具有立体边缘的金属部件的制造方法以及制造用模具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有立体边缘的金属部件的制造方法以及制造用模具，具体来说，涉 及用于通过压力成形制造具有立体边缘的金属部件，并通过对设置于金属板（例如拉伸强 度（TS)为590MPa以上的高强度钢板）坯料的曲线状的边缘部或进一步对与其相邻的坯料 部分进行成形加工使其立体化以制造具有立体边缘的金属部件的制造方法以及制造该金 属部件时所使用的制造用模具。
[0002] 此处，所述立体边缘中所谓的立体为纵壁、人字形、或两者中一种与另一种相连的 立体。此外，坯料为用于成形加工的原材料且为自原料板材切离的单块平板，在该切离时施 加有对应于所述成形加工后的立体形状的平面轮廓形状。
【背景技术】
[0003] 作为获得在弯曲边缘具有立体、例如纵壁的金属部件的手段，目前对金属单板进 行结合了弯曲、拉深、放边（伸7 )等各种成形方式的压力成形（以下称为现有 压力成形）。作为用于达到尺寸精度的方法提出了在纵壁部设置扩口形的台阶结构的方法 (专利文献1)及分两个阶段将凸缘部成形的方法（专利文献2)，而作为防止扭曲的方法提 出了分两个阶段进行弯曲成形的方法（专利文献3)及施加应力于纵壁部的方法（专利文 献4)。
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开2010-5651号公报
[0006] 专利文献2 :日本特开2006-289480号公报
[0007] 专利文献3 :日本特开2009-241109号公报
[0008] 专利文献4 :日本特开2006-305627号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的技术问题
[0010] 适应轻量化需求的钢板的高强度化同时导致了钢板的拉深加工、鼓凸成形、放边 加工的可成形性降低。对高强度钢板的坯料进行成形加工以制造边缘处具有立体形状例如 纵壁的部件时，若边缘部为直线状则可以通过弯曲加工将其成形为纵壁，但是若边缘部为 曲线状而试图以通常的压力成形（放边成形，或拉深成形）将其成形为纵壁，则会由于成为 纵壁部的边缘部区域在坯料边缘一侧的边界线与被弯曲部一侧的边界线具有不同长度，从 而进行放边成形时将发生裂纹，进行拉深成形时将产生皱折。此时，通过优化皱折按压等成 形条件或改变部件形状，可以在一定程度上抑制裂纹、皱折的产生，然而使用这样的方法应 对适应轻量化需求的、例如TS在980MPa以上的进一步的高强度化是有局限的。
[0011] 此外，分两个阶段成形、在纵壁部设置台阶结构、在纵壁部施加应力等方法都存在 工序增加、合格率降低等问题，并且由于所述纵壁部的裂纹、皱折起因于成为纵壁部的边缘 部区域在坯料边缘一侧的边界线与被弯曲部一侧的边界线的长度差，因此这些方法不能成 为针对裂纹、皱折的对策。
[0012] 即，特别是坯料为高强度钢板等情况下，若使用现有的压力成形模具制造对弯曲 边缘部进行立体化的具有立体边缘的金属部件，则在使用简单的工序的情况下将产生裂 纹、皱折而无法得到具有立体边缘的金属部件的目标形状，同时实现工序简化与产品轻量 化极为困难。
[0013] 解决技术问题采用的技术方案
[0014] 本发明者探讨了解决上述课题的手段，从折纸中得到启发，获得了如下的见解。 即，虽然纸是既不伸展也不收缩的原材料，但可以利用简洁的折叠方法在纸坯料的边缘部 形成具有弯曲棱线的立体形状，通过将该折叠方法应用于金属坯料，被加工材料进行弯曲 变形而基本上不进行拉深、鼓凸、放边等各种变形，因此可以通过简单的成形工序由高强度 的金属坯料制造没有裂纹和折皱的、带立体边缘的金属部件。进而通过抑制纵壁、弯曲线的 立体化，可以避免局部变形，从而可以在大范围内立体成形为所需形状。
[0015] 基于以上见解而形成了本发明，其要点如下。
[0016] (1) 一种具有立体边缘的金属部件的制造方法，其中，以切割自金属板并具有带两 端的曲线状弯曲边缘部的坯料为原材料，将所述弯曲边缘部或进一步将与该弯曲边缘部相 邻的坯料部分立体成形以制造具有立体边缘的金属部件，以施加弯折线的弯折线施加工序 为第一工序，对所述弯曲边缘部施加弯折线，使沿该弯曲边缘部的弯曲形状而上折或下折 的任一弯折截面的弯曲半径为0. 5mm以上30mm以下，接下来，以立体成形工序为第二工序， 通过移动所述弯曲边缘部的两端部使该两端的间隔变窄或变宽，从而以所述弯折线为起点 将所述弯曲边缘部或进一步将与该弯曲边缘部相邻的坯料部分立体化。
[0017] (2)如上述（1)所述的具有立体边缘的金属部件的制造方法，其中，在所述第一工 序中，在所述坯料上施加平坦的夹持部，以及从该夹持部连接至作为所述坯料的主体部分 的、被施加一条或多条中至少一条弯折线的部分的两端或其中途部的中间部。
[0018] (3)如上述（1)或（2)所述的具有立体边缘的金属部件的制造方法，其中，所述弯 折线为多条曲线，而该多条曲线中至少一条曲线的一部分比连接于该部分两侧的曲线部分 具有更大的曲率。
[0019] (4)如上述（1)至（3)中任一项所述的具有立体边缘的金属部件的制造方法，其 中，在所述第二工序中按压纵壁部，该纵壁部为与进行立体化的所述弯曲边缘部相邻的部 位。
[0020] (5)如上述⑴至（4)中任一项所述的具有立体边缘的金属部件的制造方法，其 中，在所述第二工序中伴随弯曲边缘部的立体化，按压所述弯折线。
[0021] (6)如上述（1)至（5)中任一项所述的具有立体边缘的金属部件的制造方法，其 中，所述第二工序构成为对正在进行所述立体化或进行所述立体化之后的弯曲边缘部的形 状进行矫正。
[0022] (7) -种具有立体边缘的金属部件的制造用模具，其中，在以切割自金属板并具有 带两端的曲线状弯曲边缘部的坯料为原材料，将所述弯曲边缘部或进一步将与该弯曲边缘 部相邻的坯料部分立体成形以制造具有立体边缘的金属部件时使用该具有立体边缘的金 属部件的制造用模具；该制造用模具具有第一工序模具和第二工序模具，第一工序模具用 于弯折线施加工序，对所述弯曲边缘部施加弯折线，使沿该弯曲边缘部的弯曲形状而上折 或下折的任一弯折截面的弯曲半径为0. 5mm以上30mm以下，第二工序模具用于接下来的立 体成形工序，通过移动所述弯曲边缘部的两端部使该两端的间隔变窄或变宽，从而以所述 弯折线为起点将所述弯曲边缘部或进一步将与该弯曲边缘部相邻的坯料部分立体化。
[0023] (8)如上述（7)所述的具有立体边缘的金属部件的制造用模具，其中，所述第一工 序模具构成为在所述坯料上施加平坦的夹持部，以及从该夹持部连接至作为所述坯料的主 体部分的、被施加一条或多条中至少一条弯折线的部分的两端或其中途部的中间部。
[0024] (9)如上述（7)或⑶所述的具有立体边缘的金属部件的制造用模具，其中，所述 弯折线为多条曲线，而该多条曲线中至少一条曲线的一部分比连接于该部分两侧的曲线部 分具有更大的曲率。
[0025] 发明的效果
[0026] 根据本发明，被加工材料（材料）进行弯曲变形而基本上不进行拉深、鼓凸、放边 等各种变形，因此可以将弯曲的边缘部立体成形为纵壁或人字形，而不会产生裂纹、折皱， 即使由单片的高强度钢板也可以制造具有立体边缘的金属部件。进而，由于可以几乎不使 其产生伸缩变形而成形，因此，对于以往不能进行上述立体成形的、曲率半径R较小的弯曲 边缘部，上述立体成形也成为可能。
[0027] 附图的简单说明
[0028] 图1为本发明的实施方式（1)的概略示意图。
[0029] 图2为本发明的实施方式⑵的概略示意图。
[0030] 图3为本发明的实施方式（3)的概略示意图。
[0031] 图4为本发明的实施方式（4)的概略示意图。
[0032] 图5为本发明的实施方式（5)的概略示意图。
[0033] 图6为本发明的实施方式（6)的概略示意图。
[0034