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坯料以及沖壓成型品的制造方法與流程

文檔序號(hào):12282692閱讀:370來源:國知局
坯料以及沖壓成型品的制造方法與流程

本發(fā)明涉及坯料以及使用了該坯料的沖壓成型品的制造方法。



背景技術(shù):

汽車的車身殼體具有將前柱、中柱、下邊梁、上邊梁、縱梁等骨架部件與機(jī)罩脊板、前圍板、前地板面板、后地板前側(cè)面板、后地板后側(cè)面板等各種成型面板接合而成的整體結(jié)構(gòu)構(gòu)造(承載式車身構(gòu)造)。前柱、中柱、下邊梁等、一般具有閉合截面的骨架部件為,通過將前柱加強(qiáng)件、中柱加強(qiáng)件、下邊梁外側(cè)加強(qiáng)件等構(gòu)成部件與外側(cè)面板、內(nèi)側(cè)面板這樣的其他構(gòu)成部件接合,由此組裝而成。

圖19是表示通過利用點(diǎn)焊將構(gòu)成部件2、3、4、5接合而形成的骨架部件1的一例的說明圖。如該圖所示,構(gòu)成部件2具有具備頂板部2a、左右一對(duì)縱壁部2b、2b、與縱壁部2b、2b相連的凸緣部2c、2c的大致帽形的橫截面形狀,并且,頂板部2a在俯視時(shí)具有T字狀的外形(以下,將具有這樣的外形的構(gòu)件還稱作“T字狀形狀構(gòu)件”),由此,能夠確保骨架部件1的強(qiáng)度以及剛性。

圖20是表示頂板部在俯視時(shí)具有T字狀的外形的T字狀形狀構(gòu)件2的說明圖。如該圖所示,T字狀形狀構(gòu)件2構(gòu)成為,包括沿著長度方向延伸的第1成型部12、以及構(gòu)成長度方向一端部的第2成型部14。進(jìn)而,在T字狀形狀構(gòu)件2中,第2成型部14處的頂板部的寬度尺寸被設(shè)定為大于第1成型部12處的頂板部的寬度尺寸,第2成型部14的長度方向的端部在俯視時(shí)形成為T字形。另外,作為T字狀形狀構(gòu)件2的變形,還存在頂板部在俯視時(shí)具有Y字狀的外形的Y字狀形狀構(gòu)件(未圖示)、頂板部在俯視時(shí)具有L字狀的外形的L字狀形狀構(gòu)件(未圖示)。

并且,在通過沖壓成型來制造這些T字狀形狀構(gòu)件2、Y字狀形狀構(gòu)件、L字狀形狀構(gòu)件的情況下,為了抑制褶皺的產(chǎn)生而采用基于拉深成型的沖壓加工。

但是,為了通過基于拉深成型的沖壓加工來制造沖壓成型品,在中間沖壓成型品的周圍不可避免地需要大范圍的修整區(qū)域,由此沖壓成型品的成品率降低而制造成本上升。

此外,為了防止沖壓成型品的褶皺以及裂紋的產(chǎn)生,以往,作為中柱加強(qiáng)件等T字狀形狀構(gòu)件的坯料,使用延展性優(yōu)異的強(qiáng)度比較低的金屬板。因此,為了確保強(qiáng)度而不得不增厚坯料的板厚,而難以避免重量增加、成本上升。

另一方面,例如在日本專利申請(qǐng)公開2003-103306號(hào)公報(bào)、日本專利申請(qǐng)公開2004-154859號(hào)公報(bào)、日本專利申請(qǐng)公開2006-015404號(hào)公報(bào)、以及日本專利申請(qǐng)公開2008-307557號(hào)公報(bào)中,公開了用于制造沿長度方向的全長具有帽形狀、Z字狀形狀等簡單的截面形狀的構(gòu)件的基于彎曲成型的沖壓加工方法。但是,這些方法都無法應(yīng)用于T字狀形狀構(gòu)件、Y字狀形狀構(gòu)件以及L字狀形狀構(gòu)件這樣的具有復(fù)雜形狀的構(gòu)件的制造。

并且,近年來,以輕量化、高強(qiáng)度化為目的,在骨架部件使用高強(qiáng)度鋼板。高強(qiáng)度鋼板與一般的鋼板相比延展性更小,因此被要求抑制沖壓加工時(shí)的褶皺、裂紋等的產(chǎn)生的方法。因此,在國際公開第2011/145679號(hào)小冊(cè)子中記載了一種沖壓成型品的制造方法(自由彎曲方法),即便使用由延展性較小的高強(qiáng)度鋼板構(gòu)成的坯料,也能夠在抑制褶皺、裂紋等的產(chǎn)生的同時(shí),制造T字狀形狀構(gòu)件、Y字形形狀構(gòu)件、L字狀形狀構(gòu)件。

在該沖壓成型品的制造方法(自由彎曲方法)中,在對(duì)第2成型部14中的縱壁部2b以及凸緣部2c進(jìn)行成型時(shí),使第2成型部14中的頂板部2a在模具內(nèi)進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))而制造T字狀形狀構(gòu)件2。

但是,當(dāng)?shù)?成型部14的頂板部2a的寬度尺寸變大時(shí),即便通過上述自由彎曲方法,有時(shí)也會(huì)由于坯料的板厚減少變大而產(chǎn)生裂紋。具體而言,發(fā)現(xiàn)存在自由彎曲方法所特有的如下那樣的新課題:在第2成型部14的從縱壁部2b與凸緣部2c相連的部分(圖20所示的A部分)產(chǎn)生裂紋(以下,將該裂紋稱作“凸緣裂紋”),或者在第2成型部14的頂板部2a的長度方向一端的邊緣(圖20所示的B部分)產(chǎn)生裂紋(以下稱作“頂板邊緣裂紋”)。

與此相對(duì),在國際公開第2014/050973號(hào)中,為了避免頂板邊緣裂紋,而在坯料的長度方向兩端的邊緣設(shè)置有朝長度方向外側(cè)鼓出的余料部(參照該公報(bào)的第0035段以及圖3)。具體而言,余料部以相對(duì)于坯料的長度方向兩端的邊緣朝長度方向外側(cè)凸出的方式鼓出。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的課題

但是,即便是在邊緣設(shè)置有余料部的坯料,也在以下所示的方面存在改善的余地。即,在坯料的長度方向兩端的邊緣,呈大致直線狀地形成有相對(duì)于余料部在寬度方向兩側(cè)鄰接的部分(以下,為了方便而稱作“鄰接邊緣”)。換言之,在鄰接邊緣與余料部的邊界部,大致直線狀的鄰接邊緣與被彎曲的余料部交叉。因此,即使在使用國際公開第2014/050973號(hào)所記載的坯料通過上述自由彎曲方法來制造T字狀形狀構(gòu)件2的情況下,當(dāng)T字狀形狀構(gòu)件2的第2成型部14中的頂板部2a的寬度尺寸變大時(shí),鄰接邊緣與余料部的邊界部的板厚減少也變大,在該邊界部有可能產(chǎn)生頂板邊緣裂紋。

本發(fā)明是考慮到上述情況而進(jìn)行的,其目的在于,得到能夠抑制頂板邊緣裂紋的坯料以及沖壓成型品的制造方法。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的坯料是用于對(duì)沖壓成型品進(jìn)行成型的坯料,該沖壓成型品具備:頂板部,形成為將第1方向作為長度方向的長條狀,具有在俯視時(shí)沿著長度方向延伸的一對(duì)外緣,長度方向一側(cè)的端部的上述外緣的至少一方朝寬度方向外側(cè)彎曲并伸出,且該一方相對(duì)于長度方向一側(cè)的邊緣朝長度方向另一側(cè)分離配置;一對(duì)縱壁部,從上述一對(duì)外緣朝下方側(cè)伸出;以及一對(duì)凸緣部,在俯視時(shí)從上述縱壁部的下端部朝與上述頂板部相反側(cè)伸出,上述坯料具有:展開邊緣,構(gòu)成上述坯料的長度方向一側(cè)的邊緣;以及余料部,形成于上述展開邊緣,上述余料部的邊緣具有:第1凸部,相對(duì)于上述展開邊緣朝上述坯料的長度方向一側(cè)凸出;第1凹部,相對(duì)于上述第1凸部在上述坯料的寬度方向外側(cè)鄰接,形成為朝上述坯料的長度方向一側(cè)開放的凹狀,并且將上述展開邊緣與第1凸部連接;以及第2凹部,相對(duì)于上述第1凸部在上述坯料的寬度方向內(nèi)側(cè)鄰接,形成為朝上述坯料的長度方向一側(cè)開放的凹狀,并且將上述展開邊緣與第1凸部連接。

根據(jù)解決上述課題的坯料,坯料成為具備頂板部、一對(duì)縱壁部以及一對(duì)凸緣部的沖壓成型品的坯料。沖壓成型品的頂板部形成為將第1方向作為長度方向的長條狀。此外,頂板部具有在俯視時(shí)沿著長度方向延伸的一對(duì)外緣。并且,頂板部的長度方向一側(cè)的端部處的外緣中的至少一方朝寬度方向外側(cè)彎曲,并且相對(duì)于長度方向一側(cè)的邊緣朝長度方向另一側(cè)分離配置。因此,沖壓成型品的長度方向一側(cè)的端部形成為在俯視時(shí)呈T字形狀或者L字形狀,沖壓成型品成為T字狀形狀構(gòu)件或者L字狀形狀構(gòu)件。

此外,在沖壓成型品中,一對(duì)縱壁部從一對(duì)頂板部的外緣朝下方側(cè)伸出,一對(duì)凸緣部在俯視時(shí)從縱壁部的下端部朝與頂板部相反側(cè)伸出。由此,沖壓成型品形成為從長度方向另一側(cè)觀察而朝下方側(cè)開放的帽形狀。

另一方面,坯料具有構(gòu)成坯料的長度方向一側(cè)的邊緣的展開邊緣、以及形成于展開邊緣的余料部。

此處,余料部的邊緣具有相對(duì)于展開邊緣朝坯料的長度方向一側(cè)凸出的第1凸部。因此,展開邊緣通過余料部而朝長度方向一側(cè)凸起。由此,在沖壓成型品的成型過程中,即便展開邊緣以及余料部的邊緣在模具內(nèi)進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng)),也能夠抑制坯料的長度方向一側(cè)的邊緣(即展開邊緣以及余料部的邊緣)的板厚減少。

并且,余料部的邊緣具有相對(duì)于第1凸部在坯料的寬度方向外側(cè)鄰接的第1凹部、以及相對(duì)于第1凸部在坯料的寬度方向內(nèi)側(cè)鄰接的第2凹部。而且,第1凹部以及第2凹部形成為朝沖壓成型品的長度方向一側(cè)開放的凹狀,并將展開邊緣與第1凸部連接。因此,能夠利用第1凹部以及第2凹部將第1凸部與展開邊緣的邊界部分順暢地連接。由此,能夠抑制坯料的第1凸部與展開邊緣的邊界部分的局部的板厚減少,而能夠抑制該邊界部分的頂板邊緣裂紋。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的坯料,具有能夠抑制頂板邊緣裂紋這樣的優(yōu)異效果。

附圖說明

圖1是示意地表示使用第1實(shí)施方式的坯料而成型的沖壓成型品的立體圖。

圖2是表示圖1所示的沖壓成型品的主要部分的尺寸的一例的說明圖。

圖3是將圖1所示的沖壓成型品的寬度方向一側(cè)的部分放大表示的立體圖。

圖4是示意地表示第1實(shí)施方式的坯料的平面圖。

圖5是用于對(duì)圖4所示的虛擬棱線部進(jìn)行說明的說明圖。

圖6是用陰影線表示圖4所示的坯料的面外變形抑制區(qū)域的說明圖。

圖7是示意地表示制造圖1所示的沖壓成型品時(shí)使用的模具單元的分解的狀態(tài)的說明圖。

圖8A是在圖3的a-a截面位置說明圖7所示的模具單元的沖壓成型工序的概要的說明圖。

圖8B是在圖3的b-b截面位置說明圖7所示的模具單元的沖壓成型工序的概要的說明圖。

圖9是表示將坯料設(shè)置在沖模模具上的狀態(tài)的立體圖。

圖10是表示將坯料成型為沖壓成型品之后的狀態(tài)的立體圖。

圖11A是用于對(duì)將比較例1的坯料沖壓成型之后的坯料邊緣周邊的板厚減少率進(jìn)行說明的說明圖。

圖11B是用于對(duì)將比較例2的坯料沖壓成型之后的坯料邊緣周邊的板厚減少率進(jìn)行說明的說明圖。

圖11C是用于對(duì)將第1實(shí)施方式的坯料沖壓成型之后的坯料邊緣周邊的板厚減少率進(jìn)行說明的說明圖。

圖12是用于對(duì)將沖壓成型品沖壓成型時(shí)的材料的流入軌跡進(jìn)行說明的平面圖。

圖13是用于對(duì)將沖壓成型品沖壓成型時(shí)的材料的流入軌跡進(jìn)行說明的立體圖。

圖14A是示意地表示比較例3的坯料的平面圖。

圖14B是示意地表示比較例4的坯料的平面圖。

圖14C是示意地表示比較例5的坯料的平面圖。

圖14D是示意地表示比較例6的坯料的平面圖。

圖14E是示意地表示第1實(shí)施方式的坯料的平面圖。

圖15是表示將第1實(shí)施方式的沖壓成型品用作為汽車的骨架構(gòu)件時(shí)的沖壓成型品的形狀的二面圖。

圖16是示意地表示使用第2實(shí)施方式的坯料而成型的沖壓成型品的立體圖。

圖17是示意地表示第2實(shí)施方式的坯料的平面圖。

圖18是表示將第2實(shí)施方式的沖壓成型品用作為汽車的骨架構(gòu)件時(shí)的沖壓成型品的形狀的二面圖。

圖19是表示通過利用點(diǎn)焊來接合構(gòu)成部件而形成的骨架部件的一例的說明圖。

圖20是表示頂板部在俯視時(shí)具有T字狀的外形的T字狀形狀構(gòu)件的說明圖。

具體實(shí)施方式

(第1實(shí)施方式)

以下,首先對(duì)使用第1實(shí)施方式的坯料30而制造的沖壓成型品20進(jìn)行說明。然后,對(duì)成型沖壓成型品20時(shí)所使用的模具單元40進(jìn)行說明,接著對(duì)坯料30進(jìn)行說明。另外,在以下的說明中,以使沖壓成型品20成為T字狀形狀構(gòu)件的例子進(jìn)行說明。此外,成為沖壓成型品20的原材料的坯料30,只要是適于沖壓成型的金屬板即可,其材質(zhì)并無特別限定。此外,作為坯料30,例如優(yōu)選為鋼板、鋁板、進(jìn)而為將鋼、鋁作為主成分的合金板這樣的適于沖壓成型的金屬板。而且,在本實(shí)施方式中,以坯料30為鋼板的情況進(jìn)行說明。

(關(guān)于沖壓成型品20)

沖壓成型品20如下地得到:將后述的坯料30或者對(duì)坯料30實(shí)施了預(yù)加工的成型板作為原材料,使用后述的模具單元40,通過后述的沖壓成型方法(自由彎曲方法)進(jìn)行沖壓成型。

如圖1所示,沖壓成型品20形成為將第1方向(圖1的箭頭D1方向以及箭頭D2方向)作為長度方向的長條狀。另外,在圖中適當(dāng)表示的箭頭D1以及箭頭D2表示沖壓成型品20的長度方向。并且,箭頭D1表示沖壓成型品20的長度方向一側(cè),箭頭D2表示沖壓成型品20的長度方向另一側(cè)。此外,在圖中適當(dāng)表示的箭頭D3以及箭頭D4表示在俯視時(shí)與沖壓成型品20的長度方向正交的沖壓成型品20的寬度方向。以下,在僅使用長度方向、寬度方向進(jìn)行說明的情況下,只要無特別否定,則表示沖壓成型品20的長度方向、寬度方向。

在沖壓成型品20中,長度方向一側(cè)的端部朝寬度方向兩個(gè)外側(cè)(圖1的箭頭D3方向以及箭頭D4方向)突出,而形成為大致T字形狀,并且成為相對(duì)于寬度方向的中心線(省略圖示)左右對(duì)稱的形狀。并且,沖壓成型品20構(gòu)成為,包括沿著長度方向延伸的第1成型部21、以及構(gòu)成沖壓成型品20的長度方向一側(cè)的端部且與第1成型部21的長度方向一側(cè)鄰接的第2成型部22。另外,沖壓成型品20的寬度方向外側(cè)是指相對(duì)于第1成型部21的寬度方向的中心線(省略圖示)分離的方向側(cè)。另一方面,沖壓成型品20的寬度方向內(nèi)側(cè)是指相對(duì)于第1成型部21的寬度方向的中心線接近的方向側(cè)。

此外,從長度方向另一側(cè)觀察,沖壓成型品20形成為朝下方側(cè)(圖1的箭頭D5側(cè))開放的截面大致帽形狀。由此,沖壓成型品20構(gòu)成為,包括頂板部20a、一對(duì)棱線部20b、一對(duì)縱壁部20c以及一對(duì)凸緣部20d。以下,進(jìn)行具體說明。

在從上方側(cè)(圖1的箭頭D6側(cè))觀察的俯視時(shí),頂板部20a形成為大致T字形板狀。具體而言,頂板部20a具有沿著長度方向延伸的一對(duì)外緣20aA。外緣20aA的與第1成型部21對(duì)應(yīng)的部分成為第1外緣20aA-1,一對(duì)第1外緣20aA-1沿著長度方向大致平行地配置。由此,頂板部20a中的與第1成型部21對(duì)應(yīng)的部分的寬度W1被設(shè)定為大致一定。

另一方面,外緣20aA的與第2成型部22對(duì)應(yīng)的部分且是與第1外緣20aA-1鄰接的部分成為第2外緣20aA-2,第2外緣20aA-2從第1外緣20aA-1的長度方向一端朝寬度方向外側(cè)伸出。具體而言,第2外緣20aA-2以在俯視時(shí)朝沖壓成型品20的長度方向一側(cè)且朝寬度方向內(nèi)側(cè)凸出的方式彎曲為弧狀。由此,在與第2成型部22對(duì)應(yīng)的頂板部20a中,在與第1成型部21鄰接的部分,寬度W2被設(shè)定為隨著趨向沖壓成型品20的長度方向一側(cè)而變大(變寬)。并且,第2外緣20aA-2相對(duì)于頂板部20a的長度方向一側(cè)的邊緣朝長度方向另一側(cè)分離配置。

進(jìn)而,外緣20aA具有第3外緣20aA-3,第3外緣20aA-3從第2外緣20aA-2的寬度方向外側(cè)端朝沖壓成型品20的寬度方向外側(cè)伸出。另外,在外緣20aA中也可以省略第3外緣20aA-3。

一對(duì)縱壁部20c從頂板部20a的第1外緣20aA-1、第2外緣20aA-2以及第3外緣20aA-3經(jīng)由棱線部20b朝下方側(cè)伸出。因此,縱壁部20c沿著第1外緣20aA-1、第2外緣20aA-2以及第3外緣20aA-3延伸,并且與第2外緣20aA-2連接的縱壁部20c在俯視時(shí)彎曲為弧狀。即,一對(duì)縱壁部20c不形成在頂板部20a的長度方向一側(cè)的邊緣以及第2成型部22中的頂板部20a的寬度方向外側(cè)的邊緣,而相對(duì)于頂板部20a的長度方向一側(cè)的邊緣朝長度方向一側(cè)分離配置。

一對(duì)凸緣部20d在俯視時(shí)從縱壁部20c的前端(下端)朝與頂板部20a相反側(cè)伸出,而與頂板部20a大致平行地配置。因此,凸緣部20d在俯視時(shí)也沿著第1外緣20aA-1、第2外緣20aA-2以及第3外緣20aA-3延伸,經(jīng)由縱壁部20c與第2外緣20aA-2連接的凸緣部20d在俯視時(shí)彎曲為弧狀。

棱線部20b形成于頂板部20a與縱壁部20c的邊界部分。并且,與第1外緣20aA-1對(duì)應(yīng)的棱線部20b為第1棱線部20b-1,與第2外緣20aA-2對(duì)應(yīng)的棱線部20b為第2棱線部20b-2,與第3外緣20aA-3對(duì)應(yīng)的棱線部20b為第3棱線部20b-3。并且,將與彎曲的第2棱線部20b-2連接的縱壁部20c以及凸緣部20d的部位統(tǒng)稱為彎曲部23。

另外,從頂板部20a的上方側(cè)觀察,第2棱線部20b-2(第2外緣20aA-2)可以為具有一定曲率的形狀、橢圓弧形狀、具有多個(gè)曲率的形狀等。即,在沖壓成型品20中,在俯視時(shí),在彎曲為弧狀的第2棱線部20b-2的徑向外側(cè)存在頂板部20a,在第2棱線部20b-2的徑向內(nèi)側(cè)(弧的中心點(diǎn)側(cè))存在凸緣部20d。進(jìn)而,頂板部20a不需要為完全的平面,也可以基于沖壓制品的設(shè)計(jì)等對(duì)頂板部20a賦予各種附加形狀(例如凹部、凸部等)。

此外,如圖3所示,將沖壓成型品20中的第2棱線部20b-2的基端部(與第1棱線部20b-1鄰接的端部,且是相對(duì)于后述的坯料30的長度方向一側(cè)的坯料邊緣30a在長度方向上較遠(yuǎn)的位置的端部)設(shè)為端部PA(第1端部)。另一方面,將第2棱線部20b-2的末端部(與第3棱線部20b-3鄰接的端部)設(shè)為端部PB(第2端部)。并且,在俯視時(shí),第1棱線部20b-1以在端部PA與第2棱線部20b-2相接的方式與第2棱線部20b-2連接。進(jìn)而,第3棱線部20b-3從端部PB朝寬度方向外側(cè)伸出。

接著,使用圖2對(duì)沖壓成型品20的尺寸進(jìn)行說明。沖壓成型品20的長度方向的尺寸被設(shè)定為100~1600mm的范圍(在本實(shí)施方式中,例如為300mm)。此外,第1成型部21中的頂板部20a的寬度W1被設(shè)定為50~200mm的范圍(在本實(shí)施方式中,例如為100mm)。另一方面,沖壓成型品20的長度方向一側(cè)的端部的頂板部20a的寬度W3被設(shè)定為70~2000mm的范圍(在本實(shí)施方式中為320mm)。

一對(duì)縱壁部20c的高度被設(shè)定為20~120mm的范圍(在本實(shí)施方式中,例如為50mm)。此處,當(dāng)將縱壁部20c的高度設(shè)定為不足彎曲為弧狀的第2棱線部20b-2的周長的0.2倍或者不足20mm時(shí),則存在容易在縱壁部20c產(chǎn)生褶皺的傾向。因此,縱壁部20c的高度優(yōu)選為第2棱線部20b-2的周長的0.2倍以上或者20mm以上。

進(jìn)而,彎曲的縱壁部20c的曲率半徑被設(shè)定在5~500mm的范圍(在本實(shí)施方式中為100mm)。即,當(dāng)該最大曲率部的曲率半徑不足5mm時(shí),則最大曲率部的周邊局部地伸出,因此存在容易產(chǎn)生裂紋的傾向。另一方面,當(dāng)最大曲率部的曲率半徑超過500mm時(shí),則從沖壓成型品20的長度方向一側(cè)的端部的頂板部20a的寬度W3減去第1成型部21的寬度W1而得到的長度變長。由此,在沖壓成型的過程中朝縱壁部20c拉入的距離變長,因此后述的模具單元40與坯料30的滑動(dòng)距離變大,加劇模具單元40的磨損,模具壽命變短。因此,最大曲率部的曲率半徑更優(yōu)選為300mm以下。

進(jìn)而,一對(duì)凸緣部20d的寬度均被設(shè)定為10~100mm的范圍(在本實(shí)施方式中,例如為30mm)。此外,如圖3所示,在凸緣部20d中,比彎曲的凸緣部20d的周向(延伸方向)的中央線C更朝向端部PA的一側(cè)的寬度hi為25mm以上且100mm以下即可。

更具體而言,在后述的沖壓成型中優(yōu)選為,以從上述中央線C通過端部PA到從端部PA朝長度方向另一側(cè)分離50mm的位置為止的區(qū)間中的凸緣部20d的寬度hi(參照?qǐng)D3中被施加了陰影線的部分)為25mm以上且100mm以下的方式,進(jìn)行沖壓成型。即,當(dāng)在上述區(qū)間內(nèi)存在寬度hi不足25mm的部位時(shí),則沖壓成型時(shí)的凸緣部20d的板厚減少變大,容易產(chǎn)生裂紋。其原因在于,在沖壓成型的過程中,將第2成型部22的頂板部20a的長度方向一端部(圖1中的B部分附近)朝縱壁部20c側(cè)拉入的力集中在凸緣部20d附近。

另一方面,當(dāng)在上述區(qū)間內(nèi)存在寬度hi超過100mm的部位時(shí),則在凸緣部20d中,在凸緣部20d的周向(延伸方向)上被壓縮的量變大,容易產(chǎn)生褶皺。因此,通過將上述區(qū)間內(nèi)的寬度hi設(shè)為25mm以上且100mm以下,能夠抑制凸緣部20d產(chǎn)生褶皺和裂紋。

另外,凸緣部20d的寬度hi通過凸緣部20d向與凸緣部20d的邊緣的任意位置處的切線正交的方向的距離來定義。進(jìn)而,在制造凸緣部20d的寬度hi不足25mm的形狀的構(gòu)件的情況下,優(yōu)選為,在通過沖壓成型制造了具備具有25mm以上的寬度的凸緣部20d的中間沖壓成型體之后,切除無用部分。

(關(guān)于模具單元40)

接著,使用圖7對(duì)作為用于制造沖壓成型品20的“模具”的模具單元40進(jìn)行說明。另外,在圖7中圖示出與沖壓成型品20的寬度方向一側(cè)的部分對(duì)應(yīng)的模具單元40,并省略圖示與沖壓成型品20的寬度方向另一側(cè)的部分對(duì)應(yīng)的模具單元40。如該圖所示,模具單元40構(gòu)成為,包括沖模模具41、襯墊42以及一對(duì)彎曲模43(在圖7中,僅圖示出一方的彎曲模43)。

沖模模具41構(gòu)成模具單元40的下部。在沖模模具41上形成有用于形成沖壓成型品20的縱壁部20c以及凸緣部20d的凹部。換言之,在沖模模具41上形成有從凹部的底面突出的凸部。并且,凸部在俯視時(shí)形成為大致T字形,凸部的外側(cè)面與頂板部20a、棱線部20b以及縱壁部20c的內(nèi)側(cè)面的形狀對(duì)應(yīng)地形成。

襯墊42構(gòu)成模具單元40的上部。襯墊42在沖模模具41(詳細(xì)來說,為形成大致T字形的凸部)的上方側(cè)的位置上,在上下方向上與沖模模具41對(duì)置地配置。并且,襯墊42與頂板部20a的形狀對(duì)應(yīng)、在俯視時(shí)形成為大致T字形,襯墊42的下面形成為與頂板部20a的外側(cè)面對(duì)應(yīng)的形狀。

彎曲模43與襯墊42一起構(gòu)成模具單元40的上部。彎曲模43配置在襯墊42的寬度方向外側(cè),并且在沖模模具41的凹部的上方側(cè)的位置上在上下方向上與沖模模具41對(duì)置地配置。并且,彎曲模43形成為與沖壓成型品20的縱壁部20c以及凸緣部20d對(duì)應(yīng)的形狀。具體而言,彎曲模43的側(cè)面成為用于成型縱壁部20c的縱壁成型面43A。該縱壁成型面43A構(gòu)成為,包括:在俯視時(shí)沿著長度方向延伸的第1縱壁成型面43A-1;成型彎曲部23的縱壁部20c的第2縱壁成型面43A-2;以及從第2縱壁成型面43A-2朝寬度方向外側(cè)延伸的第3縱壁成型面43A-3。此外,彎曲模43的下面成為用于成型凸緣部20d的凸緣成型面43B,凸緣成型面43B形成為與凸緣部20d的外側(cè)面對(duì)應(yīng)的形狀。

進(jìn)而,彎曲模43的縱壁成型面43A與凸緣成型面43B的邊界部分成為彎曲模43的肩部43C。并且,在肩部43C中,與第1縱壁成型面43A-1、第2縱壁成型面43A-2、以及第3縱壁成型面43A-3分別連接的肩部43C,成為第1肩部43C-1、第2肩部(彎曲肩部)43C-2、以及第3肩部43C-3。

此外,在模具單元40中,與后述的沖壓成型品20的第1制造方法對(duì)應(yīng),通過襯墊42將坯料30朝下方側(cè)(即沖模模具41側(cè))加壓到允許坯料30的面內(nèi)移動(dòng)的程度。具體而言,驅(qū)動(dòng)襯墊42的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由使用了彈簧的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓式的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣墊等構(gòu)成。

另一方面,在通過后述的第2制造方法來制造沖壓成型品20的情況下,構(gòu)成為將沖模模具41與襯墊42之間的間隙保持在坯料30的板厚以上且板厚的1.1倍以下的狀態(tài)。在該情況下,驅(qū)動(dòng)襯墊42的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電動(dòng)缸、液壓伺服裝置等構(gòu)成。另外,沖模模具41與彎曲模43的上下位置關(guān)系并無限定。

(關(guān)于坯料30)

在圖4中通過示意性的平面圖來表示用于成型上述沖壓成型品20的坯料30。坯料30為,通過對(duì)作為原材料的鋼板實(shí)施適當(dāng)?shù)募庸?例如激光加工)而制造成后述的形狀。

此外,上述沖壓成型品20如下地得到:將坯料30或者對(duì)坯料30進(jìn)行了預(yù)加工的成型板作為原材料,使用模具單元40,通過后述的沖壓成型方法(自由彎曲方法)來進(jìn)行沖壓成型。

另外,作為對(duì)坯料30進(jìn)行的預(yù)加工,例如存在用于在坯料30的內(nèi)部形成輕度的凸部的基于彎曲成型、拉深成型的沖壓成型加工、沖孔加工等。并且,也可以考慮沖壓成型品20的尺寸、形狀而對(duì)坯料30適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行這些預(yù)加工。

此外,坯料30或者成型板的抗拉強(qiáng)度為,作為一例設(shè)定為400MPa以上且1600MPa以下,坯料30或者成型板的抗拉強(qiáng)度,作為一例設(shè)定為590MPa以上且980MPa或者1180MPa以下。另外,也能夠使用更低強(qiáng)度或者更高強(qiáng)度的坯料30。

坯料30在俯視時(shí)形成為大致T字形狀。另外,坯料30的長度方向與沖壓成型品20的長度方向一致,坯料30的寬度方向與沖壓成型品20的寬度方向一致。坯料30具有成為坯料30的基礎(chǔ)的坯料基礎(chǔ)部31,坯料基礎(chǔ)部31成為將沖壓成型品20展開的形狀(圖4中由點(diǎn)劃線表示的形狀,在本說明書中也稱作“展開形狀”)。即,坯料基礎(chǔ)部31形成為將與沖壓成型品20的頂板部20a對(duì)應(yīng)的第1坯料部31a和與一對(duì)縱壁部20c以及一對(duì)凸緣部20d對(duì)應(yīng)的一對(duì)第2坯料部31c組合的形狀。并且,第1坯料部31a以及第2坯料部31c經(jīng)由虛擬棱線部31b鄰接地配置。進(jìn)而,坯料基礎(chǔ)部31的長度方向一側(cè)的端(邊緣)成為作為“展開邊緣”的基礎(chǔ)邊緣31d。另外,坯料基礎(chǔ)部31的形狀成為根據(jù)所設(shè)定的沖壓成型品20的形狀通過計(jì)算而求出的展開形狀。具體而言,使用J-SOL公司制的J-STAMP的軟件,求出沖壓成型品20的展開形狀,而將該展開形狀作為坯料基礎(chǔ)部31的形狀。另外,也可以使用上述以外的其他軟件來求出坯料基礎(chǔ)部31的形狀。

此外,在坯料基礎(chǔ)部31的虛擬棱線部31b中,與沖壓成型品20的第1棱線部20b-1對(duì)應(yīng)的部分成為作為“鄰接虛擬線”的第1虛擬棱線部31b-1,與第2棱線部20b-2對(duì)應(yīng)的部分成為作為“彎曲虛擬線”的第2虛擬棱線部31b-2,與第3棱線部20b-3對(duì)應(yīng)的部分成為第3虛擬棱線部31b-3。并且,虛擬棱線部31b如以下那樣設(shè)定。即,在坯料30配置在模具單元40內(nèi)(坯料30以被定位的狀態(tài)設(shè)置在沖模模具41上)且彎曲模43(的凸緣成型面43B)與坯料30的上表面接觸的狀態(tài)(圖8A以及圖8B的左側(cè)所示的狀態(tài),以下將該狀態(tài)稱作“設(shè)置狀態(tài)”)下,在俯視時(shí)沿著彎曲模43的肩部43C延伸的虛擬線被設(shè)定為虛擬棱線部31b。具體而言,在俯視時(shí)與彎曲模43的第1肩部43C-1、第2肩部43C-2、以及第3肩部43C-3分別對(duì)應(yīng)的虛擬棱線成為第1虛擬棱線部31b-1、第2虛擬棱線部31b-2、以及第3虛擬棱線部31b-3。此外,雖然省略圖示,但是在上述沖模模具41上設(shè)置有朝上方側(cè)突出的定位銷,在坯料30上形成有供該定位銷插入的孔。由此,進(jìn)行坯料30相對(duì)于模具單元40的定位。另外,為了進(jìn)行坯料30相對(duì)于模具單元40的定位,也可以代替上述定位銷,而在沖模模具41上形成對(duì)坯料30的外形進(jìn)行引導(dǎo)的引導(dǎo)部。此外,雖然詳細(xì)情況將后述,但在后述的沖壓成型方法中,在第1坯料部31a在模具單元40內(nèi)進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))的同時(shí),對(duì)縱壁部20c以及凸緣部20d進(jìn)行成型,因此坯料基礎(chǔ)部31的虛擬棱線部31b與沖壓成型品20的棱線部20b并不一致。

進(jìn)而,在坯料基礎(chǔ)部31中,長度方向一側(cè)的端部彎曲成在俯視時(shí)朝長度方向一側(cè)開放的弧狀。換言之,基礎(chǔ)邊緣31d彎曲成朝長度方向一側(cè)開放的弧狀。雖然詳細(xì)情況將后述,但在沖壓成型品20的沖壓成型方法(自由彎曲方法)中,在與第2成型部22對(duì)應(yīng)的第1坯料部31a的部分在模具單元40內(nèi)朝長度方向另一側(cè)進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))的同時(shí),對(duì)與第2成型部22對(duì)應(yīng)的縱壁部20c以及凸緣部20d進(jìn)行成型。因此,坯料基礎(chǔ)部31的長度方向一側(cè)的端部彎曲成在俯視時(shí)朝長度方向一側(cè)開放的弧狀,以便與該第1坯料部31a的面內(nèi)移動(dòng)對(duì)應(yīng)。

此外,在坯料30中,在坯料基礎(chǔ)部31附加有在俯視時(shí)從基礎(chǔ)邊緣31d向長度方向一側(cè)鼓出(隆起)的一對(duì)余料部32(參照在圖4中用虛線表示的余料部32),余料部32設(shè)置于相對(duì)于坯料30的寬度方向的中心線左右對(duì)稱的位置。此外,余料部32的(外周)邊緣形成為規(guī)定的形狀(參照在圖4中用實(shí)線表示的余料部32),且與基礎(chǔ)邊緣31d連接。由此,坯料30的長度方向一側(cè)的邊緣(以下,將該邊緣稱作坯料邊緣30a)由坯料基礎(chǔ)部31的基礎(chǔ)邊緣31d以及一對(duì)余料部32的邊緣構(gòu)成。以下,對(duì)余料部32的邊緣進(jìn)行說明。另外,如上所述,一對(duì)余料部32形成為相對(duì)于坯料30的寬度方向的中心線左右對(duì)稱,因此在以下的說明中,對(duì)配置于寬度方向一側(cè)(圖4的箭頭D3方向側(cè))的余料部32進(jìn)行說明。

余料部32的邊緣構(gòu)成為,包括:構(gòu)成該邊緣的寬度方向中間部的第1凸部34;相對(duì)于第1凸部34配置于寬度方向外側(cè)的第1凹部33;以及相對(duì)于第1凸部34配置于寬度方向內(nèi)側(cè)的第2凹部35。并且,第1凸部34、第1凹部33以及第2凹部35形成為滿足以下所示的條件。

即,第1凸部34形成為相對(duì)于基礎(chǔ)邊緣31d朝長度方向一側(cè)凸出。此外,第1凹部33相對(duì)于第1凸部34在寬度方向外側(cè)鄰接,形成為朝長度方向一側(cè)開放的凹狀,并且將基礎(chǔ)邊緣31d與第1凸部34連接。進(jìn)而,第2凹部35相對(duì)于第1凸部34在寬度方向內(nèi)側(cè)鄰接,形成為朝長度方向一側(cè)開放的凹狀,并且將基礎(chǔ)邊緣31d與第1凸部34連接。

更具體而言,當(dāng)將朝坯料30的內(nèi)部方向的曲率的符號(hào)設(shè)為負(fù)、將朝與該內(nèi)部方向相反的方向的曲率的符號(hào)設(shè)為正時(shí),第1凸部34形成為曲率的符號(hào)成為正的弧狀。

第1凹部33形成為曲率的符號(hào)為負(fù)的弧狀,將第1凸部34與相對(duì)于第1凸部34配置于寬度方向外側(cè)的基礎(chǔ)邊緣31d順暢地連接。即,在坯料邊緣30a中,在第1凸部34與第1凹部33的拐點(diǎn),第1凸部34的切線與第1凹部33的切線一致,在第1凹部33與基礎(chǔ)邊緣31d的拐點(diǎn),第1凹部33的切線與基礎(chǔ)邊緣31d的切線一致。

第2凹部35形成為曲率的符號(hào)為負(fù)的弧狀,將第1凸部34與相對(duì)于第1凸部34配置于寬度方向內(nèi)側(cè)的基礎(chǔ)邊緣31d順暢地連接。即,在坯料邊緣30a中,在第1凸部34與第2凹部35的拐點(diǎn),第1凸部34的切線與第2凹部35的切線一致,在第2凹部35與基礎(chǔ)邊緣31d的拐點(diǎn),第2凹部35的切線與基礎(chǔ)邊緣31d的切線一致。

根據(jù)以上,在余料部32的邊緣中,隨著從寬度方向外側(cè)趨向?qū)挾确较騼?nèi)側(cè)(寬度方向中央側(cè)),第1凹部33、第1凸部34以及第2凹部35按照該順序排列配置。

此外,第1凹部33、第1凸部34以及第2凹部35的曲率的絕對(duì)值的最大值被設(shè)定為0.5(1/mm)以下。即,第1凹部33以及第2凹部35是為了抑制沖壓成型品20的成型時(shí)的凸緣邊緣裂紋而設(shè)置的,在沖壓成型品20的成型時(shí),第1凹部33以及第2凹部35沿著坯料30的寬度方向延伸,由此促進(jìn)沖壓加工時(shí)的坯料30朝模具單元40內(nèi)流入。因此,當(dāng)?shù)?凹部33以及第2凹部35的曲率的絕對(duì)值較大時(shí),在第1凹部33以及第2凹部35產(chǎn)生應(yīng)力集中(換言之,第1凹部33以及第2凹部35的板厚減少率變大),在第1凹部33以及第2凹部35存在容易產(chǎn)生頂板邊緣裂紋的傾向。由此,第1凹部33以及第2凹部35的曲率的絕對(duì)值優(yōu)選為0.5(1/mm)以下。

此外,相對(duì)于坯料30的寬度方向中心線配置于右側(cè)的余料部32的第2凹部35與相對(duì)于該寬度方向中心線配置于左側(cè)的余料部32的第2凹部35之間的基礎(chǔ)邊緣31d的曲率的絕對(duì)值的最大值,被設(shè)定為0.1(1/mm)以下。

接著,使用圖5對(duì)坯料30的寬度方向上的第1凸部34的位置進(jìn)行說明。另外,在圖5中省略第1凸部34(余料部32)地圖示坯料30。如該圖所示,將通過第2虛擬棱線部31b-2的基端部(即,端部PA)且沿著寬度方向延伸的虛擬線設(shè)為第1虛擬線AL1。另一方面,將通過第2虛擬棱線部31b-2的末端部(即,端部PB)且沿著長度方向延伸的虛擬線設(shè)為第2虛擬線AL2。此外,將通過第1虛擬線AL1與第2虛擬線AL2的交點(diǎn)E且相對(duì)于第1虛擬線AL1順時(shí)針傾斜的虛擬線設(shè)為傾斜虛擬線AL3。并且,第1虛擬線AL1與傾斜虛擬線AL3所成的角度α被設(shè)定為22.5°。另外,在圖5中,為了便于說明而將角度α圖示為大于22.5°。

并且,第1凸部34被設(shè)定于傾斜虛擬線AL3與第2虛擬線AL2之間(圖5所示的G的范圍)。即,雖然詳細(xì)情況將后述,但是在后述的沖壓成型方法(自由彎曲方法)中,在對(duì)彎曲部23的縱壁部20c以及凸緣部20d進(jìn)行成型時(shí),與第2成型部22對(duì)應(yīng)的第1坯料部31a被朝大致長度方向另一側(cè)(圖9的箭頭J方向側(cè))拉入(流入)。并且,能夠明確:在此時(shí)的坯料基礎(chǔ)部31的基礎(chǔ)邊緣31d周邊,坯料30的板厚減少存在在傾斜虛擬線AL3與第2虛擬線AL2之間的范圍G內(nèi)分布的傾向。因此,第1凸部34被設(shè)定于傾斜虛擬線AL3與第2虛擬線AL2之間。另外,第1凸部34為,與沖壓成型品20的各部位的寬度尺寸、第2成型部22的形狀(T字形、L字形)相對(duì)應(yīng),在傾斜虛擬線AL3與第2虛擬線AL2之間適當(dāng)設(shè)定。即,如本實(shí)施方式那樣,在沖壓成型品20成為T字狀形狀構(gòu)件的情況下,在坯料基礎(chǔ)部31附加有一對(duì)余料部32,因此余料部32被設(shè)定在從坯料30的寬度方向中心線到第2虛擬線AL2之間。

并且,在本實(shí)施方式中,第1凸部34(詳細(xì)來說,第1凸部34的頂部(坯料30的長度方向上的第1凸部34的頂點(diǎn)部分)),配置在沿著坯料30的第1虛擬棱線部31b-1從端部PA朝長度方向一側(cè)延長的延長線L上。換言之,第1虛擬棱線部31b-1在端部PA與第2虛擬棱線部31b-2相切,因此第1凸部34配置在在端部PA與第2虛擬棱線部31b-2相切的切線上。

進(jìn)而,如圖4所示,余料部32的邊緣形成為相對(duì)于上述延長線L在寬度方向上左右非對(duì)稱的形狀。具體而言,在余料部32的邊緣,第1凹部33的曲率被設(shè)定為小于第2凹部35的曲率。換言之,第1凹部33的曲率半徑被設(shè)定為大于第2凹部35的曲率半徑。另外,在圖4中,為了便于理解余料部32的形狀而將余料部32夸大圖示。

此外,相對(duì)于延長線L位于寬度方向外側(cè)的余料部32的寬度尺寸W4(從延長線L到第1凹部33與基礎(chǔ)邊緣31d的交點(diǎn)的寬度尺寸),被設(shè)定為長于相對(duì)于延長線L位于寬度方向內(nèi)側(cè)的余料部32的寬度尺寸W5(從延長線L到第2凹部35與基礎(chǔ)邊緣31d的交點(diǎn)的尺寸)。

進(jìn)而,余料部32的寬度尺寸(將寬度尺寸W4與寬度尺寸W5合計(jì)的寬度尺寸)被設(shè)定為1mm以上且為彎曲為弧狀的第2棱線部20b-2的周長的3倍以下。即,其原因在于,當(dāng)余料部32的寬度尺寸不足1mm時(shí),在后述的沖壓成型時(shí)坯料邊緣30a的板厚減少變大,有可能產(chǎn)生頂板邊緣裂紋。另一方面,其原因在于,當(dāng)余料部32的寬度尺寸大于第2棱線部20b-2的周長的3倍時(shí),后述的沖壓成型時(shí)的坯料30的面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))被抑制,有可能產(chǎn)生凸緣裂紋、縱壁裂紋。即,余料部32是成為用于抑制凸緣裂紋以及頂板邊緣裂紋的基本的部分,因此從這種觀點(diǎn)出發(fā)來決定余料部32的形成范圍、大小。

此外,在坯料30中優(yōu)選為,坯料邊緣30a具有與第1坯料部31a處于相同平面內(nèi)那樣的形狀(即,在后述的沖壓成型時(shí)坯料30的坯料邊緣30a不會(huì)卷入襯墊42與沖模模具41之間的形狀)。即,如圖6所示,優(yōu)選為,坯料30中的與面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)(圖6中施加了陰影線的區(qū)域)對(duì)應(yīng)的部位的坯料邊緣30a,與第1坯料部31a處于相同平面上。進(jìn)一步換言之,優(yōu)選為,坯料30的坯料邊緣30a、且是坯料30中的與面外變形抑制區(qū)域?qū)?yīng)的部位中與第2虛擬棱線部31b-2以及第3虛擬棱線部31b-3相對(duì)的長度方向一側(cè)的部分,與第1坯料部31a存在于相同平面上。

此處,對(duì)面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)進(jìn)行說明。在后述的沖壓成型品20的制造方法中,為了抑制沖壓成型品20在成型時(shí)在頂板部20a、縱壁部20c產(chǎn)生褶皺,而設(shè)定面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F),并在抑制該面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)的面外變形的同時(shí)制造沖壓成型品20。并且,面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)如以下那樣設(shè)定。即,在坯料30的第1坯料部31a中,相對(duì)于延長線L位于寬度方向外側(cè)且相對(duì)于第2虛擬棱線部31b-2以及第3虛擬棱線部31b-3位于長度方向一側(cè)的部分,被設(shè)定為面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)。并且,面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)與沖模模具41的頂板面(詳細(xì)來說,與坯料30的第1坯料部31a對(duì)應(yīng)的面)相接。

接著,對(duì)沖壓成型品20的制造方法進(jìn)行說明并且對(duì)本實(shí)施方式的作用以及效果進(jìn)行說明。

(關(guān)于沖壓成型品20的制造方法(自由彎曲方法))

通過以下所示的第1制造方法或者第2制造方法來制造沖壓成型品20。第1制造方法以及第2制造方法均是通過對(duì)坯料30實(shí)施冷彎成型來制造沖壓成型品20的方法。

(沖壓成型品20的第1制造方法)

沖壓成型品20的第1制造方法具有以下所示的工序1-1、1-2。

(工序1-1)

將坯料30或者對(duì)該坯料30進(jìn)行了預(yù)加工的成型板設(shè)置在模具單元40內(nèi)。即,如圖9所示,將坯料30或者成型板以定位了的狀態(tài)設(shè)置在沖模模具41上。

(工序1-2)

然后,在坯料30或者成型板的坯料邊緣30a與坯料30或者成型板的第1坯料部31a存在于相同平面上的狀態(tài)下,通過襯墊42對(duì)第1坯料部31a的一部分即面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)進(jìn)行加壓(參照?qǐng)D8(A)以及圖8(B)各自的左側(cè)的圖)。在該狀態(tài)下,使沖模模具41或者彎曲模43的一方或者雙方朝相互接近的方向相對(duì)移動(dòng)。此時(shí),在使坯料30或者成型板的長度方向一側(cè)的坯料邊緣30a相對(duì)于沖模模具41的與頂板部20a對(duì)應(yīng)的部位進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(朝圖9所示的箭頭J方向側(cè)移動(dòng))的同時(shí),通過彎曲成型對(duì)沖壓成型品20的一對(duì)縱壁部20c以及一對(duì)凸緣部20d進(jìn)行沖壓成型(參照?qǐng)D8(A)以及圖8(B)各自的右側(cè)的圖以及圖10)。

這樣,在第1制造方法中,通過將坯料30的一部分作為面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F),并利用襯墊42以規(guī)定的載荷壓力對(duì)面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)進(jìn)行加壓,由此抑制凸緣部20d的裂紋、頂板部20a的褶皺的產(chǎn)生。

即,在襯墊42的載荷壓力被設(shè)定得較高的情況下,在沖壓成型中,與沖模模具41接觸的坯料30的第1坯料部31a,變得無法在沖模模具41與襯墊42之間充分地進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))。在該情況下,在凸緣部20d產(chǎn)生裂紋。

另一方面,在襯墊42的載荷壓力被設(shè)定得較低的情況下,在沖壓成型中,無法限制與沖模模具41接觸的坯料30的第1坯料部31a的面外變形。在該情況下,在頂板部20a產(chǎn)生褶皺。

并且,在對(duì)汽車構(gòu)件等一般使用的抗拉強(qiáng)度為200MPa到1600MPa的鋼板進(jìn)行成型的情況下,當(dāng)襯墊42以大于30MPa的載荷壓力對(duì)坯料30進(jìn)行加壓時(shí),在凸緣部20d產(chǎn)生裂紋。另一方面,當(dāng)襯墊42以小于0.1MPa的載荷壓力對(duì)坯料30進(jìn)行加壓,變得無法充分地抑制坯料30的第1坯料部31a的面外變形,在頂板部20a產(chǎn)生褶皺。因而,在對(duì)上述鋼板進(jìn)行成型的情況下,優(yōu)選設(shè)為0.1MPa以上且30MPa以下而進(jìn)行襯墊42的加壓。

進(jìn)而,在考慮到一般的汽車構(gòu)件的制造用的沖壓機(jī)以及模具單元的情況下,當(dāng)使襯墊42的載荷壓力小于0.4MPa時(shí),由于載荷壓力較小,因此難以進(jìn)行使用了氣墊等的襯墊42的穩(wěn)定的加壓。另一方面,當(dāng)使襯墊42的載荷壓力大于15MPa時(shí),由于載荷壓力變大,因此需要高壓的加壓裝置,設(shè)備成本變高。因此,更優(yōu)選設(shè)為0.4MPa以上且15MPa以下而進(jìn)行襯墊42的加壓。

另外,此處所述的壓力是指將襯墊加壓力除以襯墊42與坯料30的接觸部分的面積而得到的平均表面壓力,也可以局部地存在一些偏差。

進(jìn)而,在上述制造方法中優(yōu)選為,在進(jìn)行襯墊加壓時(shí),使用對(duì)坯料30的與沖模模具41的頂板面接觸的部分的整面、或者包括面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)整體在內(nèi)的坯料30的與沖模模具41的頂板面接觸的部分的一部分進(jìn)行覆蓋的形狀的襯墊42。但是,例如在根據(jù)制品的設(shè)計(jì)等而在面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)存在附加形狀的情況等下,也可以使襯墊42成為以下那樣的形狀。即,也可以以避開該附加形狀部的方式形成襯墊42,并且將襯墊42形成為至少包括面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)中的與第2虛擬棱線部31b-2相接的部位的離第2虛擬棱線部31b-2為5mm以內(nèi)的區(qū)域、且對(duì)面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)的50%以上的面積進(jìn)行覆蓋的形狀。即,其原因在于,例如當(dāng)利用襯墊42僅對(duì)離上述邊界線為4mm以內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行加壓時(shí),在頂板部20a容易產(chǎn)生褶皺。

(第2制造方法)

沖壓成型品20的第2制造方法具有以下所示的工序2-1、2-2。

(工序2-1)

與第1制造方法相同,將坯料30或者成型板以定位了的狀態(tài)下設(shè)置在沖模模具41上。

(工序2-2)

然后,在坯料30或者成型板的坯料邊緣30a與坯料30或者成型板的第1坯料部31a存在于相同平面上的狀態(tài)下,使襯墊42接近或者接觸第1坯料部31a的一部分即面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F),并成為將襯墊42與沖模模具41之間的間隙保持在坯料30或者成型板的板厚以上且板厚的1.1倍以下的狀態(tài)。在該狀態(tài)下,使沖模模具41以及彎曲模43的一方或者雙方朝相互接近的方向相對(duì)移動(dòng)。此時(shí),在使坯料30或者成型板的坯料邊緣30a相對(duì)于沖模模具41的與頂板部20a對(duì)應(yīng)的部位進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(朝圖9所示的箭頭J方向側(cè)移動(dòng))的同時(shí),通過彎曲成型對(duì)第2成型部22中的縱壁部20c以及凸緣部20d進(jìn)行沖壓成型。

如此,在上述沖壓成型品20的第2制造方法中,襯墊42與沖模模具41之間的間隙被保持在坯料30或者成型板的板厚以上且板厚的1.1倍以下,因此不會(huì)對(duì)坯料30作用過大的表面壓力。因此,在沖壓成型中坯料30能夠在模具單元40內(nèi)充分地進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))。并且,在隨著沖壓成型的進(jìn)行,而在第1坯料部31a中產(chǎn)生余料而作用使坯料30進(jìn)行面外變形的力的情況下,利用襯墊42來限制坯料30的面外變形。由此,能夠抑制沖壓成型品20產(chǎn)生裂紋、褶皺。

即,在將襯墊42與沖模模具41之間的間隙設(shè)定為不足坯料30的板厚而對(duì)坯料30進(jìn)行成型的情況下,在坯料30與沖模模具41之間會(huì)作用過大的表面壓力。因此,坯料30無法在模具單元40內(nèi)充分地進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng)),而會(huì)在凸緣部20d產(chǎn)生裂紋。

另一方面,在將襯墊42與沖模模具41之間的間隙設(shè)定為坯料30的板厚的1.1倍以上而對(duì)坯料30進(jìn)行成型的情況下,變得無法充分地限制沖壓成型中的坯料30的面外變形。因此,隨著沖壓成型的進(jìn)行而在頂板部20a中坯料30大幅度地剩余,由此在頂板部20a產(chǎn)生顯著的褶皺,并且產(chǎn)生壓曲,變得無法成型為規(guī)定的形狀。

并且,能夠明確:在對(duì)汽車構(gòu)件等一般使用的抗拉強(qiáng)度為200MPa到1600MPa的鋼板進(jìn)行成型的情況下,當(dāng)襯墊42與沖模模具41之間的間隙為坯料30的板厚的1.03倍以上時(shí),會(huì)產(chǎn)生一些褶皺。因此,在該情況下,更優(yōu)選將襯墊42與沖模模具41之間的間隙設(shè)為板厚以上且為板厚的1.03倍以下。

另外,第2制造方法中的“使襯墊42接近坯料30的狀態(tài)”意味著如下狀態(tài):在坯料30在沖模模具41中與頂板部20a對(duì)應(yīng)的部位上進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))時(shí),坯料30與襯墊42不接觸,在該部位上坯料30朝進(jìn)行面外變形(或者壓曲)的方向移位,而坯料30與襯墊42接觸的狀態(tài)。更嚴(yán)密地說,“使襯墊42接近坯料30的狀態(tài)”意味著,將襯墊42與沖模模具41之間的間隙保持在超過坯料30的板厚的1.0倍且為1.1倍以下的狀態(tài)。

此外,在第2制造方法中,與第1制造方法相同地優(yōu)選為,通過使襯墊42接近或者接觸坯料30的第1坯料部31a的內(nèi)部且是離第2虛擬棱線部31b-2為至少5mm以內(nèi)的區(qū)域,由此對(duì)沖壓成型品20的第2成型部22的縱壁部20c以及凸緣部20d進(jìn)行成型。即,其原因在于,例如當(dāng)利用襯墊42僅對(duì)第1坯料部31a的離第2虛擬棱線部31b-2為4mm以內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行加壓時(shí),在頂板部20a容易產(chǎn)生褶皺。

另外,在通過上述第1制造方法或者第2制造方法制造的沖壓成型品20中,通過進(jìn)行使外形成為所希望的形狀的修整加工、并且進(jìn)行沖孔加工等,由此制造作為制品的沖壓成型體。

此處,如圖4所示,坯料30具有余料部32,余料部32從構(gòu)成坯料基礎(chǔ)部31的長度方向一側(cè)的邊緣的基礎(chǔ)邊緣31d朝長度方向一側(cè)鼓出。此外,余料部32的邊緣構(gòu)成為,包括相對(duì)于基礎(chǔ)邊緣31d朝長度方向一側(cè)凸出的第1凸部34。因此,基礎(chǔ)邊緣31d由于余料部32而朝長度方向一側(cè)凸起,而形成坯料30的坯料邊緣30a。由此,在沖壓成型品20的成型過程中,即便坯料邊緣30a在模具單元40內(nèi)進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng)),也能夠抑制坯料邊緣30a(即,基礎(chǔ)邊緣31d以及余料部32的邊緣)的板厚減少。

并且,余料部32的邊緣具有:相對(duì)于第1凸部34在寬度方向外側(cè)鄰接的第1凹部33;以及相對(duì)于第1凸部34在寬度方向內(nèi)側(cè)(中央側(cè))鄰接的第2凹部35。并且,第1凹部33以及第2凹部35形成為朝長度方向一側(cè)開放的凹狀,并將基礎(chǔ)邊緣31d與第1凸部34連接。因此,能夠通過第1凹部33以及第2凹部35將第1凸部34與基礎(chǔ)邊緣31d的邊界部分順暢地連接。由此,能夠抑制坯料30的第1凸部34與基礎(chǔ)邊緣31d的邊界部分的局部的板厚減少,并能夠抑制該邊界部分的頂板邊緣裂紋。

以下,使用比較例對(duì)這些方面進(jìn)行說明。在圖11A中利用點(diǎn)來表示比較例1的沖壓成型品中的坯料邊緣的周邊的板厚減少率。此外,在圖11B中利用點(diǎn)來表示比較例2的沖壓成型品中的坯料邊緣的周邊的板厚減少率。此外,在圖11C中利用點(diǎn)來表示本實(shí)施方式的沖壓成型品20中的坯料邊緣30a的周邊的板厚減少率。并且,在圖11A~圖11C中,提高點(diǎn)的密度來圖示沖壓成型品中的板厚減少率較高的部分。以下,首先對(duì)比較例1以及比較例2所使用的坯料進(jìn)行說明。另外,在以下的說明中,使用與本實(shí)施方式相同的符號(hào)對(duì)比較例1以及比較例2的坯料以及沖壓成型品進(jìn)行說明。

在圖11A所示的比較例1中,相對(duì)于本實(shí)施方式的坯料30省略余料部32。即,在比較例1的坯料30中,坯料邊緣30a僅由基礎(chǔ)邊緣31d構(gòu)成。此外,在圖11B所示的比較例2中,相對(duì)于本實(shí)施方式的坯料30省略余料部32的邊緣的第1凹部33以及第2凹部35。即,在比較例2的坯料30中,坯料邊緣30a由基礎(chǔ)邊緣31d與第1凸部34構(gòu)成。

并且,如圖11A所示,在比較例1中,在坯料30中省略余料部32,因此在沖壓成型品20中,在坯料邊緣30a的2處的部位P1的周邊,存在坯料30的板厚減少率變高的傾向。以下,對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行說明。在坯料30中,第2坯料部31c相對(duì)于第2虛擬棱線部31b-2以及第3虛擬棱線部31b-3在長度方向另一側(cè)鄰接地配置(參照?qǐng)D4)。因此,在上述第1制造方法或者第2制造方法中,如圖9所示,在對(duì)第2成型部22的縱壁部20c以及凸緣部20d進(jìn)行成型時(shí),主要是第1坯料部31a的面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)朝長度方向另一側(cè)(圖9的箭頭D2側(cè))進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))。即,在坯料30的第1坯料部31a中,主要是相對(duì)于延長線L位于寬度方向外側(cè)的部分朝長度方向另一側(cè)進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))。

進(jìn)而,在圖12以及圖13中,用箭頭表示第1坯料部31a進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))時(shí)、朝縱壁部20c以及凸緣部20d側(cè)流入的頂板部20a的材料的流入軌跡。并且,如該圖所示,在頂板部20a的材料的流入軌跡中,隨著從第2棱線部20b-2的端部PA趨向端部PB側(cè)而頂板部20a的材料的流入軌跡變大。即,第2棱線部20b-2的頂板部20a的材料的流入軌跡隨著趨向?qū)挾确较蛲鈧?cè)而變大。由此,以第2棱線部20b-2的端部PA的切線即延長線L與坯料邊緣30a的交點(diǎn)P1的周邊為起點(diǎn),面外變形抑制區(qū)域F(第1坯料部31a的相對(duì)于延長線L位于寬度方向外側(cè)的部分)以朝長度方向另一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))(參照?qǐng)D9的箭頭J)。

并且,當(dāng)頂板部20a的材料朝縱壁部20c以及凸緣部20d側(cè)流入時(shí),在頂板部20a的第2棱線部20b-2附近的部分,材料沿彎曲的棱線的周向(參照?qǐng)D12的箭頭K)集中,因此頂板部20a要進(jìn)行面外變形。但是,如上所述,在自由彎曲方法中,利用襯墊42來限制頂板部20a的面外變形。因此,在限制頂板部20a時(shí)產(chǎn)生的力傳播而頂板部20a(第1坯料部31a)被沿大致寬度方向拉伸。即,在第1坯料部31a中,主要是面外變形抑制區(qū)域F以朝長度方向另一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)、并且被沿大致寬度方向拉伸。因此,在上述比較例1中,如圖11A所示,拉伸應(yīng)力集中在交點(diǎn)P1周邊,坯料邊緣30a的板厚減少率集中在交點(diǎn)P1周邊。結(jié)果,在上述比較例1中,在2處的交點(diǎn)P1的周邊,坯料30的板厚減少率變高,有可能產(chǎn)生頂板邊緣裂紋。

與此相對(duì),如圖11B所示,在比較例2中,在坯料邊緣30a形成有第1凸部34。因此,坯料邊緣30a的交點(diǎn)P1周邊由于第1凸部34而朝長度方向一側(cè)鼓出(換言之,坯料邊緣30a的部位P1周邊朝長度方向一側(cè)凸起)。由此,在坯料邊緣30a進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)時(shí),拉伸應(yīng)力集中在坯料邊緣30a的交點(diǎn)P1周邊的情況得以緩解,能夠抑制坯料邊緣30a的交點(diǎn)P1周邊的板厚減少率變高。結(jié)果,在比較例2中,能夠抑制沖壓成型品的2處的交點(diǎn)P1的頂板邊緣裂紋。

另一方面,在比較例2中,在余料部32的邊緣省略本實(shí)施方式的第1凹部33以及第2凹部35。因此,坯料邊緣30a的曲率以第1凸部34與基礎(chǔ)邊緣31d的交點(diǎn)P2為邊界而變得不連續(xù)。因此,在坯料邊緣30a進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))時(shí),在坯料邊緣30a中,拉伸應(yīng)力局部地集中在交點(diǎn)P2。由此,坯料30的板厚在第1凸部34與基礎(chǔ)邊緣31d的交點(diǎn)P2局部地減少。結(jié)果,在該交點(diǎn)P2有可能產(chǎn)生頂板邊緣裂紋。

與此相對(duì),在圖11C所示的本實(shí)施方式中,余料部32的邊緣由第1凸部34、第1凹部33以及第2凹部35構(gòu)成。因此,與上述比較例2相比,雖然坯料邊緣30a的曲率在第1凸部34與基礎(chǔ)邊緣31d的邊界部變得不連續(xù),但由第1凹部33以及第2凹部35抑制。由此,在坯料邊緣30a進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))時(shí),作用于坯料邊緣30a的拉伸應(yīng)力在寬度方向上大致均勻化。換言之,能夠抑制拉伸應(yīng)力局部地集中在上述交點(diǎn)P2的情況。結(jié)果,能夠抑制坯料30的板厚在第1凸部34與基礎(chǔ)邊緣31d的邊界部局部地減少,而坯料邊緣30a的板厚減少率在寬度方向上大致均勻化。因而,能夠抑制坯料邊緣30a的頂板邊緣裂紋。

根據(jù)以上,通過使用本實(shí)施方式的坯料30、利用自由彎曲方法對(duì)沖壓成型品20進(jìn)行成型,能夠抑制沖壓成型品20產(chǎn)生頂板邊緣裂紋。

此外,如上所述,在沖壓成型品20的成型時(shí),坯料邊緣30a朝長度方向另一側(cè)進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng)),而余料部32的邊緣的第1凹部33以及第2凹部35沿著寬度方向延伸。因此,與上述比較例2的情況相比,在沖壓成型品20的成型時(shí)能夠促進(jìn)坯料30的坯料邊緣30a朝模具單元40的模內(nèi)流入。由此,沖壓成型時(shí)的坯料30的第1坯料部31a朝縱壁部20c以及凸緣部20d側(cè)移位的量變大,因此還能夠抑制沖壓成型品20產(chǎn)生凸緣邊緣裂紋。

以下,關(guān)于這一點(diǎn),使用以下所示的表1,對(duì)使用圖14A~圖14E所示的各種形狀的坯料來制造沖壓成型品時(shí)的頂板邊緣裂紋以及凸緣邊緣裂紋的產(chǎn)生進(jìn)行說明。另外,圖14A~圖14E所示的各種形狀的坯料,使用抗拉強(qiáng)度1180MPa、板厚1.6mm的高強(qiáng)度鋼板。并且,在上述各種沖壓成型品的制造中,通過在利用襯墊42抑制了坯料的坯料頂板部之后、利用沖模模具41以及彎曲模43進(jìn)行彎曲成型的自由彎曲方法(上述第1制造方法)來制造沖壓成型品。

以下,首先對(duì)圖14A~圖14D所示的比較例3~比較例6的坯料53~56、以及圖14E所示的本實(shí)施方式的坯料30的一例進(jìn)行說明。如圖14A所示,在比較例3的坯料53中,省略本實(shí)施方式的余料部32(即,成為與上述比較例1相同形態(tài)的坯料)。如圖14B所示,在比較例4的坯料54中,在坯料30的長度方向一端形成有邊緣的曲率的符號(hào)成為負(fù)的余料部32,余料部32的曲率半徑被設(shè)定為300mm。如圖14C所示,在比較例5的坯料55中,形成有具有沿著寬度方向直線狀地延伸的邊緣的余料部32。如圖14D所示,在比較例6的坯料56中,形成有具有曲率的符號(hào)成為正的邊緣的一對(duì)余料部32,余料部32的曲率半徑被設(shè)定為150mm。此外,在比較例6的坯料56中,省略本實(shí)施方式的第1凹部33以及第2凹部35(即,成為與上述比較例2相同形態(tài)的坯料)。另一方面,如圖14E所示,在與本實(shí)施方式對(duì)應(yīng)的坯料30的一例中,一對(duì)余料部32的第1凸部34、第1凹部33以及第2凹部35各自的曲率半徑被設(shè)定為100mm。并且,與比較例5相比,將余料部32的面積設(shè)定得較小。

[表1]

并且,如上述表1所示,在比較例3中,雖然沒有產(chǎn)生A部分(參照?qǐng)D1)的凸緣裂紋,但是與上述比較例1同樣產(chǎn)生了B部分(參照?qǐng)D1)的頂板邊緣裂紋。此外,在比較例4中,與比較例3的情況相比,與附加有余料部32的量相對(duì)應(yīng),坯料54的長度方向一端部的面積增大。因此,B部分的板厚減少率減小,但依然產(chǎn)生B部分的頂板邊緣裂紋。進(jìn)而,在比較例5中,與比較例4的情況相比,坯料55的長度方向一端部的面積變大。因此,B部分的板厚減少率變小,能夠避免B部分的頂板邊緣裂紋。另一方面,在比較例5中,坯料55的長度方向一端部的面積變大,因此在沖壓成型時(shí)坯料邊緣難以進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng),從坯料55中的要成型為頂板部的部分朝縱壁部以及凸緣部側(cè)的移位量變小。因此,在沖壓成型品中產(chǎn)生凸緣裂紋。在比較例6中,與上述的比較例2相同,坯料56的板厚在第1凸部與基礎(chǔ)邊緣的交點(diǎn)局部地減少,而在該交點(diǎn)(拐點(diǎn))產(chǎn)生頂板邊緣裂紋。

與此相對(duì),根據(jù)本實(shí)施方式的一例、即圖14E所示的例子,能夠減小坯料邊緣30a的板厚減少率。此外,與比較例5的坯料55相比,余料部32的面積變小,因此在沖壓成型時(shí)坯料邊緣30a良好地進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)。因此,還能夠?qū)部分的板厚減少率抑制得較小。由此,在本實(shí)施方式中,不僅能夠防止A部分的凸緣邊緣裂紋的產(chǎn)生而且能夠防止B部分的頂板邊緣裂紋的產(chǎn)生。

根據(jù)以上,通過使用本實(shí)施方式的坯料30、利用自由彎曲方法對(duì)沖壓成型品20進(jìn)行成型,能夠抑制沖壓成型品20的頂板邊緣裂紋,并且還能夠抑制凸緣裂紋的產(chǎn)生。

此外,在本實(shí)施方式的坯料30中,余料部32配置在第2棱線部20b-2的端部PA的切線上(換言之,為延長線L上)。具體而言,余料部32的頂部(頂點(diǎn))配置在第2棱線部20b-2的端部PA的切線上(換言之,為延長線L上)。因此,在沖壓成型過程中坯料邊緣30a相對(duì)于坯料30的板厚減少率較高的交點(diǎn)P1的周邊朝長度方向一側(cè)凸起。由此,能夠有效地抑制坯料30的交點(diǎn)P1周邊的板厚減少,能夠有效地抑制頂板邊緣裂紋。

此外,在本實(shí)施方式中,在俯視時(shí)余料部32相對(duì)于延長線L在寬度方向上左右非對(duì)稱地形成。具體而言,第1凹部33的曲率被設(shè)定得小于第2凹部35的曲率。換言之,第1凹部33的曲率半徑被設(shè)定得大于第2凹部35的曲率半徑。因此,通過第1凸部34的曲率與第2凹部35的曲率之差,能夠減小第1凸部34的曲率與第1凹部33的曲率之差。由此,能夠使余料部32的板厚減少率更加均勻化,能夠更加有效地抑制沖壓成型品20的頂板邊緣裂紋。

此外,在本實(shí)施方式中,相對(duì)于延長線L位于寬度方向外側(cè)的余料部32的寬度尺寸W4,被設(shè)定為長于相對(duì)于延長線L位于寬度方向內(nèi)側(cè)的余料部32的寬度尺寸W5。由此,能夠有效地抑制沖壓成型品20的頂板邊緣裂紋。即,如上所述,在沖壓成型時(shí),在坯料邊緣30a朝圖9的箭頭J方向側(cè)進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))時(shí),與面外變形抑制區(qū)域(區(qū)域F)對(duì)應(yīng)的坯料邊緣30a主要朝長度方向另一側(cè)進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))。即,余料部32的相對(duì)于延長線L位于寬度方向外側(cè)的部分主要朝長度方向另一側(cè)進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)(滑動(dòng))。因此,通過將相對(duì)于延長線L位于寬度方向外側(cè)的部分的余料部32的寬度尺寸W4設(shè)定得長于相對(duì)于延長線L位于寬度方向內(nèi)側(cè)的部分的余料部32的寬度尺寸W5,由此能夠有效地抑制相對(duì)于延長線L位于寬度方向外側(cè)的部分的板厚減少。由此,能夠有效地抑制沖壓成型品20的頂板邊緣裂紋。

此外,根據(jù)本實(shí)施方式,通過使用上述坯料30而進(jìn)行自由彎曲方法,由此能夠?qū)_壓成型品20的長度方向一側(cè)的端部的寬度W3確保在300mm以上或者400mm以上,并且能夠防止沖壓成型品20的凸緣裂紋以及頂板邊緣裂紋的產(chǎn)生。由此,根據(jù)本實(shí)施方式,能夠制造圖15所示那樣的構(gòu)成汽車的骨架構(gòu)件的骨架構(gòu)成構(gòu)件60(在圖15中,為構(gòu)成汽車的中柱的骨架構(gòu)成構(gòu)件)。以下,對(duì)骨架構(gòu)成構(gòu)件60的尺寸進(jìn)行例示。

即,在圖15所示的骨架構(gòu)成構(gòu)件60中,全長為1105mm,與第1成型部21對(duì)應(yīng)的頂板部的寬度為65mm~70mm。此外,與第2成型部22(即,長度方向的端部)對(duì)應(yīng)的上端部或者下端部各自的頂板部的寬度為260mm、490mm,縱壁部的高度的最大部分為65mm,進(jìn)而,凸緣部的寬度為25mm。此外,骨架構(gòu)成構(gòu)件60的坯料由板厚均為1.6mm、抗拉強(qiáng)度為590MPa級(jí)、980MPa級(jí)或者1180MPa級(jí)這三種高強(qiáng)度鋼板制造。因此,在圖15所示的例子中,在骨架構(gòu)成構(gòu)件60中,將長度方向的端部即下端部的寬度確保在400mm以上。

并且,在圖15所示的骨架構(gòu)成構(gòu)件60中,長度方向的端部(上端部以及下端部)成為與其他部件(例如上邊梁、下邊梁等)接合的接合部。并且,骨架構(gòu)成構(gòu)件60經(jīng)由該接合部通過點(diǎn)焊、激光焊接等方法與其他部件接合。因此,通過使用本實(shí)施方式的坯料30,在骨架構(gòu)成構(gòu)件60中,能夠增加(確保)成為與其他部件之間的接合部的部分的接合面積。由此,能夠提高與其他部件之間的接合強(qiáng)度。尤其是,在如骨架構(gòu)成構(gòu)件60那樣沖壓成型品為汽車車身構(gòu)成部件(各種柱外側(cè)加強(qiáng)件、底框外側(cè)加強(qiáng)件等)的情況下,能夠提高汽車的車身本體的彎曲剛性、扭轉(zhuǎn)剛性。

此外,在本實(shí)施方式中,沖壓成型品20成為T字狀形狀構(gòu)件,但也可以使沖壓成型品20成為Y字形形狀構(gòu)件。在該情況下,沖壓成型品20應(yīng)用于汽車的后梁加強(qiáng)件等。

(第2實(shí)施方式)

如圖16所示,在第2實(shí)施方式中,沖壓成型品70成為L字狀形狀構(gòu)件。以下,對(duì)第2實(shí)施方式的沖壓成型品70以及坯料80進(jìn)行說明。另外,在以下的說明中,在沖壓成型品70以及坯料80中,對(duì)于與第1實(shí)施方式的沖壓成型品20以及坯料30同樣地構(gòu)成的部分,使用相同的符號(hào)。

即,如圖16所示,沖壓成型品70具有頂板部20a、棱線部20b、縱壁部20c以及凸緣部20d。此外,在沖壓成型品70中,僅第2成型部22中的一方的縱壁部20c彎曲并朝寬度方向外側(cè)伸出。即,另一方的縱壁部20c遍及長度方向形成為平面狀,沖壓成型品70的彎曲部23形成有1處。

此外,作為沖壓成型品70的尺寸,例示出以下的尺寸。即,沖壓成型品70的長度方向的尺寸被設(shè)定為100~1600mm的范圍(在本實(shí)施方式中,例如為300mm)。頂板部20a的寬度W1被設(shè)定為50~200mm的范圍(在本實(shí)施方式中,例如為100mm),長度方向一端部的頂板部20a的寬度W3被設(shè)定為70~1000mm的范圍(在本實(shí)施方式中,例如為210mm)。此外,縱壁部20c的高度、彎曲的縱壁部20c的曲率半徑、凸緣部20d的寬度被設(shè)定為與第1實(shí)施方式相同。

進(jìn)而,如圖17所示,在第2實(shí)施方式的坯料80中,基礎(chǔ)邊緣31d以隨著趨向?qū)挾确较蛞粋?cè)(圖17的箭頭D3方向側(cè))而朝長度方向一側(cè)(圖17的箭頭D1方向側(cè))傾斜的方式彎曲。并且,與第1實(shí)施方式相同,余料部32形成在基礎(chǔ)邊緣31d,并且配置在延長線L上。

并且,在第2實(shí)施方式中,也與第1實(shí)施方式相同地在坯料80上設(shè)置有余料部32,因此能夠抑制沖壓成型品70的成型時(shí)的頂板邊緣裂紋以及凸緣邊緣裂紋。進(jìn)而,通過如沖壓成型品70那樣使端部成為L字形狀,由此能夠制造圖18所示的構(gòu)成汽車的骨架構(gòu)件的骨架構(gòu)成構(gòu)件90(在圖18中,為構(gòu)成汽車的前柱的骨架構(gòu)成構(gòu)件)。以下,對(duì)圖18所示的骨架構(gòu)成構(gòu)件90的尺寸進(jìn)行簡單說明。

在骨架構(gòu)成構(gòu)件90中,全長為1150mm,與第1成型部21對(duì)應(yīng)的頂板部的寬度為130mm,與第2成型部22對(duì)應(yīng)的端部的頂板部的寬度為340mm,縱壁部的高度最大的部分為75mm,進(jìn)而,凸緣部的寬度為25mm。此外,沖壓成型品50的坯料由板厚均為1.6mm、抗拉強(qiáng)度為590MPa級(jí)、980MPa級(jí)或者1180MPa級(jí)這三種高強(qiáng)度鋼板構(gòu)成。

另外,在上述第1實(shí)施方式以及第2實(shí)施方式中,余料部32的第1凹部33、第1凸部34以及第2凹部35在寬度方向上鄰接地配置。也可以代替該情況,而在第1凹部33與第1凸部34之間以及第2凹部35與第1凸部34之間中的至少一方,具有直線狀地延伸的直線狀部。此外,在寬度方向上相鄰的余料部32中,也可以在第2凹部35與第1凹部33之間具有直線狀地延伸的直線狀部。由此,在第1凹部3、第1凸部34、第2凹部35各自的曲率半徑較小即可的情況下,即便不增大它們的曲率半徑,也能夠在坯料邊緣30a形成所希望的第1凹部33、第1凸部34、第2凹部35以及第3凹部36。

此外,在第1實(shí)施方式以及第2實(shí)施方式中,在俯視時(shí)余料部32形成為相對(duì)于延長線L在寬度方向上為左右非對(duì)稱的形狀。也可以代替該情況,而在俯視時(shí)將余料部32形成為相對(duì)于延長線L在寬度方向上為左右對(duì)稱的形狀。

此外,在第1實(shí)施方式以及第2實(shí)施方式中設(shè)定為,在俯視時(shí)余料部32(第1凸部34)的頂部(頂點(diǎn))位于延長線L上。也可以代替該情況,而將余料部32(第1凸部34)的頂部(頂點(diǎn))相對(duì)于延長線L配置于寬度方向外側(cè)或者寬度方向內(nèi)側(cè)。即,與沖壓成型品的形狀、材料等適當(dāng)對(duì)應(yīng),將第1凸部34適當(dāng)配置在傾斜虛擬線AL3與第2虛擬線AL2之間。

并且,2014年5月14日提出的日本專利申請(qǐng)2014-100619號(hào)的公開內(nèi)容以及2014年10月1日提出的日本專利申請(qǐng)2014-203316號(hào)的公開內(nèi)容的整體,通過參照而援用于本說明書。

(附記)

本發(fā)明的坯料是用于對(duì)沖壓成型品進(jìn)行成型的坯料,該沖壓成型品具備:頂板部,形成為將第1方向作為長度方向的長條狀,具有在俯視時(shí)沿著長度方向延伸的一對(duì)外緣,長度方向一側(cè)的端部的上述外緣中的至少一方朝寬度方向外側(cè)彎曲而伸出,且該一方相對(duì)于長度方向一側(cè)的邊緣朝長度方向另一側(cè)分離配置;一對(duì)縱壁部,從上述一對(duì)外緣朝下方側(cè)伸出;以及一對(duì)凸緣部,在俯視時(shí)從上述縱壁部的下端部朝與上述頂板部相反側(cè)伸出,上述坯料具有:展開邊緣,構(gòu)成上述坯料的長度方向一側(cè)的邊緣;以及余料部,形成于上述展開邊緣,上述余料部的邊緣具有:第1凸部,相對(duì)于上述展開邊緣朝上述坯料的長度方向一側(cè)凸出;第1凹部,相對(duì)于上述第1凸部在上述坯料的寬度方向外側(cè)鄰接,形成為朝上述坯料的長度方向一側(cè)開放的凹狀,并且將上述展開邊緣與第1凸部連接;以及第2凹部,相對(duì)于上述第1凸部在上述坯料的寬度方向內(nèi)側(cè)鄰接,形成為朝上述坯料的長度方向一側(cè)開放的凹狀,并且將上述展開邊緣與第1凸部連接。

此外,優(yōu)選為,在將上述坯料配置到對(duì)上述沖壓成型品進(jìn)行成型的模具內(nèi)、且用于對(duì)上述沖壓成型品的上述縱壁部以及凸緣部進(jìn)行成型的彎曲模與上述坯料的上表面接觸的狀態(tài)下,在俯視時(shí),將沿著形成彎曲的上述縱壁部的上述彎曲模的彎曲肩部的虛擬線設(shè)為彎曲虛擬線,將通過上述彎曲虛擬線的基端部且沿著上述坯料的寬度方向延伸的虛擬線設(shè)為第1虛擬線,將通過上述彎曲虛擬線的末端部且沿著上述坯料的長度方向延伸的虛擬線設(shè)為第2虛擬線,上述第1凸部配置于虛擬傾斜線與上述第2虛擬線之間,該虛擬傾斜線通過上述第1虛擬線與上述第2虛擬線的交點(diǎn)且相對(duì)于上述第1虛擬線朝上述坯料的長度方向一側(cè)傾斜22.5°。

此外,優(yōu)選為,在將上述坯料配置到對(duì)上述沖壓成型品進(jìn)行成型的模具內(nèi)、且上述彎曲模與上述坯料的上表面接觸的狀態(tài)下,在俯視時(shí),將沿著形成上述縱壁部的上述彎曲模的肩部的虛擬線且是與上述彎曲虛擬線的基端部鄰接的虛擬線設(shè)為鄰接虛擬線,上述第1凸部配置在將上述鄰接虛擬線朝上述坯料的長度方向一側(cè)延長的延長線上。

此外,優(yōu)選為,上述余料部的邊緣形成為在上述坯料的寬度方向上相對(duì)于上述延長線為左右非對(duì)稱的形狀。

此外,優(yōu)選為,上述第1凹部的曲率被設(shè)定得小于上述第2凹部的曲率。

本發(fā)明的沖壓成型品的制造方法是通過基于冷彎成型的沖壓加工來制造沖壓成型品的方法,該沖壓成型品具備:頂板部,形成為將第1方向作為長度方向的長條狀,具有在俯視時(shí)沿著長度方向延伸的一對(duì)外緣,長度方向一側(cè)的端部的上述外緣的至少一方朝寬度方向外側(cè)彎曲而伸出,且該一方相對(duì)于長度方向一側(cè)的邊緣朝長度方向另一側(cè)分離配置;一對(duì)縱壁部,從上述一對(duì)外緣朝下方側(cè)伸出;以及一對(duì)凸緣部,在俯視時(shí)從上述縱壁部的下端部朝與上述頂板部相反側(cè)伸出,在該沖壓成型品的制造方法中,將技術(shù)方案1~5中任一項(xiàng)所記載的坯料或者對(duì)該坯料進(jìn)行了預(yù)加工的成型板配置到?jīng)_模模具與襯墊以及彎曲模之間,在上述展開邊緣以及上述余料部的邊緣與要成型為上述頂板部的部分存在于相同平面上的狀態(tài)下,在通過上述襯墊對(duì)上述坯料或者上述成型板中的要成型為上述頂板部的部分的一部分即面外變形抑制區(qū)域進(jìn)行加壓的狀態(tài)下,使上述沖模模具或者上述彎曲模中的一方或者雙方朝相互接近的方向相對(duì)移動(dòng),由此在使上述展開邊緣以及上述余料部的邊緣相對(duì)于上述沖模模具中的與上述頂板部對(duì)應(yīng)的部位進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)的同時(shí),通過彎曲成型對(duì)上述沖壓成型品的上述縱壁部以及上述凸緣部進(jìn)行沖壓成型。

本發(fā)明的沖壓成型品的制造方法是通過基于冷彎成型的沖壓加工來制造沖壓成型品的方法,該沖壓成型品具備:頂板部,形成為將第1方向作為長度方向的長條狀,具有在俯視時(shí)沿著長度方向延伸的一對(duì)外緣,長度方向一側(cè)的端部的上述外緣的至少一方朝寬度方向外側(cè)彎曲而伸出,且該一方相對(duì)于長度方向一側(cè)的邊緣朝長度方向另一側(cè)分離配置;一對(duì)縱壁部,從上述一對(duì)外緣朝下方側(cè)伸出;以及一對(duì)凸緣部,在俯視時(shí)從上述縱壁部的下端部朝與上述頂板部相反側(cè)伸出,在該沖壓成型品的制造方法中,將技術(shù)方案1~5中任一項(xiàng)所記載的坯料或者對(duì)該坯料進(jìn)行了預(yù)加工的成型板配置到?jīng)_模模具與襯墊以及彎曲模之間,在上述展開邊緣以及上述余料部的邊緣與要成型為上述頂板部的部分存在于相同平面上的狀態(tài)下,使上述襯墊接近或者接觸上述坯料或者上述成型板中的要成型為上述頂板部的部位的一部分即面外變形抑制區(qū)域,在將上述襯墊與上述沖模模具之間的間隙保持為上述坯料或者上述成型板的板厚以上且為該板厚的1.1倍以下的同時(shí),使上述沖模模具或者上述彎曲模的一方或者雙方朝相互接近的方向相對(duì)移動(dòng),由此在使上述展開邊緣以及上述余料部的邊緣相對(duì)于上述沖模模具的與上述頂板部對(duì)應(yīng)的部位進(jìn)行面內(nèi)移動(dòng)的同時(shí),通過彎曲成型對(duì)上述沖壓成型品的上述縱壁部以及上述凸緣部進(jìn)行沖壓成型。

此外,優(yōu)選為,上述坯料或者上述成型板的抗拉強(qiáng)度為400MPa以上且1600MPa以下。

此外,本發(fā)明的坯料是長條的沖壓成型品的原材料,該沖壓成型品是通過具備沖模模具、彎曲模以及襯墊的沖壓成型裝置對(duì)坯料或者對(duì)該坯料進(jìn)行了預(yù)加工的成型板進(jìn)行基于彎曲成型的沖壓加工而得到的,該沖壓成型品具有大致帽形的橫截面形狀,該帽形具備:頂板部,朝一個(gè)方向延伸地存在并且朝與該一個(gè)方向交叉的方向具有規(guī)定寬度;2個(gè)棱線部,與和該頂板部的上述一個(gè)方向交叉的方向即寬度方向的兩個(gè)邊緣部分別相連;2個(gè)縱壁部,與該2個(gè)棱線部分別相連;以及2個(gè)凸緣部,與該2個(gè)縱壁部分別相連,并且,上述沖壓成型品由第1部分和第2部分構(gòu)成,該第1部分為,在上述一個(gè)方向上上述縱壁部形成為平面狀,上述第2部分與該第1部分相連,并且具有彎曲部,該彎曲部為,通過上述2個(gè)縱壁部、與該縱壁部分別相連的上述棱線部以及上述凸緣部均朝該縱壁部的大致板厚方向彎曲并且上述頂板部的寬度比上述第1部分的頂板部的寬度逐漸增加,由此上述頂板部在俯視時(shí)呈T字狀或者Y字狀,上述坯料的特征在于,在上述沖壓成型品的展開形狀中具有如下形狀:在上述第2部分的要成型為上述頂板部的部位的邊緣附加余料部,并且在該余料部的邊緣設(shè)置滿足下述條件1的第1凹部、第1凸部以及第2凹部、第3凹部、第2凸部以及第4凹部。

條件1:在將朝上述坯料的內(nèi)部方向的曲率的符號(hào)設(shè)為負(fù)并且將朝與該內(nèi)部方向相反的方向的曲率的符號(hào)設(shè)為正的情況下,依次具有排列形成于上述余料部的邊緣的、上述曲率的符號(hào)成為負(fù)的第1凹部、上述曲率的符號(hào)成為正的第1凸部以及上述曲率的符號(hào)成為負(fù)的第2凹部、上述曲率的符號(hào)成為負(fù)的第3凹部、上述曲率的符號(hào)成為正的第2凸部以及上述曲率的符號(hào)成為負(fù)的第4凹部。

此外,本發(fā)明的坯料是長條的沖壓成型品的原材料,該沖壓成型品是通過具備沖模模具、彎曲模以及襯墊的沖壓成型裝置對(duì)坯料或者對(duì)該坯料進(jìn)行了預(yù)加工的成型板進(jìn)行基于彎曲成型的沖壓加工而得到的,該沖壓成型品具有大致帽形的橫截面形狀,該帽形具備:頂板部,朝一個(gè)方向延伸地存在并且朝與該一個(gè)方向交叉的方向具有規(guī)定寬度;2個(gè)棱線部,與該頂板部的寬度方向的兩個(gè)邊緣部分別相連;2個(gè)縱壁部,與該2個(gè)棱線部分別相連;以及2個(gè)凸緣部,與該2個(gè)縱壁部分別相連,并且,上述沖壓成型品由第1部分和第2部分構(gòu)成,該第1部分為,在上述一個(gè)方向上上述縱壁部形成為平面狀,上述第2部分與該第1部分相連,并且具有彎曲部,該彎曲部為,通過上述2個(gè)縱壁部中的一個(gè)縱壁部、與該縱壁部相連的上述棱線部以及上述凸緣部均朝該縱壁部的大致板厚方向彎曲并且上述頂板部的寬度比上述第1部分的頂板部的寬度逐漸增加,由此上述頂板部在俯視時(shí)呈L字狀,上述坯料的特征在于,在上述沖壓成型品的展開形狀中具有如下形狀:在上述第2部分的要成型為上述頂板部的部位的邊緣附加余料部,并且在該余料部的邊緣設(shè)置滿足下述條件1的第1凹部、凸部以及第2凹部。

條件1:在將朝上述坯料的內(nèi)部方向的曲率的符號(hào)設(shè)為負(fù)并且將朝與該內(nèi)部方向相反的方向的曲率的符號(hào)設(shè)為正的情況下,依次具有排列設(shè)置于上述余料部的邊緣的、上述曲率的符號(hào)成為負(fù)的第1凹部、上述曲率的符號(hào)成為正的凸部以及上述曲率的符號(hào)成為負(fù)的第2凹部。

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