CN107107148B - 帽形截面部件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
帽形截面部件的制造方法具备:夹持工序,将冲压成型为帽形截面形状的长条状的临时成型品中的一对纵壁配置于冲头的宽度方向外侧,并且利用上述冲头与衬垫夹持上述临时成型品的顶板;弯曲拉伸工序,在上述夹持工序之后,设于上述衬垫的宽度方向两侧的冲模相对于上述临时成型品向上述冲头侧相对移动,利用上述冲模将上述临时成型品的长度方向一侧的上述纵壁向与上述顶板相反的一侧进行弯曲拉伸;以及弯曲返回工序,在上述夹持工序之后,设于上述冲头的宽度方向两侧的支架相对于上述临时成型品向上述衬垫侧相对移动,利用上述支架将上述临时成型品的长度方向另一侧的上述纵壁向上述顶板侧进行弯曲返回弯曲返回工序。
Description
技术领域
本发明涉及成为帽形截面的帽形截面部件的制造方法。
背景技术
作为构成汽车车身的骨架的构造部件,例如已知有如前纵梁那样成为帽形截面的形状的冲压成型部件(在本说明书中也称作“帽形截面部件”)。另外,这样的帽形截面部件是通过对作为原材料的金属板(例如钢板)实施冲压加工(拉深加工)等而形成的(例如参照日本国专利申请公开2003-103306号公报、日本国专利申请公开2004-154859号公报、以及日本国专利申请公开2006-015404号公报)。
发明内容
发明要解决的课题
然而,在帽形截面部件的制造中,有时对形成截面帽形状的临时成型品进行成型,对该临时成型品实施二次加工而变更临时成型品的高度,从而制造的帽形截面部件。例如,在二次加工中,对临时成型品的长度方向一侧的纵壁进行弯曲拉伸而增高临时成型品的高度、对临时成型品的长度方向另一侧的纵壁进行弯曲返回而降低临时成型品的高度来制造帽形截面部件。
然而,在二次加工中,例如若同时进行上述弯曲拉伸以及弯曲返回,则可能在进行弯曲拉伸以及弯曲返回的纵壁部的边界部分产生裂纹等。
本公开是考虑上述事实而进行的,涉及获得一种能够抑制裂纹等的产生、并且能够变更临时成型品的高度的帽形截面部件的制造方法。
用于解决课题的手段
解决上述课题的帽形截面部件的制造方法具备:夹持工序,将冲压成型为帽形截面形状的长条状的临时成型品中的一对纵壁配置于冲头的宽度方向外侧,并且利用上述冲头与衬垫夹持上述临时成型品的顶板;弯曲拉伸工序,在上述夹持工序之后,设于上述衬垫的宽度方向两侧的冲模相对于上述临时成型品向上述冲头侧相对移动,利用上述冲模将上述临时成型品的长度方向一侧的上述纵壁向与上述顶板相反的一侧进行弯曲拉伸;以及弯曲返回工序,在上述夹持工序之后,设于上述冲头的宽度方向两侧的支架相对于上述临时成型品向上述衬垫侧相对移动,利用上述支架将上述临时成型品的长度方向另一侧的上述纵壁向上述顶板侧进行弯曲返回。
根据解决上述课题的帽形截面部件的制造方法,在夹持工序中,利用冲头与衬垫对冲压成型为截面帽形状的长条状的临时成型品中的顶板进行夹持。此时,临时成型品中的一对纵壁配置于冲头的宽度方向外侧。然后,在弯曲拉伸工序中,在夹持工序之后,设于衬垫的宽度方向两侧的冲模相对于临时成型品向冲头侧相对移动,利用冲模将临时成型品的长度方向一侧的纵壁向与顶板相反的一侧进行弯曲拉伸。由此,将临时成型品的长度方向一侧的纵壁的高度变更为较高。
另一方面,在弯曲返回工序中,在夹持工序之后,设于冲头的宽度方向两侧的支架相对于临时成型品向衬垫侧相对移动,利用支架将临时成型品的长度方向另一侧的纵壁向顶板侧进行弯曲返回。由此,将临时成型品的长度方向另一侧的纵壁的高度变更为较低。
而且,在纵壁中被弯曲拉伸的部分与被弯曲返回的部分在临时成型品的长度方向上邻接的情况下,在弯曲拉伸工序之后进行弯曲返回工序,或者在弯曲返回工序之后进行弯曲拉伸工序,能够抑制在纵壁中被弯曲拉伸的部分与被弯曲返回的部分的边界部分产生裂纹等。另外,通过使纵壁中被弯曲拉伸的部分与被弯曲返回的部分在临时成型品的长度方向上分离,从而即使同时进行弯曲拉伸与弯曲返回,也能够抑制弯曲返回工序对纵壁的被弯曲拉伸的部分的影响,并且抑制弯曲拉伸工序对纵壁的被弯曲返回的部分的影响。通过以上,能够抑制裂纹等的产生,并且能够变更临时成型品的高度。
发明效果
根据本公开的帽形截面部件的制造方法,具有能够抑制裂纹等的产生并且能够变更临时成型品的高度这一优异的效果。
附图说明
图1A是表示通过本实施方式的帽形截面部件的制造方法的第1工序成型的临时弯曲部件的一例的立体图。
图1B是从上方观察图1A所示的临时弯曲部件的俯视图。
图1C是从宽度方向的一侧观察图1A所示的临时弯曲部件的侧视图。
图1D是从长度方向的一侧观察图1A所示的临时弯曲部件的主视图。
图2是用于对与凹状弯曲部以及凸状弯曲部对应的部位的棱线进行说明的与图1A对应的临时弯曲部件的立体图。
图3A是表示成型前的原材料金属板的立体图。
图3B是表示拉深面板的立体图。
图4是表示在拉深面板中容易产生裂纹、褶皱的部位的与图3B对应的立体图。
图5是分解表示在第1工序中使用的制造装置的主要部分的分解立体图。
图6A是表示图5所示的制造装置在加工开始时的阶段的截面图。
图6B是表示在图5所示的制造装置中通过冲模以及衬垫、支架以及冲头来夹持以及约束原材料金属板的阶段的截面图。
图6C是表示从图6B所示的阶段压入冲头的阶段的截面图。
图6D是表示从图6C所示的阶段进一步压入冲头而冲头相对于冲模被完全压入的状态的截面图。
图7是分解表示在第1工序中使用的其他制造装置的分解立体图。
图8A是表示图7所示的制造装置在加工开始时的阶段的截面图。
图8B是表示在图7所示的制造装置中通过冲模以及衬垫、支架以及冲头来夹持以及约束原材料金属板的阶段的截面图。
图8C是表示从图8B所示的阶段压入冲头的阶段的截面图。
图8D是表示从图8C所示的阶段进一步压入冲头而冲头相对于冲模被完全压入的状态的截面图。
图9A是表示用于对在将冲头完全压入冲模并将原材料金属板成型为临时弯曲部件之后、将临时弯曲部件从模具取出时产生的不良情况进行说明的模具的截面图。
图9B是表示从图9A所示的状态使冲头相对于冲模后退的阶段的模具的截面图。
图9C是表示从图9B所示的状态使冲头相对于冲模完全后退的阶段的模具的截面图。
图10A是表示将冲头完全压入冲模的状态的模具的截面图。
图10B是表示从图10A所示的状态使冲头相对于冲模后退的阶段的模具的截面图。
图10C是表示从图10B所示的状态使冲头相对于冲模完全后退的阶段的模具的截面图。
图11A是表示以将冲头完全压入冲模的状态进行表示的模具的截面图。
图11B是表示从图11A所示的状态使冲头相对于冲模后退的阶段的模具的截面图。
图11C是表示从图11B所示的状态使冲头相对于冲模完全后退的阶段的模具的截面图。
图12A是表示通过第1工序成型的其他临时弯曲部件的立体图。
图12B是从上方观察图12A所示的临时弯曲部件的俯视图。
图12C是从宽度方向的一侧观察图12A所示的临时弯曲部件的侧视图。
图12D是从长度方向的一侧观察图12A所示的临时弯曲部件的主视图。
图13A是表示通过第1工序成型的其他临时弯曲部件的立体图。
图13B是从上方观察图13A所示的临时弯曲部件的俯视图。
图13C是从宽度方向的一侧观察图13A所示的临时弯曲部件的侧视图。
图13D是从底面侧观察图13A所示的临时弯曲部件的立体图。
图14A是表示通过第1工序成型的其他临时弯曲部件的立体图。
图14B是从上方观察图14A所示的临时弯曲部件的俯视图。
图14C是从宽度方向的一侧观察图14A所示的临时弯曲部件的侧视图。
图14D是从长度方向的另一侧观察图14A所示的临时弯曲部件的主视图。
图15A是表示通过第1工序成型的其他临时弯曲部件的立体图。
图15B是从上方观察图15A所示的临时弯曲部件的俯视图。
图15C是从宽度方向的一侧观察图15A所示的临时弯曲部件的侧视图。
图15D是从长度方向的另一侧观察图15A所示的临时弯曲部件的主视图。
图16A是表示通过第1工序成型的其他临时弯曲部件的立体图。
图16B是从上方观察图16A所示的临时弯曲部件的俯视图。
图16C是从宽度方向的一侧观察图16A所示的临时弯曲部件的侧视图。
图16D是从底面侧观察图16A所示的临时弯曲部件的立体图。
图17A是表示通过第1工序成型的其他临时弯曲部件的立体图。
图17B是从上方观察图17A所示的临时弯曲部件的俯视图。
图17C是从宽度方向的一侧观察图17A所示的临时弯曲部件的侧视图。
图17D是从底面侧观察图17A所示的临时弯曲部件的立体图。
图18A是表示实施预加工之前的原材料金属板的立体图。
图18B是表示实施预加工之后的原材料金属板的立体图。
图18C是表示由实施了预加工之后的原材料金属板所成型的临时弯曲部件的立体图。
图18D是表示对图18C所示的临时弯曲部件进行了修边的状态的立体图。
图19是表示通过本实施方式的帽形截面部件的制造方法的第2工序进行了加工的中间弯曲部件的一例的立体图。
图20是从宽度方向的一侧观察图19所示的中间弯曲部件的侧视图。
图21是表示在第2工序中使用的制造装置的主要部分的立体图。
图22A是表示图21所示的制造装置在加工开始时的阶段的立体图。
图22B是表示从图22A所示的阶段使衬垫和冲模移动而通过衬垫与冲头来夹持以及约束临时弯曲部件的顶板的阶段的立体图。
图22C是表示从图22B所示的阶段使冲模朝冲头侧相对移动而对临时弯曲部件的长度方向的一侧的纵壁进行弯曲拉伸的弯曲拉伸工序的阶段的立体图。
图22D是表示从图22C所示的阶段使支架朝冲模侧相对移动而对临时弯曲部件的长度方向的另一侧的纵壁进行弯曲返回的弯曲返回工序的阶段的立体图。
图23是表示在图22B所示的阶段,临时弯曲部件的顶板的长度方向的一侧的部分由衬垫与冲头夹持以及约束的状态的截面图(图22B的23-23线截面图)。
图24是表示在图22B所示的阶段,临时弯曲部件的顶板的长度方向的另一侧的部分由衬垫与冲头夹持以及约束的状态的截面图(图22B的24-24线截面图)。
图25是表示图22D所示的弯曲返回工序的阶段的截面图。
图26A是表示在第2工序中临时弯曲部件被加工之前的状态的立体图。
图26B是表示通过第2工序的弯曲拉伸工序进行了加工的临时弯曲部件的状态的立体图。
图27是表示通过本实施方式的帽形截面部件的制造方法的第3工序进行了加工的完成弯曲部件的一例的立体图。
图28是表示通过本实施方式的帽形截面部件的制造方法的第3工序进行了加工的完成弯曲部件的一例的、从长度方向观察的截面图(图27的28-28线截面图)。
图29A是表示在第3工序所使用的制造装置中、中间弯曲部件的顶板由支承部件从装置下侧支承的阶段的截面图。
图29B是表示从图29A所示的阶段、中间弯曲部件的顶板被嵌入冲模的第1凹部而由冲模以及支承部件来夹持以及约束的阶段的截面图。
图29C是表示从图29B所示的阶段将冲头压入冲模的第2凹部的阶段的截面图。
图29D是表示从图29C所示的阶段将冲头进一步压入冲模的第2凹部而冲头相对于冲模被完全压入的状态的截面图。
图30A是表示在第3工序所使用的其他制造装置中、中间弯曲部件的顶板由支承部件从装置下侧支承的阶段的截面图。
图30B是表示从图30A所示的阶段、中间弯曲部件的顶板被嵌入冲模的第1凹部而由冲模以及支承部件来夹持以及约束的阶段的截面图。
图30C是表示从图30B所示的阶段将冲头压入冲模的第2凹部的阶段的截面图。
图30D是表示从图30C所示的阶段将冲头进一步压入冲模的第2凹部而冲头相对于冲模被完全压入的状态的截面图。
图31A是表示在第3工序所使用的其他制造装置中、中间弯曲部件的顶板由支承部件从装置下侧支承的阶段的截面图。
图31B是表示从图31A所示的阶段、中间弯曲部件的顶板被嵌入冲模的第1凹部而由冲模以及支承部件来夹持以及约束的阶段的截面图。
图31C是表示从图31B所示的阶段将冲头压入冲模的第2凹部的阶段的截面图。
图31D是表示从图31C所示的阶段将冲头进一步压入冲模的第2凹部而冲头相对于冲模被完全压入的状态的截面图。
图32A是表示在第3工序所使用的其他制造装置中、中间弯曲部件的顶板由支承部件从装置下侧支承的阶段的与图31A对应的截面图。
图32B是表示从图32A所示的阶段、中间弯曲部件的顶板被嵌入冲模的第1凹部而由冲模以及支承部件来夹持以及约束的阶段的与图31B对应的截面图。
图32C是表示从图32B所示的阶段将冲头压入冲模的第2凹部的阶段的与图31C对应的截面图。
图32D是表示从图32C所示的阶段将冲头进一步压入冲模的第2凹部而冲头相对于冲模被完全压入的状态的与图31D对应的截面图。
图33A是示意性地表示在纵壁上产生的应力的临时弯曲部件的立体图。
图33B是表示在纵壁上产生的剪切褶皱的临时弯曲部件的立体图。
图33C是表示在纵壁上产生的剪切褶皱的临时弯曲部件的侧视图。
图34A是表示用于对用于防止产生剪切褶皱的各部分的尺寸等进行说明的制造装置的截面图。
图34B是表示用于对用于防止产生剪切褶皱的各部分的尺寸等进行说明的临时弯曲部件的截面的截面图。
图34C是表示用于对用于防止产生剪切褶皱的各部分的尺寸等进行说明的制造装置的截面图。
图34D是表示用于对用于防止产生剪切褶皱的各部分的尺寸等进行说明的临时弯曲部件的截面的截面图。
图35是用于对在第1工序中变更了各种参数时的临时弯曲部件的褶皱产生状况进行说明的表。
图36A是表示通过图5所示的制造装置制造的临时弯曲部件的立体图。
图36B是从上方观察图36A所示的临时弯曲部件的俯视图。
图36C是从宽度方向的一侧观察图36A所示的临时弯曲部件的侧视图。
图36D是从长度方向的一侧观察图36A所示的临时弯曲部件的主视图。
图37是对图35的表中的间隙进行表示的模具的截面图。
图38是用于对通过本实施方式的帽形截面部件的制造方法的第2工序加工后的中间弯曲部件的另一例进行说明的侧视图。
图39是表示在图21所示制造装置的变形例中,利用衬垫与冲头夹持以及约束临时弯曲部件的顶板的长度方向一侧的部分的状态的、与图23对应的截面图。
图40是表示在图21所示的制造装置的变形例中,利用衬垫与冲头夹持以及约束临时弯曲部件的顶板的长度方向另一侧的部分的状态的、与图24对应的截面图。
图41是表示图21所示的制造装置的变形例中的弯曲返回工序的阶段的、与图25对应的截面图。
具体实施方式
以下,使用附图对本实施方式的帽形截面部件的制造方法进行说明。帽形截面部件的制造方法包括:第1工序(剪切成型工序),作为对临时成型品进行成型的“临时成型工序”;第2工序,作为对临时成型品进行加工(成型)而变更临时成型品的高度的第2工序(中间工序);以及第3工序,作为对经过了第2工序的临时成型品进行修整的“修整工序”。以下,对上述各工序进行说明。此外,在附图中对相同的部件等赋予相同的符号,在以下的说明中,对于相同的部件在之前说明过的内容适当省略说明。
(关于第1工序)
如图5所示,在第1工序中,通过制造装置500对原材料金属板601实施拉深加工,由此对作为“临时成型品”以及“弯曲部件”的临时弯曲部件10(参照图2)进行成型。以下,首先对临时弯曲部件10的构成进行说明,接着对制造装置500进行说明,之后对第1工序进行说明。
(临时弯曲部件10的构成)
如图1A~图1D以及图2所示,临时弯曲部件10由抗拉强度为200MPa以上且1960MPa以下的高强度钢板构成。该临时弯曲部件10形成为长条状,并且在从长度方向观察的截面图中形成为帽形状。具体而言,临时弯曲部件10具备:顶板11,向长度方向延伸;以及纵壁12a、12b,从顶板11的宽度方向的两侧分别朝向下侧(顶板11的板厚的一侧)弯曲并延伸。另外,临时弯曲部件10具备凸缘13a、13b,该凸缘13a、13b从纵壁12a、12b的下端(与顶板11相反的一侧的端)向顶板11的宽度方向外侧分别弯曲并延伸。
在顶板11与纵壁12a、12b的各自之间形成有沿临时弯曲部件10的长度方向延伸的棱线14a、14b。另外,在纵壁12a、12b的各自与凸缘13a、13b之间形成有沿临时弯曲部件10的长度方向延伸的棱线15a、15b。
棱线14a、14b与棱线15a、15b大致平行地延伸设置。即,从凸缘13a、13b向上侧(顶板11的板厚的另一侧)分别延伸的纵壁12a、12b的高度,沿临时弯曲部件10的长度方向成为大致一定。
如图2所示,在顶板11的一部分形成有凸状弯曲部11a,该凸状弯曲部11a在侧视时向帽形的横截面的外侧、即顶板11的外表面侧(板厚方向的另一侧)呈弧状弯曲,在顶板11的另外的一部分形成有凹状弯曲部11b,该凹状弯曲部11b向帽形的横截面形状的内侧、即向顶板11的内表面侧(板厚方向的一侧)呈弧状地弯曲。在凸状弯曲部11a、凹状弯曲部11b中,顶板11与纵壁12a、12b之间的棱线14a、14b也在与凸状弯曲部11a、凹状弯曲部11b对应的部位16a、16b以及17a、17b处呈弧状地弯曲。这里,“弧状”并不限定于完整的圆的一部分,例如也可以是椭圆、双曲线、正弦曲线、其他曲线的一部分。
通过对图3A所示的作为“金属板”的矩形状的原材料金属板201实施拉深加工来形成拉深面板301(参照图3B),对该拉深面板301的不需要部分进行修边,由此形成以上说明了的临时弯曲部件10。
然而,在经过拉深加工来制造成为帽形截面的临时弯曲部件10的情况下,如图4所示,在对拉深面板301进行成型的阶段,在拉深面板301的凹状弯曲部的顶板301a以及凸状弯曲部的凸缘301b,材料剩余而容易产生褶皱。为了抑制褶皱的产生,已知有效的方法是:通过提高压料圈的加压力或者对压料圈追加形成拉深压边筋的部位等,由此提高成型过程中对原材料金属板201的周围的约束,抑制原材料金属板201向压料圈内流入。
但是,当强化原材料金属板201向压料圈内的流入的抑制时,在拉深面板301的凸状弯曲部的顶板301c、凹状弯曲部的凸缘301d,长度方向的两端部301e、301e等各部分,板厚较大地减少,在原材料金属板201为延展性特别低的材料(例如高强度钢)的情况下,可以认为在该各部分会产生裂纹。
因此,为了通过基于拉深成型的冲压成型、不产生褶皱以及裂纹地制造构成车身骨架的一部分的前纵梁等那样的成为帽形截面的弯曲部件,作为原材料金属板201难以使用延展性较低的高强度材料,不得不使用延展性较高的低强度材料。
然而,通过使用本实施方式的制造装置500并经由后述的第1工序,能够抑制上述褶皱、裂纹的产生。
(关于制造装置500)
接着,对制造装置500进行说明。图5表示用于制造作为“临时成型品”的临时弯曲部件501的制造装置500的分解立体图。此外,临时弯曲部件501的构成与上述临时弯曲部件10(参照图1A)为大致相同的构成。另外,图6A是表示图5所示的制造装置在加工开始时的截面图,图6B是表示在图5所示的制造装置中在临时成型用冲模502以及临时成型用衬垫503、与临时成型用压料圈505以及临时成型用冲头504之间夹持以及约束有原材料金属板601的阶段的截面图,图6C是表示从图6B所示的阶段压入临时成型用冲头504的阶段的截面图,并且,图6D是表示从图6C所示的阶段进一步压入临时成型用冲头504而临时成型用冲头504相对于临时成型用冲模502被完全压入的状态的截面图。
如图5所示,制造装置500构成为,包含:临时成型用冲模502(以下,简称为“冲模502”),具有与临时弯曲部件501的纵壁501a、501b以及凸缘501d、501e各自的外表面侧的形状对应的形状;以及临时成型用衬垫503(以下,简称为“衬垫503”),具有与顶板501c的外表面侧的形状对应的形状。另外,制造装置500具备:临时成型用冲头504(以下,简称为“冲头504”),以与冲模502以及衬垫503对置的方式配置,具有与临时弯曲部件501的顶板501c、纵壁501a、501b各自的内表面侧的形状对应的形状;以及作为“临时成型用支架”的临时成型用压料圈505(以下,简称为“压料圈505”),具有与凸缘501d、501e的内表面侧的形状对应的形状。
如图6A~图6D所示,冲模502与冲头504在装置上下方向上对置地配置,冲模502配置于冲头504的装置上侧。在该冲模502的宽度方向(纸面左右方向)的中央部分,形成有向装置下侧(冲头504侧)开放的凹部502a。另外,冲模502的凹部502a的内周面,成为与临时弯曲部件501的纵壁501a、501b(参照图5)的外表面的形状对应的成型面。并且,冲模502的宽度方向的两侧部分的装置下侧(压料圈505侧)的端面,成为与临时弯曲部件501的凸缘501d、501e的上表面(纵壁501a、501b(参照图5)侧的面)的形状对应的成型面。另外,在形成于冲模502的凹部502a的封闭端(上端),固定有后述的衬垫加压装置506。并且,冲模502例如与气垫、液压装置、弹簧、电动驱动装置等移动装置509连结。而且,通过移动装置509进行工作,使得冲模502沿装置上下方向进行移动。
衬垫503配置在形成于冲模502的凹部502a内,该衬垫503例如与气垫、液压装置、弹簧、电动驱动装置等衬垫加压装置506连结。另外,衬垫503的冲头504侧的面,成为包含临时弯曲部件501的顶板501c(参照图5)的外表面的形状的成型面。而且,通过衬垫加压装置506进行工作,使得衬垫503被朝向冲头504侧推压,原材料金属板601的宽度方向(纸面左右方向)的中央部分601a被加压夹持在衬垫503与冲头504之间。
通过使下模中与衬垫503在上下方向对置的部位朝向衬垫503侧而成为凸状,来形成冲头504,在该冲头504的侧方固定有后述的压料圈加压装置507。另外,冲头504的外表面成为与临时弯曲部件501的纵壁501a、501b以及顶板501c(参照图5)的各内表面的形状对应的成型面。
压料圈505例如与气垫、液压装置、弹簧、电动驱动装置等作为支架加压装置的压料圈加压装置507连结。另外,压料圈505的装置上侧(冲模502侧)的端面,成为与临时弯曲部件501的凸缘501d、501e的下表面(与纵壁501a、501b(参照图5)相反的一侧的面)的形状对应的成型面。而且,通过压料圈加压装置507进行工作,使得压料圈505被朝向冲模502侧推压,从而通过冲模502与压料圈505来加压夹持原材料金属板601的宽度方向的两侧部分601b、601c。
接下来,对通过上述制造装置500对原材料金属板601进行冲压的第1工序进行说明。
首先,如图6A所示,将原材料金属板601配置于冲模502以及衬垫503、与冲头504以及压料圈505之间。
接下来,如图6B所示,通过衬垫503将原材料金属板601的中央部分601a(即,原材料金属板601中成型为顶板501c(参照图5)的部分)推压于冲头504,并在两者间进行加压以及夹持。并且,通过压料圈505将原材料金属板601的两侧部分601b、601c(即,原材料金属板601中要分别成型为纵壁501a、501b以及凸缘501d、501e(参照图5)的部分)推压于冲模502,并在两者间进行加压以及夹持。
另外,通过衬垫加压装置506以及压料圈加压装置507进行工作,由此以规定的推压力来加压以及夹持原材料金属板601的中央部分601a以及两侧部分601b、601c。其结果,原材料金属板601的中央部分601a以及两侧部分601b,601c形成为沿着加压弯曲面的弯曲形状的弯曲形状。
在该状态下,通过移动装置509工作而使压料圈505以及冲模502向装置下侧移动(下降),由此成型出临时弯曲部件501。另外,随着冲模502下降,衬垫加压装置506以及压料圈加压装置507在上下方向上收缩。即便在衬垫加压装置506以及压料圈加压装置507在上下方向上收缩时,原材料金属板601的中央部分601a以及两侧部分601b、601c也被以规定的推压力加压。
如图6C所示,随着压料圈505以及冲模502向装置下侧移动,夹持在冲模502与压料圈505之间的原材料金属板601,向冲头504与压料圈505之间的凹部502a内流入而形成纵壁501a、501b(参照图5)。
然后,如图6D所示,压料圈505以及冲模502移动规定的距离,在纵壁501a、501b的高度成为规定的高度的时刻完成成型。
这里,在图6A~图6D所示的例子中,通过在冲头504以及衬垫503不移动的状态下,使压料圈505以及冲模502向装置下侧移动,来成型出临时弯曲部件501。然而,本发明并不局限于此,也可以如下述那样成型临时弯曲部件501。
图7表示用于制造临时弯曲部件501的其他制造装置600。另外,图8A是表示图7所示的制造装置在加工开始时的阶段的截面图,图8B是表示在图7所示的制造装置的临时成型用冲模602(以下,简称为冲模602)以及临时成型用衬垫603(以下,简称为衬垫603)、与临时成型用压料圈605(以下,简称为压料圈605)以及临时成型用冲头604(以下,简称为冲头604)之间夹持以及约束有原材料金属板601的阶段的截面图,图8C是表示从图8B所示的阶段压入冲头604的阶段的截面图,图8D是表示从图8C所示的阶段进一步压入冲头604而冲头604相对于冲模602被完全压入的状态的截面图。
制造装置600与图5以及图6A~图6D所示的帽形截面部件的制造装置500不同,压料圈605以及冲头604设置于冲模602以及衬垫603的装置上侧。在制造装置600中,通过在将冲模602固定、并且压料圈605也将原材料金属板601推压于冲模602而不移动的状态下,使衬垫603以及冲头604移动(下降),来形成临时弯曲部件501。此外,在制造装置600与制造装置500中,模具的相对运动相同,不论使用哪个制造装置500、600都能够将原材料金属板601成型为临时弯曲部件501。
接下来,说明在对原材料金属板601进行冲压之后、即在成型了临时弯曲部件501之后,将临时弯曲部件501从制造装置500(模具)取出的工序。
然而,如图9A~图9C所示,为了将临时弯曲部件501从制造装置500(模具)脱模,只要从图6D的状态使冲模502从冲头504向装置上侧离开而在模具之间空出间隙即可。此时,如图9B以及图9C所示,当衬垫503与压料圈505分别由衬垫加压装置506与压料圈加压装置507加压时,临时弯曲部件501在脱模时从衬垫503与压料圈505受到朝向相互相反方向的加压力,因此由于该朝向相反方向的加压力而临时弯曲部件501会如图9C所示那样变形而损坏。
因此,如图10A~图10C所示,在将原材料金属板601成型为临时弯曲部件501之后,使压料圈505不相对于冲头504移动,在压料圈505不将所成型的弯曲部件推压于冲模502的状态下,使冲模502与衬垫加压装置506从压料圈505分离。于是,虽然到衬垫加压装置506伸长到行程终点为止衬垫503对弯曲部件进行加压,但是在衬垫加压装置506移动一定以上的距离而衬垫加压装置506极限伸长到行程终点之后,衬垫503从冲头504离开。由此,临时弯曲部件501不会从衬垫503与压料圈505同时受到加压,能够使冲模502以及衬垫503、与压料圈505以及冲头504分离,能够使临时弯曲部件501不变形地从模具中取出。
作为其他实施方式,如图11A~图11C所示,在将原材料金属板成型为临时弯曲部件501之后,使衬垫503不相对于冲模502移动,衬垫503不将所成型的临时弯曲部件501推压于冲头504。在该状态下,当使衬垫503与冲模502从压料圈505以及冲头504分离时,到压料圈加压装置507伸长到行程终点为止,压料圈505对弯曲部件进行加压。然后,在冲模502移动一定以上的距离而压料圈加压装置507极限伸长到行程终点之后,压料圈505从冲模502分离。由此,临时弯曲部件501不会从衬垫503与压料圈505同时受到加压,能够使冲模502以及衬垫503、与压料圈505以及冲头504分离,能够将临时弯曲部件501从模具中取出。
并且,作为其他实施方式,虽然省略图示,但在将原材料金属板成型为临时弯曲部件501之后,使衬垫503不相对于压料圈505移动,衬垫503不将所成型的弯曲部件推压于冲头504。在该状态下,当使衬垫503与冲模502以及压料圈505从冲头504分离时,到压料圈加压装置507伸长到行程终点为止,压料圈505对临时弯曲部件501进行加压。然后,在冲模502移动一定以上的距离而压料圈加压装置507极限伸长到行程终点之后,压料圈505从冲模502分离。由此,临时弯曲部件501不会从衬垫503与压料圈505同时受到加压,能够使冲模502以及衬垫503、与压料圈505以及冲头504分离,能够将临时弯曲部件501从模具中取出。
如此,为了防止在脱模时临时弯曲部件501损伤,只要将能够防止临时弯曲部件501同时从衬垫503与压料圈505受到加压的加压限制装置设置于制造装置500即可。
通过以上,在第1工序中形成作为临时成型品的临时弯曲部件501,但通过适当地变更制造装置500的冲模502、衬垫503、冲头504以及压料圈505的设定(形状等),能够变更临时弯曲部件的形状。以下,示出临时弯曲部件的变形例。
(临时弯曲部件的变形例1)
图12A~图12D所示的作为临时成型品的临时弯曲部件100为,在俯视时弯曲为大致S字形状并且在侧视时不弯曲。该临时弯曲部件100构成为,包括顶板102、沿顶板102的棱线102a、102b相互平行地延伸设置的纵壁104、106、以及形成于纵壁104、106的前端的凸缘108a、108b。
如图12B所示,顶板102由在与图12B的纸面平行的平面内弯曲为大致S字状的平板形成,凸缘108a、108b是相对于顶板102大致平行地延伸设置、并弯曲为大致S字状的平板。并且,纵壁104、106是在该纵壁104、106的厚度方向上弯曲为大致S字状并且相互平行地配置的弯曲板。
(临时弯曲部件的变形例2)
如图13A~图13D所示,作为临时成型品的临时弯曲部件110为,在俯视时弯曲为大致S字形状,并且在侧视时也弯曲为大致S字状。该临时弯曲部件110构成为,包括顶板112、沿顶板112的棱线112a、112b相互平行地延伸设置的纵壁114、116、以及形成于纵壁114、116的前端的凸缘118a、118b。另外,顶板112是在该顶板112的厚度方向上弯曲为大致S字状的弯曲板。凸缘118a、118b相对于顶板112大致平行地延伸设置,与顶板112相同,是在凸缘118a、118b的厚度方向上弯曲为大致S字状的弯曲板。纵壁114、116也是在该纵壁114、116的厚度方向上弯曲为大致S字状的弯曲板。
(临时弯曲部件的变形例3)
如图14A~图14D所示,作为临时成型品的临时弯曲部件120为,在侧视时长度方向的中间部弯曲为弧状。该临时弯曲部件120构成为,包括顶板122、沿顶板122的棱线128a、128b相互平行地延伸设置的纵壁124a、124b、以及成型于纵壁124a、124b的前端的凸缘126a、126b。而且,纵壁124a、124b与凸缘126a、126b之间的棱线成为棱线129a、129b。
顶板122由在该顶板122的厚度方向上弯曲的弯曲板形成,凸缘126a、126b是相对于顶板122大致平行地延伸设置的弯曲板。此外,在顶板122的长度方向中间部,形成有向顶板122的外表面侧(板厚方向的另一侧)弯曲为弧状的、作为“弯曲部”的凸状弯曲部122a。并且,纵壁124a、124b是与图14C的纸面平行的平板。
(临时弯曲部件的变形例4)
如图15A~图15D所示,作为临时成型品的临时弯曲部件130为,在侧视时与上述变形例3的临时弯曲部件120相反地弯曲。该临时弯曲部件130构成为,包括顶板132、沿顶板132的棱线133a、133b相互平行地延伸设置的纵壁134a、134b、以及分别从纵壁134a、134b的前端的棱线135a、135b向宽度方向外侧延伸的凸缘136a、136b。另外,在顶板132的长度方向中间部,形成有向顶板132的内表面侧(板厚方向的一侧)凸起地弯曲为弧状的、作为“弯曲部”的凹状弯曲部132a。而且,凸缘136a、136b相对于顶板132大致平行地延伸设置,纵壁134a、134b与图15C的纸面平行地配置。
(临时弯曲部件的变形例5)
如图16A~图16D所示,作为临时成型品的临时弯曲部件140构成为,包括顶板142、沿顶板142的棱线142a、142b相互平行地延伸设置的纵壁144、146、以及成型于纵壁144、146的前端的凸缘148a、148b。顶板142是在该顶板142的厚度方向上弯曲为大致S字状的弯曲板。凸缘148a、148b是相对于顶板142大致平行地延伸设置的大致S字状的弯曲板。纵壁144、146也由在该纵壁144、146的厚度方向上弯曲为大致S字状的弯曲板构成。而且,在本临时弯曲部件140中,凸缘148a、148b不是遍及纵壁144、146的全长地延伸设置。换句话说,纵壁144、146包括不具有凸缘148a、148b的部分。在图16A~图16D中,凸缘148a、148b的长度成为比从临时弯曲部件140的一个端部沿着纵壁144、146的下缘部的纵壁144,146的长度更短的长度。并且,凸缘148a成为比凸缘148b长的尺寸。
(临时弯曲部件的变形例6)
如图17A~图17D所示,作为临时成型品的临时弯曲部件150为,在侧视时弯曲为大致S字形、并且在俯视时随着朝向其长度方向一侧而宽度逐渐扩宽。该临时弯曲部件150构成为,包括顶板152、沿顶板152的棱线152a、152b相互平行地延伸设置的纵壁154、156、以及形成于纵壁154、156的前端的凸缘158a、158b。顶板152由在该顶板152的厚度方向上弯曲为大致S字状的弯曲板形成。凸缘158a、158b由与顶板152大致平行地延伸设置的弯曲板形成。纵壁154、156分别由如图17B所示那样在侧视时弯曲为大致S字状的平板形成。另外,顶板152的宽度随着朝向临时弯曲部件150的一侧的端部而逐渐扩宽。并且,纵壁154与纵壁156随着朝向临时弯曲部件150的一侧的端部而逐渐分离。
(临时弯曲部件的变形例7)
通过对原材料金属板实施预加工而形成的预加工金属板,在对该预加工金属板进行冲压加工之后实施修边加工,由此形成图18D所示的作为临时成型品的临时弯曲部件70。
通过在图18A所示的矩形状的原材料金属板72上形成图18B所示的多个凸状部74,来形成预加工金属板72-1。接着,通过上述的帽形截面部件的制造装置500(参照图5)对预加工金属板72-1实施冲压加工,由此如图18C所示那样,形成包括作为产品而不需要的部分在内的临时弯曲部件70-1。然后,通过对临时弯曲部件70-1的不需要部分进行修边,由此形成图18D所示的临时弯曲部件70。
这里,如图18C所示,在通过制造装置500(参照图5)对具有凸状部74的预加工金属板72-1进行成型时,通过衬垫503将顶板部分推压于冲头504,因此可以认为所预加工的凸状部74会变形。因此,优选在衬垫503与冲头504上分别设置与凸状部74相当的形状,从而能够不使凸状部74变形地进行加压以及夹持。
(关于第2工序)
接下来,对第2工序进行说明。在以下的说明中,首先对通过第2工序成型(加工)的、作为“帽形截面部件”的中间弯曲部件700的构成进行说明,接着对在第2工序中使用的制造装置710进行说明,之后对第2工序进行说明。此外,在以下的说明中,对通过第2工序将作为“临时成型品”的临时弯曲部件120成型为中间弯曲部件700的情况进行说明。
(关于中间弯曲部件700)
如图19所示,中间弯曲部件700与临时弯曲部件120相同,形成为呈长条状的截面帽形状。即,中间弯曲部件700构成为,包括沿着长度方向延伸的顶板702、从顶板702的宽度方向两端向下侧(顶板702的板厚方向的一侧)分别延伸的一对纵壁704a、704b、以及从纵壁704a、704b的下端向顶板702的宽度方向外侧分别延伸的一对凸缘706a、706b。另外,顶板702与纵壁704a、704b之间的棱线成为棱线708a、708b,纵壁704a、704b与凸缘706a、706b之间的棱线成为棱线709a、709b。并且,在顶板702的长度方向中间部形成有向顶板702的外表面侧(板厚方向的另一侧)弯曲为弧状的凸状弯曲部702a。
并且,除了以下所示的点以外,中间弯曲部件700与临时弯曲部件120相同地构成。即,中间弯曲部件700的宽度尺寸被设定为与临时弯曲部件120的宽度尺寸相同,但中间弯曲部件700(纵壁704a、704b)的高度尺寸被设定为与临时弯曲部件120(纵壁124a、124b)的高度尺寸不同的尺寸。以下,进行具体说明。此外,中间弯曲部件700在宽度方向上成为左右对称形状,因此在以下的说明中,对中间弯曲部件700的宽度方向一侧的部分进行说明,而省略中间弯曲部件700的宽度方向另一侧的部分的说明。
如图20所示,在中间弯曲部件700中构成为,长度方向一侧的部分(详细地说,是相对于凸状弯曲部702a靠图20的箭头A方向侧的部分)的高度尺寸比临时弯曲部件120的高度尺寸高。更详细地说,中间弯曲部件700的长度方向一侧的凸缘706a-1以相对于临时弯曲部件120的凸缘126a(参照图20中用双点划线表示的凸缘126a)随着朝向中间弯曲部件700的长度方向的一侧而更朝下侧(从顶板702分离的方向)离开的方式倾斜。因此,与凸缘706a-1连接的纵壁704a-1的高度尺寸被设定为,随着朝向中间弯曲部件700的长度方向的一侧而变大。
另外,在中间弯曲部件700中构成为,长度方向另一侧的部分(详细地说,相对于纵壁704a-1以及凸缘706a-1与图20的箭头B方向侧邻接的部分)的高度尺寸比临时弯曲部件120的高度尺寸低。具体而言,中间弯曲部件700的长度方向另一侧的凸缘706a-2以相对于临时弯曲部件120的凸缘126a(参照图20中用双点划线表示的凸缘126a)随着朝向中间弯曲部件700的长度方向另一侧而更朝上侧(向顶板702接近的方向)靠近的方式倾斜。因此,与凸缘706a-2连接的纵壁704a-2的高度尺寸被设定为,随着朝向长度方向另一侧而变小。通过以上,中间弯曲部件700(纵壁704a)的高度尺寸构成为,随着从中间弯曲部件700的长度方向另一侧的端部朝向长度方向一侧而变大。即,相对于临时弯曲部件120,中间弯曲部件700(纵壁704a)的高度尺寸在中间弯曲部件700的整个长度方向上被连续地变更。
(关于制造装置710)
如图21所示,制造装置710构成为,包括构成制造装置710的装置上侧部分的作为“冲模”的中间成型用冲模711(以下,简称为“冲模711”)以及作为“衬垫”的中间成型用衬垫712(以下,简称为“衬垫712”)。另外,制造装置710具备构成制造装置710的装置下侧部分的作为“冲头”的中间成型用冲头713(以下,简称为“冲头713”)以及作为“支架”的中间成型用支架714(以下,简称为“支架714”)。此外,在图21中,为了方便而图示为冲模711在制造装置710的宽度方向上被分割,但冲模711在其上端部被结合为一体。另外,支架714也被图示为在制造装置710的宽度方向上被分割,但支架714也在其下端部被结合为一体。
如图22A~图22D、以及图23~图25所示,冲模711配置于冲头713的装置上侧。另外,在冲模711的宽度方向中央部形成有向装置下侧开放的凹部711a,凹部711a的下端部的内周面形成为与临时弯曲部件120的顶板122以及纵壁124a、124b的外表面对应的形状。即,凹部711a的宽度尺寸被设定为与临时弯曲部件120(中间弯曲部件700)的外表面侧的宽度尺寸大致相同。
并且,冲模711的下表面(装置下侧的端面)成为与中间弯曲部件700的凸缘706a、706b的外表面的形状对应的成型面。而且,冲模711连结于与制造装置500的移动装置509相同地构成的移动装置(省略图示),通过该移动装置进行工作,使得冲模711沿装置上下方向移动。
衬垫712配置在冲模711的凹部711a内。该衬垫712连结于与制造装置500的衬垫加压装置506相同地构成的衬垫加压装置715(参照图23)。另外,衬垫712的下表面(装置下侧的面)形成为与临时弯曲部件120的顶板122的外表面的形状对应的形状。而且,通过衬垫加压装置715进行工作,使得衬垫712将临时弯曲部件120的顶板122向装置下侧(冲头713侧)推压,而通过后述的冲头713与衬垫712来对临时弯曲部件120的顶板122进行加压以及夹持。
冲头713配置于衬垫712的装置下侧且与衬垫712在装置上下方向上对置。冲头713的外表面具有与中间弯曲部件700的顶板702以及纵壁704a、704b各自的内表面侧的形状对应的形状。另外,在冲头713的长度方向一侧的部分一体地形成有一对凸缘成型部713a,凸缘成型部713a从冲头713向宽度方向外侧突出。而且,凸缘成型部713a的上表面成为与中间弯曲部件700的凸缘706a、706b的内表面的形状对应的成型面。
支架714邻接地配置在冲头713的宽度方向外侧,并且相对于凸缘成型部713a邻接地配置在冲头713的长度方向另一侧。另外,支架714相对于冲模711的长度方向另一侧的部分配置在装置下侧,并且在装置上下方向上与冲模711对置地配置。并且,支架714的上表面成为与中间弯曲部件700的凸缘706a、706b的内表面的形状对应的成型面。而且,支架714连结于与制造装置500的压料圈加压装置507相同地构成的支架加压装置716(参照图24),通过支架加压装置716进行工作,使得支架714沿装置上下方向移动。
另外,在支架加压装置716的非工作状态下,支架714相对于冲头713的凸缘成型部713a配置在装置下侧。即,在该状态下,凸缘成型部713a的上表面与支架714的上表面在装置上下方向上错开地配置。
接下来,使用图22A~图22D以及图23~图25对通过制造装置710对中间弯曲部件700进行成型的第2工序进行说明。此外,在图22A~图22D中,为了方便而省略临时弯曲部件120(中间弯曲部件700)的图示。
首先,在图22A所示的制造装置710的状态下,将临时弯曲部件120从装置上侧设置于冲头713,使临时弯曲部件120的顶板122配置在冲头713上。由此,通过冲头713从装置下侧支承顶板122。接下来,如图22B、图23、以及图24所示,使冲模711以及衬垫712向装置下侧(冲头713侧)移动,通过衬垫712以及冲头713对顶板122进行加压以及夹持(夹持工序)。
在该状态下,通过如图22C所示那样使冲模711向装置下侧(冲头713侧)进一步移动(下降),由此对中间弯曲部件700的长度方向一侧的纵壁704a-1、704b-1以及凸缘706a-1、706b-1进行成型(弯曲拉伸工序)。具体而言,如图23的双点划线所示,随着冲模711的下降,冲模711的长度方向一侧的下表面与临时弯曲部件120的长度方向一侧的凸缘126a、126b的上表面抵接(参照图23的双点划线所示的冲模711-1),将凸缘126a、126b向装置下侧推压。由此,临时弯曲部件120的纵壁124a、124b与凸缘126a、126b之间的棱线129a、129b逐渐向装置下侧(从顶板122分离的方向侧)移动,并且临时弯曲部件120的长度方向一侧的凸缘126a、126b在追随于冲模711的下表面的同时向装置下侧移动。然后,在冲模711到达行程终点的位置时(参照图23中双点划线所示的冲模711-2),临时弯曲部件120的凸缘126a、126b由冲头713的凸缘成型部713a以及冲模711加压以及夹持,而形成中间弯曲部件700的凸缘706a-1、706b-1。即,本实施方式中的弯曲拉伸指的是,将纵壁704a-1、704b-1与凸缘126a、126b之间的棱线129a、129b的弯曲部分拉伸、并且依次使弯曲位置错开地变形的加工顺序。
通过以上,在弯曲拉伸工序中,在临时弯曲部件120的长度方向一侧,以棱线129a、129b的位置从顶板122分离的方式将临时弯曲部件120的纵壁124a、124b向装置下侧弯曲拉伸。其结果,以临时弯曲部件120的凸缘126a、126b的一部分成为纵壁124a、124b的一部分的方式形成中间弯曲部件700的纵壁704a-1、704b-1,并且形成中间弯曲部件700的凸缘706a-1、706b-1(临时弯曲部件120从图26A所示的形状成型为图26B所示的形状)。而且,如上述那样,与凸缘706a-1连接的纵壁704a-1的高度尺寸被设定为,随着朝向中间弯曲部件700的长度方向一侧而变大。因此,在弯曲拉伸工序中,对于临时弯曲部件120的弯曲拉伸量随着朝向临时弯曲部件120的长度方向一侧而变大。
此外,如图24中双点划线所示那样,在弯曲拉伸工序中在冲模711到达行程终点的位置时,相对于临时弯曲部件120的长度方向另一侧的凸缘126a、126b,冲模711向装置上侧分离地配置。即,在弯曲拉伸工序中,仅临时弯曲部件120的长度方向一侧的纵壁124a、124b被弯曲拉伸,临时弯曲部件120的长度方向另一侧的纵壁124a、124b未被弯曲拉伸(参照图26B)。
然后,如图22D所示,在弯曲拉伸工序之后,使支架加压装置716工作而使支架714向装置上侧移动(上升),由此对中间弯曲部件700的长度方向另一侧的纵壁704a-2、704b-2以及凸缘706a-2、706b-2进行成型(弯曲返回工序)。具体而言,如图24所示,伴随着支架714的上升,支架714的上表面与临时弯曲部件120的长度方向另一侧的凸缘126a、126b的下表面抵接(参照图24中双点划线所示的支架714-1),将凸缘126a、126b向装置上侧推压。由此,临时弯曲部件120的长度方向另一侧的纵壁124a、124b与凸缘126a、126b之间的棱线129a、129b逐渐向装置上侧(接近顶板122的方向侧)移动,并且临时弯曲部件120的长度方向另一侧的凸缘126a、126b在追随于支架714的上表面的同时向装置上侧移动。然后,如图25所示,在支架714到达行程终点的位置时,通过支架714以及冲模711对临时弯曲部件120的凸缘126a、126b进行加压以及夹持,而对中间弯曲部件700的凸缘706a-2、706b-2进行成型。即,本实施方式中的弯曲返回指的是,对纵壁704a-1、704b-1与凸缘126a、126b之间的棱线129a、129b的弯曲部分进行返回、并且依次使弯曲位置错开地变形的加工顺序。
通过以上,在弯曲返回工序中,在临时弯曲部件120的长度方向另一侧,以棱线129a、129b的位置接近顶板122的方式将临时弯曲部件120的纵壁124a、124b向装置上侧弯曲返回。其结果,以临时弯曲部件120的纵壁124a、124b的一部分成为凸缘126a、126b的一部分的方式形成中间弯曲部件700的凸缘706a-2、706b-2,并且形成中间弯曲部件700的纵壁704a-2、704b-2(从图26B所示的形状成型为图19所示的形状)。此外,如上述那样,与凸缘706a-2连接的纵壁704a-2的高度尺寸被设定为,随着朝向中间弯曲部件700的长度方向另一侧而变小。因此,在弯曲返回工序中,临时弯曲部件120的弯曲返回量,随着朝向临时弯曲部件120的长度方向另一侧而变大。
这样,在第2工序中,在弯曲拉伸工序中,通过使冲模711下降,由此将临时弯曲部件120的长度方向一侧的纵壁124a、124b向装置下侧弯曲拉伸。然后,在弯曲拉伸工序之后的弯曲返回工序中,通过使支架714上升,将临时弯曲部件120的长度方向另一侧的纵壁124a、124b向装置上侧弯曲返回,而对中间弯曲部件700进行成型。由此,通过第2工序来变更临时弯曲部件120的纵壁124a、124b的高度尺寸。
(关于第3工序)
接下来,说明对通过第2工序成型的中间弯曲部件700进行修整的第3工序。在第3工序中,对产生了回弹的中间弯曲部件700进行修整,对作为“帽形截面部件”的完成弯曲部件800进行成型。此外,在以下的说明中,首先对通过第3工序成型(加工)的完成弯曲部件800进行说明,接着对在第3工序中使用的制造装置820进行说明,之后对第3工序进行说明。
(关于完成弯曲部件800)
如图27以及图28所示,完成弯曲部件800形成为长条状的截面帽形状。具体而言,完成弯曲部件800构成为,包括:沿长度方向延伸的顶板802;从顶板802的宽度方向两端向下侧(顶板802的板厚方向的一侧)分别延伸的一对第1纵壁804a、804b;从第1纵壁804a、804b的前端向顶板802的宽度方向外侧分别延伸的一对横壁806a、806b;从横壁806a、806b的前端向下侧分别延伸的一对第2纵壁808a、808b;以及从第2纵壁808a、808b的前端向顶板802的宽度方向外侧分别延伸的一对凸缘810a、810b。即,在完成弯曲部件800中,顶板802的宽度方向外侧部分通过第1纵壁804a、804b与横壁806a、806b而形成为台阶状。
另外,完成弯曲部件800的第1纵壁804a、804b的部位的外表面侧的宽度尺寸W1(参照图28)与中间弯曲部件700的外表面侧的宽度尺寸W3(参照图29A)被设定为相同的尺寸。另一方面,完成弯曲部件800的第2纵壁808a、808b的部位的外表面侧的宽度尺寸W2被设定为比中间弯曲部件700的外表面侧的宽度尺寸W3大。即,在第3工序中,对中间弯曲部件700进行修整以便在中间弯曲部件700的开口侧增大宽度尺寸W3,由此对完成弯曲部件800进行成型,而提高完成弯曲部件800的尺寸精度。
(关于制造装置820)
如图29A~图29D所示,制造装置820构成为,包括构成制造装置820的装置上侧部分的修整用冲模822(以下,简称为“冲模822”)、以及构成制造装置820的装置下侧部分的修整用冲头826(以下,简称为“冲头826”)。
在冲模822上形成有向装置下侧开放的成型凹部824,成型凹部824与中间弯曲部件700的长度方向对应地沿冲模822的长度方向延伸。该成型凹部824构成为,包括构成成型凹部824的顶面侧(装置上侧)的部分的第1凹部824a、以及构成成型凹部824的开口侧(装置下侧)的部分的第2凹部824b,第2凹部824b的宽度尺寸被设定为比第1凹部824a的宽度尺寸大。
而且,第1凹部824a形成为与中间弯曲部件700的顶板702以及纵壁704a、704b的上部的外表面对应的形状。即,第1凹部824a的顶面与中间弯曲部件700的顶板702对应地弯曲,第1凹部824a的宽度尺寸W4(参照图29A)被设定为与中间弯曲部件700的宽度尺寸W3(参照图29A)大致相同。而且,虽然之后详细叙述,在第3工序中,在中间弯曲部件700的上部(顶板702侧的部分)嵌入第1凹部824a内的状态下(参照图29B),对中间弯曲部件700进行修整。
第2凹部824b形成为与完成弯曲部件800的横壁806a、806b以及第2纵壁808a、808b对应的形状。即,第2凹部824b的内周面成为与完成弯曲部件800的横壁806a、806b以及第2纵壁808a、808b各自的外表面的形状对应的成型面。并且,冲模822构成为,连结于与制造装置500的移动装置509相同地构成的移动装置(省略图示),通过移动装置工作,冲模822沿装置上下方向进行移动。
冲头826配置于冲模822的装置下侧,且沿冲模822的长度方向延伸。另外,冲头826成为朝冲模822的成型凹部824侧突出的突状,并且与成型凹部824在装置上下方向上对置。而且,冲头826的外表面成为与完成弯曲部件800的横壁806a、806b以及第2纵壁808a、808b各自的内表面的形状对应的成型面。
另外,在冲头826上,在宽度方向中央部设置有用于支承中间弯曲部件700的顶板702的支承部件828,支承部件828沿着冲头826的长度方向延伸以便遍及长度方向连续地支承顶板702。另外,支承部件828构成为,配置于冲模822的成型凹部824的装置下侧,且能够从冲头826向装置上侧伸长。具体而言,支承部件828例如与气垫、液压装置、弹簧、电动驱动装置等支承部件加压装置(省略图示)连结,通过支承部件加压装置进行工作,使得支承部件828从冲头826向装置上侧伸长。
另外,从长度方向观察,支承部件828形成为大致T字形状。换言之,在支承部件828的上部形成有朝宽度方向外侧伸出的部分。而且,支承部件828的上部成为支承部828a。另外,在支承部件加压装置的非工作状态下,支承部828a邻接地配置在冲头826的装置上侧。并且,支承部828a形成为与中间弯曲部件700的顶板702以及一对纵壁704a、704b的上部的内表面侧对应的形状。即,支承部828a的上表面与顶板702对应地弯曲,支承部828a的宽度尺寸被设定为与中间弯曲部件700的内表面侧的宽度尺寸大致相同。而且,虽然之后详细叙述,在第3工序中,支承部828a与中间弯曲部件700一起嵌入冲模822的成型凹部824的第1凹部824a内(参照图29B)。因此,支承部828a的高度尺寸被设定为比第1凹部824a的深度尺寸小顶板802的板厚尺寸量。
接下来,说明通过制造装置820对中间弯曲部件700进行修整的第3工序。
首先,使支承部件加压装置工作而使支承部件828从冲头826向装置上侧伸长。在该状态下,从装置上侧将中间弯曲部件700设置于支承部件828的支承部828a,将中间弯曲部件700的顶板702配置于支承部828a的上表面(参照图29A)。由此,中间弯曲部件700的顶板702的整体由支承部件828从装置下侧支承(支承工序)。此外,在该状态下,由于支承部828a的宽度尺寸被设定为与中间弯曲部件700的内表面侧的宽度尺寸大致相同,因此支承部828a的宽度方向两端部与中间弯曲部件700的纵壁704a、704b抵接,中间弯曲部件700相对于支承部件828的向宽度方向的移动被限制。另外,在该状态下,适当设定从冲头826伸长的支承部件828的伸长长度,以使中间弯曲部件700的纵壁704a、704b的前端部分与冲头826不抵接。
接下来,使移动装置工作而使冲模822向装置下侧(冲头826侧)移动。由此,支承部件828与中间弯曲部件700一起相对于冲模822向装置上侧相对移动,并插入到冲模822的成型凹部824内。然后,如图29B所示,当冲模822下降至规定的位置时,中间弯曲部件700的上部以及支承部828a嵌入到冲模822的第1凹部824a内(定位工序)。在该状态下,由于第1凹部824a的宽度尺寸W4被设定为与中间弯曲部件700的宽度尺寸W3大致相同,因此中间弯曲部件700向宽度方向的移动被第1凹部824a限制。由此,在中间弯曲部件700的长度方向的各部分、中间弯曲部件700通过第1凹部824a而在宽度方向上被定位的状态下,中间弯曲部件700的顶板702由支承部828a以及冲模822进行加压以及夹持。
然后,如图29C所示,在中间弯曲部件700的顶板702由支承部828a以及冲模822夹持的状态下,使冲模822进一步向装置下侧移动。由此,冲头826相对于冲模822向装置上侧相对移动,并插入到冲模822的成型凹部824内。然后,通过冲头826以及冲模822对完成弯曲部件800的第2纵壁808a、808b进行成型。此外,在通过冲头826以及冲模822对完成弯曲部件800的第2纵壁808a、808b进行成型时,中间弯曲部件700的凸缘706a、706b被开放。而且,中间弯曲部件700的凸缘706a、706b被开放的状态,是指在对第2纵壁808a、808b进行成型时,凸缘706a、706b未被冲模822与冲头826(或者支架等)加压以及夹持的状态。另外,也可以如后述那样,在对中间弯曲部件700的成型结束时,通过冲头826以及冲模822对凸缘706a、706b进行加压以及夹持。
并且,如图29D所示,当冲模822到达行程终点的位置时,通过冲头826与冲模822对完成弯曲部件800的横壁806a、806b以及凸缘810a、810b进行成型(成型工序)。通过以上,使中间弯曲部件700向宽度尺寸外侧扩展而对完成弯曲部件800进行成型。
此外,在上述的第3工序的制造装置820中,使冲模822向冲头826以及支承部件828侧相对移动,而对中间弯曲部件700进行修整,但制造装置820的构成并不限定于此。例如,也可以使冲头826以及支承部件828向冲模822侧相对移动,而对中间弯曲部件700进行修整。此时,也可以使冲头826以及支承部件828与冲模822之间的位置关系在装置上下方向上反转地配置。即,也可以构成为,冲头826以及支承部件828相对于冲模822配置于装置上侧。
另外,也可以如以下所示的变形例那样构成制造装置820。
(制造装置820的变形例1)
如图30A~图30D所示,在变形例1中,从冲头826的长度方向观察,制造装置820的支承部件828沿装置上下方向延伸,支承部件828的支承部828a不向宽度方向外侧伸出。因此,如图30A所示那样构成为,在通过支承部件828从装置下侧支承中间弯曲部件700的顶板702时,支承部828a支承顶板702的宽度方向中央部。而且,通过使冲模822向冲头826侧移动,使得中间弯曲部件700的顶板702嵌合于冲模822的第1凹部824a内(参照图30B)。另外,通过使冲模822进一步向冲头826侧移动,由此通过冲模822以及冲头826对中间弯曲部件700进行修整(参照图30C以及图30D)。
(制造装置820的变形例2)
如图31A~图31D所示,在变形例2中,在冲模822的第1凹部824a的顶面上形成有朝装置下侧开放的收容凹部830。另外,在冲模822上设置有构成冲模822的一部分的修整用衬垫832,修整用衬垫832连结于与第1工序的衬垫加压装置506相同地构成的衬垫加压装置(省略图示)。而且,在衬垫加压装置的非工作状态下,修整用衬垫832收容于收容凹部830中。另一方面,当衬垫加压装置工作时,修整用衬垫832从冲模822向装置下侧伸长,推压中间弯曲部件700的顶板702的外表面。
而且,如图31A所示,在通过支承部件828支承中间弯曲部件700的顶板702时,通过修整用衬垫832以及支承部件828对顶板702进行加压以及夹持。因此,中间弯曲部件700相对于支承部件828向装置上侧的相对移动由修整用衬垫832限制。而且,通过使冲模822向冲头826侧移动,使得修整用衬垫832收纳于收容凹部830,并且中间弯曲部件700的顶板702在由修整用衬垫832以及支承部件828夹持的同时嵌合于冲模822的第1凹部824a内(参照图31B)。由此,在变形例2中,良好地维持支承部件828对中间弯曲部件700的支承状态,并且使中间弯曲部件700嵌合于第1凹部824a内。然后,通过使冲模822进一步向冲头826侧移动,由此通过冲模822以及冲头826对中间弯曲部件700进行修整(参照图31C以及图31D)。
此外,如上述那样,在上述变形例2中构成为,通过修整用衬垫832以及支承部件828对中间弯曲部件700的顶板702进行夹持,并且将中间弯曲部件700的上部嵌入到第1凹部824a内。因此,修整用衬垫832向装置下侧的载荷被设定得低于支承部件828向装置上侧的载荷,随着冲模822向装置下侧的移动,修整用衬垫832相对于冲模822以收缩的方式相对移动。另外,如图32A~图32D所示,在上述变形例2中,也可以使支承部件828的形状成为与变形例1的支承部件828相同的形状。即,也可以在通过支承部件828从装置下侧支承顶板702的宽度方向中央部的同时通过支承部件828与修整用衬垫832对中间弯曲部件700的顶板702进行夹持。
(本实施方式的作用以及效果、各种参数的优选值等)
接下来,对本实施方式的作用以及效果、各种参数的优选值等进行说明。
如上所述,在本实施方式的第1工序中,在通过制造装置500形成临时弯曲部件501的纵壁501a、501b的期间,原材料金属板601中成型为顶板501c的部分由衬垫503与冲头504进行加压以及夹持。因此,只要加压力足够,则原材料金属板601中形成为顶板501c的部分在成型过程中就不会在其厚度方向上变形,能够抑制该部分产生褶皱。另外,原材料金属板601中成型为凸缘501d、501e的部分也由压料圈505与冲模502进行加压以及夹持,因此只要加压力足够,则原材料金属板601中要形成为凸缘501d、501e的部分就不会在其厚度方向上变形,能够抑制该部分产生褶皱。
但是,在上述加压力不足的情况下,无法防止原材料金属板601在其厚度方向上变形,在原材料金属板601中成型为顶板501c的部分、成型为凸缘501d、501e的部分会产生褶皱。在通过图5~图6D所以示的帽形截面部件的制造装置500,对在成为汽车车身的骨架的构造部件(例如前纵梁)中一般使用的板厚为0.8mm以上3.2mm以下、并且抗拉强度为200MPa以上1960MPa以下的钢板进行成型的情况下,上述加压力优选为0.1MPa以上。
图33A表示在临时弯曲部件501的纵壁501a、501b上产生的应力。另外,图33B以及图33C表示在临时弯曲部件501的纵壁501a、501b上产生的剪切褶皱W。
如图33A所示,可知在对临时弯曲部件501的纵壁501a、501b进行成型时,原材料金属板601中成型为纵壁501a、501b的部分伴随有以剪切变形为主体的变形。通过伴随有以剪切变形为主体的变形地对临时弯曲部件501的纵壁501a、501b进行成型,由此能够抑制纵壁501a、501b的板厚比原材料金属板601的板厚减少。由此,能够抑制在纵壁501a、501b上产生褶皱、裂纹。
另外,在对纵壁501a、501b进行成型的期间,原材料金属板601中成型为纵壁501a、501b的部分在剪断变形的最小主应变方向上压缩变形。因此,当冲模602与冲头604之间的间隙变大时,如图33B以及图33C所示,在临时弯曲部件501的纵壁501a、501b上产生剪切褶皱W。为了抑制该剪切褶皱W,有效的方法是:在对纵壁501a、501b进行成型的期间,减小冲模602与冲头604之间的间隙,而使该间隙接近原材料金属板601的板厚。
如图34A~图34D所示,纵壁501a、501b与顶板501c所成的内角θ,只要设为90°以上以便在成型时不会成为模具的负角即可,但当与90°相比过于大时,成型初期的间隙变大,因此为90°以上且更接近90°的角度较有利。另外,当通过在成为汽车车身的骨架的构造部件中一般使用的、板厚:0.8mm以上3.2mm以下、抗拉强度:200MPa以上1960MPa以下的钢板,对纵壁501a、501b的高度为200mm以下的部件进行成型的情况下,优选顶板501c与纵壁501a、501b所成的内角为90°以上并且92°以下,并且优选在纵壁501a、501b的成型完成时形成为纵壁501a、501b的部分处的冲模502与冲头504之间隙b为,原材料金属板601的板厚的100%以上120%以下。
接下来,使用图35所示的表来说明将(1)纵壁501a、501b与顶板501c所成的角度、(2)模具间隙(相对于一定的间隙b来变更板厚t)、(3)施加于衬垫503的压力(衬垫压力)、(4)施加于压料圈505的压力(支架压力)、(5)材料的抗拉强度作为参数,对在临时弯曲部件501上是否产生褶皱进行验证的验证结果。
另外,图36A是表示临时弯曲部件501的立体图,图36B是从上方观察图36A的临时弯曲部件501的俯视图,图36C是图36A的临时弯曲部件501的侧视图,图36D是表示沿图36C所示的D-D线剖切的临时弯曲部件501的截面的截面图。并且,图37是模具的截面图。
而且,如图36D所示那样,图35所示的表中的角度θ,是纵壁501a、501b与顶板501c所成的内角θ。并且,如图37所示那样,图35所示的表中的间隙b,是衬垫503与冲头504之间、冲模502与冲头504之间、冲模502与压料圈505之间的间隙。
图35所示的表中的例1~19均是通过本实施方式的第1工序进行了成型的一例,表中的被赋予圆形记号的“产生褶皱”表示产生了被容许的程度的褶皱的情况,被赋予双重圆形记号的“未产生”表示未产生褶皱的情况。另外,(1)No.1~5是变更了纵壁501a、501b与顶板501c所成的角度的情况下的事例,(2)No.6~9是相对于模具间隙、更详细地说是相对于一定的间隙b变更了板厚t的情况下的事例,(3)No.10~13是变更了施加于衬垫503的压力(衬垫压力)的情况下的事例,(4)No.14~16是变更了施加于压料圈505的压力(支架压力)的情况下的事例,(5)No.17~19是变更了材料的抗拉强度的情况下的事例。对在各个例中所制造的弯曲部件上是否产生褶皱进行了验证。
如上述表所示那样,可知在进行了验证的参数的范围内,在临时弯曲部件501上未产生作为产品所不容许的褶皱。通过以上,根据本实施方式的第1工序,能够良好地成型临时弯曲部件501。
另外,在第2工序中,在弯曲拉伸工序中使冲模711下降,由此将临时弯曲部件120的长度方向一侧的纵壁124a、124b向装置下侧弯曲拉伸,对中间弯曲部件700的纵壁704a-1、704b-1进行成型。而且,在弯曲拉伸工序之后的弯曲返回工序中,通过使支架714上升,由此将临时弯曲部件120的长度方向另一侧的纵壁124a、124b向装置上侧弯曲返回,对中间弯曲部件700的纵壁704a-2、704b-2进行成型。由此,能够抑制中间弯曲部件700的纵壁704a、704b产生裂纹、褶皱等,并且能够变更临时弯曲部件120的纵壁124a、124b的高度尺寸。
以下,关于这一点,与同时进行弯曲拉伸工序与弯曲返回工序的比较例进行比较来说明。在该比较例中,由于同时进行弯曲拉伸工序与弯曲返回工序,因此支架714与制造装置710的冲模711的下降同时地上升。因此,如图20所示,可能会在中间弯曲部件700的纵壁704a(704b)的长度方向中间部(具体而言是纵壁704a-1与纵壁704a-2的边界部分,并且是由图20的双点划线C包围的部位)产生裂纹。换句话说,在704a(704b)的长度方向中间部,在长度方向一侧向装置下侧弯曲拉伸,并且在长度方向另一侧向装置上侧弯曲返回。因此,在纵壁704a(704b)的长度方向中间部,同时进行使纵壁704a(704b)向相反方向变形的弯曲拉伸与弯曲返回。由此,可能会在纵壁704a(704b)的长度方向中间部产生裂纹。
与此相对,在本实施方式的第2工序中,在弯曲拉伸工序之后进行弯曲返回工序。因此,在纵壁704a(704b)的长度方向中间部抑制了同时进行使纵壁704a(704b)向相反方向变形的弯曲拉伸与弯曲返回的情况。由此,能够抑制在纵壁704a(704b)的长度方向中间部产生裂纹。特别是,如上述那样,在使原材料金属板601中与临时弯曲部件120的纵壁124a、124b对应的部分剪切变形而成型临时弯曲部件120的第1工序中,纵壁124a、124b的高度尺寸在临时弯曲部件120的长度方向上形成为大致一定。由此,即使在根据帽形截面部件的各种规格而帽形截面部件的高度尺寸在长度方向上不同的情况下,通过上述第2工序对中间弯曲部件700进行成型,由此对上述各种规格也能够有效地应对。
并且,在第2工序中,对在顶板122的外表面侧具有凸起地弯曲的凸状弯曲部122a的临时弯曲部件120,在弯曲拉伸工序之后进行弯曲返回工序,由此将中间弯曲部件700成型。因此,与在弯曲返回工序之后进行弯曲拉伸工序的情况相比,能够抑制中间弯曲部件700的长度方向中间部产生裂纹、褶皱等。即,在先进行弯曲返回工序的情况下,凸缘706a-2从成型前的位置向上侧移动,由此使凸缘706a-1与凸缘706a-2的边界部分被向上侧拉伸。而且,若在该状态下进行弯曲拉伸工序,则被向上侧拉伸的凸缘706a-1与凸缘706a-2的边界部分被弯曲拉伸,因此可能会在凸缘706a-1与凸缘706a-2的边界部分产生裂纹等。
与此相对,当在中间弯曲部件700的成型时先进行弯曲拉伸工序时,以凸缘706a-2的材料聚集于凸缘706a-1与凸缘706a-2的边界侧的方式进行作用。然后,当在该状态下进行弯曲返回工序时,以将聚集于该边界侧的材料拉入的方式使凸缘706a-2从成型前的位置向上侧移动。其结果,能够抑制在凸缘706a-1与凸缘706a-2的边界部分产生裂纹、褶皱等。特别是,在中间弯曲部件700中,在侧视时凸缘706a、706b与凸状弯曲部702a对应地弯曲,因此能够对容易产生裂纹、褶皱的该弯曲部的周边抑制裂纹、褶皱的产生,并且能够变更中间弯曲部件700的高度。
另外,在经过了第2工序的中间弯曲部件700中,通过弯曲拉伸工序被弯曲拉伸的纵壁704a-1与在弯曲返回工序中被弯曲返回的纵壁704a-2,在中间弯曲部件700的长度方向上邻接。并且,在弯曲拉伸工序中,纵壁124a、124b的弯曲拉伸量被设定为随着朝向临时弯曲部件120的长度方向一侧而变大,在弯曲返回工序中,纵壁124a、124b的弯曲返回量被设定为随着朝向临时弯曲部件120的长度方向另一侧而变大。因此,能够在中间弯曲部件700的整个长度方向上连续地变更中间弯曲部件700(纵壁704)的高度尺寸。
另外,在本实施方式的第3工序中,通过制造装置820对中间弯曲部件700进行修整而对完成弯曲部件800进行成型。而且,在制造装置820中设置有从冲头826向装置上侧伸长的支承部件828,通过支承部件828支承中间弯曲部件700的顶板702的内表面。由此,在将产生了回弹的中间弯曲部件700设置于制造装置820(支承部件828)时,由于中间弯曲部件700相对于冲头826配置于装置上侧,因此能够抑制中间弯曲部件700的纵壁704a、704b抵碰于冲头826。其结果,例如能够抑制在中间弯曲部件700的纵壁704a、704b骑在冲头826的肩部的状态下将中间弯曲部件700设置于制造装置820。因此,在对中间弯曲部件700进行修整时,能够将中间弯曲部件700相对于制造装置820以(标准的姿势)配置在标准的位置。
并且,冲模822的第1凹部824a的宽度尺寸W4被设定为与中间弯曲部件700的宽度尺寸W3大致相同。因此,在第3工序中,在通过冲模822与支承部件828来夹持中间弯曲部件700的顶板702时,中间弯曲部件700的上部嵌入到冲模822的第1凹部824a的内部。由此,通过中间弯曲部件700的一对纵壁704a、704b与第1凹部824a,在宽度方向上对中间弯曲部件700进行定位。即,通过因回弹所造成的影响较小的一对纵壁704a、704b的基端侧(顶板702侧)的部分与第1凹部824a,来决定中间弯曲部件700相对于冲模822的位置。因此,在进行修整成型时,能够使中间弯曲部件700相对于冲模822的位置稳定。
另外,在第3工序中,在通过冲头826以及冲模822对完成弯曲部件800的第2纵壁808a、808b进行成型时,中间弯曲部件700的凸缘706a、706b被开放。因此,在制造装置820中,无需设置对中间弯曲部件700的凸缘706a、706b进行推压的支架。由此,能够使制造装置820成为简易的构成。
并且,在第3工序的制造装置820中,支承部件828的支承部828a的宽度尺寸被设定为与中间弯曲部件700的内表面侧的宽度尺寸大致相同。因此,在通过支承部828a支承中间弯曲部件700的顶板702时,支承部828a的宽度方向两端部抵接于中间弯曲部件700的纵壁704a、704b。由此,能够限制中间弯曲部件700相对于支承部件828向宽度方向的移动,并且能够使中间弯曲部件700的上部嵌入于冲模822的第1凹部824a。
此外,在本实施方式中,在第2工序中,在对临时弯曲部件120的长度方向一侧的纵壁124a、124b进行了弯曲拉伸之后,对长度方向另一侧的纵壁124a、124b进行弯曲返回。即,在第2工序中构成为,在弯曲拉伸工序之后进行弯曲返回工序。也可以代替该情况,而是根据临时弯曲部件的形态来更换第2工序中的弯曲拉伸工序与弯曲返回工序的顺序。关于这一点,以通过第2工序将作为“临时成型品”的临时弯曲部件130(参照图15A~图15D)成型为中间弯曲部件720的情况为例进行说明。
首先,对中间弯曲部件720的构成进行说明。在图38中侧视地图示了中间弯曲部件720。如该图所示,中间弯曲部件720形成为与临时弯曲部件130相同地呈长条状的截面帽形状。即,中间弯曲部件720构成为,包括沿长度方向延伸的顶板722、从顶板722的宽度方向两端的棱线723向下侧(顶板722的板厚方向的一侧)分别延伸的一对纵壁724、以及从纵壁724的下端的棱线725向顶板722的宽度方向外侧分别延伸的一对凸缘726。另外,在顶板722的长度方向中间部形成有向顶板722的内表面侧(板厚方向的一侧)凸起地弯曲成弧状的凹状弯曲部722a。
而且,中间弯曲部件720的(纵壁724)的高度尺寸被设定为与临时弯曲部件130(纵壁134a、134b)的高度尺寸不同的尺寸。具体而言,中间弯曲部件720中的长度方向一侧的部分(详细地说,是相对于凹状弯曲部722a靠图38的箭头A方向侧的部分)的高度尺寸被设定为随着朝向长度方向一侧而变大。更详细地说中间弯曲部件720的长度方向一侧的凸缘726-1以相对于临时弯曲部件130的凸缘136a(136b)(参照图38中用双点划线表示的凸缘136a)随着朝向中间弯曲部件720的长度方向一侧而朝下侧(从顶板722分离的方向)离开的方式倾斜。由此,与凸缘726-1连接的纵壁724-1的高度被设定为比临时弯曲部件130的纵壁134a(134b)的高度高。
另一方面,中间弯曲部件720中的长度方向另一侧的部分(详细地说,是相对于凹状弯曲部722a靠图38的箭头B方向侧的部分)的高度尺寸被设定为随着朝向长度方向另一侧而变小。更详细地说中间弯曲部件720的长度方向另一侧的凸缘726-2以相对于临时弯曲部件130的凸缘136a(136b)(参照在图38中用双点划线表示的凸缘136a)对随着朝向中间弯曲部件720的长度方向另一侧而朝上侧(接近顶板722的方向)靠近的方式倾斜。由此,与凸缘726-2连接的纵壁724-2的高度被设定为比临时弯曲部件130的纵壁134a(134b)的高度低。
这里,虽然省略图示,在对中间弯曲部件720进行成型的第2工序中,在弯曲返回工序中,通过使支架上升,使得临时弯曲部件130的长度方向另一侧的纵壁134a(134b)向装置上侧弯曲返回,对中间弯曲部件720的纵壁724-2进行成型。而且,在弯曲返回工序之后的弯曲拉伸工序中,通过使冲模下降,使得临时弯曲部件130的长度方向一侧的纵壁134a(134b)向装置下侧弯曲拉伸,对中间弯曲部件720的纵壁724-1进行成型。因此,抑制了在纵壁724的长度方向中间部(纵壁724-1与纵壁724-2的边界部分)同时进行使纵壁724向相反方向变形的弯曲拉伸与弯曲返回。由此,能够抑制中间弯曲部件720的纵壁724产生裂纹、褶皱等,并且能够变更临时弯曲部件130的纵壁134a、134b的高度尺寸。
并且,在对中间弯曲部件720进行成型的第2工序中,由于在弯曲返回工序之后进行弯曲拉伸工序,因此与在弯曲拉伸工序之后进行弯曲返回工序的情况相比,能够抑制中间弯曲部件720的长度方向中间部产生裂纹、褶皱等。即,在对中间弯曲部件720进行成型的第2工序中,在先进行弯曲拉伸工序的情况下,凸缘726-1从成型前的位置向下侧移动,使得凸缘726-1与凸缘726-2的边界部分被向下侧拉伸。而且,在临时弯曲部件130中,由于凹状弯曲部132a向顶板132的内表面侧凸起地弯曲,因此凸缘136的与凹状弯曲部132a对应的部分被向临时弯曲部件130的长度方向外侧拉伸。因此,在对中间弯曲部件720进行成型的第2工序中,若先进行弯曲拉伸工序,则在弯曲拉伸工序时,可能会在凸缘726-1与凸缘726-2的边界部产生裂纹等。
与此相对,在对中间弯曲部件720进行成型的第2工序中,通过先进行弯曲返回工序,能够在凸缘726-1与凸缘726-2的边界部抑制裂纹的产生,并且产生松弛。即,在对于临时弯曲部件130的弯曲返回工序中,以凸缘726-2的材料聚集于凸缘726-1与凸缘726-2的边界侧的方式发挥作用。而且,通过在弯曲返回工序后进行弯曲拉伸工序,能够将上述松弛向中间弯曲部件720的长度方向拉伸。其结果,能够抑制在凸缘726-1与凸缘726-2的边界部分产生裂纹、褶皱等。
这样,在对中间弯曲部件进行成型的第2工序中,根据临时弯曲部件的形态(形成于顶板的弯曲部的弯曲方向),适当地更换弯曲拉伸工序与弯曲返回工序的顺序,能够对于临时弯曲部件的各种形态抑制中间弯曲部件中的裂纹等,并且能够变更临时弯曲部件的高度。
另外,在本实施方式中,在第2工序中的弯曲返回工序中,通过使支架714向装置上侧移动(上升),由此对中间弯曲部件700的长度方向另一侧的纵壁704a-2、704b-2以及凸缘706a-2、706b-2进行成型。也可以取代于此,将支架714构成为不能移动,并使冲模711、衬垫712、以及冲头713相对于支架714向装置下侧相对移动,来成型中间弯曲部件700的长度方向另一侧的纵壁704a-2、704b-2以及凸缘706a-2、706b-2。以下,关于这种情况,使用图39~图40进行说明。
此时,如图39所示,冲头713连结于移动装置717,通过该移动装置717进行工作,使得冲头713能够沿装置上下方向移动。另一方面,支架714(参照图40)构成为不能相对于未图示的下模相对移动。
而且,在第2工序中的加压夹持工序以及弯曲拉伸工序中,与本实施方式相同地进行。即,如图39所示,在第2工序中的加压夹持工序中,使衬垫712向装置下侧(冲头713侧)移动,利用衬垫712以及冲头713加压以及夹持顶板122。然后,在第2工序中的弯曲拉伸工序中,如图39的双点划线所示,伴随着冲模711的下降,冲模711的长度方向一侧的下表面抵接于临时弯曲部件120的长度方向一侧的凸缘126a、126b的上表面(参照图39中用双点划线表示的冲模711-1),将凸缘126a、126b向装置下侧推压。由此,临时弯曲部件120的纵壁124a、124b与凸缘126a、126b之间的棱线129a、129b逐渐向装置下侧(从顶板122分离的方向侧)移动,并且临时弯曲部件120的长度方向一侧的凸缘126a、126b一边追随于冲模711的下表面一边向装置下侧移动。然后,通过冲头713的凸缘成型部713a以及冲模711(参照图39中用双点划线表示的冲模711-2)加压以及夹持临时弯曲部件120的凸缘126a、126b,形成中间弯曲部件700的凸缘706a-1、706b-1(参照图39中用双点划线表示的凸缘706a-1、706b-1)。
另一方面,在弯曲拉伸工序中,在冲模711与冲头713的凸缘成型部713a对临时弯曲部件120的凸缘126a、126b进行加压夹持的状态下,冲模711相对于临时弯曲部件120的长度方向另一侧的凸缘126a、126b向装置上侧分离地配置(参照图40中用双点划线表示的冲模711)。
而且,在第2工序中的弯曲返回工序中,使冲模711、衬垫712、以及冲头713相对于支架714向装置下侧相对地移动,对中间弯曲部件700的长度方向另一侧的纵壁704a-2、704b-2以及凸缘706a-2、706b-2进行成型。具体而言,维持衬垫712以及冲头713对临时弯曲部件120的顶板122的加压夹持状态,并且使冲模711、衬垫712、以及冲头713向装置下侧(支架714侧)移动。换言之,支架714相对于冲模711、衬垫712、冲头713、以及临时弯曲部件120向冲模711(衬垫712)侧相对移动。由此,临时弯曲部件120的长度方向另一侧的凸缘126a、126b的下表面抵接于支架714的上表面(参照在图40中用双点划线表示的凸缘126a、126b),凸缘126a、126b被支架714向装置上侧推压。由此,临时弯曲部件120的长度方向另一侧的纵壁124a、124b与凸缘126a、126b之间的棱线129a、129b逐渐向装置上侧(接近顶板122的方向侧)移动,并且临时弯曲部件120的长度方向另一侧的凸缘126a、126b一边追随于支架714的上表面一边向装置上侧移动。
然后,如图41所示,在冲模711、衬垫712、以及冲头713到达行程终点的位置时,利用支架714以及冲模711加压以及夹持临时弯曲部件120的凸缘126a、126b,对中间弯曲部件700的凸缘706a-2、706b-2进行成型。通过以上,在将支架714构成为不能移动的情况下,使冲模711、衬垫712、以及冲头713相对于支架714向装置下侧相对移动,由此能够对中间弯曲部件700的长度方向另一侧的纵壁704a-2、704b-2以及凸缘706a-2、706b-2进行成型。
由此,本公开的弯曲返回工序中的“设于冲头的宽度方向两侧的支架相对于临时成型品向衬垫侧相对移动”,包含通过使衬垫712以及冲头713向支架714侧移动而使支架714相对于临时弯曲部件120向衬垫712侧(冲模711侧)相对移动的情况。
另外,在本实施方式中,在中间弯曲部件700中,通过弯曲拉伸工序弯曲拉伸后的纵壁704a-1与在弯曲返回工序中被弯曲返回的纵壁704a-2,在中间弯曲部件700的长度方向上邻接。即,在第2工序中,在中间弯曲部件700的整个长度方向上“连续地”变更了中间弯曲部件700(纵壁704)的高度尺寸。换言之,变更了中间弯曲部件700(纵壁704)的整体的高度。也可以取代于此,使通过弯曲拉伸工序弯曲拉伸后的纵壁704a-1与在弯曲返回工序中被弯曲返回的纵壁704a-2在中间弯曲部件700的长度方向上分离。即,也可以在中间弯曲部件700的整个长度方向上“断续地”变更中间弯曲部件700(纵壁704)的高度尺寸。换言之,也可以局部地变更中间弯曲部件700(纵壁704)的高度。例如,如图20所示,可以通过弯曲拉伸工序对纵壁704的除了长度方向中间部(与凸状弯曲部702a连接的部分,并且是在图20中由阴影表示的部分)的长度方向一侧的纵壁704a-1进行弯曲拉伸,并通过弯曲返回工序对纵壁704的除了长度方向中间部的长度方向另一侧的纵壁704a-2进行弯曲返回。而且,此时,在第2工序中,也可以同时进行弯曲拉伸工序与弯曲返回工序。
即,在使中间弯曲部件700(纵壁704)的高度尺寸相对于中间弯曲部件700的整个长度方向“断续地”变更的情况下,如上述那样,被弯曲拉伸的纵壁704a-1与被弯曲返回的纵壁704a-2经由纵壁704的长度方向中间部在长度方向上分离。因此,即使同时进行弯曲拉伸工序以及弯曲返回工序,也可通过纵壁704的长度方向中间部来抑制弯曲返回工序对纵壁704a-1的影响,并且通过纵壁704的长度方向中间部来抑制弯曲拉伸工序对纵壁704a-2的影响。由此,通过使被弯曲拉伸的纵壁704a-1与被弯曲返回的纵壁704a-2在中间弯曲部件700的长度方向上分离,由此即使同时进行弯曲拉伸工序与弯曲返回工序,也能够抑制纵壁704的长度方向中间部产生裂纹等。
另外,为了提高本实施方式的第2工序以及第3工序中的弯曲部件相对于冲模以及冲头的定位精度,也可以在冲头、支承部件上设置定位销。例如,若使用第3工序进行说明,可以在支承部件828的支承部828a上设置向装置上侧突出的定位销,并且在中间弯曲部件700的顶板702上形成供该定位销插入的定位孔。此时,例如,在第1工序的前工序中,通过对原材料金属板实施预加工来形成定位孔,并且在冲模822上形成避免与定位销干扰的凹部。
另外,为了提高中间弯曲部件700相对于冲模822以及冲头826的长度方向的定位精度,例如也可以在支承部件828上设置与顶板702的长度方向两端抵接的引导销、与纵壁704a、704b的长度方向两端抵接的引导壁。
另外,在本实施方式的第3工序所使用的制造装置820中,支承部件828沿着中间弯曲部件700的长度方向延伸,以便遍及长度方向而连续地支承中间弯曲部件700的顶板702,但也可以构成为,将支承部件828分割而通过支承部件828断续地支承中间弯曲部件700的顶板702。例如,也可以构成为,通过支承部件828支承顶板702的长度方向两端部以及长度方向中间部。
另外,在本实施方式的第3工序所使用的制造装置820中,形成于冲模822的成型凹部824包含第1凹部824a与第2凹部824b而构成。即,成型凹部824由两个凹部构成。也可以代替该情况,而通过三个以上的凹部来构成成型凹部824。例如,也可以在第2凹部824b的开口侧形成宽度尺寸比第2凹部824b的宽度尺寸大的第3凹部。此时,与成型凹部824对应地适当变更冲头826的外形形状。
另外,在本实施方式的帽形截面部件的制造方法中,经由第1工序~第3工序成型了作为帽形截面部件的完成弯曲部件,但在中间弯曲部件的尺寸精度相对较高的情况下,也可以省略帽形截面部件的制造方法中的第3工序。此时,中间弯曲部件成为完成品。
另外,在上述的说明中,说明了将钢板用作原材料金属板的例子,但原材料金属板的材料并不限定于此。例如,也可以使用铝、钛、不锈钢、非晶体等的复合材料等作为原材料金属板。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述内容,在不脱离其主旨的范围内,当然能够在上述内容以外进行各种变形而实施。
另外,2014年12月22日提交的日本专利申请2014-259102号的公开内容全部通过参照而援用于本说明书。
(备注)
第1方式的帽形截面部件的制造方法,具备:夹持工序,将冲压成型为帽形截面形状的长条状的临时成型品中的一对纵壁配置于冲头的宽度方向外侧,并且利用上述冲头与衬垫来夹持上述临时成型品的顶板;弯曲拉伸工序,在上述夹持工序之后,设于上述衬垫的宽度方向两侧的冲模相对于上述临时成型品向上述冲头侧相对移动,利用上述冲模将上述临时成型品的长度方向一侧的上述纵壁向与上述顶板相反的一侧进行弯曲拉伸;以及弯曲返回工序,在上述夹持工序之后,设于上述冲头的宽度方向两侧的支架相对于上述临时成型品向上述衬垫侧相对移动,利用上述支架将上述临时成型品的长度方向另一侧的上述纵壁向上述顶板侧进行弯曲返回。
另外,优选为,上述临时成型品成为具有在侧视时向上述顶板的外表面侧凸起的弯曲部的弯曲部件,在上述弯曲拉伸工序中,对相对于上述弯曲部为长度方向一侧的上述纵壁进行弯曲拉伸,在上述弯曲返回工序中,对相对于上述弯曲部为长度方向另一侧的上述纵壁进行弯曲返回,在上述弯曲拉伸工序之后进行上述弯曲返回工序。
另外,优选为,上述临时成型品成为具有在侧视时向上述顶板的内表面侧凸起的弯曲部的弯曲部件,在上述弯曲拉伸工序中,对相对于上述弯曲部为长度方向一侧的上述纵壁进行弯曲拉伸,在上述弯曲返回工序中,对相对于上述弯曲部为长度方向另一侧的上述纵壁进行弯曲返回,在上述弯曲返回工序之后进行上述弯曲拉伸工序。
另外,优选为,通过上述弯曲拉伸工序拉伸后的上述纵壁的部分与在上述弯曲返回工序中弯曲返回了的上述纵壁的部分在上述帽形截面部件的长度方向上邻接,在上述弯曲拉伸工序中,对于上述纵壁的弯曲拉伸量被设定为,随着朝向上述临时成型品的长度方向一侧而变大,在上述弯曲返回工序中,对于上述纵壁的弯曲返回量被设定为,随着朝向临时成型品的长度方向另一侧而变大。
另外,优选为,在对上述临时成型品进行成型的临时成型工序中,利用临时成型用冲头与临时成型用衬垫夹持金属板的中央部分而成为向上下弯曲的金属板,利用设于上述临时成型用冲头的宽度方向两侧的临时成型用支架和临时成型用冲模对上述金属板的两侧部分进行夹持,通过使上述临时成型用冲头以及上述临时成型用衬垫、与上述临时成型用支架以及上述临时成型用冲模上下相对移动,由此对上述临时成型品进行成型。
另外,优选为,上述临时成型品由板厚为0.8~3.2mm并且抗拉强度为200~1960MPa的钢板构成。
另外,优选为,具备对经过了上述弯曲拉伸工序以及上述弯曲返回工序的帽形截面部件进行修整的修整工序,在上述修整工序中,在相互对置地配置的修整用冲头与修整用冲模之间配置上述帽形截面部件,利用从上述修整用冲头向上述修整用冲模侧伸长的支承部件,从上述修整用冲头侧支承上述帽形截面部件的顶板,在构成形成于上述修整用冲模且向上述修整用冲头侧开放的成型凹部的顶面侧的第1凹部的内部,收容上述顶板,而通过上述支承部件与上述修整用冲模来夹持上述顶板,并且通过上述帽形截面部件的一对纵壁与上述第1凹部,将上述帽形截面部件在宽度方向上进行定位,使上述修整用冲头向构成上述成型凹部的开口侧且宽度尺寸设定得比上述第1凹部的宽度尺寸大的第2凹部的内部插入,通过上述修整用冲头与上述修整用冲模对上述帽形截面部件进行修整。
另外,优选为,在上述修整工序中,在构成上述帽形截面部件的宽度方向两端部的凸缘被开放的状态下,通过上述修整用冲头与上述修整用冲模对上述帽形截面部件进行修整。
优选为,在上述修整工序中,将构成上述修整用冲模的一部分的修整用衬垫配置成向上述修整用冲头侧伸长,使由上述支承部件支承的上述帽形截面部件的上述顶板,在由上述修整用衬垫与上述支承部件夹持的同时收纳于上述第1凹部的内部。
优选为,使用与上述帽形截面部件中的一对上述纵壁抵接的上述支承部件。
第2方式的帽形截面部件的制造方法,具备:弯曲拉伸工序,利用冲头与衬垫对冲压成型为帽形截面形状的长条状的临时成型品的顶板进行夹持,使与上述冲头对置地配置的冲模向上述冲头侧相对移动,利用上述冲模将上述临时成型品的长度方向一侧的纵壁向与上述顶板相反的一侧进行弯曲拉伸;以及弯曲返回工序,在对上述纵壁进行弯曲拉伸之后,使设于上述冲头的宽度方向两侧的支架向上述冲模侧相对移动,利用上述支架将上述临时成型品的长度方向另一侧的纵壁向上述顶板侧进行弯曲返回。
另外,优选为,上述临时成型品成为具有在侧视时向上述顶板的外表面侧或者内表面侧凸起的弯曲部的弯曲部件,在上述弯曲拉伸工序中,对相对于上述弯曲部为长度方向一侧的上述纵壁进行弯曲拉伸,在上述弯曲返回工序中,对相对于上述弯曲部为长度方向另一侧的上述纵壁进行弯曲返回。
Claims (11)
1.一种帽形截面部件的制造方法,具备夹持工序,该夹持工序将冲压成型为帽形截面形状的长条状的临时成型品中的一对纵壁配置于冲头的宽度方向外侧,并且利用上述冲头与衬垫夹持上述临时成型品的顶板,该帽形截面部件的制造方法的特征在于,
还具备:
弯曲拉伸工序,在上述夹持工序之后,设于上述衬垫的宽度方向两侧的冲模相对于上述临时成型品向上述冲头侧相对移动,从而利用上述冲模将上述临时成型品的长度方向一侧的上述纵壁向与上述顶板相反的一侧弯曲拉伸;以及
弯曲返回工序,在上述夹持工序之后,设于上述冲头的宽度方向两侧的支架相对于上述临时成型品向上述衬垫侧相对移动,从而利用上述支架将上述临时成型品的长度方向另一侧的上述纵壁向上述顶板侧弯曲返回。
2.如权利要求1所述的帽形截面部件的制造方法,其中,
上述临时成型品成为具有在侧视时向上述顶板的外表面侧凸起的弯曲部的弯曲部件,
在上述弯曲拉伸工序中,对相对于上述弯曲部为长度方向一侧的上述纵壁进行弯曲拉伸,
在上述弯曲返回工序中,对相对于上述弯曲部为长度方向另一侧的上述纵壁进行弯曲返回,
在上述弯曲拉伸工序之后进行上述弯曲返回工序。
3.如权利要求1所述的帽形截面部件的制造方法,其中,
上述临时成型品成为具有在侧视时向上述顶板的内表面侧凸起的弯曲部的弯曲部件,
在上述弯曲拉伸工序中,对相对于上述弯曲部为长度方向一侧的上述纵壁进行弯曲拉伸,
在上述弯曲返回工序中,对相对于上述弯曲部为长度方向另一侧的上述纵壁进行弯曲返回,
在上述弯曲返回工序之后进行上述弯曲拉伸工序。
4.如权利要求2所述的帽形截面部件的制造方法,其中,
通过上述弯曲拉伸工序拉伸的上述纵壁的部分与在上述弯曲返回工序中弯曲返回的上述纵壁的部分在上述帽形截面部件的长度方向上邻接,
在上述弯曲拉伸工序中,对于上述纵壁的弯曲拉伸量被设定为,随着朝向上述临时成型品的长度方向一侧而变大,
在上述弯曲返回工序中,对于上述纵壁的弯曲返回量被设定为,随着朝向临时成型品的长度方向另一侧而变大。
5.如权利要求3所述的帽形截面部件的制造方法,其中,
通过上述弯曲拉伸工序拉伸的上述纵壁的部分与在上述弯曲返回工序中弯曲返回的上述纵壁的部分在上述帽形截面部件的长度方向上邻接,
在上述弯曲拉伸工序中,对于上述纵壁的弯曲拉伸量被设定为,随着朝向上述临时成型品的长度方向一侧而变大,
在上述弯曲返回工序中,对于上述纵壁的弯曲返回量被设定为,随着朝向临时成型品的长度方向另一侧而变大。
6.如权利要求1至5中任一项所述的帽形截面部件的制造方法,其中,
在对上述临时成型品进行成型的临时成型工序中,
利用临时成型用冲头与临时成型用衬垫夹持金属板的中央部分而成为向上下弯曲的金属板,
利用设于上述临时成型用冲头的宽度方向两侧的临时成型用支架和临时成型用冲模对上述金属板的两侧部分进行夹持,
通过使上述临时成型用冲头以及上述临时成型用衬垫、与上述临时成型用支架以及上述临时成型用冲模上下相对移动,由此对上述临时成型品进行成型。
7.如权利要求1至5中任一项所述的帽形截面部件的制造方法,其中,
上述临时成型品由板厚为0.8~3.2mm并且抗拉强度为200~1960MPa的钢板构成。
8.如权利要求1至5中任一项所述的帽形截面部件的制造方法,其中,
具备对经过了上述弯曲拉伸工序以及上述弯曲返回工序的帽形截面部件进行修整的修整工序,
在上述修整工序中,
在相互对置地配置的修整用冲头与修整用冲模之间配置上述帽形截面部件,利用从上述修整用冲头向上述修整用冲模侧伸长的支承部件,从上述修整用冲头侧支承上述帽形截面部件的顶板,
在构成形成于上述修整用冲模且向上述修整用冲头侧开放的成型凹部的顶面侧的第1凹部的内部,收容上述顶板,而通过上述支承部件与上述修整用冲模来夹持上述顶板,并且通过上述帽形截面部件的一对纵壁与上述第1凹部,将上述帽形截面部件在宽度方向上进行定位,
使上述修整用冲头向构成上述成型凹部的开口侧且宽度尺寸设定得比上述第1凹部的宽度尺寸大的第2凹部的内部插入,通过上述修整用冲头与上述修整用冲模对上述帽形截面部件进行修整。
9.如权利要求8所述的帽形截面部件的制造方法,其中,
在上述修整工序中,在构成上述帽形截面部件的宽度方向两端部的凸缘被开放的状态下,通过上述修整用冲头与上述修整用冲模对上述帽形截面部件进行修整。
10.如权利要求8所述的帽形截面部件的制造方法,其中,
在上述修整工序中,将构成上述修整用冲模的一部分的修整用衬垫配置成向上述修整用冲头侧伸长,使由上述支承部件支承的上述帽形截面部件的上述顶板,在由上述修整用衬垫与上述支承部件夹持的同时收纳于上述第1凹部的内部。
11.如权利要求8所述的帽形截面部件的制造方法,其中,
使用与上述帽形截面部件中的一对上述纵壁抵接的上述支承部件。
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