冲压成型方法

文档序号:231070 发布日期:2021-11-09 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 冲压成型方法 (Press molding method ) 是由 秋庭弘克 佐野武司 松谷健司 狩野贵之 于 2020-03-03 设计创作,主要内容包括:一种冲压成型方法,将板材(10)成型为包含棱线部(14)的目标成型体(12),该方法包括:第一工序,成型中间成型体(42);和第二工序,用中间成型体(42)形成目标成型体(12)。目标成型体(12)和中间成型体(42)具有一致区域(46a、46b)和中间区域(44),一致区域位于中间棱线部(44c)的两侧,在一致区域,目标成型体和中间成型体的截面形状一致;在中间区域(44)中,目标成型体和中间成型体的截面形状不一致,中间区域(44)具有外侧区域(44b)和内侧区域(44a),在外侧区域(44b),中间成型体(42)比目标成型体(12)向棱角半径的外侧突出;在内侧区域(44a),中间成型体(42)比目标成型体(12)向棱角半径的内侧弯曲。(A press molding method for molding a plate material (10) into a target molded body (12) including a ridge line portion (14), the method comprising: a first step of molding an intermediate molded body (42); and a second step of forming the target molded body (12) from the intermediate molded body (42). The target molded body (12) and the intermediate molded body (42) have matching regions (46a, 46b) and an intermediate region (44), the matching regions are located on both sides of the intermediate ridge line portion (44c), and the cross-sectional shapes of the target molded body and the intermediate molded body are matched in the matching regions; in the middle area (44), the cross-sectional shapes of the target molded body and the middle molded body are not consistent, the middle area (44) is provided with an outer area (44b) and an inner area (44a), the outer area (44b) is provided with the middle molded body (42) which protrudes to the outside of the corner radius than the target molded body (12); in the inner region (44a), the intermediate molded body (42) is bent inward of the corner radius than the target molded body (12).)

冲压成型方法

技术领域

本发明涉及一种用于将板材成型为规定形状的冲压成型方法。

背景技术

汽车的发动机罩、侧板、门板等外板一般通过对由金属构成的板材的冲压成型来生产。外板是决定汽车外观的部位,例如,使用具有被称为特征线条(character line)的小曲率半径的棱线部的设计。在这样的外板的成型中,要求先进的冲压成型技术。

在德国发明专利申请公开第102011115219号说明书中公开了一种板材的冲压成型方法,该方法使用第一模具预成型棱线部(也称为棱角部)并且将除棱线部之外的部位成型为最终形状,接着,使用第二模具将棱线部成型为最终形状。由第一模具形成的棱线部的曲率半径(也称为棱角半径)是最终形状的2~10倍左右的大小,通过第二模具的深拉深加工而成型为规定的大小。

日本发明专利授权公报第5959702号中公开了通过两个阶段的冲压加工来制造具有棱线部的成型件的方法。日本发明专利授权公报第5959702号中公开了一种方法,通过将由第一阶段的冲压加工形成的中间形状设定为比由第二阶段的冲压加工形成的目标成型体向外侧突出来防止线偏移。

发明内容

在上述德国发明专利申请公开第102011115219号说明书中的冲压成型方法中,由于进行两个阶段的拉深加工,因此不容易产生面畸变。但是,棱线部的伸长变大,当想要成型曲率半径(棱角半径)小的棱线部时,有时在棱线部产生龟裂。另外,在上述日本发明专利授权公报第5959702号公报的冲压成型方法中,由于在除去张力的状态下进行第二阶段的成型,因此可能会产生面畸变。

因此,本发明的目的在于,在通过两个阶段的拉深加工形成小曲率半径的棱线部的冲压成型方法中,实现兼顾抑制产生龟裂和抑制产生面畸变这两方面。

本发明的一个观点为一种冲压成型方法,将板材成型为包含棱线部的目标成型体,所述冲压成型方法包括:第一工序,成型具有中间棱线部的中间成型体,其中所述中间棱线部的半径大于棱线部的棱角半径;和第二工序,用所述中间成型体形成目标成型体,所述目标成型体和所述中间成型体具有一致区域和中间区域,所述一致区域位于所述中间棱线部的两侧,在所述一致区域,所述目标成型体和所述中间成型体的截面形状一致;在所述中间区域,所述目标成型体和所述中间成型体的截面形状不一致,所述中间区域具有外侧区域和内侧区域,在所述外侧区域,所述中间成型体比所述目标成型体向棱角半径的外侧突出;在所述内侧区域,所述中间成型体比所述目标成型体向棱角半径的内侧弯曲。

根据上述观点的冲压成型方法,即使在成型曲率半径小的棱线部的情况下,也能够兼顾抑制产生龟裂和抑制面畸变这两方面。

附图说明

图1A是表示通过实施方式所涉及的冲压成型方法成型的目标成型体的一例的俯视图,图1B是沿着图1A的IB-IB的剖视图。

图2是实施方式所涉及的冲压成型方法的第一工序的剖视图。

图3是实施方式所涉及的冲压成型方法的第二工序的剖视图。

图4是表示图2的中间成型体和图3的目标成型体以各区域一致的方式重叠的状态的剖视图。

图5是第二工序的成型模具在待机位置处的剖视图。

图6是第二工序的成型模具在压边位置(blank holdposition)处的剖视图。

图7是第二工序的成型模具在下降途中的剖视图。

图8是第二工序的成型模具在下止点处的剖视图。

具体实施方式

下面列举优选的实施方式,参照附图详细说明本发明。此外,在以下的说明中,将冲压行程方向(press stroke direction)的上止点侧称为“上侧”,将下止点侧称为“下侧”。

实施方式所涉及的冲压成型方法例如适用于汽车的发动机罩、侧板、门板等。如图1A所示,在此,以成型矩形的板材10为例进行说明。板材10例如由厚度为0.3mm~3mm的钢或铝合金等金属制的薄板构成。板材10的外周部形成为由第一边10a、与其相向的第二边10b、在与第一边10a交叉的方向上延伸的第三边10c、与第三边10c相向的第四边10d构成的四边形状。如图2的第一工序和图3的第二工序所示,通过分两个阶段对板材10进行冲压成型,能够得到目标成型体12。

目标成型体12在图1A中出现的面成为外观面。该外观面在图1B中对应于上侧的表面。如图1A所示,在目标成型体12的上表面形成有在第三边10c的附近和第四边10d的附近形成为棱角状且从第一边10a向第二边10b延伸的棱线部14(也称为特征线条)。如图1B所示,棱线部14在与棱线部14方向正交的截面中的曲率半径R(也称为棱角半径)较小地形成为2.5mm~9mm,而呈现锐化的刃状的外观。

在目标成型体12的棱线部14的一个侧部形成有第一斜面12a,在棱线部14的另一个侧部形成有第二斜面12b。在此,将靠近周边部16的斜面称为第一斜面12a,将远离周边部16的斜面称为第二斜面12b。第一斜面12a和第二斜面12b可以是从正面观察外观面时呈凸状的正面,也可以是从正面观察外观面时呈凹状的反面。第一斜面12a与第二斜面12b所成的角度θ(也称为夹角)能够在120°~175°的范围内适当设定。

在目标成型体12(区域B1)的周边形成有最终被切下的周边部16。周边部16具有:第一周边部16a,其形成在由压板(blank holder)24、34(参照图2、图3)保持的区域B3;和第二周边部16b,其形成在由下模22、32支承的区域B2。

在图2所示的第一工序中,使用第一上模26和第一下模22从板材10冲压成型中间成型体42。如图所示,第一工序所使用的成型模具20包括:压板24,其被配置在板材10的第一周边部16a下侧的区域B3;第一下模22,其被配置在压板24内侧的区域B1、B2;和第一上模26,其被配置在第一下模22和压板24的上方。

在第一工序中,首先将板材10搬入第一下模22及压板24与第一上模26之间。在此之后,使第一上模26下降,一边用压板24保持第一周边部16a而产生张力,一边用第一下模22和第一上模26按压板材10而形成中间成型体42。此外,第一工序并非必须是拉深成型。

在此之后,在图3所示的第二工序中,从中间成型体42冲压成型目标成型体12。如图所示,第二工序所使用的成型模具30具有:压板34,其被配置在第一周边部16a的下侧的区域B3;第二下模32,其被配置在压板34的内侧的区域B1、B2;和第二上模36,其被配置在第二下模32和压板34的上方。

在第二工序中,中间成型体42被搬入第二下模32及压板34与第二上模36之间。在此之后,使第二上模36下降,一边用压板34保持第一周边部16a而产生张力,一边用第二下模32和第二上模36按压中间成型体42而形成目标成型体12。

如图4所示,当使中间成型体42和目标成型体12重合时,在虚线所示的部分,成为中间成型体42和目标成型体12的形状不同的中间区域44。另外,中间成型体42的周边部16和目标成型体12的周边部16的形状也不同。另一方面,在中间成型体42的中间棱线部44c的两侧部形成有一致区域46a、46b,中间成型体42和目标成型体12的形状在该一致区域46a、46b内一致。

当着眼于中间成型体42的中间区域44时,中间区域44具有:内侧区域44a,在该区域中,中间成型体42比目标成型体12向冲压行程方向的下方(棱角半径的内侧)弯曲;和外侧区域44b,在该区域中,中间成型体42比目标成型体12向冲压行程方向的上方(棱角半径的外侧)突出。内侧区域44a形成在从第二斜面12b的拐点48a开始到中间成型体42与第一斜面12a的交点48c为止的范围内。外侧区域44b形成在从中间成型体42与第一斜面12a的交点48c到拐点48e的范围内。如图所示,外侧区域44b的长度形成得比内侧区域44a的长度长。

上述中间成型体42的中间区域44的截面形状由多个圆弧区域构成。在图示的例子中,从拐点48a到基准拐点48b的范围由曲率半径Ra的第一圆弧区域构成。另外,从基准拐点48b到拐点48d的范围由曲率半径Rb的第二圆弧区域构成。而且,从拐点48d到拐点48e的范围由在外侧具有中心的曲率半径Rc的第3圆弧区域构成。此外,从拐点48a到基准拐点48b的范围以及从基准拐点48b到拐点48d的范围也可以由具有相同程度的曲率的多个圆弧区域构成。另外,也可以没有第三圆弧区域,第二圆弧区域构成从基准拐点48b到拐点48e的范围。

在中间区域44的中间成型体42中,第二圆弧区域的曲率半径Rb比第一圆弧区域的曲率半径Ra大。第一圆弧区域的曲率半径Ra可以是例如15mm~30mm,第二圆弧区域的曲率半径Rb可以是例如40mm~60mm,并且第三圆弧区域的曲率半径Rc可以是40mm以上。外侧区域44b的长度可以根据第3圆弧区域的曲率半径Rc的大小适当设定。

另外,第一圆弧区域与第二圆弧区域之间的基准拐点48b形成于目标成型体12的棱线部14附近,该基准拐点48b附近成为中间成型体42中最向冲压行程方向的上方突出的中间棱线部44c。如局部放大图所示,将拐点48a与基准拐点48b之间沿着中间成型体42的截面的方向的长度设为l。另外,将基准拐点48b与拐点48e之间沿着中间成型体42的截面的方向的长度设为L。在本实施方式中,中间成型体42以满足l<L的关系的方式成型。虽然没有特别限定,但例如长度L可以为70mm以下。

优选以如下方式形成中间成型体42的截面形状,即,当将中间成型体42的沿着中间区域44的截面的长度设为L0,并将目标成型体12的沿着中间区域44的截面的长度设为L1时,伸长率((L1-L0)/L0)为0~2%。该伸长率可以通过中间成型体42的外侧区域44b的形状来调整。

当将内侧区域44a中目标成型体12与中间成型体42在冲压行程方向(图中的上下方向)上的偏差最大的部分的最大偏差设为Ha,将外侧区域44b中目标成型体12与中间成型体42在冲压行程方向上的偏差最大的部分的最大偏差设为Hb时,以满足Ha>Hb的方式成型中间成型体42。最大偏差Ha例如能够设为3.1mm以下,最大偏差Hb被设定为最大偏差Ha以下。

另一方面,当着眼于形成周边部16的区域B2、B3时,中间成型体42的第一周边部16a形成于在冲压行程方向上比目标成型体12的第一周边部16a高Hd的位置。设置该高度偏差Hd是为了防止在第二工序中通过压板34保持中间成型体42时(参照图6)中间区域44的中间成型体42与第二上模36抵接而变形。因此,优选以第一周边部16a的冲压行程方向上的偏差Hd大于外侧区域44b的最大偏差Hb的方式形成中间成型体42。

设置区域B2的第二周边部16b是为了在到一致区域46b为止的范围内吸收中间成型体42的第一周边部16a和目标成型体12的第一周边部16a的冲压行程方向的偏差Hd。为了在第二工序中不拉伸中间区域44,而将中间成型体42的第二周边部16b的长度L1st和目标成型体12的第二周边部16b的长度L2nd设定为大致相同的长度。此外,为了调整第二工序中的拉伸,也可以使目标成型体12的第二周边部16b的长度L2nd比中间成型体42的第二周边部16b的长度L1st长。L2nd-L1st的值例如可以设为0~0.05mm左右。

下面参照图5~图8,与第二工序中的冲压成型一起,说明中间成型体42的作用。

如图5所示,在初始状态下,压板34比第二下模32向冲压行程方向的上侧突出规定高度。压板34构成为通过被第二上模36向下方按压,从而能够位移而停止在由双点划线所示的下端位置。

如图所示,将中间成型体42搬入第二下模32及压板34与第二上模36之间。然后,将第一周边部16a配置在压板34上并被定位。

在此之后,如图6所示,当使第二上模36逐渐向下方移动时,第二上模36与压板34隔着中间成型体42抵接。然后,通过压板34和第二上模36夹持并保持中间成型体42的第一周边部16a。如上所述,中间成型体42的第一周边部16a形成得比目标成型体12的第一周边部16a高Hd(参照图4)。因此,即使第一周边部16a被压板34和第二上模36保持,中间成型体42的内侧区域44a及外侧区域44b也不会与第二上模36接触。因此,能够防止在由压板34保持中间成型体42时,中间成型体42与第二上模36抵接并移动而在外观面上产生损伤。

在此之后,如图7所示,使第二上模36进一步下降。于是,内侧区域44a与第二下模32的棱线部32a抵接,逐渐变形为目标成型体12的棱线部14的形状。另外,外侧区域44b沿着第二下模32逐渐变形。由于中间成型体42的内侧区域44a向棱线部14的内侧弯曲,因此,其长度不足以形成目标成型体12的棱线部14。该不足部分通过中间成型体42从外侧区域44b向内侧区域44a移动而被补充。另外,中间成型体42的中间区域44以外的部分保持为在第二下模32与第二上模36之间浮起的状态,因此中间区域44的成型优先于其他部分而进行。据此,能够防止在棱线部14附近产生过度的伸长。另外,在中间成型体42变形时,在中间成型体42的外观面与第二上模36之间形成有间隙,该间隙被维持到第二上模36即将到达下止点之前。

当进一步使第二上模36下降时,如图8所示,中间成型体42的整个区域被第二下模32和第二上模36夹持,进行棱线部14的小曲率部分的成型。在本实施方式中,在内侧区域44a和外侧区域44b最大程度伸长的阶段,第二下模32和第二上模36的整个区域闭合,因此在成型曲率半径小的棱线部14时,中间成型体42的伸长被抑制。其结果,能够在抑制棱线部14附近产生龟裂的同时形成目标成型体12。目标成型体12的沿中间区域44的截面的长度L1比中间成型体42的沿中间区域44的截面的长度L0稍长,因此,中间成型体42的中间区域44一边以规定的伸长率伸长一边成型。

本实施方式的冲压成型方法起到以下的效果。

本实施方式的冲压成型方法是将板材10成型为包含棱线部14的目标成型体12的方法,可以包括:第一工序,成型具有中间棱线部44c的中间成型体42,其中中间棱线部44c的半径大于棱线部14的棱角半径;和第二工序,用中间成型体42形成目标成型体12,目标成型体12和中间成型体42具有一致区域46a、46b和中间区域44,一致区域46a、46b位于中间棱线部44c的两侧,在一致区域46a、46b,目标成型体12和中间成型体42的截面形状一致;在中间区域44,目标成型体12和中间成型体42的截面形状不一致,中间区域44具有外侧区域44b和内侧区域44a,在外侧区域44b,中间成型体42比目标成型体12向棱角半径的外侧突出;在内侧区域44a,中间成型体42比目标成型体12向棱角半径的内侧弯曲。在使用这样的中间成型体42形成目标成型体12的情况下,在形成曲率半径小的棱线部14时,能够从外侧区域44b向棱线部14供给不足的中间成型体42。据此,能够在不产生损伤、裂纹的情况下成型曲率半径小的棱线部14。

在上述的冲压成型方法中,在第二工序中,外侧区域44b的中间成型体42向棱线部14侧移动,由此来补充将内侧区域44a成型为棱线部14时的长度的不足。据此,能够在不产生过度伸长的情况下形成棱线部14。其结果,能够防止在棱线部14处产生损伤、龟裂,另外,能够在不产生面畸变的情况下形成具有曲率半径小的鲜明的棱线部14的冲压成型件。

在上述冲压成型方法中,中间成型体42在外侧区域44b中的截面方向的长度比中间成型体42在内侧区域44a中的截面方向的长度长。据此,能够从外侧区域44b向棱线部14供给足够的中间成型体42。

在上述冲压成型方法中,中间成型体42的中间区域44由曲率不同的多个圆弧区域形成,且在成为目标成型体12的棱线部14的位置附近具有作为圆弧区域的边界的基准拐点48b,比基准拐点48b靠外侧区域44b侧的中间区域44的长度L大于比基准拐点48b靠与外侧区域44b相反侧的中间区域44的长度I。据此,能够在与容易产生伸长的棱线部32a相比更靠近周边部16的外侧区域44b中,对材料的量进行控制,从而能够抑制目标成型体12在棱线部14处的伸长,防止棱线部14产生龟裂,并防止外侧区域44b产生面畸变。

在上述冲压成型方法中,也可以使中间成型体42的中间区域44包括:第一圆弧区域,其从中间区域44的一端向目标成型体12的内侧弯曲;和第二圆弧区域,其在基准拐点48b处与第一圆弧区域连接,且以向目标成型体12的外侧突出的方式弯曲,第二圆弧区域的曲率半径Rb大于第一圆弧区域的曲率半径Ra。

在上述的冲压成型方法中,最大偏差Ha大于最大偏差Hb,其中,最大偏差Ha是指,中间成型体42与目标成型体12之间在内侧区域44a的在冲压行程方向上的最大偏差,最大偏差Hb是指,中间成型体42与目标成型体12之间在外侧区域44b的在冲压行程方向上的最大偏差。据此,在第二工序中,第二上模36不与中间成型体42的上表面接触,另外,在压边时中间成型体42与第二下模32不接触,因此能够抑制因第二下模32及第二上模36与中间成型体42在接触的状态下滑动而产生损伤,从而能够形成无损伤的目标成型体12。

在上述冲压成型方法中,第一工序和第二工序在成型模具20、30中进行,成型模具20、30具有在棱线部14被按压之前对板材10的周边部16进行保持的压板24、34,并且中间成型体42的外侧区域44b形成在比棱线部14靠近压板34的部分。由此,能够在产生拉伸力的压板34侧控制伸长,能够防止棱线部14外侧附近的面畸变。

在上述冲压成型方法中,第一工序及第二工序在成型模具20、30中进行,成型模具20、30具有在棱线部14被按压之前对板材10的周边部16进行保持的压板24、34,并且,第二工序的压板34的高度设定为比第一工序的压板24的高度高出中间成型体42与目标成型体12在外侧区域44b的在冲压行程方向上的最大偏差Hb以上。由此,在第二工序中,第二上模36不与中间成型体42的上表面接触,另外,在压边时中间成型体42与第二下模32不接触,因此能够抑制因第二下模32及第二上模36与中间成型体42在接触的状态下滑动而产生损伤,能够形成无损伤的目标成型体12。

在上述冲压成型方法中,也可以将第二工序的周边部(第二周边部16b)的长度L2nd设定为比第一工序的周边部(第二周边部16b)的长度L1st长。

在上述冲压成型方法中,板材10的外周部也可以形成为由第一边10a、第二边10b、第三边10c和第四边10d构成的四边形,其中,第二边10b与第一边10a相向;第三边10c在与第一边10a交叉的方向上延伸;第四边10d与第三边10c相向,棱线部14在第三边10c的附近和第四边10d的附近分别从第一边10a朝向第二边10b延伸而形成。根据这样的成型方法,能够在汽车的发动机罩等部件上形成鲜明的棱线部14。

在上述冲压成型方法中,也可以是,中间成型体42的内侧区域44a形成在目标成型体12的棱线部14的内侧,中间成型体42的外侧区域44b形成在目标成型体12的棱线部14的外侧。

在上述说明中,列举优选的实施方式对本发明进行了说明,但本发明并不限定于所述实施方式,当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变。

17页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:冲压成型方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!