冲压成型品的制造方法以及冲压模具与流程

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冲压成型品的制造方法以及冲压模具与制造工艺

本发明涉及冲压成型品的制造方法以及冲压模具。



背景技术:

如公知的那样,汽车的车身具有所谓的单体构造。即,汽车的车身由车身壳体构成,该车身壳体在多个成型板相互重叠而接合的箱状的构造体中的、应力所作用的部分及对重量物进行支撑的部分等主要部分,接合了加强用的骨架部件。

图12A~图12D均是表示配置于车身壳体的主要部分的骨架部件1~4的说明图。如这些图所示那样,骨架部件1~4通常通过使用冲头以及冲模对原材料即坯料进行冲压成型,由此制造为具有帽型横截面形状的帽型部件。具体地说,骨架部件1~4构成为,包括顶板5(第一壁部);形成于顶板5的两缘的两个棱线6a、6b;与两个棱线6a、6b分别相连的两个纵壁7a、7b(第二壁部);与两个纵壁7a、7b分别相连的两个曲线部8a、8b;以及与两个曲线部8a、8b分别相连的两个凸缘9a、9b(第三壁部)。此外,图12D表示对骨架部件4经由凸缘9a、9b点焊了封闭板P的情况。

近年来,骨架部件1~4作为用于兼顾CO2排出量的进一步降低以及碰撞安全性的提高的车身轻量化的一环,具有被进一步高强度化以及薄板化的倾向。因此,骨架部件1~4例如由具有590MPa以上、780MPa以上、根据情况为980MPa以上的抗拉强度的原材料钢板构成。

图13A~图13C是表示在骨架部件1~4的冲压成型后的起模时产生的纵壁7a、7b的弹回(在本说明书中也称为“纵壁弯曲”)的产生状况的说明图。具体地说,图13A是表示骨架部件1~4的冲压成型的状况的截面图,图13B是表示冲压成型后的骨架部件1~4的纵壁7a、7b的力矩分布的轮廓图,图13C是表示骨架部件1~4的纵壁弯曲的截面图。

如图13A所示那样,在骨架部件1~4的冲压成型中,坯料B中的成型为纵壁7a、7b的部分B1、B2,在冲压成型的过程中通过冲头10以及冲模11而弯曲,并承受弯曲返回变形。因此,如图13B所示那样,随着骨架部件1~4的高强度化,在所成型的纵壁7a、7b,产生由于坯料B的板厚方向的应力差(外侧面(表面)的应力与内侧面(背面)的应力之间的应力差)而产生的力矩。详细地说,在成型后的纵壁7a、7b的基端侧的部分,在外侧面(表面)作用压缩应力,在内侧面(背面)作用拉伸应力。因此,在纵壁7a、7b的基端侧的部分,由于纵壁7a、7b的外侧面的应力与内侧面的应力之差,产生以纵壁7a、7b的基端侧的部分朝向纵壁7a、7b的表面侧成为凸的方式(向骨架部件1~4的内侧卷起的方式)弯曲的力矩(以下称为“内弯曲力矩”)。

另一方面,在成型后的纵壁7a、7b的前端侧的部分,在外侧面(表面)作用拉伸应力,在内侧面(背面)作用压缩应力。因此,在纵壁7a、7b的前端侧的部分,由于纵壁7a、7b的外侧面的应力与内侧面的应力之差,产生以纵壁7a、7b的前端侧的部分朝向纵壁7a、7b的背面侧成为凸的方式(向骨架部件1~4的外侧卷起的方式)弯曲的力矩(以下,称为“外弯曲力矩”)。然后,如图13C所示那样,在冲压成型后的起模时当冲头10以及冲模11对骨架部件1~4的加压被除去时,两个纵壁7a、7b由于弹性的变形恢复容易产生从加压时的形状(制品形状)偏离而向开口的形状(两个凸缘9a、9b相互分离的形状)返回的纵壁弯曲。

与此相对,如图14A~图14C所示那样,已知通过在纵壁7a、7b的一部分设置焊道12、阶差13等来抑制纵壁弯曲的技术。此外,例如,在日本专利第4984414号公报(专利文献1)中,公开了在纵壁上形成连续的凹凸形状而抑制弹回的技术。

并且,在日本专利申请公开2007-111725号公报(专利文献2)中,公开了通过多次冲压成型使冲压成型品的弹回降低的技术。例如,公开了如下技术:如图15所示那样,对于实施了第一次冲压成型的冲压成型品(参照图15左侧的图),使用增大了宽度尺寸的冲床进行第二次冲压成型(参照图15右侧的图),由此使冲压成型品的弹回降低。



技术实现要素:

发明要解决的课题

然而,上述图14A~图14C所示的现有技术以及专利文献1所公开的技术,不是对在纵壁产生的上述力矩本身进行抑制或者消除。特别是,不是对在纵壁的基端部产生的内弯曲力矩进行抑制或者消除。此外,图14A~图14C所示的现有技术,现有在纵壁7a、7b形成焊道12、阶差13,专利文献1所公开的技术需要使纵壁形成为凹凸状。因此,在骨架部件1~4中,在设计上不允许形成焊道12、阶差13、将纵壁形成为凹凸状的情况下,不能够实施。

此外,专利文献2所公开的技术,也不是对在纵壁7a、7b产生的上述力矩本身进行抑制或者消除。特别是,不是对在纵壁7a、7b的基端部产生的内弯曲力矩进行抑制或者消除。根据以上,在这些技术中,在对在纵壁的基端部产生的内弯曲力矩进行抑制或者消除这一点上,还存在改善的余地。

本公开是考虑上述事实而进行的,涉及冲压成型品的制造方法以及冲压模具,例如在具有590MPa以上、780MPa以上、根据情况为980MPa以上这样的高强度的冲压成型品中,能够抑制在第二壁部的基端部产生壁弯曲。

用于解决课题的手段

本公开的冲压成型品的制造方法,是使用具有冲头以及冲模的冲压模具来制造冲压成型品的方法,该冲压成型品具有第一壁部、从上述第一壁部的长边方向的至少一方侧的端部向上述第一壁部的背面侧延伸的第二壁部、以及从上述第二壁部的前端部向上述第二壁部的表面侧延伸的第三壁部,在该冲压成型品的制造方法中,在以上述冲压模具的起模前的状态下的横截面观察时,通过上述冲头以及上述冲模将上述第二壁部的基端侧的部分加压夹持为向上述第二壁部的背面侧弯曲为凸的第一弯曲形状。

根据解决上述课题的冲压成型品的制造方法,通过该制造方向成型的冲压成型品,具有第一壁部、从第一壁部的长边方向的至少一方侧的端部向第一壁部的背面侧延伸的第二壁部、以及从第二壁部的前端部向第二壁部的表面侧延伸的第三壁部。即,冲压成型品的横截面形状成为所谓的帽型或者Z字型(曲柄型)。然而,在使用冲头以及冲模来制造成为上述那样的横截面形状的冲压成型品的情况下,在成型后的第二壁部的基端侧的部分(第一壁部侧的部分),在表面(外侧面)作用压缩应力,在背面(内侧面)作用拉伸应力。因此,在第二壁部的基端侧的部分,由于纵壁的基端侧的部分的板厚方向的应力差(第二壁部的基端侧的部分的表面(外侧面)的应力与背面(内侧面)的应力之差),产生第二壁部的基端侧的部分以向第二壁部的表面(外侧面)侧成为凸的方式弯曲(向冲压成型品的内侧卷起的方式弯曲)的力矩(以下,将该力矩成为“内弯曲力矩”)。

在此,在以冲压模具的起模前的状态下的横截面观察时,第二壁部的基端侧的部分,由冲头以及冲模加压夹持为向第二壁部的背面侧弯曲为凸的第一弯曲形状。因此,在冲压模具的起模前的冲压成型品中,通过上述内弯曲力矩而要向第二壁部的表面侧(冲压成型品的外侧)弯曲为凸的第二壁部的基端侧的部分,被矫正为向第二壁部的背面侧(冲压成型品的内侧)弯曲为凸的第一弯曲形状。因此,在第二壁部产生的上述内弯曲力矩被消除。作为其结果,在冲压模具的起模时基于冲头以及冲模的加压被除去时,纵壁的基端侧的部分的板厚方向的变形差降低,能够抑制在纵壁的基端部产生壁弯曲。

此外,本公开的冲压模具用于制造冲压成型品,该冲压成型品具备第一壁部、从上述第一壁部的长边方向的至少一方侧的端部向上述第一壁部的背面侧延伸的第二壁部、以及从上述第二壁部的前端部向上述第二壁部的表面侧延伸的第三壁部,在该冲压模具中,具备通过向相互接近的方向相对移动来对上述冲压成型品进行成型的冲头以及冲模,在以上述冲头以及上述冲模的起模前的状态下的横截面观察时,将上述第二壁部的基端侧的部分加压夹持为向上述第二壁部的背面侧弯曲为凸的第一弯曲形状的第一加压部,形成于上述冲头以及上述冲模。

根据解决上述课题的冲压模具,在以冲头以及冲模的起模前的状态下的横截面观察时,将第二壁部的基端侧的部分加压夹持为向第二壁部的背面侧弯曲为凸的第一弯曲形状的第一加压部,形成于冲头以及冲模。因此,与上述同样,在冲压模具的起模前的冲压成型品中,由于上述内弯曲力矩而要向第二壁部的表面侧(冲压成型品的外侧)弯曲为凸的第二壁部的基端侧的部分,被矫正为向第二壁部的背面侧(冲压成型品的内侧)弯曲为凸的第一弯曲形状。因此,在第二壁部上产生的上述内弯曲力矩被消除。作为其结果,在冲压模具的起模时基于冲头以及冲模的加压被除去时,纵壁的基端侧的部分的板厚方向上的变形差降低,能够抑制在纵壁的基端部产生壁弯曲。

发明的效果

根据本公开的冲压成型品的制造方法以及冲压模具,能够抑制在纵壁的基端部产生壁弯曲。

附图说明

图1A是表示本实施方式的冲压模具的一个例子的构成的截面图。

图1B是表示本实施方式的冲压模具的其他例子的构成的截面图。

图2是表示图1A所示的冲压模具的冲头侧凹曲面部以及冲模侧凸曲面部的周边的放大截面图(图1A的A部分的放大部分)。

图3是用于说明使用本实施方式的冲压模具而成型的冲压成型品的形状的说明图。

图4A是表示第一冲压成型的结束后且起模后的冲压成型品的纵壁弯曲的产生状况的说明图。

图4B是表示根据需要而进行的第二冲压成型的结束后且起模后的冲压成型品的纵壁弯曲的产生状况的说明图。

图5A是表示通过图1A所示的冲压模具对坯料进行成型之前的状态的截面图。

图5B是表示从图5A所示的状态起冲头向冲模侧相对移动的状态的截面图。

图6A是表示在实施例1中制造的冲压成型品的形状的说明图。

图6B是表示图6A的冲压成型品的尺寸的说明图。

图7是对在实施例1以及实施例2中制造的冲压成型品与比较例的冲压成型品进行评价的表。

图8是集中表示作为坯料而使用了抗拉强度980MPa级DP钢的情况下的各事例中的、比较例以及实施例1的冲压成型品各自的纵壁弯曲的曲率的图表。

图9是对于将3个水准的抗拉强度的坯料作为原料的情况,集中表示比较例以及实施例1的冲压成型品各自的纵壁弯曲的曲率的图表。

图10是集中表示作为坯料而使用了抗拉强度980MPa级DP钢的情况下的各事例中的、比较例以及实施例2的冲压成型品各自的纵壁弯曲的曲率的图表。

图11是对于将3个水准的抗拉强度的坯料作为原料的情况,集中表示比较例以及实施例2的冲压成型品各自的纵壁弯曲的曲率的图表。

图12A是表示车身壳体的主要部分所配置的骨架部件的说明图。

图12B是表示车身壳体的主要部分所配置的骨架部件的其他例子的说明图。

图12C是表示车身壳体的主要部分所配置的骨架部件的其他例子的说明图。

图12D是表示车身壳体的主要部分所配置的骨架部件的其他例子的说明图。

图13A是表示图12A~图12D的骨架部件的冲压成型的状况的截面图。

图13B是表示图12A~图12D的骨架部件的纵壁的力矩分布的轮廓图。

图13C是表示图12A~图12D的骨架部件的纵壁弯曲的截面图。

图14A是用于对现有技术进行说明的说明图。

图14B是用于对现有技术进行说明的说明图。

图14C是用于对现有技术进行说明的说明图。

图15是表示专利文献2所公开的技术的说明图。

具体实施方式

以下,首先对通过本实施的冲压成型品的制造方法成型的冲压成型品26进行说明,接着对用于对冲压成型品26进行成型的冲压模具进行说明。此外,冲压成型品26成为后述的冲压模具被起模了的状态的成型品。

(关于冲压成型品26)

如图3所示那样,冲压成型品26形成为具有所谓的帽型横截面形状的形态。即,冲压成型品26构成为,包括:作为“第一壁部”的顶板21,将冲压成型品26的宽度方向(图3的箭头W方向)作为长边方向;一对棱线22a、22b,与该顶板21的长边方向两端部分别相连;作为“第二壁部”的一对纵壁23a、23b,与该一对棱线22a、22b分别相连,并且从该各棱线22a、22b向顶板21的板厚方向一方侧(背面侧)延伸;一对曲线部24a、24b,与该一对纵壁23a、23b的前端部(下端部)分别相连;以及作为“第三壁部”的一对凸缘25a、25b,与该一对曲线部24a、24b分别相连,并且从曲线部24a、24b向顶板21的长边方向两侧(纵壁23a、23b的表面侧)分别延伸。此外,在以下的说明中,将冲压成型品26的表面侧称为冲压成型品26的外侧,将冲压成型品26的背面侧称为冲压成型品26的内侧。

此外,一对棱线22a、22b弯曲为向冲压成型品26的外侧成为凸的大致圆弧状。即,两个棱线22a、22b构成为向冲压成型品26的外侧成为凸的角部。并且,一对曲线部24a、24b弯曲为向冲压成型品26的内侧成为凸的大致圆弧状。此外,纵壁23a、23b为,在冲压成型品26的横截面视图中,随着朝向前端侧而向顶板21的长边方向两侧(外侧)倾斜。换言之,两个纵壁23a、23b随着朝向前端侧而向相互分离的方向倾斜。由此,在冲压成型品26中,纵壁23a、23b的前端部形成为向顶板21的长边方向外侧开放,顶板21与纵壁23a、23b所成的角度被设定为钝角。

此外,本公开的冲压成型品26不限定于上述方式。例如,在冲压成型品26具有横截面形状(具体地说,为Z字型(曲柄型))的形态中也同样能够应用。即,在该情况下,冲压成型品26构成为,包括:顶板21;与该顶板21的长边方向一方侧的端部相连的一个棱线22a;与该棱线22a相连,并且从棱线22a向顶板21的板厚方向一方侧延伸的一个纵壁23a;与该纵壁23a相连的一个曲线部24a;以及与该曲线部24a相连,并且从曲线部24a向顶板21的长边方向一方侧延伸的一个凸缘25a。

此外,具有上述帽型横截面形状的冲压成型品26,相对于冲压成型品26的宽度方向中央线成为左右对称的形状,但也可以是冲压成型品26成为左右非对称的形状。并且,在具有上述帽型横截面形状的冲压成型品26中,作为一个例子,将顶板21与纵壁23a、23b所成的角度设定为钝角,但在后述的冲压成型品中例如通过凸轮弯曲法来形成冲压成型品26的情况下,也可以将顶板21与纵壁23a、23b所成的角度设定为大致直角、锐角。

此外,本公开的冲压成型品26如下地得到:按照后述的冲压成型品的制造方法,冷地或者温热地对坯料或者实施了多余加工的坯料实施冲压成型(第一冲压成型)而得到。并且,本公开的冲压成型品26也可以如下地得到:在进行了上述第一冲压成型之后,根据需要进行再次冲压(第二冲压成型)而得到。

此外,冲压成型品26的成型材料即坯料或者冲压成型品26的抗拉强度为590MPa以上,优选为780MPa以上,更优选为980MPa以上。其原因在于,在抗拉强度低于590MPa时,难以产生本发明的课题即纵壁弯曲,抗拉强度越高则越容易产生纵壁弯曲。从这样的观点出发,不需要对坯料或者冲压成型品26的抗拉强度的上限进行规定,但根据冲压负载在实用上的上限而优选为2000MPa以下。

此外,在以下的说明中,为了方便,对后述的冲压模具的起模前的状态下的冲压成型品赋予符号20,而在冲压模具的起模前的状态与起模后的状态下对冲压成型品进行区别。

(关于冲压模具)

图1A图示了在后述的第一冲压成型中、通过对坯料实施拉深成型来制造冲压成型品26的情况下的冲压模具30A。此外,图1B图示了在后述的第一冲压成型中,通过对坯料实施弯曲成型来制造冲压成型品26的情况下的冲压模具30B。此外,在图1A以及图1B中,冲压成型品20的宽度方向与冲压模具30A、30B的宽度方向一致。

如图1A所示那样,在对坯料实施拉深成型的情况下的第一冲压成型中,冲压模具30A包括冲头31、冲模32以及一对坯料支架33而构成。具体地说,冲模32构成冲压模具30A的上部,在横截面视图中形成为向下方侧开放的凹状。此外,冲头31配置在冲模32的凹部的下方侧,并且形成为向上方侧突出的凸状。然后,构成为,冲头31相对于冲模32能够向上方侧相对移动。此外,一对坯料支架33配置在冲头31的宽度方向两侧,并构成为,通过一对坯料支架33和冲模32对坯料的要成型为凸缘25a、25b的部分进行夹持。

另一方面,如图1B所示那样,在对坯料实施弯曲成型的情况下的第一冲压成型中,冲压模具30B包括冲头31、一对冲模32以及冲模衬垫34而构成。具体地说,一对冲模32构成冲压模具30B的上部,作为整体形成为向下方侧开放的凹状。此外,冲头31配置在冲模32的下方侧,并且形成为向上方侧突出的凸状。然后,构成为,冲模32相对于冲头31能够向下方侧相对移动。此外,冲模衬垫34配置在一对冲模32之间,并构成为通过坯料支架33和冲头31对坯料中要成型为顶板21的部分进行夹持。

并且,如图1A以及图1B所示那样,冲头31具有与冲压成型品20的顶板21、棱线22a、22b以及纵壁23a、23b的一部分分别相同的外面形状。此外,冲模32具有与冲压成型品20的顶板21、棱线22a、22b以及纵壁23a、23b的一部分各自的外面形状相同的内面形状。

此外,在冲压成型品26中,顶板21与纵壁23a、23b所成的角度被设定为钝角,因此如图5A所示那样,冲模32的角部32A相对于冲头31的角部31A向冲压模具30A(30B)的宽度方向外侧分离地配置。然后,将冲压模具30A(30B)在宽度方向上的冲头31的角部31A(在横截面视图中对顶板21进行成型的成型面与对纵壁23a、23b进行成型的成型面的交点)与冲模32的角部32A(在横截面视图中对纵壁23a、23b进行成型的成型面与对凸缘25a、25b进行成型的成型面的交点)之间的距离设为距离X。

在此,在本公开的冲压模具30A(30B)中,在冲头31以及冲模32的对纵壁23a、23b进行成型的部分,形成有凹凸状的加压部。由此,在通过冲头31以及冲模32对冲压成型品20进行成型且对冲压模具30A(30B)进行了起模之后,在冲压成型品26的纵壁23a、23b中,能够降低纵壁23a、23b在板厚方向上的变形差。以下,具体地进行说明。

在冲头31的对纵壁23a、23b的基端侧的部分(顶板21以及棱线22a、22b侧的部分)进行成型的部分,形成有作为“第一加压部”的冲头侧凹曲面部31B。该冲头侧凹曲面部31B形成为向冲头31的宽度方向内侧(冲压成型品20的内侧)成为凸的凹曲面状。

此外,在冲头31的对纵壁23a、23b的前端侧的部分(曲线部24a、24b以及凸缘25a、25b侧的部分)进行成型的部分,形成有作为“第二加压部”的冲头侧凸曲面部31C。该冲头侧凸曲面部31C形成为向冲头31的宽度方向外侧(冲压成型品20的外侧)成为凸的凸曲面状。

另一方面,在冲模32的对纵壁23a、23b的基端侧的部分进行成型的部分,形成有作为“第一加压部”的冲模侧凸曲面部32B。该冲模侧凸曲面部32B形成有向冲模32的宽度方向内侧(冲压成型品20的内侧)成为凸的凸曲面状。由此,在通过冲头31以及冲模32对纵壁23a、23b进行成型时,纵壁23a、23b的基端侧的部分由冲头侧凹曲面部31B以及冲模侧凸曲面部32B加压夹持(参照图1A)。

此外,在冲模32的对纵壁23a、23b的前端侧的部分进行成型的部分,形成有作为“第二加压部”的冲模侧凹曲面部32C。该冲模侧凹曲面部32C形成为向冲模32的宽度方向外侧(冲压成型品20的外侧)成为凸的凹曲面状。由此,在通过冲头31以及冲模32对纵壁23a、23b进行成型时,纵壁23a、23b的前端侧的部分由冲头侧凸曲面部31C以及冲模侧凹曲面部32C加压夹持(参照图1A)。

由此,如图1A以及图1B所示那样,在冲头31以及冲模32的冲压成型结束后并且冲压模具30A(30B)的起模前的冲压成型品20中,一对纵壁23a、23b的基端侧的部分,被冲头31以及冲模32加压夹持为向冲压成型品26的内侧(纵壁23a、23b的背面侧)成为凸的第一弯曲形状23a-1、23b-1。并且,在冲压成型品20中,一对纵壁23a、23b的前端侧的部分,被冲头31以及冲模32加压夹持为向冲压成型品26的外侧(纵壁23a、23b的表面侧)成为凸的第二弯曲形状23a-2、23b-2。即,在该状态下的冲压成型品20中,两个纵壁23a、23b被冲头31以及冲模32加压夹持为成为S字状横截面形状。由此,具体地将后述,但是构成为,遍及纵壁23a、23b的延伸方向的整体对纵壁23a、23b的弯曲进行矫正。此外,也可以将本公开的冲压模具30A(30B)构成为,例如根据冲压成型品的规格等,不设置冲头侧凸曲面部31C以及冲模侧凹曲面部32C。即,也可以将冲头侧凸曲面部31C以及冲模侧凹曲面部32C成型为平面状。

此外,冲压成型品20的第一弯曲形状23a-1、23b-1以及第二弯曲形状23a-2、23b-2,形成为具有一定曲率的形状。具体地说,冲头侧凹曲面部31B、冲头侧凸曲面部31C、冲模侧凸曲面部32B、冲模侧凹曲面部32C被形成为,第一弯曲形状23a-1、23b-1以及第二弯曲形状23a-2、23b-2的曲率半径均成为10mm~800mm以下。当该曲率半径低于10mm时,在冲压成型品26的纵壁23a、23b产生弯曲后剩余,在坯料的抗拉强度为590MPa以上的情况下,有可能产生弯曲破裂。另一方面,当曲率半径超过800mm时,对于冲压成型品26的纵壁23a、23b在板厚方向上的变形差的矫正效果减少,有可能不能够减少纵壁23a、23b的弹回(壁弯曲)。此外,第一弯曲形状23a-1、23b-1以及第二弯曲形状23a-2、23b-2也可以为椭圆弧形状、具有多个曲率的形状等。

并且,第一弯曲形状23a-1、23b-1的截面周长度与第二弯曲形状23a-2、23b-2的截面周长度的合计,被设定为冲压成型品26的纵壁23a、23b的截面周长度的50%以上。当该合计低于纵壁23a、23b的截面周长度的50%时,对于纵壁23a、23b在板厚方向上的变形差的矫正效果减少,有可能不能够减少纵壁23a、23b的弹回(壁弯曲)。

此外,如图1A以及图1B所示那样,也可以将冲头31以及冲模32的对纵壁23a、23b进行成型的部分构成为,第一弯曲形状23a-1、23b-1与第二弯曲形状23a-2、23b-2连续地形成,也可以将冲头31以及冲模32的对纵壁23a、23b进行成型的部分构成为,在第一弯曲形状23a-1、23b-1与第二弯曲形状23a-2、23b-2之间例如夹有直线状部、曲线状部等。

并且,第一弯曲形状23a-1、23b-1的截面周长度,被设定为冲压模具30A(30B)在宽度方向上的冲头31的角部31A与冲模32的角部32A之间的距离X以上、且为纵壁23a、23b的截面周长度的1/2以下。即,在对纵壁23a、23b进行成型时,坯料以被冲头31的角部31A按压的部分为起点弯曲,而形成纵壁23a、23b,因此优选使第一弯曲形状23a-1、23b-1的截面周长度为距离X以上。此外,在对纵壁23a、23b进行成型时,坯料被导入对纵壁23a、23b进行成型的部分。因此,考虑所导入的坯料,将第一弯曲形状23a-1、23b-1的截面周长度设定为纵壁23a、23b的1/2以下的长度。

此外,第一弯曲形状23a-1、23b-1的配置如以下那样设定。即,如图2所示那样,首先,将通过第一弯曲形状23b-1(23a-1)的上端(与棱线22b(22a)的交点)且沿着冲压成型品26的上下方向(顶板21的板厚方向)的线设为基准线L。然后,当将通过第一弯曲形状23b-1(23a-1)的上端且与第一弯曲形状23b-1(23a-1)相切的切线设为切线L1时,切线L1随着朝向纵壁23b(23a)的前端侧而向冲压成型品20的宽度方向外侧倾斜。换言之,当将切线L1相对于基准线L的倾斜角度设为θ1时,将倾斜角度设定为θ1不会成为负值。即,在倾斜角度θ成为负值的情况下,切线L1随着朝向纵壁23b(23a)的前端侧而向冲压成型品20的宽度方向内侧倾斜。因此,在该情况下,当通过冲头31以及冲模32对冲压成型品20进行成型时,成为冲头侧凹曲面部31B以及冲模侧凸曲面部32B的一部分与第一弯曲形状23b-1(23a-1)在上下方向上层叠(重叠)的状态。由此,在将冲头31以及冲模32向上下方向进行起模时,通过冲头侧凹曲面部31B以及冲模侧凸曲面部32B将第一弯曲形状23b-1(23a-1)除去,而有可能使冲压成型品26损伤。由此,为了防止冲压成型品26的损伤,将倾斜角度设定为θ1不会成为负值。

此外,纵壁23a、23b被形成为S字状横截面形状之前的、坯料中的纵壁形成预定部,在横截面中不需要形成为直线状,例如也可以在形成S字横截面形状之前形成为凹形状、弯曲形状等。

接下来,对冲压成型品的制造方法进行说明,并且对本公开的冲压成型品的制造方法的作用以及效果进行说明。

在冲压成型品的制造方法中,具有第一冲压成型。在该第一冲压成型中,通过如图1A所示那样对坯料使用冲头31、冲模32以及坯料支架33来进行基于拉深成型的冲压成型、或者如图1B所示那样对坯料使用冲头31、冲模32以及冲模衬垫34来进行基于弯曲成型的冲压成型,由此制造冲压成型品26。此外,作为第一冲压成型也可以利用其他方法。例如,能够列举使用冲头和冲模以及冲模衬垫和坯料支架来进行的衬垫拉深法、使用冲头和冲模来进行模锻法、以及使用冲头、冲模以及冲模衬垫来进行的凸轮弯曲法等。

然后,若以图1A所示的对坯料实施拉深成型的第一冲压成型为例,在第一冲压成型中,通过一对坯料支架33和冲模32对坯料的长边方向两端部进行夹持。然后,如图5A所示那样,使冲头31向上方侧移动而向冲模32接近。并且,如图5B所示那样,从该状态起使冲头31向上方侧进一步移动而向冲模32的凹部内插入。因此,坯料通过冲头31的角部31A被弯曲,并且被冲模32的角部32A弯曲。此时,冲头31的角部31A和冲模32的角部32A在冲压模具30A、30B的宽度方向上分离,因此坯料的纵壁23a、23b的基端侧所形成的部分,弯曲为向冲头31的角部31A的径向外侧成为凸,坯料的纵壁23a、23b的前端侧所形成的部分,弯曲为向冲模32的角部32A的径向外侧成为凸。

然后,使冲头31进一步向上方侧移动,而由冲头31和冲模32对坯料进行加压夹持,由此对冲压成型品20进行成型(参照图1A)。由此,通过冲头31的角部31A(参照图5B)以及冲模32的角部32A(参照图5B)弯曲的坯料弯曲返回而形成纵壁23a、23b。如此,在对纵壁23a、23b进行成型时,通过冲头31以及冲模32使坯料弯曲,并进行弯曲返回变形,在纵壁23a、23b产生基于纵壁23a、23b在板厚方向上的应力差(纵壁23a、23b的表面(外侧面)的应力与背面(内侧面)的应力之差)的力矩。

具体地说,在成型后的纵壁23a、23b的基端侧的部分,在表面(外侧面)作用压缩应力,在背面(内侧面)作用拉伸应力。因此,在纵壁23a、23b的基端侧的部分,通过纵壁23a、23b的表面(外侧面)的应力与背面(内侧面)的应力之差,产生纵壁23a、23b的基端侧的部分以向冲压成型品20的内侧卷起的方式弯曲(换言之,向纵壁23a、23b的表面侧弯曲为凸)的力矩(内弯曲力矩)(参照图3的虚线表示的纵壁23a、23b的基端侧的部分)。

另一方面,在成型后的纵壁23a、23b的前端侧的部分,在表面(外侧面)作用拉伸应力,在背面(内侧面)作用压缩应力。因此,在纵壁23a、23b的前端侧的部分,通过纵壁23a、23b的表面(外侧面)的应力与背面(内侧面)的应力之差,产生纵壁23a、23b的前端侧的部分以向冲压成型品20的外侧卷起的方式弯曲(换言之,向纵壁23a、23b的背面侧弯曲为凸)的力矩(外弯曲力矩)(参照图3的虚线表示的纵壁23a、23b的前端侧的部分)。

在此,在冲头31的对纵壁23a、23b的基端侧的部分(顶板21以及棱线22a、22b侧的部分)进行成型的部分,形成有冲头侧凹曲面部31B,在冲头31的对纵壁23a、23b的前端侧的部分(曲线部24a、24b以及凸缘25a、25b侧的部分)进行成型的部分,形成有冲头侧凸曲面部31C。此外,在冲模32的对纵壁23a、23b的基端侧的部分进行成型的部分,形成有冲模侧凸曲面部32B,在冲模32的对纵壁23a、23b的前端侧的部分进行成型的部分,形成有冲模侧凹曲面部32C。

因此,如图1A以及图1B所示那样,在第一冲压成型结束后并且冲压模具30A的起模前的状态下,一对纵壁23a、23b的基端侧的部分,被冲头侧凹曲面部31B以及冲模侧凸曲面部32B加压夹持为向纵壁23a、23b的背面侧成为凸的第一弯曲形状23a-1、23b-1。另一方面,一对纵壁23a、23b的前端侧的部分,被冲头侧凸曲面部31C以及冲模侧凹曲面部32C加压夹持为向纵壁23a、23b的表面侧成为凸的第二弯曲形状23a-2、23b-2。即,在起模前的冲压成型品20中,一对纵壁23a、23b被冲头31以及冲模32加压夹持为成为S字状横截面形状。

由此,在冲压模具30A的起模前的冲压成型品20中,通过上述内弯曲力矩而要向纵壁23a、23b的表面侧(冲压成型品20的外侧)弯曲为凸的纵壁23a、23b的基端侧的部分,被矫正为向纵壁23a、23b的背面侧弯曲为凸的第一弯曲形状23a-1、23b-1。此外,在冲压成型品20中,通过上述外弯曲力矩而要向纵壁23a、23b的背面侧(冲压成型品20的内侧)弯曲为凸的纵壁23a、23b的前端侧的部分,被矫正为向纵壁23a、23b的表面侧弯曲为凸的第二弯曲形状23a-2、23b-2。因此,在纵壁23a、23b的基端侧的部分产生的内弯曲力矩被消除,并且在纵壁23a、23b的前端侧的部分产生的外弯曲力矩被消除。作为其结果,如图4A所示那样,在冲压模具30A的起模时,在基于冲头31以及冲模32的加压被从冲压成型品20除去时,纵壁23a、23b的基端侧的部分以及前端侧的部分在板厚方向上的变形差降低,能够抑制在纵壁23a、23b(在图4A中仅图示纵壁23b)产生壁弯曲。

然后,在图4A所示的冲压成型品26的形状满足制品形状的情况下,将冲压成型品26直接作为最终制品即可。但是,在冲压成型品26中,在需要将棱线22a、22b进一步压入的情况下,也可以接着第一冲压成型,对冲压成型品26进行再次冲压而对作为最终制品的冲压成型品进行成型。即,在第一冲压成型之后,使用再次冲压用冲头以及再次冲压用冲模进行第二冲压成型,通过再次冲压将棱线22a、22b进一步压入,由此成为图4B所述的具有所希望的截面形状的最终制品即可(在图4B中,仅图示纵壁23b)。此外,在对冲压成型品26进行再次冲压的再次冲压用冲头以及再次冲压用冲模中,对纵壁23a、23b进行成型的面形成为平面状(在横截面视图中为直线状)。

如此,根据本公开的冲压成型品的制造方法,例如在具有590MPa以上、780MPa以上、根据情况为980MPa以上这样的较高抗拉强度的冲压成型品26中,不在纵壁23a、23b形成焊道、阶差,就能够将纵壁23a、23b的弹回(纵壁弯曲)实际地消除,并且制造冲压成型品26。

此外,冲头侧凹曲面部31B、冲头侧凸曲面部31C、冲模侧凸曲面部32B、冲模侧凹曲面部32C形成为,冲压成型品20的第一弯曲形状23a-1、23b-1以及第二弯曲形状23a-2、23b-2的曲率半径均为10mm~800mm以下。由此,能够良好地降低冲压成型品26的纵壁23a、23b整体的壁弯曲。

并且,冲压成型品20的第一弯曲形状23a-1、23b-1的截面周长度与第二弯曲形状23a-2、23b-2的截面周长度的合计,被设定为冲压成型品26的纵壁23a、23b的截面周长度的50%以上。由此,能够有效地降低冲压成型品26的纵壁23a、23b整体的壁弯曲。

此外,冲压成型品20的第一弯曲形状23a-1、23b-1的截面周长度,被设定为冲压模具30A(30B)在宽度方向上的冲头31的角部31A与冲模32的角部32A之间的距离X以上、且为纵壁23a、23b的截面周长度的1/2以下。由此,能够与第一冲压成型中的弯曲成型、拉深成型等相对应,降低冲压成型品26的纵壁23a、23b的壁弯曲。

(实施例1)

在实施例1中,以对具有帽型的横截面形状的冲压成型品26进行制造的情况为例。具体地说,对3个水准的钢制且为矩形的坯料(长度250mm,宽度27mm,板厚:1.2mm,材质:抗拉强度1180MPa级DP钢(A钢),抗拉强度980级DP钢(B钢),抗拉强度590级DP钢(C钢)),使用图1A所示的冲压模具30A来进行第一冲压成型,而制造冲压成型品26。然后,图6A通过立体图来表示起模后的冲压成型品26,图6B表示起模后的冲压成型品26的尺寸。

然后,如图7的表所示那样,对冲压模具30A的起模前的冲压成型品20的纵壁23a、23b的角度(纵壁角度,详细地说是纵壁23a、23b相对于基准线L的角度)、第一弯曲形状23a-1、23b-1以及第二弯曲形状23a-2、23b-2各自的曲率半径进行各种变更,而制造了多个冲压成型品26(图7的表所示的实施例1-(1)~实施例1-(9))。

然后,如图6A以及图6B所示那样,对通过起模后的冲压成型品26的纵壁23b的上部、中央部以及下部这3处的测定位置27~29的曲率半径进行测定,并与比较例一起对纵壁23b的弹回(纵壁23a、23b的壁弯曲)进行了评价。此外,在比较例中,在冲压模具30A的冲头31中未设置冲头侧凹曲面部31B以及冲头侧凸曲面部31C,在冲压模具30A的冲模32中未设置冲模侧凸曲面部32B以及冲模侧凹曲面部32C。即,在冲压模具30A的起模前的比较例的冲压成型品中,纵壁23a、23b未形成为第一弯曲形状23a-1、23b-1以及第二弯曲形状23a-2、23b-2而形成为大致直线状。

图8是针对作为坯料而使用了抗拉强度980MPa级DP钢(B钢)的各事例,将在比较例3中测定的曲率半径设为1时的、在比较例1~3以及实施例1-(1)~1-(9)中分别测定的曲率半径通过相对值表示的图表。

此外,图9是针对将上述3个水准的抗拉强度的坯料(A~C钢)作为原料的情况,将在由A钢构成的比较例3中测定的曲率半径设为1时的、比较例2、3以及实施例1-(3)、1-(5)各自的所测定的曲率半径通过相对值表示的图表。

然后,如图8的图表所示那样,可知实施例1-(1)~1-(9)的冲压成型品26的曲率,小于比较例1~3的冲压成型品的曲率的大致1/5。即,可知,在实施例1-(1)~1-(9)的冲压成型品26中,与比较例1~3相比,纵壁23a、23b的壁弯曲被大幅度抑制,实质上被消除。

此外,如图9的图表所示那样,可知在实施例1-(3)、1-(5)的冲压成型品26中,由于坯料的抗拉强度而存在若干差,但是曲率与比较例2以及3的冲压成型品的曲率相比大幅度减小。即,在实施例1-(3)、1-(5)的冲压成型品26中,与比较例2以及3相比,纵壁23a、23b的壁弯曲被大幅度抑制,实质上被消除。

根据以上,根据使用了冲压模具30A、30B的冲压成型品的制造方法,能够降低冲压成型品26的纵壁23a、23b的壁弯曲。

(实施例2)

在实施例2中,与实施例1同样,对3个水准的钢制且为矩形的坯料,使用图1A所示的冲压模具30A来进行第一冲压成型,而制造了冲压成型品26。但是,在实施例2中,在冲压模具30A中未设置冲头31的冲头侧凸曲面部31C,且未设置冲模32的冲模侧凹曲面部32C。即,在起模前的冲压成型品20中,仅纵壁23a、23b的基端侧的部分被加压为第一弯曲形状23a-1、23b-1,纵壁23a、23b的前端侧的部分被加压为在横截面视图中为大致直线状。此外,在实施例2中使用的坯料使用与实施例1同样的坯料,实施例2的冲压成型品26具有与实施例1相同的尺寸。

然后,与实施例1同样,如图7的表所示那样,对起模前的冲压成型品20的纵壁23a、23b的角度(纵壁角度)、第一弯曲形状23a-1、23b-1的曲率半径进行各种变更,而制造了多个冲压成型品26(图7的表所示的实施例2-(1)~2-(4))。

然后,在实施例2中,对通过起模后的冲压成型品26的纵壁23b的基端侧的部分(与冲压成型品20的第一弯曲形状23b-1对应的部分)的上部、中央部以及下部这3处的测定位置27A~29A(参照图3)的曲率半径进行测定,由此与上述比较例一起对纵壁23b的基端侧的部分的壁弯曲进行了评价。

然后,图10是表示对于作为坯料而使用了抗拉强度980MPa级DP钢(B钢)的各事例,将比较例3的测定位置27A~29A的曲率半径设为1的情况下的比较例1~3以及实施例2-(1)~2-(4)各自的测定位置27A~29A的曲率半径的相对值的图表。

此外,图11是表示对于将上述3个水准的抗拉强度的坯料(A~C钢)作为原料的情况,将由A钢构成的比较例3的测定位置27A~29A的曲率半径设为1的情况下的比较例2、3以及实施例2-(2)、2-(3)各自的测定位置27~29的曲率半径的相对值的图表。

如图10的图表所示那样,可知在实施例2中,与比较例1~3相比,实施例2-(1)~2-(4)的冲压成型品26的纵壁23a、23b的壁弯曲也被抑制,并实质上被消除。特别是,可知实施例2-(4)的冲压成型品26的壁弯曲与比较例1~3相比被大幅度抑制。

此外,如图11的图表所示那样,可知在各坯料的抗拉强度中,实施例2-(2)、2-(3)的冲压成型品26的纵壁23a、23b的曲率小于比较例2以及3的冲压成型品的曲率。即,在实施例2-(2)、2-(3)的冲压成型品26中,与比较例2以及3相比,纵壁23a、23b的壁弯曲被抑制,并实质上被消除。

根据以上,即使在使用冲压模具30A(30B)仅将冲压成型品20的纵壁23a、23b的基端侧的部分加压夹持为第一弯曲形状23a-1、23b-1的情况下,也能够降低冲压成型品26的基端部的纵壁23a、23b的壁弯曲。

此外,2014年6月26日申请的日本专利申请2014-131901号的公开内容的整体通过参照而援用于本说明书。

(附记)

本公开的冲压成型品的制造方法,是使用具有冲头以及冲模的冲压模具来制造冲压成型品的方法,该冲压成型品具有第一壁部、从上述第一壁部的长边方向的至少一方侧的端部向上述第一壁部的背面侧延伸的第二壁部、以及从上述第二壁部的前端部向上述第二壁部的表面侧延伸的第三壁部,在该方法中,在以上述冲压模具的起模前的状态下的横截面观察时,通过上述冲头以及上述冲模将上述第二壁部的基端侧的部分加压夹持为向上述第二壁部的背面侧弯曲为凸的第一弯曲形状。

此外,本公开的冲压成型品的制造方法优选为,在以上述冲压模具的起模前的状态下的横截面观察时,通过上述冲头以及上述冲模将上述第二壁部的前端侧的部分加压夹持为向上述第二壁部的表面侧弯曲为凸的第二弯曲形状。

此外,本公开的冲压成型品的制造方法优选为,在以上述冲压模具的起模前的状态下的横截面观察时,使上述第一弯曲形状以及上述第二弯曲形状的曲率半径为10mm~800mm。

此外,本公开的冲压成型品的制造方法优选为,在以上述冲压模具的起模前的状态下的横截面观察时,上述第一弯曲形状的截面周长度与上述第二弯曲形状的截面周长度的合计,为上述第二壁部的截面周长度的50%以上。

此外,本公开的冲压成型品的制造方法优选为,在以上述冲压模具的起模前的状态下的横截面观察时,上述第一弯曲形状的截面周长度被设定为,上述冲压模具的宽度方向上的上述冲头的角部与上述冲模的角部之间的距离以上,且为上述第二壁部的截面周长度的1/2以下。

此外,本公开的冲压成型品的制造方法优选为,上述冲压成型品的抗拉强度为590Mpa以上。

本公开的冲压模具用于制造冲压成型品,该冲压成型品具有第一壁部、从上述第一壁部的长边方向的至少一方侧的端部向上述第一壁部的背面侧延伸的第二壁部、以及从上述第二壁部的前端部向上述第二壁部的表面侧延伸的第三壁部,在该冲压模具中,具有通过在相互接近的方向上相对移动来对上述冲压成型品进行成型的冲头以及冲模,在以上述冲头以及上述冲模的起模前的状态下的横截面观察时,将上述第二壁部的基端侧的部分加压夹持为向上述第二壁部的背面侧弯曲为凸的第一弯曲形状的第一加压部,形成于上述冲头以及上述冲模。

此外,本公开的冲压模具优选为,在以上述冲头以及上述冲模的起模前的状态下的横截面观察时,将上述第二壁部的前端侧的部分加压夹持为向上述第二壁部的表面侧弯曲为凸的第二弯曲形状的第二加压部,形成于上述冲头以及上述冲模。

此外,本公开的冲压模具优选为,在以上述冲头以及上述冲模的起模前的状态下的横截面观察时,上述第一加压部以及上述第二加压部以使上述第一弯曲形状以及上述第二弯曲形状的曲率半径成为10mm~800mm的方式被形成为。

此外,本公开的冲压模具优选为,在以上述冲头以及上述冲模的起模前的状态下的横截面观察时,上述第一加压部以及上述第二加压部的截面周长度以使上述第一弯曲形状的截面周长度与上述第二弯曲形状的截面周长度的合计为上述纵壁的截面周长度的50%以上的方式被设定。

此外,本公开的冲压模具优选为,在以上述冲头以及上述冲模的起模前的状态下的横截面观察时,上述第一加压部的长度以使上述第一弯曲形状的截面周长度为上述冲压模具在宽度方向上的上述冲头的角部与上述冲模的角部之间的距离以上、且为上述第二壁部的截面周长度的1/2以下的方式被设定。

此外,本公开的冲压成型品的制造方法为,进行第一冲压成型,该第一冲压成型为,在使用第一冲头以及第一冲模使坯料成为成型品之后进行起模,该成型品具有由顶板、与该顶板相连的棱线、与该棱线相连的纵壁、与该纵壁相连的曲线部、与该曲线部相连的凸缘构成的横截面形状,并且上述纵壁具有S字状横截面形状,该S字状横截面形状具有形成于上述棱线侧的由朝向上述横截面形状的内部的曲线构成的凸形状部、以及形成于上述曲线部侧的由朝向上述横截面形状的外部的曲线构成的凸形状部。

此外,本公开的冲压模具为,具备进行将坯料成型为成型品的第一冲压成型的第一冲头以及第一冲模的冲压成型品的制造装置,该成型品具有由顶板、与该顶板相连的棱线、与该棱线相连的纵壁、与该纵壁相连的曲线部、以及与该曲线部相连的凸缘构成的横截面形状,并且,上述纵壁具有S字状横截面形状,该S字状横截面形状具有形成于上述棱线侧的由朝向上述横截面形状的内部的曲线构成的凸形状部、以及形成于上述曲线部侧的由朝向上述横截面形状的外部的曲线构成的凸形状部,在该冲压成型品的制造装置中,上述第一冲头具有与上述顶板、上述棱线以及上述纵壁的一部分各自的内面形状相同的外面形状,并且,上述第一冲模具有与上述顶板、上述棱线以及上述纵壁的一部分各自的外面形状相同的内面形状,以及由朝向上述内部的曲线构成的凸形状以及由朝向上述外部的曲线构成的凸形状各自的曲率半径均为10~800mm。

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