CN112512716A - 拉伸凸缘成形工具及使用了该拉伸凸缘成形工具的拉伸凸缘成形方法以及带拉伸凸缘的构件 - Google Patents

Abstract

一种拉伸凸缘成形方法，通过改善基于冲压成形的拉伸凸缘成形的方法而使在成形中产生的应变在坯料中分散，进而不会产生圆弧部中心处的破裂，其中，使用拉伸凸缘成形工具来进行拉伸凸缘成形，所述拉伸凸缘成形工具的特征在于，具备：上表面部，在俯视下具有凸部；直壁部；主斜壁部，在上表面部与直壁部之间位于与上表面部成超过0°且小于90°的角度且与直壁部成10°以上且小于90°的角度的位置，具有在直壁部侧相交的2条棱线；第1副斜壁部，与主斜壁部共有2个棱线中的一方的棱线，位于与上表面部及直壁部分别成超过0°且小于90°的角度的位置；及第2副斜壁部，与主斜壁部共有2个棱线中的另一方的棱线，位于与上表面部及直壁部分别成超过0°且小于90°的角度的位置。

Description

拉伸凸缘成形工具及使用了该拉伸凸缘成形工具的拉伸凸缘 成形方法以及带拉伸凸缘的构件

技术领域

本发明涉及对汽车用的构件等进行冲压成形而得到的拉伸凸缘(日文：伸びフランジ)成形技术，尤其涉及拉伸凸缘成形工具及使用了该拉伸凸缘成形工具的拉伸凸缘成形方法以及带拉伸凸缘的构件。

背景技术

近年来，以汽车的燃料经济性及碰撞安全性的提高为目的，应用高强度钢板的情况变多。汽车用的构件也有时被要求复杂的形状，优异的加工性能即拉伸凸缘成形性变得重要。

拉伸凸缘成形是以下的加工方法：将预先通过冲裁加工、切削加工而被设为预定形状的坯料由衬垫及冲头夹入，并且将冲模抵靠于坯料的被加工的部位(例如，周缘部)，保持该状态并使夹入了坯料的衬垫及冲头和冲模相对地移动，使与冲模的接触部分一边在坯料的宽度方向上弯曲一边展开。由此，在坯料形成与冲头被压入的方向反向地突出的拉伸凸缘。

成形出的拉伸凸缘的板厚在与冲模的接触区域中最薄，接着是越是接近该接触区域的非接触区域则越薄。这样的现象是因为，在这些区域中拉伸凸缘成形时的加工度大，进而变形大。因而，在将加工前的加工部位通过拉伸凸缘成形而成形为预定的凸缘时，有时尤其会在从拉伸凸缘(折弯的部分)的根部附近垂直立起的凸缘的圆弧部中心处产生破裂。

因而，提出了通过改良在弯曲加工中使用的工具的形状来防止拉伸凸缘破裂的、带凸缘的成形构件的加工技术(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/017436号

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1所公开的技术中，推迟在成形中途坯料的弯曲部与模具部接触的定时，使向弯曲部的应变蓄积分散而防止拉伸凸缘破裂。然而，在该技术中，模具的退避部由单个面构成(参照专利文献1的图3)，因此在成形中在坯料产生的应变量、应变分散的范围受到限定。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供通过改善基于冲压成形的拉伸凸缘成形技术从而使在成形中产生的应变在坯料中分散而不会产生凸缘的圆弧部中心处的破裂的拉伸凸缘成形工具及使用了该拉伸凸缘成形工具的拉伸凸缘成形方法。另外，本发明的目的也在于提供通过这样的加工方法而得到、且没有凸缘的圆弧部中心处的破裂的带拉伸凸缘的构件。

用于解决课题的手段

本发明人关于在高强度钢板的拉伸凸缘成形中通过使在成形中途在坯料产生的应变分散从而在成形时不使破裂产生的方法进行了锐意研究。

本发明人着眼于：以往，在将坯料在其宽度方向上折弯的拉伸凸缘成形时，坯料的与冲模接触的接触部集中于坯料的弯曲中心部，因在该部分产生了局部性的高的面压(表面压力)而应变集中，产生了破裂。研究的结果是，本发明人得到了“与以往不同，在拉伸凸缘成形时，通过在坯料上设置多处与冲模接触的接触部(即，高面压部)而以使应变分散的方式成形，能够在坯料中防止局部性的应变的产生，防止加工时的破裂”这一见解(见解1)。

另外，本发明人得到了“在进行将坯料在其宽度方向上折弯的拉伸凸缘成形时，在其初期使在接触部处产生的应变向更大的范围分散与在其后期使在接触部处产生的应变分散相比，能够作为整体而高效地防止加工时的破裂”这一见解(见解2)。

本发明是基于这些见解1、2使在凸缘成形中在坯料产生的应变高效地分散而能够以高的水平防止破裂的产生的技术，其要旨如下。

(1)一种拉伸凸缘成形工具，其特征在于，具备：上表面部，在俯视下具有凸部；直壁部；主斜壁部，在所述上表面部与所述直壁部之间位于与所述上表面部成超过0°且小于90°的角度且与所述直壁部成10°以上且小于90°的角度的位置，具有在直壁部侧相交的2条棱线；第1副斜壁部，与所述主斜壁部共有所述2个棱线中的一方的棱线，位于与所述上表面部及所述直壁部分别成超过0°且小于90°的角度的位置；及第2副斜壁部，与所述主斜壁部共有所述2个棱线中的另一方的棱线，位于与所述上表面部及所述直壁部分别成超过0°且小于90°的角度的位置。

(2)根据所述(1)的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，所述2条棱线相对于所述主斜壁部与所述上表面部所共有的边的张开角度为45～90°。

(3)根据所述1或2的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，所述主斜壁部相对于所述直壁部的角度θ为10～45°。

(4)根据所述(1)～(3)中任一项的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，所述2条棱线的曲率半径为15mm以下。

(5)根据所述(1)～(4)中任一项的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，在从正面观察时，所述2条棱线向副斜壁部凸出。

(6)根据所述(1)～(5)中任一项的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，在侧视下，所述主斜壁部的铅垂方向尺寸S、所述棱线相对于所述直壁部的倾斜角度θ、坯料从所述冲头及所述衬垫的水平方向突出尺寸h以及从所述衬垫及所述冲头到所述直壁部为止的水平方向尺寸c满足S≤(h-c)/tanθ。

(7)根据所述(1)～(6)中任一项的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，所述第1副斜壁部和/或第2副斜壁部进一步具备1条以上的棱线。

(8)根据所述(7)的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，所述第1副斜壁部和/或第2副斜壁部进一步具备的棱线与主斜壁部和所述第1副斜壁部或第2副斜壁部所共有的棱线相交。

(9)一种拉伸凸缘成形方法，使用所述(1)～(8)中任一项所述的拉伸凸缘成形工具来成形具有拉伸凸缘部的构件，其特征在于，包括：将坯料沿着所述2条以上的棱线而弯曲成形的阶段；及将坯料沿着所述直壁部的棱线而弯曲成形的阶段。

(10)一种带拉伸凸缘的构件，具备：顶板部，具有向内侧弯曲而凹陷的外周缘；及拉伸凸缘部，具有相对于所述顶板部以折弯的状态相连的弯曲部和非弯曲部，所述带拉伸凸缘的构件的特征在于，所述拉伸凸缘部的与弯曲部与非弯曲部的交界在非弯曲部的延伸方向上相距拉伸凸缘高度方向的长度的50％以上且150％以下的距离的区域的维氏硬度比顶板部的维氏硬度大10(HV)以上。

发明的效果

在本发明的成形工具及使用了该成形工具的成形方法中，将成形阶段设为2个阶段，在成形初期使在坯料产生的应变分散。根据本发明的成形技术，通过在拉伸凸缘成形的初期使坯料与冲模接触的接触部即高面压部分散而形成，能够在坯料中防止局部性的应变的产生，进而防止加工时的破裂。

附图说明

图1是示出本实施方式的成形工具(冲模)的图。

图2是使用图1所示的成形工具(冲模)和冲头及衬垫来对坯料(blank)进行拉伸凸缘成形时的示意图。

图3是示出斜壁部的棱线相对于水平方向的张开角度α的立体图。

图4是示出斜壁部的棱线相对于铅垂方向的倾斜角度θ的侧视图。

图5是示出俯视时的坯料与棱线的接触状态的剖视图。

图6是示出将棱线的曲率半径设为了1mm、15mm的情况下的、应变量与距坯料与棱线的接触位置(坯料的弯曲方向中心位置)C的距离的关系的坐标图。

图7是示出棱线的凸状态的立体图。

图8是示出拉伸凸缘成形开始时的坯料与成形工具(冲模)、衬垫及冲头的位置关系的侧视图。

图9是在由第1副斜壁部的棱线和第2副斜壁部的棱线包围的区域进一步具备2条棱线的实施方式的立体图。

图10是示出使用了590MPa级的DP钢的情况下的、测定了带拉伸凸缘的构件中的最大主应变的结果的示意图。

图11是关于图10所示的现有品及本实施方式品示出维氏硬度与以弯曲中心为基准的凸缘的长度方向位置的关系的坐标图。

具体实施方式

<拉伸凸缘成形工具及拉伸凸缘成形方法>

[基本方式]

以下，关于本实施方式的拉伸凸缘成形工具及拉伸凸缘成形方法，说明其基本方式。

图1是示出本实施方式的拉伸凸缘成形工具(冲模)的图，(a)是从正面方向上方看的立体图，(b)是从斜方向看的立体图。

图1所示的拉伸凸缘成形工具(以下，简称作“成形工具”)1具有长度方向中心部向与长度方向垂直的方向突出而弯曲的凸部，该部分构成与在中心部具有缩窄部的坯料接触的接触部即成形部(主斜壁部11、第1副斜壁部12a、第2副斜壁部13a、直壁部12b、直壁部13b)。另外，在成形部的长度方向两侧，不与坯料接触的非成形部14、15从成形部相连。

主斜壁部11、成形部具备位于图1中的铅垂方向上部且与上表面部10相连的主斜壁部11、第1副斜壁部12a、第2副斜壁部13a和相对于第1副斜壁部12a、第2副斜壁部13a分别在铅垂方向下方相连的直壁部12b、直壁部13b。上表面部10和主斜壁部11、第1副斜壁部12a及第2副斜壁部13a以分别成超过0°且小于90°、优选的是超过0°且80°以下的角的方式位于相邻的位置，第1副斜壁部12a和直壁部12b、第2副斜壁部13a和直壁部13b以分别成超过0°且小于90°的角的方式位于相邻的位置，主斜壁部11和直壁部以成10°以上且小于90°的角的方式位于相邻的位置。直壁部具有与冲模和冲头的相对的移动方向平行的面。在此，面与面所成的角度是指将各面延长后的面所成的锐角侧的角。

此外，为了方便，设为上表面部10水平地处于拉伸凸缘成形工具的最上表面来说明，但这并不限定实际进行拉伸凸缘成形时的成形工具的朝向。在拉伸凸缘成形中，只要冲模和冲头相对地移动即可，当然也能够是例如上表面部10成为最下表面那样的配置。

斜壁部、直壁部的区分也可以在非成形部14、15中存在。

主斜壁部11具备在从弯曲中心在周向上离开的位置处从上表面部10延伸且在直壁部12b、13b侧相交的2条棱线16、17。

在此，棱线16是在主斜壁部11与第1副斜壁部12a的交界处将该交界的曲率半径最小的部分相连而得到的线，是连结峰和峰而连续的线。同样，棱线17是在主斜壁部11与第2副斜壁部13a的交界处将该交界的曲率半径最小的部分相连而得到的线，是连结峰和峰而连续的线。

直壁部12b、13b在交界具备共有的棱线18。棱线18是在至少一部分呈曲面的直壁部12b与直壁部13b的交界处将该交界的曲率半径最小的部分相连而得到的线，是连结峰和峰而连续的线。直壁部12b、13b的棱线也可以除了共有的棱线18之外进一步具备不同的棱线。

在本实施方式的成形工具中，棱线16和棱线17在直壁部侧收敛成1条。即，如图1所示，相邻的2条棱线16、17、主斜壁部11与直壁部12b、13b的交界线的一部分20、21及棱线18依次连通而形成。

本实施方式的成形工具是具有由棱线16、17包围的主斜壁部11、与主斜壁部11共有棱线16的第1副斜壁部12a、与主斜壁部11共有棱线17的第2副斜壁部13a这3面斜壁的形状。通过将冲模1设为这样的形状，能够使在凸缘成形中在坯料产生的应变高效地向大的范围分散，能够以高的水平防止破裂的产生。

使用了以上所示的成形工具的拉伸凸缘成形如以下这样进行。

图2是示出使用图1所示的成形工具(冲模1)和冲头32及衬垫34来对坯料36进行拉伸凸缘成形的例子的示意图。在该图所示的例子中，在利用冲头32和衬垫34将坯料36夹着的状态下，将坯料36的两端分别载置于冲模1、1的上表面。接着，使冲头32和衬垫34向铅垂方向下方下降而进行拉伸凸缘成形。

在这样的拉伸凸缘成形中，通过棱线16、17经由形成主斜壁部11与直壁部12b的交界的棱线20、形成主斜壁部11与直壁部13b的交界的棱线21而收敛成直壁部12b、13b的共同的棱线18的棱线单元，从而成形工具与坯料的接触状况随着时间而变化。

首先，在拉伸凸缘成形初期，包围主斜壁部11的、设置于从成形工具的俯视弯曲部中心在周向上离开的位置的棱线16、17与坯料接触。具体而言，坯料的特定部分与棱线16、17连续地接触。由此，坯料沿着主斜壁部11而向面外弯曲，并且在连续地变化的上述特定部分处承受高的面压而局部性地拉伸变形。

接着，在拉伸凸缘成形中期，形成主斜壁部11与直壁部12b的交界的棱线20、形成主斜壁部11与直壁部13b的交界的棱线21与坯料接触。具体而言，坯料的特定部分与棱线20、21连续地接触。由此，坯料沿着棱线20、21而进一步向面外弯曲，并且在连续地变化的上述特定部分处承受高的面压而局部性地拉伸变形。

最后，在拉伸凸缘成形后期，形成于直壁部12b、13b的、设置于成形工具的俯视弯曲部中心的棱线18与坯料接触。具体而言，坯料的特定部分与从直壁部12b、13b的铅垂方向最上部形成至最下部的上述棱线连续地接触。由此，坯料沿着直壁部12b、13b而向面外弯曲，并且在连续地变化的上述接触部分处承受高的面压而局部性地拉伸变形。

在以上这样的使用了成形工具(冲模1)的拉伸凸缘成形中，在拉伸凸缘成形初期，通过设置2处坯料与成形工具的接触部分(棱线16、17)，能够在大的范围进行坯料的弯曲方向(周向)上的拉伸变形，以高的水平进行应变的分散。

经过了这样的变形行为的坯料之后经由主斜壁部11与直壁部12b的交界线的一部分(棱线20)、主斜壁部11与直壁部13b的交界线的一部分(棱线21)而使接触部分向直壁部12b、13b的棱线18依次转移。由此，由于如上所述在成形初期充分地使应变分散，所以即使在成形后期采用与以往相同的变形行为，也能够以高的水平减少特定部位处的应变的集中。因此，根据本实施方式的拉伸凸缘成形技术，能够提供在坯料的圆弧部中心处没有破裂的带拉伸凸缘的构件。

[附加方式]

接着，说明能够对于本实施方式的拉伸凸缘成形方法及成形工具的上述基本方式任意选择性地实施的附加方式1～4。

(附加方式1)

在基本方式中，优选的是，棱线16、棱线17的相对于主斜壁部与上表面部所共有的边的张开角度为45°以上且90°以下(附加方式1)。图3是示出棱线16相对于水平方向的张开角度α的立体图，(a)是张开角度α为90°的情况，(b)是张开角度α为45°的情况。

通过减小张开角度α，能够充分确保棱线16、17间的距离而在周向上宽广地提供坯料与棱线的接触范围。若张开角度α为45°以上，则能够在不使主斜壁部11相对于铅垂方向的倾斜角度(后述的倾斜角度θ：参照图4)过度大的范围内规定主斜壁部11的形状以及第1副斜壁部12a、第2副斜壁部13a。

此外，通过增大张开角度α，棱线16、17间的距离变小而坯料与棱线的接触范围变窄，由此，能够不在坯料的弯曲部中央附近产生过度的应变集中地成形凸缘部。在张开角度α为90°以下的情况下，该效果以高的水平发挥。

在将张开角度α设为了45°以上且80°以下的情况下，能够以更高的水平不在坯料的弯曲部中央附近产生过度的应变集中地成形凸缘部，在设为了45°以上且70°以下的情况下，能够以极高的水平不在坯料的弯曲部中央附近产生过度的应变集中地成形凸缘部。此外，棱线16、17的各自相对于水平方向的张开角度无需设为相等的值，能够通过成形的凸缘的形状而适当调整。

(附加方式2)

在基本方式及对基本方式组合了附加方式1的方式中，优选的是，主斜壁部11相对于直壁部12b、13b所共有的棱线18的倾斜角度(与直壁部所成的角度)为10°以上且45°以下(附加方式2)。图4是示出主斜壁部相对于铅垂方向的倾斜角度(与直壁部所成的角度)θ的侧视图，(a)是倾斜角度θ为10°的情况，(b)是倾斜角度θ为45°的情况。

通过将主斜壁部11相对于铅垂方向的倾斜角度θ设为45°以下，从而主斜壁部的倾斜变得陡峭，能够将坯料的与棱线的接触结束时的弯曲变形量确保得大。由此，能够使由设置于直壁部12b、13b的棱线18与坯料的接触引起的弯曲变形量相对小。在直壁部12b、13b处的成形时，由于与和坯料的缩窄中心对应的棱线18的接触而在坯料尤其多地产生应变，但根据本实施方式，能够抑制由与棱线18的接触引起的弯曲变形量，更高效地防止破裂。

另一方面，通过将主斜壁部11相对于直壁部12b、13b所共有的棱线18的倾斜角度θ设为10°以上，从而主斜壁部11的倾斜变得平缓，能够充分确保上述的棱线16、棱线17相对于水平方向的张开角度α。

其理由是因为，在将倾斜角度θ设为了小于10°的基础上将张开角度α设为了90°以下的情况下，要将棱线16、17配置于从坯料的弯曲中心在周向上充分离开的位置，第1副斜壁部12a、第2副斜壁部13a相对于铅垂方向的倾斜角度θ会成为负角。在倾斜角度θ为负角的情况下，无法使坯料从第1副斜壁部12a、第2副斜壁部13a向直壁部12b、13b所共有的棱线18阶段性地接触而赋予弯曲变形，因此倾斜角度θ需要设为正的角度。

在将倾斜角度θ设为了15°以上且40°以下的情况下，能够进一步增大坯料的与棱线的接触结束时的弯曲变形量并抑制由与棱线18的接触引起的弯曲变形量而高效地防止破裂，在设为了15°以上且35°以下的情况下，能够以极高的水平增大坯料的与棱线的接触结束时的弯曲变形量并抑制由与棱线18的接触引起的弯曲变形量而高效地防止破裂。

(附加方式3)

在基本方式及对基本方式组合了附加方式1、2的至少任一者的方式中，优选的是，上述斜壁部的棱线16、17的与上表面部10的连接点处的曲率半径为1mm以上且15mm以下(附加方式3)。图5是示出坯料与棱线16的接触状态的剖视图(俯视)，(a)是棱线16的曲率半径为1mm的情况，(b)是棱线16的曲率半径为15mm的情况。图6是示出将棱线16、17的曲率半径设为了1mm(R1)、15mm(R15)的情况下的、周向的应变量ε与距坯料与棱线16的接触位置(坯料的弯曲方向中心位置)C的距离P的关系的坐标图。此外，图6中的应变量都是对冲头和衬垫施加了同量的负荷的情况下的应变量。

在此，如图5所示，棱线的曲率半径是指在剖视图中成为直线的主斜壁部与副斜壁部的交点处的曲率半径，不是指棱线自身的曲率。

如图5(a)所示，在棱线16的曲率半径小的情况下(R1)，坯料36与棱线16的接触面积比较小，如图5(b)所示，在棱线16的曲率半径大的情况下(R15)，坯料36与棱线16的接触面积比较大。因而，如图6所示，曲率半径大的情况(R15)与曲率半径小的情况(R1)相比，能够在宽广的区域较大地赋予周向的最大主应变量。由此，棱线16的曲率半径优选设为1mm以上。

相对于此，若使棱线16、17的曲率半径过度大，则无法充分得到在坯料36局部性地作用的面压，无法使坯料36的应变朝向周向充分分散。因而，棱线16、17的曲率半径优选设为15mm以下。

以上的效果在将棱线的曲率半径设为了13mm以下的情况下分别以更高的水平发挥，在设为了5mm以下的情况下分别以极高的水平发挥。此外，在使棱线的曲率半径过度小的情况下，拉伸凸缘成形可能会变得难以进行，因此第1棱线的曲率半径至少需要1mm左右。

(附加方式4)

在基本方式及对基本方式组合了附加方式1～3的至少任一者的方式中，优选的是，在从正面观察时，包围主斜壁部11的棱线16、17向副斜壁部凸出(附加方式4)。图7是示出棱线的凸状态的立体图，(a)是棱线向主斜壁部凸出(相对于副斜壁部凹入)的情况，(b)是棱线向副斜壁部凸出的情况。

在图7(a)所示的情况(棱线16、17向主斜壁部凸出的情况)下，棱线16与形成主斜壁部11与直壁部12b的交界的棱线20的连接部、棱线17与形成主斜壁部11与直壁部13b的交界的棱线21的连接部的延伸方向急剧变化。另外，在假设棱线20、21即棱线16、17不经由棱线20、21而与棱线18直接连接的情况下，上述连接部的延伸方向也急剧变化。

相对于此，在图7(b)所示的情况(棱线16、17向副斜壁部凸出的情况)下，棱线16与形成主斜壁部11与直壁部12b的交界的棱线20的连接部、及棱线17与形成主斜壁部11与直壁部13b的交界的棱线21的连接部的延伸方向缓慢变化。另外，在没有棱线20、21的情况即棱线16、17不经由棱线20、21而与棱线18直接连接的情况下，上述连接部的延伸方向也缓慢变化。

因而，图7(b)所示的情况(棱线16、17向副斜壁部凸出的情况)与图7(a)所示的情况(棱线16、17向上凸出的情况)相比，不会在上述连接部处集中地残留应变，进而能够得到优异的应变分散效果。因此，在图7(b)所示的情况(棱线16、17向下凸出的情况)下，能够进一步在坯料中防止局部性的应变的产生，进而进一步防止加工时的破裂。

(附加方式5)

在基本方式(拉伸凸缘成形方法)及对该基本方式组合了附加方式1～4的至少任一者的方式中，优选的是，在侧视下，上述主斜壁部的铅垂方向尺寸S、上述主斜壁部相对于铅垂方向的倾斜角度θ、坯料从上述冲头及上述衬垫的水平方向突出尺寸h以及从上述冲头及上述衬垫到上述直壁部为止的水平方向尺寸c满足以下的关系。

S≤(h-c)/tanθ (1)

图8是示出拉伸凸缘成形开始时的坯料36、与成形工具(冲模1)、衬垫32及冲头34的位置关系的侧视图。在图8中，关于主斜壁部11的铅垂方向尺寸S、主斜壁部11相对于铅垂方向的倾斜角度θ、坯料36从冲头32及衬垫34的水平方向突出尺寸h以及从冲头32及衬垫34到直壁部为止的水平方向尺寸c，(a)是满足S>(h-c)/tanθ的情况，(b)是满足S≤(h-c)/tanθ的情况。

在不满足上述(1)式的情况下，即，在从拉伸凸缘成形的一开始起坯料36的水平方向端部与主斜壁部11抵接的情况下(图8(a))，该端部的损伤比较大。相对于此，在满足上述(1)式的情况下，即，在从拉伸凸缘成形的一开始起坯料36的水平方向端部不与主斜壁部11抵接的情况下(图8(b))，该端部的损伤比较小。

因而，图8(b)所示的例子与图8(a)所示的例子相比，坯料的水平方向端部的变形能的下降量小。因此，在从这两个图所示的状态起分别进行了拉伸凸缘成形的情况下，在图8(b)所示的例子中，以不会向坯料36的尤其是水平方向端部附近施加过度的损伤的方式变形，因此能够以更高的水平防止成形时的破裂。

(附加方式6)

在基本方式及对该基本方式组合了附加方式1～5的至少任一者的方式中，第1副斜壁部的棱线及第2副斜壁部也可以在区域内除了棱线16、17之外进一步具备棱线。棱线无需在第1副斜壁部的棱线及第2副斜壁部中处于对称的位置，在各斜壁部中也可以存在不同数量的棱线。

图9是在第1副斜壁部12b的区域内、第2副斜壁部13b的区域内分别具备棱线22、23的情况的例子。在图9所示的例子中，通过将包括棱线16、17的棱线的合计数增加为4条，成为具有5面斜壁的形状。

另外，在图9所示的例子中，棱线22、棱线23分别与棱线16、17相交。作为这样的结构，通过在成形的初期设置多个坯料与成形工具的接触部分(棱线16、17、22、23)，从而多个点成为拉伸凸缘成形的起点，能够在大的范围内进行坯料的弯曲方向(周向)上的拉伸变形，负荷高面压的位置的感觉扩展而能够使应变进一步分散。

进一步具备的棱线的数量的上限没有特别的限定，但若棱线过多则冲模大型化而导致成本上升，因此进一步具备的棱线的合计数优选为1～4条。

<带拉伸凸缘的构件>

图10是使用了拉伸强度590MPa级的钢板的情况下的、测定了带拉伸凸缘的构件的弯曲中心部附近的最大主应变的结果的示意图，(a)示出以往的带拉伸凸缘的构件(现有品)，(b)示出本实施方式的带拉伸凸缘的构件(本实施方式品)。

在此，两图中的实线分别是将测定到相同的最大主应变值的点相连而得到的线。此外，图10(a)所示的现有品是使用专利文献1所公开的拉伸凸缘成形用的一套工具而通过专利文献1所公开的方法得到的带拉伸凸缘的构件。相对于此，图10(b)所示的本实施方式品是使用图1所示的冲模1和图2所示的冲头32、衬垫34而通过上述的本实施方式的成形方法得到的带拉伸凸缘的构件。

图10(a)、(b)所示的带拉伸凸缘的构件在均具备具有向内侧弯曲而凹陷的外周缘的顶板部和相对于上述顶板部以折弯的状态相连的2个拉伸凸缘部这一点上共通。

根据图10(a)、(b)，在现有品及本实施方式品中都确认了在拉伸凸缘的弯曲部中心产生较多的应变。然而，查明了：在图10(a)所示的现有品中，最大主应变是0.47，相对于此，图10(b)所示的本实施方式品的最大主应变是0.32。因而，在本实施方式品中，可以说最大主应变被抑制得比较低。

接着，关于图10所示的现有品和本实施方式品的各自测定了拉伸凸缘部的尤其是弯曲中心部的维氏硬度。图11是关于图10所示的现有品及本实施方式品示出维氏硬度与以弯曲中心为基准的凸缘的长度方向位置的关系的坐标图。此外，维氏硬度测定位置处的铅垂方向位置设为比拉伸凸缘的铅垂方向最上部在该方向上靠下方1mm的位置。

从图11明显可知，关于现有品，随着从弯曲部中心离开而维氏硬度急剧变动。相对于此，在本实施方式品中没看到这样的维氏硬度的急剧的变动，查明了：在弯曲部的外侧的区域中也还存在维氏硬度比较高的区域。

在此，已知使用了拉伸强度590MPa级的钢板时的顶板部(非加工部)的维氏硬度是约200HV，相对于此，弯曲部中心的维氏硬度如图11所示是550HV～600HV左右。并且，若从弯曲部中心在周向上离开则维氏硬度减小，但关于呈现比顶板部的维氏硬度大10HV以上的维氏硬度的区域，可以说是弯曲部中心的最大主应变被充分地分散的区域。

根据图11，这样的最大主应变被充分地分散的区域在现有品中止步于距弯曲中心约15mm的范围，但在本实施方式品中距弯曲中心至少到达了约30mm的范围。

根据以上，可以说：在本实施方式品中，与现有品相比，最大主应变从凸缘的弯曲中心向周向外侧在极大的范围内分散。因而，可以说本实施方式的拉伸凸缘成形技术是与以往技术相比能够飞跃性地防止加工时的破裂产生的技术。

另外，虽然对本发明的优选的实施方式进行了说明，但上述的实施方式是例示，本发明不应该由上述的实施方式限定解释。显然，具有本发明所属的技术领域中的通常知识的人能够在本发明的技术思想的范围内想到各种各样的变更例、修正例。

例如，主斜壁部、第1副斜壁部、第2副斜壁部也可以不是左右对称的形状。另外，在上述的实施方式中，对使用钢板作为坯料的例子进行了说明，但本发明的对象当然不限定于钢板。本发明是与冲压成形相关的技术，因此显然也能够应用于能够冲压成形的例如铝板、钛板。

附图标记说明

1拉伸凸缘成形工具(冲模)

10 上表面部

11 主斜壁部

12a 第1副斜壁部

12b 直壁部

13a 第2副斜壁部

13b 直壁部

14 非成形部

15 非成形部

16 棱线

17 棱线

18 棱线

20 主斜壁部与直壁部的交界线的一部分(棱线)

21 主斜壁部与直壁部的交界线的一部分(棱线)

22 棱线

23 棱线

32 冲头

34 衬垫

36 坯料

C 坯料与棱线的接触位置(坯料的弯曲方向中心位置)

c 从冲头及衬垫到直壁部为止的水平方向尺寸

h 坯料从冲头及衬垫的水平方向突出尺寸

P 距坯料的弯曲方向中心位置的距离

S 斜壁部的铅垂方向尺寸

α 第1棱线相对于水平方向的张开角度

ε 应变量

θ 斜壁部相对于铅垂方向的倾斜角度

Claims (10)

1.一种拉伸凸缘成形工具，其特征在于，具备：

上表面部，在俯视下具有凸部；

直壁部；

主斜壁部，在所述上表面部与所述直壁部之间位于与所述上表面部成超过0°且小于90°的角度且与所述直壁部成10°以上且小于90°的角度的位置，具有在直壁部侧相交的2条棱线；

第1副斜壁部，与所述主斜壁部共有所述2个棱线中的一方的棱线，位于与所述上表面部及所述直壁部分别成超过0°且小于90°的角度的位置；及

第2副斜壁部，与所述主斜壁部共有所述2个棱线中的另一方的棱线，位于与所述上表面部及所述直壁部分别成超过0°且小于90°的角度的位置。

2.根据权利要求1所述的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，

所述2条棱线相对于所述主斜壁部与所述上表面部所共有的边的张开角度为45～90°。

3.根据权利要求1或2所述的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，

所述主斜壁部相对于所述直壁部的角度θ为10～45°。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，

所述2条棱线的曲率半径为15mm以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，

在从正面观察时，所述2条棱线向副斜壁部凸出。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，

在侧视下，所述主斜壁部的铅垂方向尺寸S、所述棱线相对于所述直壁部的倾斜角度θ、坯料从所述冲头及所述衬垫的水平方向突出尺寸h以及从所述衬垫及所述冲头到所述直壁部为止的水平方向尺寸c满足S≤(h-c)/tanθ。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，

所述第1副斜壁部和/或第2副斜壁部进一步具备1条以上的棱线。

8.根据权利要求7所述的拉伸凸缘成形工具，其特征在于，

所述第1副斜壁部和/或第2副斜壁部进一步具备的棱线与主斜壁部和所述第1副斜壁部或第2副斜壁部所共有的棱线相交。

9.一种拉伸凸缘成形方法，使用权利要求1～8中任一项所述的拉伸凸缘成形工具来成形具有拉伸凸缘部的构件，其特征在于，包括：

将坯料沿着所述2条以上的棱线而弯曲成形的阶段；及

将坯料沿着所述直壁部的棱线而弯曲成形的阶段。

10.一种带拉伸凸缘的构件，具备：

顶板部，具有向内侧弯曲而凹陷的外周缘；及

拉伸凸缘部，具有相对于所述顶板部以折弯的状态相连的弯曲部和非弯曲部，

所述带拉伸凸缘的构件的特征在于，

所述拉伸凸缘部的与弯曲部与非弯曲部的交界在非弯曲部的延伸方向上相距拉伸凸缘高度方向的长度的50％以上且150％以下的距离的区域的维氏硬度比顶板部的维氏硬度大10HV以上。

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