7 乗用車用スチールホイールの一体プレス成形法の開発 7 乗用車用スチールホイールの一体プレス成形法の開発 塑性加工研究室 中川原 大助 一体成形の利点 ・連続プレス成形 : 生産性 向上 曲げ, 溶接 打抜き ・溶接省略 : 生産コスト の低減 ロール成形 多段プレス加工 溶接 リム成形 ディスク成形 製品
乗用車用スチールホイールとモデル形状 特徴形状を抽出 5.2 1.3 127 3.1 3.0 3.3 4.1 54° φ264.6 φ329.4 φ15.8 φ22.2 φ35.6 φ41.2 120° 乗用車用スチールホイール (リム径13インチ，リム幅5インチ) 1/8サイズモデル
一体プレス成形法 (a) 深絞り 再絞り ブランク材 (b) 逆絞り (c) 第1口広げ (d) 第2口広げ (e) 60º口広げ φ77mm,t0=0.5mm (a) 深絞り 再絞り ブランク材 (b) 逆絞り 1.逆絞りにおける絞り比 (c) 第1口広げ (d) 第2口広げ (e) 60º口広げ 2.口広げにおける工程数 (f) リム部成形 (g) ディスク部 成形 3.リム成形に必要な口広げ直径の確保
純アルミ板(A1050)を用いた成形条件探索
λの間隔が小さいほど口広げはしやすくなる 問題点1. 逆絞りにおける絞り比 λ Rp = 1,3mm 逆絞り Rd = 1,2mm 口広げ λの間隔が小さいほど口広げはしやすくなる ダイス肩半径Rdを変化させてRdの限界を調べた
逆絞りに及ぼすダイス肩半径の影響 Rp Rd 肩部
問題点2. 口広げにおける工程数 θ 60° 逆絞り終了時 60º口広げ
口広げ加工の工程数 20º，40º，60ºの３工程が必要 口広げ加工に及ぼす口広げ角度の影響 ○：折曲がり 逆絞り (a) 40º口広げ (b) 30º口広げ (c) 20º口広げ 20º口広げ (a) 50º口広げ (b) 40º口広げ 口広げ加工の工程数 20º，40º，60ºの３工程が必要
問題点3. リム成形に必要な口広げ直径の確保 3.0 1.3 a φ45 目標形状 口広げ最終形状 逆絞り深さ a
口広げ直径に及ぼす逆絞り深さの影響 必要寸法 d a
冷間圧延鋼板(SPCC)を用いた成形実験
成形後の断面写真 （a）深絞り （a）再絞り （b）逆絞り （c）20º口広げ （d）40º口広げ （e）60º口広げ （f）リム部成形 （g）ディスク部成形
ディスク部成形後の肉厚分布 8 16 21
成形履歴を考慮した実材料,実板厚の曲げ試験 肉厚 0.5㎜ 3.5㎜ 自動車構造用熱間圧延鋼板(SAPH) (b) 逆絞り 逆曲げ (a) 深絞り (e) 60º口広げ 曲げ 圧縮 曲げ戻し (a) 再絞り (h) リム部成形
成形後の断面状態(×100) 0.1㎜ 切断 外観 曲げ中央部
まとめ ・提案した一体プレス成形法で問題となる３ 工程の成形条件を調べた結果，適切な成形 条件を決定できた． ・提案した一体プレス成形法で問題となる３ 工程の成形条件を調べた結果，適切な成形 条件を決定できた． ・純アルミ板で探索した成形条件を鋼板に適 用して実験を行った結果，最終形状まで成 形できた． ・実材料,実板厚に対して提案した一体プレス 成形法の適用が可能か模擬曲げ実験を行っ た結果，適用できると判断した．