六角錐台中間モデルによる成形品質に関する検討

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きくなって, それにより, 六角錐台型中間モデルを用いて 2 段階プレス成形法でトラス コアパネルを成形する場合, 従来の半球型中間モデルより約 10%多くの材料をプレス 成形に流れさせて, すなわち, 約10%プレス成形しない材料が中間モデルを変えること によってプレス成形する材料に改善できる.

Figure 6.12 Comparation of bottom shape of different cores

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Blank (210mm×450mm)

Punch Die

170mm

210mm

Step3

5mm

34.6mm 10mm

Preforming core

Displacement

Step1

III.Forming core II.Location core

I.Preforming core

Original blank

Spring

Step2

Cross section of formed truss core panel Male mould

Female mould

9mm

35mm Forming core

Figure 6.13Pyramid transition dies for progressive multistep press deforming

Figure 6.14 Progressive multistep press deforming with the pyramid transition core

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以上の計算条件を用いて解析した結果を図6.15に示す. 図中により, 第1工程の予備 成形で成形した六角錐台中間モデルコアの最大板厚減少率は17.6%, 第2工程で成形し た六角錐台中間モデルコアの最大板厚減少率は19.4%, 第3工程の最終成形で成形した トラスコアの最大板厚減少率は20.0%となり, トラスコアパネル成形変形に板厚減少を 各工程に分散されている傾向を示しており, さらに3つのプレス成形工程の最大板厚減 少率がかなり近いことが確認できる.

従来の半球型中間モデルを用いるプレス成形工程の解析結果と比較して, 次の結論 がまとめられる.

（1）第1工程では, 半球型中間モデルによる予備成形は比較的分散されて, その最大 板厚減少率は 6.75%となり, 予備成形としては不十分な部分があると思われる. 一方, 六角錐台型中間モデルによる予備成形は, 比較的多くの材料を予備成形に流れさせて,

step 3 step 2

step 1 plate

Preforming column

Forming column Location column

Maximum thinning rate 17.6%

Maximum thinning rate 19.4%

Maximum thinning rate 20.0%

Figure 6.15 Maximum thinning rate of the truss core panel produced by the pyramid transition

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その最大板厚減少率は 17.6%になり, よって, 最終成形工程のトラスコアの成形板厚分 布改善に有利なことである.

（2）第2工程では, 成形列は板材の中央部に移動され, 周囲から成形コアへの材料流 動抵抗はやや大きくなったため, 第1 工程の成形した最大板厚減少率に比べて, やや大 きくなった結果, 半球型中間モデルによる成形の最大板厚減少率は 7.66%, 六角錐台型 中間モデルによる成形の最大板厚減少率は19.4%になった. 全体的には, 第 1 工程の成 形結果と同じ傾向が見える.

（3）第3工程では, 半球型中間モデルによる最終成形の板厚減少が激しく, その最大 板厚減少率は30.0%になり, これは前工程の予備成形が不十分であることが原因になる と思われる. 一方, 六角錐台中間モデルによる最終成形の最大板厚減少率は 20.0%にな り, 第2工程の予備成形よりわずか0.6%増えただけで, その板厚減少はほぼ予備成形段 階における大面積の中間モデルに対するプレス成形で完了して, 第3工程の最終成形は 単なるコア形状を仕上げる作業に近い成形工程になることが判る.

よって, 本章の提案する六角錐台中間モデルによる2段階プレス成形法の特徴とし ては, 第 1 段階の予備成形では, 最大限に大きな中間モデルを成形することによって, できるだけ大きい面積の中間モデルに対して材料を予備成形コアに流れさせて, それ から, 第 2 段階の最終成形では, 板厚がほとんど変更せず, 単純に形状をトラスコア形 状に整えるだけで済むため, 全体的にプレス成形したトラスコアパネルの板厚分布は より均一になることが実現できた. 従来の半球型中間モデルによる2段階プレス成形し て得られたトラスコアパネルの最大板厚減少率 30%に比べて, 六角錐台中間モデルに よる 2 段階プレス成形で得られたトラスコアパネルの最大板厚減少率が 20%に大幅に 改善できる優位性を示している.