CN111344080A - 冲压成形装置和制造方法 - Google Patents

Abstract

冲压成形装置可以是一边将已加热的工件冷却一边对其冲压使之成形的冲压成形装置。冲压成形装置可以具有用于支承工件的第1模。冲压成形装置可以具有与第1模相对地配置的第2模。第1模可以具有冲头，该冲头具有用于成形工件的第1成形面。第1模可以具有压料板，该压料板以能够沿着从冲头的第1成形面延伸的侧面移动的方式配置，并具有支承工件的端部的支承面。第2模可以具有冲模部，该冲模部具有与第1成形面相对，并用于成形工件的第2成形面。第2模可以具有与冲模部一体地构成的修整部。修整部可以具有切割工件的端部的刃部。冲模部可以沿着第2成形面具有供用于冷却工件的制冷剂流通的流通路。

Description

冲压成形装置和制造方法

技术领域

本发明涉及冲压成形装置和制造方法。

背景技术

非专利文献1公开了如下一种制法，即，一边将已加热的工件冷却，一边对其冲压使之成形，然后使切边冲模下降，切割工件的端部。根据上述的制法，为了防止在成形途中，切边冲模比垫板先行地移动，需要在模具设置液压罐和控制液压罐的液压产生装置等反作用力产生装置。专利文献1记载了如下的技术，即，在切边冲模和压料板设置用于限制工件的姿态的限制部，以防止工件在修整前的冲压成形中与冲头侧切刃和冲模侧切刃相接触。

非专利文献1：“冲压技术2014年8月号”52卷第8号22-23页“[特集]标准化的热模压最新技术动向热冲压(热模压)模内修整制法的开发”、日刊工业新闻

专利文献1：日本特许第6256571号公报

发明内容

发明要解决的问题

在进行热冲压成形(也称作热压成形或PHS等)等冲压成形的情况下，有时在成形模设置供用于冷却工件的制冷剂流通的流通路。但是，由于有些工件的形状，有时难以在成形模设置流通路。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案的冲压成形装置可以是一边将已加热的工件冷却一边对其冲压使之成形的冲压成形装置。冲压成形装置可以具有支承工件的第1模。冲压成形装置可以具有与第1模相对地配置的第2模。第1模可以具有冲头，该冲头具有用于成形工件的第1成形面。第2模可以具有冲模部，该冲模部具有与第1成形面相对并用于成形工件的第2成形面。第2模可以具有与冲模部一体地构成的修整部。修整部可以具有切割工件的端部的刃部。冲模部可以沿着第2成形面具有供用于冷却工件的制冷剂流通的流通路。

第1模可以具有压料板，该压料板以能够沿着从冲头的第1成形面延伸的侧面移动的方式配置，并具有支承工件的端部的支承面。

修整部可以通过固定在冲模部的、从第2成形面延伸并与压料板相对的固定面，而与冲模部一体地构成。

修整部可以以能够装卸的方式固定于冲模部的固定面。

修整部可以具有突出部，该突出部具有夹持面，该夹持面与支承面相对并将工件的端部夹持在其与支承面之间，夹持面比刃部向压料板侧突出。

第2成形面可以包括用于弯折工件来成形凸缘部的台阶部。刃部可以设于与突出部的角部和台阶部相切的切线的内侧。

可以是，在压料板的支承面与突出部的夹持面之间夹持工件的端部的状态下，使冲模部和修整部朝向第1模移动，并且使压料板沿着冲头的侧面移动，从而利用第1成形面和第2成形面对工件进行冲压使之成形，在冲模部和修整部到达下死点之前，刃部对工件的端部进行切割。

可以是，本发明的一技术方案的制造方法是将已加热的工件夹在第1模与第2模之间，一边冷却该工件，一边对其冲压使之成形，从而制造冲压成形品。第1模可以具有冲头，该冲头具有用于成形工件的第1成形面。第1模可以具有压料板，该压料板以能够沿着从冲头的第1成形面延伸的侧面移动的方式配置，并具有支承工件的端部的支承面。第2模可以具有冲模部，该冲模部具有与第1成形面相对，并用于成形工件的第2成形面。第2模可以具有与冲模部一体地构成的修整部。修整部可以具有切割工件的端部的刃部。冲模部可以沿着第2成形面具有供用于冷却工件的制冷剂流通的流通路。制造方法具有如下的工序，即，在压料板与修整部之间夹持工件的端部的状态下，使冲模部和修整部朝向第1模移动，并且使压料板沿着冲头的侧面移动，从而利用第1成形面和第2成形面对工件进行冲压使之成形，在冲模部和修整部到达下死点之前，刃部对工件的端部进行切割。

此外，上述的发明内容并没有列举出本发明的全部必要特征。另外，这些特征组的子组合也能够成为发明。

附图说明

图1A是用于对热冲压模内修整制法的一个例子进行说明的图。

图1B是用于对热冲压模内修整制法的一个例子进行说明的图。

图1C是用于对热冲压模内修整制法的一个例子进行说明的图。

图1D是用于对热冲压模内修整制法的一个例子进行说明的图。

图2是使垫板的工件的凸缘部成形的部分的放大图。

图3A是用于对本实施方式的冲压成形装置进行说明的图。

图3B是用于对本实施方式的冲压成形装置进行说明的图。

图3C是用于对本实施方式的冲压成形装置进行说明的图。

图4是修整部和修整部附近的冲模部的局部的放大图。

具体实施方式

以下通过发明的实施方式来说明本发明，但以下的实施方式并不对权利要求的发明进行限定。另外，并非实施方式中所说明的特征的组合的全部内容对于发明的解决手段而言都是必须的。

在热冲压成形(也称作热压成形或PHS等)中，在冲压成形品被冷却并变为相当于1500MPa的强度之后，可以考虑切割。但是，冷却后切割的冲压成形品的切割部分的强度(硬度)和残留应力较高，有可能发生滞后断裂。为了防止这样的滞后断裂，可以考虑在冷却之前对高温状态的工件进行切割。由此，冲压成形品的强度(硬度)和残留应力变低，能够降低发生滞后断裂的可能性。

图1A、图1B、图1C以及图1D是用于对在冷却之前切割高温状态的工件的热冲压模内修整制法的一个例子进行说明的图。根据该制法，一边将已加热的工件冷却，一边对其冲压使之成形，然后使切边冲模下降，对工件的端部进行切割。

冲压成形装置具有上模10和下模30。在上模10与下模30之间配置有工件50。上模10具有冲模保持件12、切边冲模14、垫板16以及液压罐等反作用力产生装置20。垫板16具有沿着成形面16a配置并供用于冷却工件50的水等制冷剂流通的流通路19。下模30具有冲头保持件32、冲头34、压料板36以及弹簧等反作用力产生装置38。冲头34具有沿着成形面34a供用于冷却工件50的水等制冷剂流通的流通路39。

切边冲模14固定于冲模保持件12。垫板16以能够在靠近冲模保持件12的方向和远离该冲模保持件12的方向上移动的方式与反作用力产生装置20相连结。冲模保持件12保持反作用力产生装置20。

冲头34固定于冲头保持件32。压料板36借助反作用力产生装置38以能够在靠近冲头保持件32的方向和远离该冲头保持件32的方向上移动的方式与冲头保持件32相连结。

如图1B所示，已加热的工件50的端部52被夹持于切边冲模14的夹持面14a与压料板36的支承面36a之间。在该状态下，冲模保持件12受到冲压压力11向下模30侧移动。这时，垫板16受到来自反作用力产生装置20的液压17，与切边冲模14一同向下模30侧移动。由此，利用垫板16的成形面16a和冲头34的成形面34a对工件50进行冲压使之成形。

如图1C所示，当垫板16移动到下死点为止时，垫板16所受到的液压行程被调整，垫板16停留于下死点。冲模保持件12进一步受到冲压压力11向下模30侧移动。这时，仅切边冲模14相对于冲头34移动。由此，利用切边冲模14的角的刃部14b切割工件50的端部52。

根据以上那样的制法，为了防止在冲压成形的途中，切边冲模14比垫板16先行地移动，需要利用反作用力产生装置20的液压来控制垫板16的移动。但是，有可能因设置反作用力产生装置20导致成本增加。另外，有可能因具有反作用力产生装置20导致模具大型化。

图2是将由图1C的附图标记60包围的部分放大的图。在有的冲压成形品中，有时工件50的凸缘部54的宽度w比深拉成形的深度h短得多，难以确保垫板16的强度。并且，垫板16具有供用于冷却工件50的水等制冷剂流通的流通路19。通过在垫板16的内部形成流通路19，垫板16的壁厚16c进一步变薄。因而，当冲压成形品的凸缘部的宽度较窄时，有时更加难以在确保垫板16的强度的同时进行垫板16的流通路19的配置和加工。

因此，本实施方式的冲压成形装置不利用液压罐，就能够在热冲压成形的工序中进行修整。另外，能够不依赖于工件的形状地确保垫板的强度，并且在垫板配置流通路。

参照图3A、图3B、图3C以及图4，说明本实施方式的冲压成形装置。

热压成形装置一边将已加热的工件500冷却，一边对其冲压使之成形，从而制造冲压成形品。热压成形装置具有上模100和下模200作为模具。上模100为第2模的一个例子。下模200为第1模的一个例子。上模100也可以作为第1模发挥功能，下模200也可以作为第2模发挥功能。下模200支承工件500。上模100与下模200相对地配置。工件500可以是板材。坯料500可以是由硬钢、软钢、铝、钛或铜等金属材料构成的板材。

下模200具有冲头保持件202、冲头204、压料板206以及弹簧等反作用力产生装置208。冲头204具有与上模100相对并用于成形工件500的成形面204a。成形面204a为第1成形面的一个例子。压料板206以能够沿着从冲头204的成形面204a向冲头保持件202侧延伸的侧面204b移动的方式配置，压料板206具有支承工件500的端部502的支承面206a。冲头204具有沿着成形面204a配置并供用于冷却工件500的制冷剂流通的流通路209。

上模100具有冲模保持件102、冲模部104、可动垫板108以及修整部110。冲模部104固定于冲模保持件102。冲模部104具有与冲头204的成形面204a相对并用于成形工件500的成形面104a。成形面104a为第2成形面的一个例子。冲模部104具有沿着成形面104a配置并供用于冷却工件500的制冷剂流通的流通路109。可动垫板108具有供用于冷却工件500的制冷剂流通的流通路113。此外，上模100也可以不具有可动垫板108。下模200也可以不具有压料板206。

修整部110可以与冲模部104一体地构成。由此，能够抑制冲模部104的强度降低。修整部110可以通过固定在从成形面104a延伸并与压料板206相对的冲模部104的固定面104b，而与冲模部104一体地构成。修整部110可以借助螺栓130以能够装卸的方式固定于冲模部104的固定面104b。由此，能够容易地进行修整部110的更换。修整部110也可以与冲模部104物理地一体构成。修整部110也可以与冲模部104以相同的材料物理地一体构成。在此，修整部110与冲模部104一体地构成是指如下的概念，即，除了修整部110和冲模部104以同一材料物理地一体构成的形态之外，还包括如下的形态，即，修整部110和冲模部104独立地构成，并且通过螺栓紧固、粘接等使修整部110和冲模部104一体地结合。

修整部110具有用于切割工件500的端部502的刃部110a。修整部110在成形面104a侧的侧部具有刃部110a。修整部110还具有从刃部110a向压料板206侧形成高度差的突出部112。突出部112具有夹持面110b，该夹持面110b与压料板206的支承面206a相对，并将工件500的端部502夹持在其与支承面206a之间。夹持面110b比刃部110a向压料板206侧突出。突出部112的成形面204a侧的角部的截面也可以是曲线状。

如图3A所示，在压料板206的支承面206a与突出部112的夹持面110b之间夹持工件500的端部502，在将工件500的局部夹持在可动垫板108与冲头204之间的状态下，对冲模保持件102施加冲压压力111。由此，如图3B所示，冲模部104和修整部110朝向下模200移动，压料板206沿着冲头204的侧面204b移动。

工件500夹在冲模部104与冲头204之间，利用成形面204a和成形面104a冲压并成形为预先规定的形状。并且，如图3C所示，在冲模部104和修整部110到达下死点之前，刃部110a对工件500的端部502进行切割。可以在冲模部104和修整部110即将到达下死点之前，由刃部110a对工件500的端部502进行切割。此外，在上模100作为第1模发挥功能的情况下，工件500以被夹持的状态朝向作为第2模发挥功能的下模200移动，成形并被切割。

已加热的工件500一边被冲压，一边朝向冲头204的成形面204a成形。在工件500被冲压的期间，若工件500与刃部110a相接触，则刃部110a容易因与工件500的磨擦而磨耗。因此，修整部110具有突出部112，该突出部112具有比刃部110a向压料板206侧突出的夹持面110b。由此，在工件500被切割之前，工件500不易在冲压期间与刃部110a相接触。因而，能够抑制刃部110a因与工件500的磨擦而磨耗。

修整部110固定在从成形面104a延伸并与压料板206相对的冲模部104的固定面104b。修整部110不是固定于冲模保持件102，而是固定于冲模部104。由此，冲模部104的宽度并不限于冲压成形品的凸缘部的宽度。因而，能够不受冲压成形品的凸缘部的宽度的制约地在冲模部104的内部设置供水等制冷剂流通的流通路109。由此，即使设有流通路109，也能够抑制冲模部104的强度降低。

另外，根据本实施方式的冲压成形装置，不必设置用于修整部110和冲模部104的位置调整的液压罐。因而，能够使模具小型化。

如图4所示，冲模部104的成形面104a包括用于弯折工件500来成形凸缘部的台阶部104c。台阶部104c通过从成形面104a的用于成形凸缘部的终端部分立起而形成。如由附图标记612包围的部分所示，刃部110a可以设于与突出部112的角部112d和台阶部104c相切的假想的切线610的内侧。刃部110a可以设于与角部112d和台阶部104c相切的切面的内侧。此外，通过成形解析，有时如图4所示的工件500那样，得到成形解析线存在于切线的外侧的结果。在该情况下，只要刃部110a设于成形解析线的内侧，就也可以设于切线610的外侧。由此，在刃部110a切割工件500之前，能够更可靠地防止工件500与刃部110a相接触而被拖动。因而，能够更可靠地抑制刃部110a的磨耗。

以上使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所述的范围。本领域技术人员能够明确的是，能够对上述实施方式施加多种变更或改良。根据权利要求书的记载可知，施加了这样的变更或改良的方式也能够包含在本发明的技术范围内。

关于在权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、过程、步骤以及阶段等各处理的执行顺序，应该留意的是，只要没有特别明示“之前”、“预先”等，并且不是将之前的处理的输出用于之后的处理的情况，就能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，即使为了方便而使用“首先”、“接着”等进行了说明，也并不意味着必须以该顺序实施。

附图标记说明

10、上模；12、冲模保持件；14、切边冲模；14a、夹持面；14b、刃部；16、垫板；16a、成形面；16c、壁厚；19、流通路；20、反作用力产生装置；30、下模；32、冲头保持件；34、冲头；34a、成形面；36、压料板；36a、支承面；38、反作用力产生装置；39、流通路；50、工件；52、端部；54、凸缘部；100、上模；102、冲模保持件；104、冲模部；104a、成形面；104b、固定面；104c、台阶部；108、可动垫板；109、流通路；110、修整部；110a、刃部；110b、夹持面；112、突出部；112d、角部；113、流通路；130、螺栓；200、下模；202、冲头保持件；204、冲头；204a、成形面；204b、侧面；206、压料板；206a、支承面；208、反作用力产生装置；209、流通路；500、工件；502、端部；610、切线。

Claims (8)

1.一种冲压成形装置，该冲压成形装置一边将已加热的工件冷却，一边对其冲压使之成形，其中，

该冲压成形装置具有：

第1模，其支承所述工件；以及

第2模，其与所述第1模相对地配置，

所述第1模具有冲头，

该冲头具有用于使所述工件成形的第1成形面，

所述第2模具有：

冲模部，其具有与所述第1成形面相对并用于使所述工件成形的第2成形面；以及

修整部，其与所述冲模部一体地构成，

所述修整部具有用于切割所述工件的端部的刃部，

所述冲模部具有沿着所述第2成形面供用于冷却所述工件的制冷剂流通的流通路。

2.根据权利要求1所述的冲压成形装置，其中，

所述第1模还具有压料板，该压料板以能够沿着从所述冲头的所述第1成形面延伸的侧面移动的方式配置，并具有支承所述工件的所述端部的支承面。

3.根据权利要求2所述的冲压成形装置，其中，

所述修整部通过固定在所述冲模部的、从所述第2成形面延伸并与所述压料板相对的固定面，而与所述冲模部一体地构成。

4.根据权利要求3所述的冲压成形装置，其中，

所述修整部以能够装卸的方式固定于所述冲模部的所述固定面。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的冲压成形装置，其中，

所述修整部还具有突出部，该突出部具有夹持面，该夹持面与所述支承面相对并将所述工件的所述端部夹持在该夹持面与所述支承面之间，所述夹持面比所述刃部向所述压料板侧突出。

6.根据权利要求5所述的冲压成形装置，其中，

所述第2成形面包括用于弯折所述工件来成形凸缘部的台阶部，

所述刃部设于与所述突出部的角部和所述台阶部相切的切线的内侧。

7.根据权利要求5或6所述的冲压成形装置，其中，

在所述压料板的所述支承面与所述突出部的所述夹持面之间夹持所述工件的所述端部的状态下，使所述冲模部和所述修整部朝向所述第1模移动，并且使所述压料板沿着所述冲头的所述侧面移动，从而利用所述第1成形面和所述第2成形面对所述工件进行冲压使之成形，在所述冲模部和所述修整部到达下死点之前，所述刃部对所述工件的所述端部进行切割。

8.一种制造方法，其是将已加热的工件夹在第1模与第2模之间，一边冷却该工件，一边对其冲压使之成形，从而制造冲压成形品的制造方法，其中，

所述第1模具有：冲头，其具有用于使所述工件成形的第1成形面；以及压料板，其以能够沿着从所述冲头的所述第1成形面延伸的侧面移动的方式配置，并具有支承所述工件的端部的支承面，

所述第2模具有：冲模部，其具有与所述第1成形面相对并用于使所述工件成形的第2成形面；以及修整部，其与所述冲模部一体地构成，

所述修整部具有用于切割所述工件的所述端部的刃部，

所述冲模部具有沿着所述第2成形面供用于冷却所述工件的制冷剂流通的流通路，

所述制造方法具有如下的工序，即，

在所述压料板与所述修整部之间夹持所述工件的所述端部的状态下，使所述冲模部和所述修整部朝向所述第1模移动，并且使所述压料板沿着所述冲头的所述侧面移动，从而利用所述第1成形面和所述第2成形面对所述工件进行冲压使之成形，在所述冲模部和所述修整部到达下死点之前，所述刃部对所述工件的所述端部进行切割。

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