CN111757784B - 冲压成型品的刚性提高方法、冲压成型模具、冲压成型品以及冲压成型品的制造方法 - Google Patents

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Abstract

特征在于，在为了抑制低刚性形状的冲压成型品的回弹所以要抑制冲压成型品的脱模时的回弹而通过刚性附加形状提高从板状材料冲压成型出的冲压成型品的刚性时，将刚性附加形状配置为，沿与所述冲压成型品的所述刚性附加形状的配置前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸。

Description

冲压成型品的刚性提高方法、冲压成型模具、冲压成型品以及 冲压成型品的制造方法
技术领域
本发明涉及用于抑制从板状材料冲压成型出的冲压成型品的从冲压成型模具脱模时的回弹的冲压成型品的刚性提高方法、冲压成型模具、冲压成型品以及冲压成型品的制造方法。
背景技术
近年来，由于以提高燃料消耗性能为目标的汽车车身的轻量化，正在扩大高强度钢板的应用。通过应用高强度钢板，能够不增大板厚地提高汽车车身的强度、刚性、碰撞时的吸收能量。
然而，一般来说，在多用于汽车的车身部件的加工的冲压成型中，被称作回弹的形状固定不良成为问题。回弹在将从作为板状材料的钢板冲压成型出的冲压成型品从冲压成型模具脱模时产生，伴随着钢板的材料强度变高而变大。回弹所引起的形状不良不仅有损于外观品质，也成为车身组装时的焊接不良的原因，因此在扩大应用高强度钢板时，回弹对策是必不可少的。
回弹的原因是由残留应力的不均匀产生的弯曲力矩在冲压成型品的脱模时被释放而引起的弹性恢复。因此，以往作为回弹对策，提出了使残留应力的不均匀缓和的方法、通过使冲压成型品的刚性提高而减少回弹的方法。
例如在专利文献1中，提出了如下技术：成型出在延伸凸缘部配置压花、在收缩凸缘部形成有余料加强筋的中间成型品，在之后的最终成型品的成型中，使延伸凸缘部压溃压花，从而赋予压缩应力，收缩凸缘部利用余料加强筋赋予拉伸应力，从而使冲压成型品的残留应力分布均衡化。
在专利文献2中，提出了如下冲压成型方法：在使用了高强度钢板的带凸缘的沟道状部件的冲压成型中，通过在凸缘部设置加强筋，使在冲压成型中施加于纵壁部的张力增加而提高尺寸精度。
在专利文献3中，提出了通过在方形拉深容器的底部沿其长边的圆角部设置加强筋来防止翘曲的产生的技术。
在专利文献4中，提出了如下技术：通过在构成车辆用离合器等的减震板原材料的周向上相互邻接的冲孔加工部之间所在的非冲孔加工部设置半径方向的加强筋，抑制弯曲力矩所引起的翘曲。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5380890号公报
专利文献2:日本特开平11－290951号公报
专利文献3:日本特开2008－105088号公报
专利文献4:日本特开2017－154160号公报
发明内容
发明将要解决的课题
在专利文献1中，提出了在延伸凸缘部形成压花、在收缩凸缘部形成余料加强筋而使残留应力均衡化、从而减少回弹的方法，但本发明主要作为对象的低刚性形状的冲压成型品即使在低应力下也会产生回弹，因此存在即使使特定部分的应力减少也不充分的情况。另外，在使特定部分的应力减少结果所产生的新的应力状态下，有产生另一方式的回弹的情况。因此，在低刚性形状的冲压成型品中，难以通过应力控制高效地进行回弹对策。
在专利文献2中，提出了如下冲压成型方法：在使用了高强度钢板的带凸缘的沟道状部件的冲压成型中，通过在凸缘部设置加强筋，使在冲压成型中施加于纵壁部的张力增加而提高尺寸精度，另外，在专利文献3中，提出了通过在方形拉深容器的底部的长边沿圆角部设置加强筋而防止翘曲的产生的技术，但这些技术虽然在根据技术或经验预先知道应将加强筋设定于哪个部位的情况下有效，但本发明主要作为对象的低刚性形状的冲压成型品原本的刚性较低，即使在较低的应力下也会产生回弹，因此回弹的起点位置、方向容易变化。因此，最适合抑制回弹的加强筋的位置、方向、所设置的加强筋的数量等并不一定是固定的。
在专利文献4中，提出一种通过在减震板原材料的周向上相互邻接的冲孔加工部之间所在的非冲孔加工部设置加强筋来抑制弯曲力矩所引起的翘曲的技术，其之中，提出了期望沿与将相互邻接的一对冲孔加工部位连结的直线交叉的方向、特别是正交的方向设置加强筋，但冲压成型品并不一定是对称形状，因此不一定通过部件的形状唯一地决定加强筋设置位置。
即，若列举现有技术的应解决的课题，则如以下所述。
(1)对于刚性较低的部件，设为对回弹抑制有效的冲压成型品形状。
(2)为了使低刚性形状的冲压成型品的回弹减少，决定有效的刚性附加形状的最佳配置。
本发明鉴于上述那样的现有技术的课题而完成，目的在于提供在基于低刚性形状的冲压成型品的刚性提高的回弹抑制对策中有效、能够冲压成型出冲压成型后的回弹量较小、形状固定性优异的冲压成型品的刚性提高方法、使用了该方法的冲压成型模具、冲压成型品以及冲压成型品的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的冲压成型品的刚性提高方法的特征在于，
在为了抑制冲压成型品在脱模时的回弹而通过刚性附加形状提高从板状材料冲压成型出的冲压成型品的刚性时，
将所述刚性附加形状配置为，沿与所述冲压成型品的所述刚性附加形状的配置前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸。
另外，使用了上述刚性提高方法的本发明的冲压成型模具为，
一种冲压成型模具，其为了抑制冲压成型品在脱模时的回弹而从板状材料冲压成型出配置有刚性附加形状的冲压成型品，其特征在于，
具备模具部件，其以沿与所述冲压成型品的配置所述刚性附加形状之前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸的方式成型出所述刚性附加形状。
而且，使用了上述刚性提高方法的本发明的冲压成型品为，
一种冲压成型品，其为了抑制脱模时的回弹而从板状材料冲压成型并且配置有刚性附加形状，其特征在于，
所述刚性附加形状配置为，沿与所述冲压成型品的所述刚性附加形状的配置前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸。
而且，本发明的冲压成型品的制造方法的特征在于，
在为了抑制脱模时的回弹而通过冲压成型从板状材料制造配置有刚性附加形状的冲压成型品时，
将所述刚性附加形状配置为，沿与所述冲压成型品的所述刚性附加形状的配置前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸。
发明效果
根据本发明的冲压成型品的刚性提高方法，在为了抑制冲压成型品的脱模时的回弹而通过刚性附加形状提高从板状材料冲压成型出的冲压成型品的刚性时，将刚性附加形状配置为，沿与该冲压成型品的刚性附加形状的配置前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸，因此能够利用刚性附加形状有效地抑制在脱模时冲压成型品沿与该位移等高线交叉的方向弯曲而产生的冲压成型品的端部的掉落或者翘起、冲压成型品的扭转，能够有效地抑制低刚性形状的冲压成型品的回弹。
此外，根据本发明的冲压成型模具，该冲压成型模具所具有的模具部件以沿与冲压成型品的刚性附加形状的配置前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸的方式对冲压成型品形成刚性附加形状，因此能够通过刚性附加形状有效地抑制在脱模时冲压成型品沿与该位移等高线交叉的方向弯曲而产生的冲压成型品的端部的掉落或者翘起、冲压成型品的扭转，能够有效地低刚性形状的冲压成型品的回弹抑制。
而且，根据本发明的冲压成型品以及冲压成型品的制造方法，为了抑制脱模时的回弹，从板状材料冲压成型出冲压成型品、并且在此配置有刚性附加形状，该刚性附加形状配置为沿与冲压成型品的刚性附加形状的配置前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸，因此能够利用刚性附加形状有效地抑制在脱模时冲压成型品沿与该位移等高线交叉的方向弯曲而产生的冲压成型品的端部的掉落或者翘起、冲压成型品的扭转，能够有效地抑制低刚性形状的冲压成型品的回弹。
另外，在本发明的冲压成型品的刚性提高方法、冲压成型模具、冲压成型品以及冲压成型品的制造方法中，也可以是，所述位移等高线通过所述最初形状的回弹分析而获得，所述刚性附加形状被配置为沿与该位移等高线交叉的方向延伸。如此，能够在与位移等高线交叉的方向不明确的最初形状的内部的位置适当地配置刚性附加形状。
在上述的情况下，也可以是，所述刚性附加形状以沿与所述位移等高线交叉的方向延伸的方式配置有多个，所述多个刚性附加形状为，邻接的刚性附加形状彼此重叠而沿所述位移等高线的交叉方向延伸。如此，在沿与位移等高线交叉的方向延伸的多个刚性附加形状之间不会产生它们在延伸方向的间隙，因此可防止在该间隙的部分冲压成型品压与该位移等高线交叉的方向弯曲，能够有效地抑制冲压成型品的回弹。
另外，在本发明的冲压成型品的刚性提高方法、冲压成型模具、冲压成型品以及冲压成型品的制造方法中，所述刚性附加形状也可以是以沿所述最初形状的周缘延伸的方式配置的闭合的轮廓形状。如此，一般来说，位移等高线沿与最初形状的周缘交叉的方向延伸，因此即使不刻意通过回弹分析获得位移等高线，也能够将刚性附加形状配置为沿与位移等高线交叉的方向延伸，因此能够容易地抑制冲压成型品的回弹。
附图说明
图1是表示通过本发明的一实施方式的冲压成型品的刚性提高方法提高刚性的本发明的一实施方式的冲压成型品的最初形状的立体图。
图2是以位移等高线(等高线，contour)表示上述最初形状的冲压成型品的回弹分析下的高度方向位移分布的俯视图。
图3是将通过上述实施方式的刚性提高方法对上述最初形状的冲压成型品配置的3个刚性附加形状与图2的位移等高线一同表示的说明图。
图4是以位移等高线(等高线)表示配置有上述3个刚性附加形状的本发明的实施方式的冲压成型品的回弹分析下的高度方向位移分布的俯视图。
图5是将通过本发明的其他一实施方式的刚性提高方法对上述最初形状的冲压成型品配置的刚性附加形状与图2的位移等高线一同表示的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式。此处，图1是表示通过本发明的一实施方式的冲压成型品的刚性提高方法提高刚性的本发明的一实施方式的冲压成型品的最初形状的立体图，图2是将上述最初形状的冲压成型品的回弹分析下的高度方向位移分布与位移等高线(等高线)一同表示的俯视图，图3是将通过上述实施方式的刚性提高方法对上述最初形状的冲压成型品配置的3个刚性附加形状与图2的位移等高线一同表示的说明图，在图中，附图标记1表示冲压成型品。
上述实施方式的冲压成型品的刚性提高方法用于提高作为汽车的车身部件的一种即前立柱下侧内部材料的冲压成型品1的刚性，该冲压成型品1一般来说具有容易弯曲并且容易扭转的较薄台状形状即低刚性的形状。另外，作为汽车车身部件的冲压成型品大多具有这样的低刚性的形状。关于图1所示的该冲压成型品1的最初形状，通过计算机使用已知的软件实施了冲压成型分析以及回弹分析后如图2所示，位移等高线的间隔在长度方向(X轴方向)上相对较窄，并且位移等高线在宽度方向(Y轴方向)上非对称地分布，可知由于回弹而产生了掉落与扭转。
因此，在该实施方式的冲压成型品的刚性提高方法中，如图3所示，在冲压成型品1上，作为各个刚性附加形状，设置3个棒状加强筋2、3、4，这3个棒状加强筋2、3、4对冲压成型品1的最初形状附加刚性。另外，3个棒状加强筋2、3、4的各自的横剖面形状可以为了容易成型而而例如设为平滑的正弦波状，或者也可以为了更加提高刚性而设为矩形波状，也可以在棒状加强筋2、3、4间设为不同。
在该实施方式的冲压成型品的刚性提高方法中，将上述3个棒状加强筋2、3、4配置为分别沿与冲压成型品1的最初形状中的位移等高线交叉的方向延伸，并且邻接的棒状加强筋2、3彼此以及邻接的棒状加强筋3、4彼此重叠而沿位移等高线的交叉方向延伸地配置，构成了上述实施方式的冲压成型品。
关于如上述那样配置了棒状加强筋2、3、4的该实施方式的冲压成型品1的形状，与最初形状相同地通过计算机使用已知的软件实施了冲压成型分析以及回弹分析后，如图4所示，位移等高线的间隔在长度方向(X轴方向)上相对较大，并且位移等高线在宽度方向(Y轴方向)上对称地分布，可知减少或消除了回弹所引起的掉落与扭转。
形成该实施方式的冲压成型品1的板状材料例如能够设为980MPa级高张力钢板，板厚t：0.9mm，屈服点YP：620MPa、拉伸强度TS：1030MPa、延伸率El：15％，本发明的一实施方式的冲压成型品的制造方法使用本发明的一实施方式的冲压成型模具对该高张力钢板进行冲压成型，形成上述实施方式的冲压成型品1。
因此，上述实施方式的冲压成型模具具备通常的冲头、冲模、以及压边圈作为模具部件，冲模具有在冲压成型品1的图1中从位于上下端部的朝外凸缘到上方的薄台状形状及从该台状形状的平坦面向上方突出的图3的棒状加强筋2、3、4所对应的形状的凹部，压边圈在与该冲模的凹部的外侧的平面之间夹持钢板，冲头将由这些冲模与压边圈夹持的钢板向冲模的凹部压入而成型为较薄的台状形状，并且将冲头前端的凸部向冲模的凹部压入而对该台状形状的平坦面挤出成型出棒状加强筋2、3、4。
这里，上述实施方式的冲压成型模具中的冲模的凹部以及冲头前端的凸部形成为，棒状加强筋2、3、4的各个沿与冲压成型品1的最初形状中的位移等高线交叉的方向延伸，并且邻接的棒状加强筋2、3彼此以及邻接的棒状加强筋3、4彼此重叠而沿位移等高线的交叉方向延伸。
通过上述实施方式的冲压成型品的制造方法，使用上述实施方式的冲压成型模具而成型的冲压成型品1由于配置于其的棒状加强筋2、3、4沿与冲压成型品1的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸，因此成为上述实施方式的冲压成型品，根据该实施方式的冲压成型品及其制造方法，能够利用这些棒状加强筋2、3、4有效地抑制在脱模时冲压成型品1沿与该位移等高线交叉的方向弯曲而产生的冲压成型品1的端部的掉落或者翘起、冲压成型品1的扭转，能够有效地抑制冲压成型品1的回弹。
并且，根据该实施方式的冲压成型品及其制造方法，邻接的棒状加强筋2、3彼此以及邻接的棒状加强筋3、4彼此重叠而沿位移等高线的交叉方向延伸，因此在沿与位移等高线交叉的方向延伸的3个棒状加强筋2、3、4之间不会产生它们的延伸方向的间隙，因此可防止在该间隙的部分冲压成型品1沿与该位移等高线交叉的方向弯曲，能够有效地抑制冲压成型品1的回弹。
图5是与图2的位移等高线一同示出通过本发明的其他一实施方式的刚性提高方法对上述最初形状的冲压成型品配置的刚性附加形状的说明图。在该实施方式的冲压成型品的刚性提高方法中，对于图1所示的冲压成型品1的最初形状，作为刚性附加形状，配置将棒状加强筋连接成框状而成的框状加强筋5，该框状加强筋5为以在图1所示的冲压成型品1的最初形状中的台状形状的周缘附近沿其周缘延伸的方式向上方突出地配置的闭合的轮廓形状。
一般来说，位移等高线在最初形状的周缘附近沿与其周缘交叉的方向延伸，因此，根据该实施方式的冲压成型品的刚性提高方法、通过该刚性提高方法提高了刚性的本发明的其他一实施方式的冲压成型品、及对该冲压成型品进行冲压成型的本发明的其他一实施方式的冲压成型品的制造方法，即使不刻意通过回弹分析获得位移等高线，也能够将框状加强筋5配置为沿与位移等高线交叉的方向延伸，因此能够容易地抑制冲压成型品1的回弹。
而且，对通过该实施方式的刚性提高方法提高了刚性的该实施方式的冲压成型品进行冲压成型的冲压成型模具也能够与之前的实施方式的冲压成型模具相同地构成，能够起到与之前的实施方式的冲压成型模具相同的效果。
以上，说明了实施方式，但本发明的冲压成型品的刚性提高方法、冲压成型模具、冲压成型品以及冲压成型品的制造方法并不限定于上述实施方式，可在权利要求书的记载范围内适当变更，例如冲压成型品的形状、刚性附加形状也可以取代向上方突出的加强筋形状或者在其基础上设置向下方凹陷的加强筋形状作为，还可以在图5所示的框状加强筋5中取代棒状加强筋形状而采用其框内高一级或者低一级的阶梯形状。
工业上的可利用性
这样，根据本发明的冲压成型品的刚性提高方法、冲压成型模具、冲压成型品以及冲压成型品的制造方法，能够有效地抑制低刚性形状的冲压成型品的回弹。
附图标记说明
1 冲压成型品
2、3、4 棒状加强筋(刚性附加形状)
5 框状加强筋(刚性附加形状)

Claims (4)

1.一种冲压成型品的刚性提高方法，其特征在于，
在为了抑制冲压成型品在脱模时的回弹而通过刚性附加形状提高从板状材料冲压成型出的冲压成型品的刚性时，
将所述刚性附加形状配置为，沿与所述冲压成型品的所述刚性附加形状的配置前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸，
所述位移等高线通过所述最初形状的回弹分析而获得，所述刚性附加形状以沿与所述位移等高线交叉的方向延伸的方式配置有多个，
多个所述刚性附加形状为，沿彼此交叉的方向延伸的两个刚性附加形状的一方的中间部与另一方的端部邻接，从而邻接的所述刚性附加形状部分重叠而沿与所述位移等高线交叉的方向不空出间隙地延伸。
2.一种冲压成型模具，为了抑制冲压成型品在脱模时的回弹而从板状材料冲压成型出配置有刚性附加形状的冲压成型品，其特征在于，
具备模具部件，其以沿与所述冲压成型品的配置所述刚性附加形状之前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸的方式成型出所述刚性附加形状，
所述位移等高线通过所述最初形状的回弹分析而获得，所述刚性附加形状以沿与所述位移等高线交叉的方向延伸的方式配置有多个，
多个所述刚性附加形状为，沿彼此交叉的方向延伸的两个刚性附加形状的一方的中间部与另一方的端部邻接，从而邻接的所述刚性附加形状部分重叠而沿与所述位移等高线交叉的方向不空出间隙地延伸。
3.一种冲压成型品，其为了抑制脱模时的回弹而从板状材料冲压成型并且配置有刚性附加形状，其特征在于，
所述刚性附加形状配置为，沿与所述冲压成型品的所述刚性附加形状的配置前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸，
所述位移等高线通过所述最初形状的回弹分析而获得，所述刚性附加形状以沿与所述位移等高线交叉的方向延伸的方式配置有多个，
多个所述刚性附加形状为，沿彼此交叉的方向延伸的两个刚性附加形状的一方的中间部与另一方的端部邻接，从而邻接的所述刚性附加形状部分重叠而沿与所述位移等高线交叉的方向不空出间隙地延伸。
4.一种冲压成型品的制造方法，其特征在于，
在为了抑制脱模时的回弹而通过冲压成型从板状材料制造配置有刚性附加形状的冲压成型品时，
将所述刚性附加形状配置为，沿与所述冲压成型品的所述刚性附加形状的配置前的表示最初形状中的回弹的状态的位移等高线交叉的方向延伸，
所述位移等高线通过所述最初形状的回弹分析而获得，所述刚性附加形状以沿与所述位移等高线交叉的方向延伸的方式配置有多个，
多个所述刚性附加形状为，沿彼此交叉的方向延伸的两个刚性附加形状的一方的中间部与另一方的端部邻接，从而邻接的所述刚性附加形状部分重叠而沿与所述位移等高线交叉的方向不空出间隙地延伸。
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