弯曲零部件的制造方法和汽车的车身壳体的骨架结构构件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对金属板料压制成型而制造具有帽子形截面的弯曲零部件的方法和 汽车的车身壳体的骨架结构构件。
【背景技术】
[0002] 具有帽子形截面、并且具有向长度方向弯曲的外形的压制成型零部件被用作例如 纵梁（前纵梁、后纵梁）等这样的汽车的车身壳体的骨架结构构件。该压制成型零部件是用 于确保汽车的碰撞性能的重要零部件，并且，为了促进碰撞安全性的改进和车体的轻量化， 要求该压制成型零部件高强度化。以往，采用对金属板料进行拉深成形的压制成型法制造 该压制成型零部件。
[0003] 图18A是表示具有帽子形截面弯曲零部件（以下，简称为"弯曲零部件"）10的一 例的立体图，图18B是弯曲零部件10的俯视图，图18C是弯曲零部件10的侧视图，图18D是从一端部侧观察到的弯曲零部件10的主视图，并且，图18E是用于说明弯曲零部件10的 凸状弯曲部11a和凹状弯曲部lib的立体图。另外，图19A是不意地表不利用以往技术制 造弯曲零部件10的拉深加工机的剖视图，图19B是表示在凹模202与压料圈203以及凸模 204之间夹持并约束有金属板料201的阶段的剖视图，图19C是表示自图19B所示的阶段将 凸模204压入的状态的剖视图，图19D是表示从图19C所示的阶段进一步将凸模204压入 从而凸模204被完全压入凹模202的状态的剖视图。此外，图20A是表示金属板料201的 立体图，图20B是根据图19A?图19D所示的以往技术而制造的拉深板301的立体图。 [0004] 例如，在制造图18A?图18E所示的弯曲零部件10的情况下，首先如图19A所示， 将图20A所示的金属板料201配置于凹模202与压料圈203以及凸模204之间。接下来， 如图19B所示，利用凹模202和压料圈203夹着金属板料201的周围来加压。接下来，如图 19C、图19D所示，利用凸模204使金属板料201的中央部突出而将金属板料201拉深成形 为所期望的形状。在该拉深成形的过程中，如图19C所示，由于金属板料201的周围被凹模 202和压料圈203按压着，因此金属板料201的内部一边被施加张力一边利用凸模204而成 形。金属板料201 -边利用凹模202和压料圈203在一定程度上约束其周围，一边通过流 入凹模202内而成形为具有图20B所示的形状的拉深板301。通过切掉该拉深板301的周 围的不需要部分而制造图18A?图18E所示的弯曲零部件10。
[0005] 图21是表示图20B所示的拉深板301上易于产生裂纹、褶皱的部位的立体图。
[0006] 利用进行拉深成形的压制成型法而制造弯曲零部件10的情况下，如图21所示，在 成形为拉深板301的阶段中，在拉深板301的凹状弯曲部311b的顶板301a和凸状弯曲部 311a的凸缘301b易于产生由于材料多余而引起的褶皱。一般的说，为了抑制褶皱产生，通 过增加压料圈203的加压力、或者在压料圈203增加拉深压边筋等方法来加强成形过程中 的金属板料201的周围的约束而抑制金属板料201向凹模202内过度流入较为有效。
[0007] 然而，利用这些方法抑制金属板料201向凹模202内流入的话，在拉深板301的凸 状弯曲部311a的顶板301c、凹状弯曲部311b的凸缘301d、长度方向的端部301e处板厚过 于减小，在金属板料201为延展性较低的材料的情况下，在这些区域301c、301d、301e产生 裂纹。
[0008] 因此，为了利用进行拉深成形的压制成型法不产生裂纹和褶皱地制造以例如纵梁 为代表的弯曲零部件10,难以使用延展性较低的高强度材料（例如高张力钢板）作为金属 板料201，不得不采用延展性较高的低强度材料。因此，为了确保弯曲零部件10所要求的强 度，不得不增加金属板料201的板厚，从而妨碍了车身壳体的骨架结构构件的轻量化。
[0009] 而且，利用进行拉深成形的压制成型法制造弯曲零部件10的情况下，由于切掉存 在于拉深板301的外周的不需要部分并将其废弃，因此材料的利用率也降低。
[0010] 另外，在专利文献1?4中，提出有对具有如帽子形截面、Z字形截面等简单的、在 长度方向上相同的截面的零部件弯曲成形的技术。然而，专利文献1?4中未公开制造由 像弯曲零部件10这么复杂的形状构成的零部件的方法。
[0011] 现有抟术f献
[0012] 专利f献
[0013] 专利文献1:日本特开2003-103306号公报
[0014] 专利文献2:日本特开2004-154859号公报
[0015] 专利文献3:日本特开2006-015404号公报
[0016] 专利文献4 :日本特开2008-307557号公报
【发明内容】
[0017] 发明要解决的问题
[0018] 本发明鉴于以往的技术所存在的这些问题而完成，其目的在于提供一种方法，该 方法利用压制成型，不在凹状弯曲部的顶板、凸状弯曲部的凸缘上产生褶皱、不在凸状弯曲 部的顶板、凹状弯曲部的凸缘甚至长度方向的端部上产生裂纹地，且材料利用率较好地制 造适合用于作为例如汽车的车身壳体的骨架结构构件的纵梁（例如前纵梁、后纵梁）的、具 有帽子形截面并且具有向长度方向弯曲的外形的弯曲零部件；以及一种利用该方法所制造 的例如纵梁这样的骨架结构构件。
[0019] 而且，本发明的目的在于不仅使用延展性较高的低强度材料作为金属板料，也使 用延展性较低的高强度材料（例如，拉伸强度在440MPa以上的高张力钢板）作为金属板料 来制造上述的骨架结构构件。
[0020] 用于解决问题的方案
[0021] 本发明如以下所列举。
[0022] (1) 一种弯曲零部件的制造方法，该制造方法使用包括凹模和推料板以及与该凹 模和推料板相对地配置的凸模和压料圈的压制成型装置，通过将金属板料在冷状态或者温 热状态下进行压制成型，来制造弯曲零部件，该弯曲零部件包括主体，该主体由纵长的顶 板、两个纵壁、以及两个外向凸缘构成，该两个纵壁与该顶板的两端部相连且朝与该顶板大 致正交的方向延伸，两个外向凸缘分别与该两个纵壁相连，该主体具有帽子形的横截面形 状，并且，该主体具有在所述顶板的长度方向的一部分处顶板、两个纵壁以及两个外向凸缘 均朝纵壁的高度方向呈弧状弯曲的外形，其特征在于，
[0023] 一边保持将配置于凹模和推料板与凸模和压料圈之间的金属板料的用于成形为 顶板的部分利用推料板按压于凸模而加压并夹持该部分，并且，将金属板料的用于成形为 纵壁和外向凸缘的部分利用压料圈按压于凹模而加压并夹持该部分的状态，一边使压料圈 和凹模相对于推料板和凸模以金属板料为界朝配置有凸模和压料圈的一侧移动，由此对具 有帽子形截面的弯曲零部件进行成形。
[0024] 本发明中，"冷"的意思是室温的氛围，"温热"的意思是比冷的温度高，但温度低于 Ac3A，优选是Ac 以下的氛围。
[0025] (2)根据技术方案1所述的弯曲零部件的制造方法，其中，推料板连接于具有恒定 的行程的推料板加压装置，压料圈连接于压料圈加压装置，并且，在弯曲零部件成形完成之 后，使用推料板加压装置和压料圈加压装置，将压料圈以不相对于凸模相对移动的方式进 行固定，并且该压料圈未将弯曲零部件按压于凹模之后，将凹模和推料板自压料圈和凸模 分离，而将弯曲零部件自压制成型装置取出。
[0026] (3)根据技术方案1所述的弯曲零部件的制造方法，其中，推料板连接于推料板加 压装置，压料圈连接于具有恒定的行程的压料圈加压装置，并且，在弯曲零部件成形完成之 后，
[0027] 使用推料板加压装置和压料圈加压装置，将推料板以不相对于凹模相对移动的方 式进行固定，并且该推料板未将弯曲零部件按压于凸模之后，将凹模和推料板自压料圈和 凸模分离，而将弯曲零部件自压制成型装置取出。
[0028] (4)根据技术方案1至3中任意一项所述的弯曲零部件的制造方法，其中，凹模具 有包含弯曲零部件的纵壁和凸缘各自的外表面的形状的内表面形状，推料板具有包含弯曲 零部件的顶板的外表面的形状的外表面形状，凸模具有包含弯曲零部件的顶板和纵壁各自 的内表面的形状的外表面形状，并且，压料圈具有包含弯曲零部件的凸缘的内表面的形状 的外表面形状。
[0029] (5)根据技术方案1至4中任意一项所述的弯曲零部件的制造方法，其中，横截面 形状的顶板和纵壁所成的内角为90°?92°。
[0030] (6)根据技术方案1至5中任意一项所述的弯曲零部件的制造方法，其中，在弯曲 零部件成形完成的时刻，凹模的使纵壁进行成形的部分与凸模的使纵壁进行成形的部分之 间的间隙为金属板料的板厚的100%?120%。
[0031] (7)根据技术方案1至6中任意一项所述的弯曲零部件的制造方法，其中，金属板 料是板厚为〇.8mm?3. 2mm并且拉伸强度为200MPa?1600MPa的钢板。
[0032] (8)根据技术方案1至7中任意一项所述的弯曲零部件的制造方法，其中，利用推 料板以0. IMPa以上的按压压力将金属板料的用于成形为顶板的部分向凸模按压而对该部 分进行加压，并且，利用压料圈以〇.IMPa以上的按压压力将金属板料的用于成形为纵壁和 外向凸缘的部分向凹模按压而对该部分进行加压。
[0033] (9)根据技术方案1至8中任意一项所述的弯曲零部件的制造方法，其中，金属板 料是对金属板料进行了预加工的预加工金属板。
[0034] (10)根据技术方案2至9中任意一项所述的弯曲零部件的制造方法，其中，对自压 制成型装置取出的弯曲零部件进行后加工。
[0035] (11)一种骨架结构构件，该骨架结构构件具有主体，该主体由两个纵壁、两个外 向凸缘、以及纵长的顶板构成，其中，两个纵壁与该顶板的两端部相连并向与该顶板大致正 交的方向延伸，两个外向凸缘分别与该两个纵壁相连，该主体具有帽子形的横截面形状，并