金属板材的成型方法及成型装置的制造方法_3

文档序号:8490952阅读:来源:国知局
性,在凸部291、282的基端与金属板材21之间以及在凸部291、282的前端中央与突出部27的顶部271之间分别形成空间276和空间275。空间275和空间276的形成不是必要的。换言之,虽然可以使得冲头29和冲模28与金属板材21的整个表面接触,但需要冲头29和冲模28以不会使金属板材21变形的程度轻微接触金属板材21。此外,当侧壁部272的厚度被压延减少时,侧壁部272的材料移动到突出部22的顶部271,如图6的(b)的箭头所示。结果,已被图6的(a)示出的阶段的变窄加工而减小的顶部271的厚度被来自侧壁部272的材料移动补偿。在这种情况下,从侧壁部272向顶部271的材料移动被空间275和空间276圆滑地执行。如图6的(b)的箭头所示,初期突出部27的侧壁部272的材料向顶部271移动,结果,突出部22的顶部221和侧壁部222被成型为厚度变得均匀并略大于0.08_。
[0053]如上所述,突出部22交替地形成于金属板材21,金属板材21被成型和减薄至预定厚度。在第一步骤中,通过拉延金属板材21来执行减薄和成型。在第二步骤中,通过由压延金属板材21导致的材料移动来执行减薄和成型。
[0054]如图7所示,在第三步骤中,具有突出部22的金属板材21被设置在第三成型模具31的冲模32上。在这种状态下,冲头33接近冲模32。随即,如图8的(a)和图8的(b)所示,借助于冲头33和冲模32的凸部331、322的侧壁面以及借助于冲模32和冲头33的凹部321、332的侧壁面,突出部22的侧壁部222被压延并被整形成竖立的形状。结果,突出部22的侧壁部222的倾斜角度Θ 3变小,突出部22的顶部221在宽度方向上扩展。
[0055]此时,基于金属板材21的刚性,在凸部331、322的基端与金属板材21之间以及在凸部331、322的前端中央与突出部22的顶部221之间分别形成空间276和空间275。空间275和空间276的形成不是必要的。换言之,虽然可以使得冲头33和冲模32与金属板材21的整个表面接触,但需要冲头33和冲模32以不会使金属板材21变形的程度轻微接触金属板材21。此外,当侧壁部222的厚度被压延减小时,侧壁部222的材料移动到突出部22的顶部221。结果,已被图8的(a)示出的阶段的顶部221在宽度方向上的扩展而减小的顶部221的厚度被来自侧壁部222的材料移动补偿。因此,顶部221的厚度不会变得极端薄。此外,顶部221将被拉延的可能性几乎不存在。因此,使得突出部22的厚度均匀在0.08mm。在这种情况下,从侧壁部222向顶部221的材料移动以与第二步骤中相同的方式通过空间275和空间276圆滑地执行。
[0056]在第一步骤到第三步骤中,第二成型模具24的冲头29中的凸部291和凹部292的配置节距P 2比第一成型模具23的冲头26中的凸部261和凹部262的配置节距P I窄。同样地,第二成型模具24的冲模28中的凹部281和凸部282的配置节距P 2比第一成型模具23的冲模25中的凹部251和凸部252的配置节距P I窄。
[0057]在第二步骤中,初期突出部27的侧壁部272被第二成型模具24压延,初期突出部27的材料沿周长延伸。然而,初期突出部27的延伸量通过使冲模28和冲头29的凹部281、292和凸部282、291的配置节距P 2的变窄来修正。换言之,预期第二步骤中的初期突出部27的延伸量,初期突出部27的侧壁部272被配置节距P 2已经减小的凹部281、292和凸部282、291压延。结果,突出部22的翘曲或起伏被抑制。
[0058]在第三步骤中使用第三成型模具31。第三成型模具31的冲模32和冲头33的凹部321、332和凸部322、331的配置节距P 3比第二成型模具24的冲模28和冲头29的凹部281、292和凸部282、291的配置节距P 2宽。第三成型模具31的冲模32和冲头33的凹部321、332和凸部322、331的配置节距P 3比第一成型模具23的冲模25和冲头26的凹部251、262和凸部252、261的配置节距P I窄。
[0059]在第三步骤中,借助于冲模32和冲头33,突出部22的侧壁部222被整形成几乎没有被压延的竖立的形状。因此,突出部22的材料不会沿周长大量地延伸。因此,通过将第三成型模具31的配置节距P 3设定为在第二成型模具24的配置节距P 2与第一成型模具23的配置节距P I之间的值,能够使得突出部22的最终配置节距接近于第一成型模具23的配置节距P 1
[0060]因此,根据本实施方式,能够得到以下效果。
[0061 ] (I)在第一步骤中,借助于第一成型模具23,初期突出部27被形成于金属板材21,使初期突出部27的顶部271比其它部分薄。在第二步骤和第三步骤中,初期突出部27的侧壁部272被第二成型模具24压延,突出部22成型。
[0062]在第二步骤和第三步骤中,当初期突出部27的侧壁部272被第二成型模具24和第三成型模具31压延时,侧壁部272的材料向顶部271移动。因而除了初期突出部27的成型之外,通过压延实现金属板材21的突出部22的拉延成型。换言之,在第一步骤中执行拉延成型,在其它步骤中执行压延。因此,拉延成型的比率变小,因此能够防止金属板材21被破断。因此,即使突出部22高或者即使顶部271的宽度大,也能够在不破断金属板材21的情况下使金属板材21成型。以突出部22较高的方式和以顶部271的宽度较大的方式生产的燃料电池隔板在引导冷却水、气体等功能上具有优越性。
[0063](2)金属板材21的拉延成型仅在第一步骤中执行。在第二步骤中和第二步骤之后,通过压延金属板材21,金属板材21被减薄。因此,能够防止金属板材21被破断。此外,在第一步骤中,金属板材21仅被拉延其全长的20%。此外,在第二步骤的压延中,材料向被拉延的部分移动,因此能够进一步防止金属板材21被破断。根据传统的工业方法,由诸如针孔或破裂等破断的发生而导致的不良率为10%至20%,而根据本实施方式的工业方法,不良率降至0.02%。
[0064](3)已被压延的侧壁部272的材料供给到已被拉延的突出部27的顶部271。因此,能够使已被拉延的顶部271的材料返回,并且能够使突出部22成型为具有均匀的厚度。因此,缓和了应力的集中,并且良好地平衡了成型品的强度分布和应力分布。因此,能够改善破断强度,并且抑制了成型品的翘曲或变形。因此,能够生产高质量的成型品。
[0065](4)多个突出部22以褶裥形状形成于金属板材21的两面。当本成型品被用作燃料电池隔板时,能够借助于突出部22在隔板的两面形成气体流路。
[0066](5)在第三步骤中,借助于第三成型模具31,突出部22的侧壁部222被整形成竖立的形状。当本成型品被用作燃料电池隔板时,由于突出部22的侧壁部222处于竖立状态,因此能够使在隔板上形成的气体流路的截面积扩大。
[0067](6)在第三步骤中,突出部22的顶部221被第三成型模具31扩大。在这种情况下,突出部22的顶部221被扩大,因此与其它接合板的接合面积变大,能够改善隔板之间的接合强度。结果,隔板与布置在隔板内侧的发电部件之间的表面压力被分散。因此,使得难以破断发电部件。此外,在隔板上形成的用于气体、冷却水等的流路的截面积被扩大,因此也改善了发电效率。
[0068](7)第二成型模具24的冲模28和冲头29的凹部281、292和凸部282、291的配置节距P 2比第一成型模具23的冲模25和冲头26的凹部251、262和凸部252、261的配置节距P I窄。如此减小了第二成型模具24的配置节距P 2,这使得能够在第二步骤中通过压延侧壁部272而对沿着材料周长方向的延伸进行修正。结果,能够抑制成型品的翘曲或起伏。
[0069](8)第三成型模具31的冲模32和冲头33的凹部321、332和凸部322
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