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沖壓成型方法與流程

文檔序號:11664911閱讀:427來源:國知局
沖壓成型方法與流程
本發(fā)明涉及用于利用模具(sheetformingdie)對金屬板(metalsheet)進(jìn)行沖壓成型(sheetforming)以制造沖壓成型部件的沖壓成型方法,所述沖壓成型部件在俯視時具有L字形狀,并且具備頂板部(topportion)、形成于該頂板部兩側(cè)的縱壁部(sidewallportion)、與該縱壁部連續(xù)地形成的凸緣部(flangeportion)。

背景技術(shù):
通常,在通過沖壓成型從金屬板制造作為汽車的車體骨架部件(vehiclebodyframeparts)的前柱(pillar)加強(qiáng)件(reinforcement)等具有L字形狀部的產(chǎn)品的情況下,使用由沖頭(punch)、沖模(die)及壓坯料環(huán)(防皺)(blankholder)構(gòu)成的模具來進(jìn)行。在該情況下,在利用沖模和壓坯料環(huán)將金屬板的周圍全部壓緊的狀態(tài)下,使沖頭與沖模之間的距離接近,對金屬板實(shí)施拉深加工(drawing)。在這樣的沖壓成型中,在沖壓成型具有急劇彎曲的彎曲部(bentportion)的L字形狀部件的情況下,容易在L字形狀部的頂板部產(chǎn)生褶皺(wrinkles)。若提高沖模和壓坯料環(huán)的壓緊力,則抑制該褶皺,但另一方面容易在部件的肩部(shoulderportion)或縱壁部產(chǎn)生裂紋。特別是,近年來,為了實(shí)現(xiàn)汽車車體的安全性提高和輕量化(weightreductionofautomotivebody),作為成型坯料(blank)的金屬板的強(qiáng)度在不斷提高,不能期待像以往的軟質(zhì)鋼板那樣的延展性(ductility)。因此,針對沖壓成型時的裂紋和褶皺的防止對策,成為重要的課題。作為沖壓成型L字形狀部件的技術(shù),在專利文獻(xiàn)1中提出了,首先進(jìn)行較淺的拉深成型然后利用其他模具進(jìn)一步進(jìn)行彎曲成型來形成最終產(chǎn)品形狀的方法。另外,在專利文獻(xiàn)2中,作為涉及具有L字形狀的骨骼部件的其他技術(shù),提出了使用由沖模模具、墊片(pad)及彎曲模具構(gòu)成的模具單元的沖壓成型方法?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:國際公開第2012/070623號小冊子專利文獻(xiàn)2:國際公開第2011/145679號小冊子

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題然而,在專利文獻(xiàn)1、2所記載的技術(shù)中,僅能夠制作與其他部件接合的L字彎曲部具有頂板、與該頂板延伸設(shè)置的一個縱壁、再與該縱壁連接的一個凸緣面的形狀的部件(part),而不能制作在L字形狀部件的整個長度內(nèi)形成為帽形截面(hat-shapedcrosssection)形狀的L字形狀部件。本發(fā)明是為解決上述課題而完成的,其目的在于提供一種沖壓成型方法,即使將由980MPa級以上的延展性低的超高強(qiáng)度的高強(qiáng)度材料(high-strengthsteelsheet)形成的金屬板用作胚料、也能夠得到在整個長度內(nèi)形成為帽形截面的L字形狀部件。用于解決課題的技術(shù)方案本發(fā)明的沖壓成型方法用于利用模具對金屬板進(jìn)行沖壓成型以制造沖壓成型部件,所述沖壓成型部件在俯視時具有L字形狀,并且具備頂板部、形成于該頂板部兩側(cè)的縱壁部、與該縱壁部連續(xù)地形成的凸緣部,所述沖壓成型方法的特征在于,包括第一沖壓成型工序和第二沖壓成型工序,在所述第一沖壓成型工序中,在具有第一沖頭、第一沖模、第一壓坯料環(huán)以及墊片的第一模具中配置該金屬板,使得所述金屬板上的與所述L字形狀的短邊的端部相當(dāng)?shù)牟课徊粫佑|第一沖模和所述第一壓坯料環(huán),并且通過利用所述墊片壓緊頂板部的一部分,將該金屬板沖壓成型為具有中間形狀的第一沖壓成型部件;在所述第二沖壓成型工序中,利用具有第二沖頭及第二沖模的第二模具將通過該第一沖壓成型工序成型的第一沖壓成型部件沖壓成型為頂板部及縱壁部具有與所述沖壓成型部件相同的形狀的第二沖壓成型部件;關(guān)于在所述第一沖壓成型工序中成型的所述第一沖壓成型部件,包括L字形狀的彎曲部的外側(cè)的縱壁部在俯視時比所述沖壓成型部件的縱壁部向外側(cè)呈圓弧狀鼓出,該鼓出的圓弧的曲率半徑(radiusofcurvature)大于所述沖壓成型部件的L字形狀的彎曲部的曲率半徑,并且,L字形狀的彎曲部的頂板部的外側(cè)比所述沖壓成型部件的頂板部的外側(cè)鼓出,且與鼓出的頂板部相連的肩部在側(cè)視時的截面中的曲率半徑大于所述沖壓成型部件的L字形狀的彎曲部的與頂板部的外側(cè)相連的肩部在側(cè)視時的截面中的曲率半徑。在上述本發(fā)明的沖壓成型方法中,在所述第一沖壓成型工序中,由所述墊片壓緊的所述頂板部的一部分是至少包括L字形狀的彎曲部且與所述第一沖壓成型部件中的頂板部的鼓出的部位不發(fā)生干涉的部位。在上述本發(fā)明的沖壓成型方法中,在所述第一沖壓成型工序中利用所述墊片開始壓緊的時機(jī)為,所述第一沖頭位于相對于成型深度0%至50%的位置,所述成型深度是指從所述第一沖頭開始接觸所述金屬板的位置至下極限點(diǎn)位置。在上述本發(fā)明的沖壓成型方法中,在所述第一沖壓成型工序中縱壁部與頂板部的鼓出量是使所述第一沖壓成型部件的L字形狀的彎曲部的鼓出部分的面積相對于與該鼓出部分對應(yīng)的所述沖壓成型部件的L字形狀的彎曲部的面積的面積比率增加0.3%至1.2%的量。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明,即使將由980MPa級以上的延展性低的超高強(qiáng)度的高強(qiáng)度材料(high-strengthsteelsheet)形成的金屬板用作板材,也能夠得到在整個長度內(nèi)形成為帽形截面的L字形狀部件。附圖說明圖1A是本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的說明圖。圖1B是本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的說明圖。圖1C是本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的說明圖。圖1D是本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的說明圖。圖2是通過本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法成型的沖壓成型部件的立體圖。圖3是通過本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法成型的沖壓成型部件的俯視圖。圖4是沿圖3的箭頭A-A的向視剖視圖。圖5是通過本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序成型的第一沖壓成型部件的俯視圖。圖6是通過本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序成型的第一沖壓成型部件的主要部分的說明圖。圖7是沿圖5中的箭頭B-B的向視剖視圖,是用于說明通過本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序成型的第一沖壓成型部件的主要部分的說明圖。圖8是在本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中使用的第一模具的包括一部分截面的側(cè)視圖。圖9是在本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中使用的第一模具(第一沖頭、第一沖模、壓坯料環(huán))的說明圖。圖10是在本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中使用的第一模具(第一沖頭)的說明圖。圖11是在本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中使用的第一模具的墊片的配置的說明圖。圖12是在本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的第二沖壓成型工序中使用的第二模具的包括一部分截面的側(cè)視圖。圖13是在本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中的金屬板的配置的說明圖。圖14是通過本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法成型的第二沖壓成型部件(前柱)的立體圖。圖15是通過本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法成型的第二沖壓成型部件(前柱)的與俯視圖上的軸線垂直的剖視圖的一例。圖16是在本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中使用的第一模具(第一沖頭、壓坯料環(huán))的說明圖。圖17是在本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中使用的第一模具(第一沖頭)的說明圖。圖18是沿圖17中的箭頭C-C的向視剖視圖。圖19是在本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中使用的第一模具(第一沖模、墊片)的說明圖。圖20是本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中的墊片壓緊時機(jī)的說明圖。圖21是在本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法的第二沖壓成型工序中使用的第二模具(第二沖頭)的說明圖。圖22是在本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法的第二沖壓成型工序中使用的第二模具(第二沖模)的說明圖。圖23A是本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中的墊片壓緊范圍的說明圖。圖23B是本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中的墊片壓緊范圍的說明圖。圖24A是本發(fā)明的實(shí)施例的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中的金屬板的配置的說明圖。圖24B是本發(fā)明的比較例的沖壓成型方法的第一沖壓成型工序中的金屬板的配置的說明圖。具體實(shí)施方式以下,參照附圖,詳細(xì)說明本發(fā)明的一個實(shí)施方式。需要說明的是,本發(fā)明不由該實(shí)施方式限定。另外,在附圖的記載中,對于相同部分標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記。本發(fā)明的一個實(shí)施方式的沖壓成型方法包括如圖lA~1B所示的第一沖壓成型工序和如圖lC~1D所示的第二沖壓成型工序。在第一沖壓成型工序中,利用具有第一沖頭3、第一沖模5、壓坯料環(huán)7及墊片9的第一模具1,將金屬板11沖壓成型為具有中間形狀的第一沖壓成型部件27。在第二沖壓成型工序中,利用具有第二沖頭15和第二沖模17的第二模具13,將通過該第一沖壓成型工序成型的第一沖壓成型部件27沖壓成型為具有產(chǎn)品形狀(頂板部及縱壁部為與沖壓成型部件19相同的形狀)的第二沖壓成型部件。由此,制造出如圖2及圖3所示的作為完成品的沖壓成型部件19。首先,對作為完成品的沖壓成型部件19、具有中間形狀的第一沖壓成型部件27、具有產(chǎn)品形狀的第二沖壓成型部件進(jìn)行說明。接下來,對第一模具1、第二模具13進(jìn)行說明。然后,對沖壓成型方法(第一沖壓成型工序、第二沖壓成型工序)進(jìn)行說明。<沖壓成型部件>如圖2及圖3所示,沖壓成型部件19具有頂板部21、形成于兩側(cè)的縱壁部23、與縱壁部23連續(xù)地形成的凸緣部25,并且在俯視時具有L字形狀(參照圖3)。沖壓成型部件19的與俯視圖上的軸垂直的截面在L字形狀的整個長度內(nèi)形成為例如圖4所示的帽狀。頂板部21在俯視時為由長邊和短邊構(gòu)成的L字形狀。頂板部21具有多個凸部21a。在短邊的端部形成有形狀縮小的臺階部,該形狀縮小部分為用于與其他部件連接的連接部21b。在該短邊的端部未形成有縱壁部23及凸緣部25。需要說明的是,縱壁部23是傾斜的。這樣,沖壓成型部件19是具有急劇彎曲的彎曲部并在整個長度內(nèi)具有帽狀截面的部件。因此,若使用延展性低的超高強(qiáng)度的高強(qiáng)度材料通過通常的沖壓成型制造這樣的沖壓成型部件19,則容易在L字形狀的彎曲部的頂板部21上產(chǎn)生褶皺、或者在彎曲部的縱壁部23的肩部產(chǎn)生裂紋。因此,在本實(shí)施方式中,為了制造這樣的沖壓成型部件19,如以下所說明地,暫且成型為具有中間形狀的第一沖壓成型部件27,再從第一沖壓成型部件27成型為具有產(chǎn)品形狀的第二沖壓成型部件。<第一沖壓成型部件>第一沖壓成型部件27是在第一沖壓成型工序中成型的部件。對于第一沖壓成型部件27,基于圖5~圖7進(jìn)行說明。圖5是第一沖壓成型部件的俯視圖。圖6示意性地表示了縱壁部23的高度中央的垂直于高度方向的截面圖。圖7示意性地表示沿圖5的箭頭B-B的向視剖視圖。在圖6及圖7中,為了比較,用雙點(diǎn)劃線表示沖壓成型部件19的形狀。需要說明的是,在圖5~圖7中,對與沖壓成型部件19(參照圖2~圖4)相同的部分標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記。在第一沖壓成型部件27中,在包括L字形狀的彎曲部的外側(cè)的縱壁部23上形成有縱壁鼓出部29,該縱壁鼓出部29在俯視時比沖壓成型部件19的縱壁部23向外側(cè)呈圓弧狀鼓出。并且,如圖6所示,縱壁鼓出部29的圓弧的曲率半徑RBm大于沖壓成型部件19的L字形狀的彎曲部的外側(cè)的曲率半徑RBp。需要說明的是,所謂外側(cè)的縱壁部23,觀察圖6可知,是指L字形狀的彎曲部中的位于彎曲外側(cè)的縱壁部23。而且,在第一沖壓成型部件27中,在L字形狀的彎曲部的頂板部21的外側(cè)形成有頂板鼓出(stretching)部31,該頂板鼓出部31在側(cè)視時比沖壓成型部件19的L字形狀的彎曲部的頂板部21的外側(cè)呈圓弧狀鼓出。并且,如圖7所示,與頂板鼓出部31相連的肩部在側(cè)視時的截面中的曲率半徑Rsm大于沖壓成型部件19的L字形狀的彎曲部的與頂板部21的外側(cè)相連的肩部在側(cè)視時的截面中的曲率半徑Rsp。期望縱壁部23與頂板部21的鼓出量是使第一沖壓成型部件27的L字形狀的彎曲部的鼓出部分的面積相對于與該鼓出部分對應(yīng)的沖壓成型部件19的L字形狀的彎曲部的面積增加0.3%至1.2%的面積比率的量。這里,所謂的鼓出部分是指縱壁鼓出部29及頂板鼓出部31,所謂鼓出部分(在側(cè)視圖和/或俯視圖中)的面積,是指縱壁鼓出部29與頂板鼓出部31的面積的合計(jì)值。若面積比例的增量小于0.3%,則不能避免裂紋。另外,若面積比例的增量超過1.2%,則在第二沖壓成型工序中將第一沖壓成型部件27沖壓成型為沖壓成型部件19時,鼓出部分的材料過多,有可能無法形成沖壓成型部件19。第一沖壓成型部件27的形狀,除了縱壁鼓出部29和頂板鼓出部31之外,與沖壓成型部件19的形狀大致相同。<第二沖壓成型部件>第二沖壓成型部件是在第二沖壓成型工序中成型的部件,在頂板部及縱壁部處具有產(chǎn)品形狀(與沖壓成型部件19的頂板部21及縱壁部23相同的形狀)。需要說明的是,第二沖壓成型部件的形狀與圖2所示的沖壓成型部件19大致相同,因此省略圖示。接下來,對用于成型上述第一沖壓成型部件27與第二沖壓成型部件的第一模具1和第二模具13進(jìn)行說明。<第一模具>第一模具1是在第一沖壓成型工序中為將金屬板11成型為第一沖壓成型部件27而使用的模具。如圖8所示,第一模具1具備第一沖頭3、第一沖模5、在與第一沖模5之間夾持金屬板11的壓坯料環(huán)7、與第一沖頭3聯(lián)動地夾持金屬板11的一部分的墊片9。第一沖頭3安裝于墊板(bolster)33,并且第一沖模5安裝于滑動件(slider)35。以下,基于圖8~圖11,對第一模具1的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明?!兜谝粵_頭》如圖9~圖11所示,第一沖頭3在俯視時具有L字形狀,并且具備成型頂板部21的頂板成型面部41、在頂板成型面部41的周圍成型縱壁部23的縱壁成型面部43。需要說明的是,在圖10及圖11中,縱壁成型面部43傾斜。在頂板成型面部41上設(shè)置有用于成型第一沖壓成型部件27的頂板鼓出部31的頂板鼓出成型部41a,并且在縱壁成型面部43上設(shè)置有用于成型縱壁鼓出部29的縱壁鼓出成型部43a。通過將第一沖頭3形成為如上所述的形狀,當(dāng)在第一沖壓成型工序中成型第一沖壓成型部件27時,能夠避免在第一沖壓成型部件27的L字形狀的彎曲部中,在與頂板部21的外側(cè)相連的肩部產(chǎn)生裂紋(crack)?!兜谝粵_模》如圖9所示,第一沖模5的中央凹陷成大致L字形狀,并且該凹陷內(nèi)的表面為與第一沖頭3對應(yīng)的成型面5a。在成型面5a上的包括L字形狀的彎曲部的位置設(shè)置有墊片收納部5b,在該墊片收納部5b中配置有墊片9(參照圖8)。第一沖模5的成型面5a的周圍的面為挾持面5c,在該挾持面5c與壓坯料環(huán)7之間夾持金屬板11。《壓坯料環(huán)》如圖8所示,壓坯料環(huán)7由緩沖銷(cushionpin)37支承成能夠上下移動。另外,如圖8及圖9所示,在壓坯料環(huán)7的中央設(shè)置有沖頭收納部7a,并且在沖頭收納部7a中配置有第一沖頭3。在沖壓成型開始前,壓坯料環(huán)7被支承成位于比第一沖頭3的上表面靠上方的位置,并且在沖壓成型時壓坯料環(huán)7能夠被第一沖模5壓下。當(dāng)壓坯料環(huán)7被壓下時,第一沖頭3相對地從壓坯料環(huán)7突出,從而第一沖頭3的上部插入第一沖模5?!秹|片》如圖8所示,墊片9設(shè)置為能夠由彈簧39向第一沖頭3側(cè)按壓,并且與第一沖頭3聯(lián)動地夾持金屬板11。墊片9為能夠?qū)D11中由雙點(diǎn)劃線表示的部位進(jìn)行按壓的形狀。即,墊片9能夠按壓的部位相當(dāng)于如下部位,即在與圖5的第一沖壓成型部件27的頂板部21相當(dāng)?shù)牟课恢兄辽侔↙字形狀的彎曲部、并且在第一沖壓成型部件27的L字形狀的彎曲部中不與頂板部21的鼓出位置(頂板鼓出部31)重復(fù)的位置。由此,能夠抑制在頂板部21的L字形狀的彎曲部的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生褶皺。<第二模具>第二模具13是在第二沖壓成型工序中將第一沖壓成型部件27成型為第二沖壓成型部件的模具,如圖12所示,具有第二沖頭15和第二沖模17。第二沖頭15安裝于墊板33,并且第二沖模17安裝于滑動件35。以下,對第二模具13的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明?!兜诙_頭》第二沖頭15具有成型出第二沖壓成型部件的產(chǎn)品形狀的成型面15a,通過對第一沖壓成型部件27的鼓出部分(縱壁鼓出部29及頂板鼓出部31)(參照圖5~圖7)進(jìn)行按壓收縮,能夠成型出具有產(chǎn)品形狀的第二沖壓成型部件?!兜诙_?!返诙_模17具有與第二沖頭15的成型面15a對應(yīng)的成型面17a,與第二沖頭15聯(lián)動地將第一沖壓成型部件27成型為第二沖壓成型部件。需要說明的是,如果需要,還可以在第二沖模17上配置頂銷(knock-outpin),使得在成型結(jié)束后,在第二沖壓成型部件貼在成型面17a上的情況下,容易取出產(chǎn)品。<沖壓成型方法>接下來,對本發(fā)明的沖壓成型方法(第一沖壓成型工序、第二沖壓成型工序)進(jìn)行說明?!兜谝粵_壓成型工序》第一沖壓成型工序是在圖8所示的第一模具1內(nèi)配置金屬板11、并且利用墊片9壓緊頂板部21的一部分來沖壓成型出第一沖壓成型部件27的工序。以下,進(jìn)行更詳細(xì)的說明。如圖13所示,金屬板11被配置成,金屬板11上的與第二沖壓成型部件的L字形狀的短邊端部相當(dāng)?shù)牟课?1a不會接觸壓坯料環(huán)7。若使與短邊端部相當(dāng)?shù)牟课?1a接觸壓坯料環(huán)7并進(jìn)行沖壓成型,則對該部位的金屬板11的負(fù)荷大,會在金屬板11上的對應(yīng)于第一沖頭3的肩部的部位產(chǎn)生裂紋,或者在部件角部附近的凸緣部25(參照圖5)產(chǎn)生褶皺。因此,如上所述地配置金屬板11,避免了裂紋或褶皺的產(chǎn)生。如圖lA~圖1B所示,配置金屬板11后,第一沖模5和壓坯料環(huán)7夾持金屬板11。由此,抑制了凸緣部25產(chǎn)生褶皺。若不夾持金屬板11,則在第一沖頭3壓入時,部件形狀的變化部周圍的金屬板11的自由移動的部分會流入,容易產(chǎn)生褶皺。特別是,在成為部件的凸緣部25的金屬板11的端部附近,金屬板11能夠容易變形,因此會產(chǎn)生大的褶皺。因此,需要從沖壓成型初期開始,就利用第一沖模5和壓坯料環(huán)7壓緊金屬板11。需要說明的是,利用第一沖模5和壓坯料環(huán)7壓緊金屬板11的平均壓力(壓坯料環(huán)壓力)期望在0.7MPa以上。金屬板11被夾持后,通過第一沖模5向下移動,而第一沖頭3被按壓到金屬板11上,進(jìn)行沖壓成型。在沖壓成型中,利用墊片9壓緊金屬板11上的頂板部21的一部分。這里,所謂頂板部21的一部分是指至少包括L字形狀的彎曲部、且與第一沖壓成型部件27中的頂板鼓出部31不發(fā)生干涉的部位。這樣,利用墊片9壓緊金屬板11,有效抑制在L字形狀的彎曲部產(chǎn)生褶皺。如上所述,金屬板11上的與第二沖壓成型部件的短邊端部相當(dāng)?shù)牟课?1a被配置成不會接觸壓坯料環(huán)7,因此在沖壓成型中,材料的金屬板11向彎曲部移動而容易產(chǎn)生褶皺。因此在本發(fā)明中,為了抑制產(chǎn)生褶皺,利用墊片9壓緊金屬板11。由墊片9壓緊的金屬板11的范圍只要是至少L字形狀的彎曲部,就能夠防止產(chǎn)生褶皺。也可以在更廣的范圍內(nèi)壓緊頂板部21。需要說明的是,由墊片9壓緊的金屬板11的范圍與頂板鼓出部31(參照圖7)不發(fā)生干涉。相對于直到墊片9的下極限點(diǎn)位置的成型深度,將第一沖頭3開始接觸金屬板11時的位置設(shè)為0%,將下極限點(diǎn)位置設(shè)為100%。在該情況下,利用墊片9壓緊金屬板11的時刻(時機(jī))優(yōu)選是在第一沖頭3位于成型深度的0%至50%的位置時開始。需要說明的是,在以后的說明中,所謂墊片壓緊開始時機(jī)是指開始利用墊片9壓緊金屬板11的時機(jī)。墊片壓緊開始時機(jī)只要是第一沖頭3位于成型深度的0%以后的位置,就能夠抑制從第一沖頭3與金屬板11的接觸初期開始的頂板部21上的金屬板11的膨脹,從而有效地抑制褶皺的產(chǎn)生。以下,將成型深度的0%位置簡單地設(shè)為“0%位置”,其他位置也相同。另一方面,如果墊片壓緊開始時機(jī)在0%位置之前(例如﹣100%(負(fù)100%)位置),則在利用第一沖模5和壓坯料環(huán)7夾持金屬板11之前,則墊片9向第一沖頭3方向壓入金屬板11。這樣的話,金屬板11會發(fā)生偏移,從而相對于成型后的部件形狀產(chǎn)生過大的材料剩余,因此并非優(yōu)選。另外,即使在第一沖頭3超過成型深度的50%的位置后第一沖頭3和墊片9開始壓緊金屬板11,已經(jīng)在頂板部21上成為波狀的膨脹較大而難以抑制褶皺,因此墊片壓緊開始時機(jī)優(yōu)選在50%位置之前。期望第一沖頭3和墊片9壓緊金屬板11的平均壓力(墊片壓力)在3MPa以上。這樣,抑制在頂板部21上產(chǎn)生褶皺。這樣,成型出第一沖壓成型部件27。在第一沖壓成型部件27的彎曲部形成有縱壁鼓出部29和頂板鼓出部31(參照圖5~圖7),由于形成比沖壓成型部件19的彎曲部的形狀小的曲率(curvature),因此不會在L字形狀的彎曲部上產(chǎn)生裂紋。《第二沖壓成型工序》第二沖壓成型工序是利用第二模具13將通過第一沖壓成型工序成型的第一沖壓成型部件27沖壓成型為第二沖壓成型部件的工序。首先,如圖lC所示,在第二沖頭15上載置有第一沖壓成型部件27,如圖1D所示,在該狀態(tài)下第二沖模17向下移動,由此第一沖壓成型部件27的縱壁鼓出部29和頂板鼓出部31被按壓收縮而成型為第二沖壓成型部件。然后,第二沖壓成型部件被切除周圍不需要的部分(剪切(trimming))成為第二沖壓成型部件19。如上所述,在本實(shí)施方式中,在第一沖壓成型工序中,金屬板11被沖壓成型為具有中間形狀的第一沖壓成型部件27。接下來,在第二沖壓成型工序中,在第一沖壓成型工序中成型的第一沖壓成型部件27被沖壓成型為對于頂板部21及縱壁部23具有產(chǎn)品形狀的第二沖壓成型部件。關(guān)于第一沖壓成型部件27,包括L字形狀的彎曲部的外側(cè)的縱壁部23在俯視時比沖壓成型部件19的縱壁部23向外側(cè)呈圓弧狀鼓出。該鼓出的圓弧的曲率半徑RBm大于沖壓成型部件的L字形狀的彎曲部的曲率半徑RBp。另外,L字形狀的彎曲部的頂板部21的外側(cè)比沖壓成型部件19的頂板部21的外側(cè)鼓出。與該鼓出的頂板部21相連的肩部在側(cè)視時的截面中的曲率半徑RSm大于沖壓成型部件19的L字形狀的彎曲部的與頂板部21的外側(cè)相連的肩部在側(cè)視時的截面中的曲率半徑RSp。由此,即使將由延展性低的超高強(qiáng)度的高強(qiáng)度材料形成的金屬板用作板材,也不會在L字形狀的彎曲部產(chǎn)生裂紋,高精度且穩(wěn)定地得到在L字形狀的整個長度內(nèi)形成為帽狀截面的L字形狀部件即沖壓成型部件19。需要說明的是,上述內(nèi)容中,表示了墊片9利用彈簧39按壓金屬板11上的例子,但如后述實(shí)施例所示,也可以利用氣缸按壓金屬板11。另外,在上述內(nèi)容中,表示了在第二沖壓成型工序后對第二沖壓成型部件進(jìn)行剪切而形成沖壓成型部件19的例子,但進(jìn)行剪切的時間不限于此。例如,可以在第一沖壓成型工序后對第一沖壓成型部件27進(jìn)行剪切,并在第二沖壓成型工序后作為精加工再次進(jìn)行剪切。[實(shí)施例]為了確認(rèn)本發(fā)明的沖壓成型方法的作用效果,進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,為了制造圖14所示的具有L字形狀的部件即汽車車體的前柱加強(qiáng)件(以下,簡稱作前柱51),在各種沖壓成型條件下成型第一沖壓成型部件,再成型第二沖壓成型部件。然后,對各第二沖壓成型部件進(jìn)行剪切,以制造前柱51,對所制造的各前柱51進(jìn)行褶皺、裂紋的評價。以下,對作為完成部件的前柱51(參照圖14及圖15)、用于沖壓成型前柱51的第一沖壓成型部件及第二沖壓成型部件的模具(參照圖16~圖22)進(jìn)行說明。然后,對第一沖壓成型工序中的沖壓成型條件(參照表1及圖23A、圖23B、圖24A、圖24B)及所制造的前柱51的評價結(jié)果(參照表2)進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是,對于第一沖壓成型部件及第二沖壓成型部件,與上述實(shí)施方式相同,因此省略了它們的詳細(xì)說明。首先,對前柱51進(jìn)行說明。如圖14所示,前柱51具有在俯視時由長邊和短邊構(gòu)成的L字形狀的頂板部53、形成在頂板部53的周圍的縱壁部55、與縱壁部55連續(xù)地形成的凸緣部57。而且,如圖15所示,前柱51在整個長度內(nèi)垂直于俯視圖上的軸的截面形成為大致帽形。在頂板部53的短邊端部上未形成縱壁部55和凸緣部57。接下來,對用于沖壓成型的模具(第一模具、第二模具)進(jìn)行說明。在第一沖壓成型工序中,使用圖16~圖19所示的第一模具(壓坯料環(huán)61、第一沖頭65、第一沖模69、墊片73)。如圖16所示,第一沖頭65在俯視時具有L字形狀。如圖16所示,壓坯料環(huán)61由緩沖銷59支承。在壓坯料環(huán)61的中央,設(shè)置有沖頭收納部61a,在沖頭收納部61a中配置有在俯視時具有L字形狀的第一沖頭65。為了進(jìn)行使第一沖壓成型部件的鼓出部分(縱壁鼓出部及頂板鼓出部)變化的實(shí)驗(yàn),該第一沖頭65在與L字形狀的彎曲部的外側(cè)相對應(yīng)的一部分具有可更換部67。如圖17及圖18(沿圖17的箭頭C-C的向視剖視圖)所示,在可更換部67上形成有縱壁鼓出成型部67a和頂板鼓出成型部67b,并且通過將可更換部67替換為任意的部件,能夠變更鼓出部分(縱壁鼓出部及頂板鼓出部)的形狀或鼓出量。例如,若不設(shè)置縱壁鼓出成型部67a則不成型縱壁鼓出部而僅成型頂板鼓出部,或者若使頂板鼓出成型部67b的大小變化則頂板鼓出部的鼓出量變化。壓坯料環(huán)61在與L字形狀的彎曲部的外側(cè)相對應(yīng)的一部分具有可更換部63(參照圖16),并且形成為能夠與第一沖頭65的可更換部67的形狀對應(yīng)。如圖19所示,第一沖模69具有用于第一沖頭65插入的凹陷部69a。在第一沖模69的凹陷部69a的底面設(shè)置有墊片收納部69b,并且在墊片收納部69b中配置有墊片73。第一沖模69具有壓坯料環(huán)61的可更換部63和與第一沖頭65的可更換部67對應(yīng)的可更換部71。如圖20所示,第一沖模69安裝在滑動件35上。墊片73與設(shè)置在滑動件35上的氣缸(未圖示)相連以產(chǎn)生負(fù)荷,并且通過在滑動件35與氣缸之間放入厚度不同的金屬塊(未圖示),能夠?qū)|片73的突出位置進(jìn)行調(diào)整。在第二沖壓成型工序中,使用圖21及圖22所示的第二模具(第二沖頭75、第二沖模77)。如圖21所示,為了將第一沖壓成型部件的鼓出部分(縱壁鼓出部及頂板鼓出部)成型為產(chǎn)品形狀,第二沖頭75的與鼓出部分對應(yīng)的部分形成為產(chǎn)品形狀。如圖22所示,第二沖模77具有用于第二沖頭75插入的凹陷部77a。接下來,對第一沖壓成型工序中的沖壓成型條件進(jìn)行詳細(xì)說明。在第一沖壓成型工序中,對以下所示的參數(shù)進(jìn)行各種組合來進(jìn)行沖壓成型。即,對象的參數(shù)是,金屬板79的材料、面積增加率(%)、縱壁部的曲率半徑的比值、肩部的曲率半徑的比值、壓坯料環(huán)壓力(MPa)、墊片壓緊范圍、墊片壓力(MPa)、墊片突出位置(%)、原料金屬板配置。以下,對于上述各參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。作為金屬板79的材料,使用拉伸強(qiáng)度為980MPa級和1180MPa級的冷軋鋼板這兩種延展性低的超高強(qiáng)度的高強(qiáng)度材料。需要說明的是,板厚為1.4mm。所謂面積增加率是指,第一沖壓成型部件的L字形狀的彎曲部的鼓出部分的面積相對于與該鼓出部分對應(yīng)的產(chǎn)品形狀的L字形狀的彎曲部的面積的增加率。面積增加率是第一沖壓成型部件中的L字形狀的彎曲部的外側(cè)的縱壁部與頂板部的鼓出部分相對于產(chǎn)品形狀的面積增加率,優(yōu)選是增加0.3%~1.2%的范圍。所謂縱壁部的曲率半徑的比值是指,縱壁部的曲率半徑RBm相對于曲率半徑RBp的比值(參照圖6)。縱壁部的曲率半徑的比值是通過RBm/RBp求得的值,該值為1.0時意味著未設(shè)置縱壁鼓出部,值越大意味著第一沖壓成型部件上的縱壁鼓出部的鼓出量越多??v壁部的曲率半徑的比值在1.0~2.0之間變化。肩部的曲率半徑的比值是指,肩部的曲率半徑RSm相對于曲率半徑Rsp的比值(參照圖7)。肩部的曲率半徑的比值是通過RSm/Rsp求得的值,該值為1.0時意味著未設(shè)置頂板鼓出部,值越大意味著第一沖壓成型部件上的頂板鼓出部的鼓出量越多。肩部的曲率半徑的比值在1.0~2.1之間變化。所謂壓坯料環(huán)壓力是指,由第一沖模69和壓坯料環(huán)61夾持的金屬板79的區(qū)域內(nèi)的平均壓力,優(yōu)選是0.7MPa以上的范圍。對于墊片壓緊范圍,使用兩種墊片73而如圖23A、23B所示地變更。在圖23A、23B中,用雙點(diǎn)劃線包圍墊片壓緊范圍來進(jìn)行表示。圖23A的墊片壓緊范圍是包括金屬板79上的與L字形狀的彎曲部相當(dāng)?shù)姆秶?,圖23B的墊片壓緊范圍是與彎曲部相當(dāng)?shù)牟课坏囊徊糠值姆秶?。在任一情況下,都不壓緊第一沖頭65(可更換部67(參照圖17))的頂板鼓出成型部67b。圖23A、23B所示的范圍均為本發(fā)明的范圍。所謂墊片突出位置是指,如圖20所示,在卸下墊片73(參照圖19)的狀態(tài)下利用第一沖模69和壓坯料環(huán)61夾持金屬板79,并在該狀態(tài)下設(shè)置墊片73時的墊片73位置。具體而言,將墊片73接觸金屬板79的位置設(shè)為墊片突出位置的0%位置。另外,將原點(diǎn)上方設(shè)為正方向,將原點(diǎn)下方設(shè)為負(fù)方向,將成型深度設(shè)為墊片突出位置的100%位置。墊片突出位置優(yōu)選是0%至50%的位置的范圍。原材料金屬板配置為如圖24A、24B所示的兩種模式。圖24A表示將金屬板79配置成金屬板79上的與L字形狀的短邊端部相當(dāng)?shù)牟课?9a不會接觸壓坯料環(huán)61的情況,圖24B作為比較例表示將金屬板79配置成部位79a會接觸壓坯料環(huán)61的情況。表1是對這些沖壓成型條件總結(jié)而成的表。【表1】在表1中,關(guān)于材料的拉伸強(qiáng)度,980MPa級記作980,1180MPa級記作1180。表1中的本發(fā)明例1~本發(fā)明例15所示的條件中,縱壁部的曲率半徑的比值(**)、肩部的曲率半徑的比值(***)、墊片壓緊范圍、原料金屬板配置均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明例1~本發(fā)明例10所示的條件中,面積增加率((%)*)、壓坯料環(huán)壓力(MPa)、墊片壓力(MPa)、墊片突出位置(%)為優(yōu)選范圍。比較例1~比較例4所示的條件中,特定的參數(shù)的數(shù)值在本發(fā)明范圍之外(參照表1中帶有下劃線的參數(shù))?;谏鲜霰?的各條件進(jìn)行第一沖壓成型工序以成型出第一沖壓成型部件,在第二沖壓成型工序中進(jìn)一步對該第一沖壓成型部件沖壓成型,得到第二沖壓成型部件。然后,將第二沖壓成型部件的周圍的多余部分剪切以制造前柱51。表2表示在每個沖壓成型條件下制造的前柱51的評價結(jié)果?!颈?】條件肩部裂紋頂板部褶皺凸緣部裂紋凸緣部褶皺綜合評價本發(fā)明例1○◎○◎OK本發(fā)明例2○◎○◎OK本發(fā)明例3○◎○◎OK本發(fā)明例4○○○○OK本發(fā)明例5○◎○◎OK本發(fā)明例6○◎○◎OK本發(fā)明例7○◎○◎OK本發(fā)明例8○◎○◎OK本發(fā)明例9○◎○◎OK本發(fā)明例10○◎○◎OK本發(fā)明例11△◎○◎OK本發(fā)明例12○△○◎OK本發(fā)明例13○△○△OK本發(fā)明例14○△○◎OK本發(fā)明例15○△○◎OK比較例1×◎○◎NG比較例2○×○◎NG比較例3×◎○◎NG比較例4×◎○◎NG評價項(xiàng)目為與第一沖頭65的肩部對應(yīng)的部位(以下,簡稱“肩部”)的裂紋、頂板部53的褶皺、凸緣部57的裂紋及褶皺(參照圖14)。褶皺的評價通過目視觀察進(jìn)行。在表2中,未觀察到褶皺的情況下記為“◎”,稍稍觀察到褶皺但在可接受范圍內(nèi)的情況下記為“○”,微小的情況下記為“△”,明顯的情況下記為“×”。另外,裂紋的評價也通過目視觀察進(jìn)行。在表2中,在未觀察到裂紋的情況下記為“○”,觀察到極細(xì)微的裂紋的情況下記為“△”,觀察到裂紋的情況下記為“×”。然后,進(jìn)行褶皺及裂紋的綜合評價。在表2中,在作為產(chǎn)品可以接受的情況下記為“OK”,在不可接受的情況下記為“NG”。如表2所示,在本發(fā)明例1~本發(fā)明例15中,對于裂紋,雖然有時會在肩部觀察到極細(xì)微的裂紋(本發(fā)明例11),但除此之外,在肩部及凸緣部57均未觀察到裂紋。同樣地,在大部分的發(fā)明例中均未觀察到褶皺,并且不存在明顯情況。根據(jù)上述內(nèi)容可知,在本發(fā)明例1~本發(fā)明例15的全部發(fā)明例中,綜合評價被評價為“OK”,能夠進(jìn)行良好的沖壓成型。另一方面,在比較例1~比較例4中綜合評價為“NG”(不良)。在比較例1中,如圖24B所示,金屬板79上的與短邊端部相當(dāng)?shù)牟课?9a被配置成會接觸壓坯料環(huán)61,因此在肩部產(chǎn)生裂紋。在比較例2中,未利用墊片73壓緊,因此在頂板部53產(chǎn)生褶皺。在比較例3中,在第一沖壓成型部件中未成型出縱壁鼓出部,因此在肩部產(chǎn)生裂紋。在比較例4中,在第一沖壓成型部件中未形成頂板鼓出部,因此在肩部產(chǎn)生裂紋。如上所述,在實(shí)施例中,通過應(yīng)用本發(fā)明,即使使用延展性低的超高強(qiáng)度的高強(qiáng)度材料,也能夠避免裂紋產(chǎn)生,并且抑制褶皺產(chǎn)生,能夠高精度且穩(wěn)定地制造前柱51。另外,上述實(shí)施方式只是實(shí)施本發(fā)明的例子,本發(fā)明不限定于此,根據(jù)規(guī)格等進(jìn)行各種變更也在本發(fā)明的范圍內(nèi),而且根據(jù)上述內(nèi)容可知,在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行其他各種實(shí)施方式。工業(yè)可用性本發(fā)明可以應(yīng)用于利用模具對金屬板進(jìn)行沖壓成型以制造沖壓成型部件的沖壓成型方法,所述沖壓成型部件在俯視時具有L字形狀,并且具備頂板部、形成于該頂板部兩側(cè)的縱壁部、與該縱壁部連續(xù)地形成的凸緣部。附圖標(biāo)記說明1:第一模具3:第一沖頭5:第一沖模5a:成型面5b:墊片收納部5c:挾持面7:壓坯料環(huán)7a:沖頭收納部9:墊片11:金屬板11a:與L字形狀的短邊端部相當(dāng)?shù)牟课?3:第二模具15:第二沖頭15a:成型面17:第二沖模17a:成型面19:沖壓成型部件21:頂板部21a:凸部21b:連接部23:縱壁部25:凸緣部27:第一沖壓成型部件29:縱壁鼓出部31:頂板鼓出部33:墊板35:滑動件37:緩沖銷39:彈簧41:頂板成型面部41a:頂板鼓出成型部43:縱壁成型面部43a:縱壁鼓出成型部51:前柱53:頂板部55:縱壁部57:凸緣部59:緩沖銷61:壓坯料環(huán)61a:沖頭收納部63:可更換部65:第一沖頭67:可更換部67a:縱壁鼓出成型部67b:頂板鼓出成型部69:第一沖模69a:凹陷部69b:墊片收納部71:可更換部73:墊片75:第二沖頭77:第二沖模77a:凹陷部79:金屬板79a:與L字形狀的短邊端部相當(dāng)?shù)牟课?
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