CN104470651B - 冲压成形模具以及冲压成形件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种冲压成形模具，其具备凸模、凹模和防皱模具，在防皱模具的第一面具有承受用于使防皱模具在冲压成形末期弹性变形的反作用力的受压部，在凸模的板部具有防皱力增大部，该防皱力增大部向所述受压部突出且在被向冲压方向压入时产生向其相反方向的所述反作用力。

Description

冲压成形模具以及冲压成形件的制造方法
技术领域
本发明涉及金属板材用的冲压成形模具以及使用该冲压成形模具冲压成形出的冲压成形件的制造方法。特别是，涉及用于降低在冲压成形后产生的回弹(springback)以确保良好的形状冻结性的冲压成形模具以及冲压成形件的制造方法。
背景技术
通过使用钢板和/或铝合金板材等金属板材进行冲压成形，能够形成各种形状的构件。因此，汽车的车辆用构件等多使用冲压成形件。
在冲压成形件中，在对金属板材进行冲压成形后产生的被称为回弹的、由冲压成形件的角度变化和/或翘曲引起的尺寸精度不良(形状冻结不良)成为问题。
该回弹由在冲压成形期间被导入到金属板材的残余应力引起，导致在冲压成形结束后冲压成形件发生弹性恢复变形。在被导入到金属板材的该残余应力在金属板材的板厚方向和/或面内方向上不均匀地分布的情况下，容易产生回弹。
为了降低回弹并改善冲压成形件的尺寸精度，有效的作法是在冲压成形末期增大针对处于冲压成形期间的坯料的防皱力。
然而，为了在冲压成形的过程中增大防皱力，一般需要具备使用伺服阀等可变模具缓冲装置的冲压成形装置。
对这样的问题，在专利文献1中公开了在冲压成形模具中配设有弹簧等弹性体的冲压成形模具。在该冲压成形模具中，即使不具备可变模具缓冲装置也能够在冲压成形末期增大防皱力。
在专利文献2中公开了将配设于冲压成形模具的弹簧设为盘簧的冲压成形模具。在该冲压成形模具中，通过使用即便是低行程也能够产生高载荷的盘簧，即使不具备可变模具缓冲装置，也能够进一步增大在冲压成形末期要增大的防皱力。
在专利文献3中公开了将防皱模具分割为角部与直边部的冲压成形模具。在该冲压成形模具中，能够按每个冲压成形的部位增减防皱力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开2002-321013号公报
专利文献2:日本国特开2004-344925号公报
专利文献3:日本国特开2003-94119号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所公开的冲压成形模具中，即使要增大防皱力的部位为整个防皱部中的一部分区域，也需要增大整个防皱部的防皱力。也即是，为了抑制冲压成形件的回弹，需要增大配设于冲压成形模具的弹簧、或者增多弹簧的数量。但是，在冲压成形模具内能够配设弹簧的空间是有限的。因此，在将高张力钢和/或高强度铝合金等回弹较大的金属板材作为坯料而进行冲压成形时，难以充分地增大防皱力。
在专利文献2所公开的冲压成形模具中，在用于增大防皱力的弹簧使用能够通过低行程得到高载荷的反作用力的盘簧。因此，在需要增大防皱力的冲压成形末期，能够通过很小的行程有效地增大防皱力。然而，该冲压成形模具也同样，即使要增大防皱力的部位为整个防皱部中的局部区域，也需要增大整个防皱部的防皱力。因此，在将近年来持续高强度化的金属板材作为坯料进行冲压成形时，即使使用盘簧、防皱力的增大也不够充分。
在专利文献3所公开的冲压成形模具中，为了抑制在成为收缩凸缘变形区域的冲压成形件的角部起皱(回弹)，增大冲压成形初期的防皱力。另外，为了避免在该角部产生断裂，减小冲压成形期间的防皱力。另外，为了在该角部消除形状冻结不良，在冲压成形的下止点(冲压成形结束点)即刻之前再次增大防皱力。然而，在该冲压成形模具中，为了在整个防皱部中的局部区域改变防皱力而将防皱模具设为分割型。通过将防皱模具设为分割型，不需要较大的弹簧力就可仅在必要的区域提高防皱力。但是，一般而言，分割模具与一体型的模具相比较，存在涉及模具的制造、维护管理、修理更换以及寿命等的诸多问题。因此，由于采用分割模具，冲压成形件的制造工序的管理变得复杂，而且有时冲压成形件的制造成本会上升。因此，在对汽车的车辆用构件等进行冲压成形的量产工序中，强烈希望使用非分割型的一体型防皱模具并在整个防皱部中的一部分区域改变防皱力。再者，从冲压模具的构造以及冲压成形件的形状的观点出发，所谓一体型的防皱模具即为由难以再进一步分割的最小构件数构成的防皱模具之意。
另外，专利文献3所公开的冲压成形模具是金属板材的拉深加工用的冲压成形模具，不适于对高强度的金属板材进行冲压成形。具体地说，在专利文献3所公开的冲压成形模具中，主要将钢板拉深加工成深筒状。因此，通过该冲压成形模具得到的冲压成形件的形状，与主要对高强度的金属板材进行冲压成形所得的冲压成形件的形状不同。在以高强度的金属板材为坯料的冲压成形中，多数实施用于得到纵长方向的两端开口的形状(截面帽形状)的冲压成形件的拉深弯曲加工。在这样的对高强度的金属板材进行拉深弯曲加工的情况下，产生与将金属板材拉深加工成深深的筒状的情况不同的问题。
在将金属板材成形为深筒状的拉深加工中，冲压成形件的拉深角部成为收缩凸缘变形区域。另一方面，在将高强度的金属板材成形为纵长方向的两端开口的形状(例如，车身部件)的拉深弯曲加工中，冲压成形件的角部的一部分(例如，与弯曲部的内侧接触的凸缘部)成为伸展凸缘变形区域。在这里，所谓收缩凸缘变形即为在板材面内的2个轴上同时产生伸展和收缩的变形之意，所谓伸展凸缘变形即为在板材面内的2个轴上同时产生伸展的变形之意。也即是，在通过专利文献3所公开的冲压成形模具拉深加工出的冲压成形件中，不存在如车身部件等那样成为伸展凸缘变形区域的角部。而且，在该拉深加工出的冲压成形件中，产生收缩凸缘变形的凸缘部的板厚不变或者增大。与此相对，在拉深弯曲加工出的冲压成形件中，产生伸展凸缘变形的凸缘部的板厚显著减小。在冲压成形期间板厚显著减小的区域，难以将防皱力向坯料传递，其结果，容易引起冲压成形件的壁翘曲(壁そり)和/或纵壁的波纹(うねり)等尺寸精度不良。在这里，所谓拉深加工即为得到没有产生伸展凸缘变形的区域、在与冲头的进行方向(冲压方向)成直角的方向的两端没有开口部的容器状(筒状)冲压成形件的冲压成形(加工)之意。另外，所谓拉深弯曲加工即为得到具有产生伸展凸缘变形的区域、在纵长方向(施加防皱力的凸缘部延伸的方向)的两端具有开口部的车身部件状的冲压成形件的冲压成形(加工)之意。强烈要求开发出一种冲压成形模具，其中在将高强度的金属板材冲压成形成车身部件等的制造工序中，不但在收缩凸缘变形区域而且在成为该伸展凸缘变形区域的部位也能够抑制回弹。
鉴于上述实际情况，在本发明中，其目的在于提供一种冲压成形模具以及使用该冲压成形模具冲压成形出的冲压成形件的制造方法，在该冲压成形模具中，防皱模具不是分割型而是一体型，并且即使以高强度的金属板材为坯料进行冲压成形，也能够抑制在成为伸展凸缘变形区域的部位发生回弹。也即是，在本发明中，其目的在于提供一种冲压成形模具以及冲压成形件的制造方法，在该冲压成形模具中，在不使用具备可变模具缓冲装置的冲压成形装置而使用一般的冲压成形装置、并且以高张力钢和/或高强度铝合金等容易产生回弹的金属板材为坯料进行冲压成形时，通过在冲压成形末期使针对坯料的防皱力充分增大，能够得到尺寸精度高的冲压成形件。特别是，在本发明中，其目的在于提供一种冲压成形模具以及使用该冲压成形模具得到的冲压成形件的制造方法，该冲压成形模具是对金属板材进行拉深弯曲加工的冲压成形模具，并且能够以高尺寸精度冲压成形出除收缩凸缘变形区域以外还具有伸展凸缘变形区域的冲压成形件。
用于解决课题的技术方案
本发明者们以车身部件等具有伸展凸缘变形区域的冲压成形件为对象，对能够对需要增大防皱力的部位高效地增大防皱力的模具构造进行了锐意研究。结果发现，在冲压成形模具的防皱模具的一部分设置有受压部，另外在冲压成形模具的凸模的一部分设置有防皱力增大部的模具构造。通过该构成，通过在冲压成形末期使该受压部与该防皱力增大部接触、使防皱模具弹性变形而使其挠曲，从而能够对坯料的要增大防皱力的部位局部追加防皱力。而且，能够大幅度降低车身部件等具有伸展凸缘变形区域的冲压成形件的回弹。在这里，所谓车身部件等具有伸展凸缘变形区域的部件，指的是纵长方向的两端开口且为截面帽型形状的冲压成形件。
本发明的主旨如下。
(1)本发明的一个方式是一种冲压成形模具，其具有：凸模，其具有用于向坯料转印形状的冲头部以及板部；凹模，其与所述凸模成对且与所述冲头部相对；和防皱模具，其具有与所述板部相对且在冲压成形结束点与所述板部相接触的第一面、与所述凹模相对且与所述凹模一起保持所述坯料的第二面以及连接于所述第一面与所述第二面之间而与所述冲头部相对的第三面，所述防皱模具配置成在所述第三面与所述冲头部之间有间隔；所述冲压成形模具的特征在于，具有：在所述防皱模具的所述第一面具有包括槽部的受压部；在所述板部的与所述第一面相对的面具有防皱力增大部，所述防皱力增大部朝向所述受压部突出且在冲压成形末期在被向冲压方向压入时产生与所述冲压方向反向的反作用力。
(2)在上述(1)所述的冲压成形模具中，也可以：在以从所述冲压成形模具除去所述受压部以及所述防皱力增大部后的情况为基准，将冲压成形件的凸缘部中板厚为最大的区域设为板厚最大部、将所述板厚相对于所述板厚最大部大于0％且为97％以下的区域设为板厚减小部时，在沿所述冲压方向观察的情况下，所述受压部与所述坯料中的与所述板厚减小部相对应的区域的一部分重叠。
(3)在上述(1)或者(2)所述的冲压成形模具中，也可以：所述受压部包括所述槽部；在将所述槽部的位置的所述防皱模具的壁厚设为L且单位为mm、将除所述槽部外且与所述坯料相接触的位置的所述防皱模具的壁厚的最小值设为H且单位为mm时，所述防皱模具满足下述的式A或式B；在将所述防皱力增大部的突出高度设为G且单位为mm、将从冲压成形开始点到所述冲压成形结束点为止的冲压行程距离设为PS且单位为mm时，所述防皱力增大部的所述突出高度G满足下述的式C。
40≤H≤50时，20≤L≤0.8×H···(式A)
50＜H≤80时，20≤L≤40···(式B)
0.02×PS+H-L≤G≤0.3×PS+H-L···(式C)
(4)在上述(1)或者(2)所述的冲压成形模具中，也可以：划分所述受压部的边界的一部分为所述槽部。
(5)在上述(1)～(4)中任一项所述的冲压成形模具中，也可以：所述防皱力增大部具有赋予所述反作用力的弹性体。
(6)在上述(1)～(5)中任一项所述的冲压成形模具中，也可以：所述弹性体为盘簧、螺旋弹簧以及橡胶中的至少1种。
(7)本发明的一方式涉及的冲压成形件的制造方法，使用上述(1)～(6)中任一项所述的冲压成形模具，其中，包含下述工序：在将对坯料进行所述冲压成形时的冲压行程的成形开始位置设为100％、将所述冲压行程的成形结束位置设为0％时，在从所述冲压行程为2％以上且30％以下的位置到所述成形结束位置为止的冲压成形末期，增大针对处于所述冲压成形期间的所述坯料的一部分的防皱力。
发明的效果
根据本发明的上述方式，在防皱模具的一部分设置受压部，另外在凸模的一部分设置防皱力增大部。该受压部与该防皱力增大部在冲压成形末期接触，防皱模具弹性变形。其结果，从防皱力增大部产生的防皱力，在冲压成形末期充分地传递到需要增大防皱力的坯料的部位。也即是，冲压成形件即使除收缩凸缘变形区域外还具有伸展凸缘变形区域，也能够有效地降低该冲压成形件的回弹。
另外，在使用从上述冲压成形模具中去除上述受压部以及上述防皱力增大部后的以往的冲压成形模具冲压成形出的冲压成形件中、将凸缘部的板厚变薄的部分设为板厚减小部时，根据本发明的上述方式，在沿冲压方向观察的情况下，坯料的与上述板厚减小部相当的区域的一部分(需要增大防皱力的部位)与上述受压部重叠。因此，需要增大防皱力的部位的防皱力，优选在冲压成形末期提高。其结果，冲压成形件即使除收缩凸缘变形区域外还具有伸展凸缘变形区域，也能够进一步降低该冲压成形件的回弹。
而且，根据本发明的上述方式，将高张力钢和/或高强度铝合金等容易产生回弹的金属板材作为坯料，使用不具备可变模具缓冲装置的一般的冲压成形装置且非分割型的一体型的防皱模具，而且，冲压成形件即使除收缩凸缘变形区域外还具有伸展凸缘变形区域，也能够得到尺寸精度高的冲压成形件。
附图说明
图1A是表示本发明的第1实施方式涉及的冲压成形模具的简要构成的图，是表示整体的立体图。
图1B是该实施方式涉及的冲压成形模具的凸模的俯视图。
图2是表示该实施方式涉及的冲压成形模具的防皱模具的图，是从其第一面侧观察的立体图。
图3A是示意性地表示对坯料进行冲压成形时的凸模、凹模以及防皱模具的动作的说明图，是冲压成形开始时的立体图。
图3B是示意性地表示对坯料进行冲压成形时的凸模、凹模以及防皱模具的动作的说明图，是冲压成形期间的立体图。
图4A是表示该实施方式涉及的冲压成形模具的防皱力增大部的图，是表示多个盘簧重叠的情况下防皱力未增大的状态的纵剖视图。
图4B是表示该实施方式涉及的冲压成形模具的防皱力增大部的图，是表示多个盘簧重叠的情况下防皱力有增大的状态的纵剖视图。
图5是从图2所示的箭头I方向观察的纵剖视图。
图6A是表示通过该实施方式涉及的冲压成形模具成形出的冲压成形件的立体图。
图6B是从箭头A方向观察图6A的纵剖视图。
图7A是表示本发明的第2实施方式涉及的冲压成形模具的简要构成的图，是表示整体的立体图。
图7B是该实施方式涉及的冲压成形模具的凸模的俯视图。
图8是表示该实施方式涉及的冲压成形模具的防皱模具的图，是从其第一面侧观察的立体图。
图9A是表示本发明的第3实施方式涉及的冲压成形模具的简要构成的图，是表示整体的立体图。
图9B是该实施方式涉及的冲压成形模具的凸模的俯视图。
图10A是表示本发明的第4实施方式涉及的冲压成形模具的简要构成的图，是表示整体的立体图。
图10B是该实施方式涉及的冲压成形模具的凸模的俯视图。
图11是表示该实施方式涉及的冲压成形模具的防皱模具的图，是从其第一面侧观察的立体图。
图12是从图11所示的箭头C方向观察的纵剖视图。
图13A是表示不具有受压部以及防皱力增大部的以往的冲压成形模具的简要构成的图，是表示整体的立体图。
图13B是表示不具有受压部以及防皱力增大部的以往的冲压成形模具的凸模的俯视图。
图14是表示通过图13A所示的以往的冲压成形模具成形出的冲压成形件的凸缘部的板厚分布的说明图。
图15是在表示通过图13A所示的以往的冲压成形模具成形出的冲压成形件的凸缘部的板厚分布的图上例示配设受压部以及防皱力增大部的位置的说明图。
图16A是表示精加工(精压加工)后的冲压成形件的立体图。
图16B是从箭头B方向观察图16A的纵剖视图。
图17是表示进行精加工(精压加工)的精压加工模具的简要构成的图，是表示整体的立体图。
图18是拉深弯曲加工后的冲压成形件的与纵长方向垂直的纵剖视图，是表示壁翘曲(回弹)的产生状态的说明图。
图19是精加工(精压加工)后的冲压成形件的与纵长方向垂直的纵剖视图，是表示壁翘曲(回弹)的产生状态的说明图。
图20是表示精加工(精压加工)后的冲压成形件的立体图，是表示波纹的产生状态的说明图。
图21A是表示精加工(精压加工)后的冲压成形件的立体图，是表示波纹的测定位置的说明图。
图21B是表示精加工(精压加工)后的冲压成形件的波纹的测定结果的一例的图表。
图22是表示防皱模具的壁厚比L/H为100％时防皱模具的第二面上的表面压力分布的图。
图23是表示防皱模具的壁厚比L/H为90％时防皱模具的第二面上的表面压力分布的图。
图24是表示防皱模具的壁厚比L/H为80％时防皱模具的第二面上的表面压力分布的图。
图25是表示防皱模具的壁厚比L/H为70％时防皱模具的第二面上的表面压力分布的图。
图26是表示冲压成形模具的受压部以及防皱力增大部的配设位置的图。
图27是表示防皱模具的壁厚不恒定的冲压成形模具的一例的图，是表示整体的立体图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的各实施方式进行详细说明。但是，本发明并不仅仅限定于以下实施方式的构成，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变更。另外，在以下的说明中要使用的附图中，为了使本发明的特征易于理解，为求方便，有时放大地表示成为要部的部分，各构成要素的尺寸比率等也不限定于与实际相同。
图1A以及图1B是表示本发明的第1实施方式涉及的冲压成形模具的简要构成的图。图1A是整体立体图，图1B是构成冲压成形模具的凸模的俯视图。图1A中，附图标记1表示本实施方式涉及的冲压成形模具。
本实施方式涉及的冲压成形模具1具备凸模10、凹模20和防皱模具25a、25b。凸模10具有用于向坯料转印形状的冲头部12与板部14。冲头部12与板部14通过未图示紧固构件固定而成为凸模10。或者，也可以将冲头部12与板部14设为一体物体而形成凸模10。如图1B所示，在板部14的与防皱模具25a、25b相对的面配设有防皱力增大部16a、16b，该防皱力增大部16a、16b向防皱模具25a、25b突出，并且在冲压成形末期在被向冲压方向压入时产生与朝向与该压入方向反向的反作用力。
凹模20与凸模10成对并与冲头部12相对地配设。防皱模具25a、25b配设于凸模10与凹模20之间。从冲压模具的构造以及冲压成形件的形状的观点出发，本实施方式涉及的防皱模具25a、25b由难以进一步分割的最小部件数构成。也即是，防皱模具25a、25b可以说不是分割型而是一体型的防皱模具。该防皱模具25a、25b具有：第一面31a、31b，其与凸模10的板部14相对并且在冲压成形结束点与板部14接触；和第二面32a、32b，其与凹模20相对并且与凹模20一起保持坯料。
将第一面31a与第二面32a之间相连的侧面(第三面)33a隔着预定的间隙(间隙)与冲头部12相对。同样，将第一面31b与第二面32b之间相连的侧面(第三面)33b隔着预定的间隙(间隙)与冲头部12相对。通过适当地设定这些间隙，能够很好地防止冲压成形件起皱和/或冲压成形件破裂。这些间隙的设定根据通常方法来确定即可。
图2是从第一面31a、31b侧观察防皱模具25a、25b的立体图。如图2所示，防皱模具25a、25b分别在第一面31a、31b具有受压部(槽部)30a、30b，该受压部(槽部)30a、30b承受用于使防皱模具25a、25b在冲压成形末期弹性变形的上述反作用力。在本实施方式涉及的冲压成形模具1中，上述受压部30a、30b包括槽部。在冲压成形末期，防皱力增大部16a、16b分别与受压部30a、30b接触而被向冲压方向压入，而且若产生向其反方向的反作用力，则防皱模具25a、25b承受该反作用力而弹性变形。
图3A以及图3B是示意性地表示对坯料5进行冲压成形时的凸模10、凹模20以及防皱模具25a、25b的动作的说明图。图3A是表示冲压成形开始时的立体图，图3B是表示冲压成形期间的立体图。
在防皱模具25a、25b的第二面32a、32b与冲头部12的顶端面13为相同高度的状态下，在该第二面32a、32b载置坯料5。
如图3A所示，凹模20向冲压方向下降，由凹模20与防皱模具25a、25b以恒定载荷保持坯料5的凸缘部。
而且，如图3B所示，在坯料5由凹模20与防皱模具25a、25b保持的状态下，凹模20向冲压方向也即是凸模10的板部14的方向(图3B中的下方向)移动，从而由冲头部12进行坯料5的冲压成形。
在冲压成形末期的预定位置，设置于防皱模具25a、25b的第一面31a、31b的受压部30a、30b与防皱力增大部16a、16b接触。而且，在冲压成形末期与从该预定位置到冲压成形结束点为止的冲压成形联动，受压部30a、30b将防皱力增大部16a、16b向冲压方向压入。其结果，从防皱力增大部16a、16b产生向冲压方向的反向的反作用力，受压部30a、30b承受该反作用力，而且，增大冲压成形末期针对坯料5的防皱力。
图4A以及图4B是表示作为防皱力增大部而重叠有多个盘簧的情况的纵剖视图。图4A表示防皱力未增大的状态，图4B表示防皱力有增大的状态。
如图4A所示，防皱力增大部16a具有销40a与盘簧42a。这样，防皱力增大部16a具有赋予上述反作用力的弹性体。在本实施方式中，串并联重叠有12个盘簧42a。但是，盘簧42a的个数以及排列并不限定于此。例如，也可以串联重叠4个盘簧42a。再者，未图示，但防皱力增大部16b也与上述同样。
另外，也可以代替盘簧42a而使用螺旋弹簧、橡胶等弹性体。但是，出于能够通过低行程得到高载荷这一点，优选使用盘簧42a。
如图4B所示，设置于防皱模具25a的第一面31a的受压部30a将销40a向冲压方向下压，由此盘簧42a收缩。而且，防皱模具25a从盘簧42a承受向冲压方向的反向的反作用力。其结果，能够将该反作用力传递到在防皱模具25a的第二面32a与凹模20之间所保持的坯料5，在冲压成形末期增大针对坯料5的防皱力。
从盘簧42a承受上述反作用力的防皱模具25a具有包括槽部的受压部30a，所以向坯料5侧弹性变形而挠曲成凸状。即，在沿冲压方向观察的情况下与形成于防皱模具25a的第一面31a的受压部30a相对应的第二面32a的弹性变形成凸状的一部分，将上述反作用力高效地传递到坯料5。假设在防皱模具25a不具有受压部30a的情况下，来自盘簧42a的上述反作用力扩散到整个防皱模具25a。因此，不能对坯料5局部地施加反作用力，所以传递反作用力的效率低。
图5是对防皱模具25a的壁厚进行说明的图，是从图2所示的箭头I方向观察防皱模具25a的纵剖视图。如图5所示，将包括槽部的受压部30a处的防皱模具25a的壁厚设为L、单位为mm，在除受压部30a外与坯料5接触的区域中将防皱模具25a的壁厚设为H、单位为mm。再者，在本实施方式涉及的冲压成形模具1中，上述壁厚H是恒定的。但是，在壁厚不恒定的情况下，在除受压部30a外与坯料5接触的区域中将壁厚的最小值设为H即可。在壁厚H不恒定的情况下，例如，如图27所示，有时成形出凸缘面的高度不恒定的冲压成形件。
壁厚L的下限优选设为20mm。如果壁厚L小于20mm，则在拉深弯曲加工时(冲压成形时)，有时防皱模具25a会塑性变形或破损。另一方面，在40≤H≤50的情况下，壁厚L的上限优选设为0.8×H。如果壁厚L大于0.8×H，则有时即使受压部30a受到来自防皱力增大部16a的反作用力，防皱模具25a也不弹性变形、无法高效地对坯料5传递反作用力。再者，在40≤H≤50的情况下，优选，壁厚L的上限为0.6×H。如果壁厚L的上限为0.6×H，则即使在防皱力增大部16a的能力小的情况下，也能够使防皱力增大部16a产生的反作用力高效地传递到坯料5。
另外，在50＜H≤80的情况下，与壁厚H无关系，壁厚L的上限优选设为40mm。受压部30a从防皱力增大部16a受到的反作用力的最大值为6.5MPa。因此，如果壁厚L大于40mm，则受压部30a的刚性升高，有时即使是上述的反作用力的最大值、防皱模具25也不会弹性变形。
另外，如果壁厚H小于40mm，则防皱模具25a整体的刚性不足。另一方面，如果壁厚H大于80mm，则防皱模具25a的刚性大得超过需要，另外，也会耗费防皱模具25a的材料费。
如果对防皱模具25a的壁厚进行总结，则壁厚L与壁厚H的关系优选满足下面的式1或式2的关系。再者，未图示但防皱模具25b也与上述同样。
40≤H≤50时，20≤L≤0.8×H···(式1)
50＜H≤80时，20≤L≤40···(式2)
从设置于防皱模具25a的受压部30a与销40a接触开始，从防皱力增大部16a产生反作用力，直至该受压部30a到达到冲压成形结束点为止。再者，设置于防皱模具25a的受压部30a与销40a接触的位置设为冲压成形末期的预定位置即可。另外，该受压部30a与销40a接触的位置，通过改变销40a的顶端从板部14的表面突出的长度(高度)来控制即可。
图4A所示的、销40a的顶端从板部14的表面突出的高度G，设为从板部14的表面到要在冲压成形末期增大防皱力的上述预定位置的距离加上包括槽部的受压部30a的槽深度(H减去L的值)所得的高度即可。
具体地说，在将防皱力增大部16a的销40a的顶端从板部14的表面突出的高度设为G且单位为mm、将从坯料5开始塑性变形的冲压行程位置即冲压成形开始点到冲压成形结束点为止的冲压行程距离设为PS且单位为mm时，优选，防皱力增大部16a的突出高度G满足下述的式3。再者，未图示但防皱力增大部16b也与上述同样。
0.02×PS+H-L≤G≤0.3×PS+H-L···(式3)
销40a的突出高度G，优选设为冲压行程距离PS的2％(0.02×PS)加上受压部30a的槽深度(H-L)所得的值以上。也即是，在冲压成形末期增大防皱力的冲压行程的区间，优选为冲压行程距离PS的2％以上。如果突出高度G小于上述值(0.02×PS+H-L)，则有时防皱力的增大不够充分、回弹的降低效果不稳定。另外，为了进一步降低回弹，优选将突出高度G的值设为(0.05×PS+H-L)以上。
另一方面，销40a的突出高度G，优选设为冲压行程距离PS的30％(0.3×PS)加上受压部30a的槽深度(H-L)所得的值以下。也即是，在冲压成形末期增大防皱力的冲压行程的区间，优选为冲压行程距离PS的30％以下。如果突出高度G大于上述值(0.3×PS+H-L)，则增大防皱力的区间过长，所以在从冲压成形开始点到冲压成形结束点为止的期间，防皱力的强弱差变小。因此，仅在冲压成形末期增大防皱力的效果弱，有时回弹反而变得显著。另外，为了进一步降低回弹，优选将突出高度G的值设为(0.15×PS+H-L)以下。
此前主要对防皱模具25a与防皱力增大部16a进行了说明，但对于防皱模具25b与防皱力增大部16b也是同样的。
图6A以及图6B表示通过本实施方式涉及的冲压成形模具1成形出的冲压成形件。图6A是立体图，图6B是从箭头A方向观察图6A的纵剖视图。在图6A以及图6B中，附图标记50表示冲压成形件。
冲压成形件50具有凸缘部54a、54b、纵壁部55a、55b以及顶部55c。另外，在冲压成形件50的两端具有直边部51a、51b和由这些直边部51a、51b夹着的弯曲部52。冲压成形件50在与纵长方向垂直的截面上观察的情况下，为所谓截面帽形状，冲压成形件50的纵长方向的两端开口。在这里，所谓截面帽形状为下述形状：在从箭头A方向观察图6A时，具有设置于宽度方向的中央部的顶部55c、从顶部55c的两端向顶部55c的一面侧倾斜而设置的纵壁部55a、55b和从纵壁部55a、55b的前端起与顶部55c平行地设置的凸缘部54a、54b。
在冲压成形时，根据冲压成形件50的形状，坯料5上出现容易发生塑性流动的部位和难以发生的部位。由于该塑性流动的发生难易度的差异，在冲压成形件50的板厚方向和/或面内方向上残余应力会不均匀。而且，由于该残余应力的不均匀，导致在冲压成形件50上产生例如纵壁部55a、55b的翘曲、扭转、波纹等回弹。特别是，如果在冲压成形件50的形状上具有弯曲的部位，则对冲压成形件50的纵长方向赋予收缩凸缘变形和/或伸展凸缘变形。因此，在板厚方向和/或面内方向上残余应力的不均匀程度增大。
一般而言，冲压成形件50在拉深弯曲加工后被实施精加工(精压加工)。如果通过精压加工将冲压成形件50加工为后述的图16A以及图16B所示的冲压成形件57那样的形状，则在弯曲部52的纵壁部55a等上产生显著的波纹。为了降低冲压成形件57的尺寸精度不良，一般是在模具设计时预先将回弹导致的变形量计算到模具尺寸中，但在回弹为波纹的情况下，难以预先估计该变形量。另外，为了解决冲压成形件57的波纹所进行的模具的修正，伴随着运行错误，所以在模具的修正上需要大量的时间和费用。
该波纹是因为弯曲部52的纵壁部55a由于拉深弯曲加工(冲压成形)而变为伸展凸缘变形区域所致。因此，冲压成形件50的向纵长方向的拉伸应力变大，助长了冲压成形件50的板厚方向和/或面内方向上的残余应力的不均匀程度。由于拉深弯曲加工后的冲压成形件50的这些残余应力的不均匀引起，在精压加工后的冲压成形件57上产生波纹。因此，为了消除弯曲部52的波纹，优选，在拉深弯曲加工的冲压成形末期增大弯曲部52处的防皱力。
为了在冲压成形末期使弯曲部52处的防皱力比直边部51a、51b高，如图1A～图2所示，在防皱模具25a、25b分别设置有受压部30a、30b。而且，为了在冲压成形末期使防皱模具25a、25b弹性变形，将防皱力增大部16a、16b配设于板部14。
通过如上述那样使防皱力在冲压成形末期增大，伸展凸缘变形产生的区域即弯曲部52的纵壁部55a的张力增大。其结果，使得成为回弹的原因的冲压成形件50的板厚方向和/或面内方向上的残余应力的不均匀程度降低。再者，收缩凸缘变形产生的区域也与上述同样。也即是，通过如上述那样使防皱力在冲压成形末期增大，收缩凸缘变形产生的区域即弯曲部52的纵壁部55b的张力也增大。其结果，使得该收缩凸缘变形产生的区域中的回弹也降低。
在防皱模具25a、25b中未设置受压部30a、30b的情况下，防皱模具25a、25b不弹性变形。而且，来自防皱力增大部16a、16b的反作用力分散到整个防皱模具25a、25b。因此，在冲压成形末期无法在弯曲部52使防皱力局部增大，无法对弯曲部52仅赋予所需的防皱力。其结果，无法向弯曲部52的纵壁部55a、55b仅赋予为了抑制回弹所需要的张力。因此，降低冲压成形件50的回弹的效果显著下降。
另外，为了通过提高防皱力增大部16a、16b的能力来降低来自上述防皱力增大部16a、16b的反作用力的分散，例如需要增大盘簧42a的直径或者、增大盘簧42a的个数。在该情况下，防皱力增大部16a、16b自身也变大。
另一方面，为了对高张力钢和/或高强度铝合金等塑性流动阻力大且回弹大的金属板材进行冲压成形，需要在冲压成形件50的形状弯曲且会产生伸展凸缘变形和/或收缩凸缘变形的区域等，在冲压成形末期格外增大防皱力。因此，在对高张力钢和/或高强度铝合金等进行冲压成形、且要通过提高防皱力增大部16a、16b的能力来降低上述反作用力的分散的情况下，需要使防皱力增大部16a、16b非常大。因此，难以将防皱力增大部16a、16b配设于冲压成形模具1。
接下来，对本发明的第2实施方式涉及的冲压成形模具进行说明。图7A以及图7B是表示本发明的第2实施方式涉及的冲压成形模具的简要构成的图。图7A是整体立体图，图7B是构成冲压成形模具的凸模的俯视图。图8是从第一面侧观察本实施方式涉及的冲压成形模具的防皱模具的立体图。
本实施方式涉及的冲压成形模具2，除在板部14仅配设防皱力增大部16b、仅在防皱模具25b配设包括槽部的受压部30b以及防皱模具25e不具有受压部以外，与上述第1实施方式涉及的冲压成形模具1相同。
本实施方式涉及的冲压成形模具2，能够仅在产生伸展凸缘变形的区域换而言之仅在特别需要增大防皱力的部位、增大针对坯料5的防皱力。即，在坯料5的抗拉强度不那么高的情况下和/或与冲压成形件50的弯曲部52的曲率等相应，仅分别配设1个受压部30b以及防皱力增大部16b即可。
接下来，对本发明的第3实施方式涉及的冲压成形模具进行说明。图9A以及图9B是表示本发明的第3实施方式涉及的冲压成形模具的简要构成的图。图9A是整体立体图，图9B是构成冲压成形模具的凸模的俯视图。
本实施方式涉及的冲压成形模具3除在板部14配设有防皱力增大部16a、16b、16c、16d、16e、16f以外，与上述第1实施方式涉及的冲压成形模具1相同。再者，图9A所示的本实施方式涉及的冲压成形模具3的防皱模具25a、25b，与图2所示的第1实施方式涉及的冲压成形模具1的防皱模具25a、25b相同。
如图9A以及图9B所示，本实施方式涉及的冲压成形模具3除在冲压成形末期与受压部30a、30b接触的防皱力增大部16a、16b外，还具有防皱力增大部16c～16f。因此，能够精密地控制在冲压成形末期针对坯料5的防皱力。但是，与不是受压部30a、30b的第一面31a、31b接触的防皱力增大部16c～16f同与受压部30a、30b接触的防皱力增大部16a、16b相比较，针对坯料5的防皱力的增大效果小。即，是否配设与不是受压部30a、30b的第一面31a、31b接触的防皱力增大部16c～16f，根据冲压成形件的形状和/或冲压模具的构造来确定即可。
接下来，对本发明的第4实施方式涉及的冲压成形模具进行说明。图10A以及图10B是表示本发明的第4实施方式涉及的冲压成形模具的简要构成的图。图10A是整体立体图，图10B是构成冲压成形模具的凸模的俯视图。图11是从第一面侧观察本实施方式涉及的冲压成形模具的防皱模具的立体图。图12是对本实施方式涉及的防皱模具进行说明的图，是从图11所示的箭头C方向观察的防皱模具的纵剖视图。
本实施方式涉及的冲压成形模具4，除防皱模具25c、25d的受压部30c、30d包括槽部35c、35d、而且该槽部35c、35d成为边界的一部分而划分出受压部30c、30d以外，与上述第1实施方式涉及的冲压成形模具1相同。再者，图10B所示的本实施方式涉及的凸模10，与第1实施方式涉及的凸模10相同。
从冲压模具的构造以及冲压成形件的形状的观点出发，本实施方式涉及的防皱模具25c、25d由难以进一步分割的最小部件数构成。即，防皱模具25c、25d可以说不是分割型而是一体型的防皱模具。该防皱模具25c、25d具有：第一面31c、31d，其与凸模10的板部14相对并且在冲压成形结束点与板部14相接触；和第二面32c、32d，其与凹模20相对并且与凹模20一起保持坯料5。
防皱模具25c、25d分别在第一面31c、31d具有受压部30c、30d，该受压部30c、30d承受用于使防皱模具25c、25d在冲压成形末期弹性变形的反作用力。该受压部30c、30d包括槽部35c、35d。该槽部35c、35d成为边界的一部分，在第一面31c、31d上划分出受压部30c、30d。具体地说，如图11所示，在第一面31c、31d上，由槽部35c、35d与第一面31c、31d的一部分边缘划分出受压部30c、30d。
在冲压成形末期，受压部30c、30d与防皱力增大部16a、16b接触，防皱模具25c、25d弹性变形。其结果，能够在要使坯料5的防皱力增大的部位局部地追加防皱力。因此，能够在冲压成形末期局部地提高收缩凸缘变形区域和/或伸展凸缘变形区域的防皱力，所以能够有效地抑制回弹。
在冲压成形末期在防皱模具25c、25d在受压部30c、30d承受来自防皱力增大部16a、16b的反作用力时，因为防皱模具25c、25d具有槽部35c、35d，所以上述反作用力不会分散到整个防皱模具25c、25d。如果从防皱力增大部16a、16b承受反作用力，则防皱模具25c、25d以槽部35c、35d为边界向凹模20(坯料5)侧凸状弹性变形。其结果，能够局部地且集中地针对坯料5增大防皱力。
再者，本实施方式的槽部35c、35d的深度以及宽度等没有特别限定。槽部35c、35d根据冲压成形件50的形状和/或冲压模具4的构造设为合适的尺寸即可。另外，除槽部35c、35d外在受压部30c、30d没有特别限定防皱模具25c、25d的壁厚L，除受压部30c、30d外在与坯料5接触的区域没有特别限定防皱模具25c、25d的壁厚H。在本实施方式中，表示了上述壁厚L与上述壁厚H为相同厚度的方式，但只要上述壁厚L满足20≤L≤H即可。另外，只要上述壁厚L满足20≤L≤H，则防皱力增大部16a、16b的突出高度G与第1实施方式同样，满足0.02×PS+H-L≤G≤0.3×PS+H-L即可。
以上，对本发明的第1实施方式至第4实施方式涉及的冲压成形模具1～4进行了说明。接下来，对作为配设防皱力增大部16a～16f以及受压部30a～30d的位置而言，有效的位置是哪里进行说明。
图13A以及图13B是表示不具有受压部以及防皱力增大部的以往的冲压成形模具的简要构成的图。图13A是整体立体图，图13B是表示构成以往的冲压成形模具的凸模的俯视图。在图13A中，附图标记91表示以往的冲压成形模具。
图14是表示使用图13A所示的以往的冲压成形模具对板厚1.0mm的坯料5进行了拉深弯曲加工(冲压成形)时、冲压成形件的凸缘部的板厚分布的说明图。即，图14是表示使用图13A所示的冲压成形模具91对坯料5进行拉深弯曲加工(冲压成形)后所得的冲压成形件50的状态的图，是将凹模20省略而沿冲压方向观察的俯视图。在图14中，同时记载有凸缘部54a、54b的板厚测定结果。如图14所示，凸缘部54a、54b具有弯曲外侧部6a、弯曲内侧部6b以及直线部6c、6d、6e、6f。
如图14所示，弯曲外侧部6a的板厚厚。该弯曲外侧部6a成为冲压成形件50的凸缘部54a、54b中板厚最大的板厚最大部。与此相对，弯曲内侧部6b的板厚薄。这样一来，在使用以往的冲压成形模具91冲压成形出的冲压成形件50中，在凸缘部54a、54b内的各部位、板厚不相同。保持坯料5的防皱模具25e、25f的第二面32e、32f与凹模20为扁平的。因此，在防皱模具25e、25f那样的没设置受压部30a～30d的防皱模具91中，在凸缘部54a、54b内的各部位的板厚在冲压成形期间变化了的情况下，存在防皱力较强地作用的部位和较弱地作用的部位。如果防皱力的大小在冲压成形期间根据部位而变化，则塑性变形时的坯料5的塑性流动的平衡崩溃，其结果，冲压成形后的冲压成形件50的尺寸精度下降。
为了抑制上述那样由防皱力较强地作用的部位与较弱地作用的部位共存所引起的冲压成形件50的尺寸精度的下降，优选，在冲压成形末期提高在冲压成形期间中凸缘部54a、54b内的板厚减小的部位的防皱力。具体地说，在以从冲压成形模具1～4中去除受压部30a～30d以及防皱力增大部16a～16f后的以往的冲压成形模具91为基准、将冲压成形件50的凸缘部54a、54b中板厚变得最大的区域设为板厚最大部、并将板厚相对于该板厚最大部大于0％且在97％以下的区域设为板厚减小部时，优选，防皱模具25a～25d的受压部30a～30d配置成，在沿着冲压方向观察的情况下，与坯料5中的上述板厚减小部的一部分重叠。其结果，能够在冲压成形末期很好地提高在冲压成形期间中凸缘部54a、54b内的板厚减小的部位的防皱力。通过在冲压成形末期很好地提高板厚相对于上述板厚最大部大于0％且在97％以下的上述板厚减小部的防皱力，能够有效地降低冲压成形件50的回弹。
图15是例示在表示由图13A所示的以往的冲压成形模具成形出的冲压成形件的凸缘部的板厚分布的图中配设受压部以及防皱力增大部的优选位置的说明图。即，图15是作为一例使配设受压部30b、30d以及防皱力增大部16b的位置与图14重合的说明图。
如图15所示，优选受压部30b、30d配置成重叠于弯曲内侧部6b的一部分，该弯曲内侧部6b成为由以往的冲压成形模具91冲压成形出的冲压成形件50的凸缘部54a、54b内的、板厚相对于成为板厚最大部的弯曲外侧部6a大于0％且在97％以下的板厚减小部。另外，优选防皱力增大部16b配置成，向该受压部30b、30d突出，并且在被向冲压方向压入时产生朝向该冲压方向的相反方向的反作用力而使防皱模具25b、25d弹性变形。其结果，能够在冲压成形末期很好地提高在冲压成形期间内凸缘部54a、54b内的板厚减小的弯曲内侧部6b的防皱力。
这样一来，通过配设受压部30b、30d与防皱力增大部16b，在冲压成形末期，防皱模具25b、25d在受压部30b、30d向坯料5侧凸状地弹性变形，能够在弯曲内侧部6b局部且集中地增大防皱力。
对以上说明了的本发明的各方式涉及的冲压成形模具，以下进行总结。
(1)本发明的各方式涉及的冲压成形模具1～4，具备：凸模10，其具有用于向坯料5转印形状的冲头部12以及板部14；凹模20，其与凸模10成对且与冲头部12相对；和防皱模具25a～25d，其具有与板部14相对且在冲压成形结束点与板部14相接触的第一面31a～31d、与凹模20相对且与凹模20一起保持坯料5的第二面32a～32d以及连接于第一面31a～31d与第二面32a～32d之间而与冲头部12相对的侧面(第三面)33a、33b，隔着间隙而配置于侧面(第三面)33a、33b与冲头部12之间；在防皱模具25a～25d的第一面31a～31d上具有受压部30a～30d，该受压部30a～30d包含承受用于使防皱模具25a～25d在冲压成形末期弹性变形的反作用力的槽部，在板部14的与第一面31a～31d相对的面上具有防皱力增大部16a、16b，该防皱力增大部16a、16b向受压部30a～30d突出且在冲压成形末期在向冲压方向被压入时产生向冲压方向的相反方向的反作用力。
(2)而且，也可以：在以从冲压成形模具1～4中去除了受压部30a～30d以及防皱力增大部16a、16b后的情况为基准、将冲压成形件50的凸缘部54a、54b中板厚变为最大的区域设为板厚最大部、并将板厚相对于板厚最大部大于0％且在97％以下的区域设为板厚减小部时，在沿着冲压方向观察的情况下，受压部30a～30d重叠于坯料5中的与板厚减小部相对应的区域的一部分。
(3)而且，受压部30a、30b包括槽部，在将受压部(槽部)30a、30b的位置的防皱模具25a、25b的壁厚设为L且单位为mm、将除受压部(槽部)30a、30b外与坯料5接触的位置的防皱模具25a、25b的壁厚的最小值设为H且单位为mm时，防皱模具25a、25b满足下述的式1或式2；在将防皱力增大部16a、16b从板部14的表面的突出高度设为G且单位为mm、并将从冲压成形开始点到冲压成形结束点为止的冲压行程距离设为PS且单位为mm时，防皱力增大部16a、16b的突出高度G满足下述的式3。
40≤H≤50时，20≤L≤0.8×H···(式1)
50＜H≤80时，20≤L≤40···(式2)
0.02×PS+H-L≤G≤0.3×PS+H-L···(式3)
(4)而且，划分出受压部30c、30d的边界的一部分也可以是槽部35c、35d。具体地说，受压部30c、30d也可以包括槽部35c、35d，而且该槽部35c、35d成为边界的一部分，在第一面31c、31d上划分出受压部30c、30d。
(5)而且，防皱力增大部16a、16b也可以具有赋予反作用力的弹性体。
(6)而且，上述弹性体也可以是盘簧42a、螺旋弹簧以及橡胶中的至少1种。
接下来，对使用本发明的上述方式涉及的冲压成形模具1～4冲压成形出的冲压成形件50的制造方法进行说明。
本发明的一方式涉及的冲压成形件50的制造方法包含下述工序：在将使用上述方式涉及的冲压成形模具1～4对坯料5进行冲压成形时的冲压行程的成形开始位置设为100％、将冲压行程的成形结束位置设为0％时，在从冲压行程为2％以上且30％以下的位置到成形结束位置为止的冲压成形末期，增大针对处于冲压成形期间的坯料5的一部分的防皱力。
根据上述的冲压成形件50的制造方法，能够得到抑制了回弹且尺寸精度高的冲压成形件50。在上述制造方法中，如果开始增大防皱力的冲压行程的位置小于2％，则有时防皱力的增大不够充分、回弹的降低效果变得不稳定。另一方面，如果开始增大防皱力的冲压行程的位置大于30％，则增大防皱力的区间过长，所以在从冲压行程的成形开始位置到冲压行程的成形结束位置为止的期间，防皱力的强弱差变小。因此，仅在冲压成形末期增大防皱力的效果较弱，有时回弹反而变得显著。另外，为了进一步降低回弹，优选，将开始增大防皱力的冲压行程的位置设为5％以上且15％以下。
实施例1
通过实施例进一步对本发明的上述方式的效果进行说明。但是，实施例中的条件是为了确认本发明的实施可能性以及效果而采用的一个条件，本发明并不限定于这一条件。本发明只要不脱离本发明的主旨就能够采用各种条件只要能够实现达成本发明的目的。
(实施例1)
将高张力钢板激光切割成预定形状而得到坯料5。该坯料5进行拉深弯曲加工(冲压成形)使得其形状变为截面帽形状。而且，在拉深弯曲加工后，进行了精加工(精压加工)。以下记载上述各工序中的条件等。
以板厚为1.0mm以及抗拉强度为590MPa的高张力钢板设为原料，进行激光切割使得精加工(精压加工)后的形状为图16A以及图16B所示那样的截面宽度：60mm以及高度：80mm，得到了坯料5。
使用图1A～图2所示的冲压成形模具1(上述第1实施方式涉及的冲压成形模具1)、图7A～图8所示的冲压成形模具2(上述第2实施方式涉及的冲压成形模具2)以及图9A以及图9B所示的冲压成形模具3(上述第3实施方式涉及的冲压成形模具3)，对该坯料5进行拉深弯曲加工(冲压成形)使得其变成图6A以及图6B所示的形状(截面帽形状)。
作为防皱力增大部16a～16f，使用组合图4A所示的盘簧42a而成的盘簧单元。防皱力增大部16a～16f在冲压成形末期对防皱模具25a、25b赋予的载荷(反作用力)，由于盘簧42a的个数以及组合方法(并联、串联、串并联)而变化。再者，对于图9A以及图9B所示的冲压成形模具3(上述第3实施方式涉及的冲压成形模具3)，除受压部30a、30b以外，还配设有防皱力增大部16c～16f。
除受压部30a、30b外在与坯料5相接触的区域，防皱模具25a、25b的壁厚H、受压部30a、30b处的防皱模具25a、25b的壁厚L和壁厚比L/H示于表1。
另外，在表1中，同时还记载有对防皱模具25a、25b赋予的防皱力增大部16a～16f的载荷(反作用力)。该载荷通过配设于冲压成形模具1～3的盘簧单元的载荷的合计值来表示。
例如，在本发明例No.6中，使用了图9A以及图9B所示的冲压成形模具3。在该情况下，配设有6个防皱力增大部16a～16f。防皱力增大部16a～16f中的1个盘簧单元对防皱模具25a、25b施加的载荷(反作用力)为100kN。因此，这些载荷(反作用力)的合计为600kN(100kN×6个)。
另外，在以往例No.14中，使用图13A以及图13B所示的不具有受压部30a、30b以及防皱力增大部16a～16f的冲压成形模具91。另外，在参考例1中，使用了防皱模具25a、25b的壁厚H与壁厚L相等的冲压成形模具1。即，在参考例1中使用的冲压成形模具1是组合不具有受压部的防皱模具25e、25f和具有防皱力增大部16a、16b的凸模10而成的冲压成形模具。
【表1】
拉深弯曲加工(冲压成形)使用能力为1960kN(200吨)的冲压成形装置而进行。而且，一边施加防皱载荷(向防皱模具25a、25b赋予的载荷的合计值)：196kN(20吨)，一边进行冲压成形直到如图6B所示那样冲压成形件50的高度变为60mm。对于以往例No.14也是同样。再者，使用的冲压成形装置是不具备可变模具缓冲装置等的一般的冲压成形装置。
对于作为本发明例以及参考例的No.1～No.10，从冲压成形结束点的跟前的9mm的高度开始增大冲压成形末期的防皱力。也即是，在冲压成形末期与受压部30a、30b相接触的防皱力增大部16a、16b的突出高度G设为受压部30a、30b的深度(H-L)加上9mm所得的值。从冲压成形开始点到冲压成形结束点为止的冲压行程距离PS为60mm。即，在将对坯料5进行冲压成形时的冲压行程的成形开始位置设为100％、将冲压行程的成形结束位置设为0％时，开始增大防皱力的冲压行程的位置为15％的位置。再者，在这里，对在冲压成形末期与受压部30a、30b相接触的防皱力增大部16a、16b进行了说明，但对于在冲压成形末期不与受压部30a、30b接触的防皱力增大部16c～16f，将其突出高度G设定为9mm。
另外，对于作为本发明例以及参考例的No.11～No.13，如下所述那样控制冲压成形末期的防皱力的增大。即，如表1所示，通过将受压部30a、30b的深度(H-L)设为恒定而改变突出高度G的值，来控制开始增大防皱力的位置。在本发明例No.11中从冲压成形结束点的跟前的20mm的高度(冲压行程为33％的位置)、在本发明例No.12中从冲压成形结束点的跟前的1.5mm(冲压行程为2.5％的位置)的高度、在本发明例No.13中从冲压成形结束点的跟前的1.1mm(冲压行程为1.8％的位置)的高度，开始增大防皱力。
使用通过上述的拉深弯曲加工(冲压成形)得到的冲压成形件50进行了精加工(精压加工)。
图16A以及图16B是表示精加工(精压加工)后的冲压成形件的图。图16A是立体图，图16B是从箭头B方向观察图16A的纵剖视图。图16A以及图16B中，附图标记57表示精加工(精压加工)后的冲压成形件。
图17是表示进行精加工(精压加工)的精压加工模具的简要构成的图，是表示整体的立体图。图17中，附图标记92表示精压加工模具。
通过拉深弯曲加工(冲压成形)得到的冲压成形件50，将由纵壁部55a、55b与顶部55c包围的帽部套在精压加工模具92的冲头部12上，通过压力垫(pad)18按压顶部55c。而且，通过冲头部12与凹模20进行精加工(精压加工)。再者，精加工(精压加工)中不进行防皱。
精加工(精压加工)使用能力为1960kN(200吨)的冲压成形装置进行。而且，进行精压加工直到如图16B所示那样冲压成形件57的高度变为80mm为止。通过该精加工(精压加工)，截面帽形状的冲压成形件50成为图16A以及图16B所示的形状的冲压成形件57。再者，所用的冲压成形装置是不具备可变模具缓冲装置等的一般的冲压成形装置。
接下来，对与拉深弯曲加工(冲压成形)后的冲压成形件50以及精加工(精压加工)后的冲压成形件57有关的回弹的评价方法进行说明。
图18是拉深弯曲加工后的冲压成形件的与纵长方向垂直的纵剖视图，是表示壁翘曲(回弹)的产生状态的说明图。在图18中，Wh表示不产生回弹的情况下纵壁部55a与纵壁部55b的间隔，Wh’表示产生回弹的情况下纵壁部55a’与纵壁部55b’的间隔，△Wh表示Wh’与Wh的差。具体地说，如图18所示，在将纵壁部55a与凸缘部54a的交点设为P、将纵壁部55b与凸缘部54b的交点设为Q时，将线段PQ设为Wh。另外，在将纵壁部55a’与凸缘部54a’的交点设为P’、将纵壁部55b’与凸缘部54b’的交点设为Q’时，将线段P’Q’设为Wh’。
Wh’、Wh以及△Wh如以下那样求出即可。在拉深弯曲加工(冲压成形)后，使用非接触式的CCD三维测定装置获取冲压成形件50的外表面上的点群的坐标值。而且，在从箭头A方向观察图6A的纵截面上，测定产生回弹的状态下纵壁部55a’与纵壁部55b’的间隔Wh’。将该间隔Wh’与设计冲压成形件50时的CAD数据(设计形状)中的纵壁部55a与纵壁部55b的间隔Wh相比较，求出△Wh＝Wh’-Wh。
基于这样求出的△Wh，以下面的基准评价了拉深弯曲加工(冲压成形)后的壁翘曲(回弹)。
Good(G)：△Wh为10mm以下
NotBad(NB)：△Wh大于10mm且小于15mm
Bad(B)：△Wh为15mm以上
另外，图19是精加工(精压加工)后的冲压成形件的与纵长方向垂直的纵剖视图，是表示壁翘曲(回弹)的产生状态的说明图。在图19中，WC表示不产生回弹的情况下纵壁部55a与纵壁部55b的间隔，WC’表示产生了回弹的情况下纵壁部55a’与纵壁部55b’的间隔，△WC表示WC’与WC的差。具体地说，如图19所示，在将纵壁部55a的端部设为点R、将纵壁部55b的端部设为点S时，将线段RS设为WC。另外，在将纵壁部55a’的端部设为点R’、将纵壁部55b’的端部设为点S’时，将线段R’S’设为WC’。
WC’、WC以及△WC如以下那样求出即可。在精加工(精压加工)后，使用非接触式的CCD三维测定装置获取冲压成形件57的外表面上的点群的坐标值。而且，在从箭头B方向观察图16A的纵截面上，测定产生回弹的状态下的纵壁部55a’与纵壁部55b’的间隔WC’。将该间隔WC’与设计冲压成形件57时的CAD数据(设计形状)中的纵壁部55a与纵壁部55b的间隔WC相比较，求出△WC＝WC’-WC。
基于这样求出的△WC，以下面的基准评价了精加工(精压加工)后的壁翘曲(回弹)。
Good(G)：△WC为7mm以下
NotBad(NB)：△WC大于7mm且小于15mm
Bad(B)：△WC为15mm以上
另外，图20是表示精加工(精压加工)后的冲压成形件的立体图，是表示波纹(回弹)的产生状态的说明图。在图20中，表示了在冲压成形件57的弯曲部52的弯曲面60产生波纹61的状态。
图21A是表示精加工(精压加工)后的冲压成形件的立体图，是表示波纹(回弹)的测定位置的说明图。通过在图21A中以虚线表示的线段62，对波纹61的产生状况进行评价。图21B是表示波纹(回弹)的测定结果的一例的图表。在图21B中，横轴与图21A所示的线段62相对应，纵轴表示波纹61的产生状况(实测值与设计形状值的差)。
冲压成形件57的波纹61如以下那样评价即可。在精加工(精压加工)后，使用非接触式的CCD三维测定装置获取冲压成形件57的外表面上的点群的坐标值。而且，将弯曲面60内的线段62上的上述坐标值的测定结果与设计冲压成形件57时的CAD数据(设计形状)相比较，制作图21B所示的图表。如图21B所示那样求出弯曲面60内的该图表中的最大值与最小值的差的绝对值△Yw。再者，作为波纹61的测定位置的线段62与通过冲压成形件57(コ字截面形状)的顶部55c与纵壁部55a作出的交线平行，该平行线间的距离为70mm。
基于这样求出的△Yw，以下面的基准评价了精加工(精压加工)后的波纹61(回弹)。
VeryGood(VG)：△Yw为3mm以下
Good(G)：△Yw大于3mm且在7mm以下
NotBad(NB)：△Yw大于7mm且小于15mm
Bad(B)：△Yw为15mm以上
将与拉深弯曲加工后的冲压成形件50以及精加工(精压加工)后的冲压成形件57有关的回弹的评价结果示出表2。再者，在拉深弯曲加工以及精压加工后，在任何条件下在冲压成形件50和/或冲压成形件57上都没有确认到有破裂。
【表2】
表2
首先，对与拉深弯曲加工后的冲压成形件50有关的回弹的评价结果进行说明。如表2所示，能够确认到：本发明例No.3～No.7、No.9～No.12的拉深弯曲加工后的△Wh均良好、且壁翘曲(回弹)均小。另一方面，参考例No.1、No.2、No.8、No.13以及以往例No.14的拉深弯曲加工后的△Wh均不比本发明例的△Wh良好。
另外，通过将本发明例No.3与No.6进行比较，能够确认到：通过仅配设防皱力增大部16a、16b，与配设防皱力增大部16a～16f相比，降低回弹的效果进一步提高。即，如果仅配置防皱力增大部16a、16b，则与配置有防皱力增大部16c～16f的情况相比，防皱模具25a、25b在冲压成形末期显著挠曲。其结果，能够确认到能够进一步降低冲压成形件50的回弹。
另外，通过对作为本发明例以及参考例的No.1～No.4进行比较，能够确认到：优选壁厚H与壁厚L满足上述的式1或式2。这些No.1～No.4是仅变更防皱模具25a、25b的壁厚L而将其他的冲压成形条件设为相同的例子。再者，在No.1～No.4中，突出高度G的值不同，但开始增大防皱力的冲压行程的位置均相同、为15％。在这些No.1～No.4中，No.1以及No.2中的壁厚L大于0.8×H，No.3以及No.4中的壁厚L为0.8×H以下。也即是，在No.1～No.4中在满足式1或式2的例子即No.3以及No.4中能够很好地降低回弹。
在这里，在图22～图25中，表示在冲压成形末期防皱模具25a、25b承受来自防皱力增大部16a、16b的反作用力的情况下的第二面32a、32b上的表面压力分布。这些图22～图25与本发明例以及参考例即No.1～No.4相对应。即，图22是表示防皱模具的壁厚比L/H为100％时防皱模具的第二面上的表面压力分布的图。图23是表示防皱模具的壁厚比L/H为90％时防皱模具的第二面上的表面压力分布的图。图24是表示防皱模具的壁厚比L/H为80％时防皱模具的第二面上的表面压力分布的图。图25是表示防皱模具的壁厚比L/H为70％时防皱模具的第二面上的表面压力分布的图。图22～图25中，附图标记71、72、73以及74表示第二面32a、32b中表面压力为最大值的区域。再者，在附图标记为71、72、73以及74的区域中，表面压力分别为1.5MPa、2.5MPa、6.5MPa以及8.7MPa。
如图22～图25所示，在壁厚H为50mm的情况下，壁厚比L/H越小，在防皱模具25a、25b的第二面32a、32b内、与设置有受压部30a、30b的部分相对应的区域中的表面压力越大。如上所述，冲压成形件50的凸缘部54a、54b被保持在凹模20与防皱模具25a、25b的第二面32a、32b之间，而且被赋予了防皱力。因此，优选，在凸缘部54a、54b内要特别增大防皱力的部位与第二面32a、32b内表面内的压力变大的区域(设置受压部30a、30b的区域)的一部分，在沿着冲压方向观察的情况下重叠。
另外，通过对本发明例以及参考例即No.4、No.11～No.13进行比较，能够确认到：防皱力增大部16a、16b的突出高度G很好地满足了上述的式3。这些No.4、No.11～No.13是通过改变突出高度G的值而仅变更开始增大防皱力的冲压行程的位置、而其他的冲压成形条件设为相同的例子。在这些No.4、No.11～No.13中，No.11中开始增大防皱力的冲压行程位置为33％，No.13中开始增大防皱力的冲压行程位置为1.8％。另一方面，在No.4、No.11～No.13中，No.4中开始增大防皱力的冲压行程位置为15％，No.12中开始增大防皱力的冲压行程位置为2.5％。也即是，在No.4、No.11～No.13中，在No.4以及No.12中突出高度G满足式3。这样，能够确认到：在No.4、No.11～No.13中在满足式3的例子即No.4以及No.12中能够很好地降低回弹。
另一方面，如上所述，参考例No.1以及No.2是壁厚L大于0.8×H、所以无法很好地降低回弹的例子。参考例No.8是壁厚L大于40mm、所以无法很好地降低回弹的例子。另外，如上所述，参考例No.13是开始增大防皱力的冲压行程位置为1.8％那样的、冲压成形末期的防皱力的增大不够充分，所以无法很好地降低回弹的例子。以往例No.14因为不具有受压部30a、30b以及防皱力增大部16a、16b，所以无法降低回弹。
接下来，对与精加工(精压加工)后的冲压成形件57有关的回弹的评价结果进行说明。如表2所示，能够确认到：本发明例No.3～No.7、No.9～No.12中的精加工(精压加工)后的△WC以及△Yw均良好、且壁翘曲以及波纹61均小。也即是，能够确认到：如果拉深弯曲加工(冲压成形)后的冲压成形件50的回弹小，则在精加工(精压加工)后的冲压成形件57中也改善了尺寸精度。这是由下述原因引起的：在拉深弯曲加工的冲压成形末期，通过增大弯曲部52的防皱力，弯曲部52的纵壁面55a、55b上的向冲压成形件50的纵长方向的拉伸应力下降。其结果，冲压成形件50的板厚方向和/或面内方向上的残余应力的不均匀得到缓和，所以精加工(精压加工)后的冲压成形件57的尺寸精度也得到改善。另一方面，参考例No.1、No.2、No.8、No.13以及以往例No.14中的精压加工后的△WC以及△Yw均不比本发明例的△WC以及△Yw良好。这样，如果拉深弯曲加工后的冲压成形件50的回弹大，则能够确认到：即使进行了精加工(精压加工)，冲压成形件57的尺寸精度也没有很好地改善。
(实施例2)
图26是表示冲压成形模具的受压部以及防皱力增大部的配设位置的图。如该图所示，使受压部30a、30b、30g～30j与防皱力增大部16a～16f的配设位置变化，对坯料5进行了拉深弯曲加工(冲压成形)。具体地说，以板厚为1.0mm以及抗拉强度为590MPa的高张力钢板为原料，激光切割为与上述实施例1相同形状而得到了坯料5。对该坯料5进行了拉深弯曲加工(冲压成形)使得其成为图6A以及图6B所示的形状(截面帽形状)。在表3中示出了受压部30a、30b、30g～30j与防皱力增大部16a～16f的配设位置的组合。例如，本发明例No.16的冲压成形模具除壁厚H、壁厚L以及壁厚比L/H外，均与上述实施例1的本发明例No.5的冲压成形模具2相同。防皱力增大部16a～16f的盘簧单元对防皱模具25a、25b施加的载荷(反作用力)设为150kN。另外，突出高度G设为19mm。从冲压成形开始点到冲压成形结束点为止的冲压行程距离PS为60mm。即，在将对坯料5进行冲压成形时的冲压行程的成形开始位置设为100％、将冲压行程的成形结束位置设为0％时，开始增大防皱力的冲压行程的位置为6.7％的位置。而且，在拉深弯曲加工后，进行了精加工(精压加工)。拉深弯曲加工的条件、精压加工的条件以及回弹的评价方法与上述实施例1相同。
【表3】
将与拉深弯曲加工后的冲压成形件50以及精加工(精压加工)后的冲压成形件57有关的回弹的评价结果示于表4。再者，在拉深弯曲加工以及精压加工后，在任何的条件下都没有确认到在冲压成形件50和/或冲压成形件57上有破裂。
【表4】
表4
如表4所示，能够确认到：本发明例No.16中，拉深弯曲加工后的ΔWh以及精加工后的ΔWc、ΔYw均良好，且回弹小。本发明例No.16是受压部30b配置成与弯曲内侧部6b的一部分重叠的例子，其中，所述弯曲内侧部6b成为板厚相对于在通过以往的冲压成形模具91冲压成形出的冲压成形件50的凸缘部54a、54b内成为板厚最大部的弯曲外侧部6a大于0％且为97％以下的板厚减小部。即，本发明例No.16表示能够局部且集中地增大针对弯曲内侧部6b的防皱力，该防皱力的增大需要在冲压成形末期进行，这靠以往的冲压成形模具91难以实现。
与此相对，参考例No.15、No.17～No.20中的ΔWh、ΔWc以及ΔYw均不比本发明例No.16良好。如表4所示，参考例No.15、No.17～No.20是受压部30a、30g～30j配置成不与成为上述板厚减小部的弯曲内侧部6b重叠而与弯曲外侧部6a或直线部6c～6f中的至少一部分重叠的例子。因此，不能很好地在冲压成形末期提高针对需要增大防皱力的弯曲内侧部6b的防皱力。通常，在冲压成形件57中，要求尺寸在冲压成形件57的整个区域内都处于允许范围内。即，即使是一个部位的尺寸在允许范围外的冲压成形件57、例如参考例No.15、No.17～No.20的冲压成形件57也不优选。
如上所述，能够确认到：如果在冲压成形末期提高需要增大防皱力的板厚减小部的防皱力，则能够很好地提高拉深弯曲加工后的冲压成形件50以及精加工(精压加工)后的冲压成形件57的尺寸精度。
产业上的应用可能性
如上所述，根据本发明的上述技术方案，在防皱模具的一部分设置有受压部，另外在凸模的一部分设置有防皱力增大部。该受压部与该防皱力增大部在冲压成形末期接触，防皱模具弹性变形。其结果，从防皱力增大部产生的防皱力，在冲压成形末期充分地传递到需要增大防皱力的坯料的部位。也即是，即使冲压成形件除收缩凸缘变形区域外还具有伸展凸缘变形区域，也能够有效地降低该冲压成形件的回弹。因此，产业上的应用可能性高。
附图标记说明
1～4：冲压成形模具
5：坯料
6a：弯曲外侧部(板厚最大部)
6b：弯曲内侧部(板厚减小部)
6c～6f：直线部
10：凸模
12：冲头部
14：板部
16a～16f：防皱力增大部(盘簧单元)
20：模具(die)
25a～25f：防皱模具
30a、30b、30g～30j：受压部(槽部)
30c、30d：受压部
31a～31f：第一面
32a～32f：第二面
33a、33b：第三面(侧面)
35c、35d：槽部
40a：销
42a：盘簧(弹性体)
50：拉深弯曲加工后的冲压成形件
51a、51b：直边部
52：弯曲部
54a、54a’、54b、54b’：凸缘部
55a、55a’、55b、55b’：纵壁部
55c：顶部
57：精加工(精压加工)后的冲压成形件
60：弯曲面
61：波纹
62：线段
G：突出高度
H、L：壁厚
PS：冲压行程距离

Claims (7)

1.一种冲压成形模具，其具备：
凸模，其具有用于向坯料转印形状的冲头部以及板部；
凹模，其与所述凸模成对且与所述冲头部相对；和
防皱模具，其具有与所述板部相对且在冲压成形结束点与所述板部相接触的第一面、与所述凹模相对且与所述凹模一起保持所述坯料的第二面、以及连接于所述第一面与所述第二面之间而与所述冲头部相对的第三面，所述防皱模具配置成在所述第三面与所述冲头部之间有间隔；
所述冲压成形模具的特征在于，具有：
在所述防皱模具的所述第一面具有包括槽部的受压部；
在所述板部的与所述第一面相对的面具有防皱力增大部，所述防皱力增大部朝向所述受压部突出且在冲压成形末期在被向冲压方向压入时产生与所述冲压方向反向的反作用力。
2.根据权利要求1所述的冲压成形模具，其特征在于：
在以从所述冲压成形模具除去所述受压部以及所述防皱力增大部后的情况为基准，将冲压成形件的凸缘部中板厚为最大的区域设为板厚最大部、将所述板厚相对于所述板厚最大部大于0％且为97％以下的区域设为板厚减小部时，
在沿所述冲压方向观察的情况下，所述受压部与所述坯料中的与所述板厚减小部相对应的区域的一部分重叠。
3.根据权利要求1或2所述的冲压成形模具，其特征在于：
所述受压部包括所述槽部；
在将所述槽部的位置的所述防皱模具的壁厚设为L且单位为mm、将除所述槽部外且与所述坯料相接触的位置的所述防皱模具的壁厚的最小值设为H且单位为mm时，所述防皱模具满足下述的式1或式2；
在将所述防皱力增大部的突出高度设为G且单位为mm、将从冲压成形开始点到所述冲压成形结束点为止的冲压行程距离设为PS且单位为mm时，所述防皱力增大部的所述突出高度G满足下述的式3，
40≤H≤50时，20≤L≤0.8×H···(式1)
50＜H≤80时，20≤L≤40···(式2)
0.02×PS+H-L≤G≤0.3×PS+H-L···(式3)
4.根据权利要求1或2所述的冲压成形模具，其特征在于：
划分所述受压部的边界的一部分为所述槽部。
5.根据权利要求1或2所述的冲压成形模具，其特征在于：
所述防皱力增大部具有赋予所述反作用力的弹性体。
6.根据权利要求5所述的冲压成形模具，其特征在于：
所述弹性体为盘簧、螺旋弹簧以及橡胶中的至少1种。
7.一种冲压成形件的制造方法，是使用权利要求1或2所述的冲压成形模具冲压成形出的冲压成形件的制造方法，其特征在于，包含下述工序：
在将对坯料进行所述冲压成形时的冲压行程的成形开始位置设为100％、将所述冲压行程的成形结束位置设为0％时，在从所述冲压行程为2％以上且30％以下的位置到所述成形结束位置为止的冲压成形末期，增大针对处于所述冲压成形期间的所述坯料的一部分的防皱力。
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