壓制成型品的制造方法及制造裝置與流程

本發(fā)明涉及用于制造汽車、汽車以外的各種車輛、家電產(chǎn)品、船舶、建材等所使用的壓制成型品的方法及裝置。

背景技術(shù)：

例如，汽車的車身包含各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件(例如地板橫梁、側(cè)梁、縱梁等)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件多使用以鋼板等金屬板為原材料的壓制成型品。由于在壓制成型時的材料斷裂、形狀保持性以及制造成本方面具有優(yōu)勢，多數(shù)情況下，壓制成型品通過對金屬板實(shí)施利用彎曲成型進(jìn)行的壓制加工來獲得。壓制成型品例如具有槽形或帽形的截面形狀。槽形截面的壓制成型品包括頂板部、自頂板部延伸的一對縱壁部。帽形截面的壓制成型品還包括自各縱壁部延伸的一對凸緣部。

圖1是示意性地表示通常的進(jìn)行彎曲成型的壓制成型裝置的結(jié)構(gòu)例的說明圖。如圖1所示，壓制成型裝置1為用于制造槽形截面或帽形截面的壓制成型品的裝置。圖1中例示了制造帽形截面的壓制成型品(參照圖中的點(diǎn)劃線)的情況。壓制成型裝置1設(shè)有沖頭2來作為下模，設(shè)有與沖頭2成對的沖模3和墊板5來作為上模。墊板5借助加壓構(gòu)件4支承于沖模3、或者與沖模3一體地進(jìn)行動作的上模保持件或滑塊。墊板5能夠收納于沖模3，在收納于沖模3的狀態(tài)下構(gòu)成沖模3的一部分。

利用這樣的壓制成型裝置1將金屬板6成型為壓制成型品的彎曲成型如以下所示地進(jìn)行。在成型前，利用沖頭2和墊板5夾持金屬板6。也就是說，在開始利用沖頭2將金屬板6向沖模3壓入之前，利用沖頭2和墊板5約束金屬板6中的將成型為壓制成型品的頂板部的部分。在該狀態(tài)下，使沖模3下降到下止點(diǎn)。由此，壓制成型品的頂板部沿著沖頭2的上表面(頂端面)2a成型出來?？v壁部沿著沖頭2的側(cè)面2b成型出來。在頂板部與縱壁部之間形成棱線部。該連接頂板部和縱壁部的棱線部沿著沖頭2的沖頭肩部2c成型出來。以下，將這樣的彎曲成型稱作墊板彎曲成型。

近年，為了提高燃料消耗率而有助于防止地球溫室效應(yīng)，汽車謀求車身的輕量化。另外，謀求提高碰撞事故時的安全性。根據(jù)這些要求，作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的原材料即金屬板6，使用拉伸強(qiáng)度為440mpa以上的高強(qiáng)度鋼板。例如，有時還會使用590mpa級的高強(qiáng)度鋼板，根據(jù)情況還會使用980mpa級的高強(qiáng)度鋼板、甚至1180mpa級的高強(qiáng)度鋼板。

另外，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形狀有時會變得比較復(fù)雜。這是由于受到了防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件與其他構(gòu)件之間的干涉、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件與其他構(gòu)件之間的接合、確保期望的空間等這樣的設(shè)計上的制約。

圖2～圖8是表示具有比較復(fù)雜的形狀的壓制成型品的一個例子的立體圖。在圖2～圖8中，圖2表示由拉伸強(qiáng)度為590mpa以上的高強(qiáng)度鋼板(由dp(dualphase)鋼構(gòu)成的板厚為1.2mm的合金化熱浸鍍鋅鋼板)成型的第1例的壓制成型品7。圖3～圖8分別表示由拉伸強(qiáng)度為440mpa以上的高強(qiáng)度鋼板(板厚為1.2mm左右的合金化熱浸鍍鋅鋼板、非鍍鋼板等)成型的第2例～第7例的壓制成型品7。

第1例～第7例的壓制成型品7的截面形狀均為帽形。也就是說，任一壓制成型品7均包括頂板部7a、自頂板部7a的左右的兩端分別延伸的縱壁部7c、位于頂板部7a與縱壁部7c之間的棱線部7b以及自各縱壁部7c的下側(cè)的端部延伸的凸緣部7d。另外，壓制成型品7在棱線部7b的局部具有形狀變化部9。

在圖2所示的第1例的壓制成型品7中，在位于頂板部7a的兩端的兩個棱線部7b均設(shè)有形狀變化部9。這些形狀變化部9是使棱線部7b的高度在壓制成型品7的長度方向上的大致中央的局部發(fā)生變化而成的。該情況下，在頂板部7a的將形狀變化部9彼此連接的區(qū)域形成臺階部8。

在圖3所示的第2例的壓制成型品7中，在位于頂板部7a的兩端的兩個棱線部7b均設(shè)有形狀變化部9。這些形狀變化部9是使棱線部7b的高度在壓制成型品7的長度方向上的大致中央的較廣的范圍內(nèi)發(fā)生變化而成的。該情況下，與形狀變化部9的位置相對應(yīng)，頂板部7a的高度平穩(wěn)地變化。

在圖4所示的第3例的壓制成型品7中，在位于頂板部7a的兩端的棱線部7b中的一個棱線部7b設(shè)有形狀變化部9。該形狀變化部9是使棱線部7b的截面中的圓弧長度在壓制成型品7的長度方向上的大致中央的局部發(fā)生變化而成的。該情況下，與形狀變化部9的位置相對應(yīng)，頂板部7a和縱壁部7c所成的角度變化。

在圖5所示的第4例的壓制成型品7中，在位于頂板部7a的兩端的兩個棱線部7b均設(shè)有形狀變化部9。這些形狀變化部9是使棱線部7b在壓制成型品7的長度方向上的大致中央的較廣的范圍內(nèi)扭曲而成的。該情況下，與形狀變化部9的位置相對應(yīng)，頂板部7a和縱壁部7c扭曲。

在圖6所示的第5例的壓制成型品7中，在位于頂板部7a的兩端的兩個棱線部7b均設(shè)有形狀變化部9。這些形狀變化部9是使棱線部7b在壓制成型品7的長度方向上的大致中央的較廣的范圍內(nèi)向壓制成型品7的寬度方向彎曲而成的。該情況下，與形狀變化部9的位置相對應(yīng)，頂板部7a和縱壁部7c向壓制成型品7的寬度方向彎曲。

在圖7所示的第6例的壓制成型品7中，在位于頂板部7a的兩端的棱線部7b中的一個棱線部7b設(shè)有形狀變化部9。形狀變化部9是使該棱線部7b在壓制成型品7的長度方向上的大致中央的局部向壓制成型品7的寬度方向凹陷而成的。該情況下，與形狀變化部9的位置相對應(yīng)，頂板部7a和縱壁部7c向壓制成型品7的寬度方向凹陷。

在圖8所示的第7例的壓制成型品7中，在位于頂板部7a的兩端的棱線部7b中的一個棱線部7b設(shè)有形狀變化部9。該形狀變化部9是使棱線部的截面中的曲率半徑在自壓制成型品7的長度方向上的大致中央到一端為止的范圍內(nèi)發(fā)生變化而成的。該情況下，與形狀變化部9的位置相對應(yīng)，頂板部7a的寬度和縱壁部7c的高度變化。

在利用圖1所示的墊板彎曲成型由高強(qiáng)度鋼板冷作制造圖2所示的第1例的壓制成型品7的情況下，會產(chǎn)生以下的問題。在壓制成型品7上，在棱線部7b中的形狀變化部9的區(qū)域及其附近的區(qū)域(縱壁部7c等)產(chǎn)生褶皺。

這樣的褶皺在圖3～圖8所示的第2例～第7例的壓制成型品7中也同樣會產(chǎn)生。

若想要抑制這樣的褶皺的產(chǎn)生，則結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計的自由度將下降。這是因?yàn)椋鶕?jù)作為原材料的高強(qiáng)度鋼板的壓制成型性，棱線部7b中的形狀變化部9的各尺寸將受到限制。

例如在日本特開2010-115674號公報(專利文獻(xiàn)1)以及日本特開2012-024837號公報(專利文獻(xiàn)2)中公開有謀求防止壓制成型品中的褶皺的產(chǎn)生的以往技術(shù)。

專利文獻(xiàn)1公開了一種在縱壁部和凸緣部附加凸凹形狀的加強(qiáng)肋的技術(shù)。通過附加加強(qiáng)肋，能夠降低彎曲成型前后在原材料的端部產(chǎn)生的線長差。由此，能夠抑制褶皺的產(chǎn)生。

專利文獻(xiàn)2公開有一種以截面形狀呈帽形且向?qū)挾确较驈澢膲褐瞥尚推返闹圃鞛閷ο?，抑制在壓制成型品中的彎曲部的外?cè)的縱壁部等產(chǎn)生的褶皺的技術(shù)。在該技術(shù)中，設(shè)置余料部的范圍限定在彎曲部的外側(cè)。在壓制加工時，利用上下的模具將余料部向與壓制方向相反的方向彎折，并且，將余料部夾在上下的模具之間。由此，對彎曲部的外側(cè)施加張力，而抑制褶皺的產(chǎn)生。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2010-115674號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2012-024837號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

根據(jù)專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)，壓制成型品中出現(xiàn)加強(qiáng)肋的凹凸形狀。因此，該技術(shù)的應(yīng)用限定于特殊的壓制成型品的制造。

專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)并不能夠應(yīng)用于所有的上述第1例～第7例的壓制成型品7的制造。另外，根據(jù)該技術(shù)，由于存在余料部，因此，難免會導(dǎo)致材料利用率下降。

這樣，在以往技術(shù)中，在由拉伸強(qiáng)度為例如440mpa以上的高強(qiáng)度鋼板成型在棱線部的局部具有形狀變化部的壓制成型品時，無法降低形狀變化部的區(qū)域及其附近的區(qū)域中的褶皺的產(chǎn)生。

本發(fā)明的目的在于提供一種在成型在棱線部的局部具有形狀變化部的槽形截面或帽形截面的壓制成型品時，即使在使用例如高強(qiáng)度鋼板作為原材料的情況下，也能夠在形狀變化部的區(qū)域及其附近的區(qū)域降低褶皺的產(chǎn)生的壓制成型品的制造方法及壓制成型品的制造裝置。

用于解決問題的方案

(1)本發(fā)明的實(shí)施方式的制造方法是用于由原材料制造壓制成型品的方法。

所述壓制成型品包括頂板部、自所述頂板部的兩端分別延伸的縱壁部、以及位于所述縱壁部與所述頂板部之間的棱線部，在所述棱線部的局部具有形狀變化部。

所述制造方法包含：

準(zhǔn)備工序，在該準(zhǔn)備工序中，準(zhǔn)備金屬板來作為所述原材料；以及

壓制加工工序，在該壓制加工工序中，使用沖頭、以及與所述沖頭成對的墊板和沖模，對所述原材料實(shí)施壓制加工。

所述壓制加工工序包含：

第1工序，在該第1工序中，利用所述沖頭和所述墊板成型出所述頂板部的區(qū)域中至少與所述形狀變化部相鄰的區(qū)域、各所述棱線部的區(qū)域中的至少所述形狀變化部的區(qū)域、以及各所述縱壁部的區(qū)域中至少與所述形狀變化部相鄰的區(qū)域且是自所述縱壁部與所述棱線部之間的分界到預(yù)定高度為止的區(qū)域；以及

第2工序，在該第2工序中，接著所述第1工序，在利用所述沖頭和所述墊板夾持著所述原材料的狀態(tài)下，利用所述沖頭和所述沖模成型出剩余的區(qū)域。

在上述(1)的制造方法中，優(yōu)選的是，所述預(yù)定高度距離所述縱壁部與所述棱線部之間的分界2mm以上、且為所述縱壁部的整個高度的一半以下。

上述(1)的制造方法能夠采用下述的結(jié)構(gòu)。

在所述第1工序中，利用所述沖頭和所述墊板成型出所述頂板部的整個區(qū)域、各所述棱線部的整個區(qū)域、以及各所述縱壁部的區(qū)域中自所述縱壁部與所述棱線部之間的分界到所述預(yù)定高度為止的區(qū)域。

在所述第2工序中，利用所述沖頭和所述沖模成型出各所述縱壁部的區(qū)域中超過所述預(yù)定高度的區(qū)域。

上述(1)的制造方法能夠采用下述的結(jié)構(gòu)。

所述棱線部的所述形狀變化部為下述(a)～(f)中的至少任一個：

(a)所述棱線部的高度變化；

(b)所述棱線部的截面中的圓弧長度變化；

(c)所述棱線部扭曲；

(d)所述棱線部向?qū)挾确较驈澱郏?/p>

(e)所述棱線部在寬度方向上突出或凹陷；

(f)所述棱線部的截面中的曲率半徑變化。

(2)本發(fā)明的實(shí)施方式的制造裝置是用于由原材料制造壓制成型品的裝置。

所述壓制成型品包括頂板部、自所述頂板部的兩端分別延伸的縱壁部、以及位于所述縱壁部與所述頂板部之間的棱線部，在所述棱線部的局部具有形狀變化部。

所述制造裝置包括沖頭、以及與所述沖頭成對的墊板和沖模。

所述沖頭具有與所述頂板部的區(qū)域相對應(yīng)的頂端面、與各所述縱壁部的區(qū)域相對應(yīng)的側(cè)面、以及與各所述棱線部的區(qū)域相對應(yīng)的沖頭肩部。

所述墊板具有：底面，其與所述頂板部的區(qū)域中至少與所述形狀變化部相鄰的區(qū)域相對應(yīng)；角部，其與各所述棱線部的區(qū)域中的至少所述形狀變化部的區(qū)域相對應(yīng)；以及內(nèi)側(cè)面，其與各所述縱壁部的區(qū)域中至少與所述形狀變化部相鄰的區(qū)域且是自所述縱壁部與所述棱線部之間的分界到預(yù)定高度為止的區(qū)域相對應(yīng)。

(3)本發(fā)明的實(shí)施方式的壓制成型品的制造裝置包含沖頭、墊板以及沖模。

沖頭包括頂端面、側(cè)面、以及設(shè)于所述頂端面與所述側(cè)面之間的沖頭肩部。在所述沖頭肩部的沖頭長度方向上的局部設(shè)有形狀變化部。

墊板包括與所述沖頭的所述頂端面相對的底面、與所述沖頭的所述側(cè)面的局部相對的內(nèi)側(cè)面、以及設(shè)于所述底面與所述內(nèi)側(cè)面之間并與所述沖頭肩部相對的角部。

沖模包括與所述沖頭的所述側(cè)面的區(qū)域中、除與所述墊板的所述內(nèi)側(cè)面相對的區(qū)域以外的區(qū)域相對的內(nèi)側(cè)面。

在上述(2)的制造裝置中，優(yōu)選的是，所述預(yù)定高度距離所述縱壁部與所述棱線部之間的分界2mm以上、且為所述縱壁部的整個高度的一半以下。

上述(2)的制造裝置能夠采用下述的結(jié)構(gòu)。

所述墊板的所述底面與所述頂板部的整個區(qū)域相對應(yīng)。所述墊板的各所述角部與各所述棱線部的整個區(qū)域相對應(yīng)。所述墊板的各所述內(nèi)側(cè)面與各所述縱壁部的區(qū)域中自所述縱壁部與所述棱線部之間的分界到所述預(yù)定高度為止的區(qū)域相對應(yīng)。

所述沖模具有與各所述縱壁部的區(qū)域中超過所述預(yù)定高度的區(qū)域相對應(yīng)的內(nèi)側(cè)面。

在該制造裝置的情況下，優(yōu)選采用下述的結(jié)構(gòu)。

所述沖模被分割為與各所述縱壁部相對應(yīng)。

所述制造裝置包括沖模移動機(jī)構(gòu)，在完成了利用所述沖頭將所述原材料向所述墊板壓入之后，該沖模移動機(jī)構(gòu)使各所述沖模朝向所述沖頭的各所述側(cè)面移動。

發(fā)明的效果

采用本發(fā)明，在成型在棱線部的局部具有形狀變化部的槽形截面或帽形截面的壓制成型品時，即使在使用例如高強(qiáng)度鋼板作為原材料的情況下，也能夠在形狀變化部的區(qū)域及其附近的區(qū)域降低褶皺的產(chǎn)生。

附圖說明

圖1是示意性地表示進(jìn)行通常的彎曲成型的壓制成型裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。

圖2是表示具有比較復(fù)雜的形狀的壓制成型品的一個例子的立體圖。

圖3是表示具有比較復(fù)雜的形狀的壓制成型品的一個例子的立體圖。

圖4是表示具有比較復(fù)雜的形狀的壓制成型品的一個例子的立體圖。

圖5是表示具有比較復(fù)雜的形狀的壓制成型品的一個例子的立體圖。

圖6是表示具有比較復(fù)雜的形狀的壓制成型品的一個例子的立體圖。

圖7是表示具有比較復(fù)雜的形狀的壓制成型品的一個例子的立體圖。

圖8是表示具有比較復(fù)雜的形狀的壓制成型品的一個例子的立體圖。

圖9是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的用于制造壓制成型品的制造裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖。

圖10是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的用于制造壓制成型品的制造裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖。

圖11是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的用于制造壓制成型品的制造裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖。

圖12a是表示第1實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖，表示成型開始前的狀態(tài)。

圖12b是表示第1實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖，表示成型初期的狀態(tài)。

圖12c是表示第1實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖，表示成型完成時的狀態(tài)。

圖13a是表示第2實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖，表示成型開始前的狀態(tài)。

圖13b是表示第2實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖，表示成型初期的狀態(tài)。

圖13c是表示第2實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖，表示成型完成時的狀態(tài)。

圖14a是表示第3實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖，表示成型開始前的狀態(tài)。

圖14b是表示第3實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖，表示成型初期的狀態(tài)。

圖14c是表示第3實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖，表示成型完成時的狀態(tài)。

圖15是表示實(shí)施例的調(diào)查結(jié)果的圖。

具體實(shí)施方式

為了解決上述課題，本發(fā)明人反復(fù)進(jìn)行深入研究，結(jié)果獲得了以下的見解。

在利用墊板彎曲成型成型在棱線部的局部具有形狀變化部的槽形截面或帽形截面的壓制成型品的情況下，原材料金屬板中將要成型為壓制成型品的頂板部的區(qū)域始終被沖頭和墊板約束。另一方面，在利用沖頭和墊板約束了頂板部的區(qū)域之后，伴隨著沖頭相對于沖模的壓入，而依次加工將要成型為棱線部的區(qū)域以及將要成型為縱壁部的區(qū)域。然后，在沖頭相對于沖模的壓入到達(dá)了下止點(diǎn)的時刻，棱線部的區(qū)域和縱壁部的區(qū)域被沖頭和沖模約束。由此，在壓制加工包含形狀變化部在內(nèi)的棱線部時，材料自周圍的區(qū)域集中于形狀變化部的區(qū)域及其附近的區(qū)域，而容易產(chǎn)生多余的余料。該多余的余料在形狀變化部的區(qū)域及其附近的區(qū)域引起褶皺。

由此，可以說若能夠在形狀變化部的區(qū)域及其附近的區(qū)域抑制多余的余料，則能夠降低褶皺的產(chǎn)生。為此，擴(kuò)大從壓制加工的初期開始便利用沖頭和墊板約束的區(qū)域(以下也稱作“約束區(qū)域”)即可。該約束區(qū)域不僅包含頂板部的區(qū)域，還包含容易產(chǎn)生褶皺的形狀變化部的區(qū)域以及與形狀變化部相鄰的縱壁部的局部區(qū)域。由此，在壓制加工時，在形狀變化部的區(qū)域及其附近的區(qū)域不存在產(chǎn)生余料的余地，而能夠降低褶皺的產(chǎn)生。

本發(fā)明即是根據(jù)上述的見解而完成的。以下，參照附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

第1實(shí)施方式

圖9～圖11是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的用于制造壓制成型品的制造裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖。圖9～圖11所示的制造裝置10均為壓制成型裝置。圖9所示的壓制成型裝置10是用于制造所述圖2所示的帽形截面的第1例的壓制成型品7的裝置。圖10所示的壓制成型裝置10是用于制造所述圖3所示的帽形截面的第2例的壓制成型品7的裝置。圖11所示的壓制成型裝置10是用于制造所述圖7所示的帽形截面的第6例的壓制成型品7的裝置。

圖12a～圖12c是表示第1實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖。在圖12a～圖12c中，圖12a表示成型開始前的狀態(tài)。圖12b表示成型初期的狀態(tài)。圖12c表示成型完成時的狀態(tài)。圖12a～圖12c表示形狀變化部的區(qū)域的截面。

如圖9～圖12c所示，壓制成型裝置10設(shè)有沖頭11來作為下模，設(shè)有沖模12和墊板13來作為上模。也就是說，沖模12和墊板13這兩者與沖頭11成對。另外，為了使結(jié)構(gòu)容易理解，在圖9～圖11中用點(diǎn)劃線表示沖模12。

沖頭11包括上表面11a(頂端面)、一對側(cè)面11b以及設(shè)于上表面11a與側(cè)面11b之間的沖頭肩部11c。沖頭肩部11c是連接上表面11a和側(cè)面11b的部位。該上表面11a的形狀是與壓制成型品7的頂板部7a的區(qū)域相對應(yīng)的形狀。該側(cè)面11b的形狀是與壓制成型品7的縱壁部7c的區(qū)域相對應(yīng)的形狀。該沖頭肩部11c的形狀是與壓制成型品7的棱線部7b(包含形狀變化部9在內(nèi))的區(qū)域相對應(yīng)的形狀。在沖頭肩部11c中的沖頭11的長度方向上的局部設(shè)有形狀變化部。該沖頭肩部11c的形狀變化部的形狀是與存在于壓制成型品7的棱線部7b的局部的形狀變化部9的區(qū)域相對應(yīng)的形狀。即，沖頭肩部11c包括截面形狀沿沖頭11的長度方向變化的部位或該沖頭肩部11c的延伸方向彎曲的部位。

墊板13與沖頭11的上表面11a相對配置。墊板13包括底面13a、一對內(nèi)側(cè)面13b以及角部13c。角部13c是連接底面13a和內(nèi)側(cè)面13b的部位。該底面13a的形狀是與壓制成型品7的頂板部7a的區(qū)域相對應(yīng)的形狀。也就是說，底面13a與沖頭11的上表面11a相對，底面13a的形狀是與沖頭11的上表面11a的形狀相匹配的形狀。該角部13c的形狀是與壓制成型品7的棱線部7b(包含形狀變化部9在內(nèi))的區(qū)域相對應(yīng)的形狀。也就是說，角部13c與沖頭肩部11c相對，角部13c的形狀是與沖頭肩部11c的形狀相匹配的形狀。在此所說的“相匹配的形狀”的意思是，使隔著原材料金屬板相對的部位的凹凸反轉(zhuǎn)后的形狀。該內(nèi)側(cè)面13b與沖頭11的側(cè)面11b的局部相對。具體而言，內(nèi)側(cè)面13b的形狀是與壓制成型品7的縱壁部7c的區(qū)域中自縱壁部7c與棱線部7b之間的分界到預(yù)定高度h為止的區(qū)域相對應(yīng)的形狀(參照圖12c)。

墊板13借助加壓構(gòu)件支承于與滑塊一體地進(jìn)行動作的上模保持件。加壓構(gòu)件為液壓缸、氣缸、彈簧、橡膠等，用于對墊板13施加朝下的力(朝向沖頭11的力)。墊板13只要是借助加壓構(gòu)件被支承即可，還可以支承于與上模保持件一體地進(jìn)行動作的滑塊。

在第1實(shí)施方式中，沖模12被分割為兩部分，各沖模12分別配置于墊板13的兩側(cè)的外側(cè)。各沖模12包括內(nèi)側(cè)面12a。該內(nèi)側(cè)面12a的形狀是與壓制成型品7的縱壁部7c的區(qū)域中超過預(yù)定高度h的區(qū)域相對應(yīng)的形狀。也就是說，內(nèi)側(cè)面12a與沖頭11的側(cè)面11b的區(qū)域中除與墊板13的內(nèi)側(cè)面13b相對的區(qū)域以外的區(qū)域相對。各沖模12借助凸輪等沖模移動機(jī)構(gòu)而與上模保持件或滑塊連結(jié)。在沖頭11相對于墊板13的壓入到達(dá)下止點(diǎn)、完成了利用沖頭11將金屬板14向墊板13壓入之后，沖模移動機(jī)構(gòu)使各沖模12朝向沖頭11的各側(cè)面11b向斜下方移動(參照圖12b的空心箭頭)。

使用這樣的第1實(shí)施方式的壓制成型裝置10的、壓制成型品7的制造方法包含以下的準(zhǔn)備工序和壓制加工工序。

準(zhǔn)備工序

如圖9～圖12a所示，準(zhǔn)備金屬板14來作為原材料。作為金屬板14，例如能夠使用拉伸強(qiáng)度為440mpa以上的高強(qiáng)度鋼板。金屬板14既可以是590mpa級的高強(qiáng)度鋼板，也可以是980mpa級的高強(qiáng)度鋼板，還可以是1180mpa級的高強(qiáng)度鋼板。另外，作為金屬板14，還能夠使用不銹鋼鋼板、鋁板、銅板等。

壓制加工工序

如圖9～圖12c所示，在壓制加工工序中，使用壓制成型裝置10對金屬板14實(shí)施通過彎曲成型進(jìn)行的壓制加工，制造壓制成型品7。以下，具體說明壓制加工工序中的狀況。

如圖12a所示，在沖頭11上載置了金屬板14之后，使滑塊下降。由此，墊板13和沖模12下降。于是，開始利用沖頭11將金屬板14向墊板13壓入，開始金屬板14的彎曲成型。

然后，使滑塊繼續(xù)下降，沖頭11相對于墊板13的壓入到達(dá)下止點(diǎn)，完成利用沖頭11和墊板13進(jìn)行的加工。由此，如圖12b所示，成型出頂板部7a的整個區(qū)域。與此同時，形成棱線部7b的包含形狀變化部9在內(nèi)的整個區(qū)域。另外，成型出各縱壁部7c的區(qū)域中到預(yù)定高度h為止的區(qū)域。

在這樣地完成了利用沖頭11和墊板13進(jìn)行的加工之后，接著，在利用沖頭11和墊板13以夾持的方式約束了金屬板14的狀態(tài)下，使滑塊繼續(xù)下降到下止點(diǎn)。于是，各沖模12利用沖模移動機(jī)構(gòu)以相互接近的方式朝向沖頭11的各側(cè)面11b向斜下方移動(參照圖12b的空心箭頭)。由此，開始利用沖頭11和沖模12進(jìn)行加工，成型出各縱壁部7c的區(qū)域中超過預(yù)定高度h的區(qū)域(參照圖12c)。也就是說，利用沖頭11和沖模12成型出剩余的區(qū)域。另外，在本實(shí)施方式中，與縱壁部7c相連的凸緣部7d也利用沖頭11和沖模12進(jìn)行成型。由此，能夠獲得壓制成型品7。

利用使用了這樣的壓制成型裝置10的壓制加工工序，能夠利用沖頭11和墊板13從加工的初期開始約束容易產(chǎn)生褶皺的形狀變化部9的區(qū)域以及與形狀變化部9相鄰的縱壁部7c的局部區(qū)域。因此，在壓制加工時，在形狀變化部9的區(qū)域及其附近的區(qū)域不存在產(chǎn)生余料的余地。其結(jié)果，即使在使用高強(qiáng)度鋼板作為原材料的情況下，也能夠在形狀變化部9的區(qū)域及其附近的區(qū)域降低褶皺的產(chǎn)生。因而，在制造具有比較復(fù)雜的形狀的壓制成型品的情況下，能夠推進(jìn)高強(qiáng)度化，還能夠提高設(shè)計的自由度。

如上所述，在與形狀變化部9相鄰的各縱壁部7c的區(qū)域中，首先利用墊板13和沖頭11成型出到預(yù)定高度h為止的區(qū)域，然后，利用沖模12和沖頭11成型出剩余的區(qū)域。該預(yù)定高度h優(yōu)選距離縱壁部7c與棱線部7b之間的分界2mm以上、且為縱壁部7c的整個高度h的一半(h/2)以下。其理由如下所述。在預(yù)定高度h距離縱壁部7c與棱線部7b之間的分界小于2mm的情況下，在后續(xù)利用沖模12和沖頭11進(jìn)行加工時，縱壁部7c的加工區(qū)域變廣，而存在產(chǎn)生褶皺的傾向。另一方面，當(dāng)預(yù)定高度h超過縱壁部7c的整個高度h的一半時，在之前利用墊板13和沖頭11進(jìn)行加工時，縱壁部7c的加工區(qū)域變廣，在該情況下，也存在產(chǎn)生褶皺傾向。另外，預(yù)定高度h的下限優(yōu)選設(shè)為3mm，更優(yōu)選設(shè)為5mm。另一方面，預(yù)定高度h的上限優(yōu)選設(shè)為40mm，更優(yōu)選設(shè)為20mm。

第1實(shí)施方式中作為制造對象的壓制成型品7并不限定于所述圖2所示的帽形截面的第1例、圖3所示的帽形截面的第2例以及圖7所示的帽形截面的第6例的壓制成型品7。也就是說，壓制成型品7只要在棱線部7b的局部具有形狀變化部9即可，也可以是所述圖4所示的第3例～圖6所示的第5例、以及圖8所示的第7例的壓制成型品7?？偠灾?，壓制成型品7的棱線部7b的形狀變化部9為下述(a)～(f)中的至少一個。

(a)棱線部的高度變化；

(b)棱線部的截面中的圓弧長度變化；

(c)棱線部扭曲；

(d)棱線部向?qū)挾确较驈澱郏?/p>

(e)棱線部向?qū)挾确较蛲怀龌虬枷荩?/p>

(f)棱線部的截面中的曲率半徑變化。

另外，在所述圖2所示的第1例的壓制成型品7中，在形狀變化部9的區(qū)域及其附近的區(qū)域還容易產(chǎn)生裂紋。根據(jù)第1實(shí)施方式，還能夠抑制這樣的裂紋。

另外，壓制成型品的一對棱線部還可以不平行。例如，一對棱線部可以在端部相交。另外，壓制成型品的截面形狀還可以是不具有凸緣部的槽形。

第2實(shí)施方式

圖13a～圖13c是表示第2實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖。在圖13a～圖13c中，圖13a表示成型開始前的狀態(tài)。圖13b表示成型初期的狀態(tài)。圖13c表示成型完成時的狀態(tài)。與圖12a～圖12c相同，圖13a～圖13c表示形狀變化部的區(qū)域的截面。

第2實(shí)施方式是以上述的第1實(shí)施方式為基礎(chǔ)、并對上述的第1實(shí)施方式的局部進(jìn)行變形而成的。與上述第1實(shí)施方式相比，在第2實(shí)施方式中，墊板13的內(nèi)側(cè)面13b的高度較高。各沖模12分別與墊板13的兩側(cè)相鄰地配置于墊板13的兩側(cè)，并直接固定于上模保持件。也就是說，未設(shè)置另外的沖模移動機(jī)構(gòu)。另外，在第2實(shí)施方式的情況下，沖模12可以不分割為兩部分而成為一體。

與上述的第1實(shí)施方式相同，在第2實(shí)施方式的壓制加工工序中，隨著上模保持件的下降，首先，完成利用沖頭11和墊板13進(jìn)行的加工(參照圖13b)。然后，接著使上模保持件繼續(xù)下降。于是，各沖模12直接下降，并到達(dá)下止點(diǎn)(參照圖13b的空心箭頭)。由此，利用沖頭11和沖模12成型出各縱壁部7c的區(qū)域中超過預(yù)定高度h的區(qū)域(參照圖13c)。由此，能夠獲得壓制成型品7。

與上述的第1實(shí)施方式相同，利用第2實(shí)施方式的壓制加工工序也能夠在形狀變化部9的區(qū)域及其附近的區(qū)域降低褶皺的產(chǎn)生。另外，在第2實(shí)施方式中不需要設(shè)置另外的沖模移動機(jī)構(gòu)。因此，裝置結(jié)構(gòu)簡單。

第3實(shí)施方式

圖14a～圖14c是表示第3實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的壓制加工工序的狀況的圖。在圖14a～圖14c中，圖14a表示成型開始前的狀態(tài)。圖14b表示成型初期的狀態(tài)。圖14c表示成型完成時的狀態(tài)。與圖12a～圖12c以及圖13a～圖13c相同，圖14a～圖14c表示形狀變化部的區(qū)域的截面。

第3實(shí)施方式是以上述的第2實(shí)施方式為基礎(chǔ)、并對上述的第2實(shí)施方式的局部進(jìn)行變形而成的。在上述的第2實(shí)施方式中，沖模12和沖頭11實(shí)際上對縱壁部7c進(jìn)行加工的區(qū)域?yàn)榭v壁部7c的頂端部(下端部)，明顯較窄。因此，可能需要追加用于對形狀進(jìn)行微調(diào)的矯形鍛壓工序。第3實(shí)施方式用于改進(jìn)這樣的第2實(shí)施方式的問題(工序的增加)。

第3實(shí)施方式的各沖模12分別配置于沖頭11的兩側(cè)的外側(cè)。各沖模12借助凸輪等沖模移動機(jī)構(gòu)而與下模保持件或枕梁(bolster)連結(jié)。另外，各沖模12還可以與上述的第1實(shí)施方式相同地借助凸輪等沖模移動機(jī)構(gòu)而與上模保持件或滑塊連結(jié)。另外，在沖頭11相對于墊板13的壓入到達(dá)下止點(diǎn)、完成了利用沖頭11將金屬板14向墊板13壓入之后，第3實(shí)施方式的沖模移動機(jī)構(gòu)使各沖模12朝向沖頭11的各側(cè)面11b水平移動(參照圖14b的空心箭頭)。

與上述的第1實(shí)施方式相同，在第3實(shí)施方式的壓制加工工序中，隨著上模保持件的下降，首先，完成利用沖頭11和墊板13進(jìn)行的加工(參照圖14b)。然后，接著使上模保持件繼續(xù)下降到下止點(diǎn)。于是，各沖模12利用沖模移動機(jī)構(gòu)以互相接近的方式朝向沖頭11的各側(cè)面11b水平移動(參照圖14b的空心箭頭)。由此，利用沖頭11和沖模12成型出各縱壁部7c的區(qū)域中超過預(yù)定高度h的區(qū)域(參照圖14c)。由此，能夠獲得壓制成型品7。

與上述的第1實(shí)施方式和第2實(shí)施方式相同，利用第3實(shí)施方式的壓制加工工序也能夠在形狀變化部9的區(qū)域及其附近的區(qū)域降低褶皺的產(chǎn)生。另外，在第3實(shí)施方式中，沖模12和沖頭11實(shí)際上對縱壁部7c進(jìn)行加工的區(qū)域較廣，因此，能夠抑制在第2實(shí)施方式中可能引起的矯形鍛壓工序的追加。

另外，本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式，在不偏離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變更，這一點(diǎn)是不言而喻的。另外，在上述的實(shí)施方式的壓制成型裝置中，是設(shè)有沖頭來作為下模、設(shè)有沖模和墊板來作為上模的結(jié)構(gòu)，但也可以是使上下的模具的配置在上下方向上反轉(zhuǎn)而成的結(jié)構(gòu)。

另外，沖頭和墊板對頂板部進(jìn)行約束的區(qū)域是頂板部的區(qū)域中至少與形狀變化部相鄰的區(qū)域即可。沖頭和墊板對棱線部進(jìn)行約束的區(qū)域是各棱線部的區(qū)域中的至少形狀變化部的區(qū)域即可。沖頭和墊板對縱壁部進(jìn)行約束的區(qū)域是各縱壁部的區(qū)域中至少與形狀變化部相鄰的區(qū)域且是到預(yù)定高度h為止的區(qū)域即可。例如，頂板部的區(qū)域中未與形狀變化部相鄰的區(qū)域既可以利用墊板進(jìn)行成型，也可以利用另一墊板進(jìn)行成型。棱線部的區(qū)域中除形狀變化部以外的區(qū)域既可以利用墊板進(jìn)行成型，也可以利用沖模進(jìn)行成型。縱壁部的區(qū)域中未與形狀變化部相鄰的區(qū)域既可以利用墊板進(jìn)行成型，也可以利用沖模進(jìn)行成型。

實(shí)施例

對制造所述圖3所示的第2例的壓制成型品7的情況下的褶皺的產(chǎn)生程度進(jìn)行了調(diào)查。作為本發(fā)明例，假定所述圖12a～圖12c所示的第1實(shí)施方式的壓制加工，并進(jìn)行了fem分析。作為比較例，假定所述圖1所示的墊板彎曲成型，并進(jìn)行了fem分析。在任一分析中，作為原材料，均使用板厚為1.2mm且拉伸強(qiáng)度為590mpa級的dp鋼。而且，在本發(fā)明例和比較例中，均計算了可能導(dǎo)致褶皺的產(chǎn)生的、形狀變化部處的板厚增加率。板厚增加率越大，則意味著余料越多，而越容易產(chǎn)生褶皺。

在此所指的板厚增加率a由下述的表達(dá)式(1)表示。

a＝(t1-t0)/t0×100[％]…(1)

在表達(dá)式(1)中，t0表示壓制加工前的板厚，t1表示壓制加工后的板厚。

圖15是表示實(shí)施例的調(diào)查結(jié)果的圖。如圖15所示，在比較例中，形狀變化部處的板厚增加率超過15％，而能夠預(yù)測褶皺的產(chǎn)生。相對于此，在本發(fā)明例中，形狀變化部的板厚增加率被抑制在4％左右，而處于不產(chǎn)生褶皺的水平。

附圖標(biāo)記說明

7、壓制成型品；7a、頂板部；7b、棱線部；7c、縱壁部；7d、凸緣部；8、臺階部；9、形狀變化部；10、壓制成型裝置；11、沖頭；11a、頂端面；11b、側(cè)面；11c、沖頭肩部；13、墊板；13a、底面、13b、內(nèi)側(cè)面；13c、角部；12、沖模；12a、內(nèi)側(cè)面；14、原材料(金屬板)。