CN103889610A - 热压成形方法、通过热压成形所形成的成形品以及热压用模具 - Google Patents

热压成形方法、通过热压成形所形成的成形品以及热压用模具 Download PDF

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Abstract

一种热压成形方法，是对被加热了的材料进行冲压成形并在将所述材料保持于模具内的状态下将所述材料冷却的热压成形方法，其中：在对所述材料进行冲压成形时，在该材料的长度方向两端部成形出包括相对于该长度方向弯曲的弯曲部分的形状变化，赋予克服所述冷却时材料的向长度方向的热收缩应力的阻力。在本发明的一个实施方式中，在所述冲压成形时成形于材料的形状变化为在所述材料的长度方向两端部的表面设置的多个微小的突起。根据本发明，能够抑制材料热压成形中的冷却时热收缩、避免伴随于此的不良情况。

Description

热压成形方法、通过热压成形所形成的成形品以及热压用模具
技术领域
本发明涉及热压成形技术。
背景技术
以往，广泛使用在模具内一边对加热到了淬火温度的材料进行冲压成形一边通过将其冷却从而淬火的热压成形(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-284574号公报
发明内容
发明要解决的课题
成为热压成形对象的钢材等金属材料由于被加热而膨胀、由于冷却而收缩。材料在模具内收缩，所以可能会发生成形品啮入模具、成形品形状的尺寸产生误差等不良情况。
因此，寻求一种避免由在热压装置内进行冷却时材料的热收缩所引起的不良情况的技术。
用于解决课题的技术方案
本发明的热压成形方法，是对被加热了的材料进行冲压成形并在将所述材料保持于模具内的状态下将所述材料冷却的热压成形方法，其中：在对所述材料进行冲压成形时，在该材料的长度方向两端部成形出包括相对于该长度方向弯曲的弯曲部分的形状变化，赋予克服所述冷却时材料的向长度方向的热收缩应力的阻力。
在本发明的热压成形方法的一个实施方式中，优选：在所述冲压成形时成形于材料的形状变化为在所述材料的长度方向两端部的表面设置的多个微小的突起。
在本发明的热压成形方法的另外实施方式中，优选：在所述冲压成形时成形于材料的形状变化为在所述材料的长度方向两端成形的凸缘。
本发明的热压成形品，通过上述热压成形方法中的任意一种热压成形方法而得到。
本发明的热压用模具的一个实施方式，其具备上模具以及下模具，通过用该上模具与下模具夹着被加热了的材料，对所述材料进行冲压成形，并且通过在模具内保持而将所述材料冷却，其中：在所述下模具上在与所述材料的长度方向端部相当的部位，设有多个向所述上模具突出的凸部或者从上模具向下模具陷入的凹部；在所述上模具上设有多个与在所述下模具设置的凸部或者凹部相应的凹部或者凸部；并且，设置于所述下模具的凸部或者凹部以及设置于所述上模具的凹部或者凸部，在通过所述上模具与下模具进行冲压成形时，在材料的长度方向端部的表面成形多个微小的突起。
本发明的热压用模具的另外实施方式，其具备上模具以及下模具，通过用该上模具与下模具夹着被加热了的材料，对所述材料进行冲压成形，并且通过在模具内保持而将所述材料冷却，其中：所述上模具以及下模具，在所述冲压成形时，在所述材料的长度方向两端成形出从所述上模具向下模具或者从所述下模具向上模具弯曲的凸缘。
发明的效果
根据本发明，能够抑制材料在热压成形中的冷却时热收缩、避免伴随于此的不良情况。
附图说明
图1是表示热压装置的概略图。
图2是表示热压成形品的立体图。
图3是表示热压用模具的长度方向剖视图。
图4是表示热压用模具的另外的实施方式的长度方向剖视图。
图5是表示热压成形品的另外的实施方式的图。
具体实施方式
如图1所示，热压装置具备热压用模具1。热压用模具1具备上模具10以及下模具20，用上模具10与下模具20夹着材料2而进行冲压成形。上模具10被支撑于移动装置并能够在上下方向上移动。下模具20被固定、不能移动。
材料2为钢材等能够淬火的金属材料。材料2在由通电加热等加热到淬火温度以上的状态下被投入热压用模具1中。材料2通过热压用模具1的冲压成形而成形为预定的产品形状(参照图2)，并且通过在模具内被保持预定时间而被冷却即被淬火(被热压成形)。
如图2所示，材料2通过热压成形而从将一方向设为长度方向的矩形状成形为具有沿着长度方向连续的心形截面的成形品3。换而言之，通过热压用模具1将材料2沿着宽度方向弯折成形，从而成形为具有心形截面的成形品3。
作为使用了本实施方式的热压用模具1所得的成形品3，除了图2所示的柱外构件(pillar outer)外，还可列举门槛外构件(rocker outer)等。
如图2所示，在成形品3的长度方向两端部上的顶板面上成形有突起30·30···。突起30是通过对材料2的一部进行弯曲成形而成形的。即，突起30为包含相对于材料2的长度方向倾斜的弯曲部分的形状变化。突起30作为从材料2的平面向上方(或者下方)突出呈半球状的微小突起而成形有多个。
突起30·30···被成形于成形品3上的顶板面，以在该成形品3的长度方向以及宽度方向上分别隔开预定间隔而分散的状态设置。突起30·30···的大小、形状以及个数被设定为，不会给例如后续工序中的安装作业、组装作业等带来障碍即不会损害成形品3作为产品的功能。
如上所述，所谓微小的突起30，具有形成为不会损害成形品3作为产品的功能的程度的大小的半球状、半椭圆球状、立方体状、长方体状或者圆台状等立体形状，为从成形品3的平面部分(特别是在长度方向上延伸的平面)向表面侧或者背面侧突出的突起。另外，突起30的设置个数，在考虑了上述形状、大小的基础上，被设定为能够赋予克服材料2的长度方向的热收缩应力的足够大的阻力的个数。
例如，突起30从表面突出的突出长度，优选，设定为与材料2的板厚相同程度或者比其小，在将材料2的板厚设为1.4mm的情况下，优选，形成为半球状的突起30的直径为3mm以下。
如图3所示，在上模具10上形成有向上方陷入的凹部11·11···，在下模具20上形成有向上方突出的凸部21·21···。这些凹部11·11···以及凸部21·21···是为了在材料2上成形突起30·30···而设置的，具有与突起30·30···相相应的形状。在冲压成形时，通过由各凹部11与凸部21夹着材料2的长度方向两端部上的一部分，从而成形各突起30。
这样，在用上模具10以及下模具20夹着材料2而成形出突起30·30···后，通过在模具内将材料2保持预定时间而将材料2冷却，得到热压的成形品3。
如上所述，在本实施方式中，在由热压用模具1进行冲压成形时即模具内的冷却推进而将材料2热压成形为成形品3前，通过用上模具10的凹部11·11···以及下模具20的凸部21·21···夹着材料2而设置突起30·30···。
在这里，在冷却被加热了的金属材料的情况下，一般而言会从长度方向两端部向中央部收缩，并且向长度方向的收缩量比向宽度方向的收缩量大。与此相对，通过在长度方向两端部设置突起30·30···而赋予相对于材料2的平面方向倾斜的形状变化，能够向收缩起点赋予克服收缩力的阻力。因此，能够良好地防止冷却时的向长度方向的收缩，能够防止变形以及啮入模具。
另外，突起30·30···作为微小的突起而设置，由此不会给产品强度、变形模式等带来影响。即，不会对产品形状大幅增大断面力矩，也不会成为折断的起点。这样，突起30·30···不会给产品形状带来较大的制约，包括突起30·30···的成形品3的设计变得容易。
从收缩防止的观点，突起30·30···只要是不会损害成形品3的功能性的部位即可，优选接近长度方向端部。这里所谓不会损害成形品3的功能性的部位，为不会给成形品3的产品强度、变形模式带来影响的部位。
关于成形品3的产品形状，在其顶板面或者侧壁面上具有孔、切口等时，突起30·30···被设置得比设有这些孔、切口等的部位靠端部侧。
一般而言，在成形品3上设置上述孔、切口的情况下，多是与热压成形时同时进行加工，在模具内具备用于该加工的切刃冲头(trim punch)等加工刀具的情况较多。如本实施方式，通过将突起30·30···设置于这些形状变化的外侧(从中央部观察为端部侧)，能够防止在比突起30·30···靠内侧的区域发生热收缩，所以能够不给孔以及切口的位置或者尺寸带来影响地提高加工品质。
另外，在成形品3的产品形状为门槛外构件的情况下，通过以同样的技术思想来成形突起30·30···，能够良好地防止冷却时的向长度方向的收缩，能够防止变形以及啮入模具。
在以上的实施方式中，突起30·30···设为从下模具20向上模具10(向上方)突出的突起而进行说明，但也可以是从上模具10向下模具20(向下方)突出的突起，对于其突出方向没有限定。
另外，也能够根据成形品3的功能性来选择各突起30的突出方向。即，对于突起30的突出方向也可以混合有上方以及下方。
如图4所示，也能够在成形品3的长度方向两端设置凸缘40·40以代替设置突起30·30···。本实施方式也与成形突起30·30···的实施方式同样地，在冲压成形时在材料2的长度方向端部成形相对于材料2的长度方向(平面方向)弯曲的弯曲部分以克服向长度方向的收缩力。
凸缘40·40通过将材料2的长度方向两端向下侧(或者上侧)弯折而成形。各凸缘40作为具有相对于材料2的平面方向大45°的角度也是通过冲压成形能够成形的角度的倾斜面而设置于成形品3的两端。凸缘40优选作为具有60°到80°的角度的倾斜面而成形。
另外，凸缘40·40的弯曲方向，可以如图4所示从上模具10朝向下模具20，也可以与其相反地从下模具20朝向上模具10。
这样，通过对材料2的长度方向两端进行弯折成形，能够将成形品3长度方向的长度保持为凸缘40·40间的长度、并赋予克服向长度方向的收缩力的阻力。因此，能够防止冷却时向长度方向的收缩，能够防止变形以及啮入模具。
另外，成形凸缘40·40的长度方向两端，能够在后续工序中切边整理(triming)而作为最终产品而使用，或者作为产品形状的一部分而利用。
另外，作为成形品3的产品形状，也能够应用长度方向的端面开放的形状。例如，如图5所示，能够应用于简单的心形截面在长度方向上连续的形状(图5(a))、壁面成形为倾斜面的大致心形截面在长度方向上连续的形状(图5(b))。
附图标记说明
1：热压用模具，2：材料，3：成形品，10：上模具，11：凹部，20：下模具，21：凸部，30：突起，40：凸缘。

Claims (6)

1.一种热压成形方法，是对被加热了的材料进行冲压成形并在将所述材料保持于模具内的状态下将所述材料冷却的热压成形方法，其中：
在对所述材料进行冲压成形时，在该材料的长度方向两端部成形出包括相对于该长度方向弯曲的弯曲部分的形状变化，赋予克服所述冷却时材料的向长度方向的热收缩应力的阻力。
2.根据权利要求1所述的热压成形方法，其中：
在所述冲压成形时成形于材料的形状变化为在所述材料的长度方向两端部的表面设置的多个微小的突起。
3.根据权利要求1所述的热压成形方法，其中：
在所述冲压成形时成形于材料的形状变化为在所述材料的长度方向两端成形的凸缘。
4.一种热压成形品，其通过权利要求1至3中任一项所述的热压成形方法而得到。
5.一种热压用模具，具备上模具以及下模具，通过用该上模具与下模具夹着被加热了的材料，对所述材料进行冲压成形，并且通过在模具内保持而将所述材料冷却，其中：
在所述下模具上在与所述材料的长度方向端部相当的部位，设有多个向所述上模具突出的凸部或者从上模具向下模具陷入的凹部；
在所述上模具上设有多个与在所述下模具设置的凸部或者凹部相应的凹部或者凸部；并且，
设置于所述下模具的凸部或者凹部以及设置于所述上模具的凹部或者凸部，在通过所述上模具与下模具进行冲压成形时，在材料的长度方向端部的表面成形多个微小的突起。
6.一种热压用模具，具备上模具以及下模具，通过用该上模具与下模具夹着被加热了的材料，对所述材料进行冲压成形，并且通过在模具内保持而将所述材料冷却，其中：
所述上模具以及下模具，在所述冲压成形时，在所述材料的长度方向两端成形出从所述上模具向下模具或者从所述下模具向上模具弯曲的凸缘。
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