本發(fā)明涉及一種壓制成形方法，特別涉及通過壓制加工超高張力鋼板來制造鞍型最終產(chǎn)品的壓制成形方法。

背景技術(shù)：

為了遵守日益嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)定，需要進(jìn)一步減輕汽車車身的結(jié)構(gòu)。并且，為了減少當(dāng)前材料的用量，通過增加材料的強(qiáng)度，可以采用高張力鋼板作為結(jié)構(gòu)部件。通常對于高張力鋼板而言，目前已采用具有440Mpa或590Mpa等級抗拉強(qiáng)度的高張力鋼板，其通過冷壓加工的方式容易地成型。之后，開始采用抗拉強(qiáng)度在780Mpa或980Mpa等級的高張力鋼板。近來，則開始采用抗拉強(qiáng)度超過1Gpa的被稱為“超高張力鋼板”的鋼板。而且，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1.2Gpa或1.5Gpa等級的超高張力鋼板也被認(rèn)為能夠使用。超高張力鋼板的抗拉強(qiáng)度變得越高，其可加工性(延展性)就變得越差。這是因為在對超高張力鋼板實施壓制加工時會產(chǎn)生應(yīng)力，并且當(dāng)從模具中取出鋼板時該應(yīng)力被釋放，由此導(dǎo)致鋼板產(chǎn)生彈性變形(即所謂的回彈)的現(xiàn)象，因此很難保證所期望的尺寸精度。此外，還涉及到由此導(dǎo)致的成型載荷的增加，以及模具壽命的減少。

作為解決如上所述的一種方法，通常采用熱壓加工(熱沖壓)來形成超高張力鋼板。即，這種成型方法是在高溫爐中將淬火的鋼板加熱至約900℃使其軟化，然后對其實施壓制加工，之后將其保持在下死點與模具接觸，從而通過冷卻效應(yīng)(接觸冷卻)加強(qiáng)了淬火。然而，對即使以較慢的冷卻速度也均勻冷卻的這類特殊材料而言，熱壓加工受到限制。此外，當(dāng)被加熱到約900℃時，其外表面被氧化，需要諸如去除氧化皮之類的后續(xù)處理。此外，對于熱壓加工而言，需要解決的特定問題還有不僅需要大型的專用加熱爐和運輸設(shè)備，而且能量消耗也異常大。因此，盡管需要實施冷壓加工來成型超高張力鋼板，但由此也產(chǎn)生了新的問題，例如待成型的最終產(chǎn)品的形狀受到限制等。

例如，通過冷壓加工不易于制造具有U形橫截面或帽形橫截面的最終產(chǎn)品，這類最終產(chǎn)品通常用作車體結(jié)構(gòu)部件，例如車輛部件或車柱。下面所列的專利文獻(xiàn)1中披露了具有U形橫截面或帽形橫截面的最終產(chǎn)品的實施例，在不用調(diào)節(jié)模具形狀的情形下，為了獲得這樣的金屬部件(壓制而成的最終產(chǎn)品)，即具有精確的U形或帽形橫截面、并且具有在一特定的平面內(nèi)沿一方向彎曲的正常的形狀(設(shè)計的形狀)，并且維持預(yù)先確定的部件形狀，提出了一種成型金屬部件的方法，該金屬部件具有U形或帽形橫截面，并且相對于形成在金屬部件上的多個彎曲部分中的一個彎曲部分而言，在第一成型步驟中，形成的中間產(chǎn)物具有比最終產(chǎn)品形狀小的曲率半徑，在第二成型步驟中，其形成為比第一成型步驟中的曲率半徑大的曲率半徑，以及形成剩余的部分，而不改變第一和第二成型步驟中的模具的曲率半徑，從而制造出具有最終產(chǎn)品形狀或基本最終產(chǎn)品形狀的整體成型的產(chǎn)品(參見專利文獻(xiàn)1的第(0004)和(0005)段)。

此外，對于在與U形橫截面的開口相反的方向彎曲的鞍型最終產(chǎn)品來說，下面所列的專利文獻(xiàn)2對此進(jìn)行了描述，為了提供一種甚至在鞍型最終產(chǎn)品(其溝槽形截面被反向彎曲)的彎曲部分上也不產(chǎn)生褶皺的拉深方法，提出了一種通過向平板材料施加多個拉深步驟來成型鞍型最終產(chǎn)品的方法，其中該鞍型最終產(chǎn)品在與其溝槽形截面的開口相反的方向上被彎曲，其中在中間的拉深步驟中，鞍形彎曲部的至少一端部形成有平面或曲面的削面，從而形成了中間形狀的產(chǎn)品，其中該產(chǎn)品在鞍形彎曲部的相對端部之間具有不同的高度，在最后的拉深步驟中，拉深出所期望的產(chǎn)品輪廓，并且削面從中間形狀的產(chǎn)品上擴(kuò)張消失(參見專利文獻(xiàn)2的第(0009)和(0010)段)。

此外，下面所列的專利文獻(xiàn)3描述了為了提供一種沖壓模，該沖壓模能夠通過單個步驟拉深獲得高質(zhì)量的、無褶皺、裂紋等的產(chǎn)品，甚至可用于具有較大反向彎曲部的鞍型最終產(chǎn)品，該沖壓模還能夠減少加工時間和制造成本，為此描述了一種方法，使上模下降，設(shè)置在從下模突出的下墊板上的工件被從上模突出的上墊板夾持固定，接下來使上模進(jìn)一步下降，圓緣成型材料的末端嵌入到圓緣成型上材料的凹入部，并且通過凸輪驅(qū)動器，凸輪滑塊以及因此圓緣成型材料的末端從所述凹入部返回以形成圓緣，并且在接下來的下降步驟中，通過下沖頭和上模，拉深成U形橫截面，隨著上模的下降，由氣動彈簧施加的對上墊板的限制得以釋放，從而上墊板能夠容納在上模中，并且隨著圓緣被下沖頭和上模伸展，工件被拉深成最終的形狀(參見專利文獻(xiàn)3的第(0006)和(0008)段)。

另一方面，下面所列的專利文獻(xiàn)4描述了在不調(diào)整模具形狀的情況下為了獲得這樣的金屬件，即具有準(zhǔn)確的U形或帽形橫截面，具有在高度方向上彎曲的正常形狀，并且維持預(yù)先確定的部分形狀，提出了這樣一種多級壓制成形方法來成型金屬部件，該金屬部件具有U形或帽形橫截面，具有在高度方向上彎曲的形狀，在側(cè)壁之間的頂部被放置在上表面處，即，在第一成型步驟中成型中間產(chǎn)品，其在金屬部件側(cè)壁之間的頂部表面中在高度方向上突出有凸起，從而其縱向的長度要長于最終產(chǎn)品的縱向長度，并且在第二成型步驟中，其成型為產(chǎn)品形狀，凸起被壓制移除(參見專利文獻(xiàn)4的第(0004)和(0006)段)。此外，在第(0019)段還披露了采用厚度為1.6mm的980Mpa級鋼板成型帽形橫截面的產(chǎn)品的實施例。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利No.4757820

專利文獻(xiàn)2：日本專利No.5234262

專利文獻(xiàn)3：日本專利公開文本No.1994-154897

專利文獻(xiàn)4：日本專利No.4709659

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

然而，專利文獻(xiàn)1涉及一種成型金屬部件的方法，該金屬部件具有在縱向表面上彎曲的形狀，其目標(biāo)是使產(chǎn)品具有在縱向表面上沿橫向彎曲的形狀。因此，它不是在與U形或帽形橫截面的開口相反的方向彎曲，目的也不是形成這樣的產(chǎn)品。此外，如專利文獻(xiàn)1的第(0016)段描述的，中間產(chǎn)品形狀的彎曲部與最終產(chǎn)品形狀的彎曲部之間發(fā)生脊線的移位，從而在頂板部分處產(chǎn)生變形，圖2示出了這樣的實施例。

相反，專利文獻(xiàn)2和3中披露的產(chǎn)品則是形成為沿著與U形橫截面的開口相反的方向彎曲。然而，那些產(chǎn)品僅僅是帶有U形橫截面的產(chǎn)品，形成那些產(chǎn)品的中間產(chǎn)品需要提前形成有圓緣等。因此，當(dāng)對具有帽形橫截面的中間產(chǎn)品實施壓制加工時，不可避免地出現(xiàn)了新問題，因而即使采用專利文獻(xiàn)2和3披露的方法來成型超高張力鋼板，也不能制造出所期望的產(chǎn)品。

另一方面，盡管專利文獻(xiàn)4披露了使用超高張力鋼板來成型具有帽形橫截面的產(chǎn)品，但在第一成型步驟中形成具有U形或帽形橫截面、且具有在高度方向彎曲(側(cè)壁之間的頂部表面設(shè)置在上表面處)的形狀的金屬部件，以及形成具有在金屬部件側(cè)壁之間的頂部表面內(nèi)沿高度方向突出的凸起的中間產(chǎn)品之后，中間產(chǎn)品的縱線的長度長于最終產(chǎn)品的縱線長度，在第二成型步驟中，其形成為產(chǎn)品形狀，凸起被壓制以將凸起移除(參見第(0006)段)，前提是所述頂部形狀在中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品之間發(fā)生改變。因此，專利文獻(xiàn)4描述的方法的對象被限制到具有U形或帽形橫截面、且具有在高度方向彎曲的形狀(側(cè)壁之間的頂部表面設(shè)置在上表面)的產(chǎn)品，因而該方法絕對不適于在與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲成型的鞍型最終產(chǎn)品。

如上所述，通過對鋼板壓制加工來制造具有帽形橫截面的細(xì)長部件，并沿著與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲細(xì)長部件的預(yù)定區(qū)域以此形成鞍型最終產(chǎn)品并不容易，這里所述細(xì)長部件具有細(xì)長的頂板部、側(cè)壁部和位于頂板部兩側(cè)的凸緣部，此外，通過冷壓加工超高張力鋼板，其沿著與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲，并維持頂板部分的橫截面形狀，以此來成型鞍型最終產(chǎn)品也不容易。然而，隨著如上所述的超高張力鋼板越來越普及，渴望出現(xiàn)一種適當(dāng)?shù)膲褐瞥尚畏椒▽ζ涑尚汀?/p>

因此，根據(jù)本發(fā)明的一個目的是提供一種通過對超高張力鋼板冷壓加工來制造鞍型最終產(chǎn)品的壓制成形方法。

技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種制造鞍型最終產(chǎn)品的壓制成形方法，該方法通過壓制加工鋼板來制造具有帽形橫截面的細(xì)長部件，并沿著與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲該細(xì)長部件的預(yù)定區(qū)域而制造鞍型最終產(chǎn)品，這里所述細(xì)長部件具有細(xì)長的頂板部、位于頂板部兩側(cè)的側(cè)壁部和凸緣部，所述壓制成形方法包括制造具有加工調(diào)整部分的中間產(chǎn)品的第一步驟，該步驟通過冷壓加工超高抗拉強(qiáng)度鋼板，使細(xì)長部件的預(yù)定區(qū)域兩側(cè)的側(cè)壁部和凸緣部產(chǎn)生變形，而頂板部的橫截面保持預(yù)定形狀；還包括至少壓制所述加工調(diào)整部分的第二步驟，該第二步驟通過冷壓加工中間產(chǎn)品，使頂板部的橫截面保持預(yù)定形狀，其中在第一步驟和第二步驟中的至少一個步驟中，所述至少一個步驟的加工對象是沿與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲，以形成鞍型最終產(chǎn)品。

因此，根據(jù)本發(fā)明，壓制成形方法可以設(shè)置為包括制造具有加工調(diào)整部分的中間產(chǎn)品的第一步驟，該第一步驟通過冷壓加工超高抗拉強(qiáng)度鋼板，使位于細(xì)長部件的預(yù)定區(qū)域中的兩側(cè)的側(cè)壁部和凸緣部產(chǎn)生變形，而頂板部的橫截面則保持預(yù)定形狀，并且沿著與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲該中間產(chǎn)品；所述成型方法還包括至少壓制所述加工調(diào)整部分的第二步驟，該第二步驟通過冷壓中間產(chǎn)品，使頂板部的橫截面保持預(yù)定形狀，并且沿著與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲中間產(chǎn)品，以形成鞍型最終產(chǎn)品。此外，壓制成形方法可以設(shè)置為包括制造具有加工調(diào)整部分的中間產(chǎn)品的第一步驟，該第一步驟通過冷壓加工超高抗拉強(qiáng)度鋼板，使位于細(xì)長部件的預(yù)定區(qū)域兩側(cè)的側(cè)壁部和凸緣部產(chǎn)生變形，而頂板部的橫截面則保持預(yù)定形狀；所述成型方法還包括至少壓制所述加工調(diào)整部分的第二步驟，該第二步驟通過冷壓中間產(chǎn)品，使頂板部的橫截面保持預(yù)定形狀，并且沿著與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲中間產(chǎn)品，以此形成鞍型最終產(chǎn)品。進(jìn)一步，壓制成形方法可以設(shè)置為包括制造具有加工調(diào)整部分的中間產(chǎn)品的第一步驟，該第一步驟通過冷壓加工超高抗拉強(qiáng)度鋼板，使位于細(xì)長部件的預(yù)定區(qū)域中的兩側(cè)的側(cè)壁部和凸緣部產(chǎn)生變形，而頂板部的橫截面則保持預(yù)定形狀，并且沿著與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲該中間產(chǎn)品；所述成型方法還包括至少壓制所述加工調(diào)整部分的第二步驟，該第二步驟通過冷壓加工中間產(chǎn)品，使頂板部的橫截面保持預(yù)定形狀，以此形成鞍型最終產(chǎn)品。

對于如上所述的壓制成形方法，在第一步驟中，位于兩側(cè)的側(cè)壁部相對于頂板部的傾角可以在預(yù)定區(qū)域中改變，以便使預(yù)定區(qū)域中位于兩側(cè)的側(cè)壁部和凸緣部變形。在這方面，在中間產(chǎn)品的預(yù)定區(qū)域中，側(cè)壁部相對于頂板部的傾角可以設(shè)定為0°至90°。

此外，在如上所述的壓制成形方法中，中間產(chǎn)品的縱向尺寸包括在預(yù)定區(qū)域中的縱向延伸量可以被設(shè)定為最終產(chǎn)品的在與上述預(yù)定區(qū)域相同的區(qū)域中的縱向尺寸的110％，其中該延伸量由側(cè)壁部和凸緣的變形量確定。

而且，在如上所述的壓制成形方法中，中間產(chǎn)品可以在預(yù)定區(qū)域的縱向上具有多個加工調(diào)整部分。

技術(shù)效果

因為本發(fā)明被設(shè)置為如上所述，所以能夠?qū)崿F(xiàn)下述效果。即，根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法，其包括制造具有加工調(diào)整部分的中間產(chǎn)品的第一步驟，該步驟通過冷壓加工超高抗拉強(qiáng)度鋼板，使預(yù)定區(qū)域兩側(cè)的側(cè)壁部和凸緣部產(chǎn)生變形，而頂板部的橫截面則保持預(yù)定形狀；所述成型方法還包括至少壓制所述加工調(diào)整部分的第二步驟，該第二步驟通過冷壓加工中間產(chǎn)品，使頂板部的橫截面保持預(yù)定形狀，其中在第一步驟和第二步驟中的至少一個步驟中，所述至少一個步驟的加工對象沿與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲，以形成鞍型最終產(chǎn)品，以及可以如此設(shè)置使得在第一步驟中在中間產(chǎn)品上形成加工調(diào)整部分，并且在第二步驟中壓制所述加工調(diào)整部分使其基本消失，彎曲引起的變形量能夠被中間產(chǎn)品自身的形狀所吸收。因此，不需要單獨形成圓緣等，通過冷壓加工超高張力鋼板，保持頂部的橫截面形狀，沿與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲，如此形成鞍型最終產(chǎn)品。

在如上所述的壓制成形方法中，如果在第一成型步驟中，位于兩側(cè)的側(cè)壁部相對于頂板部的傾角在預(yù)定區(qū)域中發(fā)生改變，使預(yù)定區(qū)域中位于兩側(cè)的側(cè)壁部和凸緣部變形，則能夠容易地制造出鞍型最終產(chǎn)品，而無需單獨形成圓緣等。也就是說，如果構(gòu)造為在中間產(chǎn)品的預(yù)定區(qū)域中側(cè)壁部相對于頂板部的傾角發(fā)生改變，側(cè)壁部和凸緣部變形構(gòu)成了加工調(diào)整部分，并且在第二步驟中，通過壓制加工調(diào)整部分以產(chǎn)生最終產(chǎn)品，彎曲時引起的三維變形量能夠由中間產(chǎn)品自身的形狀吸收，從而無需單獨地形成圓緣等。特別地，通過將傾角設(shè)置成0°至90°，可以根據(jù)加工對象的性質(zhì)或材料特性執(zhí)行不同類型的壓制加工。

或者，在如上所述的壓制成形方法中，如果中間產(chǎn)品在預(yù)定區(qū)域中的縱向尺寸(包括縱向延伸量)被設(shè)定為在與上述預(yù)定區(qū)域相同的區(qū)域中最終產(chǎn)品的縱向尺寸的110％，則彎曲時引起的變形量能夠被中間產(chǎn)品自身的形狀充分吸收，從而能夠容易地、精確地制造出鞍型最終產(chǎn)品。

此外，在如上所述的壓制成形方法中，如果中間產(chǎn)品在預(yù)定區(qū)域的縱向上具有多個加工調(diào)整部分，則彎曲時引起的變形量能夠由中間產(chǎn)品自身的形狀容易地、充分地吸收，從而能夠根據(jù)加工對象的性質(zhì)或材料特性執(zhí)行不同類型的壓制加工。

附圖說明

[圖1]是由根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的實施例制造出的中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品的透視圖。

[圖2]是由根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的實施例制造出的中間產(chǎn)品的平面圖。

[圖3]是由根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的實施例制造出的中間產(chǎn)品的側(cè)視圖。

[圖4]是沿圖2中的A-A線至G-G線的剖視圖。

[圖5]是由根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的實施例制造出的最終產(chǎn)品的平面圖。

[圖6]是由根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的實施例制造出的最終產(chǎn)品的側(cè)視圖。

[圖7]是沿圖5中的A-A線至D-D線的剖視圖。

[圖8]是根據(jù)本發(fā)明實施例的在第一步驟中使用的壓制裝置的一部分的截面圖。

[圖9]是根據(jù)本發(fā)明實施例的在第二步驟中使用的壓制裝置的一部分的截面圖。

[圖10]是根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的另一實施例制造出的中間產(chǎn)品的平面圖。

[圖11]是根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的另一實施例制造出的中間產(chǎn)品的側(cè)視圖。

[圖12]是沿圖10中的A-A線至G-G線的剖視圖。

[圖13]是根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的又一實施例制造出的中間產(chǎn)品的平面圖。

[圖14]是根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的又一實施例制造出的中間產(chǎn)品的側(cè)視圖。

[圖15]是沿圖13中的A-A線至F-F線的剖視圖。

[圖16]是根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的又一實施例制造出的中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品的透視圖。

具體實施方式

以下將參照附圖解釋本發(fā)明所期望的實施例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的壓制成形方法的實施例中第一步驟(Pf)之后制造的中間產(chǎn)品20，以及第二步驟(Ps)之后制造出的最終產(chǎn)品10。除這些步驟外，還可任意地執(zhí)行鉆孔、修邊等步驟，圖1中省略了它們的圖示。首先對圖1中的下部示出的鞍型最終產(chǎn)品10進(jìn)行解釋，其中具有帽形橫截面的細(xì)長部件包括頂板部11、側(cè)壁部12，13和位于其兩側(cè)的凸緣部14，15，沿著與帽形橫截面的開口相反的方向(圖1中向上的方向)彎曲該細(xì)長部件以形成鞍形，例如，其可用作車身結(jié)構(gòu)部件。

根據(jù)本實施例，頂板部11的橫向中央處成型有凹部11r，在其兩側(cè)是凸部11p，11p，由此形成了沿縱向延伸的臺階部分。作為臺階部分的替代，可以在橫向中央形成凸部，也可以采用其它形狀或板形(平面)，只要能夠保證預(yù)定的截面模量即可。

為了制造如上所述的最終產(chǎn)品10，根據(jù)本實施例，采用板厚為1.6mm的冷軋鋼板“SPC1180”作為超高張力鋼板，并通過稍后將要描述的壓制裝置(圖8和9所示)執(zhí)行冷壓加工。起先，在第一步驟(Pf)中，通過冷壓加工如上所述的超高張力鋼板，保持如圖1中的上部由雙點劃線示出的預(yù)定形狀(與圖1中的下部示出的最終產(chǎn)品10的頂板部11的形狀大致相同)，即在不使頂板部21變形的情況下保持與頂板部11大致相同的形狀，通過使預(yù)定區(qū)域(M)中位于側(cè)兩側(cè)的側(cè)壁部22，23和凸緣部24，25變形來形成加工調(diào)整部分20a，并使其沿著與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲，如此制造出中間產(chǎn)品20。

根據(jù)本實施例，在圖2-4中示出了形成中間產(chǎn)品20。即，通過改變中間產(chǎn)品20預(yù)定區(qū)域(M)中的側(cè)壁部22，23相對于頂板部21的傾角，使在預(yù)定區(qū)域(M)中具有如圖4中的(A)、(B)、(F)和(G)所示橫截面的側(cè)壁部22，23和凸緣部24，25變形成如圖4中的(C)-(E)所示的側(cè)壁部22a，23a和凸緣部24a，25a，并且側(cè)壁部22和凸緣部24的側(cè)面形狀變形成如圖3所示的側(cè)壁部22a和凸緣部24a的側(cè)面形狀(側(cè)壁部23和凸緣部25以同樣的方式變形)。通過側(cè)壁部22a，23a和凸緣部24a，25a構(gòu)造出加工調(diào)整部分20a，如此制造出如圖3所示帶有彎曲角α(例如139°)的中間產(chǎn)品20。

接下來，在第二步驟(Ps)中，通過對如上所述的中間產(chǎn)品20冷壓加工，使頂板部21的橫截面保持為預(yù)定形狀，通過壓制加工調(diào)整部分20a(如此使該加工調(diào)整部分20a基本消失)，并沿著與帽形橫截面的開口相反的方向?qū)ζ鋸澢?，以便形成鞍型，制造出如上所述的最終產(chǎn)品10。盡管從嚴(yán)格的意義上講，具有不同彎曲角的頂板部11和頂板部21不具有相同的形狀，但從某種意義上說，在不使頂板部21變形(除了改變頂板部21的彎曲角之外)的情形下，頂板部21保持了與目標(biāo)頂板部11大致相同的形狀，執(zhí)行第一步驟(Pf)使頂板部21的橫截面保持為預(yù)定形狀，并且執(zhí)行第二步驟(Ps)。

因此，最終產(chǎn)品10被成型為圖5-7所示的形狀。即，如圖4中的(A)、(B)、(F)和(G)所示的側(cè)壁部22，23和凸緣部24，25的橫截面，以及如圖4中的(C)-(E)所示的側(cè)壁部22a，23a和凸緣部24a，25a的橫截面被變形成如圖7所示的側(cè)壁部12，13和凸緣部14，15的橫截面，此外如圖3所示的側(cè)壁部22，22a和凸緣部24，24a的橫截面被變形成如圖6所示的側(cè)壁部12和凸緣部14的橫截面(以相同的方式使側(cè)壁部23，23a和凸緣部25，25a的橫截面變形)，如此，如圖6所示，鞍型最終產(chǎn)品10被成型為帶有側(cè)壁部12，13和凸緣部14，15，它們沿著整個長度具有相同的橫截面并具有彎曲角β(例如149°)。盡管本實施例的最終產(chǎn)品10被成型為沿整個長度具有相同的橫截面，但以相同的方式也能夠制造出沿縱向具有漸變橫截面的鞍型最終產(chǎn)品。

如圖3所示，根據(jù)如上所述的中間產(chǎn)品20，由虛線箭頭表示的壓縮應(yīng)力施加在預(yù)定區(qū)域(M)中的彎曲部的內(nèi)側(cè)，從而在第一步驟(Pf)之后殘留有由實線箭頭表示的拉伸應(yīng)力。另一方面，對于彎曲部外側(cè)的加工調(diào)整部分20a而言，如圖2-4所示，側(cè)壁部22，23和凸緣部24，25產(chǎn)生三維變形，變成了側(cè)壁部22a，23a和凸緣部24a，25a。也就是說，在加工之前的預(yù)定區(qū)域(M)中，頂板部21和側(cè)壁部22a，23a之間的邊界線(內(nèi)側(cè)脊線)，以及側(cè)壁部22a，23a和凸緣部24a，25a之間的邊界線(外側(cè)脊線)在加工之后彎曲，從而它們變得比預(yù)定區(qū)域(M)中頂板部21和側(cè)壁部22，23之間的邊界線(內(nèi)側(cè)脊線)以及側(cè)壁部22，23和凸緣部24，25之間的邊界線(外側(cè)脊線)長。此外，在本實施例中，如圖3所示，加工后，位于側(cè)壁部22a，23a和凸緣部24a，25a的彎曲部外側(cè)的輪廓線變得比加工之前長。也就是說，圖2和3中示出了在預(yù)定區(qū)域(M)中在側(cè)壁部22，23和凸緣部24，25處產(chǎn)生的三維變形量的橫向分量和縱向分量。因此，如圖3下部的虛線箭頭所示，加工調(diào)整部分20a受到拉伸應(yīng)力，而如實線箭頭所示的壓縮應(yīng)力在第一步驟(Pf)之后被殘留。

根據(jù)如圖6所示的最終產(chǎn)品10，虛線箭頭表示的壓縮應(yīng)力以與圖3相同的方式被施加到預(yù)定區(qū)域(M)中的彎曲部分的內(nèi)側(cè)，從而在圖6上部實線箭頭表示的拉伸應(yīng)力在第二步驟(Ps)之后被殘留。然而，在彎曲部外側(cè)，當(dāng)加工調(diào)整部分20a被壓制(至基本消失)時，施加了壓縮應(yīng)力，從而在圖6中由實線箭頭表示的拉伸應(yīng)力在第二步驟(Ps)之后被殘留。因此，在最終產(chǎn)品10的彎曲部的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，只殘留有實線箭頭表示的拉伸應(yīng)力，從而拉伸應(yīng)力總體上是平衡的，能夠防止產(chǎn)生彈回或扭曲。在沒有以與前述成型方法相同的方式成型如上所述的加工調(diào)整部分20a而對中間產(chǎn)品(未示出)實施彎曲的情況下，盡管這里省略了圖示，但拉伸應(yīng)力仍殘留在彎曲部的內(nèi)側(cè)，壓縮應(yīng)力仍殘留在彎曲部的外側(cè)，從而有可能產(chǎn)生彈回而返回到彎曲前的狀態(tài)，或者有可能產(chǎn)生扭曲。

以下將描述在如上所述的第一步驟(Pf)和第二步驟(Ps)中使用的裝置。圖8示出了在第一步驟(Pf)中使用的裝置，其中該裝置被構(gòu)造為將超高張力鋼板作為工件設(shè)置在下模(Lf)上，驅(qū)動上模(Uf)向下，通過所謂的沖壓形成中間產(chǎn)品20，從而例如將500噸的加工力施加給工件。上模(Uf)安裝有模具121，所述模具121具有帶預(yù)定形狀(中間產(chǎn)品20的輪廓)的壓制表面，下模(Lf)安裝有沖頭122和墊板123，用于提供具有類似預(yù)定形狀的壓制表面。利用這些模具，形成了具有如圖4中的(A)-(G)所示橫截面的側(cè)壁部22，23和凸緣部24，25。

圖9示出了在第二步驟(Ps)中使用的裝置，其中該裝置被構(gòu)造為將中間產(chǎn)品20設(shè)置在下模(Ls)上，驅(qū)動上模(Us)向下，通過所謂的凸輪彎曲形成最終產(chǎn)品10，從而例如將400噸的加工力施加給中間產(chǎn)品20。上模(Us)安裝有模具211，所述模具211具有帶預(yù)定形狀(最終產(chǎn)品10的輪廓)的壓制表面，下模(Ls)安裝有沖頭212和墊板213，用于提供具有類似預(yù)定形狀的壓制表面。沖頭212通過滑板Sp由滑塊214可移動地支撐，以便接近或遠(yuǎn)離墊板213。此外，上模(Us)安裝有驅(qū)動器216，從而能夠通過滑板Sp使驅(qū)動器216的斜面(凸輪面)和滑塊214的斜面(凸輪面)彼此按壓。下模(Ls)設(shè)置有導(dǎo)向部件215，其在豎直方向上引導(dǎo)驅(qū)動器216，并使沖頭212返回(起到復(fù)位彈簧的作用)。因此，在中間產(chǎn)品20設(shè)置在下模(Ls)上的情形下，當(dāng)驅(qū)動上模(Us)向下時，隨著驅(qū)動器216由導(dǎo)向部件215引導(dǎo)向下移動，滑塊214被驅(qū)動朝向墊板213，如此通過所謂的凸輪彎曲(依靠凸輪彎曲)形成最終產(chǎn)品10。

根據(jù)上述實施例，如圖4的(D)所示，在中間產(chǎn)品20的預(yù)定區(qū)域(M)中將側(cè)壁部22a，23a相對于頂板部21的傾角設(shè)定為80°，也可以設(shè)定成0°-90°范圍內(nèi)的某一角度。如前所述，通過在中間產(chǎn)品20的側(cè)壁部22，23和凸緣部24，25上產(chǎn)生的三維變形量來確定預(yù)定區(qū)域(M)的縱向伸長。例如，將中間產(chǎn)品20的包含縱向伸長的縱向尺寸設(shè)定為最終產(chǎn)品10在與預(yù)定區(qū)域(M)相同的區(qū)域中縱向尺寸的110％，這與側(cè)壁部22a，23a相對于頂板部21的傾角的設(shè)定是一致的。對于如上所述的110％，其作為根據(jù)本實施例的適當(dāng)值。當(dāng)然，并不限于這一比率，還可以根據(jù)超高張力鋼板的特性進(jìn)行設(shè)置，或者根據(jù)最終產(chǎn)品10和中間產(chǎn)品20的形狀設(shè)定，這由模擬或各種分析得出。

此外，在中間產(chǎn)品20的預(yù)定區(qū)域(M)中將側(cè)壁部22a，23a相對于頂板部21的傾角設(shè)定為0°，在此情形下，制造如圖10-12所示的中間產(chǎn)品30，以下將在另一實施例中對此進(jìn)行描述。即，根據(jù)如圖10-12所示的中間產(chǎn)品30，在預(yù)定區(qū)域(M)中，具有與如圖12的(A)、(B)、(F)和(G)所示橫截面相同橫截面的側(cè)壁部32，33和凸緣部34，35被變形成如圖12的(C)-(E)所示的側(cè)壁部32c，33c和凸緣部34c，35c，并且側(cè)壁部32和凸緣部34的側(cè)面形狀變形成如圖11所示的側(cè)壁部32c和凸緣部34c的側(cè)面形狀(側(cè)壁部33和凸緣部35以相同的方式變形)。于是，由側(cè)壁部32c，33c和凸緣部34c，35c構(gòu)造出加工調(diào)整部分30c，從而制造出如圖11所示的帶有彎曲角(例如139°)的中間產(chǎn)品30。

在圖10-12中，除了如上所述的30c等之外，與圖2-4中附圖標(biāo)記20幾所示部件相對應(yīng)的部件用30幾表示，這些部件與那些部件基本相同，因此，這里省略了對它們的說明。此外，與上述實施例相同，從中間產(chǎn)品30變形成最終產(chǎn)品10是三維變形，如此嚴(yán)格說來，分別具有不同彎曲角的頂板部11和頂板部31形狀并不相同。然而，從某種意義上說，頂板部31保持與目標(biāo)頂板部11大致相同的形狀，頂板部31沒有變形(除了改變頂板部31的彎曲角之外)，能夠執(zhí)行第一步驟，使頂板部31的橫截面保持預(yù)定形狀。

根據(jù)如上所述的中間產(chǎn)品20和30，加工調(diào)整部分20a，30a分別被設(shè)置在一個部分處。然而，如圖13-15所示的實施例，也可以在預(yù)定區(qū)域(M)中沿縱向設(shè)置多個加工調(diào)整部分。即，成形如圖13-15所示的中間產(chǎn)品40，使得在預(yù)定區(qū)域(M)中，具有與如圖15的(A)、(B)和(F)所示橫截面相同橫截面的側(cè)壁部42，43和凸緣部44，45被變形成具有如圖15的(C)-(E)所示的側(cè)壁部42d，42e，43d，43e和凸緣部44d，44e，45d，45e，并且側(cè)壁部42和凸緣部44的側(cè)面形狀變形成如圖14所示的側(cè)壁部42d，42e和凸緣部44d，44e的側(cè)面形狀(側(cè)壁部43和凸緣部45以相同的方式變形)。因此，由側(cè)壁部42d，42e，43d，43e和凸緣部44d，44e，45d，45e構(gòu)造出兩個加工調(diào)整部分40d，40e，從而制造出如圖14所示的帶有彎曲角(例如139°)的中間產(chǎn)品40。

在圖13-15中，除了如上所述的40d，40e等之外，與圖2-4中附圖標(biāo)記20幾所示部件相對應(yīng)的部件用40幾表示，這些部件與那些部件基本相同，因此，這里省略了對它們的說明。

在每一個如上所述的實施例中，中間產(chǎn)品20,30,40成形為彎曲的。相反地，如圖16所示，例如，在第一步驟(Pfx)中不執(zhí)行彎曲，但可以僅在第二步驟(Ps)中執(zhí)行彎曲。也就是說，在如圖16所示的第一步驟(Pfx)中，通過冷壓加工超高張力鋼板，保持頂板部51的預(yù)定形狀而不使其變形，在預(yù)定區(qū)域(M)中使位于其兩側(cè)的側(cè)壁部52(省略了與之相對的側(cè)壁部的附圖標(biāo)記)和凸緣部54(省略了與之相對的凸緣部的附圖標(biāo)記)變形，以形成加工調(diào)整部分50a，如此制造出中間產(chǎn)品50。

接著，在第二步驟(Ps)中，通過冷壓加工如上所述中間產(chǎn)品50，壓制所述加工調(diào)整部分50a(如此使加工調(diào)整部分50a基本消失)，并沿著與帽形橫截面的開口相反的方向彎曲使其彎曲，以此形成鞍型最終產(chǎn)品，如此制造如上所述的最終產(chǎn)品10。在第二步驟(Ps)中，頂板部51保持預(yù)定形狀(除了彎曲前后的變化)，沿著與帽形橫截面的開口相反的方向?qū)ζ溥M(jìn)行彎曲。

與圖16所示實施例相反，可以不在第二步驟中執(zhí)行彎曲，而僅在第一步驟中執(zhí)行彎曲。例如，在圖1所示的第一步驟(Pf)中，使頂板部21的橫截面保持預(yù)定形狀，在預(yù)定區(qū)域(M)中通過使位于其兩側(cè)的側(cè)壁部22a，23a和凸緣部24a，25a變形來形成加工調(diào)整部分20a，并沿著與帽形橫截面的開口相反的方向?qū)ζ溥M(jìn)行彎曲，可制造出中間產(chǎn)品20，并且在第二步驟(Ps)中，通過對中間產(chǎn)品20冷壓加工，使頂板部21的橫截面保持預(yù)定形狀，在不進(jìn)行彎曲的情形下壓制所述加工調(diào)整部分20，可制造出圖1所示的最終產(chǎn)品。

如上所述，在上述任一實施例中，通過改變中間產(chǎn)品20的預(yù)定區(qū)域(M)中側(cè)壁部22，23相對于頂板部21的傾角，使側(cè)壁部22，23和凸緣部24，25變形以形成加工調(diào)整部分20a等，以及在第二步驟(Ps)中，通過壓制加工調(diào)整部分20a(使加工調(diào)整部分20a等基本消失)，形成最終產(chǎn)品。因此，彎曲時引起的三維變形量能夠被中間產(chǎn)品20本身的形狀吸收，從而不需要單獨地形成圓緣等。盡管加工調(diào)整部分20a等沒有完全消失，并且例如壓制的標(biāo)記(例如脫色的部分)將被殘留，但在產(chǎn)品的使用中不會引起任何麻煩。在任意實施例中，在最終產(chǎn)品10的兩個相反端部形成有凸緣部等的產(chǎn)品都能夠通過包括第一步驟(Pf，Pfx)和第二步驟(Ps)的工藝制造出來。

附圖標(biāo)記說明

10 最終產(chǎn)品

20，30，40，50 中間產(chǎn)品

11，21，31，41，51 頂板部

12，22，32，42，52 側(cè)壁部

13，23，33，43，53 側(cè)壁部

14，24，34，44，54 凸緣部

15，25，35，45，55 凸緣部

20a，30c，40d，40e，50a 加工調(diào)整部分

Pf 第一步驟

Ps 第二步驟

Uf，Us 上模

Lf，Ls 下模

121，211 模具

122，212 沖頭

123，213 墊板

214 滑塊

216 驅(qū)動器