阅读说明：本技术 冲压成型方法 (Press molding method ) 是由 近藤修 于 2018-04-25 设计创作，主要内容包括：本发明所涉及的冲压成型方法是冲压成型T字形状部件(1)的方法,所述T字形状部件(1)具有：纵边部(9)与横边部(11)借助连接边部(13)连接而成的顶板部(3)；从顶板部(3)中的纵边部(9)经由连接边部(13)而形成于横边部(11)的壁部(5)；以及与壁部(5)的下端连续地形成的凸缘部(7),所述冲压成型方法具有：拉深成型为中间形状部件(21)的第1成型工序,所述中间形状部件(21)具有形成于连接边部(13)的凸形状部(15)；对中间形状部件(21)进行修边而获得修边部件(41)的修边工序；以及通过仿形成型将修边部件(41)成型为目标形状的T字形状部件(1)的第2成型工序,该第2成型工序将凸形状部(15)压溃,使材料流入到从连接边部(13)连续的壁部(5a)。(A press-forming method according to the present invention is a method of press-forming a T-shaped member (1), the T-shaped member (1) having: a top plate part (3) formed by connecting the vertical side part (9) and the horizontal side part (11) through a connecting side part (13); a wall portion (5) formed on the lateral side portion (11) from the vertical side portion (9) of the top plate portion (3) via the connecting side portion (13); and a flange portion (7) formed continuously with the lower end of the wall portion (5), the press-forming method including: a first forming step of drawing and forming an intermediate member (21), the intermediate member (21) having a convex portion (15) formed at a connecting side portion (13); a trimming step of trimming the intermediate-shaped member (21) to obtain a trimmed member (41); and a 2 nd molding step of molding the trim member (41) into a T-shaped member (1) having a desired shape by profiling, wherein the 2 nd molding step crushes the convex portion (15) and causes the material to flow into the wall portion (5a) continuous from the connecting side portion (13).)

冲压成型方法

技术领域

本发明涉及冲压成型方法，特别是涉及制造在俯视时具有T字形状的汽车用(automotive)T字形状部件(part)的冲压成型方法。

背景技术

在使用拉伸强度(tensile strength)为590MPa级以上的高强度钢板(high-strength steel sheet)来冲压成型汽车用部件中的横梁(cross member)等T字形状部件的情况下，存在这样的问题：在成型过程中同时产生皱褶(wrinkles)和裂纹(fracture)。作为冲压成型这样的汽车用T字形状部件的技术，例如在专利文献1中公开了对使用高强度钢板的中立柱(center pillar)进行冷冲压成型的方法，其中，该中立柱具有使两个T字的纵边(vertical top portion)对置地连结的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-2560号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1所公开的冲压成型方法中，作为对象的部件是中立柱，并且壁(wall portion)高度较低(成型深度较浅)，因此，有时会在T字的横边部(horizontal topportion)(T字根部(joint)的顶板部(top portion)的短边部分)产生皱褶(专利文献1的图9)，但是，在T字的纵边部(vertical top portion)(T字根部的顶板部的长边部分)不易产生皱褶或裂纹。然而，在本申请所涉及的横梁这样的部件中，存在如下问题：由于壁高度较高(成型深度较深)，因此会在T字根部的纵边部产生皱褶，并且会在T字根部的纵壁部与凸缘部的连接部分产生裂纹。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供如下冲压成型方法：在使用高强度钢板来冲压成型横梁等具有T字形状的汽车用T字形状部件时，能够在抑制产生皱褶和裂纹的情况下进行制造。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题并实现目的，本发明所涉及的冲压成型方法是冲压成型T字形状部件的方法，其特征在于，所述冲压成型方法具有：第1成型工序，通过拉深成型(deepdrawing)将坯料(blank)成型为中间形状部件(preformed-shape part)；修边工序，对该中间形状部件进行修边(trimming)而获得修边部件；以及第2成型工序，通过仿形成型(crashforming)将该修边部件成型为目标形状的所述T字形状部件，在所述第1成型工序中成型的所述中间形状部件具有：纵边部和横边部通过连接边部(joining top portion)连接在一起而成的T字形状的顶板部；从该顶板部的纵边部连续地形成的壁部(wall portion)；从所述顶板部的横边部连续地形成于纵边部侧和纵边部侧的相反侧的壁部；从所述顶板部连续地形成于所述连接边部的壁部；以及与这些壁部的下端连续地形成的凸缘部(flangeportion)，所述中间形状部件还具有：在所述顶板部中的连接边部的纵边部侧形成的凸形状部；和将底R倒角部(bottom R portion)向上方抬起而成的弯曲R倒角部(bending Rportion)，所述底R倒角部将与所述连接边部连续地形成的壁部和该壁部的下端的凸缘部连接起来，所述修边工序从所述中间形状部件对不需要的部分进行修边以便在所述第2成型工序中成为所述目标形状的T字形状部件，其中，所述不需要的部分包括：所述凸缘部的一部分；从所述顶板部的横边部连续地形成且仅形成于纵边部方向的相反侧的壁部；以及该壁部的下端的凸缘部，所述第2成型工序将所述凸形状部和所述弯曲R倒角部压溃，使材料流入与所述连接边部连续的壁部而成型为目标形状。

并且，本发明所涉及的冲压成型方法的特征在于，在上述的发明中，所述凸形状部(convex portion)的与所述纵边部的长度方向垂直的截面形状是从与所述连接边部的纵边部侧连续地形成的壁部经由与该壁部连接的棱线部(ridge portion)而连续地凸起弯曲的形状。

发明效果

在本发明中，具有：第1成型工序，通过拉深成型将坯料成型为中间形状部件；修边工序，对该中间形状部件进行修边而获得修边部件；以及第2成型工序，通过仿形成型将该修边部件成型为目标形状的所述T字形状部件，在所述第1成型工序中成型的所述中间形状部件具有：纵边部和横边部通过连接边部连接在一起而成的T字形状的顶板部；从该顶板部的纵边部连续地形成的壁部；从所述顶板部的横边部连续地形成于所述纵边部侧和所述纵边部侧的相反侧的壁部；从所述顶板部连续地形成于所述连接边部的壁部；与这些壁部的下端连续地形成的凸缘部；在所述顶板部中的连接边部的纵边部侧形成的凸形状部；以及将底R倒角部向上方抬起而成的弯曲R倒角部，所述底R倒角部将与所述连接边部连续地形成的壁部和该壁部的下端的凸缘部连接起来，所述修边工序从所述中间形状部件对不需要的部分进行修边以便在所述第2成型工序中成为所述目标形状的T字形状部件，其中，所述不需要的部分包括：所述凸缘部的一部分；从所述顶板部的横边部连续地形成且仅形成于纵边部方向的相反侧的壁部；以及该壁部的下端的凸缘部，所述第2成型工序将所述凸形状部和所述弯曲R倒角部压溃来抑制在所述连接边部产生皱褶，并且能够使材料从形成于该连接边部的凸形状部流入所述壁部而防止从该壁部至所述凸缘部产生裂纹，从而成型为目标形状的所述T字形状部件。

附图说明

图1是示出用于冲压成型出本实施方式所涉及的目标形状的T字形状部件的中间形状部件及修边部件的图((a)为中间形状部件，(b)为修边部件，(c)为目标形状的T字形状部件)。

图2是对在通过以往的拉深成型来成型出本发明中的作为对象的T字形状部件时产生皱褶的部位和产生裂纹的部位进行说明的图。

图3是对在本实施方式所涉及的冲压成型方法中用于在第1成型工序中通过拉深成型来成型出中间形状部件的、坯料的形状进行说明的图。

图4是对在本实施方式所涉及的冲压成型方法中用于在第1成型工序中通过拉深成型来成型出中间形状部件的、模具进行说明的图。

图5是对在本实施方式所涉及的冲压成型方法的第1成型工序中所使用的冲头(punch)进行说明的图((a)为侧视图(宽度方向)，(b)为侧视图(长度方向)，(c)为俯视图)。

图6是对在本实施方式所涉及的冲压成型方法中用于在第2成型工序中通过仿形成型来成型出目标形状的T字形状部件的、模具进行说明的图。

具体实施方式

以下，对本发明所涉及的冲压成型方法的一个实施方式进行说明。另外，本发明并不限定于本实施方式。

本实施方式所涉及的冲压成型方法以如图1的(c)所示的T字形状部件1为目标形状，该冲压成型方法具有：第1成型工序，通过拉深成型将坯料成型为图1的(a)所示的中间形状部件21；修边工序，对中间形状部件21进行修边来成型出图1的(b)所示的修边部件41；以及第2成型工序，通过仿形成型将修边部件41成型为图1的(c)所示的目标形状的T字形状部件1。以下，首先对作为成型对象的T字形状部件1进行说明，然后，说明本实施方式所涉及的冲压成型方法。另外，在以下的说明中，对具有相同的功能的部位标注同一标号，并避免说明重复。

＜T字形状部件1＞

如图1的(c)所示，T字形状部件1具有T字形状的顶板部3、从顶板部3连续的壁部5以及从壁部5连续的凸缘部7，顶板部3具有纵边部9和横边部11，纵边部9与横边部11借助连接边部13而连接。在此，如图1的(c)所示，连接边部13是两个侧边(both sides topportion)弯曲的形状的部位。

壁部5从顶板部3的纵边部9经过连接边部13并经由棱线部17而与横边部11连续地形成。而且，凸缘部7从壁部5的下端经由底R倒角部19而连续地形成。

＜能够同时抑制皱褶、裂纹的理由＞

若使用拉伸强度为590MPa级以上的高强度钢板并通过一道工序来拉深成型出如横梁那样成型深度较深的T字形状部件1，则如图2所示，有时会在顶板部3中的连接边部13处产生皱褶，并且会从经由棱线部17b而与连接边部13连续的壁部5b一直到凸缘部7b产生裂纹，很难减少成型不良情况地进行冲压成型。

在本实施方式所涉及的冲压成型方法中，根据以下理由，能够同时抑制皱褶和裂纹这两者地冲压成型出T字形状部件1。

在第1成型工序中，以在中间形状部件21的连接边部13处积极地产生材料剩余(surplus material)的方式形成凸形状部15(图1的(a))，由此，能够排出成型过程中的余料(excess metal)，防止在T字形状的连接边部13处产生皱褶。

在接下来的修边工序中，从中间形状部件21对不需要的部分进行修边(图1的(b))，以便在第2成型工序中成为所述目标形状，由此，在第2成型工序中，材料容易从被赋予中间形状部件21的凸形状部15流入到壁部5a。

然后，在第2成型工序中，通过以压溃凸形状部15的方式进行成型，由此，材料从凸形状部15流入到壁部5a，防止了从T字形状部件1的壁部5b至凸缘部7b产生裂纹(图1的(c))。

而且，本实施方式所涉及的冲压成型方法在第1成型工序中以如下方式成型：与目标形状的底R倒角部19b(图1的(c))的冲模倒角相比，使将壁部5a与凸缘部7a连接起来的底R倒角部19a的冲模倒角(die R)扩大(圆润(shading off))(图1的(b))，因此能够在第2成型工序中使材料从这样扩大的底R倒角部19a流入，从而能够进一步防止裂纹的产生。

＜冲压成型方法＞

接下来，对本实施方式所涉及的冲压成型方法的第1成型工序、修边工序以及第2成型工序进行说明。

《第1成型工序》

第1成型工序通过拉深成型将坯料成型为中间形状部件21(图1的(a))，所述中间形状部件21具有：T字形状的顶板部3；从顶板部3连续地形成的壁部5；与壁部5的下端连续地形成的凸缘部7；以及在顶板部3的连接边部13的纵边部9侧形成的凸形状部15，例如使用图4所示的具有冲头33、冲模35以及坯料保持器(blank holder)37的模具39，并设置图3所示的坯料31与冲头33之间的位置关系来对该坯料31进行拉深成型。

如图1的(a)所示，壁部5由如下部分构成：从顶板部3的纵边部9连续地形成的壁部5c；从顶板部3的横边部11连续地形成于纵边部9侧的壁部5d；从顶板部3的连接边部13连续地形成的壁部5a；以及从横边部11连续地形成于与纵边部9相反的一侧的壁部5e。

并且，连接边部13的纵边部9侧是连接边部13中的靠近纵边部9的部位。而且，凸形状部15是形成于连接边部13的纵边部9侧且向上方凸起地弯曲的形状，如图5所示，凸形状部15是使用冲头33而形成的，所述冲头33在与连接边部13相当的部位设有向上方凸起地弯曲的形状的凸形状形成部33a。

在此，凸形状部15的与纵边部9的长度方向垂直的截面形状也可以是从壁部5a经由与该壁部5a连接的棱线部17a而连续、并且凸起地弯曲的形状，该壁部5a从连接边部13的纵边部9侧连续地形成。

而且，为了避免在第2成型工序中修边部件41与冲头51(参照图6)发生干涉而浮起进而从模具(tool of press forming)偏移，在从凸形状部15连续的壁部5a与凸缘部7a相连接的底R倒角部19a形成弯曲R倒角部19c(图1的(b))。在此，例如通过将底R倒角部19a的冲模倒角设定得比目标形状的底R倒角部19b的冲模倒角大，由此，弯曲R倒角部19c能够形成为比底R倒角部19b向上方向抬起。

另外，图1的(a)所示的中间形状部件21还形成有：与顶板部3的横边部11中的与纵边部9相反的一侧连续的波纹管状的壁部5e；和从壁部5e连续的凸缘部7d，但是横边部11的左右的端部11a并未连续地形成有壁部。

这是为了：在第1成型工序中拉深成型为中间形状部件21时，利用冲模35和坯料保持器37夹持坯料31中的与凸缘部7d相当的部位(图4)，由此抑制在横边部11产生皱褶，并防止在横边部11的端部11a附近产生裂纹。

另外，以如下方式剪切钢板来设定坯料31(参照图3)的形状：形成壁部5e和凸缘部7d，而不形成从端部11a连续的壁部。

《修边工序》

修边工序是对中间形状部件21进行修边来获得修边部件41(图1的(b))的工序，从中间形状部件21对不需要的部分进行修边，以便在第2成型工序中成为所述目标形状。为了使在第2成型工序中成型的T字形状部件1不需要进一步修边而成为目标形状，对中间形状部件21中的以下三个部分进行修边而得到了修边部件41，该三个部分分别是：横边部11的左右两侧的端部11a；横边部11中的、仅形成于纵边部9方向上的相反侧的壁部5e及凸缘部7d相连续的一侧的部位；以及在俯视观察凸缘部7时的左右两侧的侧端部7c。

不过，本实施方式所涉及的冲压成型方法的修边工序也可以在第2成型工序之后对该部位进行修边来形成目标形状。

《第2成型工序》

第2成型工序是使用图6所示的具有冲头51和冲模53(冲模53a以及冲模53b)的模具55并通过仿形成型而将修边部件41(图1的(b))成型为目标形状的T字形状部件1(图1的(c))的工序，将修边部件41的凸形状部15压溃，使材料流入壁部5a，并且不产生裂纹地成型出弯曲R倒角部19c。

在第2成型工序中，为了使材料容易地从凸形状部15流入壁部5a，例如只要如下这样进行即可：没有利用垫(pad)按压修边部件41中的顶板部3的凸形状部15的状态下，但利用垫按压剩余的部位(纵边部9以及横边部11)，同时通过冲头51和冲模53进行仿形成型。

以上，根据本实施方式所涉及的冲压成型方法，即使使用拉伸强度为590MPa级以上的高强度钢板，也能够同时实现抑制皱褶和避免裂纹地进行成型深度较深的T字形状部件1的冲压成型。

另外，在上述说明中，中间形状部件21的凸形状部15形成为，从壁部5a经由连接边部13中的棱线部17a而连续地凸起弯曲，但是，只要在第2成型工序中的修边部件41的仿形成型中能够使材料从凸形状部15流入壁部5a，则凸形状部15的形状并不限定于此，也可以是在连接边部13处形成得比棱线部17a靠内侧并向上方凸起的形状。

而且，在上述说明中，如图1的(c)所示，T字形状部件1是使两个T字的纵边在长度方向的两端部对置地连结而成的形状，但是本申请发明也可以冲压成型在长度方向的一个端部具有T字形状的T字形状部件。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供如下冲压成型方法：在使用高强度钢板来冲压成型横梁等具有T字形状的汽车用T字形状部件时，能够抑制产生皱褶和裂纹地进行制造。

标号说明

1：T字形状部件

3：顶板部

5、5a、5b、5c、5d、5e：壁部

7、7a、7b、7d：凸缘部

7c：侧端部

9：纵边部

11：横边部

11a：端部

13：连接边部

15：凸形状部

17、17a、17b：棱线部

19、19a、19b：底R倒角部

19c：弯曲R倒角部

21：中间形状部件

31：坯料

33：冲头

33a：凸形状形成部

35：冲模

37：坯料保持器

39：模具

41：修边部件

51：冲头

53、53a、53b：冲模

55：模具