TW202410988A - 金屬製構件的製造方法、模具及金屬製構件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種:切斷端面具有優異耐腐蝕性之金屬製構件的製造方法。金屬製構件的製造方法,是藉由模具(20)對「正面與背面被披覆層所覆蓋的金屬板(10)」實施衝裁加工而製造金屬製構件的方法。模具(20)具備:衝頭(21)、對擊塊(22)、壓板(23)、壓模(24)。壓板(23),在與金屬板(10)相對向的面之內周的周緣部具有突起部(231),壓板(23)的突起部(231),在內周側具有曲率半徑R1的肩部,曲率半徑R1為金屬板(10)之厚度的0.10倍以上。製造方法具備:將壓板(23)的突起部(231)壓入金屬板(10)的步驟;使衝頭(21)與壓模(24)接近而對金屬板(10)進行衝裁的步驟。
Description
本發明關於金屬製構件的製造方法、模具及金屬製構件。
汽車或建材用的鋼製構件,大多數藉由衝壓加工所製造。在鋼製構件要求耐腐蝕性的場合中,當對作為素材的冷壓延鋼板或者熱壓延鋼板實施了衝壓加工後,實施塗裝或者電鍍。但是,倘若在衝壓加工後設置塗裝步驟或電鍍步驟,作業時間和成本將增加。
為了解決這樣的問題,而考慮將電鍍鋼板作為素材來進行衝壓加工。但是,在對電鍍鋼板執行了伴隨著「衝裁加工等切斷」之衝壓加工的場合,在切斷端面電鍍層被截斷而使鋼底材外露。在鋼底材於切斷端面外露的狀態下,從切斷端面產生腐蝕。因此,需要對「鋼底材已外露的切斷端面」執行電鍍的步驟,作業時間和成本將增加。
在日本特開2021-133391號公報中,記載了由固定模具與可動模具所構成之切斷加工用的模具。可動模具,構成可執行以下的加工:第1段切斷加工,伴隨著可動模具對金屬板的切斷加工,固定模具與可動模具之間的間隙為c+Δc(Δc>0);第2段切斷加工,在第1段切斷加工後,固定模具與可動模具之間的間隙為c。
在日本特開2017-87294號公報中,記載了以下的切斷加工方法:壓模與衝頭之間的間隙為表面處理鋼板之板厚的1~20%,並採用「對壓模或者衝頭之至少其中一個的肩部,賦予了表面處理鋼板之板厚的0.12倍以上的曲率半徑」的模具進行切斷。
在日本特開2009–287082號公報中,記載了鍍鋅鋼板的切斷加工方法,採用由壓模、衝頭及壓模座所形成的模具,當對「每一個面的Zn量為10g/m
2以上,板厚為2.0mm以下的鍍鋅鋼板」執行切斷加工時,使成為製品鋼板側的壓模及衝頭之其任一個的肩部,具有「上述鋼板板厚之0.10~0.50倍的曲率半徑」的圓弧(圓角),且另一個肩部與壓模座的肩部形成直角,並且採用壓模與壓模座的側面對齊(切齊)的模具,將壓模與衝頭之間的間隙設為鋼板板厚的1.0%以下而實施切斷加工。
在日本特開2020-32437號公報中,記載了一種對「由披覆材披覆母材表面所形成的複層材」進行切斷加工所形成的切斷加工品。該切斷加工品的切斷端面由以下所形成:第1傾斜面,在板厚方向上從第1表面朝中央傾斜;第2傾斜面,在板厚方向上從第2表面朝中央傾斜;破裂面,形成於第1傾斜面與第2傾斜面之間。第1傾斜面及第2傾斜面,至少其中一部分被「覆蓋母材表面的披覆材」所披覆。
此外,作為可獲得平滑之切斷端面的精密切斷加工,已知有「對置壓模(opposed dies)切斷工法」(譬如,請參考日本特開平6-182461號公報、日本特開2000-210731號公報、日本特開2005-14062號公報)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2021-133391號公報
[專利文獻2]日本特開2017-87294號公報
[專利文獻3]日本特開2009-287082號公報
[專利文獻4]日本特開2020-32437號公報
[專利文獻5]日本特開平6-182461號公報
[專利文獻6]日本特開2000-210731號公報
[專利文獻7]日本特開2005-14062號公報
[發明欲解決之問題]
在日本特開2021-133391號公報、日本特開2017-87294號公報及日本特開2009-287082號公報中,記載了藉由設計模具的形狀,使素材的電鍍層朝切斷端面返轉(環繞包覆)的方法。然而,由於這些方法僅能從單一方向使電鍍層返轉(環繞包覆),因此可供給至切斷端面之電鍍成分的量有其極限。
本發明的目的是提供:切斷端面具有優異耐腐蝕性之金屬製構件的製造方法、可製造「切斷端面具有優異耐腐蝕性之金屬製構件」的模具、及切斷端面具有優異耐腐蝕性的金屬製構件。
[解決問題之手段]
本發明其中一種實施形態之金屬製構件的製造方法,是藉由模具,對正面與背面被披覆層所覆蓋的金屬板進行衝裁加工而製造金屬製構件的方法,前述模具具備:衝頭;對擊塊,隔著前述金屬板配置成面向前述衝頭;壓板,在前述金屬板的厚度方向中被配置於前述衝頭側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述衝頭的周圍;壓模,在前述金屬板的厚度方向中被配置於前述對擊塊側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述對擊塊的周圍,前述壓板,在與前述金屬板相對向的面之內周的周緣部具有突起部,前述壓板的突起部,在內周側具有曲率半徑R1的肩部,前述曲率半徑R1為前述金屬板之厚度的0.10倍以上,前述製造方法具備:將前述壓板的突起部壓入前述金屬板的步驟;使前述衝頭與前述壓模接近而對前述金屬板進行衝裁的步驟。
本發明其中一種實施形態之金屬製構件的製造方法,是藉由模具,對正面與背面被披覆層所覆蓋的金屬板進行衝裁加工而製造金屬製構件的方法,前述模具具備:衝頭;對擊塊,隔著前述金屬板配置成面向前述衝頭;壓板,在前述金屬板的厚度方向中被配置於前述衝頭側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述衝頭的周圍;壓模,在前述金屬板的厚度方向中被配置於前述對擊塊側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述對擊塊的周圍,前述衝頭,在與前述金屬板相對向之面的周緣部具有突起部,前述衝頭的突起部,在外周側具有曲率半徑R3的肩部,前述曲率半徑R3為前述金屬板之厚度的0.10倍以上,前述製造方法具備:將前述衝頭的突起部壓入前述金屬板的步驟;使前述對擊塊與前述壓板接近而對前述金屬板進行衝裁的步驟。
本發明其中一種實施形態的模具,具備:衝頭;對擊塊,隔著作為被加工材的金屬板配置成面向前述衝頭;壓板,在前述金屬板的厚度方向中被配置於前述衝頭側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述衝頭的周圍;壓模,在前述金屬板的厚度方向中被配置於前述對擊塊側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述對擊塊的周圍,前述壓板,在與前述金屬板相對向的面之內周的周緣部具有突起部,前述壓板的突起部,在內周側具有曲率半徑R1的肩部,前述曲率半徑R1為0.2mm以上。
本發明其中一種實施形態的模具,具備:衝頭;對擊塊,隔著作為被加工材的金屬板配置成面向前述衝頭;壓板,在前述金屬板的厚度方向中被配置於前述衝頭側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述衝頭的周圍;壓模,在前述金屬板的厚度方向中被配置於前述對擊塊側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述對擊塊的周圍,前述衝頭,在與前述金屬板相對向之面的周緣部具有突起部,前述衝頭的突起部,在外周側具有曲率半徑R3的肩部,前述曲率半徑R3為0.2mm以上。
本發明其中一種實施形態的金屬製構件,是對正面與背面被披覆層所覆蓋的金屬板進行衝裁加工所形成的金屬製構件,具備由前述衝裁加工所形成的切斷端面,前述切斷端面包含:切斷面;凹陷面,是具有「朝向構件內部形成凸狀」之形狀的曲面,前述凹陷面的至少其中一部分,被前述披覆層所覆蓋。
本發明其中一種實施形態之金屬製構件的製造方法,
是藉由模具對正面與背面被披覆層所覆蓋的金屬板進行衝裁加工而製造金屬製構件的方法,
前述模具,具備:
衝頭;
對擊塊,隔著前述金屬板配置成面向前述衝頭;
壓板,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述衝頭側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述衝頭的周圍;
壓模,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述對擊塊側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述對擊塊的周圍,
前述模具,更進一步具有下述A)或B)的構造:
A)前述壓板,在與前述金屬板相對向的面之內周的周緣部具有突起部,前述壓板的突起部,在內周側具有曲率半徑R1的肩部,前述曲率半徑R1為前述金屬板之厚度的0.10倍以上。
B)前述衝頭,在與前述金屬板相對向之面的周緣部具有突起部,前述衝頭的突起部,在外周側具有曲率半徑R3的肩部,前述曲率半徑R3為前述金屬板之厚度的0.10倍以上。
前述製造方法,具備:
將前述壓板的突起部壓入前述金屬板的步驟、
對前述金屬板進行衝裁的步驟。
本發明其中一種實施形態的模具,具備:
衝頭;
對擊塊,隔著作為被加工材的金屬板配置成面向前述衝頭;
壓板,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述衝頭側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述衝頭的周圍;
壓模,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述對擊塊側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述對擊塊的周圍,
前述模具,更進一步具有下述A)或B)的構造:
A)前述壓板,在與前述金屬板相對向的面之內周的周緣部具有突起部,前述壓板的突起部,在內周側具有曲率半徑R1的肩部,前述曲率半徑R1為0.2mm以上。
B)前述衝頭,在與前述金屬板相對向之面的周緣部具有突起部,前述衝頭的突起部,在外周側具有曲率半徑R3的肩部,前述曲率半徑R3為0.2mm以上。
[發明的效果]
根據本發明,可獲得切斷端面具有優異耐腐蝕性的金屬製構件。
以下,參考圖面說明詳細地本發明的實施形態。對於圖面中相同或者相當的部分標示相同的符號,其說明不再重複敘述。各圖所顯示之構成構件間的尺寸比例,並不一定表示實際的尺寸比例。
[第1實施形態]
[模具]
圖1為示意地顯示本發明第1實施形態的模具20之構造的剖面圖。模具20是用於金屬板之衝裁加工的模具。模具20具備:衝頭21、對擊塊22、壓板(上壓模)23及壓模(下壓模)24。對擊塊22,隔著作為被加工材的金屬板10配置成面向衝頭21。壓板23,在金屬板10的厚度方向(圖1的z方向)中被配置在衝頭21側,並且在金屬板10的面內(in-plane)方向(圖1的xy面內方向)中,被配置成圍繞衝頭21的周圍。壓模24,在金屬板10的厚度方向中被配置在對擊塊22側,並且在金屬板10的面內方向中,被配置成圍繞對擊塊22的周圍。
衝頭21及對擊塊22,分別具有面向金屬板10的面21a及面22a。面21a及面22a,皆為平行於金屬板10的平坦面。面21a及面22a,具有相同的平面形狀(xy面的形狀)。面21a及面22a的平面形狀,可以是任意的形狀,譬如圓形、橢圓形、矩形等。
在衝頭21與壓板23之間,設有預定大小的間隙CL。在對擊塊22與壓模24之間,也同樣設有預定大小的間隙CL。間隙CL,最好是遍及衝頭21或者對擊塊22的整個外周呈現大致一定(恆定)的大小(尺寸)。
壓板23,在與金屬板10相對向的面23a之內周的周緣部具有突起部231。這裡所謂的「面23a之內周的周緣部」,是指鄰接於衝頭21的周緣部。
壓模24與金屬板10相對向的面24a,是與金屬板10平行的平坦面。
圖2為顯示壓板23之局部的剖面圖。突起部231,在內周側具有曲率半徑R1的肩部231a。這裡所謂的「突起部231的內周側」,是指突起部231鄰接於衝頭21的那一側。
肩部231a的曲率半徑R1,最好為0.2mm以上。曲率半徑R1,以0.3mm以上較佳,0.5mm以上更佳,0.8mm以上則更佳,最好為1.0mm以上。此外,肩部231a的曲率半徑R1,最好是「作為被加工材的金屬板10之厚度」的0.10倍以上。曲率半徑R1的下限,最好是金屬板10之厚度的0.20倍,其中又以金屬板10之厚度的0.30倍更佳。曲率半徑R1的上限,最好是金屬板10之厚度的0.40倍。
突起部231的高度h1,最好是「作為被加工材的金屬板10之厚度」的0.25倍以上。高度h1的下限,最好是金屬板10之厚度的0.30倍,其中又以金屬板10之厚度的0.50倍更佳。高度h1的上限,最好是金屬板10之厚度的1.00倍。
突起部231的肩部231a之相反側的形狀為任意。在圖2的例子中,突起部231,在肩部231a的相反側具有傾斜部231b。傾斜部231b,具有越靠近面23a則越朝外周方向(從衝頭21分離的方向)膨脹的形狀。突起部231藉由具有這樣的傾斜部231b,能提高突起部231的耐久性。傾斜部231b,也可以是圖2所示之直線狀的形狀,也可以是圖3所示之傾斜部231Ab的曲線狀的形狀。
[金屬製構件的製造方法]
接著,說明本發明其中一種實施形態之金屬製構件的製造方法。本實施形態之金屬製構件的製造方法,是使用上述的模具20,對「正面與背面被披覆層所覆蓋的金屬板(以下稱為「表面披覆金屬板」)」實施衝裁加工而製造金屬製構件的方法。
表面披覆金屬板的母材,為鋼、銅、銅合金、鋁、鋁合金等,但不侷限於此。本實施形態的製造方法,在表面披覆金屬板的母材為鋼的場合特別合適。這是由於鋼容易生鏽,賦予耐腐蝕性的好處更大。披覆層,為電鍍層、塗料層、樹脂層等。披覆金屬板,代表性為電鍍鋼板。電鍍鋼板,譬如鍍鋅鋼板、鍍鋁鋼板等。在以下的說明中,採用「以電鍍層作為披覆層的代表,以表面電鍍金屬板作為表面披覆金屬板的代表」的例子進行說明。
表面電鍍金屬板,最好是鍍鋅鋼板。鍍鋅對於作為母材的鋼板,具有犧牲防腐蝕(sacrificial protection)的作用。因此,可以抑制「因切斷加工而形成於切斷端面之母材露出部」的腐蝕,可更進一步提高所製造之金屬製構件的耐腐蝕性。鍍鋅,可列舉出:熱浸鍍鋅(hot dip galvanizing)、合金化熱浸鍍鋅、Zn-Ni電鍍、Zn-Al電鍍、Zn-Mg電鍍、Zn-Al-Mg電鍍等,卻不侷限於此。
表面電鍍金屬板的板厚,並無特殊限制,譬如為1.0~6.0mm。
表面電鍍金屬板之電鍍層的厚度(單面的厚度,以下皆同),最好為15μm以上。倘若電鍍層過薄,可覆蓋切斷端面的電鍍層將耗盡,有時無法對切斷端面賦予耐腐蝕性。表面電鍍金屬板之電鍍層的厚度下限,最好為30μm。表面電鍍金屬板之電鍍層的厚度上限,雖無特殊限制,但譬如為150μm。
圖4為本發明其中一種實施形態之金屬製構件的製造方法的流程圖。該製造方法具備:將表面電鍍金屬板(以下,簡稱為「金屬板10」)載置於對擊塊22及壓模24上的步驟(步驟S1);將壓板23的突起部231壓入金屬板10的步驟(步驟S2);使衝頭21與壓模24接近而對金屬板10進行衝裁的步驟(步驟S3)。
以下,參考圖5~圖8說明各步驟。這些圖皆為示意圖。誠如以上所說明,各圖所顯示之構成構件間的尺寸比例,並不一定表示實際的尺寸比例(圖1~圖3、及圖9之後的圖面皆然)。
將金屬板10載置於對擊塊22及壓模24上(請參考步驟S1、圖5)。金屬板10,正面及背面皆由電鍍層10a所覆蓋。雖然在圖5等中,顯示了金屬板10的端面也由電鍍層10a所覆蓋的場合,但金屬板10的端面,亦可不被電鍍層10a所覆蓋。
將壓板23的突起部231壓入金屬板10(請參考步驟S2、圖6)。舉例來說,藉由圖面中未顯示的衝床等,對衝頭21及對擊塊22施加相同程度(大小)的壓力來夾持金屬板10,進而保持金屬板10。在該狀態下,固定壓模24的位置,促使壓板23移動而接近壓模24,將壓板23的突起部231壓入金屬板10。亦可採用以下的作法來取代「對衝頭21及對擊塊22施加相同程度的壓力」,亦即:在已將衝頭21及對擊塊22之其中一個的位置固定的狀態下,藉由對另一個施加壓力,而夾持金屬板10。
圖7為放大顯示突起部231之周遭(附近)的示意剖面圖。藉由將突起部231壓入,在金屬板10形成凹部10b,並使電鍍層10a的一部分朝凹部10b的內壁返轉(環繞包覆)。此時,藉由「突起部231的肩部231a具有預定大小的曲率半徑R1」,可將電鍍層10a朝「凹部10b的兩個內壁10b1及10b2之中,肩部231a側的內壁10b1」返轉(環繞包覆)。
該內壁10b1,在金屬板10的面內方向(xy面內方向)中,相較於突起部231的表面,位於內側(衝頭21的中心側)。亦即,在內壁10b1與突起部231之間形成些微的間隙。這是由於:被突起部231壓入的部分,因塑性流動而朝衝頭21的中心側移動。
雖然在圖7中,顯示了電鍍層10a也朝傾斜部231b側之內壁10b2返轉(環繞包覆)的場合,但即使電鍍層10a未朝內壁10b2返轉(環繞包覆)亦無妨。
使衝頭21與壓模24接近而對金屬板10進行衝裁(請參考步驟S3、圖8)。舉例來說,在已將壓模24的位置予以固定的狀態下對壓板23施加壓力,藉由壓板23與壓模24夾持金屬板10,而保持金屬板10。在該狀態下,促使衝頭21移動而接近壓模24,對金屬板10進行衝裁。此時,亦可將比「施加於衝頭21之壓力」更小的壓力施加於對擊塊22,而從下側支承金屬板10。
此外,亦可採用以下的作法來取代「在已將壓模24的位置予以固定的狀態下對壓板23施加壓力」,亦即:在已將壓板23的位置予以固定的狀態下對壓模24施加壓力、或者對壓板23及壓模24施加相同程度的壓力,藉此夾持金屬板10。
此外,亦可促使壓模24移動而對金屬板10進行衝裁,以取代「促使衝頭21移動」。亦即,亦可在已藉由衝頭21與對擊塊22夾持金屬板10的狀態下,促使壓模24移動而接近衝頭21,進而對金屬板10進行裁切。此外,亦可促使衝頭21及壓模24雙方移動而對金屬板10進行衝裁。
藉此,金屬板10分離成金屬製構件11與殘留部119。在本實施形態中,被衝頭21與對擊塊22所夾持的部分,成為金屬製構件11。此時,在金屬製構件11的切斷端面111,電鍍層10a的局部從金屬板10的其中一個表面(與對擊塊22接觸的表面)返轉(環繞包覆)。
步驟S2與步驟S3,也能藉由使用連續衝床、或可獨立驅動衝頭21與壓板23的裝置,而作為單一步驟執行。然而,將步驟S2與步驟S3分開執行的作法,能使裝置的構造單純化,故更加合適。舉例來說,可形成如以下所述之單純的構造:在步驟S2中,藉由衝床的下降而僅利用壓板23來成形,在步驟S3中,利用彈簧等對壓板23加壓並令衝頭21下降,而進行衝裁。
在上述的說明中,說明了先將金屬板10載置於對擊塊22及壓模24上之後,再對金屬板10進行加工的場合。但是,亦可將模具20之上下方向(z方向)的配置予以反轉,先將金屬板10載置於衝頭21及壓板23上之後,再進行加工。在該場合中,也能同樣地執行:將壓板23的突起部231壓入金屬板10的步驟(步驟S2);使衝頭21與壓模24接近而對金屬板10進行衝裁的步驟(步驟S3)。
[金屬製構件]
圖9為示意地顯示本發明其中一種實施形態的金屬製構件11之構造的剖面圖。金屬製構件11,是對表面電鍍金屬板進行衝裁加工所形成的金屬製構件。金屬製構件11,具有因衝裁加工所形成的切斷端面111。
金屬製構件11,除了切斷端面111之外,還具有第1表面112、及第1表面112之相反面的第2表面113。第1表面112及第2表面113的平面形狀(xy面的形狀),可以是任意的形狀。第1表面112及第2表面113,被電鍍層10a所覆蓋。電鍍層10a,是源自「作為素材的表面電鍍金屬板之電鍍層」的電鍍層。
切斷端面111包含:切斷面111a、凹陷面111b、鄰接於凹陷面111b的塌角111e。
切斷端面111更進一步包含:破裂面111c、鄰接於切斷面111a的塌角(第2塌角)111d。破裂面111c,在金屬製構件11的厚度方向(z方向)中,位於切斷面111a與凹陷面111b之間。塌角111d,在金屬製構件11的厚度方向(z方向)中,以切斷面111a作為基準,位於凹陷面111b的相反側。換言之,切斷面111a,在金屬製構件11的厚度方向(z方向)中,位於凹陷面111b與塌角111d之間。
取決於加工的條件等,有時切斷端面111不含有破裂面111c。
凹陷面111b,是藉由「將突起部231壓入金屬板10的步驟(圖4的步驟S2)」所形成的面。相對於塌角111d及塌角111e是朝向構件外部形成凸狀的曲面,凹陷面111b是朝向構件內部形成凸狀的曲面。
凹陷面111b,是相較於切斷面111a,以下陷量W1形成凹陷的面。下陷量W1被定義為:在金屬製構件11的剖面中,「切斷面111a的切線」與「凹陷面111b的最凹陷位置」之間的距離。下陷量W1,譬如為金屬製構件11之厚度的0.01~0.15倍。下陷量W1的下限,最好是金屬製構件11之厚度的0.02倍。下陷量W1的上限,最好是金屬製構件11之厚度的0.10倍。
在本實施形態中,凹陷面111b的至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋。據此,能提高切斷端面111的耐腐蝕性。
除了「凹陷面111b的至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋」之外,凹陷面111b與「鄰接於凹陷面111b的塌角111e」所組合之領域的50%以上,最好是由電鍍層10a所覆蓋。更詳細地說,當將凹陷面111b及塌角111e沿著金屬板10之厚度方向的尺寸分別定義為t1、t2,並且將「由凹陷面111b與塌角111e組合的領域中被電鍍層10a所覆蓋的部分,沿著金屬板10之厚度方向的尺寸」定義為d時,d/(t1+t2)最好為0.5以上(50%以上)。是否被電鍍層10a所覆蓋,舉例來說,可利用能量色散X射線分析(Energy Dispersive X-ray analysis:EDX)裝置對切斷端面111進行測量後決定。
d/(t1+t2),又以75%以上更為合適。最好是凹陷面111b的整體被電鍍層10a所覆蓋。
鄰接於切斷面111a的塌角111d,通常整體是由電鍍層10a所覆蓋。切斷面111a,至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋。破裂面111c,通常未被電鍍層10a所覆蓋。
覆蓋切斷面111a、凹陷面111b、塌角111d及塌角111e的電鍍層10a,與覆蓋第1表面112及第2表面113的電鍍層10a相同,是源自「作為素材的表面電鍍金屬板之電鍍層」的電鍍層。因此,覆蓋切斷面111a、凹陷面111b及塌角111d的電鍍層10a,是與覆蓋第1表面112及第2表面113的電鍍層10a相同的電鍍層。
[本實施形態的效果]
以上,說明了本發明第1實施形態的模具20、金屬製構件的製造方法及金屬製構件11。模具20的壓板23,在與金屬板10相對向的面23a之內周的周緣部具有突起部231。突起部231,在內周側具有曲率半徑R1(圖2)的肩部231a。藉由將該突起部231壓入金屬板10,在金屬板10形成凹部10b(圖7),並使電鍍層10a的一部分朝凹部10b的內壁返轉(環繞包覆)。藉由「突起部231的肩部231a具有預定大小的曲率半徑R1」,可將電鍍層10a朝「凹部10b的兩個內壁10b1及10b2之中,肩部231a側的內壁10b1」返轉(環繞包覆)。該內壁10b1,對應於金屬製構件11的凹陷面111b(圖9)。凹陷面111b的至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋。
根據本實施形態的模具20、及本實施形態之金屬製構件的製造方法,可從切斷端面111之厚度方向(z方向)的兩側供給電鍍層10a。亦即,不僅是第2表面113,也能從第1表面112供給電鍍層10a。具體地說,除了塌角111d及切斷面111a之外,也能形成:凹陷面111b至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋。據此,可獲得切斷端面111具有優異耐腐蝕性的金屬製構件11。
以下,說明本發明的第2~第6實施形態。在這些說明中,主要是針對與第1實施形態不同的部分進行說明,而重複的部分,則適當地省略。
[第2實施形態]
[模具]
圖10為示意地顯示本發明第2實施形態的模具30之構造的剖面圖。模具30具備壓模34,取代第1實施形態之模具20(圖1)的壓模24。
壓模34,在與金屬板10相對向的面34a之內周的周緣部具有突起部341。這裡所謂的「面34a之內周的周緣部」,是指鄰接於對擊塊22的周緣部。
圖11為顯示壓模34之局部的剖面圖。壓模34,在內周側具有曲率半徑R2的肩部341a。這裡所謂的「突起部341的內周側」,是指突起部341鄰接於對擊塊22的那一側。
肩部431a之曲率半徑R2的適合範圍,與壓板23的突起部231之肩部231a的曲率半徑R1(圖2)相同。曲率半徑R1與曲率半徑R2可以相同,也可以不同。
突起部431之高度h2的適合範圍,與壓板23之突起部231的高度h1(圖2)相同。高度h1與高度h2可以相同,也可以不同。
[金屬製構件的製造方法]
本實施形態之金屬製構件的製造方法,是使用上述的模具30,對表面電鍍金屬板實施衝裁加工而製造金屬製構件的方法。該製造方法具備:將金屬板10載置於對擊塊22及壓模34上的步驟;將壓板23的突起部231及壓模34的突起部341壓入金屬板10的步驟;使衝頭21與壓模34接近而對金屬板10進行衝裁的步驟。以下,參考圖12~圖14說明各步驟。
將金屬板10載置於對擊塊22及壓模34上(請參考圖12)。即使在本實施形態中,亦可將模具30之上下方向(z方向)的配置予以反轉,而先將金屬板10載置於衝頭21及壓板23上之後,再進行加工。
將壓板23的突起部231及壓模34的突起部341壓入金屬板10(請參考圖13)。舉例來說,利用衝頭21及對擊塊22夾持金屬板10,而保持金屬板10。在該狀態下,令壓板23及壓模34移動而相互接近,將壓板23的突起部231及壓模34的突起部341壓入金屬板10。亦可將壓板23及壓模34的其中一個固定,而僅使另一個移動,來取代「使壓板23及壓模34雙方移動」的作法。在該場合中,藉由正確地控制「施加於衝頭21及對擊塊22的壓力」,可將壓板23的突起部231及壓模34的突起部341壓入金屬板10。
使衝頭21與壓模34接近而對金屬板10進行衝裁(請參考圖14)。藉此,金屬板10分離成金屬製構件12與殘留部129。在本實施形態中,被衝頭21與對擊塊22所夾持的部分,成為金屬製構件12。
[金屬製構件]
圖15為示意地顯示本發明其中一種實施形態的金屬製構件12之構造的剖面圖。金屬製構件12,是對表面電鍍金屬板進行衝裁加工所形成的金屬製構件。金屬製構件12,具有因衝裁加工所形成的切斷端面121。金屬製構件12,除了切斷端面121之外,還具有第1表面122、第2表面123。第1表面122及第2表面123,被電鍍層10a所覆蓋。
切斷端面121包含:切斷面121a、凹陷面121b、鄰接於凹陷面121b的塌角121e。
切斷端面121更進一步包含:破裂面121c、第2凹陷面121d、鄰接於第2凹陷面121d的塌角121f。破裂面121c,在金屬製構件12的厚度方向(z方向)中,位於切斷面121a與凹陷面121b之間。第2凹陷面121d,在金屬製構件12的厚度方向(z方向)中,以切斷面121a作為基準,位於凹陷面121b的相反側。換言之,切斷面121a,在金屬製構件12的厚度方向(z方向)中,位於凹陷面121b與第2凹陷面121d之間。
即使在本實施形態中,取決於加工的條件等,有時切斷端面121不含有破裂面121c。
凹陷面121b及第2凹陷面121d,皆是朝向構件內部形成凸狀的曲面。凹陷面121b之下陷量W2的範圍、第2凹陷面121d之下陷量W3的範圍,與金屬製構件11之凹陷面111b的下陷量W1(圖9)相同。第2凹陷面121d的下陷量W3,有小於凹陷面121b之下陷量W2的傾向。
即使在本實施形態中,凹陷面121b的至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋。據此,能提高切斷端面121的耐腐蝕性。即使在本實施形態中,除了「凹陷面121b的至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋」之外,凹陷面121b與「鄰接於凹陷面121b的塌角121e」所組合之領域的50%以上被電鍍層10a所覆蓋則更佳。凹陷面121b與塌角121e所組合之領域被電鍍層10a所覆蓋的最佳比例,與金屬製構件11的場合相同。
鄰接於第2凹陷面121d的塌角121f,通常整體是由電鍍層10a所覆蓋。第2凹陷面121d的至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋。切斷面121a,可以是整體被電鍍層10a所覆蓋、一部分被覆蓋、及完全未被覆蓋的其中任一種狀態。破裂面121c,通常未被電鍍層10a所覆蓋。
[本實施形態的效果]
以上,說明了本發明第2實施形態的模具30、金屬製構件的製造方法及金屬製構件12。根據本實施形態,藉由將突起部231及突起部341壓入金屬板10,可從金屬板10之厚度方向的兩側供給電鍍層10a。不僅如此,對殘留的中央部進行衝裁時,藉由「突起部341的肩部341a具有預定大小的曲率半徑R2」,可將更多的電鍍層10a朝切斷端面121返轉(環繞包覆)。據此,可獲得切斷端面121具有優異耐腐蝕性的金屬製構件12。
[第3實施形態]
[模具]
圖16為示意地顯示本發明第3實施形態的模具40之構造的剖面圖。模具40具備壓模44,取代第1實施形態之模具20(圖1)的壓模24。
圖17為顯示壓模44之局部的剖面圖。壓模44與金屬板10相對向的面44a,是與金屬板10平行的平坦面。壓模44,在內周側具有兩層的肩部。這裡所謂的「壓模44的內周側」,是指鄰接於對擊塊22的那一側。兩層的肩部,包含第1肩部441、第2肩部442。第2肩部442,在金屬板10的厚度方向(z方向)中,相較於第1肩部441,位在離金屬板10更遠的位置,並且在金屬板10的面內方向(xy面內方向)中,相較於第1肩部441,位在更靠近對擊塊22的位置。
兩層之肩部的層高度sh1,最好是大於「作為被加工材的金屬板10之厚度」的0倍且0.50倍以下。層高度sh1,定義為從面44a到第2肩部442的頂點(最靠近面44a的位置)之間沿著z方向的距離。層高度sh1的下限,最好是金屬板10之厚度的0.10倍,而0.20倍則更佳。
兩層之肩部的寬度w1,最好是「作為被加工材的金屬板10之厚度」的0.10倍~0.70倍。寬度w1,定義為從第1肩部441的側面到第2肩部442的側面(壓模44的內周面)之間沿著xy面內方向的距離。寬度w1的下限,最好是金屬板10之厚度的0.10倍,而0.20倍則更佳。
第2肩部442的曲率半徑Rp2,最好為0.1mm以上。曲率半徑Rp2,最好是0.2mm以上,其中又以0.3mm以上更佳。此外,第2肩部442的曲率半徑Rp2,最好是「作為被加工材的金屬板10之厚度」的0.10倍以上。曲率半徑Rp2的下限,最好是金屬板10之厚度的0.20倍。曲率半徑Rp2的上限,最好是金屬板10之厚度的0.70倍。
第1肩部441的曲率半徑Rp1並無特殊限定。曲率半徑Rp1,譬如為曲率半徑Rp2的0~0.50倍。曲率半徑Rp1亦可為0。
[金屬製構件的製造方法]
本實施形態之金屬製構件的製造方法,是使用上述的模具40,對表面電鍍金屬板實施衝裁加工而製造金屬製構件的方法。該製造方法具備:將金屬板10載置於對擊塊22及壓模44上的步驟;將壓板23的突起部231壓入金屬板10的步驟;使衝頭21與壓模44接近而對金屬板10進行衝裁的步驟。以下,參考圖18~圖20說明各步驟。
將金屬板10載置於對擊塊22及壓模44上(請參考圖18)。即使在本實施形態中,亦可將模具40之上下方向(z方向)的配置予以反轉,而先將金屬板10載置於衝頭21及壓板23上之後,再進行加工。
將壓板23的突起部231壓入金屬板10(請參考圖19)。舉例來說,利用衝頭21及對擊塊22夾持金屬板10,而保持金屬板10。在該狀態下,促使壓板23移動而接近壓模44,將壓板23的突起部231壓入金屬板10。
使衝頭21與壓模44接近而對金屬板10進行衝裁(請參考圖20)。藉此,金屬板10分離成金屬製構件13與殘留部139。在本實施形態中,被衝頭21與對擊塊22所夾持的部分,成為金屬製構件13。
[金屬製構件]
圖21為示意地顯示本發明其中一種實施形態的金屬製構件13之構造的剖面圖。金屬製構件13,是對表面電鍍金屬板進行衝裁加工所形成的金屬製構件。金屬製構件13,具有因衝裁加工所形成的切斷端面131。金屬製構件13,除了切斷端面131之外,還具有第1表面132、第2表面133。第1表面132及第2表面133,被電鍍層10a所覆蓋。
切斷端面131包含:切斷面131a、凹陷面131b、破裂面131c、塌角131d及塌角131e。切斷端面131的構造,與金屬製構件11(圖9)的切斷端面111大致相同。切斷端面131,更詳細地說,塌角131d的大小(尺寸)大於塌角111d(圖9),因此,切斷面131a和破裂面131c的比例,有別於金屬製構件11。
[本實施形態的效果]
根據本實施形態,當對金屬板10進行衝裁的步驟時,藉由兩層之肩部的寬度w1(圖17)而使衝頭21與壓模44之間的間隙變大,而使切斷端面的塌角變大。藉此,接觸於第2肩部442的部分成為適度傾斜的狀態,當利用第2肩部442進行成形時,容易藉由切斷端面促進電鍍層10a移動。據此,可獲得切斷端面131具有優異耐腐蝕性的金屬製構件13。
[第4實施形態]
[模具]
圖22為示意地顯示本發明第4實施形態的模具50之構造的剖面圖。模具50,具備衝頭51來取代第1實施形態之模具20(圖1)的衝頭21,並具備壓板53來取代壓板23。
衝頭51,在與金屬板10相對向的面51a的周緣部具有突起部511。
壓板53與金屬板10相對向的面53a,是與金屬板10平行的平坦面。
圖23為顯示衝頭51之局部的剖面圖。突起部511,在外周側具有曲率半徑R3的肩部511a。這裡所謂的「突起部511的外周側」,是指突起部511鄰接於壓板53的那一側。
肩部511a之曲率半徑R3的適合範圍,與壓板23的突起部231之肩部231a的曲率半徑R1(圖2)相同。突起部511之高度h3的適合範圍,與壓板23之突起部231的高度h1(圖2)相同。
[金屬製構件的製造方法]
本實施形態之金屬製構件的製造方法,是使用上述的模具50,對表面電鍍金屬板實施衝裁加工而製造金屬製構件的方法。該製造方法具備:將金屬板10載置於對擊塊22及壓模24上的步驟;將衝頭51的突起部511壓入金屬板10的步驟;使對擊塊22與壓板53接近而對金屬板10進行衝裁的步驟。以下,參考圖24~圖26說明各步驟。
將金屬板10載置於對擊塊22及壓模24上(請參考圖24)。即使在本實施形態中,亦可將模具50之上下方向(z方向)的配置予以反轉,而先將金屬板10載置於衝頭51及壓板53上之後,再進行加工。
將衝頭51的突起部511壓入金屬板10(請參考圖25)。舉例來說,利用壓板53及壓模24夾持金屬板10,而保持金屬板10。在該狀態下,促使衝頭51移動而接近對擊塊22,將衝頭51的突起部511壓入金屬板10。
使對擊塊22與壓板53接近而對金屬板10進行衝裁(請參考圖26)。藉此,金屬板10分離成金屬製構件14與殘留部149。在本實施形態中,被壓板53與壓模24所夾持的部分,成為金屬製構件14。
[金屬製構件]
金屬製構件14,除了平面形狀(xy面形狀)不同之外,具有與第1實施形態的金屬製構件11(圖9)相同的構造。亦即,金屬製構件14,是對表面電鍍金屬板進行衝裁加工所形成的金屬製構件,具有藉由衝裁加工所形成的切斷端面。該切斷端面含有切斷面、凹陷面,凹陷面的至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋。
[本實施形態的效果]
以上,說明了本發明第4實施形態的模具50、金屬製構件的製造方法及金屬製構件14。即使藉由本實施形態的模具50、及本實施形態之金屬製構件的製造方法,也能從切斷端面之厚度方向的兩側將電鍍層10a予以返轉(環繞包覆)。據此,可獲得切斷端面具有優異耐腐蝕性的金屬製構件14。
[第5實施形態]
[模具]
圖27為示意地顯示本發明第5實施形態的模具60之構造的剖面圖。模具60具備對擊塊62,取代第4實施形態之模具50(圖22)的對擊塊22。
對擊塊62,在與金屬板10相對向的面62a的周緣部具有突起部621。
圖28為顯示對擊塊62之局部的剖面圖。突起部621,在外周側具有曲率半徑R4的肩部621a。這裡所謂的「突起部621的外周側」,是指突起部621鄰接於壓模24的那一側。
肩部621a之曲率半徑R4的適合範圍,與壓板23的突起部231之肩部231a的曲率半徑R1(圖2)相同。曲率半徑R3(圖23)與曲率半徑R4可以相同,也可以不同。
突起部621之高度h4的適合範圍,與壓板23之突起部231的高度h1(圖2)相同。高度h3(圖23)與高度h4可以相同,也可以不同。
[金屬製構件的製造方法]
本實施形態之金屬製構件的製造方法,是使用上述的模具60,對表面電鍍金屬板實施衝裁加工而製造金屬製構件的方法。該製造方法具備:將金屬板10載置於對擊塊62及壓模24上的步驟;將衝頭51的突起部511及對擊塊62的突起部621壓入金屬板10的步驟;使對擊塊62與壓板53接近而對金屬板10進行衝裁的步驟。以下,參考圖29~圖31說明各步驟。
將金屬板10載置於對擊塊62及壓模24上(請參考圖29)。即使在本實施形態中,亦可將模具60之上下方向(z方向)的配置予以反轉,而先將金屬板10載置於衝頭51及壓板53上之後,再進行加工。
將衝頭51的突起部511及對擊塊62的突起部621壓入金屬板10(請參考圖30)。舉例來說,利用壓板53及壓模24夾持金屬板10,而保持金屬板10。在該狀態下,促使衝頭51及對擊塊62移動而相互接近,將衝頭51的突起部511及對擊塊62的突起部621壓入金屬板10。
使對擊塊62與壓板53接近而對金屬板10進行衝裁(請參考圖31)。藉此,金屬板10分離成金屬製構件15與殘留部159。在本實施形態中,被壓板53與壓模24所夾持的部分,成為金屬製構件15。
[金屬製構件]
金屬製構件15,除了平面形狀(xy面形狀)不同之外,具有與第2實施形態的金屬製構件12(圖15)相同的構造。亦即,金屬製構件15,是對表面電鍍金屬板進行衝裁加工所形成的金屬製構件,具有藉由衝裁加工所形成的切斷端面。該切斷端面含有切斷面、凹陷面,凹陷面的至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋。
[本實施形態的效果]
以上,說明了本發明第5實施形態的模具60、金屬製構件的製造方法及金屬製構件15。根據本實施形態,藉由將突起部511及突起部621壓入金屬板10,可從金屬板10之厚度方向的兩側供給電鍍層10a。不僅如此,對殘留的中央部進行衝裁時,藉由「突起部621的肩部621a具有預定大小的曲率半徑R4」,可使更多的電鍍層10a朝切斷端面返轉(環繞包覆)。據此,可獲得切斷端面具有優異耐腐蝕性的金屬製構件15。
[第6實施形態]
[模具]
圖32為示意地顯示本發明第6實施形態的模具70之構造的剖面圖。模具70具備對擊塊72,取代第4實施形態之模具50(圖22)的對擊塊22。
圖33為顯示對擊塊72之局部的剖面圖。對擊塊72與金屬板10相對向的面72a,是與金屬板10平行的平坦面。對擊塊72,在外周側具有兩層的肩部。這裡所謂的「對擊塊72的外周側」,是指鄰接於壓模24的那一側。兩層的肩部,包含第1肩部721、第2肩部722。第2肩部722,在金屬板10的厚度方向(z方向)中,相較於第1肩部721,位在離金屬板10更遠的位置,並且在金屬板10的面內方向(xy面內方向)中,相較於第1肩部721,位在更靠近壓模24的位置。
兩層之肩部的層高度sh2的適合範圍,與壓模44的兩層之肩部的層高度sh1(圖17)相同。兩層之肩部的寬度w2的適合範圍,也與壓模44的兩層之肩部的寬度w1(圖17)相同。
第2肩部722之曲率半徑Rp4的適合範圍,與壓模44之第2肩部442的曲率半徑Rp2(圖17)相同。第1肩部721的曲率半徑Rp3並無特殊限定。曲率半徑Rp3,譬如為曲率半徑Rp4的0~0.5倍。曲率半徑Rp3亦可為0。
[金屬製構件的製造方法]
本實施形態之金屬製構件的製造方法,是使用上述的模具70,對表面電鍍金屬板實施衝裁加工而製造金屬製構件的方法。該製造方法具備:將金屬板10載置於對擊塊72及壓模24上的步驟;將衝頭51的突起部511壓入金屬板10的步驟;使對擊塊72與壓板53接近而對金屬板10進行衝裁的步驟。以下,參考圖34~圖36說明各步驟。
將金屬板10載置於對擊塊72及壓模24上(請參考圖34)。即使在本實施形態中,亦可將模具70之上下方向(z方向)的配置予以反轉,而先將金屬板10載置於衝頭51及壓板53上之後,再進行加工。
將衝頭51的突起部511壓入金屬板10(請參考圖35)。舉例來說,利用壓板53及壓模24夾持金屬板10,而保持金屬板10。在該狀態下,促使衝頭51移動而接近對擊塊72,將衝頭51的突起部511壓入金屬板10。
使對擊塊72與壓板53接近而對金屬板10進行衝裁(請參考圖36)。藉此,金屬板10分離成金屬製構件16與殘留部169。在本實施形態中,被壓板53與壓模24所夾持的部分,成為金屬製構件16。
[金屬製構件]
金屬製構件16,除了平面形狀(xy面形狀)不同之外,具有與第3實施形態的金屬製構件13(圖21)相同的構造。亦即,金屬製構件16,是對表面電鍍金屬板進行衝裁加工所形成的金屬製構件,具有藉由衝裁加工所形成的切斷端面。該切斷端面含有切斷面、凹陷面,凹陷面的至少其中一部分被電鍍層10a所覆蓋。
[本實施形態的效果]
根據本實施形態,當對金屬板10進行衝裁的步驟時,藉由兩層之肩部的寬度w2(圖33)而使對擊塊72與壓板53之間的間隙變大,而使切斷端面的塌角變大。藉此,接觸於第2肩部722的部分成為適度傾斜的狀態,當利用第2肩部722進行成形時,容易使電鍍層10a移動至切斷端面。據此,可獲得切斷端面具有優異耐腐蝕性的金屬製構件16。
[實施例]
以下,根據實施例,更具體地說明本發明。然而,本發明並不侷限於這些實施例。
藉由CAE解析:藉由模具20(圖1)加工表面電鍍金屬板時,電鍍層的舉動。軟體使用LS-DYNA(登錄商標)。圖37為示意地顯示根據CAE所求得之「將表面電鍍金屬板壓入壓板23的突起部231時,電鍍層之分布」的圖。對象之表面電鍍金屬板的板厚設為3.2mm,不考慮電鍍厚度,將壓入深度S設為1.6mm。改變「壓板23(圖2)之突起部231的肩部231a之曲率半徑R1」並進行解析,而調查了曲率半徑R1與「電鍍披覆距離(被電鍍層所覆蓋的部分,沿著表面電鍍金屬板之厚度方向的尺寸)d」之間的關係。
將結果顯示於圖38。如圖38所示,可得知曲率半徑R1越大,能使「被電鍍層所覆蓋的領域」變大。
接著,藉由CAE解析:採用模具20(圖1)、模具30(圖10)及模具40(圖16)對表面電鍍金屬板進行衝裁加工時,切斷端面的電鍍披覆率。對象之表面電鍍金屬板的板厚設為3.2mm,不考慮電鍍厚度。間隙CL(圖1等)設定為0.1mm。
壓板23之突起部231(圖2)的高度h1設為1.6mm,肩部231a的曲率半徑R1設為0.9mm。此外,在模擬了模具30(圖10)的解析中,壓模34之突起部341(圖11)的高度h2設為1.6mm,肩部341a的曲率半徑R2設為0.9mm。在模擬了模具40(圖16)的解析中,壓模44之第1肩部441(圖17)的曲率半徑Rp1設為0.05mm,第2肩部442的曲率半徑Rp2設為0.5mm,層高度sh1設為0.5mm,寬度w1設為0.5mm。作為比較例,在模具20(圖1)中,也對「將壓板23的突起部231(圖2)之肩部231a的曲率半徑R1設為0mm,其它的條件與上述相同」的場合進行了解析。
與圖37的場合相同,在板表面設定「模擬了電鍍層的點」,並藉由對其移動進行追蹤而推定電鍍披覆距離。如圖39所示,在切斷端面,將被電鍍層所覆蓋的部分沿著表面電鍍金屬板之厚度方向的尺寸分別設為d1及d2,並將d1+d2的總和除以板厚T的值((d1+d2)/T)定義為電鍍披覆率。
將結果顯示於圖40。如圖40所示,相較於採用了「比較例之模具」的場合,可確認得知採用模具20、模具30或模具40,可提高電鍍披覆率。
以上,雖說明了本發明的實施形態,但是上述的實施形態僅是用來實施本發明的例子而已。因此,本發明並不侷限於上述的實施形態,在發明的範圍內,能對上述的實施形態進行適當的變更而據以實施。
10:金屬板(表面披覆金屬板)
10a:電鍍層(披覆層)
11,12,13,14,15,16:金屬製構件
111,121,131:切斷端面
111a,121a,131a:切斷面
111b,121b,131b:凹陷面
111c,121c,131c:破裂面(fracture surface)
111d,131d:塌角
121d:第2凹陷面
111e,121e,131e:塌角
121f:塌角
119,129,139,149,159,169:殘留部
20,30,40,50,60:模具
21,51:衝頭(punch)
22,62,72:對擊塊
23,53:壓板
231:突起部
231a:肩部
24,34,44:壓模
[圖1]圖1為示意地顯示本發明第1實施形態的模具之構造的剖面圖。
[圖2]圖2為顯示圖1之模具的壓板之局部的剖面圖。
[圖3]圖3為顯示圖1之模具的壓板之變形例的剖面圖。
[圖4]圖4為本發明其中一種實施形態之金屬製構件的製造方法的流程圖。
[圖5]圖5為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖6]圖6為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖7]圖7為放大顯示突起部之周遭(附近)的示意剖面圖。
[圖8]圖8為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖9]圖9為示意地顯示本發明其中一種實施形態的金屬製構件之構造的剖面圖。
[圖10]圖10為示意地顯示本發明第2實施形態的模具之構造的剖面圖。
[圖11]圖11為顯示圖10之模具的壓模之局部的剖面圖。
[圖12]圖12為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖13]圖13為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖14]圖14為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖15]圖15為示意地顯示本發明其中一種實施形態的金屬製構件之構造的剖面圖。
[圖16]圖16為示意地顯示本發明第3實施形態的模具之構造的剖面圖。
[圖17]圖17為顯示圖16之模具的壓模之局部的剖面圖。
[圖18]圖18為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖19]圖19為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖20]圖20為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖21]圖21為示意地顯示本發明其中一種實施形態的金屬製構件之構造的剖面圖。
[圖22]圖22為示意地顯示本發明第4實施形態的模具之構造的剖面圖。
[圖23]圖23為顯示圖22之模具的衝頭之局部的剖面圖。
[圖24]圖24為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖25]圖25為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖26]圖26為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖27]圖27為示意地顯示本發明第5實施形態的模具之構造的剖面圖。
[圖28]圖28為顯示圖27之模具的對擊塊之局部的剖面圖。
[圖29]圖29為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖30]圖30為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖31]圖31為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖32]圖32為示意地顯示本發明第6實施形態的模具之構造的剖面圖。
[圖33]圖33為顯示圖32之模具的對擊塊之局部的剖面圖。
[圖34]圖34為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖35]圖35為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖36]圖36為金屬製構件於製造期間的示意剖面圖。
[圖37]圖37為示意地顯示根據CAE所求得之「將金屬板壓入壓板的突起部時,電鍍層之分布」的圖。
[圖38]圖38為顯示「曲率半徑R1」與「電鍍披覆距離d」間之關係的圖表。
[圖39]圖39是用來說明電鍍披覆率的圖。
[圖40]圖40是顯示根據CAE所求得之電鍍披覆率的圖。
10:金屬板(表面披覆金屬板)
20:模具
21:衝頭
21a:面
22:對擊塊
22a:面
23:壓板
23a:面
24:壓模
24a:面
231:突起部
CL:間隙
Claims (17)
- 一種金屬製構件的製造方法,是藉由模具對正面與背面被披覆層所覆蓋的金屬板進行衝裁加工而製造金屬製構件的方法, 前述模具,具備: 衝頭; 對擊塊,隔著前述金屬板配置成面向前述衝頭; 壓板,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述衝頭側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述衝頭的周圍; 壓模,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述對擊塊側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述對擊塊的周圍, 前述壓板,在與前述金屬板相對向的面之內周的周緣部具有突起部, 前述壓板的突起部,在內周側具有曲率半徑R1的肩部, 前述曲率半徑R1,為前述金屬板之厚度的0.10倍以上, 前述製造方法,具備: 將前述壓板的突起部壓入前述金屬板的步驟、 使前述衝頭與前述壓模接近而對前述金屬板進行衝裁的步驟。
- 如請求項1所記載之金屬製構件的製造方法,其中前述壓模,在與前述金屬板相對向的面之內周的周緣部具有突起部, 前述壓模的突起部,在內周側具有曲率半徑R2的肩部, 前述曲率半徑R2,為前述金屬板之厚度的0.10倍以上, 在將前述壓板的突起部壓入前述金屬板的步驟中,更進一步將前述壓模的突起部壓入前述金屬板。
- 如請求項1所記載之金屬製構件的製造方法,其中前述壓模,在內周側具有兩層的肩部, 前述兩層的肩部含有: 第1肩部; 第2肩部,在前述金屬板的厚度方向中,相較於前述第1肩部,位在離前述金屬板更遠的位置,並且在前述金屬板的面內方向中,相較於前述第1肩部,位在更靠近前述對擊塊的位置, 前述第2肩部的曲率半徑Rp2,為前述金屬板之厚度的0.10倍以上。
- 一種金屬製構件的製造方法,是藉由模具對正面與背面被披覆層所覆蓋的金屬板進行衝裁加工而製造金屬製構件的方法, 前述模具,具備: 衝頭; 對擊塊,隔著前述金屬板配置成面向前述衝頭; 壓板,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述衝頭側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述衝頭的周圍; 壓模,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述對擊塊側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述對擊塊的周圍, 前述衝頭,在與前述金屬板相對向的面之周緣部具有突起部, 前述衝頭的突起部,在外周側具有曲率半徑R3的肩部, 前述曲率半徑R3,為前述金屬板之厚度的0.10倍以上, 前述製造方法,具備: 將前述衝頭的突起部壓入前述金屬板的步驟、 使前述對擊塊與前述壓板接近而對前述金屬板進行衝裁的步驟。
- 如請求項4所記載之金屬製構件的製造方法,其中前述對擊塊,在與前述金屬板相對向的面之周緣部具有突起部, 前述對擊塊的突起部,在外周側具有曲率半徑R4的肩部, 前述曲率半徑R4,為前述金屬板之厚度的0.10倍以上, 在將前述衝頭的突起部壓入前述金屬板的步驟中,更進一步將前述對擊塊的突起部壓入前述金屬板。
- 如請求項4所記載之金屬製構件的製造方法,其中前述對擊塊,在與前述金屬板相對向的面之周緣部具有兩層的肩部, 前述兩層的肩部含有: 第1肩部; 第2肩部,在前述金屬板的厚度方向中,相較於前述第1肩部,位在離前述金屬板更遠的位置,並且在前述金屬板的面內方向中,相較於前述第1肩部,位在更靠近前述壓模的位置, 前述第2肩部的曲率半徑Rp4,為前述金屬板之厚度的0.10倍以上。
- 一種模具,具備: 衝頭; 對擊塊,隔著作為被加工材的金屬板配置成面向前述衝頭; 壓板,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述衝頭側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述衝頭的周圍; 壓模,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述對擊塊側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述對擊塊的周圍, 前述壓板,在與前述金屬板相對向的面之內周的周緣部具有突起部, 前述壓板的突起部,在內周側具有曲率半徑R1的肩部, 前述曲率半徑R1,為0.2mm以上。
- 如請求項7所記載的模具,其中前述壓模,在與前述金屬板相對向的面之內周的周緣部具有突起部, 前述壓模的突起部,在內周側具有曲率半徑R2的肩部, 前述曲率半徑R2,為0.2mm以上。
- 如請求項7所記載的模具,其中前述壓模,在內周側具有兩層的肩部, 前述兩層的肩部含有: 第1肩部; 第2肩部,在前述金屬板的厚度方向中,相較於前述第1肩部,位在離前述金屬板更遠的位置,並且在前述金屬板的面內方向中,相較於前述第1肩部,位在更靠近前述對擊塊的位置, 前述第2肩部的曲率半徑Rp2,為0.1mm以上。
- 一種模具,具備: 衝頭; 對擊塊,隔著作為被加工材的金屬板配置成面向前述衝頭; 壓板,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述衝頭側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述衝頭的周圍; 壓模,在前述金屬板的厚度方向中被配置在前述對擊塊側,並且在前述金屬板的面內方向中被配置成圍繞前述對擊塊的周圍, 前述衝頭,在與前述金屬板相對向的面之周緣部具有突起部, 前述衝頭的突起部,在外周側具有曲率半徑R3的肩部, 前述曲率半徑R3,為0.2mm以上。
- 如請求項10所記載的模具,其中前述對擊塊,在與前述金屬板相對向的面之周緣部具有突起部, 前述對擊塊的突起部,在外周側具有曲率半徑R4的肩部, 前述曲率半徑R4,為0.2mm以上。
- 如請求項10所記載的模具,其中前述對擊塊,在與前述金屬板相對向的面之周緣部具有兩層的肩部, 前述兩層的肩部含有: 第1肩部; 第2肩部,在前述金屬板的厚度方向中,相較於前述第1肩部,位在離前述金屬板更遠的位置,並且在前述金屬板的面內方向中,相較於前述第1肩部,位在更靠近前述壓模的位置, 前述第2肩部的曲率半徑Rp4,為0.1mm以上。
- 一種金屬製構件,是對正面與背面被披覆層所覆蓋的金屬板進行衝裁加工所形成的金屬製構件,具有藉由前述衝裁加工所形成的切斷端面, 前述切斷端面,含有: 切斷面; 凹陷面,是具有朝向構件內部形成凸狀之形狀的曲面; 前述凹陷面的至少其中一部分被前述披覆層所覆蓋。
- 如請求項13所記載的金屬製構件,其中前述切斷端面,更進一步含有鄰接於前述凹陷面的塌角, 前述凹陷面與前述塌角所組合之領域的50%以上被前述披覆層所覆蓋。
- 如請求項13或請求項14所記載的金屬製構件,其中前述切斷端面,更進一步含有鄰接於前述切斷面的第2塌角, 前述切斷面,在前述金屬製構件的厚度方向中,位於前述凹陷面與前述第2塌角之間。
- 如請求項13或請求項14所記載的金屬製構件,其中前述切斷端面,更進一步含有:第2凹陷面,是具有朝向構件內部形成凸狀之形狀的曲面;第2塌角,鄰接於前述第2凹陷面, 前述切斷面,在前述金屬製構件的厚度方向中,位於前述凹陷面與前述第2凹陷面之間。
- 如請求項13或請求項14所記載的金屬製構件,其中前述切斷面的切線與前述凹陷面之最凹陷的位置之間的距離亦即下陷量,為前述金屬製構件之厚度的0.01~0.10倍。
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