CN111372699A - 冲压成型方法 - Google Patents

Abstract

一种冲压成型方法，该冲压成型方法用于获得目标成型体(14)，该目标成型体(14)具有边缘状的棱线部(24)，并且以棱线部(24)为界在一侧具有反面(14a)且在另一侧具有正面(14b)，该冲压成型方法包括第1工序和第2工序，其中，在所述第1工序中成型具有中间棱线部(26)的中间成型体(12)，中间棱线部(26)的半径比棱线部(24)的边缘半径大；在所述第2工序中从中间成型体(12)来成型目标成型体(14)，中间成型体(12)与目标成型体(14)中的从棱线部(24)到反面(14a)的部位对应而具有第1中间正面(12a)，并且与目标成型体(14)中的从棱线部(24)到正面(14b)的部位对应而具有与第1中间正面(12a)连续的第2中间正面(12b)和与第2中间正面(12b)连续的中间反面(12c)。

Description

冲压成型方法

技术领域

本发明涉及一种在外观面(design surface)具有棱线部(ridge section)的冲压成型品的制造方法。本发明的冲压成型品被适用于汽车的发动机盖(bonnet)、侧板(sidepanel)、门板(door panel)等，例如被作为汽车车门用的外板(outer panel)来使用。

背景技术

汽车车门用外板一般通过金属板材的冲压成型来生产。外板是确定汽车的外观的部位，例如对被称为特征线条(character line)的小曲率半径的棱线部使用具有反面(negative side：凹面)和正面(positive side：凸面)的设计。这种外板(outer panel)的成型要求先进的冲压成型技术(press molding technology)。

在德国专利申请公开第102011115219号说明书中公开了一种金属板材的冲压成型方法，该方法使用第1模具对边缘部进行预备成型，并且使边缘部以外的部位成型为最终形状，接着，使用第2模具使边缘部成型为最终形状。由第1模具成型的边缘直径是最终形状的2～10倍左右的大小，通过2个阶段的深压(deep-drawing)加工成型为规定的大小。在该文献中，未公开与反面、正面有关的事项和变形的修正。

在具有反面和正面的面板等的成型中，在第1工序中产生由于弯曲导致的拉伸和压缩应力，但当在第2工序中被向与第1工序相同的方向弯曲而进一步受到拉伸和压缩应力时，在外观面上产生线条或者凹凸来作为变形。为了修正该变形有以下方法：在第2工序中按发生变形的位置对下模实施填补(填充)，在上模向下模相对移动而即将到达下死点之前，将该填补强力抵接于变形部位来对其进行矫正。另外，如果对设计没有影响，则还有时对上模实施填补。

发明内容

填补模具来对其变形进行矫正的方法除了需要丰富的经验且调整需要时间以外，还由于修正部位增多时需要较高压力载荷，因此需要较高的设备能力。

本发明考虑到能在第2工序中通过向与第1工序相反的方向弯曲来减少变形。本发明的目的在于，提供一种在具有棱线部的目标成型体的冲压成型中尽可能减少变形的发生的冲压成型方法(press forming method)。

本发明所涉及的冲压成型方法用于获取目标成型体，该目标成型体具有边缘状的棱线部，并且以棱线部为界在一侧具有反面且在另一侧具有正面，该冲压成型方法的特征在于，包括第1工序和第2工序，其中，在所述第1工序中成型具有中间棱线部的中间成型体，该中间棱线部的半径比棱线部的边缘半径大；在所述第2工序中从中间成型体来成型目标成型体。而且，中间成型体与目标成型体中的从棱线部到反面的部位对应而具有第1中间正面，并且，中间成型体与目标成型体中的从棱线部到正面的部位对应而具有与第1中间正面连续的第2中间正面和与第2中间正面连续的中间反面。

根据上述冲压成型方法，组合了第1工序和第2工序以抵消由于弯曲而导致的拉伸和压缩应力，因此能够将变形的发生部位抑制在最小限度。因此，能够减少模具的填补位置，缩短实现模具精度所需的时间。

在上述冲压成型方法中，优选为，目标成型体和中间成型体在中间棱线部的两侧具有形状一致的区域，在将目标成型体和中间成型体重叠的情况下，中间成型体的顶点位于比目标成型体的顶点靠冲压行程方向(press stroke direction)的下方的位置。据此，在第2工序中以成型深度增大的方式使中间成型体进行塑性变形，因此，能够使目标成型体的形状稳定化。

另外，优选为，在如上述那样重叠的状态下，第2中间正面与正面交叉。据此，在第2工序中能够使中间成型体以适度的伸长率进行变形。

本发明所涉及的冲压成型方法组合了第1工序和第2工序以抵消由于弯曲而导致的拉伸和压缩应力，因此减少了变形的发生。即使在修正变形的情况下也不需要高精度的设备。

附图说明

图1是涉及用于说明本发明的基本概念的第1工序的概略图。

图2是涉及用于说明本发明基本概念的第2工序的概略图。

图3是用于说明本发明基本概念的将中间成型体和目标成型体重叠的图。

图4是实施方式所适用的汽车的发动机盖的概略图。

图5A是表示实施方式中的中间成型体的图，图5B是表示实施方式中的目标成型体的图，图5C表示使中间成型体和目标成型体重叠的状态的图。

图6是表示实施方式的第2工序中的初始状态的图。

图7是表示实施方式的第2工序中的第1动作状态的图。

图8是表示实施方式的第2工序中的第2动作状态的图。

具体实施方式

首先，下面一边参照图1～3一边对本发明所涉及的冲压成型方法的基本概念进行说明。

本发明被适用于汽车的发动机盖、侧板、门板等。如图1～3所示，通过在2个阶段对由钢或者铝合金构成的板材10进行冲压成型来得到目标成型体14。即，通过第1工序使用第1上模16和第1下模18由板材10冲压成型中间成型体12，通过第2工序使用第2上模20和第2下模22由中间成型体12冲压成型目标成型体14。作为冲压成型的方式，优选为支承板材10或者中间成型体12的周边部而一边施加张力一边进行拉拔成型，但不需要一定进行拉拔成型。另外，在图2～3中，中间成型体12和目标成型体14只示出主要部，周边部被省略。

在图3中，目标成型体14的上侧的表面为外观面，沿贯穿纸面的方向延伸的边缘状的棱线部24形成为外观面。目标成型体14以棱线部24为界在一侧具有反面14a且在另一侧具有正面14b。在此，所谓反面是指从正面观察外观面时为凹状的面，所谓正面是指从正面观察外观面时为凸状的面。

中间成型体12具有半径比目标成型体14的棱线部24的边缘半径大的中间棱线部26。在中间成型体12上，第1中间正面12a、第2中间正面12b和中间反面12c依次连续地形成，由第1中间正面12a和第2中间正面12b构成中间棱线部26。第2中间正面12b的曲率半径比第1中间正面12a的曲率半径大，中间反面12c的曲率半径比第1中间正面12a的曲率半径大。另外，在图2中，附图标记12d表示第1中间正面12a与第2中间正面12b的界，附图标记12e表示第2中间正面12b与中间反面12c的界。

中间成型体12的设置有第1中间正面12a的区域是成为目标成型体14的设置有反面14a的一部分区域的区域。中间成型体12的设置有第2中间正面12b和中间反面12c的区域是成为目标成型体14的设置有正面14b的区域的区域。第1中间正面12a与第2中间正面12b的界12d附近是成为目标成型体14的棱线部24的部位。

目标成型体14的设置有反面14a的区域除了与中间成型体12的设置有第1中间正面12a的区域对应的区域以外，其形状与区域13A一致，该区域13A位于中间成型体12的设置有第1中间正面12a的区域的外侧。区域15的形状与区域13B一致，其中，所述区域15位于目标成型体14的设置有正面14b的区域的外侧；所述区域13B位于中间成型体12的设置有中间反面12c的区域的外侧。

图3是表示将中间成型体12和目标成型体14以上述各区域一致的方式重叠的状态的图，中间成型体12的形状与目标成型体14不同的部分(不重叠的部分)由虚线表示。图3中的上下方向是冲压行程(press stroke)方向。第1中间正面12a与第2中间正面12b的界12d附近是在冲压行程方向上观察到的中间成型体12的顶点，棱线部24是在冲压行程方向上观察到的目标成型体14的顶点。中间成型体12的顶点位于比目标成型体14的顶点靠冲压行程方向的下方的位置。另外，中间成型体12的第2中间正面12b与目标成型体14的正面14b交叉。

在第1工序中被向规定方向弯曲的中间成型体12的第1中间正面12a形成区域在第2工序中被向反方向弯曲而成为目标成型体14的反面14a形成区域。因此，在第2工序中除去或者缓和在第1中间正面12a形成区域中产生的残留应力(拉伸和压缩应力)，抑制变形的发生。另外，在第1工序中被向规定方向弯曲的中间成型体12的中间反面12c形成区域在第2工序中被向反方向弯曲而成为目标成型体14的正面14b形成区域。因此，在第2工序中除去或者缓和在中间反面12c形成区域中产生的残留应力(拉伸和压缩应力)，抑制变形的发生。中间成型体12的第2中间正面12b形成区域在第2工序中被向相同的方向弯曲，但目标成型体14整体产生的变形被尽可能抑制。

接着，下面一边参照图4～图8，包含与中间成型体和目标成型体的周边部有关的事项对适用于汽车的发动机盖的本发明实施方式详细进行说明。在本实施方式的第2工序中进行拉拔成型。

图4示出发动机盖的外板28的左半部分。外板28具有大致沿汽车的前后方向延伸的棱线部30。如后述那样，该外板28通过从目标成型体38中将多余的部位切除而得到。图5B示出相当于外板28的图4中的V-V剖面的目标成型体38的剖面。但是，在图5B中还示出上述被切除的部分的剖面。

如图5A所示，由第1工序成型的中间成型体32具有主要部34和被设置于其外侧的周边部36。中间成型体32的主要部34具有设置有第1中间正面35a、第2中间正面35b和中间反面35c的中间形状部34A。中间成型体32的主要部34还具有第1形状不变部34B和第2形状不变部34C，其中，所述第1形状不变部34B和所述第2形状不变部34C隔着中间形状部34A，且所述第1形状不变部34B向一侧展开；所述第2形状不变部34C向另一侧展开。第1形状不变部34B是与设置有第1中间正面35a的区域连续的区域，第2形状不变部34C是与设置有中间反面35c的区域连续的区域。中间成型体32的周边部36具有：中间周边形状部36A，其与主要部34的第2形状不变部34C连续；支承部36B，其被载置支承于后述的坯料支架(blank holder)54。

第1中间正面35a的曲率半径为10～40mm左右，第2中间正面35b的曲率半径为40～70mm左右，中间反面35c的曲率半径为40mm左右以上。另外，在图5A中，附图标记35d表示第1中间正面35a和第2中间正面35b的界，附图标记35e表示第2中间正面35b和中间反面35c的界。

如图5B所示，由第2工序成型的目标成型体38具有：主要部40，其形成有边缘状的棱线部41；和周边部42，其被设置在主要部40的外侧。目标成型体38的主要部40具有设置有反面40a的区域40A和设置有正面40b的区域40B。区域40A同中间成型体32的设置有第1中间正面35a的区域和第1形状不变部34B对应，区域40B同中间成型体32的设置有第2中间正面35b的区域和设置有中间反面35c的区域对应。目标成型体38的主要部40还具有与区域40B连续的形状不变部40C。目标成型体38的周边部42具有：周边形状部42A，其与主要部40的形状不变部40C连续；和支承部42B，其形状与中间成型体32的支承部36B相同。

目标成型体38的棱线部41的边缘半径为1～5mm左右，该棱线部41成为外板28的棱线部30。外板28能够在第2工序结束之后通过将周边部42和形状不变部40C的一部分从目标成型体38切除来获得。

目标成型体38的区域40A除了与中间成型体32的设置有第1中间正面35a的区域对应的区域以外，其形状与中间成型体32的第1形状不变部34B一致。另外，目标成型体38的形状不变部40C的形状与中间成型体32的第2形状不变部34C一致。图5C表示使这些部分一致来使目标成型体38和中间成型体32重叠的状态。中间成型体32与目标成型体38不重叠的部分由虚线表示。

如图5C所示，目标成型体38的棱线部41比中间成型体32中的第1中间正面35a与第2中间正面35b的界35d向上方位移Ha。目标成型体38的周边形状部42A的形状与中间成型体32的中间周边形状部36A不同，目标成型体38的支承部42B比中间成型体32的支承部36B向下方位移Hb。中间成型体32的第2中间正面35b与目标成型体38的正面40b交叉。中间成型体32的中间形状部34A在从第2中间正面35b的途中到中间反面35c的范围内，比目标成型体38的正面40b向上方位移。针对该向上方位移的部分，当设其最大位移量为Hc时，Hc比前述的Ha小，另外，前述的Hb比Hc大。

将目标成型体38的设置有反面40a的区域40A中不与中间成型体32重叠的区域的剖面周长和设置有正面40b的区域40B中不与中间成型体32重叠的区域的剖面周长相加得到的长度，比中间成型体32的中间形状部34A的剖面周长略长。换言之，目标成型体38的主要部40的剖面周长比中间成型体32的主要部34的剖面周长略长。另外，目标成型体38的周边形状部42A的剖面周长与中间成型体32的中间周边形状部36A相同或者比其略长。另外，在此所谓的剖面周长是指沿图5A～5C所示的剖面形状的长度。

如图6所示，在由中间成型体32冲压成型目标成型体38的第2工序中使用上模44和下模50。另外，使用支承中间成型体32的周边部36的坯料支架54。上模44为活动型，下模50为固定型。坯料支架54以由未图示的气缸等弹性体向上方施力的状态被支承。

坯料支架54具有与中间成型体32的支承部36B相匹配的支承面56，在中间成型体32的支承部36B上具有凹部56a，该凹部56a供以向下方突出的方式形成的凸部37嵌入。上模44具有在与下模50的成型面52之间成型中间成型体32的成型面46，并且具有在与坯料支架54的支承面56之间支承中间成型体32的支承面48。在上模44的支承面48上形成有凸部48a，该凸部48a嵌入在中间成型体32的支承部36B上所设置的凸部37的背面。

上模44沿接近或远离下模50和坯料支架54的方向(上下方向)自如移动。上模44的成型面46为，当上模44的凸部48a被嵌入在中间成型体32的支承部36B上所设置的凸部37的背面时，中间成型体32的主要部34不与其接触的形状。据此，在中间成型体32与目标成型体38之间产生前述的Hb＞Hc关系。

在下模50的成型面52上设置有边缘部52a，该边缘部52a用于在目标成型体38上形成棱线部41。坯料支架54相对于下模50，在从下模50的成型面52的端部同坯料支架54的支承面56的端部对齐的位置向下方后退的位置、与二者对齐的位置之间沿上下方向自如移动。在下模50与坯料支架54的相邻的侧面彼此之间设置有规定的间隙。

接着，对第2工序中的上模44和下模50的动作进行说明。另外，如图6所示，中间成型体32的支承部36B被载置在坯料支架54上，将上模44和下模50离开中间成型体32的状态作为初始状态。

如图7所示，当使上模44从上述初始状态起向坯料支架54下降时，上模44的支承面48抵接于中间成型体32的支承部36B，中间成型体32在支承部36B被夹持在坯料支架54的支承面56与上模44的支承面48之间。此时，上模44的成型面46不与中间成型体32的主要部34和中间周边形状部36A接触。因此，当由坯料支架54和上模44来夹持支承中间成型体32时，中间成型体32不会由于上模44而变形。

在中间成型体32的支承部36B被支承在坯料支架54与上模44之间之后，如图8所示，当使上模44进一步下降时，首先，下模50的边缘部52a抵接在中间成型体32的第1中间正面35a与第2中间正面35b的界35d的附近部位。此时，上模44的成型面46依然不与中间成型体32的主要部34接触。因此，目标成型体38的棱线部41优先于其他部分来成型。另外，据此，在中间成型体32与目标成型体38之间产生前述的Hc＜Ha关系。

在此之后，在将中间成型体32的支承部36B支承在坯料支架54与上模44之间的状态下使上模44进一步下降，据此，上模44的成型面46与下模50的成型面52之间的间隔变窄，中间成型体32被成型为规定的形状而得到目标成型体38。如上述那样，目标成型体38的主要部40的剖面周长比中间成型体32的主要部34的剖面周长略长，因此，中间成型体32的中间形状部34A一边以规定的伸长率伸长一边成型。

本发明所涉及的冲压成型方法并不限定于上述实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内而采用各种方式。

附图标记说明

12、32：中间成型体；12a、35a：第1中间正面；12b、35b：第2中间正面；12c、35c：中间反面；14、38：目标成型体；14a、40a：反面；14b、40b：正面；24、41：棱线部；26：中间棱线部。

Claims (3)

1.一种冲压成型方法，该冲压成型方法用于获取目标成型体，该目标成型体具有边缘状的棱线部，并且以所述棱线部为界在一侧具有反面且在另一侧具有正面，

该冲压成型方法的特征在于，

包括第1工序和第2工序，其中，

在所述第1工序中成型具有中间棱线部的中间成型体，该中间棱线部的半径比所述棱线部的边缘半径大；

在所述第2工序中从所述中间成型体来成型所述目标成型体，

所述中间成型体与所述目标成型体中的从所述棱线部到所述反面的部位对应而具有第1中间正面，并且，所述中间成型体与所述目标成型体中的从所述棱线部到所述正面的部位对应而具有与所述第1中间正面连续的第2中间正面和与所述第2中间正面连续的中间反面。

2.根据权利要求1所述的冲压成型方法，其特征在于，

所述目标成型体和所述中间成型体在所述中间棱线部的两侧具有形状一致的区域，在将所述目标成型体和所述中间成型体重叠的情况下，所述中间成型体的顶点位于比所述目标成型体的顶点靠冲压行程方向的下方的位置。

3.根据权利要求2所述的冲压成型方法，其特征在于，

在所述重叠的状态下，所述第2中间正面与所述正面交叉。

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