CN105188982B - 坯料、成型板、冲压成型品的制造方法以及冲压成型品 - Google Patents

坯料、成型板、冲压成型品的制造方法以及冲压成型品 Download PDF

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Abstract

本发明提供坯料、成型板、冲压成型品的制造方法以及冲压成型品。长条的冲压成型品(20)的原材料即坯料(30)包括：第一部分(21)，具备顶板部(20a)、棱线部(20b)、纵壁部(20c)以及凸缘部(20d)并具有大致帽型的横截面形状，顶板部的宽度大致恒定；以及第二部分(22)，纵壁部(20c)、棱线部(20b)及凸缘部(20d)弯曲且顶板部的宽度逐渐增加，由此顶板部(20a)在俯视时呈L字状。坯料(30)在冲压成型品(20)的展开形状中，具有在形成为构成弯曲部(23)的凸缘部(20d)的部位的边缘所附加的余料部(32)的边缘设置第一凹部(33)、凸部(34)及第二凹部(35)的形状。

Description

坯料、成型板、冲压成型品的制造方法以及冲压成型品
技术领域
本发明涉及坯料、成型板、冲压成型品的制造方法以及冲压成型品。
背景技术
汽车的车身本体具有将前柱、中柱、下边梁、上边梁、纵梁等骨架部件、与机罩脊板、前围板、前地板面板、后地板前侧面板、后地板后侧面板等各种成型面板接合而成的整体结构构造(承载式车身构造)。前柱、中柱、下边梁等、一般具有闭合截面的骨架部件为，通过将前柱加强件、中柱加强件、下边梁外侧加强件等构成部件与外侧面板、内侧面板这样的其他构成部件接合，由此组装而成。
例如，如图12所示，通过利用点焊来接合构成部件2～5，由此形成骨架部件1。
构成部件2具有具备顶板部2a、从顶板部2a的两端朝下方延伸的一对纵壁部2b、2b、以及从纵壁部2b、2b的下端朝外方延伸的凸缘部2c、2c的大致帽型的横截面形状。此外，构造部件2的顶板部2a具有在俯视时呈L字状的外形(以下，有时将这种构成部件称作“L字状形状构件”)。通过包括这种构成部件2，能够确保骨架部件1的强度以及刚性。
图13是表示顶板部6a具有在俯视时呈T字状的外形的构成部件(以下，有时称作“T字状形状构件”)6的说明图。T字状形状构件6与L字状形状构件2相同，也具有具备顶板部6a、左右一对纵壁部6b、6b、以及凸缘部6c、6c的大致帽型的横截面形状。此外，作为T字状形状构件6的变形，还存在顶板部具有在俯视时呈Y字状的外形的Y字状形状构件(未图示)。
通常，在通过冲压成型来制造L字状形状构件2、T字状形状构件6以及Y字状形状构件的情况下，为了抑制褶皱的产生而采用基于拉深成型的冲压加工。
图14A是表示基于拉深成型的冲压加工的成型开始前的概要说明图，图 14B是表示成型完成时的概要说明图。
如图14A、图14B所示，拉深成型方法为，使用冲模7、冲头8以及防皱装置9(压料圈)，通过拉深成型将原材料金属板(坯料)10冲压加工成冲压成型品、例如L字状形状构件11。
图15是表示通过基于拉深成型的冲压加工制造的冲压成型品11的一例的概要说明图，图16是表示冲压成型品11的成型原材料即坯料10的概要说明图，图17是通过影线来表示坯料10的防皱压边区域10a的概要说明图，并且，图18是表示修整前的中间冲压成型品12的概要说明图。
例如，在通过基于拉深成型的冲压加工方法来制造图15所示的L字状形状构件11的情况下，(1)将图16所示的原材料金属板10设置在图14A所示的冲模7与冲头8之间，(2)通过防皱装置9和冲模7强力地按压图17所示的原材料金属板10周围的防皱压边区域10a，(3)如图14B所示，使冲模7和冲头8在冲压方向(铅垂方向)上相对移动而对原材料金属板10进行基于拉深成型的冲压加工，使其成为图18所示的中间冲压成型品12，(4)对中间冲压成型品12周围的不需要部分进行修整，得到L字状形状构件11。
如图14A、图14B、图15～18所示，通过基于拉深成型的冲压加工，能够通过防皱装置9抑制坯料10向模内流入，因此能够抑制由坯料10的过剩流入引起的中间冲压成型品12产生褶皱。
但是，为了通过基于拉深成型的冲压加工制造冲压成型品11，在中间冲压成型品12的周围需要大范围的修整区域，因此冲压成型品11的成品率降低而制造成本上升。
图19是表示中间冲压成型品12的冲压不良即褶皱以及裂纹的产生状况的一例的概要说明图。
此外，如图19所示，中间冲压成型品12在拉深成型的过程中在坯料10向模内过剩地流入的α区域中容易产生褶皱，并且在拉深成型的过程中在板厚局部地减少的β区域中容易产生裂纹。尤其是，当要将延展性较小的高强度钢板用作为坯料而通过拉深成型对L字状形状构件2进行冲压加工时，由于坯料10的延展性不足而容易产生褶皱、裂纹。
为了防止产生这样的褶皱以及裂纹，在以往，作为前柱加强件等L字状形状构件2、中柱加强件等T字状形状构件6的坯料10，使用延展性较优异的 强度比较低的金属板。因此，为了确保强度而不得不增厚坯料10的板厚，而难以避免重量增加、成本上升。
在日本特开2003-103306号公报、日本特开2004-154859号公报、日本特开2006-015404号公报、以及日本特开2008-307557号公报(以下，有时将各个公报称作“专利文献1～4”)中，公开有一种基于弯曲成型的冲压加工方法，用于制造帽形状、Z字状形状等简单的截面形状遍及长度方向的全长延伸的构件。但是，这些方法均无法应用于L字状形状构件2、T字状形状构件6以及Y字状形状构件这样的具有复杂形状的构件的制造。
因此，本发明人在先通过国际公开第2011/145679号小册子(以下，有时称作“专利文献5”)公开了涉及如下方法的专利发明：即便使用由延展性较小的高强度钢板构成的坯料，也能够不产生褶皱、裂纹而成品率良好地通过弯曲成型对L字状形状构件2、T字状形状构件6、Y字状形状构件进行冲压加工(日本专利第5168429号说明书)。
该专利发明通过专利文献5而已公知，因此以下进行简单说明。该专利发明为如下方法：从坯料成型如L字形状部件那样、横截面为大致帽形状且具有在俯视时纵壁部朝顶板部侧凸出的弯曲部的构件。将坯料配置于冲模模具与衬垫以及弯曲模之间，(1)在通过衬垫对作为面外变形抑制区域的坯料的与顶板部相当的部位的一部分进行加压的状态、且坯料的与L字的下侧相当的部分的端部处于与顶板部相同的平面上的状态下，通过使冲模模具和弯曲模在铅垂方向上相对移动，由此在使坯料的与L字的下侧相当的部分的端部在冲模模具中与顶板部对应的部位上滑动(面内移动)的同时、对纵壁部以及凸缘部进行成型，由此成型L字状形状构件等。或者，(2)在使衬垫接近或者接触作为面外变形抑制区域的坯料的与顶板部相当的部位的一部分、并将衬垫与冲模模具之间的间隙保持为坯料的板厚以上且坯料的板厚的1.1倍以下的状态、且坯料的与L字的下侧相当的部分的端部处于与顶板部相同的平面上的状态下，通过使冲模模具和弯曲模在铅垂方向上相对移动，由此在使坯料的与L字的下侧相当的部分的端部在冲模模具中与坯料的顶板部对应的部位上滑动(面内移动)的同时、对纵壁部以及凸缘部进行成型，由此成型L字状形状构件等。在本说明书中，将该专利发明的基于弯曲成型的冲压加工方法称作“自由弯曲法”。
根据自由弯曲法，在从坯料冲压成型L字状形状构件等时，坯料中与L字状形状构件的L字下侧部对应的部位被朝向纵壁部拉入。结果，能够减小在通常的基于拉深成型的冲压加工中由于板厚减少而容易产生裂纹的凸缘部的过度的拉伸应力，因此能够抑制凸缘部产生裂纹。
此外，对于L字形状构件的在通常的基于拉深成型的冲压加工中由于过剩的坯料流入而容易产生褶皱的顶板部，由于坯料因为流入而被拉伸，因此也能够抑制褶皱的产生。
并且，无需设置在通常的基于拉深成型的冲压加工中必须设置在坯料的与L字状形状构件的L字下侧部对应的部位的用于防皱压边的较大的修整区域，因此成品率提高。
并且此外，由于进行基于弯曲成型的冲压加工，因此坯料所要求的延展性变小，因此不仅能够将延展性优异的强度比较低的钢板用作为坯料，而且能够将延展性比较低的高强度的钢板用作为坯料。因此，能够减小坯料的板厚，还能够有助于车辆等的轻量化。
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，自由弯曲法是能够以低成本、不产生裂纹、褶皱地从高强度的坯料冷冲压成型出L字状形状构件或者T字形状构件等的划时代的冲压成型法。
但是，本发明人为了进一步提高自由弯曲法的优异的冲压成型性而反复进行了锐意研讨，结果发现如下情况：当L字状形状构件11的各部分尺寸、尤其是顶板部11a的L字下端部的宽度w3(参照图15)变长时，会存在自由弯曲法所特有的新课题，即：即便通过自由弯曲法，在弯曲部14中的从纵壁部11b与凸缘部11c相连的部分，也会产生L字状形状构件11的内侧或者边缘部(图15中，A部分附近)的裂纹(以下，有时将该裂纹称作“凸缘裂纹”)、顶板部11a的L字下端部(图15中，B部分)的边缘裂纹(以下有时称作“顶板边缘裂纹”)。
作为通过自由弯曲法进行冲压加工时的裂纹对策，表面看可以考虑到：与其他基于弯曲加工的冲压加工法同样，通过在坯料10中的要成型为凸缘 部11c的部分的边缘设置适当大小的余料部，而使顶板部11a的材料朝纵壁部11b侧移动，由此能够防止裂纹。
但是，本发明人研讨的结果，发现还存在课题。即，在自由弯曲法中，为了消除凸缘裂纹，使在要成型为凸缘部11c的部分即坯料10的边缘设置余料部的范围增大是确实有效的。但是，发现：设置有余料部的要成型为凸缘部11c的部分的强度也增加，因此从要成型为顶板部11a的坯料10的部分朝要成型为纵壁部11b的部分的坯料流入量增加，会产生顶板边缘裂纹。
另一方面，当为了避免顶板边缘裂纹而在要成型为顶板部11a的L字下端部的坯料10的部分的边缘设置余料部时，由于顶板部11a的变形阻力变大而从顶板部11a朝纵壁部11b的坯料的流入不足，会产生凸缘裂纹。
在专利文献5的0058段中记载了在凸缘部的宽度不足25mm的情况下以成为25mm以上且100mm以下的方式设置余料部，但并未具体地记载余料部的形状。此外，并未公开在凸缘部的宽度为25mm以上且100mm以下的情况下设置余料部。
如此，在通过自由弯曲法对由于弯曲部14的存在而顶板部11a的长度方向的一端的宽度w3大于另一端的宽度w1的L字状形状构件、T字状形状构件、以及Y字状形状构件进行冲压成型时，并未确立任何防止产生凸缘裂纹以及顶板边缘裂纹的方法。因此，例如在通过基于自由弯曲法的冲压加工来制造T字形状构件的代表例即中柱加强件的情况下，不得不通过缩短长度方向的一端的宽度(减小与另一端的宽度之间的差)来防止产生凸缘裂纹以及顶板边缘裂纹。因而，在冲压成型技术上不可能将中柱加强件的顶板部的长度方向的一端的宽度设定得长于300mm。
本发明的目的在于，提供在冲压成型时防止或者抑制褶皱、裂纹的坯料、成型板、以及在冲压成型时防止或者抑制褶皱、裂纹的冲压成型品的制造方法以及防止了褶皱、裂纹的产生的冲压成型品。
用于解决课题的手段
简单地说，本发明基于如下的技术思想：“通过对将作为L字状形状构件、T字状形状构件以及Y字状形状构件的冲压成型品展开的形状的坯料中、向要成型为凸缘部的部分的边缘部设置余料部的方法进行认真研究，由此不仅能够防止冲压成型品产生凸缘裂纹，而且能够抑制从顶板部朝纵 壁部流入过剩的坯料而防止产生顶板边缘裂纹”；具体地说，本发明基于如下的技术思想：“通过向将作为T字状形状构件、L字状形状构件以及Y字状形状构件的冲压成型品展开的形状的坯料中、要成型为凸缘部的部分的边缘部设置余料部，并且在该余料部的边缘部设置第一凹部、凸部以及第二凹部，由此能够通过设置于余料部的凸部来抑制凸缘裂纹的产生，并且由于设置于余料部的第一凹部以及第二凹部均延伸，因此能够减少从顶板部朝纵壁部的移位量，因此也能够抑制顶板边缘裂纹的产生”。
本发明的第一方式提供一种坯料，是进行冲压加工而制造加工构件的平板状的坯料，上述加工构件具备：顶板部，在俯视时，一对外缘部中的至少一方具备为直线的直线外缘部、以及与上述直线外缘部连续而在从另一方的外缘部远离的外侧为凹形状的曲线的曲线外缘部；纵壁部，从上述外缘部朝下方折弯，具备沿着上述直线外缘部形成的平纵壁部和沿着上述曲线外缘部形成的曲纵壁部；以及凸缘部，具备从上述平纵壁部朝外侧延伸且沿着上述直线外缘部形成的直线凸缘部和从沿着上述曲线外缘部形成的上述曲纵壁部朝外侧延伸的曲线凸缘部，在该坯料中，在上述加工构件的展开形状中与上述凸缘部的边缘相当的部位设置有余料部，在上述余料部形成有朝外侧成为凸形状的凸部，在上述凸部的两侧形成有凹形状的第一凹部和第二凹部，至少上述凸部设置于与上述曲线凸缘部的边缘相当的部位。
本发明的第二方式提供基于本发明的第一方式的坯料，上述余料部在上述第一凹部与上述凸部之间以及上述凸部与上述第二凹部之间中的至少一方，还具备在俯视时成为直线的直线状部。
本发明的第三方式提供一种成型板，对本发明的第一方式或者第二方式的坯料进行了冲压成型前的预加工。
本发明的第四方式提供一种冲压成型品的制造方法，具备：将本发明的第一方式或者第二方式的坯料或者第三方式的成型板配置在冲模模具与衬垫以及弯曲模之间的工序；以及在要形成上述顶板部、上述纵壁部以及上述凸缘部的端部的上述坯料或者上述成型板的部分、与要成型为上述顶板部的上述坯料或者上述成型板的部分存在于相同平面上的状态下，在通过上述衬垫对上述坯料或者上述成型板中要成型为上述顶板部的部分的一部分即面外变形抑制区域进行加压的状态下，使上述冲模模具或者上述弯曲模朝相互接近的方向相对移动，由此在使上述端部相对于上述冲模模具中与上述顶板部对应的部位进行面内移动的同时，通过弯曲成型对上述纵壁部以及上述凸缘部进行冲压成型的工序。
本发明的第五方式提供一种冲压成型品的制造方法，具备：将本发明的第一方式或者第二方式的坯料或者第三方式的成型板配置在冲模模具与衬垫以及弯曲模之间的工序；以及在要形成上述顶板部、上述纵壁部以及上述凸缘部的端部的上述坯料或者上述成型板的部分、与要成型为上述顶板部的上述坯料或者上述成型板的部分存在于相同平面上的状态下，使上述衬垫接近或者接触上述坯料或者上述成型板中要成型为上述顶板部的部分的一部分即面外变形抑制区域，在将上述衬垫与上述冲模模具之间的间隙保持为上述坯料或者上述成型板的板厚以上且该板厚的1.1倍以下的同时，使上述冲模模具或者上述弯曲模朝相互接近的方向相对移动，由此通过弯曲成型对上述纵壁部以及上述凸缘部进行冲压成型的工序。
本发明的第六方式提供基于本发明的第四或者第五方式的冲压成型品的制造方法，上述面外变形抑制区域，是在上述坯料或者上述成型板中，在俯视时通过成为上述直线外缘部的线的延长线将要形成上述顶板部的部分分成两部分的区域中、成为上述曲线外缘部的部位侧的区域，且是与上述冲模模具接触的区域。
本发明的第七方式提供基于本发明的第四～第六方式的任一方式的冲压成型品的制造方法，上述坯料或者上述成型板的端部、且是上述坯料或者上述成型板中的与上述面外变形抑制区域对应的部位之中、存在于相比上述曲线外缘部更靠要成型为上述顶板部的一侧的部分，与要成型为上述顶板部的部分存在于相同平面上。
本发明的第八方式提供基于本发明的第四～第七方式的任一方式的冲压成型品的制造方法，上述纵壁部的高度为上述曲线外缘部的长度的0.2倍以上或者20mm以上。
本发明的第九方式基于本发明的第四～第八方式的任一方式的冲压成型品的制造方法，通过使上述衬垫接近或者接触上述坯料或者上述成型板中的要成型为上述顶板部的部分的内侧、且是从上述曲线外缘部朝要成型 为上述顶板部的一侧至少5mm以内的区域，由此成型上述纵壁部以及上述凸缘部。
本发明的第十方式提供基于本发明的第四～第九方式的任一方式的冲压成型品的制造方法，从上述曲线外缘部的中央的位置到从上述曲线外缘部的端部朝上述直线外缘部侧离开50mm以上的位置之间的上述凸缘部的宽度为25mm以上且100mm以下。
本发明的第十一方式提供基于本发明的第四～第十方式的任一方式的冲压成型品的制造方法，上述顶板部的上述曲线外缘部的最大曲率半径为5mm以上且300mm以下。
本发明的第十二方式提供基于本发明的第四～第十方式的任一方式的冲压成型品的制造方法，上述坯料或者上述成型板的抗拉强度为400MPa以上且1600MPa以下。
本发明的第十三方式提供一种冲压成型品，具备：顶板部，在俯视时，一对外缘部中的至少一方具备为直线的直线外缘部、以及与上述直线外缘部连续而在从另一方的外缘部远离的外侧为凹形状的曲线的曲线外缘部；纵壁部，从上述外缘部朝下方折弯，具备沿着上述直线外缘部形成的平纵壁部和沿着上述曲线外缘部形成的曲纵壁部；以及凸缘部，具备从上述平纵壁部朝外侧延伸且沿着上述直线外缘部形成的直线凸缘部和从沿着上述曲线外缘部形成的上述曲纵壁部朝外侧延伸的曲线凸缘部，上述顶板部的上述曲线部侧的端部的宽度为150mm以上，将抗拉强度为400MPa以上且1600MPa以下的坯料或者对该坯料进行了预加工而得到的成型板作为原材料，通过冷弯曲成型进行冲压成型而得到上述冲压成型品。
发明的效果
通过对本发明的坯料或者成型板进行冲压成型，由此能够防止或者抑制冲压成型品产生褶皱、裂纹。此外，根据本发明的冲压成型品的制造方法，能够防止或者抑制褶皱、裂纹的产生而制造冲压成型品。并且，本发明的冲压成型品为，防止或者抑制褶皱、裂纹的产生而从高强度的坯料制造成所希望的形状。
附图说明
图1是简化地表示本发明一个实施方式的冲压成型品即L字状形状构件的形状的概要说明图。
图2是表示本发明一个实施方式的L字状形状构件的主要部分尺寸的一例的概要说明图。
图3是示意地表示本发明一个实施方式的L字状形状构件的坯料的形状的概要说明图。
图4A是本发明一个实施方式的L字状形状构件的曲纵壁部附近的立体图。
图4B是通过本发明一个实施方式的制造方法得到的L字状形状构件的曲纵壁部附近的立体图。
图5是表示在实施本发明一个实施方式的制造方法时使用的模具单元的概要的概要说明图。
图6A是表示基于图5所示的模具单元的冲压成型开始前的概要的、图4B的a-a线截面图。
图6B是表示基于图5所示的模具单元的冲压成型完成时的概要的、图4B的a-a线截面的说明图。
图6C是表示基于图5所示的模具单元的冲压成型开始前的概要的、图4B的b-b线截面图。
图6D是表示基于图5所示的模具单元的冲压成型完成时的概要的、图4B的b-b线截面的说明图。
图7是用影线表示坯料的面外变形抑制区域(区域F)的概要说明图。
图8是表示将坯料设置在冲模模具上的状态的立体图。
图9是表示将坯料成型为L字状形状部件之后的状态的立体图。
图10A是表示比较例1的坯料形状的概要说明图。
图10B是表示比较例2的坯料形状的概要说明图。
图10C是表示比较例3的坯料形状的概要说明图。
图10D是表示比较例4的坯料形状的概要说明图。
图10E是表示实施例的坯料形状的概要说明图。
图11是表示在实施例中试制的汽车的骨架构件的构成构件即冲压成型品的形状的立体图。
图12是表示通过点焊来接合构成部件而形成的骨架部件的一例的概要说明图。
图13是表示顶板部具有在俯视时呈T字状的外形的T字状形状构件的说明图。
图14A是在基于拉深成型的冲压加工中表示成型开始前的概要说明图。
图14B是在基于拉深成型的冲压加工中表示成型完成时的概要说明图。
图15是表示通过基于拉深成型的冲压加工制造的冲压成型品的一例的概要说明图。
图16是表示冲压成型品的成型原材料即坯料的立体图。
图17是用影线表示坯料的防皱压边区域的概要说明图。
图18是表示冲压加工后的中间冲压成型品的立体图。
图19是表示基于自由弯曲法的中间冲压成型品的褶皱以及裂纹的产生状况的一例的说明图。
图20A是表示本发明一个实施方式的坯料形状的变化的概要说明图。
图20B是表示本发明一个实施方式的坯料形状的变化的概要说明图。
图20C是表示本发明一个实施方式的坯料形状的变化的概要说明图。
图20D是表示本发明一个实施方式的坯料形状的变化的概要说明图。
图20E是表示本发明一个实施方式的坯料形状的变化的概要说明图。
具体实施方式
参照图1～图11以及图20对本发明的实施方式的坯料、冲压成型品及其制造方法进行说明。另外，在本实施方式中，“俯视”意味着在冲压成型时从冲模模具与弯曲模具相对移动的方向进行观察。
此外，在本实施方式中，以冲压成型品为L字状形状构件的情况为例，但本发明并不限定于L字状形状构件，只要是T字状形状构件、Y字状形状构件这样的具有后述的横截面形状并且具有弯曲部的冲压成型品，则同样能够应用本发明。
并且，坯料只要是适于冲压成型的金属板即可，其材质并无特别限定。作为坯料，例如优选为钢板、铝板、以及以钢、铝为主要成分的合金板这样的适于冲压成型的金属板。在本实施方式中，以坯料为钢板的情况为例。
1.冲压成型品
图1是简化地表示本实施方式的长条的冲压成型品即L字状形状构件20的形状的说明图。图2是表示该冲压成型品的主要部分的尺寸的一例的说明图。并且，图3是示意地表示本实施方式的L字状形状构件20的坯料30的形状的说明图。
如图1所示，L字状形状构件20是在长度方向(图1中的箭头X方向(以下，有时称作“X方向”))上较长地延伸存在的长条冲压成型品。L字状形状构件20的X方向的尺寸处于100～1400mm的范围，如图2所示那样例如为300mm。
L字状形状构件20具备在俯视时呈大致L字形状的顶板部20a、从顶板部20a的与X方向交叉的方向(在本实施方式中为与X方向正交的箭头Y方向(以下，有时称作“Y方向”))的两端朝下方延伸的两个纵壁部20c、20c、以及从两个纵壁部20c、20c的下端部朝外侧延伸的两个凸缘部20d、20d，具有大致帽型的横截面形状。另外，在顶板部20a与纵壁部20c、20c之间具备横截面成为R形状的棱线部20b、20b。
在顶板部20a上，在Y方向的两端部具有成为与棱线部20b、20b的边界线的外缘部24a、24b。外缘部24a具备：直线外缘部24a1，从X方向的一方(以下，有时称作“X1方向”。)的端部起在俯视时在直线上延伸；曲线外缘部24a2，与直线外缘部24a1连续，在俯视时朝内侧凸出地弯曲，随着朝向X方向的另一方(以下，有时称作“X2方向”。)而从外缘部24b远离；以及直线外缘部24a3，与曲线外缘部24a2连续，在俯视时呈直线状地延伸。另外，相反侧的外缘部24b仅由在俯视时呈直线状的直线外缘部形成。
顶板部20a朝X方向延伸并且在Y方向上具有规定的宽度w。顶板部20a的X1方向的端部的宽度w1处于50～200mm的范围，如图2所示那样例如为100mm。此外，顶板部20a的X2方向的端部的宽度w3处于70～1000mm的范围，如图2所示那样例如为200mm。
另外，在L字状形状构件20中，如图1所示那样，“L字下端部”意味着顶板部20a的X2方向的端部25。在如本实施方式那样、端部在俯视时由多个部分(在本实施方式中为两条直线)形成的情况下，包含其所有部分。
接着，对纵壁部20c、20c进行说明。
外缘部24a侧的纵壁部20c具备：直纵壁部20c1，对直线外缘部24a1进 行仿形而从X1方向的端部起在俯视时呈直线状；曲纵壁部20c2，对曲线外缘部24a2进行仿形而成为在俯视时朝内侧凸出的曲线状；以及直纵壁部20c3，对直线外缘部24a3进行仿形而在俯视时呈直线状。另外，相反侧的纵壁部20c仅由在俯视时呈直线状的直纵壁部形成。
纵壁部20c、20c的高度处于20～120mm的范围，如图2所示例如为70mm。此处，当纵壁部20c的高度不足曲线外缘部24a2的长度的0.2倍或者不足20mm时，容易在纵壁部20c产生褶皱。因此，纵壁部20c的高度优选为曲线外缘部24a2的长度的0.2倍以上且为20mm以上。
纵壁部20c(曲纵壁部20c2)的俯视时的最大曲率半径、即外缘部24a(外缘部24a2)的最大曲率半径(RMAX)优选为5mm以上且300mm以下。当最大曲率半径不足5mm时，最大曲率部分局部地伸出，因此容易产生裂纹。另一方面，当最大曲率半径超过300mm时，顶板部20a的X2方向的端部的宽度w3与X1方向的端部的宽度w1之差变大，在冲压成型的过程中被向纵壁部20c拉入的距离变长，因此后述的模具单元40与坯料30之间的滑动距离变大，促进模具单元40的磨损，模具寿命变短。因而，曲纵壁部20c2(曲线外缘部24a2)的最大曲率半径更优选为100mm以下。
接着，对凸缘部20d、20d进行说明。
外缘部24a侧的凸缘部20d也具备：直线凸缘部20d1，对外缘部24a进行仿形而从X1方向的端部起在俯视时边缘成为直线状；曲线凸缘部20d2，成为边缘朝内侧凹陷的曲线状；以及直线凸缘部20d3，成为直线状。另外，相反侧的凸缘部20d仅由在俯视时呈直线状的直线凸缘部形成。
两个凸缘部20d、20d的宽度均处于10～100mm的范围，如图2所示那样例如为35mm。
并且，在本实施方式的制造方法中，如图4A所示，只要相比曲纵壁部20c2的中央C更朝向第一端部A(意味着X1方向侧的曲纵壁部20c2的终点)一侧的凸缘部20d的宽度hi为25mm以上且100mm以下即可。更具体而言，在后述的图4A中，优选冲压成型为，区间D内的凸缘部20d的宽度hi为25mm以上且100mm以下，该区间D是从凸缘部20d的中央线C起、到超过端部A的凸缘部20d而从端部A侧的凸缘部20d向凸缘周向离开50mm的位置为止的区间。
凸缘部20d的宽度hi通过与凸缘部20d的边缘的任意位置处的切线正交的方向上的凸缘部20d的距离来定义。
当在区间D内的凸缘部20d存在凸缘宽度hi不足25mm的部位时，在凸缘部20d中板厚减少变大，变得容易产生裂纹。这是因为，在成型的过程中将顶板部20a的X2方向的端部(图1中的B部分附近)向纵壁部20c拉入的力集中在凸缘部附近。
另一方面，当在区间D内的凸缘部20d存在凸缘宽度hi超过100mm的部位的情况下，凸缘部20d被压缩的量变大，变得容易产生褶皱。
因此，通过使区间D内的凸缘部20d的凸缘宽度hi成为25mm以上且100mm以下，由此能够抑制凸缘部20d产生褶皱和裂纹。
因而，在制造凸缘部20d的凸缘宽度hi不足25mm的形状的构件的情况下，优选在通过冲压成型制造了具备具有25mm以上的宽度的凸缘部20d的中间冲压成型体之后，切除不需要部分。
此外，L字状形状构件20为，在X方向的直线外缘部24a1与曲线外缘部24a2的边界位置，为了方便而划分为第一部分21和第二部分22。在第一部分21中，纵壁部20c、20c在俯视时形成为平行的直线状，因此顶板部20a的宽度w1大致恒定。
与此相对，在第二部分22中，纵壁部20c、20c中的曲纵壁部20c2(曲线外缘部24a2)向大致板厚方向弯曲，并且顶板部20a的宽度w随着朝向X2方向的端部而逐渐增加，由此顶板部20a在俯视时呈L字状。曲纵壁部20c2的曲率半径处于5～500mm的范围，如图2所示那样为200mm。
另外，有时将曲线外缘部24a2、曲纵壁部20c2、以及曲线凸缘部20d2统称为弯曲部23。
L字状形状构件20的曲线外缘部24a2可以是在俯视时具有恒定的曲率的形状、椭圆形状、具有多个曲率的形状、或者包含直线部的形状等。即，在L字状形状构件20中，在俯视时呈弧状弯曲的棱线部20b(曲线外缘部24a2)的外侧存在顶板部20a，在呈弧状弯曲的棱线部20b的内侧(弧的中心点侧)存在凸缘部20d。另外，顶板部20a无需是完全的平面，也可以基于冲压制品的设计而对顶板部20a赋予各种附加形状(例如凹部、凸部等)。
如图4A所示，将L字状形状构件20的曲线外缘部24a2的两端部中的X1 方向的端部称作端部A(第一端部)，将X2方向的端部称作端部B(第二端部)。
例示顶板部20a的X2方向的端部的宽度w3为150mm以上的情况。以往，在通过基于自由弯曲法的冲压加工来制造T字状形状构件的代表例即中柱加强件的情况下，不得不变更坯料的形状来防止产生凸缘裂纹以及顶板边缘裂纹，难以将中柱加强件的下端部的宽度w3较长地设定为超过150mm。但是，本实施方式的L字状形状构件20为，由于使用后述的坯料30并通过自由弯曲法进行成型，因此无需变更坯料的形状来防止产生凸缘裂纹以及顶板边缘裂纹，作为顶板部20a的X2方向的端部的宽度w3能够确保为150mm以上。
并且，包含X2方向的端部在内的第二部分22的一部分，成为与其他部件(例如上边梁、下边梁等)接合的接合部，经由该部分通过适当方法(点焊、激光溶接等)与其他部件接合。
因此，本实施方式的冲压成型品20为，能够增加成为与其他部件接合的接合部的部分的接合面积，因此能够提高与其他部件接合的接合强度，在冲压成型品为汽车车身构成部件(各种柱外侧加强件、底框外侧加强件等)的情况下，能够提高汽车的车身本体的弯曲刚性、扭转刚性。
另外，在以上的说明中，以两个纵壁部20c、20c中的一个纵壁部20c、和与该纵壁部20c相连的棱线部20b以及凸缘部20d均朝纵壁部20c的大致板厚方向弯曲的情况、即L字状形状构件20为例，但对于两个纵壁部20c、20c中的双方的纵壁部20c、和与这些纵壁部20c分别相连的棱线部20b以及凸缘部20d均朝纵壁部20c的大致板厚方向弯曲的情况、即T字状形状构件、Y字状形状构件，情形也是相同的。
本实施方式的冲压成型品即L字状形状构件20如以上那样构成。
2.坯料
接着，对用于冲压成型出L字状形状构件20的金属原材料板即坯料30进行说明。
如图3所示，从作为原材料的钢板通过适当的加工(例如激光加工)切出规定的形状，由此制造坯料30。
作为对坯料30进行的预加工，例如存在用于在坯料30的内部形成轻度的凸部的基于弯曲成型、拉深成型的冲压成型加工、冲孔加工等。也可以对冲压成型品20的尺寸、形状进行考虑而适当地对坯料30进行这些预加工。
坯料30为，在将冲压成型品20展开的形状31(图3中由点划线表示的形状，在本说明书中有时称作“展开形状”)、即将要成型为顶板部20a的部分30a、要成型为外缘部24a、24b的部分30b、30b、以及要成型为棱线部20b、20b、纵壁20c、20c及凸缘部20d、20d的部分30c、30c合在一起的形状中，在要成型为包含曲线凸缘部20d2在内的凸缘部20d的部分的边缘附加鼓出部48，并且使该鼓出部48的边缘成为设置有满足下述条件1的第一凹部33、凸部34以及第二凹部35的余料部32。
如图3所示，在要成型为凸缘部20d的部分的展开形状31的边缘部45，与L字状形状构件20的凸缘部20d同样，从X1方向的端部起形成有直线边缘部45a、曲线边缘部45b、以及直线边缘部45c。
条件1：在将朝坯料30的内部方向的曲率的符号设为负并且将朝与该内部方向相反方向的曲率的符号设为正的情况下，依次具有在余料部32的边缘排列形成的、曲率的符号为负的第一凹部33、曲率的符号为正的凸部34以及曲率的符号为负的第二凹部35。
并且，坯料30优选满足下述条件2以及3。
条件2：凸部34的俯视时的边缘长度(以下，有时将同样的俯视时的边缘长度称作“边缘长度”)，为曲线边缘部45b的边缘长度以下。设置凸部34是为了防止凸缘裂纹，由于产生凸缘裂纹的是曲线凸缘部20d2，因此凸部34的边缘长度优选为曲线边缘部45b的边缘长度以下。
另外，在坯料30中，在称为“俯视时”的情况下，意味着从与板的延伸方向正交的方向进行观察的情况。
此外，第一凹部33、凸部34、第二凹部35的边缘长度，成为坯料30的边缘的拐点间的距离。
条件3：第一凹部33以及第二凹部35各自的曲率的绝对值均为0.1(1/mm)以下。设置第一凹部33以及第二凹部35是为了防止顶板边缘裂纹，通过第一凹部33以及第二凹部35的延伸，在冲压加工时抑制坯料30向模内流入。因而，当第一凹部33以及第二凹部35各自的曲率的绝对值较大时，在第一凹部33以及第二凹部35的各自中产生应力集中，在第一凹部33以及第二凹部35的各自中变得容易产生边缘裂纹。因此，第一凹部33以及第二凹部35 各自的曲率的绝对值优选为0.1(1/mm)以下。
展开形状31是成为坯料30的形状的基础的形状，是将顶板部20a、棱线部20b、20b、纵壁部20c、20c以及凸缘部20d、20d平面地展开的形状，且是通过在要成型为顶板部20a的部分附加要成型为棱线部20b、20b的部分、要成型为纵壁部20c、20c的部分、以及要成型为凸缘部20d、20d的部分而得到的形状。
此外，如上所述，余料部32是成为用于同时防止凸缘裂纹以及顶板边缘裂纹的基本的部分，只要根据这种观点来决定余料部32的形成范围、大小即可。例如，优选将具有作为制品的L字状形状构件20的纵壁部20c的高度的1/2～3/2倍的宽度(从纵壁部20c与凸缘部20d的边界线到余料部32的边缘为止的距离)的余料部32，形成于成为L字状形状构件20的曲线凸缘部20d2的部分。这是为了防止余料部32根据L字状形状构件20的凸缘部20d的形状(长度)而变动。其原因为，当余料部32的宽度不足纵壁部20c的高度的1/2时，会产生凸缘裂纹，当余料部32的宽度超过纵壁部20c的高度的3/2时，会产生凸缘褶皱、纵壁裂纹。
此外，根据本实施方式的制造方法，能够抑制由成型导致的凸缘部20d的板厚减少，因此不仅能够使用由延展性较高而强度比较低的钢板(例如抗拉强度为400MPa程度的钢板)构成的坯料30，而且能够使用由延展性较低而强度比较高的钢板(例如抗拉强度为1600MPa程度的钢板)构成的坯料，来良好地进行冲压成型。因此，坯料30能够使用抗拉强度为400MPa以上且1600MPa以下的高强度钢板。
坯料30的X2方向的端部30d，优选具有至少一部分的端部与要成型为顶板部20a的部分30a处于同一平面内的形状、即在冲压成型时端部不被卷入的形状。此外，如后述的图7所示，优选为，坯料30中的与面外变形抑制区域(区域F)对应的部位的端部与部分30a处于相同平面上，换言之，坯料30的端部、且是在坯料30的与面外变形抑制区域对应的部位中相比要成型为曲线外缘部24a2以及直线外缘部24a3的部分存在于要成型为顶板部20a一侧的部分，与要成型为顶板部20a的部分存在于相同平面上。
也可以与图3所示的坯料30不同，在第一凹部33与凸部34之间或者第二凹部35与凸部34之间中的一方或者双方，具有直线状部(参照图20E中的直 线状部46、47)。由此，在第一凹部33、凸部34、第二凹部35各自的曲率半径较小即可的情况下，即便不增大这些曲率半径，也能够形成在边缘具有所希望的第一凹部33、凸部34以及第二凹部35的余料部32，较优选。
另外，关于设置于坯料30的余料部32的配置，可以考虑图20A～20E所示那样的变化。
如图20A～图20E所示，可以考虑：余料部32的第一凹部33、凸部34、第二凹部35全部设置在曲线边缘部45b的范围内的坯料30(参照图20A)；第一凹部33的起点处于直线边缘部45a的坯料30(参照图20B)；以及第二凹部35的起点处于直线边缘部45c的坯料30(参照图20C)。
此外，还可以考虑：在直线边缘部45a形成第一凹部33、在曲线边缘部45b形成凸部34、在直线边缘部45c形成第二凹部35的坯料30(参照图20D)。
并且，还可以考虑：在第一凹部33与凸部34之间、在凸部34与第二凹部35之间形成有在俯视时成为直线的直线状部46、47的坯料30(参照图20E)等。这些配置仅为例示，并不意图限定于这些配置。
3.本实施方式的冲压成型品的制造方法
关于本实施方式的冲压成型品的制造方法，首先对自由弯曲法进行说明，其次对将该自由弯曲法应用于本实施方式的坯料30的情况下的作用效果进行说明。
简单地说，这些冲压成型品的制造方法为，对于上述本发明的坯料30，经过使用专利文献5所公开的自由弯曲法而进行基于冷弯曲成型的冲压加工，而制造上述本发明的冲压成型品20。自由弯曲法通过专利文献5而已为公知，因此以下进行简单说明。
另外，在该自由弯曲法的说明中，使用与在上述说明中使用的L字状形状构件20、坯料30不同形状的L字状形状构件20Y、坯料30Y，但作用等并无差别。此外，关于L字状形状构件20Y、坯料30Y的构成要素，对于与L字状形状构件20、坯料30相同的构成要素赋予相同的参照符号，并省略其详细说明。
图4B是通过本制造方法得到的L字状形状构件20的弯曲部23的立体图，图5是表示在实施本制造方法时使用的模具单元40的概要的说明图，图6A、图6B是表示基于图5所示的模具单元40的冲压成型开始前和冲压成型 完成时的概要的图4B的a-a线截面图，图6C、图6D是表示基于图5所示的模具单元40的冲压成型开始前和冲压成型完成时的概要的图4B的b-b线截面图。
首先，参照图5对模具单元40进行说明。模具单元40具备：设置坯料30Y的冲模模具41；夹入在坯料30与冲模模具41之间的衬垫42；以及通过与冲模模具41进行相对移动来对坯料30进行冲压成型的弯曲模43。
在以容许与后述的面外变形抑制区域(区域F)对应的部位等的面内移动的程度对坯料30进行加压的情况下，衬垫42的驱动机构可以是弹簧、液压。或者，也可以将气垫作为衬垫42。
此外，在对于接近或者接触面外变形抑制区域(区域F)的部分，以将衬垫42与冲模模具41之间的间隙保持为坯料30的板厚以上且板厚的1.1倍以下的状态，对纵壁部20c以及凸缘部20d进行成型的情况下使用的衬垫42的驱动机构，是电动缸、液压伺服装置等即可。另外，冲模模具416与弯曲模43的上下位置关系也可以相反。
在该方法中，在坯料30Y的至少一部分区域(坯料30中的与顶板部20a对应的区域的至少一部分)能够在冲模模具41中的与顶板部20a对应的部位上滑动(面内移动)的状态下，对纵壁部20c以及凸缘部20d进行成型。即，在将坯料30Y配置于冲模模具41与衬垫42以及弯曲模43之间、并使衬垫42接近或者接触坯料30Y的状态下，在使坯料30Y的至少一部分在冲模模具41中的与顶板部20a对应的部位上滑动的同时，对纵壁部20c以及凸缘部20d进行成型。
另外，“使衬垫42接近坯料30Y的状态”意味着如下状态：在坯料30Y在冲模模具41中的与顶板部20a对应的部位上滑动的情况下，坯料30Y与衬垫42不接触，在坯料30Y在该部位上要进行面外变形(或者压曲)的情况下，坯料30Y与衬垫42接触的状态。更严格地说，“使衬垫42接近坯料30Y的状态”意味着将衬垫42与冲模模具41之间的间隙保持为超过坯料30Y的板厚的1.0倍且为1.1倍以下的状态。
此外，在纵壁部20c以及凸缘部20d的成型中，关于衬垫42接近或者接触坯料30Y的一部分即面外变形抑制区域(区域F)的部分，也可以在将衬垫42与冲模模具41之间的间隙保持为超过坯料30Y的板厚的1.0倍且为1.1倍以 下的状态下进行成型。
例如，在以将与顶板部20a相当的部分的衬垫42与冲模模具41之间的间隙保持为坯料30Y的板厚以上且为板厚的1.1倍以下的状态进行成型的情况下，不会对坯料30Y施加过大的表面压力，因此在冲压过程中坯料30Y能够在模具单元40内充分地滑动(面内移动)，并且随着成型的进行，在顶板部20a产生余料而作用了使坯料30Y面外变形的力的情况下，通过衬垫42限制坯料30Y的面外变形，因此能够抑制裂纹、褶皱的产生。
在使与顶板部20a相当的部分的衬垫42与冲模模具41之间的间隙不足坯料30Y的板厚而进行成型的情况下，会对坯料30Y与冲模模具41之间施加过大的表面压力，坯料30Y无法在模具单元40内充分地滑动(面内移动)，在凸缘部20d会产生裂纹。
另一方面，在使与顶板部20a相当的部分的衬垫42与冲模模具41之间的间隙为坯料30Y的板厚的1.1倍以上而进行成型的情况下，在冲压过程中无法充分限制坯料30Y的面外变形，因此随着成型的进行，在顶板部20a剩余大量的坯料30Y，由此不仅在顶板部20a产生显著的褶皱，而且产生压曲，无法成型为规定的形状。
在将在汽车构件等中一般使用的抗拉强度为200MPa到1600MPa的金属板的一部分作为面外变形抑制区域(区域F)，对于衬垫42的接近或者接触面外抑制区域的部分，以将衬垫42与冲模模具41之间的间隙保持为超过坯料30Y的板厚的1.0倍且为1.1倍以下的状态进行成型的情况下，当衬垫42与冲模模具41之间的间隙为坯料30Y的板厚的1.03倍以上时，产生少许的褶皱，因此衬垫42与冲模模具41之间的间隙更优选为板厚以上且为板厚的1.03倍以下。
在本实施方式的制造方法中，如图6A、图6B所示，在a-a线截面位置上，在冲模模具41上载放要成型为顶板部20a的部分(参考图3中要成型为顶板部20a的部分30a)，在通过衬垫42按压或者使其接近的同时，坯料30的两侧被弯曲模43冲压，由此成型出纵壁部20c、20c以及凸缘部20d、20d。此时，如图6C、图6D所示，在b-b线截面位置上，在冲模模具41上载放与面外变形抑制区域F相当的部分，仅坯料30的一方侧被弯曲模43冲压，由此成型出纵壁部20c以及凸缘部20d。
如此，在b-b线截面中，面外抑制变形区域F仅一方侧由弯曲模43冲压成型，并且坯料30Y被设置为能够在衬垫42与冲模模具41之间移动，因此充足量的坯料向模内流入。
在上述自由弯曲法的说明中，在衬垫42与冲模模具41之间设置有间隙，但也可以通过衬垫42对坯料30Y进行加压。
即，在纵壁部20c以及凸缘部20d的成型中，也可以将坯料30Y的一部分作为面外变形抑制区域(区域F)，通过衬垫42以规定的载荷压力进行加压。
例如，在衬垫载荷压力被设定得较高，在冲压过程中坯料30Y中的冲模模具41与顶板部20a接触的部分无法在冲模模具41与衬垫42之间充分地滑动(面内移动)的情况下，会在凸缘部20d产生裂纹。
此外，在衬垫42的载荷压力被设定得较低，在冲压过程中无法限制坯料30Y中的冲模模具41与顶板部20a接触的部分的面外变形的情况下，会在顶板部20a产生褶皱。
在对在汽车构件等中一般使用的抗拉强度为200MPa到1600MPa的钢板进行较低地设定的情况下，当通过衬垫42以30MPa以上的压力对坯料30Y进行加压时，坯料无法在冲模模具41的与顶板部20a对应的部位上充分地滑动(移动)，因此会在凸缘部20d产生裂纹。另一方面，当以0.1MPa以下的压力进行加压时，无法充分地抑制顶板部20a的面外变形。因而，衬垫42对坯料30Y的加压，优选以0.1MPa以上且30MPa以下的压力进行。
并且，当考虑一般的汽车构件的制造用的冲压机以及模具单元时，在0.4MPa以下载荷较小，因此通过气垫等难以使衬垫42稳定地加压，在15MPa以上载荷变大而需要高压的加压装置，因此设备成本变高，因此基于衬垫42的加压更优选以0.4MPa以上且15MPa以下的压力进行。
此处所说的压力是指将衬垫加压力除以衬垫42与坯料30Y之间的接触部分的面积而得到的平均表面压力，也可以局部地存在少许的偏差。
图7是用影线表示坯料30Y的面外变形抑制区域(区域F)的说明图。
如图7所示，在纵壁部20c以及凸缘部20d的成型中，优选为，在顶板部20a的俯视时，在棱线部20b的呈弧状弯曲的部位20b的一方的端部即端部A(第一端部)的、由棱线部20b与顶板部20a的边界线的切线分成两部分的顶板部20a的区域中、包含另一方的端部即端部B(第二端部)一侧的区域，且 是与冲模模具41的顶板面(与坯料30的要成型为顶板部20a的部分30a对应的面)接触的区域(图7中的阴影部分)，作为面外变形抑制区域(区域F)进行加压。由此，能够抑制顶板部20a、纵壁部20c产生褶皱。
另外，在进行衬垫加压时，优选为，使用对坯料30的与冲模模具41的顶板面接触的部分全面、或者包括面外变形抑制区域(区域F)的整体在内的坯料30的与冲模模具41的顶板面接触的部分的一部分进行覆盖的形状的衬垫。但是，例如在根据制品的设计而在面外变形抑制区域(区域F)存在附加形状的情况下等，也可以使用避开附加形状部、而至少包括面外变形抑制区域(区域F)中的从成为外缘部24a(曲线外缘部24a2、直线外缘部24a3)的位置起5mm以内的区域、且对面外变形抑制区域(区域F)的50％以上的面积进行覆盖的形状的衬垫。并且，也可以使用加压面被区分的衬垫。
此外，优选为，通过衬垫42对坯料30中的从成为外缘部24a的位置起至少处于5mm以内的要成型为顶板部20a的区域进行加压。即，优选为，通过使衬垫42接近或者接触坯料30中的要成型为顶板部20a的部分30a的内侧且是从成为外缘部24a的位置起至少5mm以内的区域，由此成型出曲纵壁部20c2以及曲线凸缘部20d2。其原因为，例如，当通过衬垫42仅对从外缘部24a起4mm以内的区域进行加压时，在顶板部20a容易产生褶皱。
图8是表示将坯料30Y设置在冲模模具41上的状态的立体图，图9是表示将坯料30Y成型为L字状形状部件20Y之后的状态的立体图。
在本发明的制造方法中，如图8所示那样，将坯料30Y设置在冲模模具41上，然后，在通过衬垫42将要成型为L字状形状部件20Y的顶板部20a的部分30a朝向冲模模具41进行加压的状态下，使弯曲模43朝向冲压方向下降，如图9所示那样，对纵壁部20c、20c以及凸缘部20d、20d进行成型。
如上所述，通过使弯曲模43朝向冲压方向下降，由此坯料30沿着纵壁部20c以及凸缘部20d的形状进行变形。此时，坯料30中的与端部30d对应的部位向纵壁部20c流入。即，坯料30中的端部30d的要成型为顶板部20d的位置被拉伸，因此能够抑制在以往的拉深成型的情况下由于坯料30朝模内的过剩流入而引起的顶板部20a的褶皱的产生。此外，坯料30中的端部30d的与凸缘部20d对应的位置未被过度拉伸，因此能够抑制在以往的拉深成型的情况下容易产生由于板厚减少而引起的裂纹的凸缘部20d的裂纹的产生。此 外，由于能够如此地抑制褶皱、裂纹的产生，因此无需如以往的成型法那样在坯料30中的端部30d附近设置用于防皱压边的较大的修整区域。
本实施方式的冲压成型品的制造方法，是通过基于上述自由弯曲法的冷冲压加工从坯料30进行制造的方法。
因而，通过代替坯料30Y转而应用坯料30，能够发挥与上述自由弯曲法相同的作用效果，并且具有以下那样的作用。
根据这些制造方法，在基于该弯曲成型的冲压加工时，坯料30在余料部32的边缘部具有第一凹部33、凸部34以及第二凹部35，因此通过设置于余料部32的凸部34能够使坯料朝模内的流入量增加，能够抑制凸缘裂纹的产生。在余料部32中设置在凸部34两侧的第一凹部33以及第二凹部35在冲压加工时均延伸，由此能够减少从要成型为顶板部20a的部分30a朝纵壁部30c的移位量，还能够抑制顶板边缘裂纹的产生。
并且，在本制造方法中，即便较长地设定L字状形状部件20的宽度w3的情况下，由于基于该弯曲成型的冲压加工时使用的坯料30在余料部32的边缘部具有第一凹部33、凸部34以及第二凹部35，因此能够通过设置于余料部32的凸部34来抑制凸缘裂纹的产生，并且设置于余料部的第一凹部33以及第二凹部35均延伸，由此能够减少从要成型为顶板部20a的部分30a朝纵壁部30c的移位量，因此还能够抑制顶板边缘裂纹的产生。
为了确认余料部32的作用而进行了以下那样的试验。
即，如图10A～图10E所示，使用各种形状的坯料36～39、30(比较例1～4、实施例)(抗拉强度1180MPa、板厚1.6mm)，通过在由衬垫按压了坯料中的要成型为顶板部20a的部分之后、由弯曲模进行弯曲成型的自由弯曲法，制造了具有图1以及图2所示的形状以及尺寸的冲压成型品20。
另外，坯料36～39、30为，除了余料部32以外的部分全都相同。
图10A表示具有成为基础的L字状形状构件20的展开形状的坯料36(比较例1)，图10B～图10E均是在形成为凸缘部20d的部分的边缘形成有余料部32的坯料。图10B表示在余料部32的边缘形成有曲率的符号为负的凹部46(曲率半径300mm)的坯料37(比较例2)，图10C表示将余料部32形成为直线状的边缘47的坯料38(比较例3)。此外，图10D表示在余料部32的边缘分别排列地形成有曲率半径为150mm的凹部48以及凸部49的坯料39(比较例4)，并且，图10E表示在余料部32的边缘分别连续地形成有曲率半径为100mm的第一凹部33、凸部34以及第二凹部35的坯料30(本实施例)。
表1中表示对所成型的冲压成型品20中的图1所示的A部分以及B部分各自的板厚减少率、裂纹进行调查而得到的结果。另外，表1中的部位A1～部位A3意味着图1中的部位。
[表1]
如表1所示，在比较例1中在A部分产生凸缘裂纹。此外，如比较例2～4所示那样，可知：虽然随着所赋予的余料部32的面积变大而A部分的板厚减少率变小、A部分的凸缘裂纹的危险性变小，但B部分的板厚减少率变大而B部的顶板边缘裂纹的危险性变高。
与此相对，根据本发明例，能够使A部分的板厚减少率为最小，并且与比较例3、4的坯料38、39相比也能够将B部分的板厚减少率抑制得较小，因此不仅能够防止A部分的凸缘边缘裂纹的产生而且能够防止B部分的顶板边缘裂纹的产生。
如此，通过自由弯曲法使坯料30成型为中间冲压成型体。在根据需要对如此成型的中间冲压成型体进一步进行了弯曲成型之后，进行使外形成为所希望的形状的修整加工，并且进行冲孔加工，由此制造出作为制品的冲压成型体。
实施例
图11是表示在本实施例中试制的汽车的骨架构件的构成构件即冲压成 型品50的形状的立体图。
如图11所示，冲压成型品50的全长为1000mm，顶板部50a的X1方向以及X2方向的端部的宽度均为100mm，纵壁部50c的高度为70mm，并且，凸缘部50d的宽度为25mm。
此外，冲压成型品50的坯料由板厚均为1.6mm、抗拉强度为590MPa级、980MPa级或者1180MPa级的三个种类的高强度钢板构成，在冲压成型品的展开形状中的要成型为弯曲部的凸缘的部分的边缘形成图3所示的余料部32，在该余料部32的边缘设置有第一凹部33、凸部34以及第二凹部35。
使用强度等级不同的这三种坯料，利用在将该坯料设置在冲头上之后、由衬垫按压要成型为顶板部的部分而由冲模进行弯曲成型的自由弯曲法，制造了图11所示的冲压成型品50。
结果，无论在使用了三种中的哪一种坯料的情况下，都能够良好地冲压成型出图11所示的本发明的冲压成型品50，而不会产生部位A1的凸缘裂纹、部位A2的冲模R裂纹、部位A3的纵壁裂纹、以及部位B的顶板边缘裂纹。
另外，2013年5月13日提出的日本专利申请2013-101419号的公开内容的整体，通过参照而援用于本说明书。
产业上的可利用性
如上所述，根据本发明，能够高质量且高效率地对高强力钢板等进行成型。因此，本发明在钢板加工技术产业、例如汽车产业中利用的可能性较高。

Claims (20)

1.一种坯料，是进行冲压加工而制造加工构件的平板状的坯料，
上述加工构件具备：
顶板部，在俯视时，一对外缘部中的至少一方具备为直线的直线外缘部、以及与上述直线外缘部连续而从另一方的外缘部远离且朝内侧凸出地弯曲的曲线的曲线外缘部；
纵壁部，从上述外缘部朝下方折弯，具备沿着上述直线外缘部形成的直纵壁部和沿着上述曲线外缘部形成的曲纵壁部；以及
凸缘部，具备从上述直纵壁部朝外侧延伸且沿着上述直线外缘部形成的直线凸缘部和从沿着上述曲线外缘部形成的上述曲纵壁部朝外侧延伸的曲线凸缘部，
在该坯料中，
在将上述加工构件展开的形状中与上述凸缘部的边缘相当的部位，设置有从将上述加工构件展开的形状鼓出的余料部，在上述余料部形成有朝外侧成为凸形状的凸部，在上述凸部的两侧形成有凹形状的第一凹部和第二凹部，至少上述凸部设置于与上述曲线凸缘部的边缘相当的部位。
2.如权利要求1所述的坯料，其中，
上述余料部在上述第一凹部与上述凸部之间以及上述凸部与上述第二凹部之间中的至少一方，还具备在俯视时成为直线的直线状部。
3.一种成型板，对权利要求1或2所述的坯料进行了冲压成型前的预加工而得到。
4.一种冲压成型品的制造方法，具备：
将权利要求1或2所述的坯料或者权利要求3所述的成型板配置在冲模模具与衬垫以及弯曲模之间的工序；以及
在要形成上述顶板部、上述纵壁部以及上述凸缘部的端部的上述坯料或者上述成型板的部分、与要成型为上述顶板部的上述坯料或者上述成型板的部分存在于相同平面上的状态下，在通过上述衬垫对上述坯料或者上述成型板中要成型为上述顶板部的部分的一部分即面外变形抑制区域进行加压的状态下，使上述冲模模具或者上述弯曲模朝相互接近的方向相对移动，由此在使上述端部相对于上述冲模模具中与上述顶板部对应的部位进行面内移动的同时，通过弯曲成型对上述纵壁部以及上述凸缘部进行冲压成型的工序。
5.如权利要求4所述的冲压成型品的制造方法，其中，
上述面外变形抑制区域，是在上述坯料或者上述成型板中，在俯视时通过成为上述直线外缘部的线的延长线将要形成上述顶板部的部分分成两部分的区域中、成为上述曲线外缘部的部位侧的区域，且是与上述冲模模具接触的区域。
6.如权利要求4所述的冲压成型品的制造方法，其中，
上述坯料或者上述成型板的端部、且是上述坯料或者上述成型板中的与上述面外变形抑制区域对应的部位之中、存在于相比上述曲线外缘部更靠要成型为上述顶板部的一侧的部分，与要成型为上述顶板部的部分存在于相同平面上。
7.如权利要求4所述的冲压成型品的制造方法，其中，
上述纵壁部的高度为上述曲线外缘部的长度的0.2倍以上或者20mm以上。
8.如权利要求4所述的冲压成型品的制造方法，其中，
通过使上述衬垫接近或者接触上述坯料或者上述成型板中的要成型为上述顶板部的部分的内侧、且是从上述曲线外缘部朝要成型为上述顶板部的一侧至少5mm以内的区域，由此成型上述纵壁部以及上述凸缘部。
9.如权利要求4所述的冲压成型品的制造方法，其中，
从上述曲线外缘部的中央的位置到从上述曲线外缘部的端部朝上述直线外缘部侧离开50mm以上的位置之间的上述凸缘部的宽度为25mm以上且100mm以下。
10.如权利要求4所述的冲压成型品的制造方法，其中，
上述顶板部的上述曲线外缘部的最大曲率半径为5mm以上且300mm以下。
11.如权利要求4所述的冲压成型品的制造方法，其中，
上述坯料或者上述成型板的抗拉强度为400MPa以上且1600MPa以下。
12.一种冲压成型品的制造方法，具备：
将权利要求1或2所述的坯料或者权利要求3所述的成型板配置在冲模模具与衬垫以及弯曲模之间的工序；以及
在要形成上述顶板部、上述纵壁部以及上述凸缘部的端部的上述坯料或者上述成型板的部分、与要成型为上述顶板部的上述坯料或者上述成型板的部分存在于相同平面上的状态下，使上述衬垫接近或者接触上述坯料或者上述成型板中要成型为上述顶板部的部分的一部分即面外变形抑制区域，在将上述衬垫与上述冲模模具之间的间隙保持为上述坯料或者上述成型板的板厚以上且该板厚的1.1倍以下的同时，使上述冲模模具或者上述弯曲模朝相互接近的方向相对移动，由此通过弯曲成型对上述纵壁部以及上述凸缘部进行冲压成型的工序。
13.如权利要求12所述的冲压成型品的制造方法，其中，
上述面外变形抑制区域，是在上述坯料或者上述成型板中，在俯视时通过成为上述直线外缘部的线的延长线将要形成上述顶板部的部分分成两部分的区域中、成为上述曲线外缘部的部位侧的区域，且是与上述冲模模具接触的区域。
14.如权利要求12所述的冲压成型品的制造方法，其中，
上述坯料或者上述成型板的端部、且是上述坯料或者上述成型板中的与上述面外变形抑制区域对应的部位之中、存在于相比上述曲线外缘部更靠要成型为上述顶板部的一侧的部分，与要成型为上述顶板部的部分存在于相同平面上。
15.如权利要求12所述的冲压成型品的制造方法，其中，
上述纵壁部的高度为上述曲线外缘部的长度的0.2倍以上或者20mm以上。
16.如权利要求12所述的冲压成型品的制造方法，其中，
通过使上述衬垫接近或者接触上述坯料或者上述成型板中的要成型为上述顶板部的部分的内侧、且是从上述曲线外缘部朝要成型为上述顶板部的一侧至少5mm以内的区域，由此成型上述纵壁部以及上述凸缘部。
17.如权利要求12所述的冲压成型品的制造方法，其中，
从上述曲线外缘部的中央的位置到从上述曲线外缘部的端部朝上述直线外缘部侧离开50mm以上的位置之间的上述凸缘部的宽度为25mm以上且100mm以下。
18.如权利要求12所述的冲压成型品的制造方法，其中，
上述顶板部的上述曲线外缘部的最大曲率半径为5mm以上且300mm以下。
19.如权利要求12所述的冲压成型品的制造方法，其中，
上述坯料或者上述成型板的抗拉强度为400MPa以上且1600MPa以下。
20.一种冲压成型品，具备：
顶板部，在俯视时，一对外缘部中的至少一方具备为直线的直线外缘部、以及与上述直线外缘部连续而从另一方的外缘部远离且朝内侧凸出地弯曲的曲线的曲线外缘部；
纵壁部，从上述外缘部朝下方折弯，具备沿着上述直线外缘部形成的直纵壁部和沿着上述曲线外缘部形成的曲纵壁部；以及
凸缘部，具备从上述直纵壁部朝外侧延伸且沿着上述直线外缘部形成的直线凸缘部和从沿着上述曲线外缘部形成的上述曲纵壁部朝外侧延伸的曲线凸缘部，
上述顶板部的上述曲线外缘部侧的端部的宽度为150mm以上，
将抗拉强度为400MPa以上且1600MPa以下的权利要求1或2所述的坯料或者对该坯料进行了预加工而得到的成型板作为原材料，通过冷弯曲成型进行冲压成型而得到上述冲压成型品。
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