冲压成型品的制造方法
冲压成型品的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种冲压成型品的制造方法，具体而言，涉及具有帽形截面并且在长 度方向的内部具有在侧视时弯曲成山形的形状的弯曲部的冲压成型品的制造方法。
【背景技术】
[0002] 通过组合多个对金属板（在以下的说明中以钢板为例）进行冲压成型而得到的骨 架部件，来构成汽车的车身（车身本体）的骨架构造。例如，下边梁、横梁、后侧前纵梁等骨 架部件的大部分，在长度方向的一部分或者全部，具有由顶板部、与顶板部的两侧相连的两 个纵壁、以及与两个纵壁分别相连的两个凸缘部构成的帽形截面。这些骨架部件是对于确 保汽车的碰撞安全来说较重要的部件。随着碰撞安全性能的提高，强烈期望这些骨架部件 实现用于车身轻量化的高强度化。
[0003] 图14是具有帽形截面并具有朝长度方向弯曲的弯曲部的冲压部件即后侧前纵梁 4的说明图，图14 (a)是立体图，图14 (b)是俯视图，图14 (c)是侧视图，图14 (d)是图14 (c) 中的Sec-A的截面图。
[0004] 如图14(a)~图14(d)所示，后侧前纵梁4具有由顶板部2、两个侧壁3、3以及两 个凸缘部1、1构成的帽形截面、并且具有长度方向内部的一部分在侧视时弯曲的形状的弯 曲部，即具有帽形截面形状、并且在将顶板部配置于上侧而从侧面侧观察成型品时在长度 方向内部具有朝上下方向弯曲为山形的形状的弯曲部。
[0005] 在对后侧前纵梁4进行成型时，如专如利文献1所公开的那样，一般对原材料钢板 (坯料）进行深拉。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开平2-151322号公报
【发明内容】
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 然而，与低强度钢板相比，被称作高强度钢的高强度钢板的延展性较低、成型性较 差。因此，当对由高强度钢构成的坯料进行拉深成型时，在成型品的顶板部2以及纵壁部3 会产生裂纹。此外，当对由高强度钢构成的坯料进行拉深成型时，材料不规则地伸缩而产生 原材料流入。而且，成型时的原材料流入量因稍微的油附着量等的差异等而变动。因此，成 型品的位置精度不稳定。另外，如果简单地进行弯曲成型，则能够防止成型品的裂纹，但在 凸缘部1会产生褶皱。因此，也不能够采用弯曲成型。
[0011] 因此，可以考虑在进行拉深成型之后进行修边，由此使成型品成为所希望的尺寸。 但是，图14(a)~图14(d)所示的后侧前纵梁4那样的冲压成型品，不仅如上述那样为复杂 的形状，而且凸缘部1也弯曲。因此，在成型后也难以进行修边。当然，由高强度钢构成的 平板的坯料能够进行修边，但如上所述那样，由于在拉深工序中材料不规则地伸缩而产生 原材料流入，所以在省略修边的情况下，成型品的边缘位置精度不稳定，无法稳定地得到成 型品的凸缘长度。
[0012] 因此，难以将高强度钢作为原材料钢板而位置精度良好地成型图14(a)~图 14(d)所示的冲压成型品4,对于比较低强度而延展性优异的钢板需要增加板厚来使用，无 法满足车身轻量化的要求。
[0013] 用于解决课题的手段
[0014] 本发明如以下所记载的那样。
[0015] (1) -种冲压成型品的制造方法，是通过对由高强度钢板构成的坯料进行预加工 而成为中间成型体，并通过对该中间成型体进行主加工，由此制造具有由顶板部、与该顶板 部相连的两个纵壁以及与该两个纵壁分别相连的两个凸缘部构成的帽形截面并且在长度 方向的内部具有在侧视时弯曲为山形的形状的弯曲部的最终成型体即冲压成型品的方法， 其特征在于，
[0016] 上述中间成型体为，具有由形成上述顶板部的中间顶板部、与该中间顶板部相连 的两个中间纵壁以及与该两个中间纵壁分别相连的两个中间凸缘部构成的帽形截面，并且 上述两个中间纵壁的高度为，在成型为上述弯曲部的区域中比上述最终成型体的上述两个 纵壁的高度低，并且在上述长度方向上除了成型为上述弯曲部的区域以外的剩余的两个区 域中，随着远离成型为上述弯曲部的区域而逐渐变低并且在最远离成型为上述弯曲部的区 域的位置成为近似零；以及
[0017] 经由如下步骤来进行上述主加工：第一步骤，在下模冲头以及压料圈、和与该下模 冲头以及压料圈对置地配置的上模冲模之间且上述下模冲头上，配置上述中间成型体；第 二步骤，以与上述中间凸缘部相接的方式配置上述压料圈；第三步骤，通过使上述上模冲模 朝配置有上述下模冲头以及上述压料圈的方向移动，由此对上述中间成型体进行成型直至 达到压料圈为止，而对上述纵壁的一部分进行成型；以及第四步骤，在维持通过上述压料圈 将上述中间成型体按压于上述上模冲模而进行夹持的状态的同时，通过使上述上模冲模以 及上述压料圈相对于上述中间成型体朝配置有上述压料圈的方向移动，由此对上述中间成 型体的纵壁部分和与纵壁相连的凸缘部分进行成型。
[0018] 当对原材料钢板进行拉深成型等预加工而成为具有中间形状的中间成型体，并对 该中间成型体简单进行弯曲成型时，在最终成型体的凸缘部产生褶皱。与此相对，根据（1) 的本发明，预先使具有由中间顶板部、两个中间纵壁以及两个中间凸缘部构成的帽形截面 的中间成型体的两个中间纵壁的高度为，在成型为最终成型体的弯曲部的区域中比最终成 型体的纵壁的高度低，并且在长度方向上除了成型为弯曲部的区域以外的剩余的两个区域 中，随着远离成型为弯曲部的区域而逐渐变低并且在最远离成型为弯曲部的区域的位置成 为近似零，并对该中间成型体连续地依次进行第三步骤的弯曲成型以及第四步骤的拉深成 型。
[0019] 因此，根据⑴项的本发明，能够防止在通常的拉深成型、弯曲成型中成为强加工 部的弯曲部产生裂纹、凸缘部产生褶皱。
[0020] (2)如⑴项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，在上述第一步骤中， 进一步使用具有上述最终成型体的顶板部的形状并且与上述下模冲头以及上述压料圈对 置地配置的衬垫，并且在上述第二步骤、上述第三步骤以及上述第四步骤中，通过该衬垫将 上述中间成型体的顶板部按压于上述下模冲头而进行夹持。
[0021] 根据（2)项的本发明，使用对中间成型体的中间顶板部进行约束的衬垫，能够在 第三步骤（第三步骤~第四步骤的弯曲拉深连续成型）的初始阶段抑制中间顶板部的移 动，因此能够防止位置精度恶化。
[0022] (3)如⑴项或⑵项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，上述下模冲 头具有上述顶板部以及与该顶板部相连的两个纵壁各自的形状，上述压料圈具有包含上述 凸缘部的形状在内的形状，并且上述上模冲模具有上述顶板部、与该顶板部相连的两个纵 壁以及与该两个纵壁分别相连的两个凸缘部各自的形状。
[0023] (4)如⑵项或⑶项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，上述衬垫具 有上述顶板部的形状。
[0024] (5)如⑴项至⑷项中任1项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，在 对上述中间成型体进行上述主加工之前，对除了成型为上述弯曲部的区域以外的剩余的两 个区域中、不构成上述最终成型体的范围进行修边。
[0025] 根据（5)项的本发明，由于对中间成型体进行修边而调整外形形状，因此能够吸 收因拉深成型等而引起的材料的不规则的伸缩所导致的不均匀的原材料流入。
[0026] (6)如⑴项至（5)项中任1项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，成 型为上述弯曲部的区域中的上述中间纵壁的高度为上述弯曲部的上述纵壁的高度的3~ 97%〇
[0027] (7) 如⑴项至（6)项中任1项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，上 述高强度钢板的抗拉强度为590~1800MPa。
[0028] (8)如⑴项至（7)项中任1项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，上 述冲压成型品为汽车的车身的骨架部件。
[0029] 根据（1)~（8)项的本发明，即使在将抗拉强度为590~1800MPa的被称作高强 度钢材的高强度钢板作为原材料钢板的情况下，也能够不产生褶皱、裂纹而成型品的边缘 位置精度良好地冲压成型具有帽形截面形状并且具有长度方向的一部分在侧视时弯曲的 形状的冲压成型品，例如能够实现下边梁、横梁、后侧前纵梁这样的汽车的车身的骨架部件 的轻量化。
[0030] 发明的效果
[0031] 根据本发明的冲压成型品的制造方法，即使在将抗拉强度为590MPa以上、780MPa 以上或者980MPa以上的高强度钢作为原材料钢板的情况下，也能够不产生褶皱、裂纹而成 型品的边缘位置精度良好地冲压成型具有帽形截面形状并且具有长度方向的一部分在侧 视时弯曲的形状的冲压成型品。
【附图说明】
[0032] 图1中，图1(a)~图1(c)分别是作为预成型而进行了拉深成型的中间成型体的 立体图、俯视图、侧视图。
[0033] 图2是表示在用于预成型为中间成型体的拉深成型工序中使用的模具的构成的 说明图。
[0034] 图3中，图3(a)~图3(d)分别是表示被修边后的修整后中间成型体的立体图、俯 视图、侧视图以及Sec-B截面图。
[0035] 图4中，图4(a)~图4(d)分别是表示连续地依次进行弯曲成型和拉深成型而成 型的最终成型体的立体图、俯视图、侧视图以及Sec-C截面图。
[0036] 图5是表示在第二工序的弯曲拉深连续成型中使用的模具的构成的说明图。
[0037] 图6-1是在第二工序的弯曲拉深连续成型中使用的修整后中间成型体的侧视图。
[0038] 图6-2是进行第二工序的弯曲拉深连续成型的模具设置时的图6-1的Sec-D截面 图。
[0039] 图6-3是进行第二工序的弯曲拉深连续成型的模具设置时的图6-1的Sec-E截面 图。
[0040] 图7-1是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截面图。
[0041] 图7-2是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截面图。
[0042] 图7-3是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截面图。
[0043] 图8中，图8(a)是表示在第二工序中开始弯曲拉深连续成型的时刻的中间成型体 的中间凸缘部与最终成型体的凸缘部之间的、高度方向的距离（即，中间成型体的中间纵 壁的高度与最终成型品的纵壁的高度之差）的说明图，图8(b)是图8(a)的Sec-F截面图。
[0044] 图9中，图9(a)、图9(b)分别是实施例所示的最终成型体的侧视图、Sec-G截面 图。
[0045] 图10是表示实施例的X、Y方向的位移评价位置的图。
[0046] 图11是表示实施例1中使用的拉深成型模具的构成的说明图。
[0047] 图12是表示实施例1~7中使用的原材料钢板的说明图。
[0048] 图13是表示实施例2中使用的弯曲成型模具的构成的说明图。
[0049] 图14是具有帽形截面并具有朝长度方向弯曲的弯曲部的冲压部件即后侧前纵梁 4的说明图，图14 (a)是立体图，图14 (b)是俯视图，图14 (c)是侧视图，图14 (d)是图14 (c) 的Sec-A截面图。
【具体实施方式】
[0050] 参照附图对本发明进行说明。
[0051] 1.通过本发明制造的冲压成型品
[0052] 通过本发明制造的冲压成型品的形状与图14(a)~图14(d)所示的冲压成型品4 相同。
[0053] 冲压成型品4具有由顶板部2、与顶板部相连的两个纵壁3、3、以及与两个纵壁3、 3分别相连的两个凸缘部1、1构成的帽形截面。此外，冲压成型品4在长度方向的内部具有 在侧视时弯曲为山形状的形状的弯曲部0。进而，如图14(b)所示，冲压成型品4为，在从顶 板部2侧俯视长度方向时，具有平缓地弯曲的形状，但也可以不存在该弯曲。
[0054] 在本发明的制造方法中，冲压成型品为最终成型体。
[0055] 通过本发明制造的冲压成型品（以下，简称为"冲压成型品"），例如被用作为下边 梁、横梁、后侧前纵梁这样的汽车的车身的骨架部件。
[0056] 冲压成型品由抗拉强度为590MPa以上、780MPa以上或者980MPa以上且1800MPa 以下的高强度钢板构成。在汽车的车身的骨架部件中一般使用的钢板的抗拉强度为440MPa 级，但为了提高碰撞安全性能而期望部件材质的高强度化，期望使用590MPa以上的高强度 钢板。此外，从燃料消耗率提高的观点出发期望进一步的轻量化，由于通过高强度化能够实 现板厚的减少，因此更期望使用780MPa以上、甚至980MPa以上的高强度钢板。
[0057] 2.本发明的制造方法
[0058] 如上所述，为了不生成褶皱地制造具有复杂形状的冲压成型品，通常进行拉深成 型。但是，在原材料钢板为可加工性不充分的抗拉强度590MPa以上的高强度钢的情况下， 当进行拉深成型时，成型品会产生裂纹，并且材料不规则地伸缩而产生原材料流入，由此位 置精度降低。此外，当进行弯曲成型时，在凸缘部产生较多的褶皱。
[0059] 因此，在本发明的制造方法中，经由如下工序来制造冲压成型品：第一工序，通过 对由高强度钢板构成的坯料进行预加工，由此成为中间成型体；第二工序，对该中间成型体 进行主加工。以下，依次对第一工序、第二工序进行说明。
[0060] (1)第一工序
[0061] 图1(a)~图1(c)分别是作为预成型而进行了拉深成型的中间成型体11的立体 图、俯视图、侧视图。图2是表示在用于预成型为中间成型体11的拉深成型工序中使用的 模具的构成的说明图。
[0062] 如图I (a)~图I (c)以及图2所示，在第一工序中，使用图2所示的模具对原材料 金属板35进行预加工直至成为中间成型体形状11。图2中的符号5表示预加工用上模冲 模，符号6表示预加工用下模冲头，符号7表示预加工用压料圈。
[0063] 在图14 (a)~图14(d)所示的冲压成型品4中，顶板部2变得最高的截面I(Sec-A) 的部分、即冲压成型品4中的弯曲部0,是最难成型的部分。此外，在将原材料金属板35的 外周缘部12g的形状尽量维持为接近平板的形状的状态下，通过拉深成型来形成成型为弯 曲部〇的部分最高、朝向其两侧平缓地倾斜的山形的突起12,而成为中间成型体11。
[0064] 即，中间成型体11具有由成型为顶板部0的中间顶板部12a、与中间顶板部12a 相连的两个中间纵壁12b、12b、以及与两个中间纵壁12b、12b分别相连的两个中间凸缘部 12c、12c构成的帽形截面。
[0065] 此外，两个中间纵壁12b、12b的高度为，（A)在成型为弯曲部0的区域12d中，比最 终成型体即冲压成型品4的纵壁3、3的高度低若干；(B)在长度方向上除了成型为弯曲部0 的区域12d以外的剩余的两个区域12e、12f中，随着远离成型为弯曲部0的区域12d而逐 渐变低；并且（C)在最远离成型为弯曲部0的区域的位置成为近似零。
[0066] 图3(a)~图3(d)分别是表示被修边后的修整后中间成型体13的立体图、俯视 图、侧视 图以及Sec-B截面图。
[0067] 在第一工序中，也可以根据需要，为了消除伴随拉深成型而在中间成型体11上产 生的材料的伸缩所导致的不均匀的原材料流入的影响，而对中间成型体11进行修边而成 为修整后中间成型体13。
[0068] 即，在对中间成型体11进行后述的第二工序的主加工之前，对除了成型为弯曲部 0的区域12d以外的剩余的两个区域12e、12f中、不构成最终成型体4的范围即中间成型体 11的外周缘部12g进行修边。
[0069] 对于不存在中间成型体11的突起12这样的原材料的突出部的、中间成型体11的 外周缘部12g进行该修边。因此，例如不通过激光切割这样的特殊的切割方法、而通过在冲 压工序中能够进行修整的切割方法，并且不使用凸轮切割等复杂的切割方法，能够沿与冲 压方向垂直的方向进行切割，能够抑制制造成本的上升。
[0070] 修边成朝向突起12的端部12h、12i而宽度逐渐扩宽的形状，以便成为最终成型品 4的形状。
[0071] 通过进行该修边，能够调整中间成型体11的外形形状，能够吸收由拉深成型等引 起的材料的不规则伸缩所导致的不均匀的原材料流入。
[0072] (?第二工序
[0073] 图4(a)~图4(d)分别是表示连续地依次进行弯曲成型以及拉深成型而成型的最 终成型体即冲压部件21的立体图、俯视图、侧视图以及Sec-C截面图。另外，在以下的说明 中，还将第二工序中的成型称作"弯曲拉深连续成型"。
[0074] 通过第二工序，修整后中间成型体13被成型至图4(a)~图4(d)所示的最终成型 体即冲压成型品21。图4(a)~图4(d)中的符号22、23、24分别表示冲压成型品21的顶板 部、纵壁、凸缘。
[0075] 图5是表示在第二工序的弯曲拉深连续成型中使用的模具的构成的说明图。图 6- 1是在第二工序的弯曲拉深连续成型中使用的修整后中间成型体13的侧视图。在图5 中，符号25表不上模冲模，符号26表不下模冲头，符号27表不衬垫，符号28表不压料圈。
[0076] 下模冲头26具有顶板部22以及与顶板部22相连的两个纵壁23、23各自的形状。 压料圈28具有包含两个凸缘部24、24各自的形状在内的形状。上模冲模25具有顶板部 22、与顶板部22相连的两个纵壁23、23、以及与两个纵壁23、23分别相连的两个凸缘部24、 24各自的形状。
[0077] 并且，根据需要，也可以使用衬垫27。衬垫27具有最终成型体21的顶板部22的 形状。衬垫27与上模冲模25 -起，被与下模冲头26以及压料圈28对置地配置。衬垫27 在后述的第二步骤、第三步骤以及第四步骤中，将修整后中间成型体13的成型为顶板22的 中间顶板部12a按压于下模冲头26而进行夹持，因此在第三步骤（第三步骤~第四步骤的 弯曲拉深连续成型）的初始阶段能够抑制该中间顶板部12a移动，并能够防止成型品的边 缘位置精度恶化。
[0078] 图6-2是进行第二工序的弯曲拉深连续成型的模具设置时的图6-1的Sec-D截面 图，图6-3是进行第二工序的弯曲拉深连续成型的模具设置时的图6-1的Sec-E截面图，图 7- 1是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截面图，图7-2是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截 面图，并且图7-3是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截面图。
[0079] 如图6-2所示，在第二工序的弯曲拉深连续成型的开始时，压料圈28处于比下模 冲头26的表面稍高的位置。首先，修整后中间成型体13被配置于下模冲头26以及压料圈 28与衬垫27以及上模冲模25之间。
[0080] 接着，如图7-1所示，通过衬垫27将修整后中间成型体13的中间顶板部12a按压 于下模冲头26而进行加压、夹持。此时，以与修整后中间成型体13的中间凸缘部12c相接 的方式配置压料圈28。但是，在此时，也可以如图6-1的Sec-E截面即图6-3所示，修整后 中间成型体13的中间凸缘部12c与压料圈28不相接。
[0081] 另外，在不影响位置精度的情况下也可以不使用衬垫27。
[0082] 然后，如图7-2所示，使上模冲模25朝配置有下模冲头26以及压料圈28的方向 移动，而对修整后中间成型体13进行成型直至达到压料圈28为止，由此对最终成型体21 的纵壁23的一部分进行成型。
[0083] 之后，如图7-3所示，在维持通过压料圈28将修整后中间成型体13按压于上模冲 模25而进行加压、夹持的状态的同时，使上模冲模25和压料圈28相对于修整后中间成型 体13朝配置有压料圈28的方向进一步移动，而对修整后中间成型体13进行加工而对最终 成型体21的纵壁23和与纵壁23相连的凸缘部24进行成型。
[0084] 在不影响位置精度的情况下，当然也可以使用未进行修整的中间成型体11，来替 代修整后中间成型体13。
[0085] 如此，在第二工序中，通过一系列的动作对中间成型体11或者修整后中间成型体 13连续地进行弯曲成型以及拉深成型（弯曲拉深连续成型），由此能够不产生裂纹、褶皱地 制造冲压成型品21。
[0086] 如此，在本发明的第二工序的弯曲拉深连续成型中，通过将压料圈28设定在比最 终位置高的位置，由此能够变更弯曲成型与拉深成型的比率。即，如果压料圈28处于较高 的位置则拉深成型的比率变高，如果压料圈28处于较低的位置则弯曲成型的比率变高。
[0087] 图8(a)是表示在第二工序中开始弯曲拉深连续成型的时刻的、修整后中间成型 体13的中间凸缘部12C与最终成型体21的凸缘部24之间的高度方向的距离（修整后中 间成型体13的中间纵壁的高度与最终成型体21的纵壁的高度的比率）的说明图，图8(b) 是图8(a)的Sec-F截面图。
[0088] 成型为弯曲部2Ia的区域中的修整后中间成型体13的中间纵壁的高度，优选为最 终成型体21的纵壁的高度的3~97%。在不足3%时，拉深的比率变高，虽然能够防止凸 缘部24产生褶皱，但材料不规则地伸缩而产生原材料流入，因此成型品的边缘位置精度降 低。此外，当超过97%时，变得与弯曲加工几乎相同，如上述那样变得容易在凸缘部24产生 褶皱。此外，在可加工性不充分的高强度钢的情况下，还担心第一工序中的裂纹。根据同样 的观点，更优选为5%以上且95%以下。如此，该比率表示第二工序的弯曲拉深连续成型中 的拉深成型的比率，与从原材料钢板到中间成型体为止的成型比率也有关。
[0089] 实施例
[0090] 图9 (a)、图9 (b)分别是实施例所示的最终成型体的侧视图、Sec-G截面图。
[0091] 在比较例1、2、3以及本发明例1、2、3、4中，作为原材料钢板，使用断裂强度590MPa 到980MPa、板厚I. 6mm到2. Omm的钢板，通过作为现有技术的拉深成型法、弯曲成型法、本发 明的成型方法、以及是本发明的成型方法但为本发明条件外的成型法，制造了图9(a)以及 图9(b)所示的形状（单位为mm)的成型品31。
[0092] 图10是表示比较例1~3以及本发明例1~4的X、Y方向的位移评价位置的图， 表示对X、Y方向的位移量进行测定的基准点32、33、34。
[0093] 图11是表示在比较例1中使用的拉深成型模具的构成的说明图，图12是表示在 比较例1~3以及本发明例1~4中使用的原材料钢板35的说明图，图13是表示在比较 例2中使用的弯曲成型模具的构成的说明图。图11的各符号与图2的各符号相同。图13 中的符号40表不上模冲模，符号41表 不下模冲头，符号42表不衬垫，符号43表不原材料 钢板。
[0094] 比较例1~3以及本发明例1~4的效果在表1中集中表示。
[0095] [表 1]
[0096]
[0097] ※I :壁高度比：修整后中间成型体13的中间纵壁的高度与最终成型体21的纵壁 的高度的比率
[0098] 比较例1是进行了基于现有的拉深成型法的冲压成型的例子。在比较例1中，产 生裂纹，并且X、Y方向的位移量非常大，而无法确保成型品的位置精度。
[0099] 比较例2是进行了基于现有的弯曲成型法的冲压成型的例子。在比较例2中，虽 然X、Y方向的位移量被抑制，但在凸缘产生褶皱。
[0100] 本发明例1~7是将弯曲部的中间成型体的中间纵壁的高度设为弯曲部的最终成 型体的纵壁的高度的5%、15%、25%、50%、75%、85%、95%的例子。在本发明例1~7中 均为，在冲压成型品未产生褶皱，X、Y方向的位移量也被抑制，能够确认本发明的有效性。
[0101] 比较例3是将弯曲部的中间成型体的中间纵壁的高度设为弯曲部的最终成型体 的纵壁的高度的100%的例子。在比较例3中，在第一工序的成型时产生裂纹，不能够进行 第二工序的成型。
[0102] 本发明例8是使原材料钢板为590MPa级的高强度钢板，并且将弯曲部的中间成型 体的中间纵壁的高度设为弯曲部的最终成型体的纵壁的高度的85%的例子。在本发明例8 中，在冲压成型品未产生褶皱，X、Y方向的位移量也被抑制，能够确认本发明的有效性。
[0103] 并且，本发明例9是使原材料金属板为780MPa级的高强度钢板，并且将弯曲部的 中间成型体的中间纵壁的高度设为弯曲部的最终成型体的纵壁的高度的85%的例子。在本 发明例9中，在冲压成型品未产生褶皱，X、Y方向的位移量也被抑制，能够确认本发明的有 效性。
[0104] 工业上的可利用性
[0105] 根据本发明，即使在将抗拉强度为590MPa以上的高强度钢板作为原材料钢板的 情况下，也能够不产生裂纹、褶皱而位置精度良好地成型具有帽形截面并且在长度方向的 内部具有在侧视时弯曲为山形的形状的弯曲部的冲压成型品。
[0106] 符号的说明
[0107] 0 :弯曲部；1 :凸缘；2 :顶板；3 :纵壁；4 :冲压成型品；5 :预加工用上模冲模；6 :预 加工用下模冲头；7 :预加工用压料圈；11 :中间成型体；12 :突起；12a :中间顶板部；12b : 中间纵壁；12c :中间凸缘部；12d :成型为弯曲部的区域；12e :除了成型为弯曲部的区域以 外的剩余的中间成型品前端部；12 f :除了成型为弯曲部的区域以外的剩余的中间成型品 后端部；12g :不构成最终成型体的范围即中间成型体的外周缘部；12h :突起的中间成型品 前端部；12i :突起的中间成型品后端部；13 :修整后中间成型体；21 :最终成型体；21a :弯 曲部；22 :最终成型体的顶板部；23 :最终成型体的纵壁；24 :最终成型体的凸缘部；25 :上 模冲模；26 :下模冲头；27 :衬垫；28 :压料圈；31 :冲压成型品；32 :X、Y方向的位移评价基 准点I ;33 :X、Y方向的位移评价基准点2 ;34 :X、Y方向的位移评价基准点3 ;35 :原材料钢 板。
【主权项】
1. 一种冲压成型品的制造方法，是通过对由高强度钢板构成的坯料进行预加工而成为 中间成型体，并通过对该中间成型体进行主加工，由此制造具有由顶板部、与该顶板部相连 的两个纵壁以及与该两个纵壁分别相连的两个凸缘部构成的帽形截面并且在长度方向的 内部具有在侧视时弯曲为山形的形状的弯曲部的最终成型体即冲压成型品的方法，其中， 上述中间成型体为，具有由形成上述顶板部的中间顶板部、与该中间顶板部相连的两 个中间纵壁以及与该两个中间纵壁分别相连的两个中间凸缘部构成的帽形截面，并且上述 两个中间纵壁的高度为，在成型为上述弯曲部的区域中比上述最终成型体的上述两个纵 壁的高度低，并且在上述长度方向上除了成型为上述弯曲部的区域以外的剩余的两个区域 中，随着远离成型为上述弯曲部的区域而逐渐变低并且在最远离成型为上述弯曲部的区域 的位置成为近似零；以及 经由如下步骤来进行上述主加工：第一步骤，在下模冲头以及压料圈、和与该下模冲头 以及压料圈对置地配置的上模冲模之间且上述下模冲头上，配置上述中间成型体；第二步 骤，以与上述中间凸缘部相接的方式配置上述压料圈；第三步骤，通过使上述上模冲模朝配 置有上述下模冲头以及上述压料圈的方向移动，由此对上述中间成型体进行成型直至达到 压料圈为止，而对上述纵壁的一部分进行成型；以及第四步骤，在维持通过上述压料圈将上 述中间成型体按压于上述上模冲模而进行夹持的状态的同时，通过使上述上模冲模以及上 述压料圈相对于上述中间成型体朝配置有上述压料圈的方向移动，由此对上述中间成型体 的纵壁部分和与纵壁相连的凸缘部分进行成型。2. 如权利要求1所述的冲压成型品的制造方法，其中， 在上述第一步骤中，进一步使用具有上述最终成型体的顶板部分的形状并且与上述下 模冲头以及上述压料圈对置地配置的衬垫，并且在上述第二步骤、上述第三步骤以及上述 第四步骤中，通过该衬垫将上述中间成型体的顶板部按压于上述下模冲头而进行夹持。3. 如权利要求1或2所述的冲压成型品的制造方法，其中， 上述下模冲头具有上述顶板部以及与该顶板部相连的两个纵壁各自的形状，上述压料 圈具有包含上述凸缘部的形状在内的形状，并且上述上模冲模具有上述顶板部、与该顶板 部相连的两个纵壁以及与该两个纵壁分别相连的两个凸缘部各自的形状。4. 如权利要求2或3所述的冲压成型品的制造方法，其中， 上述衬垫具有上述顶板部的形状。5. 如权利要求1至4任一项所述的冲压成型品的制造方法，其中， 在对上述中间成型体进行上述主加工之前，对除了成型为上述弯曲部的区域以外的剩 余的两个区域中、不构成上述最终成型体的范围进行修边。6. 如权利要求1至5任一项所述的冲压成型品的制造方法，其中， 成型为上述弯曲部的区域中的上述中间纵壁的高度为上述弯曲部的上述纵壁的高度 的3~97%。7. 如权利要求1至6任一项所述的冲压成型品的制造方法，其中， 上述高强度钢板的抗拉强度为590~1800MPa。8. 如权利要求1至7任一项所述的冲压成型品的制造方法，其中， 上述冲压成型品为汽车的车身的骨架部件。
【专利摘要】本发明提供一种冲压成型品的制造方法，即使在将高强度材料作为原材料金属板的情况下，也能够不产生裂纹、褶皱而位置精度良好地成型冲压部件，该冲压部件具有帽形截面形状且在长度方向上使顶板部成为上侧而从侧面侧观察成型品时具有包含遍及长度方向弯曲为へ字状的形状在内的形状。该冲压成型品为，截面为由两侧的凸缘(1)、顶板(2)和两侧的纵壁(3)构成的帽形形状，且在使顶板部成为上侧而从侧面侧观察成型品时，具有遍及长度方向在上下方向上弯曲为へ字状的形状。将原材料金属板拉深成型至中途形状而作为中间成型体，在对该中间成型体进行修边而调整了外形形状的基础上，弯曲拉深连续成型至最终形状。
【IPC分类】B21D22/26, B21D22/20
【公开号】CN104903020
【申请号】CN201380069175
【发明人】宫城隆司, 田中康治, 小川操, 麻生敏光
【申请人】新日铁住金株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月20日
【公告号】US20150336158, WO2014106931A1
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种冲压成型品的制造方法，具体而言，涉及具有帽形截面并且在长 度方向的内部具有在侧视时弯曲成山形的形状的弯曲部的冲压成型品的制造方法。
【背景技术】
[0002] 通过组合多个对金属板（在以下的说明中以钢板为例）进行冲压成型而得到的骨 架部件，来构成汽车的车身（车身本体）的骨架构造。例如，下边梁、横梁、后侧前纵梁等骨 架部件的大部分，在长度方向的一部分或者全部，具有由顶板部、与顶板部的两侧相连的两 个纵壁、以及与两个纵壁分别相连的两个凸缘部构成的帽形截面。这些骨架部件是对于确 保汽车的碰撞安全来说较重要的部件。随着碰撞安全性能的提高，强烈期望这些骨架部件 实现用于车身轻量化的高强度化。
[0003] 图14是具有帽形截面并具有朝长度方向弯曲的弯曲部的冲压部件即后侧前纵梁 4的说明图，图14 (a)是立体图，图14 (b)是俯视图，图14 (c)是侧视图，图14 (d)是图14 (c) 中的Sec-A的截面图。
[0004] 如图14(a)~图14(d)所示，后侧前纵梁4具有由顶板部2、两个侧壁3、3以及两 个凸缘部1、1构成的帽形截面、并且具有长度方向内部的一部分在侧视时弯曲的形状的弯 曲部，即具有帽形截面形状、并且在将顶板部配置于上侧而从侧面侧观察成型品时在长度 方向内部具有朝上下方向弯曲为山形的形状的弯曲部。
[0005] 在对后侧前纵梁4进行成型时，如专如利文献1所公开的那样，一般对原材料钢板 (坯料）进行深拉。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开平2-151322号公报
【发明内容】
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 然而，与低强度钢板相比，被称作高强度钢的高强度钢板的延展性较低、成型性较 差。因此，当对由高强度钢构成的坯料进行拉深成型时，在成型品的顶板部2以及纵壁部3 会产生裂纹。此外，当对由高强度钢构成的坯料进行拉深成型时，材料不规则地伸缩而产生 原材料流入。而且，成型时的原材料流入量因稍微的油附着量等的差异等而变动。因此，成 型品的位置精度不稳定。另外，如果简单地进行弯曲成型，则能够防止成型品的裂纹，但在 凸缘部1会产生褶皱。因此，也不能够采用弯曲成型。
[0011] 因此，可以考虑在进行拉深成型之后进行修边，由此使成型品成为所希望的尺寸。 但是，图14(a)~图14(d)所示的后侧前纵梁4那样的冲压成型品，不仅如上述那样为复杂 的形状，而且凸缘部1也弯曲。因此，在成型后也难以进行修边。当然，由高强度钢构成的 平板的坯料能够进行修边，但如上所述那样，由于在拉深工序中材料不规则地伸缩而产生 原材料流入，所以在省略修边的情况下，成型品的边缘位置精度不稳定，无法稳定地得到成 型品的凸缘长度。
[0012] 因此，难以将高强度钢作为原材料钢板而位置精度良好地成型图14(a)~图 14(d)所示的冲压成型品4,对于比较低强度而延展性优异的钢板需要增加板厚来使用，无 法满足车身轻量化的要求。
[0013] 用于解决课题的手段
[0014] 本发明如以下所记载的那样。
[0015] (1) -种冲压成型品的制造方法，是通过对由高强度钢板构成的坯料进行预加工 而成为中间成型体，并通过对该中间成型体进行主加工，由此制造具有由顶板部、与该顶板 部相连的两个纵壁以及与该两个纵壁分别相连的两个凸缘部构成的帽形截面并且在长度 方向的内部具有在侧视时弯曲为山形的形状的弯曲部的最终成型体即冲压成型品的方法， 其特征在于，
[0016] 上述中间成型体为，具有由形成上述顶板部的中间顶板部、与该中间顶板部相连 的两个中间纵壁以及与该两个中间纵壁分别相连的两个中间凸缘部构成的帽形截面，并且 上述两个中间纵壁的高度为，在成型为上述弯曲部的区域中比上述最终成型体的上述两个 纵壁的高度低，并且在上述长度方向上除了成型为上述弯曲部的区域以外的剩余的两个区 域中，随着远离成型为上述弯曲部的区域而逐渐变低并且在最远离成型为上述弯曲部的区 域的位置成为近似零；以及
[0017] 经由如下步骤来进行上述主加工：第一步骤，在下模冲头以及压料圈、和与该下模 冲头以及压料圈对置地配置的上模冲模之间且上述下模冲头上，配置上述中间成型体；第 二步骤，以与上述中间凸缘部相接的方式配置上述压料圈；第三步骤，通过使上述上模冲模 朝配置有上述下模冲头以及上述压料圈的方向移动，由此对上述中间成型体进行成型直至 达到压料圈为止，而对上述纵壁的一部分进行成型；以及第四步骤，在维持通过上述压料圈 将上述中间成型体按压于上述上模冲模而进行夹持的状态的同时，通过使上述上模冲模以 及上述压料圈相对于上述中间成型体朝配置有上述压料圈的方向移动，由此对上述中间成 型体的纵壁部分和与纵壁相连的凸缘部分进行成型。
[0018] 当对原材料钢板进行拉深成型等预加工而成为具有中间形状的中间成型体，并对 该中间成型体简单进行弯曲成型时，在最终成型体的凸缘部产生褶皱。与此相对，根据（1) 的本发明，预先使具有由中间顶板部、两个中间纵壁以及两个中间凸缘部构成的帽形截面 的中间成型体的两个中间纵壁的高度为，在成型为最终成型体的弯曲部的区域中比最终成 型体的纵壁的高度低，并且在长度方向上除了成型为弯曲部的区域以外的剩余的两个区域 中，随着远离成型为弯曲部的区域而逐渐变低并且在最远离成型为弯曲部的区域的位置成 为近似零，并对该中间成型体连续地依次进行第三步骤的弯曲成型以及第四步骤的拉深成 型。
[0019] 因此，根据⑴项的本发明，能够防止在通常的拉深成型、弯曲成型中成为强加工 部的弯曲部产生裂纹、凸缘部产生褶皱。
[0020] (2)如⑴项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，在上述第一步骤中， 进一步使用具有上述最终成型体的顶板部的形状并且与上述下模冲头以及上述压料圈对 置地配置的衬垫，并且在上述第二步骤、上述第三步骤以及上述第四步骤中，通过该衬垫将 上述中间成型体的顶板部按压于上述下模冲头而进行夹持。
[0021] 根据（2)项的本发明，使用对中间成型体的中间顶板部进行约束的衬垫，能够在 第三步骤（第三步骤~第四步骤的弯曲拉深连续成型）的初始阶段抑制中间顶板部的移 动，因此能够防止位置精度恶化。
[0022] (3)如⑴项或⑵项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，上述下模冲 头具有上述顶板部以及与该顶板部相连的两个纵壁各自的形状，上述压料圈具有包含上述 凸缘部的形状在内的形状，并且上述上模冲模具有上述顶板部、与该顶板部相连的两个纵 壁以及与该两个纵壁分别相连的两个凸缘部各自的形状。
[0023] (4)如⑵项或⑶项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，上述衬垫具 有上述顶板部的形状。
[0024] (5)如⑴项至⑷项中任1项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，在 对上述中间成型体进行上述主加工之前，对除了成型为上述弯曲部的区域以外的剩余的两 个区域中、不构成上述最终成型体的范围进行修边。
[0025] 根据（5)项的本发明，由于对中间成型体进行修边而调整外形形状，因此能够吸 收因拉深成型等而引起的材料的不规则的伸缩所导致的不均匀的原材料流入。
[0026] (6)如⑴项至（5)项中任1项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，成 型为上述弯曲部的区域中的上述中间纵壁的高度为上述弯曲部的上述纵壁的高度的3~ 97%〇
[0027] (7) 如⑴项至（6)项中任1项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，上 述高强度钢板的抗拉强度为590~1800MPa。
[0028] (8)如⑴项至（7)项中任1项所记载的冲压成型品的制造方法，其特征在于，上 述冲压成型品为汽车的车身的骨架部件。
[0029] 根据（1)~（8)项的本发明，即使在将抗拉强度为590~1800MPa的被称作高强 度钢材的高强度钢板作为原材料钢板的情况下，也能够不产生褶皱、裂纹而成型品的边缘 位置精度良好地冲压成型具有帽形截面形状并且具有长度方向的一部分在侧视时弯曲的 形状的冲压成型品，例如能够实现下边梁、横梁、后侧前纵梁这样的汽车的车身的骨架部件 的轻量化。
[0030] 发明的效果
[0031] 根据本发明的冲压成型品的制造方法，即使在将抗拉强度为590MPa以上、780MPa 以上或者980MPa以上的高强度钢作为原材料钢板的情况下，也能够不产生褶皱、裂纹而成 型品的边缘位置精度良好地冲压成型具有帽形截面形状并且具有长度方向的一部分在侧 视时弯曲的形状的冲压成型品。
【附图说明】
[0032] 图1中，图1(a)~图1(c)分别是作为预成型而进行了拉深成型的中间成型体的 立体图、俯视图、侧视图。
[0033] 图2是表示在用于预成型为中间成型体的拉深成型工序中使用的模具的构成的 说明图。
[0034] 图3中，图3(a)~图3(d)分别是表示被修边后的修整后中间成型体的立体图、俯 视图、侧视图以及Sec-B截面图。
[0035] 图4中，图4(a)~图4(d)分别是表示连续地依次进行弯曲成型和拉深成型而成 型的最终成型体的立体图、俯视图、侧视图以及Sec-C截面图。
[0036] 图5是表示在第二工序的弯曲拉深连续成型中使用的模具的构成的说明图。
[0037] 图6-1是在第二工序的弯曲拉深连续成型中使用的修整后中间成型体的侧视图。
[0038] 图6-2是进行第二工序的弯曲拉深连续成型的模具设置时的图6-1的Sec-D截面 图。
[0039] 图6-3是进行第二工序的弯曲拉深连续成型的模具设置时的图6-1的Sec-E截面 图。
[0040] 图7-1是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截面图。
[0041] 图7-2是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截面图。
[0042] 图7-3是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截面图。
[0043] 图8中，图8(a)是表示在第二工序中开始弯曲拉深连续成型的时刻的中间成型体 的中间凸缘部与最终成型体的凸缘部之间的、高度方向的距离（即，中间成型体的中间纵 壁的高度与最终成型品的纵壁的高度之差）的说明图，图8(b)是图8(a)的Sec-F截面图。
[0044] 图9中，图9(a)、图9(b)分别是实施例所示的最终成型体的侧视图、Sec-G截面 图。
[0045] 图10是表示实施例的X、Y方向的位移评价位置的图。
[0046] 图11是表示实施例1中使用的拉深成型模具的构成的说明图。
[0047] 图12是表示实施例1~7中使用的原材料钢板的说明图。
[0048] 图13是表示实施例2中使用的弯曲成型模具的构成的说明图。
[0049] 图14是具有帽形截面并具有朝长度方向弯曲的弯曲部的冲压部件即后侧前纵梁 4的说明图，图14 (a)是立体图，图14 (b)是俯视图，图14 (c)是侧视图，图14 (d)是图14 (c) 的Sec-A截面图。
【具体实施方式】
[0050] 参照附图对本发明进行说明。
[0051] 1.通过本发明制造的冲压成型品
[0052] 通过本发明制造的冲压成型品的形状与图14(a)~图14(d)所示的冲压成型品4 相同。
[0053] 冲压成型品4具有由顶板部2、与顶板部相连的两个纵壁3、3、以及与两个纵壁3、 3分别相连的两个凸缘部1、1构成的帽形截面。此外，冲压成型品4在长度方向的内部具有 在侧视时弯曲为山形状的形状的弯曲部0。进而，如图14(b)所示，冲压成型品4为，在从顶 板部2侧俯视长度方向时，具有平缓地弯曲的形状，但也可以不存在该弯曲。
[0054] 在本发明的制造方法中，冲压成型品为最终成型体。
[0055] 通过本发明制造的冲压成型品（以下，简称为"冲压成型品"），例如被用作为下边 梁、横梁、后侧前纵梁这样的汽车的车身的骨架部件。
[0056] 冲压成型品由抗拉强度为590MPa以上、780MPa以上或者980MPa以上且1800MPa 以下的高强度钢板构成。在汽车的车身的骨架部件中一般使用的钢板的抗拉强度为440MPa 级，但为了提高碰撞安全性能而期望部件材质的高强度化，期望使用590MPa以上的高强度 钢板。此外，从燃料消耗率提高的观点出发期望进一步的轻量化，由于通过高强度化能够实 现板厚的减少，因此更期望使用780MPa以上、甚至980MPa以上的高强度钢板。
[0057] 2.本发明的制造方法
[0058] 如上所述，为了不生成褶皱地制造具有复杂形状的冲压成型品，通常进行拉深成 型。但是，在原材料钢板为可加工性不充分的抗拉强度590MPa以上的高强度钢的情况下， 当进行拉深成型时，成型品会产生裂纹，并且材料不规则地伸缩而产生原材料流入，由此位 置精度降低。此外，当进行弯曲成型时，在凸缘部产生较多的褶皱。
[0059] 因此，在本发明的制造方法中，经由如下工序来制造冲压成型品：第一工序，通过 对由高强度钢板构成的坯料进行预加工，由此成为中间成型体；第二工序，对该中间成型体 进行主加工。以下，依次对第一工序、第二工序进行说明。
[0060] (1)第一工序
[0061] 图1(a)~图1(c)分别是作为预成型而进行了拉深成型的中间成型体11的立体 图、俯视图、侧视图。图2是表示在用于预成型为中间成型体11的拉深成型工序中使用的 模具的构成的说明图。
[0062] 如图I (a)~图I (c)以及图2所示，在第一工序中，使用图2所示的模具对原材料 金属板35进行预加工直至成为中间成型体形状11。图2中的符号5表示预加工用上模冲 模，符号6表示预加工用下模冲头，符号7表示预加工用压料圈。
[0063] 在图14 (a)~图14(d)所示的冲压成型品4中，顶板部2变得最高的截面I(Sec-A) 的部分、即冲压成型品4中的弯曲部0,是最难成型的部分。此外，在将原材料金属板35的 外周缘部12g的形状尽量维持为接近平板的形状的状态下，通过拉深成型来形成成型为弯 曲部〇的部分最高、朝向其两侧平缓地倾斜的山形的突起12,而成为中间成型体11。
[0064] 即，中间成型体11具有由成型为顶板部0的中间顶板部12a、与中间顶板部12a 相连的两个中间纵壁12b、12b、以及与两个中间纵壁12b、12b分别相连的两个中间凸缘部 12c、12c构成的帽形截面。
[0065] 此外，两个中间纵壁12b、12b的高度为，（A)在成型为弯曲部0的区域12d中，比最 终成型体即冲压成型品4的纵壁3、3的高度低若干；(B)在长度方向上除了成型为弯曲部0 的区域12d以外的剩余的两个区域12e、12f中，随着远离成型为弯曲部0的区域12d而逐 渐变低；并且（C)在最远离成型为弯曲部0的区域的位置成为近似零。
[0066] 图3(a)~图3(d)分别是表示被修边后的修整后中间成型体13的立体图、俯视 图、侧视 图以及Sec-B截面图。
[0067] 在第一工序中，也可以根据需要，为了消除伴随拉深成型而在中间成型体11上产 生的材料的伸缩所导致的不均匀的原材料流入的影响，而对中间成型体11进行修边而成 为修整后中间成型体13。
[0068] 即，在对中间成型体11进行后述的第二工序的主加工之前，对除了成型为弯曲部 0的区域12d以外的剩余的两个区域12e、12f中、不构成最终成型体4的范围即中间成型体 11的外周缘部12g进行修边。
[0069] 对于不存在中间成型体11的突起12这样的原材料的突出部的、中间成型体11的 外周缘部12g进行该修边。因此，例如不通过激光切割这样的特殊的切割方法、而通过在冲 压工序中能够进行修整的切割方法，并且不使用凸轮切割等复杂的切割方法，能够沿与冲 压方向垂直的方向进行切割，能够抑制制造成本的上升。
[0070] 修边成朝向突起12的端部12h、12i而宽度逐渐扩宽的形状，以便成为最终成型品 4的形状。
[0071] 通过进行该修边，能够调整中间成型体11的外形形状，能够吸收由拉深成型等引 起的材料的不规则伸缩所导致的不均匀的原材料流入。
[0072] (?第二工序
[0073] 图4(a)~图4(d)分别是表示连续地依次进行弯曲成型以及拉深成型而成型的最 终成型体即冲压部件21的立体图、俯视图、侧视图以及Sec-C截面图。另外，在以下的说明 中，还将第二工序中的成型称作"弯曲拉深连续成型"。
[0074] 通过第二工序，修整后中间成型体13被成型至图4(a)~图4(d)所示的最终成型 体即冲压成型品21。图4(a)~图4(d)中的符号22、23、24分别表示冲压成型品21的顶板 部、纵壁、凸缘。
[0075] 图5是表示在第二工序的弯曲拉深连续成型中使用的模具的构成的说明图。图 6- 1是在第二工序的弯曲拉深连续成型中使用的修整后中间成型体13的侧视图。在图5 中，符号25表不上模冲模，符号26表不下模冲头，符号27表不衬垫，符号28表不压料圈。
[0076] 下模冲头26具有顶板部22以及与顶板部22相连的两个纵壁23、23各自的形状。 压料圈28具有包含两个凸缘部24、24各自的形状在内的形状。上模冲模25具有顶板部 22、与顶板部22相连的两个纵壁23、23、以及与两个纵壁23、23分别相连的两个凸缘部24、 24各自的形状。
[0077] 并且，根据需要，也可以使用衬垫27。衬垫27具有最终成型体21的顶板部22的 形状。衬垫27与上模冲模25 -起，被与下模冲头26以及压料圈28对置地配置。衬垫27 在后述的第二步骤、第三步骤以及第四步骤中，将修整后中间成型体13的成型为顶板22的 中间顶板部12a按压于下模冲头26而进行夹持，因此在第三步骤（第三步骤~第四步骤的 弯曲拉深连续成型）的初始阶段能够抑制该中间顶板部12a移动，并能够防止成型品的边 缘位置精度恶化。
[0078] 图6-2是进行第二工序的弯曲拉深连续成型的模具设置时的图6-1的Sec-D截面 图，图6-3是进行第二工序的弯曲拉深连续成型的模具设置时的图6-1的Sec-E截面图，图 7- 1是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截面图，图7-2是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截 面图，并且图7-3是弯曲拉深连续成型工序的Sec-D截面图。
[0079] 如图6-2所示，在第二工序的弯曲拉深连续成型的开始时，压料圈28处于比下模 冲头26的表面稍高的位置。首先，修整后中间成型体13被配置于下模冲头26以及压料圈 28与衬垫27以及上模冲模25之间。
[0080] 接着，如图7-1所示，通过衬垫27将修整后中间成型体13的中间顶板部12a按压 于下模冲头26而进行加压、夹持。此时，以与修整后中间成型体13的中间凸缘部12c相接 的方式配置压料圈28。但是，在此时，也可以如图6-1的Sec-E截面即图6-3所示，修整后 中间成型体13的中间凸缘部12c与压料圈28不相接。
[0081] 另外，在不影响位置精度的情况下也可以不使用衬垫27。
[0082] 然后，如图7-2所示，使上模冲模25朝配置有下模冲头26以及压料圈28的方向 移动，而对修整后中间成型体13进行成型直至达到压料圈28为止，由此对最终成型体21 的纵壁23的一部分进行成型。
[0083] 之后，如图7-3所示，在维持通过压料圈28将修整后中间成型体13按压于上模冲 模25而进行加压、夹持的状态的同时，使上模冲模25和压料圈28相对于修整后中间成型 体13朝配置有压料圈28的方向进一步移动，而对修整后中间成型体13进行加工而对最终 成型体21的纵壁23和与纵壁23相连的凸缘部24进行成型。
[0084] 在不影响位置精度的情况下，当然也可以使用未进行修整的中间成型体11，来替 代修整后中间成型体13。
[0085] 如此，在第二工序中，通过一系列的动作对中间成型体11或者修整后中间成型体 13连续地进行弯曲成型以及拉深成型（弯曲拉深连续成型），由此能够不产生裂纹、褶皱地 制造冲压成型品21。
[0086] 如此，在本发明的第二工序的弯曲拉深连续成型中，通过将压料圈28设定在比最 终位置高的位置，由此能够变更弯曲成型与拉深成型的比率。即，如果压料圈28处于较高 的位置则拉深成型的比率变高，如果压料圈28处于较低的位置则弯曲成型的比率变高。
[0087] 图8(a)是表示在第二工序中开始弯曲拉深连续成型的时刻的、修整后中间成型 体13的中间凸缘部12C与最终成型体21的凸缘部24之间的高度方向的距离（修整后中 间成型体13的中间纵壁的高度与最终成型体21的纵壁的高度的比率）的说明图，图8(b) 是图8(a)的Sec-F截面图。
[0088] 成型为弯曲部2Ia的区域中的修整后中间成型体13的中间纵壁的高度，优选为最 终成型体21的纵壁的高度的3~97%。在不足3%时，拉深的比率变高，虽然能够防止凸 缘部24产生褶皱，但材料不规则地伸缩而产生原材料流入，因此成型品的边缘位置精度降 低。此外，当超过97%时，变得与弯曲加工几乎相同，如上述那样变得容易在凸缘部24产生 褶皱。此外，在可加工性不充分的高强度钢的情况下，还担心第一工序中的裂纹。根据同样 的观点，更优选为5%以上且95%以下。如此，该比率表示第二工序的弯曲拉深连续成型中 的拉深成型的比率，与从原材料钢板到中间成型体为止的成型比率也有关。
[0089] 实施例
[0090] 图9 (a)、图9 (b)分别是实施例所示的最终成型体的侧视图、Sec-G截面图。
[0091] 在比较例1、2、3以及本发明例1、2、3、4中，作为原材料钢板，使用断裂强度590MPa 到980MPa、板厚I. 6mm到2. Omm的钢板，通过作为现有技术的拉深成型法、弯曲成型法、本发 明的成型方法、以及是本发明的成型方法但为本发明条件外的成型法，制造了图9(a)以及 图9(b)所示的形状（单位为mm)的成型品31。
[0092] 图10是表示比较例1~3以及本发明例1~4的X、Y方向的位移评价位置的图， 表示对X、Y方向的位移量进行测定的基准点32、33、34。
[0093] 图11是表示在比较例1中使用的拉深成型模具的构成的说明图，图12是表示在 比较例1~3以及本发明例1~4中使用的原材料钢板35的说明图，图13是表示在比较 例2中使用的弯曲成型模具的构成的说明图。图11的各符号与图2的各符号相同。图13 中的符号40表不上模冲模，符号41表 不下模冲头，符号42表不衬垫，符号43表不原材料 钢板。
[0094] 比较例1~3以及本发明例1~4的效果在表1中集中表示。
[0095] [表 1]
[0096]
[0097] ※I :壁高度比：修整后中间成型体13的中间纵壁的高度与最终成型体21的纵壁 的高度的比率
[0098] 比较例1是进行了基于现有的拉深成型法的冲压成型的例子。在比较例1中，产 生裂纹，并且X、Y方向的位移量非常大，而无法确保成型品的位置精度。
[0099] 比较例2是进行了基于现有的弯曲成型法的冲压成型的例子。在比较例2中，虽 然X、Y方向的位移量被抑制，但在凸缘产生褶皱。
[0100] 本发明例1~7是将弯曲部的中间成型体的中间纵壁的高度设为弯曲部的最终成 型体的纵壁的高度的5%、15%、25%、50%、75%、85%、95%的例子。在本发明例1~7中 均为，在冲压成型品未产生褶皱，X、Y方向的位移量也被抑制，能够确认本发明的有效性。
[0101] 比较例3是将弯曲部的中间成型体的中间纵壁的高度设为弯曲部的最终成型体 的纵壁的高度的100%的例子。在比较例3中，在第一工序的成型时产生裂纹，不能够进行 第二工序的成型。
[0102] 本发明例8是使原材料钢板为590MPa级的高强度钢板，并且将弯曲部的中间成型 体的中间纵壁的高度设为弯曲部的最终成型体的纵壁的高度的85%的例子。在本发明例8 中，在冲压成型品未产生褶皱，X、Y方向的位移量也被抑制，能够确认本发明的有效性。
[0103] 并且，本发明例9是使原材料金属板为780MPa级的高强度钢板，并且将弯曲部的 中间成型体的中间纵壁的高度设为弯曲部的最终成型体的纵壁的高度的85%的例子。在本 发明例9中，在冲压成型品未产生褶皱，X、Y方向的位移量也被抑制，能够确认本发明的有 效性。
[0104] 工业上的可利用性
[0105] 根据本发明，即使在将抗拉强度为590MPa以上的高强度钢板作为原材料钢板的 情况下，也能够不产生裂纹、褶皱而位置精度良好地成型具有帽形截面并且在长度方向的 内部具有在侧视时弯曲为山形的形状的弯曲部的冲压成型品。
[0106] 符号的说明
[0107] 0 :弯曲部；1 :凸缘；2 :顶板；3 :纵壁；4 :冲压成型品；5 :预加工用上模冲模；6 :预 加工用下模冲头；7 :预加工用压料圈；11 :中间成型体；12 :突起；12a :中间顶板部；12b : 中间纵壁；12c :中间凸缘部；12d :成型为弯曲部的区域；12e :除了成型为弯曲部的区域以 外的剩余的中间成型品前端部；12 f :除了成型为弯曲部的区域以外的剩余的中间成型品 后端部；12g :不构成最终成型体的范围即中间成型体的外周缘部；12h :突起的中间成型品 前端部；12i :突起的中间成型品后端部；13 :修整后中间成型体；21 :最终成型体；21a :弯 曲部；22 :最终成型体的顶板部；23 :最终成型体的纵壁；24 :最终成型体的凸缘部；25 :上 模冲模；26 :下模冲头；27 :衬垫；28 :压料圈；31 :冲压成型品；32 :X、Y方向的位移评价基 准点I ;33 :X、Y方向的位移评价基准点2 ;34 :X、Y方向的位移评价基准点3 ;35 :原材料钢 板。
【主权项】
1. 一种冲压成型品的制造方法，是通过对由高强度钢板构成的坯料进行预加工而成为 中间成型体，并通过对该中间成型体进行主加工，由此制造具有由顶板部、与该顶板部相连 的两个纵壁以及与该两个纵壁分别相连的两个凸缘部构成的帽形截面并且在长度方向的 内部具有在侧视时弯曲为山形的形状的弯曲部的最终成型体即冲压成型品的方法，其中， 上述中间成型体为，具有由形成上述顶板部的中间顶板部、与该中间顶板部相连的两 个中间纵壁以及与该两个中间纵壁分别相连的两个中间凸缘部构成的帽形截面，并且上述 两个中间纵壁的高度为，在成型为上述弯曲部的区域中比上述最终成型体的上述两个纵 壁的高度低，并且在上述长度方向上除了成型为上述弯曲部的区域以外的剩余的两个区域 中，随着远离成型为上述弯曲部的区域而逐渐变低并且在最远离成型为上述弯曲部的区域 的位置成为近似零；以及 经由如下步骤来进行上述主加工：第一步骤，在下模冲头以及压料圈、和与该下模冲头 以及压料圈对置地配置的上模冲模之间且上述下模冲头上，配置上述中间成型体；第二步 骤，以与上述中间凸缘部相接的方式配置上述压料圈；第三步骤，通过使上述上模冲模朝配 置有上述下模冲头以及上述压料圈的方向移动，由此对上述中间成型体进行成型直至达到 压料圈为止，而对上述纵壁的一部分进行成型；以及第四步骤，在维持通过上述压料圈将上 述中间成型体按压于上述上模冲模而进行夹持的状态的同时，通过使上述上模冲模以及上 述压料圈相对于上述中间成型体朝配置有上述压料圈的方向移动，由此对上述中间成型体 的纵壁部分和与纵壁相连的凸缘部分进行成型。2. 如权利要求1所述的冲压成型品的制造方法，其中， 在上述第一步骤中，进一步使用具有上述最终成型体的顶板部分的形状并且与上述下 模冲头以及上述压料圈对置地配置的衬垫，并且在上述第二步骤、上述第三步骤以及上述 第四步骤中，通过该衬垫将上述中间成型体的顶板部按压于上述下模冲头而进行夹持。3. 如权利要求1或2所述的冲压成型品的制造方法，其中， 上述下模冲头具有上述顶板部以及与该顶板部相连的两个纵壁各自的形状，上述压料 圈具有包含上述凸缘部的形状在内的形状，并且上述上模冲模具有上述顶板部、与该顶板 部相连的两个纵壁以及与该两个纵壁分别相连的两个凸缘部各自的形状。4. 如权利要求2或3所述的冲压成型品的制造方法，其中， 上述衬垫具有上述顶板部的形状。5. 如权利要求1至4任一项所述的冲压成型品的制造方法，其中， 在对上述中间成型体进行上述主加工之前，对除了成型为上述弯曲部的区域以外的剩 余的两个区域中、不构成上述最终成型体的范围进行修边。6. 如权利要求1至5任一项所述的冲压成型品的制造方法，其中， 成型为上述弯曲部的区域中的上述中间纵壁的高度为上述弯曲部的上述纵壁的高度 的3~97%。7. 如权利要求1至6任一项所述的冲压成型品的制造方法，其中， 上述高强度钢板的抗拉强度为590~1800MPa。8. 如权利要求1至7任一项所述的冲压成型品的制造方法，其中， 上述冲压成型品为汽车的车身的骨架部件。
【专利摘要】本发明提供一种冲压成型品的制造方法，即使在将高强度材料作为原材料金属板的情况下，也能够不产生裂纹、褶皱而位置精度良好地成型冲压部件，该冲压部件具有帽形截面形状且在长度方向上使顶板部成为上侧而从侧面侧观察成型品时具有包含遍及长度方向弯曲为へ字状的形状在内的形状。该冲压成型品为，截面为由两侧的凸缘(1)、顶板(2)和两侧的纵壁(3)构成的帽形形状，且在使顶板部成为上侧而从侧面侧观察成型品时，具有遍及长度方向在上下方向上弯曲为へ字状的形状。将原材料金属板拉深成型至中途形状而作为中间成型体，在对该中间成型体进行修边而调整了外形形状的基础上，弯曲拉深连续成型至最终形状。
【IPC分类】B21D22/26, B21D22/20
【公开号】CN104903020
【申请号】CN201380069175
【发明人】宫城隆司, 田中康治, 小川操, 麻生敏光
【申请人】新日铁住金株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月20日
【公告号】US20150336158, WO2014106931A1
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