金属板材的成型方法及成型装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属板材的成型方法及成型装置，其中金属板材借助于具有冲模和冲头的成型模具被成型为具有突出部。
【背景技术】
[0002]传统地，已知如下的燃料电池隔板:通过在金属板材中形成多个突出部，来形成供诸如氢气或氧气等的气体或冷却水流过的流路。例如专利文献I和专利文献2公开的方法已作为成型这种燃料电池隔板的方法提出。
[0003]根据专利文献I的成型方法，如图15的(a)所示，借助于第一成型模具41的模具411和模具412，在金属板材42中形成小突部421。其后，如图15的(b)和图15的(c)所示，小突部421的周缘部的内侧被第二成型模具43的模具431和模具432挤压，形成突出部 422。
[0004]根据专利文献2的成型方法，如图16的(a)所示，金属板材52被第一成型模具51的模具511的凸部的前端面挤压，形成小突部521。其后，如图16的(b)所示，使得第一成型模具51的模具512的倾斜面和模具511的倾斜面压延(roll out)(即，通过施加压力而延伸)两个倾斜面之间的小突部521的侧壁部，形成突出部522。此外，如图16的(c)所示，使得与第一成型模具51不同的第二成型模具53的模具531的前端面和模具532的底面压延前端面与底面之间的突出部522的顶部524。结果，突出部522的顶部524变薄，顶部524的宽度变大。
[0005]传统的成型方法中存在以下问题。
[0006]根据专利文献I的成型方法，通过利用第一成型模具41的压力加工和通过利用第二成型模具43的压力加工主要都是拉延成型(drawing-out molding)。详细地，如图15的(a)所示，金属板材42被模具412的凸部413挤压，并被拉延。其后，如图15的(b)所示，金属板材42的小突部421的周缘部被模具432的角部434以及被模具431的角部433在狭窄区域内挤压。在这种情况下，角部433的位置和角部434的位置在金属板材42的突出部的高度方向上偏离(deviate)。因此，金属板材42不仅被两个角部433和434拉延，而且还以角部433和434作为支点弯曲。
[0007]其后，如图15的(c)所示，金属板材42的小突部421的顶部在模具431和432 二者之间被模具432和模具431平坦化。另一方面，维持借助于模具431的角部433在狭窄区域内的挤压。
[0008]如上述，金属板材42被模具412拉延，然后被两个角部433和434拉延，并被角部433拉延。因此，金属板材21被拉延，并到达易于被破断的状态。此外，金属板材21被局部连续挤压。因此，金属板材21上的应力分布变得不均匀。换言之，金属板材21在角部433附近被连续挤压，因此到达易于被破断的状态。
[0009]根据专利文献2的成型方法，如图16的(a)和图16的(b)所示，小突部521通过模具51形成，接着小突部521的侧壁部523被第一成型模具51压延，形成突出部522。在这种情况下，如从图16的(b)明显地，仅通过使突出部522减薄而形成侧壁部523，因此侧壁部523的厚度变得不足。在这种状态下，金属板材52上的强度分布变得不均匀，因此金属板材52到达易于被破断的状态。此外，根据专利文献2的成型方法，通过第一成型模具51形成突出部522，然后如图16的(c)所示，突出部522的顶部524被第二成型模具53压延，顶部524的宽度变大。换言之，由顶部524的压延导致的材料移动使顶部524的宽度扩展。以此种方式移动的材料聚集在顶部524的角部处。即使在这种状态下，侧壁部523也保持较薄，并仍处于易于被破断的状态。此外，当材料聚集在顶部524的两端的角部处时，顶部524与侧壁部523之间的应力分布变化很大。因此，容易在已成型的金属板材52上发生诸如翘曲或起伏等的变形。
[0010]如上述，根据专利文献I和专利文献2的成型方法，对破断或变形的忧虑高，因此难以很大地延伸金属板材52或者增高突出部522。还能够想到的是，通过使金属板材52的应力分布平均化来消除变形。因此存在在完成成型加工之后施加热处理的情况。然而，在这种情况下，加工步骤变得复杂。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:日本特开2000-317531号公报
[0014]专利文献2:日本特开2012-51016号公报
【发明内容】
[0015]发明要解决的问题
[0016]本发明的目的是提供一种金属板材的成型方法及成型装置，其能够在金属板材中形成厚度均匀的具有足够高度的突出部，并能够防止金属板材被破断。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]为了解决前述问题，根据本发明的第一方面，供给一种成型金属板材的方法，其通过具有冲模和冲头的成型模具在所述金属板材中成型突出部。该方法包括:通过使用第一成型模具的拉延成型在所述金属板材中成型所述突出部的第一步骤，所述突出部被成型为使得所述突出部的顶部比其它部分薄；和通过使用第二成型模具来压延所述突出部的侧壁部的第二步骤。
[0019]为了解决前述问题，根据本发明的第二方面，提供一种成型金属板材的装置，其通过使用具有冲模和冲头的成型模具在所述金属板材中成型突出部。所述成型模具包括第一成型模具和第二成型模具，所述第一成型模具具有冲模和冲头，所述第一成型模具的冲模和冲头两者在所述金属板材中成型所述突出部，所述第一成型模具的冲模和冲头以使所述突出部的顶部变得比其它部分薄的方式成型所述突出部，并且所述第二成型模具具有冲模和冲头，所述第二成型模具的冲模和冲头两者压延所述突出部的侧壁部。
[0020]根据本发明，在第一步骤中，通过使用第一成型模具，使金属板材以使突出部的顶部变得比其它部分薄的方式被拉延。此时，突出部的顶部的材料移动到侧壁部。在第二步骤中，通过使用第二成型模具，使突出部的侧壁部被压延。此时，侧壁部的材料移动到突出部的顶部。换言之，在第一步骤中，执行拉延成型，之后，执行压延成型。结果，当成型具有适当高度的突出部时，能够防止材料被破断，并能够有效地使用侧壁部的材料。此外，在第一步骤和第二步骤中，材料在突出部的顶部与侧壁部之间相互移动，因此能够使得突出部具有均匀的厚度。因此，良好地平衡了成型品的强度分布和应力分布，改善了破断强度。
【附图说明】
[0021]图1是示出了已通过根据本发明的第一实施方式的用于成型金属板材的方法成型的成型品的立体图。
[0022]图2是沿图1的线2-2的部分截面图。
[0023]图3是示出了第一实施方式的成型方法的第一步骤的部分截面图。
[0024]图4的(a)和图4的(b)是顺序地示出第一步骤的成型过程的部分截面图。
[0025]图5是示出了第一实施方式的成型方法的第二步骤的部分截面图。
[0026]图6的(a)和图6的(b)是顺序地示出第二步骤的成型过程的部分截面图。
[0027]图7是示出了第一实施方式的成型方法的第三步骤的部分截面图。
[0028]图8的(a)和图8的(b)是顺序地示出第三步骤的成型过程的部分截面图。
[0029]图9是示出了第一实施方式的成型方法的第一步骤到第三步骤中的成型模具的冲头的部分截面图。
[0030]图10是示出了已通过根据本发明的第二实施方式的用于成型金属板材的方法成型的成型品的立体图。
[0031]图11是沿图10的线11-11的部分截面图。
[0032]图12是示出了第二实施方式的成型方法的第一步骤的部分截面图。
[0033]图13是示出了第二实施方式的成型方法的第二步骤的部分截面图。
[0034]图14是示出了第二实施方式的成型方法的