成形材料制造方法_2

文档序号:9492856阅读:来源:国知局
深)。作为原材料金属板2,能使用冷乳钢板、不锈钢钢板以及镀钢板等各种金属板。
[0037]预拉深是通过对原材料金属板2实施拉深加工,而形成具有躯干部主体20a的预备体20的工序。躯干部主体20a是直径比图1的躯干部10更大,并且深度浅的筒状体。躯干部主体20a的深度方向根据躯干部主体20a的周壁的延伸方向来规定。在本实施方式中,预备体20的整体构成躯干部主体20a。其中,作为预备体20,也可以形成为具有凸缘部的预备体。在这种情况下,凸缘部并不构成躯干部主体20a。
[0038]第一?第三压缩拉深如后面详细说明的那样,是通过一边向躯干部主体20a施加沿着躯干部主体20a的深度方向的压缩力42a (参照图5) —边对躯干部主体20a进行拉深从而形成躯干部10的工序。所谓的对躯干部主体20a进行拉深,是指缩短躯干部主体20a的直径,并且使躯干部主体20a的深度更加加深。
[0039]接着,图3是示出用于图2的预拉深的金属模3的说明图,图4是示出利用图3的金属模3进行的预拉深的说明图。如图3所示,在用于预拉深的金属模3中,包括凹模30、凸模31以及缓冲垫32。在凹模30设置有原材料金属板2与凸模31 —同压入的压入孔30a。缓冲垫32以与凹模30的端面对置的方式配置于凸模31的外周位置。如图4所示,在预拉深中,原材料金属板2的外缘部没有被凹模30以及缓冲垫32完全地限制,原材料金属板2的外缘部挤压拉伸至脱离凹模30以及缓冲垫32的限制的部位。也可以将整个原材料金属板2与凸模31 —同压入压入孔30a地进行挤压拉伸。如上所述在形成具有凸缘部的预备体20的情况下,只要按照原材料金属板2的外缘部不脱离凹模30以及缓冲垫32的限制的深度停止拉深即可。
[0040]接着,图5是示出用于图2的第一压缩拉深的金属模4的说明图,图6是示出利用图5的金属模4进行的第一压缩拉深的说明图。如图5所示,在用于第一压缩拉深的金属模4中,包括凹模40、凸模41以及升降台42。凹模40是具有压入孔40a的构件。凸模41是插入躯干部主体20a的内部并将躯干部主体20a压入压入孔40a的圆柱体。
[0041]升降台42以与凹模40对置的方式配置于凸模41的外周位置。具体地说,升降台42具有垫衬部420以及支承部421。垫衬部420是以与凹模40对置的方式配置于凸模41的外周位置的环状构件。支承部421配置于垫衬部420的下部,并支承垫衬部420。该支承部421是由例如液压缸以及气缸等构成的构件,构成为能够调节支承垫衬部420的支承力(升降压)。
[0042]在垫衬部420上载置有躯干部主体20a。躯干部主体20a的周壁在凹模40下降时由凹模40以及垫衬部420夹持。支承部421的支承力在进行躯干部主体20a的拉深时构成抵抗凹模40的下降的阻力,作为沿着躯干部主体20a的深度方向的压缩力42a作用于躯干部主体20a。S卩,升降台42构成将沿着躯干部主体20a的深度方向的压缩力42a施加于躯干部主体20a的加压单元。
[0043]如图6所示,在第一压缩拉深中,通过凹模40的下降,由此,躯干部主体20a与凸模41 一同被压入压入孔40a,从而躯干部主体20a被拉深。该第一压缩拉深以在垫衬部420到达下止点为止的期间结束的方式进行。所谓垫衬部420的下止点,是指垫衬部420的下降被机械式地限制的位置,由支承部421的结构或者限制垫衬部420的下降的构件的位置等规定。换言之,第一压缩拉深以垫衬部420不触底的方式进行。通过以在垫衬部420到达下止点为止的期间结束的方式进行第一压缩拉深,使得第一压缩拉深期间,支承部421的支承力作为压缩力42a作用于躯干部主体20a。S卩,在第一压缩拉深中,一边施加压缩力42a—边对躯干部主体20a进行拉深。由于支承部421构成为能如上所述调节支承力,所以通过调节该支承力从而调节压缩力42a。如后面详细说明的那样,在压缩力42a满足规定的条件的情况下,能不在躯干部主体20a上发生屈曲以及减厚地对躯干部主体20a进行拉深。由此,经过第一压缩拉深的躯干部主体20a的板厚变得大于等于第一压缩拉深之前的躯干部主体20a的板厚。
[0044]此外,即使第一压缩拉深在垫衬部420到达下止点之后进行,躯干部主体20a被压入压入孔40a时产生的躯干部主体20a的变形阻力也会作为压缩力作用于躯干部主体20a。该压缩力是由金属模间隙、凹模肩半径、躯干部主体20a的材料强度等规定的力,难以调节。即,通过采取如本实施方式所示在垫衬部420到达下止点为止的期间结束拉深的结构,能通过调节支承部421的支承力而容易地对压缩力42a进行调节,从而可以通过压缩力42a容易地控制躯干部主体20a的板厚的增减。
[0045]图2的第二以及第三压缩拉深使用具有与图5以及图6所示的金属模4相同结构的金属模进行。但是,凹模40、凸模41的尺寸可以适当地变更。在第二压缩拉深中,一边施加压缩力42a —边对第一压缩拉深后的躯干部主体20a进行拉深。此外,在第三压缩拉深中,一边施加压缩力42a —边对第二压缩拉深后的躯干部主体20a进行拉深。第二以及第三压缩拉深也以在垫衬部420到达下止点为止的期间结束的方式进行。
[0046]通过经过该第一?第三压缩拉深,躯干部主体20a制成为躯干部10。躯干部10的周壁101的板厚优选为大于等于躯干部10的顶壁100的最大板厚以及原材料金属板2的板厚的至少一方。
[0047]接着,示出实施例。本发明的发明人以在普通钢的冷乳钢板上实施了镀Zn-Al-Mg而得的厚度1.6、1.8、2.0_、直径116_的圆形板作为原材料金属板2,对压缩拉深时的支承部421的支承力(压缩力42a)的大小和躯干部主体20a的躯干部周壁平均板厚(mm)的关系进行了调查。此外,对压缩拉深时的压缩力42a的大小和凹模肩半径(mm)以及躯干部主体20a的板厚(mm)的关系进行了调查。此时的加工条件如下。结果如图7?图9所示。
[0048].凹模肩部的曲率半径:3?10mm
[0049].凸模的直径:预拉深66mm、第一压缩拉深54mm、第二压缩拉深43mm、第三压缩拉深 36mm
[0050].支承部421的支承力:0?100kN
[0051]?冲压油:TN-20N
[0052]图7是示出第一压缩拉深中支承部421的支承力和躯干部周壁平均板厚的关系的图表。在图7中,将第一压缩拉深后的躯干部周壁平均板厚设为纵轴,将第一压缩拉深中的支承部421的支承力(kN)设为横轴。此外,所谓的躯干部周壁平均板厚,是指从凸模肩半径的凸缘侧的R尽头到凹模肩半径的顶壁侧的R尽头的周壁的板厚的平均板厚。
[0053]如图7所示,可知躯干部周壁平均板厚随着第一压缩拉深中的支承部421的支承力增大而直线增加。此外,可知通过将第一压缩拉深中的支承部421的支承力设为大致15kN以上,从而使前工序的预拉深工序的躯干部周壁平均板厚进一步增厚。
[0054]图8是示出第二压缩拉深中的支承部421的支承力和躯干部周壁平均板厚的关系的图表。在图8中,将第二压缩拉深后的躯干部周壁平均板厚设为纵轴,将第二压缩拉深中的支承部421的支承力(kN)设为横轴。可知在第二压缩拉深中,也与第一压缩拉深相同,躯干部周壁平均板厚会随着支承部421的支承力增大而直线增加。
[0055]其中,对于以第一压缩拉深中的支承部421的支承力为50kN的条件成形的躯干部主体20a,在第二压缩拉深中的支承部421的支承力大致为30kN时增厚到几乎与金属模间隙同等的板厚。而且,即使将支承力增大到该支承力以上,板厚也表现为固定值。这表示通过调整(增加)支承部421的支承力可以使躯干部主体20a的板厚增厚到与金属模间隙同等的板厚。在第二压缩拉深中,可知通过将支承部421的支承力设为大致15kN以上,从而使前工序的第一压缩拉深工序的躯干部周壁平均板厚进一步增厚。
[0056]图9是不出压缩拉深时的压缩压力的大小与凹模肩半径以及躯干部主体20a的板厚的关系的图表。在图7中,将压缩压力(附加于躯干部主体20a的压缩力42a除以躯干部主体20a的周壁的截面积而得的值)(N/mm2)设为纵轴,将凹模肩半径(mm)除以躯干部主体20a的板厚(mm)而得的值(凹模肩半径(mm)/施加压缩力进行拉深之前的躯干部主体20a的周壁的板厚(mm))设为横轴。
[0057]此外,所谓用于与压缩力42a相除的周壁的截面积是指周壁上板厚最薄的部分(周壁的最小板厚部分)的截面积。这是因
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