TW201622842A - 附帶凸條金屬板的製造方法、附帶凸條金屬板以及結構用零件 - Google Patents

附帶凸條金屬板的製造方法、附帶凸條金屬板以及結構用零件 Download PDF

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Abstract

附帶凸條金屬板的製造方法，係使用具備輥筒機座之輥軋機，進行製造在上表面以及下表面沿著輥軋方向形成有複數個凸條之金屬板。製造方法係含有：準備工序、組裝工序、以及成形工序。準備工序，係進行準備在外周面設有複數個溝槽之附帶溝槽輥筒。組裝工序，係進行組裝附帶溝槽輥筒作為輥筒機座的上輥筒以及下輥筒。成形工序，係利用輥軋機將被輥軋材進行輥軋，以成形為：形成有分別對應於附帶溝槽輥筒的各溝槽的凸條之金屬板。

Description

附帶凸條金屬板的製造方法、附帶凸條金屬板以及結構用零件
本發明係關於：汽車、汽車以外的各種車輛、家電製品、船舶、建材等的結構用零件所使用的鋼板等的金屬板。特別是本發明係關於：在上表面以及下表面之雙方的表面沿著輥軋方向被形成有一個或複數個凸條之附帶凸條金屬板、該附帶凸條金屬板的製造方法、以及使用該附帶凸條金屬板之結構用零件。
一般的結構用零件，大多採用衝壓成型品。衝壓成型品的素材，係鋼板等的金屬板。結構用零件，有的是由單獨的衝壓成型品所構成的，有的則是將複數個衝壓成型品接合而構成的。例如：日本特開2013-189173號公報(專利文獻1)以及日本特開2014-91462號公報(專利文獻2)所揭示的汽車用的結構用零件，係包含：縱長形的衝壓成型品。這種衝壓成型品的橫斷面形狀是呈U字形。
第1圖A以及第1圖B是顯示結構用零件之 一例的圖。這兩個圖之中，第1圖A是結構用零件的立體圖，第1圖B是第1圖A所示的結構用零件的端部之橫斷面圖。第1圖A以及第1圖B所示的結構用零件20，係包含兩個具有U字形的橫斷面形狀的衝壓成型品21。各衝壓成型品21，係具備：板部24、分別連接於這個板部24的兩端的凸緣部22。藉由將兩個衝壓成型品21的凸緣部22彼此焊接在一起，即可獲得角筒狀的結構用零件20。在這個結構用零件20的兩個板部24以及四個稜線部23的背面，在長軸方提昇的兩端部，分別焊接著補強板40。但是，在這種情況下，結構用零件20的強度係只有長軸方提昇的兩端部受到強化。因此，結構用零件20的強度的提昇，不能說是充分足夠。
此外，在進行製造如第1圖A以及第1圖B所示的結構用零件20之這種具有局部性的補強領域之結構用零件20時，必須將補強板40焊接在該補強領域。如此一來，為了將結構用零件20的強度進行局部性的強化，必須另外又執行焊接施工，無法避免製造成本的上昇。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2013-189173號公報
〔專利文獻2〕日本特開2014-91462號公報
本發明係有鑑於上述的實情而開發完成的。本發明之目的係提供：可以順暢地製造附帶凸條金屬板的製造方法，該附帶凸條金屬板係適合作為用來製造：具有局部性的補強領域之結構用零件的素材。又，本發明之其他目的係提供：適合製造該結構用零件的附帶凸條金屬板、以及使用該附帶凸條金屬板之結構用零件。
(1)本發明的實施方式之金屬板的製造方法，係使用具備輥筒機座之輥軋機來製造在上表面以及下表面沿著輥軋方向形成有一個或複數個凸條之附帶凸條金屬板的方法。前述製造方法係含有：準備工序、組裝工序以及成形工序。準備工序，係進行準備在外周面沿著圓周方向設有一個或複數個溝槽之附帶溝槽輥筒。組裝工序，係進行組裝附帶溝槽輥筒作為輥筒機座的上輥筒以及下輥筒。成形工序，係利用組裝了附帶溝槽輥筒之輥軋機將被輥軋材進行輥軋，以成形為：形成有分別對應於附帶溝槽輥筒的各溝槽的凸條之附帶凸條金屬板。
在上述(1)的製造方法中，在前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中之前述溝槽的配置係呈左右對稱為佳。
在上述(1)的製造方法中，在被當作上輥筒組裝進去的前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的溝槽的配置、 與在被當作下輥筒組裝進去的前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的溝槽的配置，係可配置成：至少有一部分未重疊在一起。
在上述(1)的製造方法中，在前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的前述各溝槽的形狀係可做成：矩形、梯形或V形。
在上述(1)的製造方法中，在前述附帶溝槽輥筒上的前述溝槽的寬度係可做成：大於5mm且小於2000mm。
在上述(1)的製造方法中，在前述附帶溝槽輥筒上的前述溝槽的間距係可做成：大於15mm且小於2000mm。
(2)本發明的實施方式的附帶凸條金屬板，係在上表面以及下表面形成有一個或複數個凸條之金屬板。凸條的間距係大於15mm且小於2000mm。由最小板厚度tmin與前述凸條的高度h的總和所表示的凸條板厚度t、與最小板厚度tmin之板厚度比(t/tmin)係大於1.0且小於10.0。
在上述(2)的附帶凸條金屬板中，前述各凸條的寬度係可做成：大於5mm且小於2000mm。
(3)本發明的實施方式的結構用零件，係在表面以及背面分別具有凸條之結構用零件。結構用零件，係具有需要局部性的強度之補強領域，在該補強領域的表面以及背面配置了凸條。
根據本發明的製造方法，可以順暢地製造附帶凸條金屬板。這種附帶凸條金屬板，係在上表面以及下表面之雙方的表面上沿著輥軋方向具備一個或複數個凸條。因此，在進行製造具有局部性的補強領域之結構用零件時，若將該附帶凸條金屬板作為結構用零件的素材使用的情況下，可使得結構用零件的補強領域在整個範圍內都達到強化效果。換言之，本發明的附帶凸條金屬板，很適合作為：具有局部性的補強領域之結構用零件的素材。
1‧‧‧加熱爐
2‧‧‧粗輥軋機
3‧‧‧精製輥軋機
4‧‧‧冷卻裝置
5‧‧‧捲取機
S1~S6‧‧‧輥筒機座
6‧‧‧上輥筒
7‧‧‧下輥筒
8‧‧‧附帶溝槽輥筒
9‧‧‧溝
10‧‧‧鋼板
11‧‧‧凸條
12‧‧‧凸條間凹部
15‧‧‧素坯
20‧‧‧結構用零件
21‧‧‧衝壓成型品
22‧‧‧凸緣部
23‧‧‧稜線部
24‧‧‧板部
30‧‧‧胚料
31‧‧‧薄鋼片
51‧‧‧衝頭
52‧‧‧凹模
53‧‧‧分割型衝頭
w1‧‧‧輥筒溝的寬度
w2‧‧‧無輥筒溝槽領域的寬度
p‧‧‧凸條的間距
tmin‧‧‧最小板厚度
h‧‧‧凸條的高度
t‧‧‧凸條板厚度
第1圖A係顯示結構用零件之一例的立體圖。
第1圖B係第1圖A所示的結構用零件之端部的橫斷面圖。
第2圖係顯示製造本發明的實施方式的附帶凸條金屬板所使用的製造設備列之一例的示意圖。
第3圖係顯示本發明的實施方式之被組裝了附帶溝槽輥筒的輥筒機座之一例的橫斷面圖。
第4圖係顯示由具有第3圖所示的輥筒機座之精製輥軋機所製造的附帶凸條金屬板的立體圖。
第5圖係以示意方式顯示附帶凸條金屬板之一例的橫斷面圖。
第6圖係以示意方式顯示附帶凸條金屬板之一例的橫斷面圖。
第7圖係以示意方式顯示附帶凸條金屬板之一例的橫斷面圖。
第8圖係以示意方式顯示附帶凸條金屬板之一例的橫斷面圖。
第9圖係顯示在組裝了附帶溝槽輥筒之輥筒機座發生反翹狀況之一例的圖。
第10圖係顯示為了製造本發明的實施方式的結構用零件，而從附帶凸條金屬板裁切出來的素坯之一例的斷面圖。
第11圖A係以示意方式顯示用來將第10圖所示的素坯衝壓成型為結構用零件的裝置之一例的斷面圖。
第11圖B係利用第11圖A所示的裝置所成型的衝壓成型品的斷面圖。
第12圖A係以示意方式顯示用來將第10圖所示的素坯衝壓成型為結構用零件的裝置之別種例子的斷面圖。
第12圖B係利用第12圖A所示的裝置所成型的衝壓成型品的斷面圖。
第13圖係顯示結構用零件之一例的示意圖。
第14圖係顯示結構用零件之一例的示意圖。
第15圖係顯示結構用零件之一例的示意圖。
第16圖係顯示結構用零件之一例的示意圖。
第17圖係顯示結構用零件之一例的示意圖。
第18圖係顯示結構用零件之一例的示意圖。
第19圖係顯示結構用零件之一例的示意圖。
第20圖係顯示結構用零件之一例的示意圖。
第21圖係顯示結構用零件之一例的示意圖。
第22圖係顯示結構用零件之一例的示意圖。
以下，將佐以圖面，說明本發明的實施方式。
〔附帶凸條金屬板的製造〕
第2圖係顯示製造本發明的實施方式的附帶凸條金屬板所使用的製造設備列之一例的示意圖。本實施方式係顯示：製造附帶凸條的鋼板10來當作附帶凸條金屬板的情況的例子。換言之，係顯示：將鋼的胚料30適用作為附帶凸條金屬板的素材之情況的例子。
第2圖所示的製造設備列，依序具備有：加熱爐1、粗輥軋機2、精製輥軋機3、冷卻裝置4、捲取機5。加熱爐1係對於胚料30進行加熱。加熱後的胚料30先被運送到粗輥軋機2。粗輥軋機2係對於胚料30進行輥軋，以形成例如：厚度為50mm程度之扁長形的薄鋼片31。薄鋼片31被運送到精製輥軋機3。精製輥軋機3係依序具備有：相連的六個輥筒機座S1~S6(以下，有時候係簡稱為「機座」)。薄鋼片31係依序經過各機座S1 ~S6被進行輥軋，以形成所期望厚度的鋼板10。換言之，薄鋼片31就是在精製輥軋機3中的被輥軋材。鋼板10係連續性地經過冷卻裝置4而被冷卻，利用捲取機5予以捲取成鋼帶捲(coil)狀。
精製輥軋機3的各機座S1~S6，係具備上下一對的輥筒6以及7(工作輥筒)，此外，又具備：與各個上輥筒6與下輥筒7分別構成一對的背撐輥。在各機座S1~S6，係設置有：未圖示的輥筒軸間調整機構。各輥筒軸間調整機構，係用來調整上輥筒6的軸與下輥筒7的軸之彼此間的距離。利用各輥筒軸間調整機構，可以調整在各機座S1~S6中的上輥筒6與下輥筒7所達成的軋縮率。
在各機座S1~S6，係設有：未圖示的負載感測器。各負載感測器用來測定：上輥筒6與下輥筒7所造成的輥軋荷重。利用各負載感測器，可以監視在各機座S1~S6中的輥軋荷重。此外，利用各負載感測器，可以檢測出薄鋼片31的前端抵達各機座S1~S6的時間點(薄鋼片31的前端被咬入上輥筒6與下輥筒7的間隙的時間點)。
但是，在機座S1~S6之中，若有並未執行輥軋動作而只是單純地讓鋼板通過的機座存在的情況下，該未進行輥軋的機座就沒有產生輥軋荷重。在這種情況下，對於薄鋼片31的前端是否已經抵達該未進行輥軋的機座的檢測，係只要利用：設在該未進行輥軋的機座之更前段 的有進行輥軋的機座的負載感測器的輸出即可。具體而言，利用負載感測器檢測薄鋼片31的前端抵達有進行輥軋的機座之時間點，再測量由該檢測時間點起算的經過時間。依據：該經過時間、由該進行輥軋的機座所進行的輥軋而獲得的理論上的被輥軋材的行走速度、以及該進行輥軋的機座的輥筒軸與下一個未進行輥軋的機座的輥筒軸之間的距離，可以計算出薄鋼片31的前端抵達該未進行輥軋的機座之時間點。此外，亦可在各機座S1~S6設置用來檢測薄鋼片31的前端通過之感知器。
在本實施方式中，為了製造附帶凸條的鋼板10，係在於從精製輥軋機3的輥筒機座S1~S6之中所選出的一個特定輥筒機座，組裝入附帶溝槽輥筒(容後予以詳細說明)。特定機座係因應各機座S1~S6的輥軋能力(例如：輥軋荷重、軋縮率等)來進行選定。例如：在第2圖所示的精製輥軋機3中，係將附帶溝槽輥筒組裝在最終的第6機座S6之前兩段的第4機座S4。應該被組裝入附帶溝槽輥筒的機座，並未特別地限定。被組裝了附帶溝槽輥筒的機座之更後段的機座，都是實質上並未進行輥軋的未進行輥軋機座，組裝在該未進行輥軋機座的輥筒的功能，係作為運送用的輥筒的功能。
第3圖係顯示本發明的實施方式之被組裝了附帶溝槽輥筒的輥筒機座之一例的橫斷面圖。第4圖係顯示由具有第3圖所示的輥筒機座之精製輥軋機所製造的附帶凸條金屬板的立體圖。在本實施方式中，係如第3圖所 示般地，係在特定機座(第2圖所示的第4機座S4)分別組裝了附帶溝槽輥筒8當作上輥筒6以及下輥筒7。在特定機座以外的機座，則是組裝了一般通常的平滑表面輥筒。
在附帶溝槽輥筒8的外周面上，係沿著圓周方向設有一個或複數個溝槽9(以下，亦稱為「輥筒溝槽」)。第3圖所示之作為上輥筒6之附帶溝槽輥筒8係顯示：在其兩端部分別設有各兩個輥筒溝槽9的實施方式。另外，第3圖所示之作為上輥筒7之附帶溝槽輥筒8係顯示：在其中央部設有兩個輥筒溝槽9的實施方式。利用被組裝了這種附帶溝槽輥筒8的精製輥軋機3來對於薄鋼片31進行輥軋。如此一來，可形成具有分別對應於各輥筒溝槽9的凸條11之附帶凸條11的鋼板10(請參考第4圖)。凸條11係在鋼板10的輥軋方向上呈連續狀態。如第3圖以及第4圖所示，因為附帶溝槽輥筒8係被組裝進去當作上輥筒6以及下輥筒7，因此，凸條11是被形成在鋼板10的上表面以及下表面之雙方。
在附帶溝槽輥筒8的縱斷面中的輥筒溝槽9的形狀係矩形、梯形或V形。此處所稱的矩形、梯形或V形，係包含：可以容許稍微的變形，將曲線也組合進去的形狀。
如第3圖所示，在附帶溝槽輥筒8的縱斷面中的輥筒溝槽9的配置，係呈左右對稱為佳。此處所稱的左右，係指：沿著附帶溝槽輥筒8的軸方向之方向，相當 於與鋼板10的輥軋方向構成直角的寬度方向。輥筒溝槽9的配置係左右非對稱的情況下，附帶溝槽輥筒8所執行的輥軋狀態將會左右不均等。因此，鋼板10很容易朝向左右的某一方向斜行，會有發生製造作業上的問題之虞慮。相對於此，輥筒溝槽9的配置為左右對稱的情況下，附帶溝槽輥筒8所執行的輥軋狀態係左右均等。因此，鋼板10係朝向輥軋方向直進，不會發生因鋼板10斜行所導致的製造作業上的問題。
在作為上輥筒6被組裝進去的附帶溝槽輥筒8的縱斷面中的輥筒溝槽9的配置、與在作為下輥筒7被組裝進去的附帶溝槽輥筒8的縱斷面中的輥筒溝槽9的配置，係可以如第3圖所示般地，配置成完全不重疊在一起，也可以配置成有一部分不重疊在一起。而且也可以將這些上下的輥筒溝槽9的配置，完全重疊在一起。
輥筒溝槽9的寬度w1係與鋼板10上的凸條11的寬度一致。相鄰的輥筒溝槽9的間距，係與鋼板10上的凸條11的間距p一致。輥筒溝槽9的深度，係與凸條11的高度h一致。鋼板10上的最小板厚度tmin的領域，是藉由附帶溝槽輥筒的沒有輥筒溝槽9的領域(以下，稱為「無輥筒溝槽領域」)與平滑表面輥筒的輥軋而形成的。換言之，鋼板10上的最小板厚度tmin就是沒有凸條11存在的領域之最小的板厚。無輥筒溝槽領域的寬度w2，係與鋼板10上相鄰的凸條11之間的凹部12(以下，也稱為「凸條間凹部」)的寬度一致。關於這些輥筒 溝槽9以及凸條11的各種尺寸(包含個數、斷面形狀等)，基本上，係因應使用附帶凸條的鋼板10來製造的結構用零件(衝壓成型品)的設計尺寸來決定的。在進行決定時，也考慮到精製輥軋機3的工作能力、輥筒的有效長度(在實用上，最大為2000mm)等。此外，在進行決定時，也考慮到將附帶凸條的鋼板10當作素材之衝壓成型品的成形性。
例如：輥筒溝槽9的寬度w1(亦即，凸條11的寬度)可以做成大於5mm且小於2000mm。然而，輥筒溝槽9的寬度w1是做成10mm以上為佳，更好是20mm以上。這是為了要確保使用附帶凸條的鋼板10來製造的結構用零件之補強領域的寬度，以確保結構用零件的強度。此外，輥筒溝槽9的寬度w1是做成1000mm以下為佳，更好是500mm以下。這是為了要減輕使用附帶凸條的鋼板10來製造的結構用零件的重量。
輥筒溝槽9的間距(亦即，凸條11的間距p)可以做成大於15mm且小於2000mm。然而，輥筒溝槽9的間距是做成大於20mm為佳。這是為了要確保輥筒溝槽9的寬度w1(亦即，凸條11的寬度)，進而確保使用附帶凸條的鋼板10來製造的結構用零件的強度。此外，輥筒溝槽9的間距是做成500mm以下為佳，更好是200mm以下。其理由如下所述。如果輥筒溝槽9的間距太大的話，當輥筒溝槽9的寬度(亦即，凸條11的寬度)很小的情況下，無輥筒溝槽領域的寬度w2(凸條間凹部 12的寬度)會變大。這種情況下，鋼板10的最小板厚度tmin的領域的寬度會變大。如此一來，該最小板厚度tmin的領域很容易變形，有損於鋼板10的品質。
由鋼板10的最小板厚度tmin與凸條11的高度h(亦即，輥筒溝槽9的深度)之總和所表示的凸條板厚度t(tmin+h)、與最小板厚度tmin之板厚度比(t/tmin)，係可以設定成大於1.0且小於10.0。而板厚度比(t/tmin)係設定成1.2以上為佳。這是為了要確保凸條11的高度h，進而確保使用附帶凸條的鋼板10來製造的結構用零件的強度。又，板厚度比(t/tmin)是設定成未達4.0為佳。這是因為板厚度比(t/tmin)太大的話，附帶溝槽輥筒8所達成的軋縮率將會變得過大。
附帶凸條的鋼板10的最小板厚度tmin，雖然並未特別地限定，但就實用性而言，係在0.6~10mm的程度。
第5圖~第8圖係以示意方式顯示附帶凸條金屬板的另一例的橫斷面圖。第5圖~第7圖所示的鋼板10係在其上表面以及下表面具備複數個凸條11。第8圖所示的鋼板10，係在其上表面具備一個凸條11，在其下表面具備複數個凸條11。第5圖、第6圖以及第8圖所示的凸條11的配置係呈左右對稱，第7圖所示的凸條11的配置係呈左右非對稱。
此處，假設是使用在特定機座(第2圖所示的第4機座S4)被組裝入附帶溝槽輥筒8作為上輥筒6， 並且被組裝入平滑表面輥筒作為下輥筒7之精製輥軋機3，來對於薄鋼片31進行輥軋的情況下，將會發生以下所述的問題因而無法順暢地製造附帶凸條的鋼板10。在特定機座中，剛被輥筒進行輥軋後的薄鋼片31，是比較容易緊密接觸於作為上輥筒6的附帶溝槽輥筒8，而比較不容易緊密接觸於作為下輥筒7的平滑表面輥筒。這是因為薄鋼片31被咬入輥筒溝槽9的緣故。藉此，就有朝向上方的力量作用於通過特定機座的薄鋼片31。因此，如果最初就將特定機座的輥筒所達成的最大軋縮率，予以設定為所需值的話，薄鋼片31的前端部將會朝向上方大幅地反翹。大幅地反翹後的薄鋼片31的前端部，有時候將會捲繞到附帶溝槽輥筒8，有時候則是不會進入下一個機座的輥筒與輥筒之間的間隙，而是撞擊到該機座。
針對於這種製造作業上的問題，在本實施方式中，是在特定機座的上輥筒6以及下輥筒7之兩者都組裝了附帶溝槽輥筒8。如此一來，在特定機座中，剛剛被輥筒輥軋後的薄鋼片31，不僅是與作為上輥筒6的附帶溝槽輥筒8緊密接觸，也會與作為下輥筒7的附帶溝槽輥筒8緊密接觸。因此，薄鋼片31的前端抵達特定機座的下一個機座之前，作用在薄鋼片31的前端部之朝向上方的力量受到緩和。藉此，可抑制薄鋼片31的前端部的反翹，薄鋼片31的前端部可滑順地進入下一個機座的輥筒與輥筒間的間隙。因此，即使從最初開始就將特定機座的輥筒所達成的最大軋縮率，予以設定在所需值，也不會發 生因為薄鋼片31的前端部反翹所導致的製造作業上的問題。而且從最初開始就可以製造所期望的附帶凸條的鋼板10，製品良率很良好。
此處所稱的最大軋縮率A係以下列數式(1)來表示。
A=(t0-t1)/t0×100〔%〕…數式(1)
數式(1)中，t0係表示在特定機座進行輥軋前的薄鋼片31的板厚度；t1係表示進行輥軋後的鋼板10的凸條間凹部12的最小板厚度。
最大軋縮率的設定以及調整，係利用特定機座的輥筒軸間調整機構來執行。
如果考慮到精製輥軋機3的能力的話，特定機座的最大軋縮率的所需值係10~80%為佳。該所需值更好的是20~60%。
第9圖係顯示在組裝有附帶溝槽輥筒的輥筒機座所發生的反翹狀況之一例的圖。此處，作為本發明例，係製作出如第2圖所示般地在特定機座的上輥筒以及下輥筒之兩者都組裝了附帶溝槽輥筒之解析模型，並且執行了假設為熱間輥軋的初期階段的FEM解析。此外，作為比較例，係製作出在特定機座的上輥筒組裝了附帶溝槽輥筒的解析模型，並且執行了同樣的FEM解析。在各模型的解析中，被輥軋材的溫度是設定在1100℃，輥筒與被輥軋材的摩擦係數μ是設定為0.1。上下的輥筒所達成的最大軋縮率是設定為15%。並且針對於每一個來自上下 的輥筒的軸間位置之水平方向的距離，都調查了被輥軋材的前端部在鉛直方向上的變位。
由第9圖所示的結果係顯示出下列事項。本發明例之被輥軋材的前端部在鉛直方向上的變位，與比較例相較是比較小。換言之，本實施方式這樣地，藉由在特定機座的上輥筒以及下輥筒之兩者都組裝附帶溝槽輥筒，可以抑制薄鋼片的前端部的反翹。
〔使用附帶凸條金屬板來製造結構用零件(衝壓成型品)〕
上述的附帶凸條的鋼板10係被當成：藉由衝壓加工而成型的結構用零件的素坯使用。在製造結構用零件時，鋼板10係先被切斷成適合作為結構用零件的衝壓成型品的形狀。在切斷之前，係先對於鋼板10實施熔融鍍鋅、合金化熔融鍍鋅、電鍍鋅、鍍鋁等的處理。此外，在鍍覆處理的施工之前，係利用酸洗、噴砂珠擊處理等，先將鋼板10表面的氧化膜除去。當然，酸洗、噴砂珠擊處理、鍍覆處理的施工等等，係可以在進行衝壓加工之前實施，也可以針對於從鋼板10裁切出來的素坯來實施。此外，因應於結構用零件的規格，有時候亦可省略鍍覆處理的施工。
第10圖顯示為了製造本發明的實施方式的結構用零件，而從附帶凸條金屬板裁切出來的素坯之一例的斷面圖。第11圖A以及第11圖B係以示意方式顯示用 來將第10圖所示的素坯衝壓成型為結構用零件的狀況之一例的斷面圖。在這些圖之中，第11圖A係顯示衝壓成型裝置，第11圖B係顯示將成為結構用零件的衝壓成型品。又，第12圖A以及第12圖B係以示意方式顯示用來將第10圖所示的素坯衝壓成型為結構用零件的狀況之別種例子的斷面圖。在這些圖之中，第12圖A係顯示衝壓成型裝置，第12圖B係顯示將成為結構用零件之衝壓成型品。在本實施方式中，係舉例顯示將上述的附帶凸條的鋼板10適用於作為附帶凸條金屬板的情況。
如第10圖所示，素坯15是從鋼板10裁切出來。這個時候，鋼板10是在長軸方向(凸條11的延伸方向)上被切斷，而且寬度方向(與凸條11的延伸方向構成直角的方向)也被切斷。切斷的位置係取決於結構用零件的規格而設定的。
例如：第11圖B以及第12圖B所示的衝壓成型品21係具有U字形的橫斷面形狀。藉由將兩個這種衝壓成型品21組合在一起，可以製造出角筒狀的結構用零件(請參考前述第1圖A以及第1圖B)。在被使用在這種結構用零件的衝壓成型品21中，局部性地需要強度的補強領域係板部24及稜線部23。因此，在從鋼板10裁切出適合這種衝壓成型品21的素坯15時，鋼板10係在凸條間凹部12的位置被切斷，以將凸條11保留下來，用以對應於衝壓成型品21的板部24以及稜線部23。
如第11圖A所示，素坯15係可藉由使用單 純的衝頭51與凹模52之衝壓加工而成形為衝壓成型品21。但是，這種情況係如第11圖B所示，因為板厚度較厚的凸條11被折彎，所以很容易發生回彈(spring-back)現象。因此，係如第12圖A所示，使用分割型衝頭53為佳。分割型衝頭53，衝頭的肩部是分開獨立的。在進行衝壓加工時，只要從該衝頭的肩部將高荷重施加到凸條11的話，就可減少回彈現象。
第13圖~第17圖係顯示結構用零件的其他例子的示意圖。第13圖~第17圖所示的結構用零件20(衝壓成型品21)，都是使用從上述的附帶凸條的鋼板10裁切出來的素坯15成型的，係在表面或背面具備凸條11。以附帶凸條的鋼板作為素材之結構用零件，與以板厚度保持一定的鋼板作為素材之結構用零件相較，在於零件性能的提昇、製造上的簡單化等等的方面，具有便利性。例如：藉由補強構件的省略，可削減構件的數目。藉由補強構件的一體化，可提昇強度以及剛性，亦可達成輕量化。藉由補強構件的一體化，可以省略利用焊接、鎖螺絲固定之類的接合工序。藉由補強構件的一體化，其與補強構件另外又個體製作的結構用零件相較，可以縮小整體的表面積，而可提昇防鏽能力。
第13圖所示的結構用零件20係具有L字形的橫斷面形狀，在其稜線部23的背面配置有凸條11。這種情況，稜線部23係在長軸方向上的整個領域都受到強化，因此可提昇結構用零件20的強度。
第14圖所示的結構用零件20大致上係平板狀，在其表面的中央配置了寬度較大的凸條11。這種情況，中央領域係在長軸方向上的整個領域大範圍地受到強化，因此可提昇結構用零件20的強度。
第15圖所示的結構用零件20係具有U字形的橫斷面形狀，在包含該板部24之稜線部23的背面配置有凸條11。這種情況，板部24以及稜線部23係在長軸方向上的整個領域都受到強化，因此可提昇結構用零件20的強度。而且只要將凸條11予以配置在距離被彎折的軸(中立軸)某些程度的位置的話，可將重量的增加抑制在最小限度，可謀求斷面的二次力矩之大幅地強化。
第16圖所示的結構用零件20係具有U字形的橫斷面形狀，在其稜線部23的近旁的背面係配置有凸條11。這種情況，稜線部23的近旁的板部24以及凸緣部22係在長軸方向上的整個領域都受到強化，因此可提昇結構用零件20的強度。又，第16圖所示的結構用零件20的情況，在進行衝壓加工時，並不是凸條11被彎折，而是凸條11的近旁被彎折，因此成型性良好。換言之，附帶凸條的鋼板是因為凸條11而具有面內異方性，只要活用這種特性的話，可以同時謀求：在進行衝壓加工時之減少衝壓荷重、以及衝壓成型品的高強度化暨高剛性化。
第17圖所示的結構用零件20係呈角筒狀。這種結構用零件20，係由橫斷面形狀為U字形的衝壓成型品與金屬板組合在一起而構成的。凸條11係配置在角 筒狀的結構用零件20的周方向。換言之，凸條間凹部12也是配置在角筒狀的結構用零件20的周方向。這種情況，配置了凸條11的領域係在周方向上的整個領域受到強化，因此可提昇結構用零件20的強度。藉此，即使有其他的零件被焊接到配置了凸條11的領域，還是可以確保強度。因此，該結構用零件20是特別適合作為：需要再焊接上其他零件之零件來使用。尤其是因為受到重量、空間等的制約而使得在整體的厚度上受到限制的被焊接零件，特別是用這種結構用零件20。又，第17圖所示的結構用零件20的情況，配置了凸條間凹部12的領域係在周方向上的整個領域都比較脆弱。藉此，與配置了凸條11的領域相較，配置了凸條間凹部12的領域比較容易被破壞。因此，這種結構用零件20適合作為：意圖性的指定被破壞領域的零件。
此外，第18圖~第22圖係顯示結構用零件的其他例子的示意圖。第18圖~第22圖所示的結構用零件20(衝壓成型品21)，都是使用從上述的附帶凸條的鋼板10裁切出來的素坯15成型的，係在表面以及背面之兩者都具備凸條11。第18圖~第22圖所示的結構用零件20的用途，係分別與第13圖~第17圖所示的結構用零件20相同。
此外，在上述的實施方式中，附帶凸條的鋼板10是被精製輥軋機3在高熱期間進行製造。因此，板厚度較厚的凸條11的領域與其他領域(凸條間凹部12的 領域)相較，冷卻速度較慢，硬度很容易變低。利用凸條11領域的這種性質，藉由讓凸條11領域位於結構用零件之難以成型的部分，亦可提高成型性。
下列的表1係顯示：凸條領域與其他領域之強度差的一例。如表1所示，強度差係根據：被輥軋材的材質(高碳材或低碳材)、凸條板厚度與最小板厚度的差值、冷卻速度等的因素而異。凸條領域的硬度大都是低於其他領域的硬度。
如上所述，根據本實施方式的金屬板的製造方法，可以順暢地製造附帶凸條金屬板。這種附帶凸條金屬板，係在上表面以及下表面之雙方表面，沿著輥軋方向具有一個或複數個凸條。因此，在進行製造具有局部性的補強領域之結構用零件時，以該附帶凸條金屬板當作結構用零件的素材來使用的話，可以強化結構用零件的補強領域的整個領域。換言之，本實施方式的附帶凸條金屬板， 係適合作為具有局部性的補強領域之結構用零件的素材。而且，不必另外焊接上其他的補強板來強化結構用零件的補強領域。因此，可抑制製造成本。
另外，本發明並不侷限於上述實施方式，只要是在不脫離本發明的要旨的範圍內，當然也都可以做各種的變更。例如：附帶凸條金屬板、該金屬板的素材、以及使用該金屬板而成型的結構用零件之材質，並不限定為一般的碳鋼、高張力鋼、不鏽鋼之類的鋼，亦可以是鋁、銅之類的材質。此外，被組裝有附帶溝槽輥筒的輥軋機，其機座的總數並沒有限定。
此外，將從附帶凸條金屬板裁切出來的素坯予以衝壓成型為結構用零件的方法，並未特別地限定。例如：其方法亦可採用在模具內成形以及進行淬火硬化之熱壓製法。
6‧‧‧上輥筒
7‧‧‧下輥筒
8‧‧‧附帶溝槽輥筒
9‧‧‧溝槽
10‧‧‧鋼板
11‧‧‧凸條
12‧‧‧凸條間凹部
w1‧‧‧輥筒溝槽的寬度
w2‧‧‧無輥筒溝槽領域的寬度
p‧‧‧凸條的間距
tmin‧‧‧最小板厚度
h‧‧‧凸條的高度
t‧‧‧凸條板厚度

Claims (14)

  1. 一種附帶凸條金屬板的製造方法，其係使用具備輥筒機座之輥軋機來製造在上表面以及下表面沿著輥軋方向形成有一個或複數個凸條之金屬板的方法，前述製造方法係含有：準備工序，係進行準備在外周面沿著圓周方向設有一個或複數個溝槽的附帶溝槽輥筒；組裝工序，係將附帶溝槽輥筒予以組裝作為輥筒機座的上輥筒以及下輥筒；成形工序，係利用被組裝了附帶溝槽輥筒的輥軋機，對於被輥軋材進行輥軋，以成形為：形成有分別對應於附帶溝槽輥筒的各溝槽的凸條之附帶凸條金屬板。
  2. 如請求項1所述之附帶凸條金屬板的製造方法，其中，在前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的前述溝槽的配置係呈左右對稱。
  3. 如請求項1所述之附帶凸條金屬板的製造方法，其中，在作為上輥筒被組裝進去的前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的溝槽的配置、與在作為下輥筒被組裝進去的前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的溝槽的配置，係配置成：至少有一部分並未重疊在一起。
  4. 如請求項2所述之附帶凸條金屬板的製造方法，其中，在作為上輥筒被組裝進去的前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的溝槽的配置、與在作為下輥筒被組裝進去的前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的溝槽的配置，係配置成：至少 有一部分並未重疊在一起。
  5. 如請求項1所述之附帶凸條金屬板的製造方法，其中，在前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的前述各溝槽的形狀係矩形、梯形或V形。
  6. 如請求項2所述之附帶凸條金屬板的製造方法，其中，在前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的前述各溝槽的形狀係矩形、梯形或V形。
  7. 如請求項3所述之附帶凸條金屬板的製造方法，其中，在前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的前述各溝槽的形狀係矩形、梯形或V形。
  8. 如請求項4所述之附帶凸條金屬板的製造方法，其中，在前述附帶溝槽輥筒的縱斷面中的前述各溝槽的形狀係矩形、梯形或V形。
  9. 如請求項1至請求項8中的任一項所述之附帶凸條金屬板的製造方法，其中，在前述附帶溝槽輥筒上的前述溝槽的寬度係大於5mm且小於2000mm。
  10. 如請求項1至請求項8中的任一項所述之附帶凸條金屬板的製造方法，其中，在前述附帶溝槽輥筒上的前述溝槽的間距係大於15mm且小於2000mm。
  11. 如請求項9所述之附帶凸條金屬板的製造方法，其中，在前述附帶溝槽輥筒上的前述溝槽的間距係大於15mm且小於2000mm。
  12. 一種附帶凸條金屬板，係在上表面以及下表面形成有一個或複數個凸條之附帶凸條金屬板， 凸條的間距係大於15mm且小於2000mm；由最小板厚度tmin與前述凸條的高度h的總和所表示的凸條板厚度t、與最小板厚度tmin之板厚度比(t/tmin)係大於1.0且小於10.0。
  13. 如請求項12所述之附帶凸條金屬板，其中，前述各凸條的寬度係大於5mm且小於2000mm。
  14. 一種結構用零件，係在表面以及背面分別具有凸條之結構用零件，其係具有：局部性的需要強度的補強領域，並且在該補強領域的表面以及背面配置了凸條。
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