冲压成形方法、使用了该冲压成形方法的部件的制造方法以及使用该冲压成形方法制造的部件技术

本发明专利技术抑制以高强度的金属板冲压成形向宽度方向弯曲的部件时的因收缩凸缘变形而导致的褶皱的产生及因拉伸凸缘变形而导致的裂纹的产生。冲压成形方法的特征在于，在以平板状的坯料冲压成形具有帽形或コ字形的截面形状并且具有沿着长度方向而向宽度方向弯曲的弯曲部和与该弯曲部的两端相连的直边部的部件时，经具有顶板部、上端部经由圆角部而与该顶板部的两侧端部相连的纵壁部、和内侧端部经由圆角部而与这些纵壁部的下端部相连的凸缘部的帽形的截面形状，来拉深成形为帽形或コ字形的截面形状，在该拉深成形时，发生使在上述弯曲部的上述凸缘部中产生的周向的拉伸变形或周向的压缩变形缓和的上述弯曲部的上述凸缘部的材料移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冲压成形方法、使用了该冲压成形方法的部件的制造方法以及使用该冲压成形方法制造的部件
本专利技术涉及具有帽形或コ字形的截面形状且沿着长度方向而向宽度方向弯曲的部件的冲压成形方法，尤其涉及抑制产生因拉伸凸缘变形(stretchflangedeformation)而导致的裂纹、和因收缩凸缘变形(shrinkageflangedeformation)而导致的褶皱的冲压成形方法。而且本专利技术也涉及使用该冲压成形方法制造的、具有コ字形或帽形的截面形状且沿着长度方向而向宽度方向弯曲的作为冲压制品的部件。
技术介绍
近年来，为了同时确保汽车的碰撞安全性和车身的轻量化，而谋求更高强度的金属板。但是，金属板具有拉伸强度越提高则与冲压成形性大幅相关的延展性就会越降低的倾向。因此，具有与材料的延展性大幅影响成形性的鼓凸成形相比、更多使用仿形(form)(弯曲)成形和拉深(深冲)成形的倾向。在拉深成形中，首先，将作为要成形的部件的材料的金属板即坯料载置到冲头和防皱装置上，从坯料的上方使冲模下降，由此通过冲模和防皱装置来按压坯料，而一边对坯料作用适度的张力一边将坯料折曲。此时，由于被冲模和防皱装置进行按压而大幅引入到冲头与冲模之间的材料(坯料的一部分)形成部件的纵壁部。因此，即使是缺乏延展性的材料，也容易进行纵壁部的成形。另外，通过冲模和防皱装置来约束坯料的面外变形(褶皱)，而容易调整施加于被引入到纵壁部的材料的张力，因此具有容易成形复杂部件形状的优点。另一方面，在通过拉深成形来制造复杂形状的部件的情况下，具有在成为凸缘部的位置处的坯料的端部会产生裂纹或褶皱的课题，尤其如图1中以立体图所示并且图2中以俯视图所示那样，在制造具有沿着长度方向而向宽度方向弯曲的弯曲部C和与该弯曲部C的两端相连的直边部S的部件PT的情况下容易产生问题。图3示出该图1及图2所示的部件PT的横截面形状，如图示那样该部件具有宽度方向中央的顶板部T、上端部经由冲头肩圆角部(R面部)P而与该顶板部T的两侧端部相连的纵壁部W、和内侧端部经由冲模肩圆角部(R面部)D而与这些纵壁部W的下端部相连的凸缘部F，从而具有帽形的横截面形状，并且具有沿着长度方向而向宽度方向弯曲的弯曲部C、和与该弯曲部C的两端相连的直边部S，从而呈大致L字形的平面形状。图4是表示将这样的部件拉深成形的普通模具的一个例子的剖视图，该模具具有：下模3，其具有配置在与坯料的凸缘部相对应的位置的防皱装置1、和能够升降地配置在该防皱装置1的中央部的贯穿孔内的冲头2；和上模5，其具有冲模4，该冲模4具有能够收纳冲头2的上部的凹部，在该模具中，若在将模具设置在冲压机上并通过例如冲压机的缓冲销6将防皱装置1弹性地保持在与冲头2相同高度的状态下，将坯料载置到冲头2和防皱装置1上，使上模5下降而使冲模4从坯料的上方下降，则冲模4在其与防皱装置1之间夹持坯料的两侧的凸缘部并一边进行按压一边使坯料和防皱装置1下降，由此冲头2一边对坯料的中央部作用适度的张力一边将其相对地压入冲模4的凹部内而以平板状的坯料拉深成形上述部件PT。如图1所示，若部件PT的顶板部T、纵壁部W和凸缘部F等沿着部件PT的长度方向而向部件PT的宽度方向弯曲，则在上述拉深成形中当作为坯料的一部分的材料在冲模4与防皱装置1之间移动时，如图2中粗箭头所示，会受到由于线长的盈亏而在弯曲部C的内侧沿圆周方向被拉伸的变形(拉伸凸缘变形)EF、和在弯曲部C的外侧相反地被压缩的变形(收缩凸缘变形)CF。当在坯料的端部附近受到超过了材料的延展性的程度的拉伸凸缘变形EF时，会产生裂纹，当受到超过了材料的压曲屈服强度的程度的收缩凸缘变形CF时，会产生褶皱，越是高强度的金属板则越容易产生问题。作为抑制因收缩凸缘变形而导致的褶皱的方法，公知有如专利文献1那样分散收缩凸缘变形的方法。另外，作为抑制因拉伸凸缘变形而导致的裂纹的方法，公知有如专利文献2那样分散拉伸凸缘变形的方法、和通过使顶板部的材料向纵壁部移动来缓和拉伸凸缘变形的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-227995号公报专利文献2：日本特开2014-039957号公报专利文献3：WO2014/106932A1
技术实现思路
但是，由于越是高强度的金属板则相对于变形量而产生的应力越会增加，所以容易产生超过了金属板的压曲屈服强度的应力，从而产生更大的褶皱。另外，由于越是高强度的金属板则褶皱的强度越会增加，所以在专利文献1那样的使褶皱分散的方法中无法充分应对。并且，由于越是高强度的金属板则坯料端部的延展性越会降低，所以能够通过专利文献2那样的拉伸凸缘变形的分散来防止的裂纹是有限度的。在如以上那样将高强度的金属板冲压成形为沿着长度方向而向宽度方向弯曲的部件的情况下，为了抑制因收缩凸缘变形而导致的褶皱和因拉伸凸缘变形而导致的裂纹，需要减少收缩凸缘变形及拉伸凸缘变形自身的产生。但是，若发生了不恰当的材料移动，则会在顶板部等其他部位上引起褶皱等的成形不良，因此必须以在部件整体中不发生材料的盈亏的方式使材料移动。有利地解决上述课题的本专利技术的冲压成形方法的特征在于，在以平板状的坯料冲压成形具有帽形或コ字形的截面形状并且具有沿着长度方向而向宽度方向弯曲的弯曲部和与该弯曲部的两端相连的直边部的部件时，经具有顶板部、上端部经由圆角部而与该顶板部的两侧端部相连的纵壁部、和内侧端部经由圆角部而与这些纵壁部的下端部相连的凸缘部的帽形的截面形状，来拉深成形为帽形或コ字形的截面形状，在该拉深成形时，发生使在上述弯曲部的上述凸缘部中产生的周向的拉伸变形或周向的压缩变形缓和的、上述弯曲部的上述凸缘部的材料移动。此外，在本专利技术的冲压成形方法中，优选的是，为了发生使在上述弯曲部的上述凸缘部中产生的周向的拉伸变形或压缩变形缓和的上述弯曲部的上述凸缘部的材料移动，使上述直边部中的材料流入的平衡位置为上述弯曲部中的拉伸凸缘变形侧的上述纵壁部、或该纵壁部与上述凸缘部之间的上述圆角部，越是越过上述顶板部则越使上述直边部中的来自收缩凸缘变形部侧的材料流入增加(材料移动图案MA)。另外，在本专利技术的冲压成形方法中，优选的是，为了发生使在上述弯曲部的上述凸缘部中产生的周向的拉伸变形或压缩变形缓和的上述弯曲部的上述凸缘部的材料移动，使上述弯曲部中的材料流入的平衡位置为收缩凸缘变形侧的上述纵壁部、或该纵壁部与上述凸缘部之间的上述圆角部，抑制上述弯曲部中的来自收缩凸缘变形部侧的材料流入，并且越是越过上述顶板部则越使来自拉伸凸缘变形侧的材料流入增加(材料移动图案MB)。并且，本专利技术的部件的制造方法的特征在于，使用上述的本专利技术的冲压成形方法来以平板状的坯料通过拉深成形而形成具有帽形或コ字形的截面形状的、沿着长度方向而向宽度方向弯曲的预备形状的部件，由该预备形状的部件通过使上述圆角部的弯曲半径成为规定半径的再冲压加工、及使轮廓形状成为规定形状的修边加工中的至少一方来制造具有帽形或コ字形的截面形状的、沿着长度方向而向宽度方向弯曲的规定形状的部件。另外，本专利技术的部件是具有帽形或コ字形的截面形状且沿着长度方向而向宽度方向弯曲的部件，其特征在于，使用上述的本专利技术的冲压成形方法来以平板状的坯料拉深成形，并且通过使上述圆角部的弯曲半径成为规定半径的再冲压加工及使轮廓形状成为规定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冲压成形方法，其特征在于，在以平板状的坯料冲压成形具有帽形或コ字形的截面形状、并且具有沿着长度方向而向宽度方向弯曲的弯曲部和与该弯曲部的两端相连的直边部的部件时，经帽形的截面形状来拉深成形为帽形或コ字形的截面形状，其中，所述帽形的截面形状具有顶板部、上端部经由圆角部而与该顶板部的两侧端部相连的纵壁部、和内侧端部经由圆角部而与这些纵壁部的下端部相连的凸缘部，在该拉深成形时，发生使在所述弯曲部的所述凸缘部中产生的周向的拉伸变形或周向的压缩变形缓和的所述弯曲部的所述凸缘部的材料移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 JP PCT/JP2015/0601131.一种冲压成形方法，其特征在于，在以平板状的坯料冲压成形具有帽形或コ字形的截面形状、并且具有沿着长度方向而向宽度方向弯曲的弯曲部和与该弯曲部的两端相连的直边部的部件时，经帽形的截面形状来拉深成形为帽形或コ字形的截面形状，其中，所述帽形的截面形状具有顶板部、上端部经由圆角部而与该顶板部的两侧端部相连的纵壁部、和内侧端部经由圆角部而与这些纵壁部的下端部相连的凸缘部，在该拉深成形时，发生使在所述弯曲部的所述凸缘部中产生的周向的拉伸变形或周向的压缩变形缓和的所述弯曲部的所述凸缘部的材料移动。2.如权利要求1所述的冲压成形方法，其特征在于，为了发生使在所述弯曲部的所述凸缘部中产生的周向的拉伸变形或压缩变形缓和的所述弯曲部的所述凸缘部的材料移动，使所述直边部中的材料流入量的平衡位置为所述弯曲部中的拉伸凸缘变形侧的所述纵壁部、或该纵壁部与所述凸缘部之间的所述圆角部，且越是越过所述顶板部则越使所述直边部中的来自收缩凸缘变形部侧的材料流入增加。3.如权利要求1或2所述的冲压成形方法，其特征在于，为了产生使在所述弯曲部的所述凸缘部中产生的周向的拉伸变形或压缩变形缓和的所述弯曲部的所述凸缘部的材料移动，使所述弯曲部中的材料流入量的平衡位置为收缩凸缘变形侧的所述纵壁部、或该纵壁部与所述凸缘部之间的所述圆角部，抑制所述弯曲部中的来自收缩凸缘变形部侧的材料流入，并且越是越过所述顶板部则越使来自拉伸凸缘变形侧的材料流入增加。4.如权利要求1至3中任一项所述的冲压成形方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井祐辅，山崎雄司，新宫丰久，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP