专利名称：金属板的冲压成形装置以及冲压成形方法
技术领域：
本发明涉及使用金属板冲压成形汽车、家具、家电等的部件时的冲压成形装置以及冲压成形方法。
背景技术：
以往，作为冲压成形金属板时，提高可以不产生断裂而进行冲压成形的极限的方法，公知在日本特开昭50-137861号公报以及日本特开平11-309518号公报记载的利用温锻的金属板的冲压成形方法。有关该方法，参照图6进行说明。1是金属板，2是冲模，3是冲头，4是防皱压板(blank holder)(也称为夹具或者夹子)。在冲模2和防皱压板4的内部设置有电热器11、12，形成了加热冲模2和防皱压板4的结构。另一方面，在冲头3的内部设有流通冷却水(coolant)13的水道(coolant pat)，形成冲头3被冷却的结构。
有关该方法的原理，参照图7进行说明。将平板状的金属板深冲成形为圆筒状时，深冲成形中的金属板1的变形在边缘部201最为显著产生。边缘部201被深冲成形而成为侧壁部203，而在侧壁部203几乎不产生变性，只是传递用于引入后续的边缘部的张力。
根据这些原理可以判断深冲成形可能的条件是，在图7中，金属板1的侧壁部203部分的断裂应力大于边缘部201的深冲阻力。但是，越是深冲深度深的部件越需要加大边缘部201的面积，因此，深冲阻力增加。另一方面，侧壁部203的断裂极限应力不变化，所以越是深冲深度深的部件越是难以成形。
此时，通常金属具有加热则变软(低拉伸强度比)，冷却则变硬(高拉伸强度比)的性质。因此，在加热图7的边缘部201而降低变形阻力(拉伸强度TS)，并冷却已经结束成形的侧壁部203而提高断裂应力(拉伸强度TS)，则可以大幅度提高可以不产生断裂而进行冲压成形的极限。
但是，如日本特开昭50-137861号公报以及日本特开平11-309518号公报记载的利用温锻的金属板的冲压成形方法，并不是在任何情况下都能充分提高可以不产生断裂而冲压成形的极限。例如，尤其是深冲成形或者拉伸成形为具有图8A表示的双峰或者图8B表示的三峰或其以上的形状的情况。
发明内容
本发明鉴于上述情况，目的在于提供一种金属板的冲压成形方法，与以往的利用温锻的金属板的冲压成形方法相比，可以进一步提高可以不产生断裂而进行冲压成形的极限，尤其是提供深冲成形为具有双峰、三峰或者其以上的多峰的形状时，与以往的温锻相比，可以进一步提高可以不产生断裂而进行冲压成形的极限的金属板的冲压成形装置以及冲压成形方法。
即，本发明如下。
(1)一种金属板的冲压成形装置，具有冲头、冲模、防皱压板，其特征在于，具有对所述金属板附加温度差的装置，使得所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的温度Td、所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的温度Tb、所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的温度Thb，高于冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的温度Tcp以及冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的温度Tcd。
(2)根据(1)所述的金属板的冲压成形装置，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分的加热装置；以及加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb中的至少一个部分的加热装置。
(3)根据(1)或(2)所述的金属板的冲压成形装置，具有冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却装置。
(4)根据(1)或(2)所述的金属板的冲压成形装置，具有冷却所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却装置。
(5)根据(1)或(2)所述的金属板的冲压成形装置，具有冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却装置。
(6)一种金属板的冲压成形装置，具有冲头、冲模、防皱压板，其特征在于，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分的加热装置；以及加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热装置。
(7)一种金属板的冲压成形装置，具有冲头、冲模、防皱压板，其特征在于，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分的加热装置；以及加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热装置。
(8)一种金属板的冲压成形装置，具有冲头、冲模、防皱压板，其特征在于，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分的加热装置；加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热装置；以及加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热装置。
(9)根据(6)至(8)中任一项所述的金属板的冲压成形装置，其特征在于，具有冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却装置。
(10)根据(6)至(8)中任一项所述的金属板的冲压成形装置，其特征在于，具有冷却所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却装置。
(11)根据(6)至(8)中任一项所述的金属板的冲压成形装置，其特征在于，具有冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却装置。
(12)一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，对所述金属板附加温度差的同时进行冲压成形，使得所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的温度Td、所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的温度Tb、所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的温度Thb，高于冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的温度Tcp以及冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的温度Tcd。
(13)根据(12)所述的金属板的冲压成形方法，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，并且加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb中的至少一个部分的同时，进行冲压成形。
(14)根据(12)或(13)所述的金属板的冲压成形方法，在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的同时进行冲压成形。
(15)根据(12)或(13)所述的金属板的冲压成形方法，在冷却所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时进行冲压成形。
(16)根据(12)或(13)所述的金属板的冲压成形方法，在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时进行冲压成形。
(17)一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，以及所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的同时，进行冲压成形。
(18)一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，以及所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的同时，进行冲压成形。
(19)一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，以及所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb中的至少一个部分的同时，进行冲压成形。
(20)根据(17)至(19)中任一项所述的金属板的冲压成形方法，其特征在于，在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的同时进行冲压成形。
(21)根据(17)至(19)中任一项所述的金属板的冲压成形方法，其特征在于，在冷却所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时进行冲压成形。
(22)根据(17)至(19)中任一项所述的金属板的冲压成形方法，其特征在于，在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时进行冲压成形。
(23)一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，预先对所述金属板进行加热，并且在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd中的至少一个部分的同时，进行冲压成形。
(24)一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，预先对所述金属板进行加热，并且在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的同时，进行冲压成形。
(25)一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，预先对所述金属板进行加热，并且在冷却所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时，进行冲压成形。
(26)一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，预先对所述金属板进行加热，并且在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时，进行冲压成形。
(27)一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb中的至少一个部分，并且使所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd保持常温或者冷却的同时，进行冲压成形，与此同时，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和其背面侧Phb所夹住的部分，则降低所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热温度Thb中的至少一个，和/或升高所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却温度Tcp，如果裂纹出现在所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp，则升高所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热温度Thb中的至少一个，和/或降低所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却温度Tcp，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
(28)一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb中的至少一个部分，并且使所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd保持常温或者冷却的同时，进行冲压成形，与此同时，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd，则降低冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，和/或升高所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的加热温度Td或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的加热温度Tb中的至少一个，如果裂纹出现在所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb所夹住的部分，则降低所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的加热温度Td或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的加热温度Tb中的至少一个，和/或升高所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
(29)根据(12)所述的金属板的冲压成形方法，冲压成形之后，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和其背面侧Phb所夹住的部分，则降低所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热温度Thb中的至少一个，和/或升高所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却温度Tcp，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
(30)根据(12)所述的金属板的冲压成形方法，冲压成形之后，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp，则升高所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热温度Thb中的至少一个，和/或降低所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却温度Tcp，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
(31)根据(12)所述的金属板的冲压成形方法，冲压成形之后，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd，则降低所述冲模与所述金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，和/或升高所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的加热温度Td或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的加热温度Tb中的至少一个，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
(32)根据(12)所述的金属板的冲压成形方法，冲压成形之后，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb所夹住的部分，则降低所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的加热温度Td或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的加热温度Tb中的至少一个，和/或升高所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
根据本发明，与以往的温锻相比，可以进一步提高可以不产生断裂而冲压成形的极限。特别是，可以提供一种金属板的冲压成形装置以及冲压成形方法，在深冲成形具有图8A和图8B所示的双峰或三峰或者其以上的多峰的形状时，与以往的温锻相比，可以进一步提高可以不产生断裂而冲压成形的极限。
图1是用于说明本发明的一实施方式的图。
图2是用于说明本发明的一实施方式的图(图1的A-A向视图)。
图3是用于说明本发明的一实施方式的图(图1的B-B向视图)。
图4A是用于说明本发明的一实施方式的4B是图4A的放大图。
图5A是用于说明本发明的实施例1～4的图。
图5B是用于说明本发明的实施例1～4的图。
图5C是用于说明本发明的实施例5的图。
图5D是用于说明本发明的实施例5的图。
图6是用于说明现有技术的图。
图7是用于说明现有技术的图。
图8A是用于说明需要特别适用本发明的形状的图。
图8B是用于说明需要特别适用本发明的形状的图。
图9是用于说明本发明的加热位置和冷却位置的图4A的放大图。
标号说明1金属板、2冲模、3冲头、4防皱压板、11，12电热器、13冷却液、21冲模主体、22冲模加热板、23冲模角R部冷却板、24，33冷却液路、25隔热材料、26冲模的角R部、29上板、31冲头主体、32冲头冷却板、34间隙、39下板、41防皱压板主体、42防皱压板加热板、43缓冲销、44导销、51加热垫、52支柱、53弹簧、101电热器、201边缘部、202～204侧壁部(外侧)、205侧壁部(内侧)、206边缘部(峰与峰之间)、Pd冲模与金属板的接触部分、Td冲模与金属板的接触部分的加热温度、Pb防皱压板与金属板的接触部分、Tb防皱压板与金属板的接触部分的加热温度、207、Pcp冲头的角R部与金属板的接触部分、Tcp冲头的角R部与金属板的接触部分的加热温度、208、Pcd冲模的角R部与金属板的接触部分、Tcd冲模的角R部与金属板的接触部分的加热温度、210、Ph冲头的顶部与金属板的接触部分、Th冲头的顶部与金属板的接触部分的加热温度、210、Phb冲头的顶部与金属板的接触部分的背面侧、Thb冲头的顶部与金属板的接触部分的背面侧的接触部分的加热温度。
具体实施例方式
根据本发明人的研究，明确了如下内容。根据以往的利用温锻的金属板的冲压成形方法，即，如图8A所示加热边缘部201，冷却侧壁部202～204的方法，对于提高可以不产生断裂而冲压成形的极限，有一定的效果。
但是，即使加热峰与峰之间的边缘部206，冷却侧壁部202等，成形性也反而会下降。其原因是，峰与峰之间的边缘部206不是深冲成形，而是被延伸而成形。也就是说，在峰与峰之间，构成两个峰的侧壁部203和205的位置消耗金属板，但从周围没有金属板的流入。因此，峰与峰之间的金属板被延伸。如果金属板在这样的状况下被加热，则延伸会进一步加大。通常如钢铁这样的金属，加热时变软(低拉伸强度化)，但延展性不提高。因此，容易断裂。
从而在深冲成形为具有图8A和图8B所示的双峰或者三峰的形状时，以往的利用温锻的金属板的成形方法，其效果并不充分。这在三个以上的多峰的情况也是相同的。即，因为峰与峰之间的边缘部206没有从周围的金属板的流入，仅凭该部分的延展性变形，成为所谓的拉伸加工(stretch forming)，因此，以往的温锻，其效果并不充分。
下面，利用图1至图5，说明本发明的一个实施方式。在此，图2是图1的A-A图示，图3是图1的B-B图示。
1是金属板。夹住该金属板，在上侧具有冲模2，其由冲模主体21、冲模加热板22、冲模角R部冷却板23以及上板29构成。上板29通过未图示的零件，被固定在冲压成形装置200的未图示的升降机上。
另一方面，在金属板1的下部具有冲头3，其由冲头主体31、冲头冷却板32、下板39等构成。下板39通过未图示的零件，被固定在冲压成形装置200的基部上。
同样，在金属板1的下部具有防皱压板4，其由防皱压板主体41和防皱压板加热板42构成，防皱压板主体41通过多个缓冲销43被未图示的压力装置以一定的力从下方支撑着。44是导销。
接着说明本发明的金属板的冲压成形装置200的作用。在冲压成形时，如图4A所示，利用冲压成形装置200的未图示的升降机的下降，冲模2下降，因为冲头3时被规定的，所以金属板1如图所示变形。此时，防皱压板4会在从下方以一定的力被支撑而下降，所以金属板1被夹在冲模2与防皱压板4之间、即所谓的模具表面(die face)，从而抑制了褶皱的产生。
此时，如图4B以及图9放大所示，在金属板1上形成分别与冲头的角R部36、冲头的顶部(以下，将除了冲头的角R部以外的部分，如此简称)35、冲模的角R部26接触的部分(分别称为Pcp、Ph、Pcd)(在图8中，分别标记为207、210、208，以下使用相同标记)、以及侧壁部203(或者202、204、205)、边缘部(Pd或者也称为Pb)(以下，将除了与冲模的角R部接触的部分以外的部分，如此简称)201。
在此，在本实施方式的金属板的冲压成形装置200中，如图1所示，在冲模加热板22上埋入设置了作为加热装置的电热器101。进而，在防皱压板加热板42上也埋入设置了作为加热装置的电热器101。利用这些加热在冲模2与防皱压板4之间的所谓模具表面部上的金属板1的部分(边缘部201)(Pd或者也称为Pb)。另外，本实施方式的金属板的冲压成形装置200上，具有作为埋入设置电热器101的加热装置的加热垫51(这也是加热板的一种)，如图4B以及图9所示，可以加热冲头的顶部35与金属板1的接触部分的背面侧部分的背面侧部分Phb。其中，加热垫51被调整为不加热接触冲头的角R部36的金属板1的部分(Pcp)(207)的宽度。
另外，由于加热垫5 1只要与金属板1接触即可，所以利用前述图1所示的支柱52相对于冲模2可自由上下移动地进行安装，并且成为利用弹簧53的力按压在金属板1上的结构。
这样，在本实施方式的金属板的冲压成形装置200中，具有加热冲模2与金属板1的接触部分Pd、防皱压板4与金属板1的接触部分Pb、冲头3的顶部与金属板1的接触部分的背面侧部分Phb的加热装置，可以加热金属板1的边缘部(201)(Pd或者也称为Pb)以及冲头的顶部35与金属板1的接触部分的背面侧210(Phb)的同时，冲压成形金属板1。
在本实施方式的金属板的冲压成形装置200中，虽然具有加热冲模2与金属板1的接触部分Pd、防皱压板4与金属板1的接触部分Pb、冲头的顶部35与金属板1的接触部分的背面侧部分Phb的加热装置，但前两者(Pd或者Pb)中任一个省略，可以提高可以不产生断裂而冲压成形的极限。
另外，在本实施方式的金属板的冲压成形装置200中，在与冲头3相对的、冲模2一侧，设有与冲头3不同的加热垫51，但也可以在冲头3上内置加热装置。或者，在与冲头3相对的、冲模2一侧，设有与冲头3不同的加热垫51的同时在冲头3上内置加热装置。
在(6)的本发明中，具有冲头、冲模、防皱压板的金属板的冲压成形装置，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，以及所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热装置。在(7)的本发明中，具有冲头、冲模、防皱压板的金属板的冲压成形装置，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，以及所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热装置。在(8)的本发明中，具有冲头、冲模、防皱压板的金属板的冲压成形装置，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph，以及所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热装置。
接着，在本实施方式中，如图1和图4B以及图9所示，在冲头3上具有冲头冷却板32，进而，在冲头冷却板32上具有冷却液路33，利用未图示的循环装置使冷却液循环，由此可以冷却冲头的角R部36与金属板的进出部分Pcp。即，如(3)、(9)的本发明，也可以具有冷却冲头的角R部与金属板的接触部分Pcp的冷却装置。在此，进而，在加热冲头的顶部35与金属板的接触部分Ph时，可以在冲头的顶部35上设置间隙34，由此抑制反而冷却需要加热的金属板1的部分。
或者，如图1和图4B以及图9所示，在本实施方式的冲模冷却板23上设有冷却液路24，通过未图示的循环装置使冷却液循环，由此可以冷却冲模的角R部26与金属板的接触部分Pcd。即，如(4)、(10)的本发明，可以具有冷却冲模的角R部26与金属板的接触部分Pcd的冷却装置。在此，在本实施方式中，如图1和图4B以及图9所示，以加热与冲模2接触的金属板1的部分Pd为目的，设有冲模加热板22，所以在其间也设有隔热材料25。由此，成为加热金属板1的边缘部201，同时冷却与冲模的角R部26接触的金属板1的部分Pcd(图8A所示的208)的结构。
如(5)、(11)的本发明，也可以满足(3)、(9)的本发明和(4)、(10)的本发明，即，如本实施方式，如图1、图4B以及图9所示，可以具有冷却冲头的角R部36与金属板的接触部分Pcp的冷却装置以及冷却冲模的角R部26与金属板的接触部分Pcd的冷却装置，由此可以进一步提高防止断裂的效果。
如上所述，在本发明中，基本上使金属板1的边缘部201(也称为Pd或者Pb)以及金属板1与冲头顶部35的接触部分(Ph)210相对处于高温，另外，使与冲头的角R部36接触的金属板1的部分Pcp(图8A所示的207)以及与冲模的角R部26接触的金属板1的部分Pcd(208)相对处于低温。
从而，如果在冲压成形金属板1之前，预先进行加热，则如(23)、(24)、(25)、(26)的本发明，可以省略加热装置，在冲头的角R部36与金属板的接触部分Pcp或者冲模的角R部26与金属板的接触部分Pcd或者在两者上仅仅设置冷却装置。
另外，本发明人通过更深入的研究发现，在上述的加热以及冷却的温度或者温度差中存在使成形极限为最大的最佳值，这根据成形形状的不同或者金属板的材料特性而不同。
下面，说明本发明的冲压成形时的加热温度T(Td、Tb、Th、Thb)、冷却温度T(Tcp、Tcd)、以及这些的温度差的设定条件。
(1)加热温度T(Td、Tb、Th、Thb)、冷却温度T(Tcp、Tcd)、以及这些的温度差在本发明中，基本上使金属板1的边缘部201(Pd或者也称为Pb)以及金属板1与冲头的顶部35的接触部分(Ph)210相对处于高温，另外，使与冲头的角R部36接触的金属板1的部分Pcp(207)以及与冲模的角R部26接触的金属板1的部分Pcd(208)相对处于低温，由此使金属板产生拉伸强度TS差，从而可以达到本发明的目的。在本发明中利用的加热温度、冷却温度以及这些的温度差，根据成形形状和金属板的材料特性而不同，但作为大致的标准，第一次冲压成形时的加热温度T优选设为超过常温的温度，以使在该加热温度T下的拉伸强度TS是常温下的拉伸强度TS的50％～70％。另外，第一次冲压成形时的冷却温度T优选设为常温或者常温以下的温度，以使在该冷却温度T下的拉伸强度TS与常温下的拉伸强度TS相同，或者成为常温下的拉伸强度TS以上的拉伸强度TS。即，优选在高温部和低温部(包括常温)的金属板的拉伸强度TS差为常温下的拉伸强度TS的30％～50％的条件下，进行冲压成形。第二次以后的冲压成形，观察裂纹的状态的同时，根据后述的本发明(16)重新将加热温度T与冷却温度T调整为最佳值而进行即可。
如果加热温度T超过200℃，在轧制作为原材料的金属板而制造时所使用的润滑剂不能充分发挥润滑功能，所以设为200℃以下。另外，如果冷却温度小于-20℃，则金属板会变脆，所以设为-20℃以上。
对于本发明的加热温度T、冷却温度T以及这些的温度差，通过得出这些的最佳值，在上述具有双峰以上的突出形状的冲压成形中，可以进一步提高其加工极限。(27)～(32)的本发明提供了有效得到这些的最佳值的方法。
即，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，一边加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的至少一个部分，并且使所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd保持常温或者冷却而进行冲压成形，同时确认加工时裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和其背面侧Phb所夹住的部分，则降低所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热温度Thb中的至少一个，和/或升高所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却温度Tcp，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差的金属板的成形加工方法。
另外，本发明的金属板的成形加工方法，如果裂纹出现在所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp，则升高所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热温度Thb中的至少一个，和/或降低所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却温度Tcp，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
另外，本发明的金属板的成形加工方法，如果裂纹出现在所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd，则降低所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，和/或升高所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的加热温度Td或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的加热温度Tb中的至少一个，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
另外，本发明的金属板的成形加工方法，如果裂纹出现在所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb所夹住的部分，则降低所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的加热温度Td或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分pb的加热温度Tb中的至少一个，和/或升高所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
本发明的加热手段，要求能够以1℃单位进行准确的温度控制的加热方法。例如，作为防皱压板、冲模、冲头的加热装置以及与冲头接触的金属板的背面侧的加热装置，可以在防皱压板、冲模或者冲头等上内置电热器，或者内置循环蒸汽、温水、或者高温油的配管。另外，可以直接讲蒸汽或者热风吹向金属板，或者利用感应加热器加热金属板。从进行准确的温度控制的观点出发，可以在这些中内置用于测定防皱压板、冲模或者冲头等的表面温度的热电偶。但是，本发明的加热手段，没有限定于这些，只要是通过加热使金属板的拉伸强度TS变为常温下的拉伸强度TS的50％～70％的方法，可以采用任意的加热方法。
本发明的冷却手段，要求能够以1℃单位准确进行温度控制的冷却方法。例如，冲头的角R部和冲模的角R部的冷却装置，优选内置循环冷却用不冻液的配管。从准确进行温度控制的角度出发，优选内置测定冲头的角R部和冲模的角R部的表面温度的热电偶。但是，本发明的冷却装置，并不限定于此。只要是通过冷却使金属板的拉伸强度TS为常温下的拉伸强度TS以上的方法，则可以采用任意方法。其中，作为冷却用不冻液，优选乙二醇类。
另外，本发明可以适用的金属板是铁素体类不锈钢、马氏体类不锈钢、高张力钢等铁类金属板，是热轧钢板或者冷轧钢板(热轧的状态，或者冷轧的状态)，或者是这些的退火材料。另外，也可以适用于钛等难以冲压的非铁类金属板。另外，也可以适用于这些的镀覆钢板或者复合钢。
尤其，可以适用本发明的铁素体类不锈钢的化学组成，优选含有C0.0001～0.1wt％，Si1.0wt％以下、Mn2.0wt％以下、P0.1wt％以下、Cr10～50wt％、N0.10wt％以下，余量为Fe和不可避免的杂质。另外，也可以含有选自Al0.3wt％以下、Ni1.0wt％以下、Mo3.0wt％以下、Ti1.0wt％以下、Nb1.0wt％以下、Zr1.0wt％以下、Cu1.0wt％以下、W0.30wt％以下、Co0.001～0.5wt％、B0.01wt％以下中的一种或者两种以上。
另外，可以适用本发明的马氏体类不锈钢的化学组成，优选含有C0.001～1.0wt％，Si1.0wt％以下、Mn2.0wt％以下、P0.1wt％以下、Cr10～19wt％、N0.001～0.1wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。另外，也可以含有选自Al1.5wt％以下、Ti1.0wt％以下、Nb1.0wt％以下、W0.3wt％以下、Zr1.0wt％以下、Ni3.0wt％以下、Mo3.0wt％以下、Cu1.0wt％以下、Co0.001～0.5wt％、B0.01wt％以下中的一种或者两种以上。
另外，可以适用本发明的高张力钢的化学组成，优选含有C0.01～0.3wt％，Si1.5wt％以下、Mn4.0wt％以下、P1.2wt％以下、S0.04wt％以下、Al0.1wt％以下、余量为Fe和不可避免的杂质。另外，也可以含有选自Ti0.5wt％以下、Nb0.5wt％以下中的一种或者两种以上。
实施例1以如图5A所示的成形双峰形状的情况为对象，进行实验、验证。将金属板1冲压成形为这样的形状时，通常图5A的K部容易被拉伸，随之变形集中，产生裂纹。作为金属板1，使用了一种不锈钢即铁素体类不锈钢、SUS430(JIS G 4305) (含有C0.03wt％，Si0.7wt％、Mn1.0wt％、P0.04wt％、Cr17wt％、N0.10wt％以下，余量为Fe和不可避免的杂质)的0.6mm厚度材料。冲压成形装置，使用了与图1、图4A、图4B以及图9相同的装置。
首先，不进行任何加热或冷却而以通常的方法进行冲压成形，此时不产生断裂而可以冲压成形的图5B中的h所示的尺寸的极限(极限成形高度)如表1(1)所示为20mm(现有例1)。
接着，如表1(2)所示，进行加热金属板1的边缘部201、206的、现有的日本特开昭50-137861号公报或者日本特开平11-309518号公报所记载的温锻成形。即，在图1中，将冲模加热板22以及防皱压板加热板42，利用内置于这些的电热器，加热为150℃，从而冲压成形金属板1。此时的极限成形高度提高为21mm，但是改善的幅度很小，可以确认仅仅通过加热冲模2和防皱压板4，对于成形这样的双峰形状不能够发挥充分的效果(现有例2)。
进而，如表1(3)所示，不加热金属板1的边缘部201、206，利用电热器内置的加热垫51，将冲头的顶部35与金属板1的接触部分的背面侧Phb加热为150℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度为22.5mm。这也仅仅是稍微的提高，可以说仍然没有得到充分的效果(比较例)。
因此，如表1(4)所示，利用内置的电热器，将金属板1的边缘部201、206以及冲头的顶部35加热为150℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度提高至27mm(本发明例1)。
接着，作为本发明例1的改善例，如表1(5)所示，利用内置的电热器，将金属板1的边缘部201、206以及冲头的顶部35加热为150℃，同时使图1、图4的冲头冷却板32的冷却液路33中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲头的角R部36冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度大幅度提高至31mm(本发明例2)。此时，断裂不在图5所示的K部，而是移动到靠近与冲模的角R部接触的金属板1的部分Pcd的L部。
另外，作为本发明例1的改善例，如表2(6)所示，利用内置的电热器，将金属板1的边缘部201、206以及冲头的顶部35加热为150℃，同时使图1、图4的冲模冷却板23的冷却液路24中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲模的角R部26冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度为28mm(本发明例3)。
进而，作为本发明例1的进一步的改善例，如表2(7)所示，利用内置的电热器，将金属板1的边缘部201、206以及冲头的顶部35加热为150℃，同时使图1、图4的冲模冷却板23的冷却液路24中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲头的角R部36以及冲模的角R部26冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度进一步提高为33mm(本发明例4)。此时，裂纹产生部不在图5A所示的K部或者L部，而移动到峰顶部的M部。
接着，预先在氮气气氛的电炉中将金属板1加热为200℃，不使用加热装置，仅使用冷却装置，使冲头冷却板32的冷却液路33中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲头的角R部36冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时，如表2(8)所示，极限成形高度为30mm(本发明例5)。
接着，预先在氮气气氛的电炉中将金属板1加热为200℃，不使用加热装置，仅使用冷却装置，同时使冲模冷却板23的冷却液路24中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲模的角R部26冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时，如表2(9)所示，极限成形高度为28mm(本发明例6)。
接着，预先在氮气气氛的电炉中将金属板1加热为200℃，不使用加热装置，仅使用冷却装置，同时使各个冷却板32、23的冷却液路33、24中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲头的角R部36以及冲模的角R部26冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时，如表2(10)所示，极限成形高度为32mm(本发明例7)。
实施例2接着，在本发明例4中，使内置电热器的冲头的顶部35的加热温度变化的结果如表3所示。表3(1)中冲头的顶部35的加热温度为100℃，表3(2)为110℃，表3(3)为120℃，表3(4)为130℃，表3(5)为140℃。此时，利用电热器加热使金属板1的边缘部201、206的加热温度保持一定的150℃，使各个冷却板32、23的冷却液路33、24中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲头的角R部36以及冲模的角R部26保持一定的-20℃。极限成形高度如表3中所示，冲头的顶部35的加热温度为120℃时达到最高，为39mm。另外，裂纹产生部在表3(1)以及(2)的情况下在图5A中的K位置，在表3(4)以及(5)的情况下在M位置。极限成形高度最高的表3(3)的情况下，裂纹产生位置为K和M的中间位置。
如上所述，从使极限成形高度为最大的温度的角度考虑，裂纹在与冲头的顶部的接触部分M、Ph产生的情况(表3(4)、(5))下，冲头的顶部的温度过高而此处的材料强度会不足，裂纹在与冲头的角R部的接触部分K、Pcp产生的情况下，冲头的顶部温度没有达到充分的高温，与冲头的角R部的接触部分Pcp的材料强度相对变成强度不足，从而产生裂纹。
在此，根据(27)的本发明，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在与冲头的顶部的接触部分Ph则降低冲头的顶部的加热温度Th，如果裂纹出现在与冲头的角R部的接触部分Pcp则提高冲头的顶部的加热温度Th，而且通过重复这些，探索裂纹位置在与冲头的顶部的接触部分Ph和与冲头的角R部的接触部分Pcp之间迁移的条件，即可找出使加工极限为最大的温度条件。
实施例3(27)、(28)的本发明的方法，也同样适用于不冷却冲头的角R部以及冲模的角R部的本发明例1的情况。适用(27)的本发明的方法而探索了内置电热器的冲头的顶部的加热温度的最佳值，此时，该最佳值为130℃，极限成形高度为32mm。
实施例4如本发明例4所示，加热金属板1的边缘部201、206以及冲头的顶部35，同时冷却冲头的角R部的加工方法中，作为(27)的本发明的一个实施方式，代替调整冲头的顶部的加热温度，调整冲头的角R部的冷却温度，也可以得到与上述同样的效果。此时，裂纹在与冲头的顶部的接触部分产生时冲头的角R部的温度过低，需要提高冷却温度，裂纹在与冲头的角R部的接触部分产生时相反需要降低冲头的角R部的冷却温度。
在本发明例4的条件中，利用内置的电热器使金属板1的边缘部201、206和冲头的顶部35的加热温度为150℃，通过作为上述(27)的本发明的一个实施方式所描述的方法，使冲头冷却板32的冷却液路33中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而探索了冲头的角R部36的冷却温度的最佳值，此时，该最佳值为-10℃，极限成形高度为36mm。
或者，如果应用此原理，如(28)的本发明所示，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在与冲模的角R部的接触部分Pcd，则提高冲模与防皱压板之间的材料的加热温度Td或者Tb，和/或降低冲模的角R部与金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，另外，如果裂纹出现在冲模与防皱压板之间的金属板的部分，则降低冲模与防皱压板之间的金属板的加热温度，和/或升高冲模的角R部的冷却温度，而且通过重复这些，探索裂纹位置在与冲模的角R部的接触部分和冲模与防皱压板之间部分之间迁移的条件，即可找出使加工极限为最大的温度条件。
实施例5以如图5C所示的成形单峰形状的情况为对象，进行实验。单峰的情况下，成形为单纯深冲加工，验证了本发明与现有例相比是否表现出优越性。冲压成形装置，使用了与图1、图4A、图4B以及图9几乎相同的装置。但是，没有使用加热垫51，在冲头顶部内置了电热器。
首先，不进行任何加热或冷却而以通常的方法进行冲压成形，此时不产生断裂而可以冲压成形的图5D中的h所示的尺寸的极限(极限成形高度)如表4(1)所示为95mm(现有例1)。
接着，如表4(2)所示，进行加热金属板1的边缘部201的、现有的日本特开昭50-137861号公报或者日本特开平11-309518号公报所记载的温锻成形。即，将冲模2以及防皱压板4，利用内置于这些的电热器加热为150℃，从而冲压成形金属板1。此时的极限成形高度提高为21mm(现有例2)。
进而，如表4(3)所示，不加热金属板1的边缘部201，利用内置的电热器将冲头的顶部35加热为150℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度为100mm(比较例)。
如表4(4)所示，利用内置的电热器，将金属板1的边缘部201以及冲头的顶部35加热为150℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度提高至155mm(本发明例1)。
接着，作为本发明例1的改善例，如表4(5)所示，利用内置的电热器，将金属板1的边缘部201以及冲头的顶部35加热为150℃，同时使冷却板32的冷却液路33中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲头的角R部36冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度大幅度提高至180mm(本发明例2)。
另外，作为本发明例1的改善例，如表5(6)所示，利用内置的电热器，将金属板1的边缘部201以及冲头的顶部35加热为150℃，同时使冲模冷却板23的冷却液路24中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲模的角R部26冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度为165mm(本发明例3)。
进而，作为本发明例1的进一步的改善例，如表5(7)所示，利用内置的电热器，将金属板1的边缘部201以及冲头的顶部35加热为150℃，同时使各个冷却板32、23的冷却液路33、24中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲头的角R部36以及冲模的角R部26冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度进一步提高为185mm(本发明例4)。
接着，预先在氮气气氛的电炉中将金属板1加热为200℃，不使用加热装置，仅使用冷却装置，使冲头冷却板32的冷却液路33中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲头的角R部36冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时，如表5(8)所示，极限成形高度为165mm(本发明例5)。
接着，预先在氮气气氛的电炉中将金属板1加热为200℃，不使用加热装置，仅使用冷却装置，同时使冲模冷却板23的冷却液路24中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲模的角R部26冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时，如表5(9)所示，极限成形高度为165mm(本发明例6)。
接着，预先在氮气气氛的电炉中将金属板1加热为200℃，不使用加热装置，仅使用冷却装置，同时使各个冷却板32、23的冷却液路33、24中通过冷却用不冻液乙二醇(丸善石油化学制造)而使冲头的角R部36以及冲模的角R部26冷却至-20℃，冲压成形金属板1，此时，如表5(10)所示，极限成形高度为168mm(本发明例7)。
本发明在单峰的情况下也会显示出与以往相比更好的优越性。
如上所述，根据本发明，可以提高极限成形高度。对于其原理，与以往的温锻比较而进行如下说明。
以往的温锻，如图6所示，深冲加工为对象。在深冲加工中，用于形成侧壁的金属板的流入，几乎全部从边缘部开始，金属板本身延伸的必要性很小。为了提高成形极限，边缘部的变形阻力越小越好，可以抵抗用于引入边缘部的张力的侧壁部的变形阻力越大越好。因此，在以往的温锻中，加热边缘部，通过冷却冲头整体而冷却侧壁部，可以达到成形极限的提高。
但是，在成形图5A所示的双峰形状时，尤其在峰与峰之间的部分，从边缘的金属板的流入几乎不存在，为了供给用于形成侧壁部的金属板，只能延伸其中的金属板。这与深冲加工具有决定性不同。实际上，哪个部分的金属板会延伸，根据情况会有很大偏差，冲头的顶部和边缘部，因为没有与冲模的摩擦，所以不会动，也不会延伸。因此，金属板，从冲头的角R部到冲模的角R部所有非摩擦部分延伸，其中，与冲模的摩擦部和非摩擦部的边界中的与冲头的角R部的接触部分Pcp(图5A中的K部)和与冲模的角R部的接触部分Pcd(图5A中的L部)容易延伸，于是在此处容易产生断裂。
为了提高成形极限，需要使伴随延伸的变形尽量不集中在一处，而是分散在宽范围内。因此，如本发明所示，使与伴随延伸的变形容易集中的冲头的角R部或冲模的角R部接触的金属板的部分(Pcp、Pcd)，相对于周围相对冷却而提高变形阻力(拉伸强度TS)，对于冲头的顶部和边缘部那样的由于摩擦延伸被抑制的部分(Ph、Phb、Pb、Pd)，至少相对于周围相对提高温度而减少变形阻力(拉伸强度TS)，由此抑制伴随延伸的变形集中在一处，则可以提高成形极限。
例如，在图5A的例中，与冲头的角R部接触的金属板的部分K部上集中伴随延伸的变形。为了将其缓冲，仅仅通过如上述表1(2)加热边缘部，或者如表1(3)加热冲头的顶部时，从各个的另一方的冲头的顶部或者边缘部受到强的约束，其结果，抑制伴随延伸的变形集中到一处的作用不充分，所以有必要如表1(4)的例加热边缘部和冲头的顶部两方，抑制伴随延伸的变形集中在一处，使其向两方分散。另外，不仅加热两方，如果将不加热的部分积极冷却，可以得到更好的效果。
另一方面，如表1(5)所示，冷却冲头的角R部提高与该部分接触的金属板的部分Pcp的强度，则可以提高成形极限，但另一方面，产生断裂的部位会移动到与冲模的角R部的接触部分Pcd(图5A中的L部)，边缘部被加热的金属板会从冲模的角R部流入侧壁部，本来相对于周围应该相对低温高强度的从冲模的角R部与侧壁部接触的金属板的部分Pcd变得高温低强度，对于拉伸的承受性下降，产生断裂。因此，如果也积极冷却冲模的角R部，则可以回避这样的问题，如表2(7)所示，可以进一步提高成形极限。
另外，如表1(8)、(9)、(10)所示，金属板的加热不利用埋入冲模和防皱压板或者冲头的电热器等，而是预先加热金属板，在冲压成形时，只进行必要部分的冷却，也可以得到几乎相同的效果。
另外，如上所述，在加热温度T、冷却温度T或者这些的温度差中存在使成形极限为最大的最佳值，其根据成形的形状的不同或者金属板的材料特性而不同，如实施例2～4所示，通过有效找出这些的最佳值并进行设定，在上述具有双峰以上的突出形状的成形中，可以进一步提高其加工极限。
如上所述，在上述说明中，为了方便，对于冲压成形双峰形状的情况进行了说明，但是对于进一步复杂的形状，或者三峰以上的形状的情况下，自然也可以提高成形极限。在那样的情况下，冲头的角R部或者冲模的角R部，换言之，为“伴随延伸的变形集中的部分”。使伴随延伸的变形集中的金属板的部分，相对于周围相对处于低温(冷却)并使其变硬(高拉伸强度化)，或者将其以外的部分，相对于周围相对处于高温(加热)并使其变软(低拉伸强度化)，由此可以达到本发明的作用效果。
实施例6在实施例1中，金属板的种类代替SUS430，使用高张力钢(含有C0.153wt％，Si1.5wt％以下、Mn2.0wt％以下、P1.0wt％以下、S0.01wt％以下、Al0.1wt％以下，余量为Fe和不可避免的杂质。TS＝830Mpa、YS＝440Mpa)的0.6mm厚度材料之外，与实施例1一样而操作。
首先，不进行任何加热或冷却而以通常的方法进行冲压成形，此时不产生断裂而可以冲压成形的图5B中的h所示的尺寸的极限(极限成形高度)为15mm(现有例1)。
接着，进行加热金属板1的边缘部201、206的、现有的日本特开昭50-137861号公报或者日本特开平11-309518号公报所记载的温锻成形。即，在图1中将冲模加热板22以及防皱压板加热板42，利用内置于这些的电热器加热为150℃，从而冲压成形金属板1。此时的极限成形高度虽然提高为17mm，但是改善的幅度很小，可以确认仅仅通过加热冲模2和防皱压板4，对于这样的双峰形状的成形得不到充分的效果(现有例2)。
进而，不加热金属板1的边缘部201、206，利用内置电热器的加热垫51将冲头的顶部35和金属板1的接触部分的背面侧加热为150℃，冲压成形金属板1，其结果，极限成形高度为17.5mm。这也仅仅是稍微的提高，可以说依然得不到充分的效果(比较例)。
因此，如表1(4)所示，利用内置的电热器，将金属板1的边缘部201、206以及冲头的顶部35加热为150℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度提高至22mm(本发明例1)。
从以上结果可以知道，在高张力钢中，本发明的成形装置以及成形方法也可以得到效果。
实施例7在实施例1中，金属板的种类代替SUS430，使用马氏体类不锈钢(SUS420J1、JIS G 4305)(含有C0.2wt％，Si0.8wt％、Mn0.8wt％、P0.04wt％以下、S0.03wt％以下、Ni0.5wt％、Cr13wt％，余量为Fe和不可避免的杂质)的0.6mm厚度材料之外，与实施例1一样而操作。
首先，不进行任何加热或冷却而以通常的方法进行冲压成形，此时不产生断裂而可以冲压成形的图5B中的h所示的尺寸的极限(极限成形高度)为16mm(现有例1)。
接着，进行加热金属板1的边缘部201、206的、现有的日本特开昭50-137861号公报或者日本特开平11-309518号公报所记载的温锻成形。即，在图1中将冲模加热板22以及防皱压板加热板42，利用内置于这些的电热器加热为150℃，从而冲压成形金属板1。此时的极限成形高度虽然提高为17.5mm，但是改善的幅度很小，可以确认仅仅通过加热冲模2和防皱压板4，对于这样的双峰形状的成形得不到充分的效果(现有例2)。
进而，不加热金属板1的边缘部201、206，利用内置电热器的加热垫51将冲头的顶部35和金属板1的接触部分的背面侧加热为150℃，冲压成形金属板1，其结果，极限成形高度为17.5mm。这也仅仅是稍微的提高，可以说依然得不到充分的效果(比较例)。
因此，如表1(4)所示，利用内置的电热器，将金属板1的边缘部201、206以及冲头的顶部35加热为150℃，冲压成形金属板1，此时的极限成形高度提高至23mm(本发明例1)。
从以上结果可以知道，在马氏体类不锈钢中，本发明的成形装置以及成形方法也可以得到效果。
如上所述，可以适用本发明的金属板是铁素体类不锈钢、马氏体类不锈钢、高张力钢等铁类金属板，是热轧钢板或者冷轧钢板(热轧的状态，或者冷轧的状态)，或者是这些的退火材料。另外，也可以适用于钛等难以冲压的非铁类金属板。另外，也可以适用于这些的镀覆钢板或者复合钢。
产业上的利用可能性根据本发明，可以提高冲压成形时的成形极限，对于成形困难的部件的冲压成形极其有效，在冲压成形汽车、家具、家电等的部件时可以广泛利用，在工业上具有很大价值。
表1
表2
表3
表4
表5
权利要求
1.一种金属板的冲压成形装置，具有冲头、冲模、防皱压板，其特征在于，具有对所述金属板附加温度差的装置，使得所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的温度Td、所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的温度Tb、所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的温度Thb，高于冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的温度Tcp以及冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的温度Tcd。
2.根据权利要求1所述的金属板的冲压成形装置，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分的加热装置；以及加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb中的至少一个部分的加热装置。
3.根据权利要求1或2所述的金属板的冲压成形装置，具有冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却装置。
4.根据权利要求1或2所述的金属板的冲压成形装置，具有冷却所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却装置。
5.根据权利要求1或2所述的金属板的冲压成形装置，具有冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却装置。
6.一种金属板的冲压成形装置，具有冲头、冲模、防皱压板，其特征在于，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分的加热装置；以及加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热装置。
7.一种金属板的冲压成形装置，具有冲头、冲模、防皱压板，其特征在于，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分的加热装置；以及加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热装置。
8.一种金属板的冲压成形装置，具有冲头、冲模、防皱压板，其特征在于，具有加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分的加热装置；加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热装置；以及加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热装置。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的金属板的冲压成形装置，其特征在于，具有冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却装置。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的金属板的冲压成形装置，其特征在于，具有冷却所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却装置。
11.根据权利要求6至8中任一项所述的金属板的冲压成形装置，其特征在于，具有冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却装置。
12.一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，对所述金属板附加温度差的同时进行冲压成形，使得所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的温度Td、所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的温度Tb、所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面测Phb的温度Thb，高于冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的温度Tcp以及冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的温度Tcd。
13.根据权利要求12所述的金属板的冲压成形方法，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd和所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，并且加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb中的至少一个部分的同时，进行冲压成形。
14.根据权利要求12或13所述的金属板的冲压成形方法，在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的同时进行冲压成形。
15.根据权利要求12或13所述的金属板的冲压成形方法，在冷却所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时进行冲压成形。
16.根据权利要求12或13所述的金属板的冲压成形方法，在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时进行冲压成形。
17.一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，以及所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的同时，进行冲压成形。
18.一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，以及所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的同时，进行冲压成形。
19.一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，以及所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb中的至少一个部分的同时，进行冲压成形。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的金属板的冲压成形方法，其特征在于，在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的同时进行冲压成形。
21.根据权利要求17至19中任一项所述的金属板的冲压成形方法，其特征在于，在冷却所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时进行冲压成形。
22.根据权利要求17至19中任一项所述的金属板的冲压成形方法，其特征在于，在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时进行冲压成形。
23.一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，预先对所述金属板进行加热，并且在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd中的至少一个部分的同时，进行冲压成形。
24.一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，预先对所述金属板进行加热，并且在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的同时，进行冲压成形。
25.一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，预先对所述金属板进行加热，并且在冷却所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时，进行冲压成形。
26.一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，预先对所述金属板进行加热，并且在冷却所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的同时，进行冲压成形。
27.一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb中的至少一个部分，并且使所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd保持常温或者冷却的同时，进行冲压成形，与此同时，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和其背面侧Phb所夹住的部分，则降低所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热温度Thb中的至少一个，和/或升高所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却温度Tcp，如果裂纹出现在所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp，则升高所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热温度Thb中的至少一个，和/或降低所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却温度Tcp，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
28.一种金属板的冲压成形方法，在使用具有冲头、冲模、防皱压板的金属板冲压成形装置进行金属板的冲压成形时，在加热所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb中的至少一个部分，加热所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb中的至少一个部分，并且使所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp和所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd保持常温或者冷却的同时，进行冲压成形，与此同时，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd，则降低冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，和/或升高所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的加热温度Td或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的加热温度Tb中的至少一个，如果裂纹出现在所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb所夹住的部分，则降低所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的加热温度Td或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的加热温度Tb中的至少一个，和/或升高所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
29.根据权利要求12所述的金属板的冲压成形方法，冲压成形之后，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph和其背面侧Phb所夹住的部分，则降低所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热温度Thb中的至少一个，和/或升高所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却温度Tcp，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
30.根据权利要求12所述的金属板的冲压成形方法，冲压成形之后，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp，则升高所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分Ph的加热温度Th或者所述冲头的顶部与所述金属板的接触部分的背面侧Phb的加热温度Thb中的至少一个，和/或降低所述冲头的角R部与所述金属板的接触部分Pcp的冷却温度Tcp，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
31.根据权利要求12所述的金属板的冲压成形方法，冲压成形之后，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd，则降低所述冲模与所述金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，和/或升高所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的加热温度Td或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的加热温度Tb中的至少一个，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
32.根据权利要求12所述的金属板的冲压成形方法，冲压成形之后，确认加工时的裂纹产生位置，如果裂纹出现在所述冲模与所述金属板的接触部分Pd或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb所夹住的部分，则降低所述冲模与所述金属板的接触部分Pd的加热温度Td或者所述防皱压板与所述金属板的接触部分Pb的加热温度Tb中的至少一个，和/或升高所述冲模的角R部与所述金属板的接触部分Pcd的冷却温度Tcd，再次重复冲压成形，由此找出使加工极限最高的温度差。
全文摘要
提供比以往的温锻相比可以进一步提高不产生断裂而冲压成形的极限的金属板的冲压成形装置以及冲压成形方法。尤其，在深冲成形具有双峰或三峰或者其以上的多峰的形状时，与以往的温锻相比，可以进一步提高可以不产生断裂而冲压成形的极限的冲压成形装置以及冲压成形方法。具体来说，具有冲头(3)、冲模(2)、防皱压板(4)的金属板(1)的冲压成形装置(200)中，具有加热冲模(2)与金属板(1)的接触部分(Pd)和防皱压板(4)与金属板(1)的接触部分(Pb)中的至少一个部分的加热装置(101)；以及加热冲头(3)的顶部(35)与金属板(1)的接触部分(Ph)和冲头(3)的顶部与金属板(1)的接触部分的背面侧(Phb)中的至少一个部分的加热装置，而且优选具有冷却冲头的角R部与金属板(1)的接触部分(Pcp)和冲模的角R部与金属板(1)的接触部分(Pcd)的至少一个部分的冷却装置。
文档编号B21D22/20GK101018626SQ20068000073
公开日2007年8月15日 申请日期2006年2月23日 优先权日2005年2月25日
发明者井口贵朗, 尾崎芳宏 申请人:杰富意钢铁株式会社