冲压成型方法、冲压成型部件的制造方法以及在这些方法中使用的预成型形状的确定方法

冲压成型方法、冲压成型部件的制造方法以及在这些方法中使用的预成型形状的确定方法
【专利摘要】提供具备两个阶段以上的冲压工序的冲压成型方法，不会伴随着复杂的结构的模具、冲压工序的增加以及部件形状的制约，而抑制在拉延成型、拉伸成型中发生破裂或起皱，有效地提高成品率及成型性。冲压成型方法通过两个阶段以上的冲压工序成型为产品形状，该产品形状具有顶板部、与该顶板部连续地形成的纵壁部以及与该纵壁部连续地形成的凸缘部，该冲压成型方法的特征在于，在原材料上的相当于将平板状的金属板即原材料成型为产品形状时发生破裂或凸缘起皱的位置附近的位置预成型为凸形状或凹形状的拉延筋形状，之后，从预成型有所述拉延筋形状的原材料冲压成型为产品形状。
【专利说明】
冲压成型方法、冲压成型部件的制造方法以及在这些方法中 使用的预成型形状的确定方法
技术领域
[0001] 本发明涉及具备两个阶段以上的冲压工序的冲压成型方法、冲压成型部件的制造 方法以及在这些冲压成型时在最终工序之前成型的预成型形状的确定方法。
【背景技术】
[0002] 为了实现机动车的轻量化、碰撞安全性的提高，提倡在机动车部件中使用的钢板 的高强度化。机动车部件大多通过冲压成型而作为冲压成型部件被制造，该冲压成型部件 为冲压产品的一种，但在伴随着钢板的高强度化的冲压成型中，存在发生破裂和起皱这样 的成型不良情况的问题。作为机动车部件的主要的成型方法，具有拉伸成型和拉延成型。一 般来说，由于拉伸成型是在约束周围的材料的状态下进行成型，因此对于防止发生凸缘部 的起皱是有效的。然而，材料的伸长大幅影响破裂极限，因此对于伸长性低的高强度材料， 成型性低。另一方面，由于拉延成型一边使材料从凸缘部流入一边进行成型，因此难以破 裂，但是在产生流入量差的L形部件等的弯角部，容易在凸缘部发生起皱。若为了抑制起皱 而使凸缘部的压边力增加，则材料的流入受到抑制，因而发生破裂。
[0003] 作为提高拉延成型的成型性的技术，专利文献1中公开了使防皱模具为分型结构， 通过优化各部位的压边力而使成型性提高的技术。另外，在专利文献2中，公开了通过使压 边部的拉延筋为按压力可变的点状拉延筋来控制流入分布，从而使成型性提高的技术。而 且，在专利文献3中，作为通常通过拉延成型而成型的L形部件的成型技术，公开了先轻度地 拉延成型，再利用其它模具进一步进行弯折成型而形成最终产品形状的方法。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:(日本)特开2011-235356号公报 [0007] 专利文献2:(日本)特开平09-029349号公报
[0008] 专利文献3:W02012-070623号公报

【发明内容】

[0009] 发明所要解决的技术问题
[0010] 然而，在专利文献1所记载的技术中，由于将防皱模具分割，所以模具结构变得复 杂且模具制造成本增加，另外，适当的压边力也根据部件而有所不同，因此难以控制。专利 文献2所记载的技术为了使拉延筋的按压力可变也需要复杂的模具结构，因此导致模具成 本上升。而且，在专利文献3所记载的技术中，虽然能够避免破裂或起皱，但是由于只能制造 与其他部件接合的L形弯折部为具有顶板、从该顶板延伸设置的一个侧壁和与该侧壁连结 的一个凸缘面的形状的部件，因此不能制造在部件的整个长度范围内为帽形截面形状的L 形部件，部件形状受到制约。
[0011] 由此本发明的目的在于提供一种具备两个阶段以上的冲压工序的冲压成型方法 及冲压成型部件的制造方法、以及在这些方法中使用的、在最终工序之前成型的预成型形 状的确定方法，不伴随着复杂结构的模具、冲压工序的增加、部件形状的制约，而能够抑制 在拉延成型和拉伸成型中发生破裂或起皱，有效地提高成品率及成型性。
[0012] 用于解决技术问题的技术方案
[0013] 本发明的发明人经过对抑制拉延成型及拉伸成型中的破裂、拉延成型中的凸缘起 皱的方法进行的研究，得到以下见解:在毛坯的与成型品的发生破裂或起皱的危险部位附 近对应的位置预成型为拉延筋形状，通过使用该预成型的毛坯成型为产品形状或作为其一 种的冲压成型部件形状，而能够抑制破裂或起皱。
[0014] 基于上述见解，达成上述所述目的的本发明的冲压成型方法通过两个阶段以上的 冲压工序成型为产品形状，该产品形状具有顶板部、与该顶板部连续地形成的纵壁部以及 与该纵壁部连续地形成的凸缘部，
[0015] 该冲压成型方法的特征在于，
[0016] 在原材料上的相当于将平板状的金属板即原材料成型为产品形状时破裂或凸缘 起皱的发生位置附近的位置预成型为凸形状或凹形状的拉延筋形状，
[0017] 之后，从预成型有所述拉延筋形状的原材料冲压成型为产品形状。
[0018] 另外，基于上述见解，达成所述目的的本发明的冲压成型部件的制造方法通过两 个阶段以上的冲压工序成型为冲压成型部件的形状，该冲压成型部件的形状具有顶板部、 与该顶板部连续地形成的纵壁部、以及与该纵壁部连续地形成的凸缘部，
[0019] 该冲压成型部件的制造方法的特征在于，
[0020] 在原材料上的相当于将平板状的金属板即原材料成型为冲压成型部件形状时破 裂或凸缘起皱的发生位置附近的位置预成型为凸形状或凹形状的拉延筋形状，
[0021] 之后，从预成型有所述拉延筋形状的原材料冲压成型为冲压成型部件形状。
[0022] 而且，在所述冲压成型方法及所述冲压成型部件的制造方法中使用的本发明的预 成型形状的确定方法的特征在于，具备以下工序：
[0023] 通过FEM进行从平板状的金属板的原材料形状冲压成型为产品形状或冲压成型部 件形状时的成型解析的最初成型解析工序；
[0024] 在通过最初成型解析工序判明发生破裂或凸缘起皱的情况下，基于该发生位置， 设定预成型的拉延筋形状及该拉延筋形状的导入位置的工序；
[0025] 通过FEM进行从预成型有拉延筋形状的原材料形状冲压成型为产品形状或冲压成 型部件形状时的成型解析的预成型解析工序；
[0026] 在通过预成型解析工序判明发生破裂或凸缘起皱的情况下，基于该发生位置，改 变预成型的拉延筋形状及/或该拉延筋形状的导入位置的工序；
[0027] 在通过预成型解析工序判明不发生破裂及凸缘起皱的情况下，将该预成型解析时 的拉延筋形状及该拉延筋形状的导入位置确定为预成型的拉延筋形状及该拉延筋形状的 导入位置的工序。
[0028]发明效果
[0029]在本发明的冲压成型方法中，通过两个阶段以上的冲压工序成型为产品形状，该 产品形状具有顶板部、与该顶板部连续地形成的纵壁部以及与该纵壁部连续地形成的凸缘 部，在原材料上的相当于将平板状的金属板即原材料成型为产品形状时破裂或凸缘起皱的 发生位置附近的位置预成型为凸形状或凹形状的拉延筋形状，之后，从预成型有所述拉延 筋形状的原材料冲压成型为产品形状。
[0030]另外，在本发明的冲压成型部件的制造方法中，通过两个阶段以上的冲压工序成 型为冲压成型部件的形状，该冲压成型部件的形状具有顶板部、与该顶板部连续地形成的 纵壁部、以及与该纵壁部连续地形成的凸缘部，在原材料上的相当于将平板状的金属板即 原材料成型为冲压成型部件形状时破裂或凸缘起皱的发生位置附近的位置预成型为凸形 状或凹形状的拉延筋形状，之后，从预成型有所述拉延筋形状的原材料冲压成型为冲压成 型部件形状。
[0031]由此，在从预成型有拉延筋形状的原材料冲压成型为产品形状或冲压成型部件形 状时，在将平板状原材料成型为产品形状或冲压成型部件形状的情况下破裂或凸缘起皱的 发生位置附近，由于位于附近的凸形状或凹形状的拉延筋形状被压溃而从那里供给材料， 因此能够防止原材料过度延伸而发生破裂，并且能够防止来自凸缘部的材料流入过多而发 生凸缘起皱。因此，不伴随着复杂的结构的模具、冲压工序的增加、部件形状的制约，而能够 抑制在拉延成型和拉伸成型中发生破裂或起皱，有效地提高成品率及成型性。
[0032] 此外，在本发明的冲压成型方法及冲压成型部件的制造方法中，所述破裂或凸缘 起皱的发生位置可以基于通过FEM(Finite Element Method:有限元法)进行从原材料形状 冲压成型为产品形状或冲压成型部件形状时的成型解析的结果来判断，这样，不需要用于 实际地对原材料板进行成型来调查破裂或凸缘起皱的发生位置的模具，因此优选。
[0033] 另外，在本发明的冲压成型方法及冲压成型部件的制造方法中，所述拉延筋形状 的预成型可以通过原材料的冲裁工序进行，这样，可以不增加专门用于预成型的工序，因此 优选。
[0034]另一方面，本发明的预成型形状的确定方法具备以下工序：通过FEM(Finite Element Method:有限元法)进行从平板状的金属板的原材料形状冲压成型为产品形状或 冲压成型部件形状时的成型解析的最初成型解析工序;在通过最初成型解析工序判明发生 破裂或凸缘起皱的情况下，基于该发生位置，设定预成型的拉延筋形状及该拉延筋形状的 导入位置的工序;通过FEM进行从预成型有拉延筋形状的原材料形状冲压成型为产品形状 或冲压成型部件形状时的成型解析的预成型解析工序;在通过预成型解析工序判明发生破 裂或凸缘起皱的情况下，基于该发生位置，改变预成型的拉延筋形状及/或该拉延筋形状的 导入位置的工序;在通过预成型解析工序判明不发生破裂及凸缘起皱的情况下，将该预成 型解析时的拉延筋形状及该拉延筋形状的导入位置确定为预成型的拉延筋形状及该拉延 筋形状的导入位置的工序。
[0035] 由此，在判明不发生破裂及凸缘起皱之前，反复改变预成型的拉延筋形状及/或该 拉延筋形状的导入位置并进行预成型解析，因此能够将实际的冲压成型时预成型的拉延筋 形状及该拉延筋形状的导入位置正确地确定为在从经过预成型的原材料形状通过最终工 序冲压成型为产品形状或冲压成型部件时不发生破裂及凸缘起皱的位置。
[0036] 此外，在本发明的预成型形状的确定方法中，可以将拉延筋形状设定为与破裂部 的延伸方向平行地延伸，这样，能够遍及延伸方向全长地从拉延筋形状向破裂部供给材料， 因此优选。
[0037] 另外，在本发明的预成型形状的确定方法中，求出破裂部的最大主应变方向，将拉 延筋形状设定为在与该最大主应变方向正交的方向上延伸，这样，在原材料延伸的方向上 能够从拉延筋形状供给材料，因此优选。
[0038] 另外，在本发明的预成型形状的确定方法中，可以求出在破裂部上与该破裂部的 延伸方向正交的方向的截面的最大主应变分布，将最大主应变的升高位置设定为预成型位 置，这样，在拉延筋部最大主应变不会变得过大而产生破裂，因此优选。
[0039] 另外，在本发明的预成型形状的确定方法中，可以根据破裂部中与该破裂部的延 伸方向正交的方向的截面形状求出破裂部的原材料伸长量L0,设定具有根据预成型的拉延 筋形状的截面形状求出的拉延筋部的原材料伸长量L为0.1 X L0<L< 1.0 X L0的截面的拉 延筋形状，这样，能够防止在拉延筋部的剩余材料所导致的起皱的发生和在破裂部的材料 供给不足所导致的破裂的发生，因此优选。
[0040] 另外，在本发明的预成型形状的确定方法中，可以在原材料的相当于凸缘起皱发 生位置附近的纵壁的位置设定在与凸缘部的延伸方向平行的方向上延伸的拉延筋形状，这 样，能够抑制来自凸缘部的凸缘起皱发生位置的材料流入而防止凸缘起皱的发生，因此优 选。
[0041] 而且，在本发明的预成型形状的确定方法中，可以求出来自凸缘起皱发生位置的 材料流入量W和来自与凸缘起皱发生位置邻接的不发生起皱的凸缘部的材料流入量W0的差 W-W0,设定具有根据预成型的拉延筋形状的截面形状求出的拉延筋部的原材料伸长量L为 0.1 X (W-WO)SL彡(W-W0)的截面的拉延筋形状，这样，能够防止拉延筋部的剩余材料所 导致的起皱的发生和来自凸缘起皱发生位置的材料流入过多所导致的凸缘起皱的发生，因 此优选。
【附图说明】
[0042] 图1是以模具截面表示作为本发明的冲压成型方法的适用对象的示例的两种冲压 成型的通常的成型方法的示意图。
[0043] 图2是表示适用本发明的冲压成型方法的实施方式的产品形状的示例的示意图。
[0044] 图3是以模具截面表示适用于图1左侧所示的拉伸成型的本发明实施方式的成型 方法的示意图。
[0045] 图4是以模具截面表示适用于图1右侧所示的拉延成型的本发明的实施方式的成 型方法的示意图。
[0046] 图5是表示图1右侧所示的拉延成型时的原材料的位置(部位)与最大主应变的大 小的关系的关系线图。
[0047] 图6是表示在图2所示的产品形状中预成型的拉延筋部的导入位置的示例的示意 图。
[0048]图7是表示本发明的预成型形状的确定方法的一个实施方式中的处理步骤的流程 图。
【具体实施方式】
[0049]以下，基于附图对该发明的实施方式详细地说明。如图1所示，关于在拉伸成型和 拉延成型的冲头的肩部，在作为平板状的金属板的由钢板构成的原材料即毛坯B上发生的 破裂，由于模具与原材料之间的摩擦阻力，原材料的、位于冲头顶面的部位不变形(来自冲 头顶面的位置的材料流出少），因此应变集中于原材料的、位于冲头肩部的部位，因而发生 破裂。
[0050]另外，如图2所示，在对具有顶板部P1、与该顶板部P1连续地形成的纵壁部P2以及 与该纵壁部P2连续地形成的凸缘部P3的帽形截面形状的、例如俯视时为L形的冲压成型部 件P进行拉延成型而制造为冲压产品时，在弯角部来自凸缘部P3的材料流入少，在与弯角部 邻接的部分的凸缘部P3材料流入大，因此在与弯角部邻接的部分的凸缘部P3,由于该流入 差而发生凸缘起皱。
[0051 ]因此，通过促进向原材料的特定部分的材料流入，能够避免破裂或凸缘起皱中的 任一种成型不良情况。
[0052]如在图3的左右示出的最终成型前后的原材料的状态所示，通过使用在拉伸成型 中发生破裂位置的横向的冲头侧导入凹形状的拉延筋部(预成型部)PF的预成型的毛坯B， 预成型的拉延筋部PF在产品形状的成型途中被压溃，从而产生材料从原材料的拉延筋部PF 向位于冲头肩部的应变集中部的流出，即应变能够分散，成型性提高。
[0053]另外，如在图4的左右示出的最终成型前后的原材料的状态所示，对于在拉延成型 中发生的原材料的、位于冲头肩部的部位的破裂，通过以同样的方法导入拉延筋部PF的预 成型，成型性提高。在拉延成型中，除了位于冲头顶部的顶板部之外，在纵壁部也导入拉延 筋部PF的预成型，由此来自凸缘部侧的张力得以缓和，因此在提高成型性上是有效的。 [0054]另外，对于拉延成型中在弯角部附近等发生的凸缘起皱，通过对位于向纵壁部的 流入多的部分的冲头顶部的顶板部、纵壁部导入拉延筋部PF的预成型，由于来自顶板部、纵 壁部的拉延筋部的材料流出，而来自凸缘部的流入量减少，减轻了凸缘起皱。
[0055] 图4所示的拉延成型中的原材料的截面方向的最大主应变分布如图5所示。导入预 成型部(拉延筋部PF)的位置在最大主应变升高(增大)的部分为宜。如果在最大主应变大的 区域(破裂危险部）导入预成型部，则在最终成型时的应变上再加上在预成型中发生的应 变，因此容易在预成型部发生破裂。
[0056] 由于纵壁部的应变量大，如果导入预成型部，则不能否定发生破裂的可能性，因此 与纵壁部相比，优选在位于冲头顶部的、应变更小的顶板部导入预成型部。另外，如果预成 型部离最大主应变的升高部过远，则从预成型部向破裂危险部的材料流出的效果变差。而 且，使导入拉延筋形状的预成型的方向（拉延筋形状的延伸方向）简单地成为与破裂部的延 伸方向平行的方向。在通过基于FEM(Finite Element Method:有限元法)程序的成型解析、 圆形网格法的使用等能够特定破裂部的最大主应变方向的情况下，通过导入在与该最大主 应变方向正交的方向上延伸的拉延筋形状的预成型，能够期待更好的效果。
[0057] 使预成型的拉伸量(伸长量)L为根据图5所示的位于冲头肩部的破裂部的最大主 应变计算出的伸长量L0以下。L0通过从拉伸部的线长减去预成型前的平板状原材料的线长 来求出。L规定为0.1 X L0<1.0 X L0。在L> 1.0 X L0的情况下，由于线长过剩而成为起皱 的原因，在L<0.1XL0的情况下，由于来自预成型部的材料供给不足而不能抑制破裂。为了 得到充分的破裂抑制效果，优选0.3 XLOSLSl.0 XL0。
[0058] 如上所述的凸缘起皱容易在L形部件的拉延成型中材料从弯角部附近那样的凸缘 部向纵壁部的流入量产生差的部分发生。虽然通过使压边力增加能够抑制起皱，但随着材 料强度变高而需要使压边力进一步增加。而且如果使压边力增加，则材料流入减少，因此在 冲头肩部等发生破裂。
[0059] 为了抑制凸缘起皱，使材料的流入差减小，即抑制材料流入大的部分的材料流入 即可。如图6所示，如果在与图2所示的作为冲压产品的冲压成型部件P的凸缘部P3的凸缘起 皱发生区域邻接的纵壁部P2的位置导入在与凸缘部P3的延伸方向（在附图中为上下方向） 平行的方向上延伸的拉延筋形状PF的预成型，则最终成型时通过拉延筋形状PF平坦化，能 够促进纵壁部P2处的材料流动，在凸缘部P3产生凸缘起皱抑制效果。
[0060] 如果以凸缘起皱发生位置的材料流入量为W，以其周围不发生起皱的位置的材料 流入量为W0，则流入差为W-W0。因此，在预成型部使线长延伸W-W0以下即可，在这里将预 成型部的伸长量L设定为0.1X(W-W0XL彡(W-W0)。如果L>(W-W0)，则发生来自预成型 部的过剩的材料流出，因此成为发生凸缘起皱的主要原因。另一方面，如果L<0.1 X (W - W0)，则来自预成型部的材料流出效果差，因此不能充分抑制凸缘起皱的发生。为了充分抑 制凸缘起皱，优选为0.3X(W-W0)彡L彡(W-W0)。
[0061] 从预成型部容易压溃的观点出发，预成型部的截面形状优选为曲线状，如果能够 确保规定量的线长，也可以是矩形截面等。另外，从削减工序数量的观点出发，优选在将原 材料成型为产品形状之前，在利用模具从矩形或带状的原材料板冲裁为规定轮廓形状的原 材料的冲裁工序中，在冲裁的同时通过拉伸成型来进行拉延筋形状的预成型。
[0062] 另外，预成型部的形状和导入位置的确定可以观察实际从平板状的毛坯冲压成型 的产品的破裂或起皱来确定，但是在本发明一个实施方式的预成型形状的确定方法中，如 图7的流程图所示，通过使用基于计算机执行的、从毛坯冲压成型为产品形状时的基于通常 的FEM(Finite Element Method:有限元法)程序的成型解析来确定，能够更有效地进行。
[0063] 在图7的流程图中，首先在步骤S1中适当地设定毛坯形状，在之后的步骤S2中进行 从该毛坯形状冲压成型为产品形状(冲压成型部件形状)时的基于FEM的成型解析，在之后 的步骤S3中根据该成型解析的结果调查在产品形状上有无破裂或起皱的发生，在之后的步 骤S4中根据该调查结果判断有无破裂或起皱的发生，在发生破裂或起皱的情况下，在步骤 S5中，设定在毛坯上预成型的拉延筋形状的形状、高度、长度等以及位置，在已经设定的情 况下对其进行改变，随后返回步骤S2,对于具有该拉延筋形状的毛坯形状，从该步骤进行冲 压成型为产品形状时的基于FEM的成型解析。另一方面，在步骤S4中根据调查结果判断有无 破裂或起皱的发生，在没有破裂或起皱的发生的情况下，使该处理结束。
[0064] 因此，根据该实施方式的方法，在判明未发生破裂及凸缘起皱之前，通过反复改变 预成型的拉延筋形状及/或该拉延筋形状的导入位置并进行预成型解析，因此能够将在实 际的冲压成型时预成型的拉延筋形状及该拉延筋形状的导入位置正确地确定为在从经过 预成型的原材料形状通过最终工序冲压成型为产品形状时不发生破裂及凸缘起皱的位置。
[0065] [实施例]
[0066] 以下对上述实施方式的实施例及比较例进行说明。作为产品形状使用图2所示的 冲压成型部件P的L形的部件形状，如图4所示，冲压模具由上模和下模构成，上模具有冲模， 下模具有与上模的冲模共同作用的冲头以及位于冲头周围且在与上模的冲模之间夹持毛 坯的压边圈，进行使用该冲压模具的拉延成型的FEM解析。FEM解析的条件是求解器为LD - DYNA 971版（动态显示分析求解）、网格尺寸为2mm。毛坯的材料为1 · 6mm厚的1180MPa级钢 板，使用以Swift式拟合并通过JIS5号拉伸试验求出的应力一应变曲线的应力一应变关系。 将毛坯与模具的摩擦系数设为0.12。将气垫压力（压边力）设为50吨及80吨，适用在解析结 果中使用的材料的成型极限线图(FLD)，进行图2所示的破裂危险部及凸缘起皱危险部的判 定。
[0067]表1中示出了上述判定的结果。
[0068] [表1]
[0069]
[0070] No. 1(比较例1)是无预成型的一般的拉延成型的结果，在与冲头肩部对应的位置 发生了破裂、在凸缘部发生了起皱。No. 2~No.4(实施例1~3)在与冲头顶部对应的位置导 入了预成型作为破裂应对措施。作为凸缘起皱的应对措施，使气垫压力为80吨，没有发现与 冲头肩部对应的位置的破裂。No. 5(比较例2)由于预成型的线长不足，因此在与冲头肩部对 应的位置发生了破裂。在No.6(比较例3)中，针对与冲头肩部对应的位置的破裂的预成型的 线长充足，但由于线长过长，而在与冲头底部对应的顶板部产生多余的线长而发生起皱。 No.7~No.9(实施例4~6)在与冲头顶部对应的顶板部和纵壁部导入适当的预成型，其结果 是，没有发现在与冲头肩部对应的位置的破裂和在凸缘部的凸缘起皱。
[0071] 如.10、如.11(比较例4、5)由于向纵壁部导入的预成型的线长发生不足，因此在凸 缘部发生凸缘起皱。如.12、如.13(实施例7、8)通过使气垫压力降低为30吨来抑制在与冲头 肩部对应的位置的破裂，并且由于在纵壁部导入预成型，而没有发现凸缘起皱。如No. 14(比 较例6)所示，如果为了抑制凸缘起皱而提高气垫压力，则在与冲头肩部对应的位置发生了 破裂。另外，如No. 15(比较例7)所示，在预成型形状的线长过短的情况下，由于来自凸缘部 的材料流出变多，而发生了凸缘起皱。另一方面，如No. 16(比较例8)所示，在预成型形状的 线长过长的情况下，由于来自凸缘部的材料流出过少而导致材料过量，也发生了凸缘起皱。
[0072]以上，基于图示例进行了说明，但该发明不限于上述示例，根据需要可以在权利要 求的记载范围内适当地进行变更，例如，产品形状及冲压成型部件形状可以是具有曲面状 的顶板部并被球头拉伸成型的形状，另外，俯视时不仅可以是L形还可以是U形或η形等其 他形状。
[0073]而且，在上述实施例中，冲压模具由具有冲模的上模和具有与上模的冲模共同作 用的冲头以及位于冲头周围且在与上模的冲模之间夹持毛坯的压边圈的下模构成，但不限 于此，上模还可以具有在与下模的冲头之间使毛坯的拉延筋部积极地压溃的冲模，或者可 以具有与这些模具上下颠倒的结构。
[0074] 工业实用性
[0075] 这样，根据本发明的冲压成型方法及本发明的冲压成型部件的制造方法，不伴随 着复杂的结构的模具、冲压工序的增加以及部件形状的制约，而能够抑制在拉延成型和拉 伸成型中发生破裂或起皱，有效地提高成品率及成型性。
[0076] 另外，根据本发明的预成型形状的确定方法，在判明不发生破裂及凸缘起皱之前， 反复改变预成型的拉延筋形状及/或该拉延筋形状的导入位置并进行预成型解析，因此能 够将在实际的冲压成型时预成型的拉延筋形状及该拉延筋形状的导入位置正确地确定为 在从经过预成型的原材料形状通过最终工序冲压成型为产品形状或冲压成型部件形状时 不发生破裂及凸缘起皱的位置。
[0077]附图标记说明
[0078] B 毛坯
[0079] P冲压产品（冲压成型部件）
[0080] P1顶板部 [0081 ] P2纵壁部 [0082] P3凸缘部 [0083] PF预成型部(拉延筋部）
【主权项】
1. 一种冲压成型方法，其通过两个阶段以上的冲压工序成型为产品形状，该产品形状 具有顶板部、与该顶板部连续地形成的纵壁部以及与该纵壁部连续地形成的凸缘部， 该冲压成型方法的特征在于， 在原材料上的相当于将平板状的金属板即原材料成型为产品形状时破裂或凸缘起皱 的发生位置附近的位置预成型为凸形状或凹形状的拉延筋形状， 之后，从预成型有所述拉延筋形状的原材料冲压成型为产品形状。2. -种冲压成型部件的制造方法，其通过两个阶段以上的冲压工序成型为冲压成型部 件的形状，该冲压成型部件的形状具有顶板部、与该顶板部连续地形成的纵壁部、以及与该 纵壁部连续地形成的凸缘部， 该冲压成型部件的制造方法的特征在于， 在原材料上的相当于将平板状的金属板即原材料成型为冲压成型部件形状时破裂或 凸缘起皱的发生位置附近的位置预成型为凸形状或凹形状的拉延筋形状， 之后，从预成型有所述拉延筋形状的原材料冲压成型为冲压成型部件形状。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述破裂或凸缘起皱的发生位置基于通过FEM进行从原材料形状冲压成型为产品形状 或冲压成型部件形状时的成型解析的结果来判断。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于， 所述拉延筋形状的预成型通过原材料的冲裁工序进行。5. -种预成型形状的确定方法，其是在权利要求1至4中任一项所述的方法中使用的预 成型形状的确定方法， 该预成型形状的确定方法的特征在于，具备以下工序： 通过FEM进行从平板状的金属板的原材料形状冲压成型为产品形状或冲压成型部件形 状时的成型解析的最初成型解析工序； 在通过最初成型解析工序判明发生破裂或凸缘起皱的情况下，基于该发生位置，设定 预成型的拉延筋形状及该拉延筋形状的导入位置的工序； 通过FEM进行从预成型有拉延筋形状的原材料形状冲压成型为产品形状或冲压成型部 件形状时的成型解析的预成型解析工序； 在通过预成型解析工序判明发生破裂或凸缘起皱的情况下，基于该发生位置，改变预 成型的拉延筋形状及/或该拉延筋形状的导入位置的工序； 在通过预成型解析工序判明不发生破裂及凸缘起皱的情况下，将该预成型解析时的拉 延筋形状及该拉延筋形状的导入位置确定为预成型的拉延筋形状及该拉延筋形状的导入 位置的工序。6. 根据权利要求5所述的预成型形状的确定方法，其特征在于， 将拉延筋形状设定为与破裂部的延伸方向平行地延伸。7. 根据权利要求5所述的预成型形状的确定方法，其特征在于， 求出破裂部的最大主应变方向，将拉延筋形状设定为在与该最大主应变方向正交的方 向上延伸。8. 根据权利要求5至7任一项所述的预成型形状的确定方法，其特征在于， 求出在破裂部上与该破裂部的延伸方向正交的方向的截面的最大主应变分布，将应变 的升高位置设定为预成型位置。9. 根据权利要求5至8任一项所述的预成型形状的确定方法，其特征在于， 根据破裂部中与该破裂部的延伸方向正交的方向的截面形状求出破裂部的原材料伸 长量L0,设定具有根据预成型的拉延筋形状的截面形状求出的拉延筋部的原材料伸长量L 为O. I X LO彡1.0 X LO的截面的拉延筋形状。10. 根据权利要求5至9任一项所述的预成型形状的确定方法，其特征在于， 在原材料的相当于凸缘起皱发生位置附近的纵壁的位置设定在与凸缘部的延伸方向 平行的方向上延伸的拉延筋形状。11. 根据权利要求5至10任一项所述的预成型形状的确定方法，其特征在于， 求出来自凸缘起皱发生位置的材料流入量W和来自与凸缘起皱发生位置邻接的不发生 起皱的凸缘部的材料流入量WO的差W-W0,设定具有根据预成型的拉延筋形状的截面形状 求出的拉延筋部的原材料伸长量L为0.1 X (W-WO) SL彡(W-W0)的截面的拉延筋形状。
【文档编号】B21D22/26GK105960295SQ201580006217
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年1月26日
【发明人】新宫豊久, 塩崎毅, 饭塚荣治, 山崎雄司
【申请人】杰富意钢铁株式会社