金屬板材的成型方法及成型裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬板材的成型方法及成型裝置，其中金屬板材借助于具有沖模和沖頭的成型模具被成型為具有突出部。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)地，已知如下的燃料電池隔板:通過在金屬板材中形成多個突出部，來形成供諸如氫氣或氧氣等的氣體或冷卻水流過的流路。例如專利文獻I和專利文獻2公開的方法已作為成型這種燃料電池隔板的方法提出。
[0003]根據(jù)專利文獻I的成型方法，如圖15的(a)所示，借助于第一成型模具41的模具411和模具412，在金屬板材42中形成小突部421。其后，如圖15的(b)和圖15的(c)所示，小突部421的周緣部的內(nèi)側被第二成型模具43的模具431和模具432擠壓，形成突出部 422。
[0004]根據(jù)專利文獻2的成型方法，如圖16的(a)所示，金屬板材52被第一成型模具51的模具511的凸部的前端面擠壓，形成小突部521。其后，如圖16的(b)所示，使得第一成型模具51的模具512的傾斜面和模具511的傾斜面壓延(roll out)(即，通過施加壓力而延伸)兩個傾斜面之間的小突部521的側壁部，形成突出部522。此外，如圖16的(c)所示，使得與第一成型模具51不同的第二成型模具53的模具531的前端面和模具532的底面壓延前端面與底面之間的突出部522的頂部524。結果，突出部522的頂部524變薄，頂部524的寬度變大。
[0005]傳統(tǒng)的成型方法中存在以下問題。
[0006]根據(jù)專利文獻I的成型方法，通過利用第一成型模具41的壓力加工和通過利用第二成型模具43的壓力加工主要都是拉延成型(drawing-out molding)。詳細地，如圖15的(a)所示，金屬板材42被模具412的凸部413擠壓，并被拉延。其后，如圖15的(b)所示，金屬板材42的小突部421的周緣部被模具432的角部434以及被模具431的角部433在狹窄區(qū)域內(nèi)擠壓。在這種情況下，角部433的位置和角部434的位置在金屬板材42的突出部的高度方向上偏離(deviate)。因此，金屬板材42不僅被兩個角部433和434拉延，而且還以角部433和434作為支點彎曲。
[0007]其后，如圖15的(c)所示，金屬板材42的小突部421的頂部在模具431和432 二者之間被模具432和模具431平坦化。另一方面，維持借助于模具431的角部433在狹窄區(qū)域內(nèi)的擠壓。
[0008]如上述，金屬板材42被模具412拉延，然后被兩個角部433和434拉延，并被角部433拉延。因此，金屬板材21被拉延，并到達易于被破斷的狀態(tài)。此外，金屬板材21被局部連續(xù)擠壓。因此，金屬板材21上的應力分布變得不均勻。換言之，金屬板材21在角部433附近被連續(xù)擠壓，因此到達易于被破斷的狀態(tài)。
[0009]根據(jù)專利文獻2的成型方法，如圖16的(a)和圖16的(b)所示，小突部521通過模具51形成，接著小突部521的側壁部523被第一成型模具51壓延，形成突出部522。在這種情況下，如從圖16的(b)明顯地，僅通過使突出部522減薄而形成側壁部523，因此側壁部523的厚度變得不足。在這種狀態(tài)下，金屬板材52上的強度分布變得不均勻，因此金屬板材52到達易于被破斷的狀態(tài)。此外，根據(jù)專利文獻2的成型方法，通過第一成型模具51形成突出部522，然后如圖16的(c)所示，突出部522的頂部524被第二成型模具53壓延，頂部524的寬度變大。換言之，由頂部524的壓延導致的材料移動使頂部524的寬度擴展。以此種方式移動的材料聚集在頂部524的角部處。即使在這種狀態(tài)下，側壁部523也保持較薄，并仍處于易于被破斷的狀態(tài)。此外，當材料聚集在頂部524的兩端的角部處時，頂部524與側壁部523之間的應力分布變化很大。因此，容易在已成型的金屬板材52上發(fā)生諸如翹曲或起伏等的變形。
[0010]如上述，根據(jù)專利文獻I和專利文獻2的成型方法，對破斷或變形的憂慮高，因此難以很大地延伸金屬板材52或者增高突出部522。還能夠想到的是，通過使金屬板材52的應力分布平均化來消除變形。因此存在在完成成型加工之后施加熱處理的情況。然而，在這種情況下，加工步驟變得復雜。
[0011]現(xiàn)有技術文獻
[0012]專利文獻
[0013]專利文獻1:日本特開2000-317531號公報
[0014]專利文獻2:日本特開2012-51016號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明要解決的問題
[0016]本發(fā)明的目的是提供一種金屬板材的成型方法及成型裝置，其能夠在金屬板材中形成厚度均勻的具有足夠高度的突出部，并能夠防止金屬板材被破斷。
[0017]用于解決問題的方案
[0018]為了解決前述問題，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，供給一種成型金屬板材的方法，其通過具有沖模和沖頭的成型模具在所述金屬板材中成型突出部。該方法包括:通過使用第一成型模具的拉延成型在所述金屬板材中成型所述突出部的第一步驟，所述突出部被成型為使得所述突出部的頂部比其它部分薄；和通過使用第二成型模具來壓延所述突出部的側壁部的第二步驟。
[0019]為了解決前述問題，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種成型金屬板材的裝置，其通過使用具有沖模和沖頭的成型模具在所述金屬板材中成型突出部。所述成型模具包括第一成型模具和第二成型模具，所述第一成型模具具有沖模和沖頭，所述第一成型模具的沖模和沖頭兩者在所述金屬板材中成型所述突出部，所述第一成型模具的沖模和沖頭以使所述突出部的頂部變得比其它部分薄的方式成型所述突出部，并且所述第二成型模具具有沖模和沖頭，所述第二成型模具的沖模和沖頭兩者壓延所述突出部的側壁部。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，在第一步驟中，通過使用第一成型模具，使金屬板材以使突出部的頂部變得比其它部分薄的方式被拉延。此時，突出部的頂部的材料移動到側壁部。在第二步驟中，通過使用第二成型模具，使突出部的側壁部被壓延。此時，側壁部的材料移動到突出部的頂部。換言之，在第一步驟中，執(zhí)行拉延成型，之后，執(zhí)行壓延成型。結果，當成型具有適當高度的突出部時，能夠防止材料被破斷，并能夠有效地使用側壁部的材料。此外，在第一步驟和第二步驟中，材料在突出部的頂部與側壁部之間相互移動，因此能夠使得突出部具有均勻的厚度。因此，良好地平衡了成型品的強度分布和應力分布，改善了破斷強度。
【附圖說明】
[0021]圖1是示出了已通過根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的用于成型金屬板材的方法成型的成型品的立體圖。
[0022]圖2是沿圖1的線2-2的部分截面圖。
[0023]圖3是示出了第一實施方式的成型方法的第一步驟的部分截面圖。
[0024]圖4的(a)和圖4的(b)是順序地示出第一步驟的成型過程的部分截面圖。
[0025]圖5是示出了第一實施方式的成型方法的第二步驟的部分截面圖。
[0026]圖6的(a)和圖6的(b)是順序地示出第二步驟的成型過程的部分截面圖。
[0027]圖7是示出了第一實施方式的成型方法的第三步驟的部分截面圖。
[0028]圖8的(a)和圖8的(b)是順序地示出第三步驟的成型過程的部分截面圖。
[0029]圖9是示出了第一實施方式的成型方法的第一步驟到第三步驟中的成型模具的沖頭的部分截面圖。
[0030]圖10是示出了已通過根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的用于成型金屬板材的方法成型的成型品的立體圖。
[0031]圖11是沿圖10的線11-11的部分截面圖。
[0032]圖12是示出了第二實施方式的成型方法的第一步驟的部分截面圖。
[0033]圖13是示出了第二實施方式的成型方法的第二步驟的部分截面圖。
[0034]圖14是示出了第二實施方式的成型方法的