CN103286185B - 冲压零件的成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冲压零件的成形方法，即便在将弯曲冲压零件冲压成形的情形下，也可抑制凸缘部上的褶皱或褶皱重叠等的成形不良的产生。本发明的冲压零件的成形方法是将由顶面部(3)、侧壁部(5)及凸缘部(7)形成剖面帽状的弯曲冲压零件冲压成形的冲压零件的成形方法。而且，该成形方法包含：预备成形步骤，在平板状的坯材的宽度方向端部成形沿着长度方向延伸的折弯部(11)；以及正式成形步骤，在残留有折弯部(11)的状态成形顶面部(3)与侧壁部(5)。
Description
技术领域
本发明涉及一种冲压零件的成形方法。
背景技术
以往，已知一种将冲压零件冲压成形的技术(例如参照专利文献1)，该冲压零件由顶面部、从该顶面部的宽度方向端缘往相对于所述顶面部正交方向折弯延伸的侧壁部、以及从该侧壁部的端缘折弯并沿着所述顶面部延伸的凸缘部而形成剖面帽状。在该专利文献1中，表示成形支柱(B pillar)的例子。
背景技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-36217号公报
然而，在冲压零件在俯视或侧视下为弯曲的弯曲冲压零件的情形，存在容易产生因由弯曲形状而起的多余的材料而导致在凸缘部产生褶皱等的成形不良问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种冲压零件的成形方法，即便在将弯曲冲压零件冲压成形的情形，也可抑制凸缘部的褶皱或褶皱重叠等的成形不良的产生。
为了达成所述目的，本发明冲压成形如下形状的弯曲冲压零件：由顶面部、从该顶面部的宽度方向端缘往相对于所述顶面部交叉的方向折弯延伸的侧壁部、以及从该侧壁部的端缘折弯延伸的凸缘部而形成剖面帽状，并且所述顶面部的宽度方向端缘沿着长度方向弯曲延伸。该成形方法的最主要的特征在于具有：预备成形步骤，在平板状的坯材的宽度方向端部成形沿着长度方向延伸的高刚性部；以及正式成形步骤，在残留有所述高刚性部的状态成形所述顶面部与侧壁部。
发明的效果
根据本发明，在残留有往长度方向延伸的高刚性部的状态成形顶面部与侧壁部，因此坯材的宽度方向端部的刚性变高，相对于往长度方向收缩的力其对抗力变大。因此，在成形顶面部与侧壁部之际，即便因由弯曲形状而起的多余的材料而导致往长度方向作用有收缩的力，也可抑制凸缘部的褶皱或褶皱重叠等的成形不良的产生。
附图说明
为了详细说明本发明的结构、特征以及功效的所在，以下结合较佳实施例并配合附图说明如后，其中：
图1中(a)是表示本发明的第1实施方式的弯曲冲压零件的立体图，(b)是沿(a)的A-A线的剖视图。
图2中(a)是在本发明的第1实施方式结束预备成形步骤的状态的坯材的立体图，(b)是(a)的B-B剖视图，(c)是结束凸缘部平坦化步骤的状态的剖视图。
图3是表示用来成形实施例的弯曲冲压零件的模具的立体图。
图4是表示正式成形步骤的中途的成形状态的图3的C-C剖视图。
图5是正式成形步骤的中途的实施例的弯曲冲压零件的立体图。
图6是表示比较例的正式成形步骤的中途的成形状态的图3的C-C剖视图。
图7是正式成形步骤的中途的比较例的弯曲冲压零件的立体图。
图8中(a)是表示本发明的第2实施方式的弯曲冲压零件的立体图，(b)是(a)的D-D剖视图。
图9中(a)是在本发明的第2实施方式结束预备成形步骤的状态的坯材的立体图，(b)是(a)的E-E剖视图，(c)是结束凸缘部平坦化步骤的状态的剖视图。
图10中(a)是表示本发明的第3实施方式的弯曲冲压零件的立体图，(b)是(a)的F-F剖视图。
图11中(a)是在本发明的第3实施方式结束预备成形步骤的状态的坯材的立体图，(b)是(a)的G-G剖视图，(c)是结束凸缘部平坦化步骤的状态的剖视图。
图12中(a)是表示本发明的第4实施方式的弯曲冲压零件的立体图，(b)是(a)的H-H剖视图。
图13中(a)是在本发明的第4实施方式结束预备成形步骤的状态的坯材的立体图，(b)是(a)的I-I剖视图，(c)是结束凸缘部平坦化步骤的状态的剖视图。
图14中(a)是表示本发明的其它实施方式的坯材的立体图，(b)是(a)的J-J剖视图。
图15中(a)是表示本发明的其它实施方式的结束予备成形后的坯材的立体图，(b)是(a)的K-K剖视图。
图16中(a)是表示本发明的其它实施方式的结束凸缘部平坦化步骤的状态的立体图，(b)是(a)的L-L剖视图。
符号的说明
弯曲冲压零件1、51、61、71
坯材2、52、62、72、91
顶面部3、53、96
宽度方向端缘3a、53a、53b
侧壁部5、55、97
端缘5a
凸缘部7、57、98
高刚性部9-9C
折弯部(高刚性部)11、58、95
三角加强筋(加强筋(bead)、高刚性部)63、73
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在各图中，将宽度方向以W表示，长度方向以L表示，上方以UPR表示，下方以LWR表示。此外，将从W方向观察的情形设为侧视，从UPR或LWR的方向观察的情形设为俯视，从L方向观察的情形设为前视。
第1实施方式
如图1所示，第1实施方式的弯曲冲压零件1，由如下部分形成剖面帽状：顶面部3，配置在上侧且往长度方向L延伸；左右一对的侧壁部5、5，从该顶面部3的宽度方向端缘3a朝向斜下方(与顶面部3交叉的方向)延伸；及凸缘部7、7，从所述的侧壁部5、5的下端5a、5a(端缘)折弯且朝向左右两侧延伸。
而且，所述顶面部3的宽度方向端缘3a沿着长度方向L，以侧视观察，形成往上侧UPR弯曲成凸出的弧状。
本实施方式的冲压零件的成形方法具有预备成形步骤、正式成形步骤、及凸缘部平坦化步骤。
预备成形步骤，如图2(a)、(b)所示，是在平板状的坯材(未图示)的宽度方向端部的两侧成形沿着长度方向L延伸的高刚性部9的步骤。具体而言，高刚性部9，是如坯材2般使宽度方向端部朝向上侧UPR(表面侧)倾斜折弯的折弯部11。该折弯部11与主体部13所成的角度θ，优选为：例如10°-90°。另外，为了防止在予备成形的褶皱产生，优选为：折弯部11形成为直线状。此外，在预备成形步骤后且在正式成形步骤前，加热坯材2。
正式成形步骤，是使用下文详细阐述的模具使已加热的坯材2成形顶面部3与侧壁部5的步骤。
凸缘部平坦化步骤，如图2(c)所示，是通过所述模具将在预备成形步骤所成形的折弯部11(高刚性部9)压扁而将凸缘部平坦地成形的步骤。如此，正式成形步骤与凸缘部平坦化步骤，是在坯材2在已被加热的状态同时以热冲压进行。
通过在该凸缘部平坦化步骤结束之后急速冷却，而完成高强度化的图1所示的弯曲冲压零件1。
实施例
接着，将使用模具成形第1实施方式的弯曲冲压零件的顺序与比较例对比，进行具体地说明。
如图3所示，模具21由上模23与下模25构成。上模23由安装板27与设置在该安装板27的下侧的上侧成形模29构成。上侧成形模29形成为前视コ字状，具有配置为左右一对且往下方延伸的上侧成形部31、31、以及将該等的上侧成形部31、31彼此桥接的连结部32构成。另外，下模25，由安装板33与设置在该安装板33的上侧的下侧成形模35构成。下侧成形模35形成为前视T字状，且由左右方向两侧的凸缘部成形部36、36、以及使左右方向中央部往上方突出的下侧成形部37构成。该下侧成形部37，嵌合在一对的上侧成形部31、31之间。而且，所述凸缘部成形部36的上表面36a与下侧成形部37的上表面37a，以侧视观察，形成往上侧UPR弯曲成凸出的弧状。另外，上侧成形部31的下表面31b与连结部32的下面32b也对应于下侧成形模35的上面36a、37a而弯曲。如此，本实施方式的模具21，是不具备有褶皱抑制部(坯件固持器，blank holder)等的构造简单的模具(形状成形模)。
如图4所示，已加热的坯材，在正式成形步骤中，坯材的宽度方向中央部抵接下侧成形部37的上面而成形顶面部3，宽度方向两侧的部位以下侧成形部37的侧面37b与上侧成形部31的内侧面31a夹持而成形侧壁部5。在此处，坯材的宽度方向端部，因沿着长度方向形成有折弯部11而刚性变高，因此相对于往长度方向收缩的方向的力其对抗力高。因此，难以产生因由弯曲形状而起的多余的材料所导致的褶皱，如图5所示，在凸缘部7不易产生褶皱40。另外，一旦从图4的状态上侧成形部31进一步下降，则以上侧成形部31的下面31b与凸缘部成形部36的上面36a压扁折弯部11，藉此而成形褶皱较少、无褶皱重叠的平坦的凸缘部7。
另一方面，如图6所示，在比较例的弯曲冲压零件101，坯材的宽度方向端部未形成有折弯部而使刚性变低，因此相对于往长度方向收缩的方向的力其对抗力低。因此，如图7所示，容易产生因由弯曲形状而起的多余的材料所导致的褶皱，在凸缘部7产生多个褶皱40。另外，一旦从图6的状态上侧成形部31进一步下降，则在以上侧成形部31的下面31b与凸缘部成形部36的上面36a成形凸缘部之际，产生褶皱重叠。
以下，对本实施方式的作用效果进行说明。
(1)本实施方式的冲压零件的成形方法，是将如下形状的弯曲冲压零件1冲压成形的冲压零件的成形方法：由顶面部3、从该顶面部3的宽度方向端缘3a往相对于所述顶面部3交叉的方向折弯延伸的侧壁部5、以及从该侧壁部5的端缘5a折弯并延伸的凸缘部7而形成剖面帽状，并且所述顶面部3的宽度方向端缘3a沿着长度方向L弯曲并延伸。
而且，该成形方法具有：预备成形步骤，在平板状的坯材的宽度方向端部成形沿着长度方向延伸的折弯部11(高刚性部9)；以及正式成形步骤，在残留有所述高刚性部9的状态成形所述顶面部3与侧壁部5。
如此，在本实施方式的冲压零件的成形方法中，在残留有往长度方向延伸的折弯部11的状态成形顶面部3与侧壁部5，因此坯材2的宽度方向端部的刚性变高，相对于往长度方向收缩的力其对抗力变大。因此，在成形顶面部3与侧壁部5之际，即便因由弯曲形状而起的多余的材料而导致往长度方向作用有收缩的力，也可抑制凸缘部7的褶皱或褶皱重叠等的成形不良的产生。
(2)所述高刚性部9，为使坯材2的宽度方向端部朝向表面侧倾斜折弯的折弯部11，因此能以简单的构造提高坯材2的宽度方向端部的刚性。
(3)本实施方式的冲压零件的成形方法，进一步地具有将所述折弯部11(高刚性部9)压扁而使所述凸缘部7平坦地成形的凸缘部平坦化步骤。因此，可抑制凸缘部7的褶皱的产生，而成形平坦的凸缘部7。
(4)因以热冲压进行所述正式成形步骤及所述凸缘部平坦化步骤，因此在坯材2的宽度方向端部形成折弯部11而提高刚性的意义进一步地增强。也就是说，在冷冲压的情形，与热冲压相比坯材本身的刚性较高，因此在对往长度方向收缩的方向施加力的情形或在成形凸缘部之际不易在凸缘部7产生褶皱或褶皱重叠。另一方面，在热冲压的情形，与冷冲压相比坯材本身的刚性较低，因此在对往长度方向收缩的方向施加力的情形或在成形凸缘部之际容易在凸缘部7产生褶皱或褶皱重叠。因此，通过在坯材2的宽度方向端部形成折弯部11而提高刚性，可有效地抑制褶皱或褶皱重叠的产生。
第2实施方式
接着，说明关于第2实施方式，但在与第1实施方式相同的构成部位标注相同符号，并省略其说明。
所述第1实施方式的弯曲冲压零件1，顶面部3的宽度方向端缘3a沿着长度方向L，以侧视观察，为形成往上侧UPR弯曲成凸出的弧状。
然而，第2实施方式的弯曲冲压零件51，如图8(a)所示，在顶面部53的弯曲内侧的宽度方向端缘53a及弯曲外侧的宽度方向端缘53b，沿着长度方向L，以俯视观察，为形成弯曲成弧状。另外，图8(b)所示的剖面形状，为与第1实施方式的图1(b)相同的形状，由顶面部53、侧壁部55及凸缘部57而形成帽状。此外，将凸缘部57中的弯曲内侧的凸缘部以57a表示，将弯曲外侧的凸缘部以57b表示。
本实施方式的冲压零件的成形方法，与第1实施方式同样地具有预备成形步骤、正式成形步骤、以及凸缘部平坦化步骤。
预备成形步骤，如图9(a)、(b)所示，是在平板状的坯材(未图示)的宽度方向端部的单侧成形沿着长度方向延伸的高刚性部9A的步骤。具体而言，高刚性部9A，是如坯材52般使宽度方向端部的左侧朝向上侧(表面侧)倾斜折弯的折弯部58。该折弯部58与主体部59所形成的角度θ，优选为：例如10°-90°。此外，折弯部58，以俯视观察，为设置在弯曲冲压零件51的弯曲外侧的部位。此外，为了防止在预备成形步骤的褶皱产生，优选为：折弯部58形成为直线状。
正式成形步骤及凸缘部平坦化步骤，与第1实施方式相同。另外，正式成形步骤与凸缘部平坦化步骤，与所述第1实施方式同样地，在坯材被加热的状态同时以热冲压进行。
本实施方式的作用效果，与第1实施方式相同。
尤其，因在容易产生褶皱的相当于弯曲外侧的凸缘部57b的宽度方向端部形成折弯部58而使刚性提高，所以可有效地抑制弯曲外侧的凸缘部57b的褶皱或褶皱重叠的产生。
第3实施方式
接着，说明关于第3实施方式，但对与第1及第2实施方式相同的构成部位标注相同符号，并省略其说明。
如图10所示，第3实施方式的弯曲冲压零件61，设为与所述第1实施方式的弯曲冲压零件1相同的形状。也就是说，由顶面部3、侧壁部5及凸缘部7而形成剖面帽状。此外，顶面部3的宽度方向端缘3a沿着长度方向L，以侧视观察，为形成往上侧UPR弯曲成凸出的弧状。
本实施方式的冲压零件的成形方法，与第1及第2实施方式同样地具有预备成形步骤、正式成形步骤、及凸缘部平坦化步骤。
预备成形步骤，如图11(a)、(b)所示，是在平板状的坯材(未图示)的宽度方向端部的两侧成形沿着长度方向延伸的高刚性部9B即三角加强筋63、63(加强筋，bead)的步骤。具体而言，通过使平板状的坯材的宽度方向端部的两侧朝向上侧(表面侧)突出，而如坯材62般成形往上侧突出的剖面∧字状的加强筋63、63。此外，为了防止在预备成形步骤的褶皱产生，优选为：加强筋63、63形成为直线状。
正式成形步骤及凸缘部平坦化步骤，与第1及第2实施方式相同。另外，正式成形步骤与凸缘部平坦化步骤，与所述第1、第2实施方式同样地在坯材被加热的状态同时以热冲压进行。
本实施方式的作用效果，与第1及第2实施方式相同。
尤其，因在坯材62的宽度方向端部形成三角加强筋63、63而使刚性提高，因此可通过简单的构造的高刚性部9B有效地抑制凸缘部7的褶皱或褶皱重叠的产生。
第4实施方式
接着，说明关于第4实施方式，但对与第1-第3实施方式相同的构成部位标注相同符号，并省略其说明。
第4实施方式的弯曲冲压零件71，设为与第2实施方式的弯曲冲压零件51相同的形状。也就是说，如图12(a)所示，由顶面部53、侧壁部55及凸缘部57而形成剖面帽状。此外，将凸缘部57中的弯曲内侧的凸缘部以57a表示，弯曲外侧的凸缘部以57b表示。顶面部53的弯曲内侧的宽度方向端缘53a及弯曲外侧的宽度方向端缘53b沿着长度方向L，以俯视观察，为形成弯曲成弧状。
本实施方式的冲压零件的成形方法，与第1-第3实施方式同样地具有预备成形步骤、正式成形步骤、及凸缘部平坦化步骤。
预备成形步骤，如图13(a)、(b)所示，是在平板状的坯材(未图示)的宽度方向端部的单侧成形沿着长度方向L延伸的高刚性部9C即三角加强筋73(加强筋，bead)的步骤。具体而言，通过使平板状的坯材的宽度方向端部的单侧朝向上侧(表面侧)突出，而如坯材72般成形往上侧UPR突出的剖面∧字状的加强筋73。此外，三角加强筋73，以俯视观察为设置在弯曲冲压零件71的弯曲外侧的部位。此外，为了防止预备成形步骤的褶皱产生，优选为：加强筋73形成为直线状。
正式成形步骤及凸缘部平坦化步骤，与第1-第3实施方式相同。另外，正式成形步骤与凸缘部平坦化步骤，与所述第1-第3实施方式同样地在坯材被加热的状态同时以热冲压进行。
本实施方式的作用效果与第1-第3实施方式相同。
尤其，因在坯材72的宽度方向端部形成三角加强筋73而使刚性提高，因此可通过简单的构造的高刚性部9C抑制弯曲外侧的凸缘部57b的褶皱或褶皱重叠的产生。
其它实施方式
接着，关于本发明的其它实施方式，以支柱为例依序说明成形步骤。
首先，平板状的坯材90，如图14所示，为延伸成长条状的平板的钢板，形成长度方向的中央部93为宽度较宽。
接着，在预备成形步骤，通过使平板状的坯材90的长度方向的中央部93的宽度方向端部的两侧朝向上侧(表面侧)倾斜折弯而成形折弯部95(高刚性部9D)，而成为图15的坯材91。
而且，对已加热的坯材91，如图16所示在正式成形步骤中，以残留有折弯部95的状态成形顶面部96与侧壁部97，之后，在凸缘部平坦化步骤中，压扁所述折弯部95而使凸缘部98平坦地成形。之后，使之急速冷却而强化强度，完成本实施方式的支柱99。另外，正式成形步骤及凸缘部平坦化步骤，与所述第1-第4实施方式同样地在坯材被加热的状态同时以热冲压进行。
如此，在本实施方式中，即便在坯材91的长度方向的一部分形成有高刚性部9D的情形，也可有效地抑制凸缘部98的褶皱或褶皱重叠的产生。
以上，以第1-第4实施方式及其它实施方式说明了本发明，但本发明并不限定于所述，可进行各种的变形及变更。
例如，在第1及第4实施方式以及其它实施方式中，使折弯部朝向上侧(表面侧)倾斜延伸，但也可朝向下侧(背面侧)延伸。
此外，关于加强筋，除了三角加强筋以外也可适用。但是，为了使在凸缘部平坦化步骤压扁加强筋之际加强筋彼此不重叠，优选为：如三角加强筋等般具有棱线的形状的加强筋。
进一步地，在所述实施方式中，压扁高刚性部9-9C而使其平坦化，但也可残留着高刚性部9-9C而直接作为制品。
此外，本发明的冲压成形，也可以是不需要坯材的加热或成形后的急速冷却的冷冲压。
Claims (3)
1.一种冲压零件的成形方法，冲压成形如下形状的弯曲冲压零件：由顶面部、从该顶面部的宽度方向端缘往相对于所述顶面部交叉的方向折弯延伸的侧壁部、以及从该侧壁部的端缘折弯延伸的凸缘部而形成剖面帽状，并且所述顶面部的宽度方向端缘沿着长度方向弯曲延伸；其特征在于具有：
预备成形步骤，仅在平板状的坯材的宽度方向的单侧端部或两侧的端部成形沿着长度方向延伸的高刚性部；
正式成形步骤，在残留有所述高刚性部的状态下形成所述平板状的坯材仍为平板的本体部，而成形所述顶面部与侧壁部；及
凸缘部平坦化步骤，将所述高刚性部压扁而将所述凸缘部平坦地成形。
2.根据权利要求1所述的冲压零件的成形方法，其特征在于：
所述高刚性部是朝向坯材的表面侧或者背面侧突出的加强筋，或者使坯材的宽度方向端部朝向表面侧或者背面侧倾斜折弯的折弯部。
3.根据权利要求1或2所述的冲压零件的成形方法，其特征在于：
利用热冲压进行所述正式成形步骤。
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