は複数の工程のうちの少なくとも１つの工程はドロー成形としておいて、端部の形状が良好なプレス部品を製造することができる。

また、天板部と縦壁部との間の曲げ稜線部に沿って湾曲した目標形状のプレス部品を複数のフォーム成形により成形する場合にあっては、当該プレス部品の端部の位置精度が低下することがあるため、プレス部品の端部をトリム加工することが必要となる。このような場合においても、本発明を適用して端部形状の良好なプレス部品を得ることができる。

さらに、上記の説明は、中間形状のプレス部品の長手方向の端部が被トリム加工部であるものとするものであったが、本発明は、被トリム加工部がプレス部品の端部に限るものではなく、中間形状のプレス部品を複数に分割して、目標形状となる複数のプレス部品を得る場合にもその端部形状を良好にするために用いることができる。
ない。

本発明の作用効果について検証するための実験を行ったので、これについて以下に説明する。
本実施例では、図１０及び図１１に示す仮形状のプレス部品３１の被トリム加工部３３をトリム加工し、トリム加工が可能か、また、トリム加工しプレス成形した後のプレス部品のフランジ端部形状について確認した。

仮形状のプレス部品３１は、天板部３１ａと縦壁部３１ｂとフランジ部３１ｃとを有するハット型の断面形状であり、天板部３１ａと縦壁部３１ｂとが曲げ稜線部３１ｄを介して接続され、縦壁部３１ｂとフランジ部３１ｃとが曲げ稜線部３１ｅを介して接続されている。また、曲げ稜線部３１ｄ及び曲げ稜線部３１ｅの開き角度はいずれも110度、縦壁部３１ｂの縦壁高さは50mmである。

そして、実験では、表１に示す引張強度の異なる２種類の金属板を用いて仮形状のプレス部品３１を製造し、引張強度の違いとトリム加工の可否を検討し、また、トリム加工しプレス成形した後のフランジ長手方向端部の形状につい、目標形状との寸法の差異を検討した。

本実施例では、仮形状のプレス部品３１の被トリム加工部３３を押し潰した中間形状のプレス部品３７の被トリム加工部３９をトリム加工する場合を発明例とし、プレス部品３７における被トリム加工部３９の押し潰し割合を5〜100%の範囲で変更した。
また、従来例として、押し潰さないままの仮形状のプレス部品３１の被トリム加工部３３をトリム加工した場合についても、発明例と同様に実験を行った。

表２に、結果を示す。ここで、被トリム加工部切断の可否は、○が切断できた場合、×が切断できなかった場合を示す。また、トリム加工しプレス成形した後のフランジ長手方向寸法精度については、目標形状に比べ、○が0.5mm以下、△が0.5mm超2mm以下、×が2mm超とした。

表２より、材料Ａ、材料Ｄのいずれにおいても、押し潰すことにより、トリム加工が可能になる結果が得られた。そして、押し潰し割合が10%以上に増すと、プレス成形した後に目標形状となるように中間形状のプレス部品の端部をトリム加工することができ、プレス成形した後の寸法精度が向上した。

さらに、表２より、材料Ａにおいては、被トリム加工部３３を押し潰さない場合（従来例、押し潰し割合0%）でもトリム加工により切断することは可能であったもののプレス成形した後の寸法精度は低い結果であった。一方、材料Ａに比べて金属板の強度（YP、TS）が高くて延性（EI）が低い材料Ｄにおいては、被トリム加工部３３を押し潰さない場合（従来例）、トリム加工することができない結果であった。

しかし、発明例においては、強度や延性の違いによらず材料Ａと材料Ｄのいずれを用いた場合であって、被トリム加工部３３を押し潰した中間形状のプレス部品３７の被トリム加工部３９をトリム加工することができ、該トリム加工した後にプレス成形することで寸法精度が良好なプレス部品が得られた。

以上より、本発明によれば、プレス成形する工程とトリム加工する工程とによりプレス部品を製造する場合において、トリム加工をする部位をトリム加工する方向に押し潰した中間形状をトリム加工して切断した後に目標形状にプレス成形することで、高強度鋼板であってもトリム加工して寸法精度が良好なプレス部品を製造できることが示された。

１ 目標形状のプレス部品
３ 曲げ稜線部
４ 曲げ稜線部
５ 天板部
７ 縦壁部
９ フランジ部
１１ 中間形状のプレス部品
１３ 被トリム加工部
１５ トリム加工したプレス部品
２１ 仮形状のプレス部品
２３ 被トリム加工部
３１ 仮形状のプレス部品
３１ａ 天板部
３１ｂ 縦壁部
３１ｃ フランジ部
３１ｄ 曲げ稜線部
３１ｅ 曲げ稜線部
３３ 被トリム加工部
３５ 輪郭形状
３７ 中間形状のプレス部品
３９ 被トリム加工部
４１ 拘束面
５０ 金属板
５１ 上刃
５３ 下刃
６１ プレス部品
６１ｂ 縦壁部
６３ 被トリム加工部

Claims (5)

1. 金属板を屈曲形成してなる曲げ稜線部を介して略Ｖ字型の断面形状を形成する一対の縦壁部、又は、曲げ稜線部を介する天板部と縦壁部、を有してなる目標形状のプレス部品を製造する際に、プレス成形する工程とトリム加工する工程とを用いて製造するプレス部品の製造方法であって、
   少なくとも前記トリム加工される被トリム加工部において、前記目標形状のプレス部品に比べてプレス部品の端部の前記曲げ稜線部の開き角度を大きくして前記縦壁部の縦壁高さを低くした中間形状のプレス部品をプレス成形する中間形状成形工程と、
   該中間形状のプレス部品の端部である前記被トリム加工部を前記トリム加工する方向に切断するトリム加工工程と、
   前記被トリム加工部を切断したプレス部品を前記目標形状にプレス成形する目標形状成形工程と、を備えたことを特徴とするプレス部品の製造方法。
2. 前記中間形状のプレス部品の形状は、前記被トリム加工部をトリム加工せずに目標形状に向けて成形した仮形状のプレス部品を設定し、該設定した仮形状のプレス部品に対してトリム加工する方向に荷重を負荷することで前記被トリム加工部を押し潰して決定したものであることを特徴とする請求項１記載のプレス部品の製造方法。
3. 前記トリム加工工程は、トリム加工後にプレス成形して目標形状となるように予測した端部形状にトリム加工することを特徴とする請求項１又は２記載のプレス部品の製造方法。
4. 前記目標形状成形工程は、１又は複数のフォーム成形する工程により前記目標形状のプレス部品をプレス成形するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプレス部品の製造方法。
5. 前記中間形状成形工程において成形する中間形状のプレス部品の縦壁高さは、前記目標形状のプレス部品の縦壁高さよりも10%以上低くなるように設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプレス部品の製造方法。