CN115338309A - 加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加工方法，包括如下的加热工序：将贯通了螺旋状的线圈的磁性体芯的端部以与钢板的冲裁端的端面非接触的状态且以沿着端面对向的方式配置，并使电流流过线圈而使钢板产生感应电动势，由此对端面进行加热。

Description

加工方法

技术领域

本发明涉及钢板的加工方法。

背景技术

已知一种加工方法，在形成于工件的贯通孔内插入线圈，并通过线圈来进行高频加热(例如，参照日本特开2015-124430)。

发明内容

但是，在上述加工方法中，例如在向小径的贯通孔插入线圈的情况下，与该小径的贯通孔对应而需要由更细的线材构成的高价的线圈，因此有可能导致制造成本的增加。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种能够将制造成本抑制得较低的加工方法。

用于实现上述目的的本发明的一个方式是一种加工方法，包括如下的加热工序：将贯通了螺旋状的线圈的磁性体芯的端部以与钢板的冲裁端的端面非接触的状态且以沿着该端面对向的方式配置，并使电流流过所述线圈而使所述钢板产生感应电动势，由此对该端面进行加热。

在该一个方式中，也可以是，所述钢板的冲裁端的端面是钢板的贯通孔的内周面，

所述磁性体芯的端部贯通所述贯通孔，并以与所述内周面非接触的状态且以与该内周面对向的方式配置。

在该一个方面中，也可以是，所述贯通孔的直径小于所述螺旋状的线圈的直径。

在该一个方式中，也可以是，所述磁性体芯配置成相对于被固定的所述线圈能够沿所述磁性体芯的轴向相对移动。

在该一个方式中，也可以是，使所述磁性体芯相对于所述线圈沿轴向相对移动，将该磁性体芯的端部插入配置于所述钢板的贯通孔内，通过使电流流过所述线圈而使所述钢板产生感应电动势，由此对该贯通孔的内周面进行加热。

在该一个方式中，也可以是，在所述加热工序中，在冲裁工序中被冲裁的钢板在配置于加热夹具之后被所述线圈加热，所述加热夹具具有：定位引导件，将在所述冲裁工序中被冲裁的钢板定位于规定位置；及所述磁性体芯和线圈，对由所述定位引导件定位的钢板的冲裁端的端面进行加热。

在该一个方式中，也可以是，所述加热工序在压力机的任意工序中被实施。

在该一个方式中，也可以是，还包括相对于所述冲裁端成形拉伸凸缘的拉伸凸缘成形工序，所述加热工序在对将所述钢板从所述冲裁工序向所述拉伸凸缘成形工序输送时的输送间距进行调整的空转工序中被实施。

在该一个方式中，也可以是，在压力机内一边通过把持部连续地输送钢板成形品，一边至少以规定的输送间距连续地进行所述冲裁工序和所述空转工序，通过在与所述空转工序对应的位置配置所述加热夹具，来将所述空转工序置换为所述加热工序。

根据本发明，主要目的在于提供一种能够将制造成本抑制得较低的加工方法。

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是概略地表示本实施方式所涉及的加工方法的工序的示意图。

图2是本实施方式所涉及的线圈和磁性体芯的立体图。

图3是从侧方观察图2所示的线圈和磁性体芯的侧视图。

图4是表示在磁性体芯以隔着钢板的贯通孔的方式配置有一对线圈的结构的图。

图5是表示车辆的地板侧梁的立体图。

图6是表示车辆的门槛外侧件的立体图。

图7是表示对钢板的小径的贯通孔进行了加热时的CAE解析结果的图。

图8是用于说明对纵壁的贯通孔的内周面进行加热的情况的图。

图9是表示加热夹具的一例的图。

图10是对本实施方式所涉及的成形加工方法的工序和以往的成形加工方法的工序进行对比的图。

图11是表示压力机内的工序的一例的图。

具体实施方式

实施方式1

以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但并不将要求保护的范围所涉及的发明限定于以下的实施方式。另外，在实施方式中说明的全部结构并不一定都是作为用于解决课题的手段而必须的。

图1是概略地表示本实施方式所涉及的加工方法的工序的示意图。以下说明的加工方法是在作为工件的钢板100设置贯通孔101，并使该贯通孔101的周缘变形而成形凸缘102的加工方法。

例如，如图1所示，本实施方式所涉及的加工方法包括：冲裁工序，冲裁钢板100；加热工序，对冲裁端103进行加热；放冷工序，将由加热工序产生的热冷却；及拉伸凸缘成形工序，对冲裁端103成形凸缘102。

冲裁工序是利用冲裁冲头200对固定于未图示的冲裁模的钢板100进行冲裁的工序。加热工序将在后面详细叙述，是对在冲裁工序中所形成的冲裁端103进行加热的工序。

在加热工序中，将冲裁后的钢板100配置于加热夹具。然后，如后所述，对钢板100的冲裁端103进行高频感应加热。在该加热后，将钢板100从加热夹具取下。

如图1所示，放冷工序是将在加热工序中被加热的冲裁端103的热冷却的工序。具体而言，将钢板100在常温环境下放置一定时间。拉伸凸缘成形工序(翻边工序)是将凸缘模具300插入到贯通孔101，并使贯通孔101的周缘部塑性变形而形成凸缘102的工序。

由于冲裁工序而在贯通孔101的周缘部产生的残留应变在加热工序中被除去。由于在放冷后，导入到拉伸凸缘成形工序，因此，与对加热状态的钢板100进行拉伸凸缘成形工序相比，能够减轻在凸缘模具300产生的损伤。特别是在本实施方式中，如后所述，由于能够局部地对冲裁端103进行加热，因此能够良好地除去残留应变，并且加热效率也良好。

接着，对上述的加热工序进行详细说明。图2是本实施方式所涉及的线圈和磁性体芯的立体图。图3是从侧方观察图2所示的线圈和磁性体芯的侧视图。

例如，如图2及图3所示，本实施方式所涉及的加工方法包括如下加热工序：将贯通了螺旋状的线圈1的磁性体芯5的端部以与钢板100的冲裁端103的端面104非接触的状态且以沿着端面104对向的方式配置，并使电流流过线圈1而使钢板100产生感应电动势，由此对端面104进行加热。

磁性体芯5例如是以氧化铁、硅等为主成分的芯材。磁性体芯5形成为大致圆柱状，但并不限定于此。磁性体芯5例如也可以形成为棱柱状、圆锥状等。另外，磁性体芯5形成为直线状，但并不限定于此。磁性体芯5例如也可以与要加热的钢板100的冲裁端103的端面104的位置对应地至少一部分形成为曲线状。

线圈1例如是将铜等金属的线材形成为螺旋状而成的。磁性体芯5的端部外周面与钢板100的冲裁端103的端面104之间的距离更优选为在不产生火花的范围(例如钢板100的板厚以上)内尽可能小。另外，磁性体芯5的端部也可以被绝缘体覆盖。在该情况下，磁性体芯5的绝缘体与钢板100的冲裁端103的端面104可以接触。

在线圈1连接有感应加热电源。感应加热电源通过向线圈1供给电流，由此在磁性体芯5产生交变磁场。并且，该磁性体芯5的端部以沿着冲裁端103的端面104对向的方式配置，由此使钢板100产生感应电动势。

由此，产生沿着冲裁端103的端面104的感应电流，通过由该感应电流产生的焦耳热来使端面104自身发热，由此能够局部地仅对端面104进行加热。由于能够局部地仅对冲裁端103的端面104进行加热，因此能够抑制钢板100整体的软化。

在本实施方式中，例如，如图2及图3所示，线圈1的匝数为5，但并不限定于此，线圈1的匝数可以是任意的。通过增加线圈1的匝数，增加线圈1的电感，能够更短时间且高温地对冲裁端103的端面104进行加热。

在本实施方式中，也可以在磁性体芯5配置多个线圈1。由此，能够更短时间且高温地对冲裁端103的端面104进行加热。例如，如图4所示，也可以在磁性体芯5以隔着钢板100的贯通孔101的方式配置一对线圈1。在上侧的线圈1内流动的电流的方向与在下侧的线圈1内流动的电流的方向如图4的箭头所示那样为相同。

在该情况下，可以首先在一对线圈1之间配置钢板100的贯通孔101，之后将磁性体芯5的端部插入到一对线圈1和钢板100的贯通孔101内。

线圈1的加热温度例如被调整成使冲裁端103为200℃以上且小于Ac1点。如果在该温度范围内进行加热，则能够适当地除去残留应变。特别是若加热至Ac1点以上，则钢板100会发生奥氏体相变，在进行空冷时软化而强度降低，在通过流水等进行急冷时硬度增加而拉伸凸缘成形工序中的成形性降低，因此优选停留在低于Ac1点。

例如，如图2及图3所示，钢板100的冲裁端103形成为圆形的孔形状。这样，在冲裁端103为孔形状的情况下，流过端面104的感应电流相连而成为环状，因此能够更高效地进行加热。冲裁端103的孔形状并不限定于圆形，例如也可以是椭圆形、四边形、三角形等。

然而，在以往的加工方法中，在将线圈插入到形成于钢板的小径的贯通孔内，并利用线圈进行高频加热的情况下，与该小径的贯通孔对应而需要由更细的线材构成的高价的线圈。因此，有可能导致制造成本的增加。例如，在细的线圈的线材内需要使在其冷却时用到的冷却液通过的中空构造，而且，需要将该细的中空的线材形成为螺旋状。因此，考虑该细的线圈的线材的耐久性等来制造该细的线圈的线材是非常困难的，可能导致成本增加。

与此相对，例如，如图2所示，本实施方式所涉及的加工方法通过将贯通了螺旋状的线圈1的磁性体芯5的端部插入到钢板100的贯通孔101内，从而以与钢板100的冲裁端103的端面104非接触的状态且以沿着端面104对向得的方式配置，由此对该端面104进行加热。

例如，如图2所示，钢板100的冲裁端103的端面104是形成于钢板100的小径的贯通孔101的内周面。贯通孔101的直径比螺旋状的线圈1的直径小。磁性体芯5的端部贯通如上所述的比线圈1的直径小的小径的贯通孔101，并以与该贯通孔101的内周面非接触的状态且以沿着内周面对向的方式配置。

由此，即使在加热对象是小径的贯通孔101的内周面的情况下，只要使实际插入于该贯通孔101内的磁性体芯5的端部与该小径的贯通孔101对应地成为更小的直径即可，不需要使线圈1的线材本身变细。

使磁性体芯5为小径本身能够简单且低成本地实现。因此，在本实施方式所涉及的加工方法的加热工序中，由于不需要由细的线材构成的高价的线圈1，因此能够将制造成本抑制得较低。

钢板100的冲裁端103的端面104并不限定于上述的形成于钢板100的小径的贯通孔101，可以是任意的冲裁端103的端面104。例如，钢板100的冲裁端103可以是端面104被开放的冲裁端103。磁性体芯5的端部可以配置成沿着该开放冲裁端103的端面104对向。

本实施方式所涉及的加工方法的加热工序例如在由于其他构件等对冲裁端103的端面104造成障碍，或者由于冲裁端103的端面104为错综复杂的形状，因此在难以使通常的加热线圈等接近的情况下特别有效。

本实施方式所涉及的加工方法的加热工序如上所述，只要使实际进行加热的磁性体芯5的形状与作为其加热对象的冲裁端103的端面104的形状相对应地减小即可，并且减小该磁性体芯5的形状本身能够简单且低成本地实现。

本实施方式所涉及的加工方法的加热工序也可以应用于提高小径的贯通孔101的韧性。例如，在汽车部件等中因基准孔、排水孔等各种理由而开设有小径的贯通孔101的情况较多。另一方面，车辆骨架部件为了轻量化、高强度化而多使用高强度钢板。

这些部件在碰撞时被施加的输入也大，应力集中于贯通孔101端，由此导致以贯通孔101为起点的裂纹的情况较多，需要进行考虑了贯通孔101的直径、配置的设计。而且，在高强度钢板中，强度变高而韧性下降，因此若应力集中于贯通孔101边缘，则更容易产生裂纹。

因此，通过本实施方式所涉及的加工方法的加热工序对使用高强度钢板的骨架构件的小径的贯通孔101或应力可能集中的部位进行局部加热，实现其韧性的提高是有效的。

图5是表示车辆的地板侧梁的立体图。在地板侧梁形成有多个小径的贯通孔101。通过本实施方式所涉及的加工方法的加热工序来进行这些小径的贯通孔101的局部加热，能够实现其韧性的提高。

图6是表示车辆的门槛外侧件的立体图。同样地，在门槛外侧件形成有多个小径的贯通孔101。通过本实施方式所涉及的加工方法的加热工序来进行这些小径的贯通孔101的局部加热，能够实现其韧性的提高。

接着，对通过本实施方式所涉及的加工方法的加热工序进行了加热时的解析结果进行说明。在本加热工序中，在形成于厚度2.9mm的GA980的钢板100的小径的贯通孔101的内周面插入磁性体芯5，在下述条件下对该内周面进行加热。

·初始温度：20[℃]

·通电时间：3.0[秒]

·频率：350[kHz]

·电流：750[A]

图7是表示在上述条件下对钢板的小径的贯通孔进行了加热时的CAE解析结果的图。如图7所示可知，通过本实施方式所涉及的加热工序，能够局部地仅对钢板100的小径的贯通孔101的内周面进行加热，由此能够抑制钢板100整体的软化。另外，可知在钢板100的小径的贯通孔101中，最高温度为794.1℃，最低温度为740.2℃，其温度差被抑制得较小，能够良好地进行加热。

实施方式2

在本实施方式中，磁性体芯5可以配置成相对于固定于夹具等的线圈1能够向磁性体芯5的轴向相对移动。由此，仅通过使磁性体芯5向轴向移动，就能够容易地将磁性体芯5的端部插入配置到钢板100的贯通孔101内。

例如，相对于在规定位置固定有线圈1的夹具，配置作为加热对象的钢板100。接着，使磁性体芯5相对于线圈1向磁性体芯5的轴向相对移动，将磁性体芯5的端部插入到钢板100的贯通孔101内，并配置在贯通孔101内。之后，使电流流过线圈1而使钢板100产生感应电动势，由此对贯通孔101的内周面进行加热。

由此，例如，如图8所示，即使在对纵壁的钢板100的贯通孔101的内周面进行加热的情况下，仅通过简单地将钢板100定位于夹具等，并使磁性体芯5向磁性体芯5的轴向相对移动，就能够容易地将磁性体芯5的端部插入到钢板100的贯通孔101内，由此能够对该贯通孔101的内周面进行局部加热。

例如，在由于其他构件等对钢板100的贯通孔101造成障碍等而难以使磁性体芯5接近贯通孔101的情况下，本实施方式所涉及的加热工序是特别有效的。

实施方式3

在本实施方式中，将在上述冲裁工序中被冲裁的钢板成形品在加热工序中配置于加热夹具，进行加热。图9是表示加热夹具的一例的图。图9的左侧图示出了将钢板成形品X配置于加热夹具400之前的状态，右侧图示出了将钢板成形品X配置于加热夹具400之后的状态。

如图9所示，加热夹具400具有：磁性体芯5和线圈1，对钢板成形品X的冲裁端103进行加热；定位引导件2，将钢板成形品X定位于规定位置；及基座部3。在各线圈1连接有向各线圈1供给电力的交流电源4。

对定位引导件2的形状和配置进行设定，使得仅通过将钢板成形品X放置到定位引导件2上，就自然而然地设定钢板成形品X的位置。磁性体芯5、线圈1和定位引导件2与钢板成形品X的形状和加热部位的位置对应地配置于基座部3。

磁性体芯5及线圈1的位置、数量和形状并不限定于图9所示的例子，可以任意地设定。同样地，定位引导件2的位置、数量和形状并不限定于图9所示的例子，可以任意地设定。

通过使用本实施方式所涉及的加热夹具400，不需要像以往那样在把持钢板成形品X的状态下从上下方向进行加热，能够简单地将钢板成形品X配置于加热夹具400来进行加热。

如图10所示，本实施方式所涉及的加热工序也可以在冲裁工序与拉伸凸缘成形工序之间的空转工序中被实施。空转工序是对将钢板成形品X从冲裁工序向拉伸凸缘成形工序输送时的输送间距进行调整的工序，是不进行加工的待机工序。

由此，利用以往在冲裁工序后且拉伸凸缘成形工序前使冲裁后的钢板成形品X待机的空转工序，能够效率地进行钢板成形品X的加热。因此，不需要追加引入加热工序，因此生产率提高。

另外，根据本实施方式，通过在通常的压力机内的空转工序简单地配置加热夹具400，能够将空转工序转换为加热工序，因此不会增加工序数量。图11是表示压力机内的工序的一例的示意图。

在压力机500内，例如一边通过图11下层所示的指状物(把持部)501连续地输送钢板成形品X，一边以规定的输送间距连续地进行图11的上层所示的成形工序、冲裁工序、空转工序、空转工序及冲裁工序。因此，仅通过将加热夹具400放置于与空转工序对应的位置，就能够容易地将压力机500内的空转工序置换为加热工序。

另外，加热工序只要能够配置加热夹具400，则也可以在冲裁机500的任意工序中，例如在成形工序、冲裁工序等工序中被实施。

虽然说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨中，并且包含在要求保护的范围所记载的发明及与其同等的范围内。

Claims (9)

1.一种加工方法，包括如下的加热工序：将贯通了螺旋状的线圈的磁性体芯的端部以与钢板的冲裁端的端面非接触的状态且以沿着该端面对向的方式配置，并使电流流过所述线圈而使所述钢板产生感应电动势，由此对该端面进行加热。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其中，

所述钢板的冲裁端的端面是钢板的贯通孔的内周面，

所述磁性体芯的端部贯通所述贯通孔，并以与所述内周面非接触的状态且以与该内周面对向的方式配置。

3.根据权利要求2所述的加工方法，其中，

所述贯通孔的直径小于所述螺旋状的线圈的直径。

4.根据权利要求2或3所述的加工方法，其中，

所述磁性体芯配置成相对于被固定的所述线圈能够沿所述磁性体芯的轴向相对移动。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其中，

使所述磁性体芯相对于所述线圈沿轴向相对移动，将该磁性体芯的端部插入配置于所述钢板的贯通孔内，

通过使电流流过所述线圈而使所述钢板产生感应电动势，由此对该贯通孔的内周面进行加热。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的加工方法，其中，

在所述加热工序中，在冲裁工序中被冲裁的钢板在配置于加热夹具之后被所述线圈加热，

所述加热夹具具有：定位引导件，将在所述冲裁工序中被冲裁的钢板定位于规定位置；及所述磁性体芯和线圈，对由所述定位引导件定位的钢板的冲裁端的端面进行加热。

7.根据权利要求6所述的加工方法，其中，

所述加热工序在压力机的任意工序中被实施。

8.根据权利要求7所述的加工方法，其中，

所述加工方法还包括对所述冲裁端成形拉伸凸缘的拉伸凸缘成形工序，

所述加热工序在对将所述钢板从所述冲裁工序向所述拉伸凸缘成形工序输送时的输送间距进行调整的空转工序中被实施。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其中，

在压力机内一边通过把持部连续地输送钢板成形品，一边至少以规定的输送间距连续地进行所述冲裁工序和所述空转工序，

通过在与所述空转工序对应的位置配置所述加热夹具，来将所述空转工序置换为所述加热工序。

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