CN112496137B - 具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造装置及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造装置及制造方法，在利用冲模和保持件夹持凸缘预定部的状态下，利用冲头按压顶板预定部。所述制造装置具备：冲头，具有包括弯曲凸部成形面的第一成形面；保持件；以及冲模，具有与第一成形面相对的第四成形面。在第四成形面，在与弯曲凸部成形面对应的部位形成有开口。所述制造装置具备衬块，该衬块具有与弯曲凸部成形面相对的第五成形面，并且以能够对抗向下方的作用力而向上方相对移动的方式设置于冲模，以使第五成形面与第四成形面成为齐平。

Description

具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造装置及制造方法

技术领域

本发明涉及具有在长度方向上弯曲的弯曲凸部的截面呈帽状的部件(以下也称为“帽型截面部件”)的制造装置及制造方法。

背景技术

在制造用于车辆用骨架构件等的帽型截面部件的情况下，多数使用具备冲模(die)、冲头、保持件等作为模具的制造装置，将金属制的平板状的工件冲压加工(拉深加工)为截面帽状。

更详细而言，在制造帽型截面部件的情况下，多数准备具备形成有开口的冲模、与该开口相对配置的冲头以及与冲模相对配置的保持件而作为模具的制造装置。这样，以在顶板预定部(工件中的在成形后成为顶板的部位)的宽度方向两外侧由冲模和保持件夹持凸缘预定部(工件中的在成形后成为凸缘的部位)的状态，一边压入顶板预定部一边使冲头进入冲模的开口，由此在顶板与凸缘之间成形纵壁。

但是，已知在制造具有在长度方向上弯曲的弯曲凸部的帽型截面部件的情况下，如果不用衬块(pad)按压顶板预定部以避免在工件产生长度方向的偏移(滑动)，则在拉伸凸缘成形(在顶板与凸缘之间成形纵壁)的过程中，顶板预定部会在长度方向上发生偏移，由此在顶板产生裂纹。

因此，在制造具有弯曲凸部的帽型截面部件的情况下，通常追加衬块作为模具，一边将工件的顶板预定部在长度方向的全长上用衬块进行约束(一边用衬块和冲头进行夹持)，一边制造帽型截面部件(例如参照WO2015/046023)。

发明内容

然而，在一边将顶板预定部在长度方向的全长上用衬块进行约束一边制造帽型截面部件的情况下，由气缸等施力单元施加的不使工件产生长度方向的偏移这样的相对较大的作用力也施加于衬块本身，所以需要使衬块的厚度相对较厚，以确保衬块的强度。但是，在使衬块的厚度相对较厚时，会产生以下的问题。

即，在将工件投入到模具时，必须使冲压机的滑块上升，等到衬块的下端达到足够高的高度(在冲头及保持件的上端与衬块的下端之间产生可插入工件的程度的间隙这样的高度)为止。因此，在使衬块的厚度相对较厚时，从帽型截面部件的成形完成到衬块的下端达到足够的高度为止的时间，即直到将下一个工件投入到模具为止的时间变长，因此存在生产率降低的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种在制造具有弯曲凸部的帽型截面部件的情况下，抑制生产率的降低，并且抑制在顶板产生裂纹的情况的技术。

为了实现上述目的，在本发明所涉及的具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造装置及制造方法中，不是将工件的长度方向的全长用衬块进行约束，而是仅将工件中的容易产生长度方向的偏移的部位(成形后的弯曲凸部)及其周边部用衬块进行约束。

具体而言，本发明以具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造装置为对象，该制造装置在利用冲模和保持件夹持平板状的工件中在成形后成为凸缘的凸缘预定部的状态下，利用冲头按压该工件中在成形后成为顶板的顶板预定部，从而成形在该顶板与该凸缘之间具有纵壁的截面帽状的部件，并且在该部件形成在长度方向上弯曲且向按压方向一方侧突出的弯曲凸部。

并且，该制造装置的特征在于，具备：上述冲头，具有朝向按压方向一方的第一成形面，该第一成形面包括一部分在长度方向上弯曲且向按压方向一方侧突出的弯曲凸部成形面；上述保持件，在上述第一成形面的宽度方向两外侧具有朝向按压方向一方的一对第二成形面；及上述冲模，具有朝向按压方向另一方的一对第三成形面和朝向按压方向另一方的第四成形面，所述一对第三成形面与上述一对第二成形面相对，所述第四成形面在上述第三成形面之间经由台阶而设置于比该第三成形面靠按压方向一方侧，并与上述第一成形面相对，在上述第四成形面，在与上述弯曲凸部成形面对应的部位形成有向按压方向另一方侧开放的开口，所述制造装置还具备衬块，该衬块具有与上述弯曲凸部成形面相对的朝向按压方向另一方的第五成形面，并且，为了使上述第五成形面从相比上述第四成形面向按压方向另一方侧突出的状态成为与该第四成形面齐平，该衬块以能够向按压方向一方侧相对移动的方式设置于上述冲模，从而能够对抗向按压方向另一方侧的作用力而被压入到上述开口内。

根据该结构，如果在用保持件的一对第二成形面和冲模的一对第三成形面夹持凸缘预定部的状态下，一边用包括弯曲凸部成形面的第一成形面按压顶板预定部，一边将冲头压入冲模的台阶，则成形在顶板与凸缘之间具有纵壁的帽型截面部件，并且该帽型截面部件被一部分在长度方向上弯曲的弯曲凸部成形面按压，由此在顶板形成弯曲凸部。

在此，回顾通过拉深加工对平坦的部件进行成形的情况可知，使顶板产生裂纹这样的顶板预定部的长度方向的偏移是由于在与弯曲凸部对应的部位(以下也称为“弯曲预定部”)产生的偏移在长度方向的全长传播而产生的，在弯曲预定部以外的平坦的部位本身并不产生长度方向的偏移。

关于这一点，在该结构中，当将冲头压入到冲模的台阶时，首先，被弯曲凸部成形面按压的弯曲预定部与比第四成形面向按压方向另一方侧突出的第五成形面抵接，并且被弯曲凸部成形面和第五成形面夹持，由此在长度方向上被约束。这样，当以由弯曲凸部成形面和第五成形面约束弯曲预定部的状态，进一步压入冲头时，顶板预定部被第四成形面及与之齐平的第五成形面和第一成形面在按压方向上夹持。由此，能够在不使顶板预定部产生长度方向的偏移的前提下，换言之，在不使顶板产生裂纹的前提下，在第四成形面及第五成形面与第一成形面之间形成具有弯曲凸部的顶板。

而且，由于不是将工件的长度方向的全长用衬块进行约束，而是仅部分地将工件中的容易产生长度方向的偏移的弯曲预定部及其周边部用衬块进行约束，所以能够使衬块的全长相对地缩短。由此，能够相对地减小施加于衬块本身的作用力，因此即使将衬块的厚度形成得相对较薄，也能够充分确保衬块的强度。因此，能够使衬块的厚度相对较薄，由此，能够缩短从帽型截面部件的成形完成到衬块的下端达到足够的高度为止的时间，即缩短到将下一个工件投入到模具为止的时间，因此能够抑制生产率降低的情况。

另外，在上述制造装置中，也可以采用如下方式，即，上述保持件以能够从上述一对第二成形面与上述第一成形面大致齐平的状态起对抗向按压方向一方侧的作用力而向按压方向另一方侧移动的方式设置于上述冲头的周围，通过使夹持并按压上述顶板预定部的上述衬块及冲头与夹持并按压上述凸缘预定部的上述冲模及保持件在按压方向上分离，从而在上述顶板与上述凸缘之间成形上述纵壁。

另外，本发明还以按压平板状的工件而制造具有在长度方向上弯曲并向按压方向一方侧突出的弯曲凸部的帽型截面部件的制造方法为对象。

在该制造方法中，准备制造装置，该制造装置具备：冲头，具有朝向按压方向一方的第一成形面，该第一成形面包括一部分在长度方向上弯曲且向按压方向一方侧突出的弯曲凸部成形面；保持件，在上述第一成形面的宽度方向两外侧具有朝向按压方向一方的一对第二成形面；冲模，具有朝向按压方向另一方的一对第三成形面和朝向按压方向另一方的第四成形面，所述一对第三成形面与上述一对第二成形面相对，所述第四成形面在上述第三成形面之间经由台阶而设置于比该第三成形面靠按压方向一方侧，并与上述第一成形面相对，所述冲模在上述第四成形面的与上述弯曲凸部成形面对应的部位形成有向按压方向另一方侧开放的开口；及衬块，具有与上述弯曲凸部成形面相对的朝向按压方向另一方的第五成形面，并且，为了使上述第五成形面从相比上述第四成形面向按压方向另一方侧突出的状态成为与该第四成形面齐平，该衬块以能够向按压方向一方侧相对移动的方式设置于上述冲模，从而能够对抗向按压方向另一方侧的作用力而被压入到上述开口内。

并且，该制造方法的特征在于，包括成形工序，在该成形工序中，在利用上述第二成形面和第三成形面夹持上述工件中在成形后成为凸缘的凸缘预定部的状态下，利用上述第一成形面向按压方向一方侧按压该工件中在成形后成为顶板的顶板预定部，从而成形在该顶板与该凸缘之间具有纵壁的截面帽状的部件，并且在该部件形成弯曲凸部，在上述成形工序中，一边用上述第五成形面和上述弯曲凸部成形面夹持上述顶板预定部中与上述弯曲凸部对应的部位，一边用上述第一成形面按压上述顶板预定部。

根据该结构，在成形工序中，由于一边用第五成形面和弯曲凸部成形面夹持弯曲预定部，换言之，一边用第五成形面和弯曲凸部成形面仅约束顶板预定部中的容易产生长度方向的偏移的部位及其周边部，一边用冲头(第一成形面)按压顶板预定部，因此能够在使用在长度方向上相对较短的衬块抑制在顶板产生裂纹的情况的同时，形成具有弯曲凸部的顶板。因此，能够使衬块的厚度相对较薄，由此，能够缩短从帽型截面部件的成形完成到衬块的下端达到足够的高度为止的时间(到将下一个工件投入到模具为止的时间)，因此能够抑制生产率降低的情况。

而且，在上述制造方法中，也可以采用如下方式，即，作为上述制造装置，准备上述保持件以能够从上述一对第二成形面与上述第一成形面大致齐平的状态起对抗向按压方向一方侧的作用力而向按压方向另一方侧移动的方式设置于上述冲头的周围的制造装置，在上述成形工序中，通过使夹持并按压上述顶板预定部的上述衬块及冲头与夹持并按压上述凸缘预定部的上述冲模及保持件在按压方向上分离，从而在上述顶板与上述凸缘之间成形上述纵壁。

另外，在这些制造装置及制造方法中，上述工件也可以由高张力钢构成。

本发明的制造装置及制造方法能够适当地应用于由高张力钢构成的工件，并且，在用于在拉伸凸缘成形过程中抑制在顶板产生裂纹的情况的由衬块产生的约束力(衬块约束力)与工件的原材料强度和板厚成比例地增大时，通过使衬块约束力部分地发挥作用，能够抑制生产率的降低并且抑制在顶板产生裂纹的情况。

如以上所说明的那样，根据本发明所涉及的具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造装置及制造方法，能够抑制生产率的降低，并且抑制在顶板产生裂纹的情况。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示意性地表示通过本发明的实施方式所涉及的制造装置及制造方法制造的帽型截面部件的立体图。

图2是示意性地表示帽型截面部件与衬块之间的关系的侧视图。

图3是示意性地说明帽型截面部件的制造步骤1的横剖视图。

图4是示意性地说明帽型截面部件的制造步骤2的横剖视图。

图5是示意性地说明帽型截面部件的制造步骤3的横剖视图。

图6是示意性地说明帽型截面部件的制造步骤4的横剖视图。

图7是示意性地说明制造装置的主要部分的纵剖视图。

图8是示意性地说明成形时的制造装置的主要部分的纵剖视图。

图9是示意性地说明脱模时的制造装置的主要部分的纵剖视图。

图10是简化表示制造装置的图。

图11是示意性地说明制造装置中的工件的投入以及帽型截面部件的取出的状况的图。

图12是示意性地说明在顶板产生裂纹的机制的图。

图13是示意性地说明现有技术1的制造装置的横剖视图。

图14A是示意性地说明现有技术2的冲压装置的主要部分的图。

图14B是示意性地说明现有技术2的冲压装置的主要部分的图。

图14C是示意性地说明现有技术2的冲压装置的主要部分的图。

图15是简化表示现有技术2的制造装置的图。

图16是示意性地说明现有技术2的制造装置中的工件的投入以及帽型截面部件的取出的状况的图。

具体实施方式

以下，基于附图对用于实施本发明的方式进行说明。

图1是示意性地表示通过本实施方式所涉及的制造装置1以及制造方法制造的帽型截面部件80的立体图，图2是示意地表示帽型截面部件80与衬块20之间的关系的侧视图。该帽型截面部件80通过使用后述的制造装置1对由例如拉伸强度为490MPa以上(优选为980MPa以上)的高张力钢(高强度材料)构成的平板状的工件70(参照图2)实施冲压加工(拉深加工)来制造。

如图1所示，帽型截面部件80具有：具有在长度方向上弯曲而向上侧突出的弯曲凸部87的顶板81；从顶板81的宽度方向(长度垂直方向)两端部分别垂下的一对纵壁83；以及从一对纵壁83的下端部向宽度方向外侧分别延伸的一对凸缘85，帽型截面部件80形成为向下方开放的截面帽状，并且作为整体沿着长度方向弯曲成大致倒V字状。

更详细而言，在图2中，点A1是凸缘85的弯曲的起点，另外，点A2是凸缘85的弯曲的终点。即，凸缘85的点A1～点A2的范围85a形成为在长度方向上弯曲而向上侧突出的弯曲部，并且比点A1靠左侧的范围85b以及比点A2靠右侧的范围85c形成为平坦部。

与此相对，在图2中，点A1’是在侧视时从点A1引出的法线与顶板81的交点，并且是顶板81的弯曲的起点。另外，点A2’是在侧视时从点A2引出的法线与顶板81的交点，并且是顶板81的弯曲的终点。即，顶板81的点A1’～点A2’的范围形成为在长度方向上弯曲而向上侧突出的弯曲凸部87，并且比点A1’靠左侧的范围以及比点A2’靠右侧的范围形成为平坦部。

另外，在图2中，点B1是在侧视时将从点A1引出的法线向左侧倾斜剪切应力成为最大的45°所得的线与顶板81的交点，点C1是为了安全而从点B1向左侧偏移规定的余量C所得的点。同样地，点B2是在侧视时将从点A2引出的法线向右侧倾斜剪切应力成为最大的45°所得的线与顶板81的交点，点C2是为了安全而从点B2向左侧偏移规定的余量C所得的点。在本实施方式中，如后文所述，仅顶板81中的点C1～点C2的范围81a(图1中的阴影部)由衬块20的第五成形面20a按压，并且顶板81中的比点C1靠左侧的范围81b以及比点C2靠右侧的范围81c未由衬块20按压。

该帽型截面部件80通过与同该帽型截面部件80相反地向上方开放的帽型截面部件(未图示)利用点焊等使一对凸缘85彼此接合，由此形成长条的封闭截面部件，例如作为前纵梁这样的车辆用骨架构件而使用。以下，对制造这样的帽型截面部件80的本实施方式所涉及的制造装置1及制造方法进行详细说明。

制造装置的基本结构

图3～图6是分别示意性地说明帽型截面部件80的制造步骤1～4的横剖视图。另外，在图3～图6中，为了容易观察附图，仅对横剖视图中的衬块20、冲头30、保持件40、工件70以及帽型截面部件80施加阴影线。

如图3等所示，制造装置1具备冲模10、衬块20、冲头30、保持件40作为模具。如图3所示，该制造装置1通过对被载置在冲头30及保持件40上的平板状的工件70实施冲压加工来制造帽型截面部件80。

<冲头>

冲头30具有朝向上方(朝向按压方向一方)的第一成形面30a，该第一成形面30a包括一部分在长度方向上弯曲而向上侧(按压方向一方侧)突出的弯曲凸部成形面30a1。

更详细而言，如图3等所示，冲头30安装于下模31，下模31固定于冲压机(未图示)的垫板(bolster)。在下模31的中央部设有向上方延伸的冲头座33，冲头30安装于冲头座33的上端部。冲头30的上表面30a沿着长度方向弯曲成大致倒V字状(在长度方向上弯曲而向上侧突出)，构成了在冲压加工时对工件70的顶板预定部71(工件70中的在成形后成为顶板81的部位)进行加压的第一成形面30a。

图7是示意性地说明制造装置1的主要部分的纵剖视图。另外，图7的双点划线表示假定在后述的冲模10的第四成形面13a没有形成开口17的情况下的假想的第四成形面13a’，另外，图7中的粗虚线表示冲头30的上表面30a(第一成形面30a)。另外，上述图3相当于图7中的III-III线的向视剖视图。

如图7所示，第一成形面30a包括：弯曲凸部成形面30a1，其一部分为弯曲面；以及平坦部成形面30a2，形成于弯曲凸部成形面30a1的长度方向两外侧，并由平坦面构成。弯曲凸部成形面30a1与顶板81中的点C1～点C2的范围81a对应，并且平坦部成形面30a2与顶板81中的比点C1靠左侧的范围81b以及比点C2靠右侧的范围81c对应。另外，弯曲凸部成形面30a1中的与顶板81中的点A1’～点A2’的范围对应的部分相当于构成弯曲凸部成形面30a1的一部分的弯曲面。

<保持件>

保持件40在第一成形面30a的宽度方向两外侧具有一对朝向上方的第二成形面40a，并以能够从一对第二成形面40a与第一成形面30a大致齐平的状态起，对抗向上方的作用力而向下方移动的方式，设置于冲头30的周围。

更详细而言，如图7所示，保持件40的上表面40a沿着长度方向弯曲成大致倒V字状(在长度方向上弯曲而向上侧突出)，构成了在冲压加工时对位于工件70的两侧侧部的凸缘预定部75(在成形后成为凸缘85的部位)进行加压的第二成形面40a。第二成形面40a的与凸缘85中的点A1～点A2的范围85a对应的范围由弯曲面构成，并且与凸缘85中的比点A1靠左侧以及比点A2靠右侧的范围85b、85c对应的范围由平坦面构成。

如图3等所示，在下模31中的冲头座33的周围设置有多个氮气气缸35，杆35a通过氮气的压力而处于始终向上方突出的状态。保持件40的下端安装于氮气气缸35的杆35a的上端，由此，保持件40位于冲头30的周围。保持件40被氮气气缸35始终向上方施力，但在作用有向下方按压该保持件40的力的情况下，构成为能够对抗氮气气缸35的作用力而向下方移动。另外，保持件40以在被氮气气缸35向上方施力而上升到最高(杆35a完全伸长)的状态下，保持件40的第二成形面40a与冲头30的第一成形面30a齐平的方式，配置于下模31。

<冲模>

冲模10具有：与一对第二成形面40a相对的一对朝向下方(朝向按压方向另一方)的第三成形面10a；以及在这一对第三成形面10a之间经由台阶11而设置于比第三成形面10a靠上侧，并与第一成形面30a相对的朝向下方的第四成形面13a。在第四成形面13a，在与冲头30的弯曲凸部成形面30a1对应的部位形成有向下方开放的开口17。

更详细而言，冲模10形成为向下方开放的截面呈大致C字状，并被固定于冲压机的滑块。冲模10的宽度方向两外侧的下端面10a与保持件40的第二成形面40a同样地，沿着长度方向弯曲成大致倒V字状(在长度方向上弯曲而向上侧凹陷)，构成了在冲压加工时对工件70的凸缘预定部75进行加压的一对第三成形面10a。因此，各第三成形面10a与保持件40的第二成形面40a同样地，与凸缘85中的点A1～点A2的范围85a对应的范围由弯曲面构成，并且与凸缘85中的比点A1靠左侧以及比点A2靠右侧的范围85b、85c对应的范围由平坦面构成。

在这一对第三成形面10a之间，经由台阶11在比该第三成形面10a靠上侧，如图7所示，形成有朝向下方的第四成形面13a。即，如图3～图6所示，冲模10在其下端部形成有以一对台阶11为侧面且以第四成形面13a(在图3～图6中为假想的第四成形面13a’)为上表面的沿长度方向延伸的槽，由此，形成为向下方开放的截面呈大致C字状。

这样，当将在冲头30的周围配置有保持件40的下模31固定于冲压机的垫板，并且将冲模10固定于冲压机的滑块时，冲模10的第三成形面10a与保持件40的第二成形面40a上下对置，并且冲模10的第四成形面13a与冲头30的第一成形面30a上下对置。

如图3～图7所示，在冲模10的第四成形面13a，在与冲头30的弯曲凸部成形面30a1对应的部位形成有向下方开放的开口17。如图3等所示，在开口17的上表面安装有多个氮气气缸15。氮气气缸15的杆15a处于通过氮气的压力而始终向下方突出的状态。

<衬块>

衬块20具有与弯曲凸部成形面30a1相对的朝向下方的第五成形面20a，并且，为了使第五成形面20a从比第四成形面13a向下侧(按压方向另一方侧)突出的状态成为与该第四成形面13a齐平，衬块20以能够向上方相对移动的方式设置于冲模10，从而能够对抗向下方的作用力被压入到开口17内。

更详细而言，如图3～图7所示，衬块20设置在冲模10的开口17内，其上端安装于氮气气缸15的杆15a的下端。由此，衬块20被氮气气缸15始终向下方施力，但在作用有向上方按压该衬块20的力的情况下，构成为能够对抗氮气气缸15的作用力而相对于冲模10向上方相对移动，以被压入到开口17内。

衬块20的下表面20a的一部分沿着长度方向弯曲成大致倒V字状(在长度方向上弯曲而向上侧凹陷)，构成了在冲压加工时对工件70的顶板预定部71进行加压的第五成形面20a。衬块20在被氮气气缸15向下方施力而下降到最低(杆15a完全伸长)的状态下，如图7所示，以第五成形面20a比第四成形面13a向下侧突出的方式配置在开口17内。另外，第五成形面20a在杆15a完全伸长的状态下，如图3所示，比第三成形面10a向下侧突出。

如上所述，开口17形成在第四成形面13a中的与冲头30的弯曲凸部成形面30a1对应的部位，衬块20设置于该开口17，因此衬块20的第五成形面20a与冲头30的弯曲凸部成形面30a1上下对置，并且与弯曲凸部成形面30a1一起仅按压顶板81中的弯曲凸部87及其周边。

制造方法

在使用以上述方式构成的制造装置1制造帽型截面部件80的情况下，首先，如图3所示，将平板状的工件70载置在冲头30及保持件40上。更详细而言，通过使由机械臂3(参照图11)搬运来的工件70与设置于保持件40的定位规5(在图3～图6中省略了图示，参照图11)抵接来进行定位，并将工件70中的顶板预定部71载置在第一成形面30a，并且将工件70中的凸缘预定部75载置于第二成形面40a。另外，在该状态下，没有作用向下方按压保持件40的力，杆35a完全伸长，因此冲头30的第一成形面30a与保持件40的第二成形面40a成为齐平(工件载置工序)。

接着，在驱动冲压机的滑块而使冲模10下降时，顶板预定部71的一部分被比第三成形面10a向下侧突出的衬块20的第五成形面20a和冲头30的弯曲凸部成形面30a1上下夹持。在从该状态起使冲模10进一步下降时，一边与冲头30的弯曲凸部成形面30a1一起将顶板预定部71的一部分上下夹持，一边对抗氮气气缸15的作用力而将衬块20压入到开口17内。如此，在使冲模10进一步下降时，如图4所示，顶板预定部71的一部分被第五成形面20a和弯曲凸部成形面30a1上下夹持，并且凸缘预定部75被冲模10的第三成形面10a和保持件40的第二成形面40a上下夹持。即，顶板预定部71的一部分(与成形后的顶板81中的点C1～点C2的范围81a对应的范围)在该时间点被第五成形面20a和弯曲凸部成形面30a1约束。

这样，从顶板预定部71的一部分被第五成形面20a和弯曲凸部成形面30a1约束的状态起，使冲模10进一步下降。于是，从模具整体来看，在由冲模10的第三成形面10a和保持件40的第二成形面40a夹持凸缘预定部75的状态下，一边用第一成形面30a向上侧按压顶板预定部71，一边将冲头30压入到冲模10的台阶11。如此，当顶板预定部71被压入到台阶11的冲头30的第一成形面30a和冲模10的第四成形面13a以及与之齐平的衬块20的第五成形面20a上下夹持时，成形为以顶板预定部71为顶板81、以凸缘预定部75为凸缘85、以两者71、75之间的部位73为纵壁83的帽型截面部件80。与此同时，通过由一部分为弯曲面的弯曲凸部成形面30a1按压顶板预定部71，从而在顶板81形成弯曲凸部87(成形工序)。

图8是示意性地说明成形时的制造装置1的主要部分的纵剖视图。另外，图8中的粗虚线表示冲头30的上表面30a(第一成形面30a)。另外，图5相当于图8中的V-V线的向视剖视图。在此，当着眼于冲头30的弯曲凸部成形面30a1及衬块20时，若使冲模10从图4所示的状态进一步下降，则使上下夹持顶板预定部71的衬块20及冲头30与上下夹持凸缘预定部75的冲模10及保持件40上下分离，由此在顶板81与凸缘85之间形成纵壁83。

具体而言，当从图4所示的状态进一步使冲模10下降时，如图5所示，由冲模10向下方按压的保持件40对抗氮气气缸35的作用力而向下方移动，并且如图8所示，由冲头30的弯曲凸部成形面30a1相对地向上方按压的衬块20对抗氮气气缸15的作用力而被压入到开口17内。通过如上述那样一边压入衬块20一边使冲头30进入冲模10的台阶11，由此成形为在顶板81与凸缘85之间具有纵壁83的帽型截面部件80，并且通过顶板预定部71被第五成形面20a和弯曲凸部成形面30a1夹持，由此在顶板81形成弯曲凸部87(成形工序)。

图9是示意性地说明脱模时的制造装置1的主要部分的纵剖视图。另外，图9中的粗虚线表示冲头30的上表面30a(第一成形面30a)。接着，当驱动冲压机的滑块而使冲模10上升时，如图9所示，在第五成形面20a与顶板81接触的状态下，冲头30从顶板81的下表面分离而开始从冲模10的台阶脱离，并且在与第三成形面10a一起夹持凸缘85的状态下，通过氮气气缸35的作用力而使保持件40上升。如此，在处于保持件40上升到最高的状态，即保持件40的第二成形面40a与冲头30的第一成形面30a成为齐平时，衬块20的第五成形面20a从顶板81的上表面分离，如图6所示，帽型截面部件80的脱模完成(开模工序)。

作用及效果

接着，对本实施方式的作用及效果进行说明，但为了容易理解本实施方式的作用及效果，在此之前，对现有的制造装置等进行简单说明。

(1)顶板的裂纹

图12是示意性地说明在顶板181产生裂纹的机制的图。已知在与本实施方式同样地，制造具有弯曲凸部187的帽型截面部件180的情况下，如果不用衬块按压顶板预定部，则在拉伸凸缘成形(在顶板181与凸缘185之间成形纵壁183)的过程中，如图12所示，会在顶板181产生裂纹。更详细而言，如果没有不使顶板预定部的长度方向的偏移(滑动)产生这样的衬块的约束力(以下也称为“衬块约束力”)，则顶板预定部如图12的箭头所示那样在长度方向上发生偏移，并且在偏移较大的弯曲凸部187处，在顶板181产生裂纹。另外，还已知用于抑制在拉伸凸缘成形过程中在顶板181产生裂纹的情况的衬块约束力与工件的原材料强度和板厚成比例地增大。

因此，在与本实施方式同样地，制造由高强度材料构成并具有弯曲凸部187的帽型截面部件180的情况下，为了抑制在顶板181产生裂纹的情况，需要相对较大的衬块约束力，为了实现这样的衬块约束力，需要衬块的相对较大的加压力，换言之，需要氮气气缸的相对较大的作用力。

(2)脱模时的帽型截面部件的变形

图13是示意性地说明现有的制造装置101的横剖视图。在现有的制造装置101中，如图13所示，通过使上下夹持工件的顶板预定部的衬块120及冲头130和上下夹持工件的凸缘预定部的冲模110及保持件140上下分离，从而成形帽型截面部件180，这一点与本实施方式的制造装置1相同。

但是，在使用该现有的制造装置101制造由高强度材料构成且具有弯曲凸部187的帽型截面部件180的情况下，存在如下问题。即，在脱模时(开模时)，若使冲模110向上方移动，则冲头130从冲模110的开口117脱离，并且在冲模110的开口117内通过作用力而使衬块120向下方移动，另一方面，在冲头130的周围通过作用力而使保持件140向上方相对移动。于是，冲头130从顶板181的下表面分离，并且相对于失去了由该冲头130从下方进行的支承的顶板181，如在上述(1)中所说明的那样，从上方作用产生抑制顶板预定部的长度方向的偏移这样的衬块约束力的、相对较大的衬块120的加压力，并且相对于凸缘185，从下方作用保持件140的加压力。因此，帽型截面部件180通过衬块120和保持件140的加压而被上下压缩，如图13所示，有可能以纵壁183压曲这样的方式发生变形。

(3)衬块的厚度的增大

图14A、图14B、图14C是示意性地说明现有技术2的制造装置201的主要部分的图。为了抑制如在上述(2)中所说明的帽型截面部件的变形，在图14A所示的制造装置201中，通过在衬块220与保持件240之间插入锁定块250，从而在脱模时应该作用于帽型截面部件的衬块220的加压力(参照图14A的空心箭头)和保持件240的加压力(参照图14A的涂黑箭头)由锁定块250承受，而不作用于帽型截面部件。

具体而言，在冲压机的滑块完全下降的合模后且在将帽型截面部件脱模并取出的开模之前，如图14A的阴影箭头所示，利用气缸251使锁定块250从保持件240中的不与衬块220上下对置的位置向保持件240中的与衬块220上下对置的位置移动，而将锁定块220插入到衬块220的端部与保持件240之间，由此在开模期间也保持合模状态下的保持件240与衬块220在上下方向上的位置关系。

如上述这样使用锁定块250的方法在抑制脱模时的帽型截面部件的变形方面是有用的，但在使如上述(1)所说明的相对较大的衬块220的加压力(例如500kN以上)作用的情况下，有可能产生如下的问题。即，如图14B所示，图14A的衬块220处于均布载荷作用于两端支承的简支梁220的状态。因此，如图14C的M图所示，在简支梁220的中央部产生最大弯矩。

即，在使相对较大的衬块220的加压力作用的情况下，在图14A的衬块220的A部产生相对较大的弯矩。因此，为了确保衬块220的强度，必须使衬块220的厚度相对较厚。

(4)生产率的降低

图15是简化表示现有技术2的制造装置201的图，图16是示意性地说明现有技术2的制造装置201中的工件70的投入和帽型截面部件80的取出的状况的图。另外，在图15中，水平线L1表示垫板的上端的高度，水平线L2表示机械臂3投入工件70的投入高度，另外，水平线L3表示使滑块下降时(成形下止点)的下端的高度。

如上述(3)所说明的那样，如果使衬块220的厚度相对较厚，则如图15所示，通过氮气气缸215以能够相对移动的方式安装有衬块220的冲模210也必然变大(高度尺寸变高)。这里，在工厂等中，每当帽型截面部件80的材质、厚度等发生变化时，就更换冲压机、机械臂3是不现实的，因此，水平线L1、水平线L2以及水平线L3是恒定的。因此，必须将包括下模在内的冲头230的高度尺寸降低衬块220增厚的量(冲模210的高度尺寸增高的量)，并且随着冲头230的高度尺寸变低，通过氮气气缸235而上升到最高的状态下的保持件240的上端(第二成形面)的高度也相对变低。

然而，在保持件240通常如图16所示那样设置有定位规205，以在投入工件70时进行工件70的定位，并且抑制成形时的工件70的偏移。这样，在现有技术2的制造装置201中，也在投入工件70时，使工件70与定位规205抵接，以进行工件70的定位，但如上所述，由于作为机械臂3投入工件70的投入高度的水平线L2是恒定的，因此在保持件240的上端的高度相对变低的现有技术2的制造装置201中，为了使工件70与定位规205抵接，必然会使定位规205的高度尺寸变高。

于是，在投入工件70时，在使工件70与定位规205抵接之后，如图16的空心箭头所示，使工件70落下，但由于落下量h1较大，所以存在定位精度降低的问题。另外，在成形后取出帽型截面部件80时，也由于定位规205的高度尺寸超过机械臂3的上下的可动范围h2，所以还存在帽型截面部件80与定位规205发生干涉的问题。

而且，在投入工件70时，必须使滑块上升，等到衬块220的下端达到足够的高度(在冲模230的上端与衬块220的下端之间产生可插入工件70的程度的间隙这样的高度)为止，但在衬块220的厚度相对较厚的现有技术2的制造装置201中，从帽型截面部件80的成形完成到衬块220的下端达到足够的高度为止的时间，即直到将下一个工件70投入到模具为止的时间变长，从而存在生产率降低的问题。

与此相对，在本实施方式的制造装置1中，通过采用仅部分地对顶板81中的弯曲凸部87及其周边部进行按压的衬块20，如以下所说明的那样，能够全部解决上述(1)～(4)。

首先，回顾通过拉深加工对平坦的部件进行成形的情况可知，使顶板81产生裂纹这样的顶板预定部71的长度方向的偏移是由于在与弯曲凸部87对应的部位(以下也称为“弯曲预定部”)产生的偏移在长度方向的全长传播而产生的，在该部位以外的平坦的部位本身并不产生长度方向的偏移。

关于这一点，在本实施方式的制造装置1中，当将冲头30压入到冲模10的台阶11时，首先，被弯曲凸部成形面30a1按压的弯曲预定部与第五成形面20a抵接，并且被弯曲凸部成形面30a1和第五成形面20a上下夹持，由此在长度方向上被约束。如此，当以由弯曲凸部成形面30a1和第五成形面20a约束弯曲预定部的状态，进一步压入冲头30，从而顶板预定部71在整个长度上被第四成形面13a及与之齐平的第五成形面20a和第一成形面30a上下夹持，由此，能够在不使顶板预定部71产生长度方向的偏移的前提下，换言之，在不使顶板81产生裂纹的前提下，形成具有弯曲凸部87的顶板81(消除上述(1))。

这样，由于不是将工件70的长度方向的全长用衬块20进行约束，而是仅部分地将工件70中的容易产生长度方向的偏移的与弯曲凸部成形面30a1对应的部位用衬块20进行约束，所以能够使衬块20的长度方向上的全长相对地缩短。由此，在本实施方式的制造装置1中，尽管能够在不使顶板81产生裂纹的前提下，形成具有弯曲凸部87的顶板81，但能够将施加于衬块20本身的加压力相对地减小。

这里，本实施方式的制造装置1中的弯曲凸部成形面30a1的每单位长度的加压力本身与如现有技术2的制造装置201那样，在工件70的长度方向的整个长度上由衬块220约束的情况相同。但是，如图9所示，在本实施方式中，在脱模时，从上方作用有衬块20的加压力的仅是顶板81中的点C1～点C2的范围81a，顶板81中的比点C1靠左侧的范围81b以及比点C2靠右侧的范围81c不被衬块20按压。因此，作用于范围81a的衬块20的加压力分散于范围81b或范围81c，因此即使不使用锁定块250，也能够抑制帽型截面部件80以图13的所示的方式发生变形的情况(消除上述(2))。

而且，如上所述，由于能够相对地减小施加于衬块20本身的压力，因此，无需为了确保衬块20的强度而使衬块20的厚度相对较厚，所以能够使衬块20的厚度相对变薄(消除上述(3))。

图10是简化表示制造装置1的图，图11是示意性地说明制造装置1中的工件70的投入和帽型截面部件80的取出的状况的图。另外，在图10中，水平线L1表示垫板的上端的高度，水平线L2表示机械臂3投入工件70的投入高度，另外，水平线L3表示使滑块下降时(成形下止点)的下端的高度。

在本实施方式的制造装置1中，通过使衬块20的厚度相对较薄，如图10所示，冲模10也必然能够变小(降低高度尺寸)。因此，能够将包括下模在内的冲头30的高度尺寸提高衬块20变薄的量(冲模10的高度尺寸变低的量)，另外，随着冲头30的高度尺寸变高，保持件40的上端(第二成形面40a)的高度也能够相对地提高。这样，在保持件40的上端的高度相对较高的制造装置1中，能够使在投入工件70时，使工件70抵接的定位规5的高度尺寸如图11所示那样相对较低。

因此，在投入工件70时，使工件70与定位规5抵接后的工件70的落下量极小，所以能够提高定位精度。另外，在成形后取出帽型截面部件80时，也由于定位规5的高度尺寸不超过机械臂3的上下的可动范围h2，所以能够不与定位规5发生干涉地取出帽型截面部件80。

而且，在投入工件70时，必须使滑块上升，等到衬块20的下端达到足够的高度为止，但在衬块20的厚度相对较薄的本实施方式的制造装置1中，从帽型截面部件80的成形完成到衬块20的下端达到足够的高度为止的时间，即直至将下一个工件70投入到模具为止的时间变短，因此能够抑制生产率降低的情况(消除上述(4))。

如上所述，根据本实施方式的制造装置1及制造方法，能够抑制生产率的降低，并且抑制在顶板81产生裂纹的情况。

(其他实施方式)

本发明并不限定于实施方式，而是能够在不脱离其精神或主要特征的前提下以其他各种形式来实施。

在上述实施方式中，将冲压方向(按压方向)设为上下方向，但并不限于此，也可以将冲压方向设为任意的方向。

另外，在上述实施方式中，设定了为了安全而从点B1和点B2向长度方向外侧偏移规定的余量C所得的点C1和点C2，并将衬块20的长度方向的长度决定为按压顶板81中的上述点C1～点C2的范围81a，但并不限定于此，例如也可以将衬块20的长度方向的长度决定为顶板81中的点B1～点B2的范围。

而且，在上述实施方式中，利用氮气气缸15、35对衬块20和保持件40施加作用力，但并不限于此，例如也可以使用弹簧(未图示)这样的气缸以外的弹性体对衬块20和保持件40施加作用力。

如此，上述实施方式在所有方面只不过是例示，不应限制性地解释。而且，属于权利请求的范围的均等范围的变形或变更全部在本发明的范围内。

根据本发明，能够抑制生产率的降低，并且抑制在顶板产生裂纹的情况，因此应用于具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造装置及制造方法是极为有利的。

Claims (6)

1.一种具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造装置，在利用冲模和保持件夹持平板状的工件中在成形后成为凸缘的凸缘预定部的状态下，利用冲头按压该工件中在成形后成为顶板的顶板预定部，从而成形在该顶板与该凸缘之间具有纵壁的截面帽状的部件，并且在该部件形成在长度方向上弯曲且向按压方向一方侧突出的弯曲凸部，其特征在于，具备：

上述冲头，具有朝向按压方向一方的第一成形面，该第一成形面包括一部分在长度方向上弯曲且向按压方向一方侧突出的弯曲凸部成形面；

上述保持件，在上述第一成形面的宽度方向两外侧具有朝向按压方向一方的一对第二成形面；及

上述冲模，具有朝向按压方向另一方的一对第三成形面和朝向按压方向另一方的第四成形面，所述一对第三成形面与上述一对第二成形面相对，所述第四成形面在上述第三成形面之间经由台阶而设置于比该第三成形面靠按压方向一方侧，并与上述第一成形面相对，

在上述第四成形面中，在与上述弯曲凸部成形面对应的部位形成有向按压方向另一方侧开放的开口，

所述制造装置还具备衬块，该衬块具有与上述弯曲凸部成形面相对的朝向按压方向另一方的第五成形面，并且，为了使上述第五成形面从相比上述第四成形面向按压方向另一方侧突出的状态成为与该第四成形面齐平，该衬块以能够向按压方向一方侧相对移动的方式设置于上述冲模，从而能够对抗向按压方向另一方侧的作用力而被压入到上述开口内。

2.根据权利要求1所述的具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造装置，其特征在于，

上述保持件以能够从上述一对第二成形面与上述第一成形面大致齐平的状态起对抗向按压方向一方侧的作用力而向按压方向另一方侧移动的方式设置于上述冲头的周围，

通过使夹持并按压上述顶板预定部的上述衬块及冲头与夹持并按压上述凸缘预定部的上述冲模及保持件在按压方向上分离，从而在上述顶板与上述凸缘之间成形上述纵壁。

3.根据权利要求1或2所述的具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造装置，其特征在于，

上述工件由高张力钢构成。

4.一种具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造方法，按压平板状的工件，而制造具有在长度方向上弯曲且向按压方向一方侧突出的弯曲凸部的帽型截面部件，其特征在于，准备制造装置，

该制造装置具备：

冲头，具有朝向按压方向一方的第一成形面，该第一成形面包括一部分在长度方向上弯曲且向按压方向一方侧突出的弯曲凸部成形面；

保持件，在上述第一成形面的宽度方向两外侧具有朝向按压方向一方的一对第二成形面；

冲模，具有朝向按压方向另一方的一对第三成形面和朝向按压方向另一方的第四成形面，所述一对第三成形面与上述一对第二成形面相对，所述第四成形面在上述第三成形面之间经由台阶而设置于比该第三成形面靠按压方向一方侧，并与上述第一成形面相对，所述冲模在上述第四成形面的与上述弯曲凸部成形面对应的部位形成有向按压方向另一方侧开放的开口；及

衬块，具有与上述弯曲凸部成形面相对的朝向按压方向另一方的第五成形面，并且，为了使上述第五成形面从相比上述第四成形面向按压方向另一方侧突出的状态成为与该第四成形面齐平，该衬块以能够向按压方向一方侧相对移动的方式设置于上述冲模，从而能够对抗向按压方向另一方侧的作用力而被压入到上述开口内，

所述制造方法包括成形工序，在该成形工序中，在利用上述第二成形面和第三成形面夹持上述工件中在成形后成为凸缘的凸缘预定部的状态下，利用上述第一成形面向按压方向一方侧按压该工件中在成形后成为顶板的顶板预定部，从而成形在该顶板与该凸缘之间具有纵壁的截面帽状的部件，并且在该部件形成弯曲凸部，

在上述成形工序中，一边利用上述第五成形面和上述弯曲凸部成形面夹持上述顶板预定部中与上述弯曲凸部对应的部位，一边利用上述第一成形面按压上述顶板预定部。

5.根据权利要求4所述的具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造方法，其特征在于，

作为上述制造装置，准备上述保持件以能够从上述一对第二成形面与上述第一成形面大致齐平的状态起对抗向按压方向一方侧的作用力而向按压方向另一方侧移动的方式设置于上述冲头的周围的制造装置，

在上述成形工序中，通过使夹持并按压上述顶板预定部的上述衬块及冲头与夹持并按压上述凸缘预定部的上述冲模及保持件在按压方向上分离，从而在上述顶板与上述凸缘之间成形上述纵壁。

6.根据权利要求4或5所述的具有弯曲凸部的帽型截面部件的制造方法，其特征在于，

上述工件由高张力钢构成。

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