压制成型体的制造方法以及压制成型装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压制成型体的制造方法以及压制成型装置。具体而言，涉及拉伸强度在390MPa以上的高张力钢板制的具有大致槽形截面的压制成型体的制造方法以及用于制造这样的压制成型体的压制成型装置。
【背景技术】
[0002]汽车车身的地板(以下简称为“地板”)不仅在车辆行驶时首要负责车身的扭转刚度、弯曲刚度，而且在车辆碰撞时负责冲击载荷的传递。另外，地板还较大程度地影响到汽车车身的重量。因此，要求地板兼备高刚度且轻量这样的二律背反的特性。地板包括相互焊接接合的平板状的板、朝向车宽度方向固定配置于平板状的板的具有大致槽形截面的车宽构件以及朝向车身前后方向固定配置于平板状的板的具有大致槽形截面的车长构件。
[0003 ]作为平板状的板，例如可例示前围板、前地板或后地板等。车宽构件为利用焊接朝向这些平板状的板的车宽度方向固定配置从而提高地板的刚度、强度的构件。作为车宽构件，例如可例示地板横梁、座椅横梁等。车长构件为利用焊接朝向车身前后方向固定配置从而提高地板的刚度、强度的构件。作为车长构件，例如可例示侧梁、纵梁等。其中，车宽构件、车长构件等加强构件通常借助形成于其端部的向外凸缘与其它构件相接合。例如，作为车宽构件的一个例子的地板横梁借助形成于其两端部的向外凸缘与前地板的通道部以及侧梁相接合。
[0004]图19的(a)和图19的(b)表示地板横梁I，该地板横梁I为借助形成于长度方向上的两端部的向外凸缘4与其它构件相接合的构件的代表例。图19的(a)是地板横梁I的立体图，图19的(b)是图19的(a)的A向视图。
[0005]前地板2例如利用与前地板2的上表面(车厢内侧的表面)相接合的通道部(未图示)、侧梁3以及地板横梁I加强。通道部为沿着前地板2的宽度方向的大致中心向车厢内侧鼓出的结构构件。侧梁3在前地板2的车宽度方向上的两侧部点焊于前地板2的上表面。地板横梁I的两端借助形成于长度方向上的两端部的向外凸缘4分别点焊于通道部和侧梁3。由此，地板的刚度以及承受冲击载荷时的载荷传递特性提高。
[0006]由此，地板横梁I为负责提高汽车车身的刚度、吸收侧面碰撞时的冲击载荷的重要的结构构件。因此，近年，从轻量化以及提高碰撞安全性的观点出发，更薄且强度更高的高张力钢板、例如拉伸强度在390MPa以上的高张力钢板(高强度钢板或HTSS(High TensileStrength Steel))被用作地板横梁I的原材料。然而，地板横梁I还被强烈地要求进一步提高承受冲击载荷时的载荷传递特性。因此，不仅需要单纯地提高材料强度，还需要通过对地板横梁I的形状加以研究，从而提尚承受冲击载荷时的载荷传递特性。
[0007]在专利文献I?3中，虽然其意图并不是地板横梁的成型，但却公开了用于通过对模型的垫板机构加以研究从而解决高强度材料的压制成型体的形状保持不良的发明。这些发明通过利用冲头顶部和仅具有与冲头顶部的平坦部相对的部分的、平坦的垫板之间的位置关系有意地使成型过程中的原材料产生挠曲，从而谋求提高成型后的形状保持性。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特许第4438468号
[0011]专利文献2:日本特开2009-255116号公报
[0012]专利文献3:日本特开2012-051005号公报
【发明内容】
[0013]发明要解决的问题
[0014]为了提高地板的刚度以及承受冲击载荷时的载荷传递特性，优选的是，将形成于地板横梁的端部的向外凸缘设定为连续凸缘，并与前地板的通道部、侧梁等相接合。即，如下所述，优选的是，向外凸缘还形成于地板横梁的棱线部的长度方向上的端部，从而形成至少在自槽底部到棱线部的整个范围内连续的凸缘。另外，在本说明书中，将使具有大致槽形截面的成型体的端部向槽的外侧弯折而成的凸缘称为“向外凸缘”，将在自槽底部至少到棱线部的整个范围内连续的向外凸缘称为“向外连续凸缘”。
[0015]但是，在想要利用压制成型对包含棱线部的端部在内的向外连续凸缘进行成型时，形成于棱线部的端部的向外凸缘的成型为伸展凸缘成型，在向外凸缘的边缘容易产生裂纹。另外，在想要利用压制成型对包含棱线部的端部在内的向外连续凸缘进行成型时，在棱线部的端部附近的凸缘的根部附近容易产生褶皱。压制成型体的材料强度越高，则越容易产生这些压制成型时的问题。另外，在棱线部的端部成型凸缘时，伸展凸缘率越高，即图19的(b)中的槽底部Ic与纵壁部Id所成的角度Θ越小，则越容易产生该问题。另外，由于图19的(b)中的压制成型体的高度h越高，则向外凸缘的张力越大，因此，越容易产生该问题。
[0016]车宽构件、车长构件等加强构件存在随着汽车车身的轻量化而高强度化的倾向。另外，由于所要求的性能、与其它构件之间的接合部的形状的关系，该加强构件存在设计成如下形状的倾向，即:在想要成型向外连续凸缘时伸展凸缘率升高的形状。因此，利用以往的压制成型法，难以抑制向外连续凸缘的裂纹、棱线部的端部附近的褶皱。因而，受到该压制成型技术上的制约，在形成于由高张力钢板形成的加强构件的端部的向外凸缘处，即使忍受加强构件的性能的下降，也不得不在与棱线部的端部相当的区域设置缺口。即，如图19的(a)和图19的(b)所示，向外凸缘4因形成于棱线部Ia的端部的区域的缺口 4a而不得不变得不连续。
[0017]另外，在本说明书中，“在凸缘设置缺口”是指，缺口设于凸缘的整个宽度方向上，凸缘变得不连续。另外，凸缘的宽度以与凸缘的高度相同的意思使用。因而，在使凸缘的宽度局部减小而残留一部分凸缘的情况下，认为在凸缘未设置缺口。
[0018]在专利文献I?3所公开的以往的发明中，均难以在具有包含槽底部、棱线部以及纵壁部在内的大致槽形截面的、拉伸张力在390MPa以上的高张力钢板制的压制成型体的端部中，至少在自槽底部到棱线部的整个范围内形成期望的向外连续凸缘。因而，在利用专利文献I?3所公开的以往的发明成型具有向外凸缘的压制成型体时，需要在棱线部的端部的区域设置缺口。或者，根据专利文献I?3所公开的以往的发明，无法在不产生所获得的压制成型体的成品率的下降的前提下成型具有向外凸缘的压制成型体。
[0019]本发明的目的在于提供在成型拉伸强度在390MPa以上的高张力钢板制的具有大致槽形截面、且包括向外连续凸缘的压制成型体时，能够抑制向外连续凸缘的边缘的裂纹、棱线部的端部附近的凸缘的根部附近的褶皱的、压制成型体的制造方法以及压制成型装置。
[0020]用于解决问题的方案
[0021]为了解决所述课题，根据本发明的一技术方案，提供一种压制成型体的制造方法，其通过对390MPa以上的高张力钢板制的成型材料进行压制成型从而制造压制成型体，该压制成型体沿着规定方向延伸形成，具有槽底部、与所述槽底部相连续的棱线部以及与所述棱线部相连续的纵壁部，与所述规定方向交叉的截面呈大致槽形截面，在所述规定方向上的至少一侧的端部处具有至少在所述槽底部和所述棱线部的整个范围内连续地形成的向外连续凸缘，其中，
[0022]该压制成型体的制造方法包括第I工序和第2工序，
[0023]在该第I工序中，使用包括第I冲头、第I冲模以及与所述第I冲头相对的第I垫板和第2垫板的第I压制成型装置，
[0024]利用所述第I垫板按压所述成型材料中的用于成型为所述槽底部的部分的至少一部分，并将所述成型材料向所述第I冲头压紧，从而使所述成型材料的与用于成型为所述槽底部的部分相连续的端部向与所述按压的方向相反的方向立起，并且利用所述第I垫板和所述第I冲头约束用于成型为所述槽底部的部分的至少一部分，之后，
[0025]利用所述第2垫板按压用于成型为所述棱线部的部分的所述规定方向上的端部的至少一部分并将其向所述第I冲头压紧，从而使与用于成型为所述棱线部的部分相连续的所述规定方向上的端部向与所述按压的方向相反的方向立起，并且使用于成型为所述棱线部的部分向所述按压的方向弯曲，并利用所述第2垫板和所述第I冲头约束用于成型为所述棱线部的部分的所述至少一部分，
[0026]在利用所述第I垫板和所述第2垫板约束了所述成型材料的状态下，利用所述第I冲头和所述第I冲模进行压制成型，而成型中间成型体，
[0027]第2工序中，使用包括第2冲头和第2冲模的第2压制成型装置，利用所述第2冲头和所述第2冲模对所述中间成型体进行压制成型，而成型所述压制成型体。
[0028]另外，也可以是，在所述第I工序中，利用所述第2垫板按压用于成型为所述棱线部的部分中的、以用于成型为所述棱线部的部分与用于成型为所述槽底部的部分之间的连接部为起点的截面周长的至少1/3的长度的部分并将其向所述第I冲头压紧。
[0029]另外，也可以是，所述第I垫板和所述第2垫板支承于所述第I冲模，通过使所述第I冲模向所述第I冲头的方向移动，使所述第I垫板、所述第2垫板和所述第I冲模依次按压所述成型材料。
[0030]另外，也可以是，所述第I工序中的所述压制成型为弯曲成型。
[0031]另外，也可以是，所述第I工序中的所述压制成型为深拉成型。
[0032]另外，也可以是，所述压制成型体为所述槽底部的宽度和所述纵壁部的高度这两者中的至少一者随着朝向具有所述向外连续凸缘的端部去而增加的成型体。
[0033]另外，为了解决所述课题，根据本发明的其他技术方案，提供一种压制成型装置，其用于制造压制成型体，该压制成型体沿着规定方向延伸形成，具有槽底部、与所述槽底部相连续的棱线部以及与所述棱线部相连续的纵壁部，与所述规定方向交叉的截面呈大致槽形截面，在所述规定方向上的至少一侧的端部具有至少在所述槽底部和所述棱线部的整个范围内连续地形成的向外连续凸缘，该压制成型装置包括冲头、冲模以及与所述冲头相对的垫板，在利用所述垫板和所述冲头约束了 390MPa以上的高张力钢板制的成型材料的状态下，利用所述冲头和所述冲模进行压制成型，其中，
[0034]所述垫板包括第I垫板和与所述第I垫板不同的第2垫板，
[0035]所述第I垫板将所述成型材料中的用于成型为所述槽底部的部分的至少一部分向所述冲头压紧而进行约束，
[0036]所述第2垫板通过按压用于成型为所述棱线部的部分的端部的至少一部分并将其向所述冲头压紧，从而使用于成型为所述棱线部的部分向所述按压的方向弯曲，并且约束用于成型为所述棱线部的部分的所述至少一部分，
[0037]在利用所述第I垫板约束了用于成型为所述槽底部的部分的至少一部分之后，所述第2垫板约束用于成型为所述棱线部的部分的所述至少一部分。
[0038]也可以是，所述第2垫板按压用于成型为所述棱线部的部分中的、以用于成型为所述棱线部的部分与用于成型为所述槽底部的部分之间的连接部为起点的截面周长的至少1/3的长度的部分。
[0039]另外，也可以是，所述第I垫板和所述第2垫板支承于所述冲模，通过使所述冲模向所述冲头的方向移动，使所述第I垫板、所述第2垫板以及所述冲模依次按压所述成型材料。
[0040]发明的效果
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