TWI599412B - 壓製成形方法及壓製成形裝置 - Google Patents
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Description
本發明係有關於壓製成形方法及壓製成形裝置，其可抑制壓製成形後產生開口並能以優異尺寸精度製造具有例如帽型截面或溝形截面之高強度壓製成形品。
本申請案依據2015年3月3日在日本申請之特願2015-041701號主張優先權，並在此援引其內容。
為防止地球暖化而提高燃料消耗率及進一步提高衝撞事故時之安全性，大多使用高張力鋼板作為汽車車體之構成構件。例如，汽車車體之構成構件中側樑或側面構件之類的強度構件或補強構件由於設計大幅受到防止與其他部件之干涉或確保所希望空間之類的限制，大多要求嚴格之尺寸精度。
但是，隨著鋼板強度上升，鋼板之成形性降低。因此，若對高強度鋼板進行壓製成形，以製造具有帽型橫截面之例如側樑內板，則製得之壓製成形品容易產生彈回。若產生彈回則在後來之步驟(例如焊接步驟)中會產生問
題或產率下降的情形。因此，極需要抑制由高強度鋼板構成之壓製成形品的彈回。
圖15A至圖15D係第一習知例之說明圖，其示意地顯示使用壓製成形裝置1000藉彎曲成形進行高強度鋼板之被加工板1001的壓製加工，製造具有帽型橫截面形狀之壓製成形品1005的狀況。
首先，如圖15A所示地藉由衝頭1002之頂面1002a及設於衝模1003上之衝模墊1004夾壓被加工板1001來進行定位。接著，如圖15B所示，將衝頭1002相對地壓入衝模1003中，進一步如圖15C所示地藉由使衝頭1002與衝模1003最接近，壓製成形被加工板1001。然後，如圖15D所示地藉由使衝頭1003脫模，製成具有帽型橫截面形狀之壓製成形品1005。然而，如此成形之壓製成形品1005產生與頂板1005a連接之稜線1005b的角度變化及與稜線1005b連接之縱壁1005c的壁翹曲之類的彈回。
圖16A至圖16F係第二習知例之說明圖，其顯示使用壓製成形裝置2000A、2000B抑制上述壁翹曲之壓製成形方法。
在該成形方法中，藉由圖16A及圖16B所示之第一步驟，使用預加工衝頭2006及預加工衝模2007對被加工板2001進行壓製成形，並成形在壓製成形品2005之凸緣2005d上成形之部分2001a。接著，藉由圖16C至圖16E所示之第二步驟，藉由衝頭2002之頂面2002a及設於衝模2003之衝模墊2004夾壓成形有部分2001a、2001a的被加工板
2001來定位，並將衝頭2002相對地壓入衝模2003中。在如此地壓製成形被加工板2001之情形中，可抑制製得之壓製成形品2005的壁翹曲。然而，即使該成形方法亦無法消除壓製成形品2005中之稜線2005b的角度變化。
本申請人，藉由專利文獻1、專利文獻2揭示，使用具有配置成可自由進出之衝模墊及具有配置成可自由進出之衝頭墊，抑制因壓製成形品之縱壁角度變化產生開口的發明。圖17A至圖17D係第三習知例之說明圖，其顯示由專利文獻2揭示之壓製成形方法。
在該壓製成形方法中，如圖17A所示，使用壓製成形裝置3000，該壓製成形裝置3000由具有配置成可自由進出之衝模墊3008的衝模3009及具有配置成可自由進出之衝頭墊3010的衝頭3011構成。接著，如圖17B及圖17C所示，在藉由衝模墊3008及衝頭墊3010夾壓住成形有對應凸緣之部分3001a的被加工板3001的狀態下，開始壓製成形使要成形為頂板3005a端部之部分產生預定量的初期撓曲。進一步，如圖17D所示地在衝模3009與衝頭3011最接近之狀態(成形下死點)下，擠壓該撓曲。依據如此之壓製成形方法，可抑制因壓製成形品3005之稜線3005b的角度變化而產生縱壁3005c之開口。
圖18係說明圖，用以說明藉由使用圖17A至圖17D所示之壓製成形裝置3000，抑制因壓製成形品3005之稜線3005b的角度變化而產生縱壁3005c之開口的原理。
如圖18所示，在該壓製成形方法中，在成形末
期(成形下死點)擠壓由衝模墊3008及衝頭墊3010賦予壓製成形中之被加工板3001的撓曲。藉此，對從被加工板3001之要成形為稜線3005b之部分流向要成形為縱壁3005c之部分的部位(圖18中之A部)、及被賦予撓曲之部位(圖18中之B部)，可產生閉口方向轉矩。因此，可抵消在稜線產生之開口轉矩，以抑制縱壁3005c之開口。
專利文獻1：日本特開2010-82660號公報
專利文獻2：日本特開2012-51005號公報
圖19係一說明圖，其顯示藉由專利文獻2所揭示之壓製成形方法(第三習知例)製成的壓製成形品3005之截面形狀的一例。
本發明人等發現，在專利文獻2所揭示之壓製成形方法中，若壓製成形品3005之高度h變高，則用以使縱壁3005c之開口尺寸精度落入在公差內的初期撓曲量的設定容許範圍變小(例如0.5mm)，事實上有時難以在實際生產現場管理初期撓曲量。
此外，本發明人等發現，在專利文獻2所揭示之壓製成形方法中，由衝模墊3008及衝頭墊3010賦予預定初期撓曲量(由衝頭肩部到上方被加工板3001之距離；例如
10mm)使壓製成形中被加工板3001之要成形為頂板3005a之端部的部分撓曲來進行壓製成形，因此，如圖19所示，在壓製成形品3005之頂板3005a會殘留起因於成形中之撓曲的彎曲皺摺3005e、3005e，使頂板3005a之尺寸精度無法落在公差內。
本發明之目的在於提供一種壓製成形方法，其如專利文獻1、專利文獻2所揭示之發明，從成形初期使頂板產生預定量之撓曲來壓製成形，並在成形後期擠壓該撓曲，該技術可藉由簡便之方法實現擴大用以確保縱壁開口尺寸精度之初期撓曲量的設定容許範圍，進而改善因壓製成形中在頂板端部產生之撓曲而受影響的頂板面尺寸精度。
本發明之要旨如下所述。
(1)本發明之第一態樣係一種使用壓製成形裝置由被加工板製造壓製成形品之壓製成形方法，該壓製成形裝置具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有對應前述衝頭肩部之衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；並且，在藉由前述衝模及前述衝頭夾壓住前述被加工板時，前述被加工板之接觸前述衝模底端肩部處與接觸
前述衝模墊處之間的區間，該被加工板之前述衝模側的面未與前述衝模及衝模墊接觸，且前述衝頭側壓板面中與前述衝頭肩部相鄰之端面係與前述衝頭肩部齊平或比前述衝頭肩部靠近衝頭內部側。
(2)如上述(1)記載之壓製成形方法，其中在藉由前述衝模及前述衝頭夾壓住前述被加工板時，前述衝頭側壓板面中與前述衝頭肩部相鄰之前述端面可與前述衝頭肩部齊平。
(3)在上述(2)記載之壓製成形方法中，可由藉由前述衝模及前述衝頭夾壓住前述被加工板之狀態進一步將前述衝模墊壓入前述衝頭側。
(4)如上述(1)記載之壓製成形方法，其中在藉由前述衝模及前述衝頭夾壓住前述被加工板時，前述衝頭側壓板面中與前述衝頭肩部相鄰之前述端面可位於比前述衝頭肩部靠近衝頭內部側。
(5)如上述(1)至(4)中任一項記載之壓製成形方法，其可為彎曲成形。
(6)本發明之第二態樣係一種壓製成形裝置，其具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有對應前述衝頭肩部之衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；
其中前述衝頭之從前述衝頭肩部到前述衝頭墊收容部邊緣的區間中，在比前述衝頭肩部靠近前述衝頭內部側形成有凹部。
(7)本發明之第三態樣係一種壓製成形裝置，係具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有對應前述衝頭肩部之衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；其中，於前述衝模之前述衝模底端肩連設部從前述衝模底端肩部到前述衝模墊收容部邊緣的區間中，在比前述衝模底端肩部靠近前述衝模內部側形成有凹部。
(8)本發明之第四態樣係一種壓製成形裝置，係具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有對應前述衝頭肩部之衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；其中前述衝頭中，前述衝頭墊收容部係設置以前述衝頭肩部作為邊緣，前述衝頭側壓板面之寬度比前述衝頭墊收容部之寬度小，且前述衝頭側壓板面之端部在與壓製方向垂直之面上，係位於與前述衝模側壓板面之端部相同之位置。
(9)本發明之第五態樣係一種壓製成形裝置，係具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有對應前述衝頭肩部之衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；其中前述衝模中，前述衝模墊收容部係設置以前述衝模底端肩部之端緣作為邊緣，前述衝模側壓板面之寬度比前述衝模墊收容部之寬度小，且前述衝模側壓板面之端部在與壓製方向垂直之面上，係位於與前述衝頭側壓板面之端部相同之位置。
(10)如上述(6)至(9)中任一項記載之壓製成形裝置，其中在前述衝頭與前述衝模最接近之狀態下，前述衝模及前述衝模墊可不接觸與從前述衝頭肩部至前述衝模墊之前述衝模側壓板面端部的區域相對應的被加工板之殘留撓曲(膨出部)。
(11)如上述(6)至(10)中任一項記載之壓製成形裝置，其可更具有驅動部，用以從前述衝模與前述衝頭最接近之狀態將前述衝模墊往前述衝頭壓入。
(12)如上述(6)至(11)中任一項記載之壓製成形裝置，其中前述衝模側壓板面之寬度與前述衝頭側壓板面之寬度可大致相等。
(13)如上述(6)至(12)中任一項記載之壓製成形裝置，其
可為冷軋成形裝置。
依據本發明，在衝頭與衝模最接近之狀態下，壓製成形中被加工板之要形成為頂板端部的撓曲部位中的殘留撓曲(具有微小曲率形狀之膨出部)未被擠壓，因此可抑制在擠壓該殘留撓曲時產生之轉矩。
即，從被加工板之要成形為頂板之部分的R正切部到與衝模墊及衝頭墊之端部接觸的位置間，可在衝頭、衝模及被加工板間設置間隙，不論初期撓曲量為何，均可抑制在被加工板之要成形為頂板之部分產生的閉口方向轉矩的變動，可擴大初期撓曲量之設定容許範圍。
因此，可藉由簡便之方法實現擴大用以將縱壁之開口抑制在公差內來確保尺寸精度的初期撓曲量的設定容許範圍。
此外，藉由衝模及衝頭夾壓住被加工板時，若衝頭側壓板面中與衝頭肩部相鄰之端面被壓入比衝頭肩部靠近衝頭內部側，便可消除頂板之彎曲皺摺，而可確保頂板之尺寸精度。
1,30,1005,2005,3005‧‧‧壓製成形品
1a,30a,1005a,3005a‧‧‧頂板
1b,30b,1005b,2005b,3005b‧‧‧稜線
1c,30c,1005c,3005c‧‧‧縱壁
1d,2005d‧‧‧凸緣
100,100',100",200,300,400,1000,2000A,2000B,3000‧‧‧壓製成形裝置
1001,2001,3001‧‧‧被加工板
110,210,310,410,1002,2002,3011‧‧‧衝頭
111,211,311,411‧‧‧衝頭肩部
113,213,313,413‧‧‧衝頭肩連設部
115,215,315,415‧‧‧衝頭墊收容部
120,120',220,320,420,1003,2003,3009‧‧‧衝模
120A‧‧‧衝模本體
120B‧‧‧衝模固持件
120C‧‧‧加壓支持機構
121,221,321,421‧‧‧衝模底端肩部
123,223,323,423‧‧‧衝模底端肩連設部
125,225,325,425‧‧‧衝模墊收容部
130,230,330,430,3010‧‧‧衝頭墊
130A,140A,230A,240A,330A,340A,430A,440A‧‧‧軸桿
133,143,233,243,333,343,433,443‧‧‧軸桿固定面
135,235,335,435‧‧‧衝頭側壓板面
140,240,340,440,1004,2004,
3008‧‧‧衝模墊
145,245,345,445‧‧‧衝模側壓板面
2001a,3001a‧‧‧部分
1002a,2002a‧‧‧頂面
2006‧‧‧預加工衝頭
2007‧‧‧預加工衝模
3005e‧‧‧彎曲皺摺
A,B‧‧‧轉矩；部位
D‧‧‧驅動部
h‧‧‧高度
S‧‧‧鋼板
圖1係顯示藉本發明實施形態製造之壓製成形品之截面形狀的說明圖。
圖2A係用以說明本發明第一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示正藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板之狀態。
圖2B係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之初期階段的狀態。
圖2C係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之後期階段的狀態。
圖2D係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭最接近之前的狀態。
圖2E係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭已達最接近之狀態。
圖3A係用以說明本發明第二實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示正藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板之狀態。
圖3B係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之初期階段的狀態。
圖3C係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之後期階段的狀態。
圖3D係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭已達最接近之狀態。
圖4A係用以說明本發明第三實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示正藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板之狀態。
圖4B係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降
之初期階段的狀態。
圖4C係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之後期階段的狀態。
圖4D係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭最接近之前的狀態。
圖4E係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭已達最接近之狀態。
圖5A係用以說明本發明第四實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示正藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板之狀態。
圖5B係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之初期階段的狀態。
圖5C係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之後期階段的狀態。
圖5D係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭最接近之前的狀態。
圖5E係用以說明同一實施形態之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭已達最接近之狀態。
圖6A係用以說明本發明第一變形例之壓製成形方法的示意圖，其顯示正藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板之狀態。
圖6B係用以說明同一變形例之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降
之初期階段的狀態。
圖6C係用以說明同一變形例之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之後期階段的狀態。
圖6D係用以說明同一變形例之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭已達最接近之狀態。
圖6E係用以說明同一變形例之壓製成形方法的示意圖，其顯示從衝模及衝頭最接近之狀態將衝模墊往衝頭側進一步壓入之狀態。
圖7A係用以說明本發明第二變形例之壓製成形方法的示意圖，其顯示正藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板之狀態。
圖7B係用以說明同一變形例之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之初期階段的狀態。
圖7C係用以說明同一變形例之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之後期階段的狀態。
圖7D係用以說明同一變形例之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭已達最接近之狀態。
圖7E係用以說明同一變形例之壓製成形方法的示意圖，其顯示從衝模及衝頭最接近之狀態將衝模墊往衝頭側進一步壓入之狀態。
圖8係顯示藉實施例及比較例分析之具有帽型橫截面形狀之壓製成形品尺寸的說明圖。
圖9係用以顯示藉實施例分析之本發明壓製成形裝置之各部尺寸的說明圖。
圖10係顯示實施例1、實施例2及比較例1之數值分析結果的圖表。
圖11係顯示實施例2及比較例1之分析結果的說明圖。
圖12係顯示實施例1、實施例2及比較例1之分析結果的說明圖。
圖13係顯示實施例1及實施例2之分析結果的說明圖。
圖14係顯示實施例1及實施例2之分析結果的說明圖。
圖15A係用以說明第一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示正藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板之狀態。
圖15B係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降的狀態。
圖15C係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭已達最接近之狀態。
圖15D係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示將衝模脫模後之狀態。
圖16A係用以說明第二習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示正藉由預加工衝模及預加工衝頭之衝頭墊夾壓鋼板之狀態。
圖16B係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示使預加工衝模與預加工衝頭最接近來對鋼板進行預加工的狀態。
圖16C係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示正藉由衝模墊及衝頭夾壓經預加工之鋼板的狀態。
圖16D係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示正藉由衝模墊及衝頭夾壓經預加工之鋼板同時使衝模下降的狀態。
圖16E係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示衝模及衝頭已達最接近之狀態。
圖16F係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示將衝模脫模後之狀態。
圖17A係用以說明第三習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓住鋼板之狀態。
圖17B係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之初期階段的狀態。
圖17C係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示藉由衝模墊及衝頭墊夾壓鋼板同時使衝模下降之後期階段的狀態。
圖17D係用以說明同一習知例之壓製成形方法的示意圖，其顯示已使衝模及衝頭最接近之狀態。
圖18係一說明圖，用以說明抑制藉由圖17A至圖17D所示第三習知例之壓製成形方法製成的壓製成形品之縱壁開口的原理。
圖19係一說明圖，其顯示藉由圖17A至圖17D所示第三
習知例之壓製成形方法製成的壓製成形品之截面形狀一例。
本發明人為解決上述課題而重複專心檢討，結果獲得以下記載之知識(A)至(C)而完成本發明。
(A)在成形下死點賦予與壓製成形中於被加工板之要成形為頂板之部分產生的撓曲方向相反之方向的壓入形狀，且由被加工板之要成形為頂板之部分的R正切部到與衝模墊之端部接觸的位置之間，在衝模及衝模墊與被加工板間設置間隙，藉此，不論初期撓曲量為何，均可抑制在被加工板之要成形為頂板端部之部分產生的閉口方向轉矩的變動，而可擴大初期撓曲量之設定容許範圍。
(B)在壓製成形開始時先藉由衝模墊及衝頭墊在比衝頭肩部接近衝模之位置夾壓被加工板，接著在壓製成形中對被加工板之要成形為頂板端部的部分賦予預定量撓曲來進行成形，並在壓製成形末期擠壓該撓曲；在此成形方法中，先在與被加工板之要形成為頂板端部之部分相對的衝頭頂面內部設置預定深度的凹部，藉由在成形下死點朝凹部之深度方向壓入可抵消壓製成形品的之頂板彎曲皺摺的預定量，可消除頂板之彎曲皺摺，而可確保頂板之尺寸精度，並且可在(A)所述之衝模及衝模墊與被加工板之間設置間隙。
(C)在成形下死點藉衝模墊將被加工板之要成形
為頂板的部分往凹部深度方向壓入時，以衝模及衝頭夾壓成形中之被加工板而施加預定加壓力，藉此可一面賦予被加工板張力一面壓入。因此，可減少在頂板端部之殘留撓曲，而可確保頂板之尺寸精度。
以下，依據實施形態詳細說明依據上述新知識作成之本發明。
此外，在以下實施形態中，說明藉由藉冷軋成形裝置壓製加工鋼板S作為被加工板，製造如圖1所示之帽型橫截面形狀的壓製成形品(以下，稱為壓製成形品1)的情形。
該壓製成形品1具有頂板1a、連接於頂板1a之一對稜線1b、1b、分別連接於一對稜線1b、1b之2縱壁1c、1c、及分別連接於2縱壁1c、1c之凸緣1d、1d。
(第一實施形態)
以下參照圖2A至圖2E說明本發明第一實施形態之壓製成形方法。在本實施形態中，藉由使用壓製成形裝置100壓製成形鋼板S，製造壓製成形品1。鋼板S係使用藉由圖16A及圖16B所示之壓製成形進行預加工而成的鋼板。圖2A至圖2E係連續地顯示藉由壓製成形裝置100由鋼板S製造壓製成形品1之過程的說明圖。此外，圖中，Y方向係壓製成形方向，且X方向係寬度方向。
(壓製成形裝置100)
如圖2A所示，壓製成形裝置100係由衝頭110、衝模120、衝頭墊130及衝模墊140構成。
(衝頭110)
衝頭110係以將鋼板S夾持於中間之方式與衝模120對向配置，且具有一對衝頭肩部111、衝頭肩連設部113及衝頭墊收容部115。
一對衝頭肩部111係對應壓製成形品1之稜線1b、1b內側面(衝頭110側之面)之R部的部位。
衝頭肩連設部113係一在衝頭110之上表面中形成為連接衝頭肩部111與衝頭墊收容部115間的部位。在本實施形態中，衝頭肩連設部113具有由衝頭肩部111下凹到衝頭墊收容部115之形狀。
衝頭墊收容部115係一形成在一對衝頭肩部111間之至少一部分中而可收容衝頭墊130之凹陷部。
(衝模120)
衝模120係以將鋼板S夾持於中間之方式與衝頭110對向配置，且具有一對衝模底端肩部121、衝模底端肩連設部123及衝模墊收容部125。
衝模底端肩部121係對應壓製成形品1之稜線1b、1b外側面(衝模120側之面)的部位。在本實施形態所示之例中，雖然衝模底端肩部121形成具有預定曲率半徑之R部，但衝模底端肩部121亦可形成具有預定角度之角部。在衝模底端肩部121形成具有預定曲率半徑之R部的情形中，衝模底端肩部121係R部之2點R正切部間的部位。
衝模底端肩連設部123係一形成為連接衝模底端肩部121與衝模墊收容部125間的部位。
衝模墊收容部125係一形成於一對衝模底端肩部121間
之至少一部分中而可收容衝模墊140的凹陷部。
(衝頭墊130)
衝頭墊130係配置成可收容於形成在衝頭110中之衝頭墊收容部115內。衝頭墊130具有能固定可朝壓製成形方向移動之軸桿130A一端的軸桿固定面133、及用以與衝模墊140一起夾壓鋼板S之衝頭側壓板面135。軸桿130A之另一端透過未圖示之氣墊等之加壓支持機構被衝頭110支持。或者可使用未圖示之設置在壓機之承板上的緩衝機構來支持。
此外，在軸桿固定面133與衝頭墊收容部115之底面相接之狀態下，衝頭側壓板面135位於比衝頭肩部111低之位置。
(衝模墊140)
衝模墊140配置在形成於衝模120中之衝模墊收容部125內。衝模墊140具有能固定可朝壓製成形方向移動之軸桿140A一端的軸桿固定面143、及用以與衝頭墊130一起夾壓鋼板S之衝模側壓板面145。
軸桿140A之另一端透過未圖示之氣墊等之加壓支持機構被衝模120支持。或者可使用未圖示之設置在壓機之滑件上的緩衝機構來支持。
衝模側壓板面145之寬度宜設定成與衝頭側壓板面135之寬度大致相等，但亦容許衝模側壓板面145之寬度比衝頭側壓板面135之寬度大6mm以下之範圍，即，衝模側壓板面145之其中一端面由衝頭側壓板面135之其中一端面朝寬度方向突出3mm以內之範圍。
此外，衝模側壓板面145及衝頭側壓板面135之寬度比一對衝頭肩連設部113、113間之寬度小，其差在單側宜為鋼板S之板厚以上。最好在單側為5mm以上(確保設於衝模120與鋼板S間之間隙寬度為單側5mm以上)。若比5mm小，衝頭肩部111之厚度變薄而使強度不足，因此恐有衝頭110因在成形下死點(衝頭110與衝模120最接近之狀態)之加壓而破損之虞。
在本實施形態之壓製成形方法中，使用上述壓製成形裝置100，經由下述步驟由鋼板S製造壓製成形品1。
(步驟1)
首先，如圖2A所示，藉由衝頭墊130及衝模墊140，將鋼板S夾壓在比衝頭肩部111接近衝模120之位置。
(步驟2)
接著，如圖2B、圖2C所示，在夾壓住鋼板S之狀態下，令衝模120下降使衝模120與衝頭110互相接近而使鋼板S在衝頭肩部111與衝頭側壓板面135之間形成撓曲。圖2B顯示使衝模120下降之初期階段，圖2C則顯示使衝模120下降之後期階段。在圖2C所示之時點，形成衝模墊140之軸桿固定面143接觸衝模墊收容部125之上表面的狀態。因此，在該時點以後，衝模墊140亦隨著衝模120之下降以相同之下降速度下降。
如圖2A至圖2C所示，在鋼板S中成形為頂板端部之部分的初期撓曲量+自衝頭肩部111更往衝頭110內部側的壓入量之移動量下，讓衝模120之位置到達下死點上方之位置為
止前，衝模墊140及衝頭墊130係維持夾壓鋼板S之狀態而未對衝頭110進行相對移動。在此期間，係藉由衝模120與衝頭110對鋼板S進行成形。
(步驟3)
圖2D顯示從圖2C所示之狀態使衝模120及衝模墊140進一步下降至衝模120與衝頭110即將最接近之前的狀態。在該時點，衝頭肩部111之高度位置與衝頭側壓板面135之端面的高度位置大致相同。即，成為大致解除在圖2B、圖2C所示狀態中形成之初期撓曲的狀態，並在衝頭肩部111與衝頭側壓板面135之間形成殘留撓曲(具有微小曲率形狀之膨出部)。
(步驟4)
接著，如圖2E所示，從圖2D所示之狀態使衝模120及衝模墊140進一步下降，可將衝頭側壓板面135中與衝頭肩部111分開地相鄰之端面，以預定量(例如朝壓製方向1mm)朝比衝頭肩部111靠近衝頭110內部側壓入。
在本實施形態之壓製成形裝置100中，衝頭110之從衝頭肩部111到衝頭墊收容部115邊緣的區間中，在比衝頭肩部111靠近衝頭110內部側形成有凹部。因此，藉由衝模120及衝頭110夾壓住鋼板S時，可使鋼板S中接觸衝模底端肩部121之端部與衝模墊140兩處間之區間之衝模120側的面形成不與衝模120及衝模墊140接觸的狀態。
因此，由於鋼板S中對應該區間之部位未被擠壓，可抑制隨著初期撓曲量變更產生之撓曲賦予部的轉矩B的變動
(參照圖18說明)，只藉縱壁1c、1c之轉距A的變化，便可控制壓製成形品1之尺寸精度。換言之，不論初期撓曲量為何，均可抑制在要成形為頂板1a之端部之部分產生的閉口方向轉矩的變動，而可擴大初期撓曲量之設定容許範圍。
此外，依據本實施形態，由於衝頭側壓板面135中與衝頭肩部111分開地相鄰之端面比衝頭肩部111接近衝頭110內部側，可消除在專利文獻2之壓製成形方法中程度之大小失常而不可避免地產生的彎曲皺摺。
(第二實施形態)
以下參照圖3A至圖3D說明本發明之第二實施形態的壓製成形方法。在本實施形態中，藉由使用壓製成形裝置200壓製加工鋼板S，製造壓製成形品1。鋼板S係使用藉由圖16A及圖16B所示之壓製成形進行預加工而成的鋼板。圖3A至3D係連續地顯示藉由壓製成形裝置200由鋼板S製造壓製成形品1之過程的說明圖。此外，圖中，Y方向係壓製成形方向，且X方向係寬度方向。
(壓製成形裝置200)
如圖3A所示，壓製成形裝置200係由衝頭210、衝模220、衝頭墊230及衝模墊240構成。
(衝頭210)
衝頭210係以將鋼板S夾持於中間之方式與衝模220對向配置，且具有一對衝頭肩部211、衝頭肩連設部213及衝頭墊收容部215。
一對衝頭肩部211係對應壓製成形品1之稜線1b、1b內
側面(衝頭210側之面)之R部的部位。
衝頭肩連設部213係一在衝頭210之上表面中形成為連接衝頭肩部211與衝頭墊收容部215間的部位。換言之，即為在衝頭210之上表面中除了衝頭肩部211及衝頭墊收容部215以外的部位。
衝頭墊收容部215係一形成在一對衝頭肩部211間之至少一部分中而可收容衝頭墊230之凹陷部。
(衝模220)
衝模220係以將鋼板S夾持於中間之方式與衝頭210對向配置，且具有一對衝模底端肩部221、衝模底端肩連設部223及衝模墊收容部225。
衝模底端肩部221係對應成形品之稜線1b、1b外側面(衝模220側之面)的部位。在本實施形態所示之例中，雖然衝模底端肩部221形成具有預定曲率半徑之R部，但衝模底端肩部221亦可形成具有預定角度之角部。在衝模底端肩部221形成具有預定曲率半徑之R部的情形中，衝模底端肩部221係R部之2點R正切部間的部位。
衝模底端肩連設部223係一形成為連接衝模底端肩部221與衝模墊收容部225間的部位。於衝模底端肩連設部223從衝模底端肩部221之衝模墊側端部至衝模墊收容部225邊緣的區間中，在比衝模底端肩部221靠近衝模220內部側形成有凹部。
衝模墊收容部225係一形成在一對衝模底端肩部221間之至少一部分中而可收容衝模墊240的凹陷部。
(衝頭墊230)
衝頭墊230係配置成可收容於形成在衝頭210中之衝頭墊收容部215內。衝頭墊230具有能固定可朝壓製成形方向移動之軸桿230A一端的軸桿固定面233、及用以與衝模墊240一起夾壓鋼板S之衝頭側壓板面235。軸桿230A之另一端透過未圖示之氣墊等之加壓支持機構被衝頭210支持。或者可使用未圖示之設置在壓機之承板上的緩衝機構來支持。
(衝模墊240)
衝模墊240配置在形成於衝模220中之衝模墊收容部225內。衝模墊240具有能固定可朝壓製成形方向移動之軸桿240A一端的軸桿固定面243、及用以與衝頭墊230一起夾壓鋼板S之衝模側壓板面245。
軸桿240A之另一端透過未圖示之氣墊等之加壓支持機構被衝模220支持。或者可使用未圖示之設置在壓機之滑件上的緩衝機構來支持。
在本實施形態之壓製成形方法中，使用上述壓製成形裝置200，經由下述步驟由鋼板S製造壓製成形品1。
(步驟1)
首先，如圖3A所示，藉由衝頭墊230及衝模墊240，將鋼板S夾壓在比衝頭肩部211接近衝模220之位置。
(步驟2)
接著，如圖3B、圖3C所示，在夾壓住鋼板S之狀態下，令衝模220下降使衝模220與衝頭210互相接近，讓鋼板S在衝頭肩部211與衝頭側壓板面235之間形成撓曲。圖3B顯示
使衝模220下降之初期階段，且圖3C顯示使衝模220下降之後期階段。在圖3C所示之時點，衝模墊240之軸桿固定面243形成接觸衝模墊收容部225之上表面的狀態。因此，在該時點以後，隨著衝模220之下降，衝模墊240亦以相同之下降速度下降。
(步驟3)
如圖3D所示，從圖3C所示之狀態使衝模220及衝模墊240進一步下降，使衝模220與衝頭210呈最接近之狀態。在本實施形態之壓製成形方法中，在該時點，衝頭肩部211之高度位置與衝頭側壓板面235之端面的高度位置大致相同。即，衝頭側壓板面235中，與衝頭肩部211分開地相鄰之端面與衝頭肩部211形成齊平(同一高度)。即，成為大致解除在圖3B、圖3C所示狀態中形成之初期撓曲的狀態，並在衝模底端肩部221與衝模側壓板面245之間形成殘留撓曲(具有微小曲率形狀之膨出部)。
本實施形態之壓製成形裝置200中，於衝模220之衝模底端肩連設部223從衝模底端肩部221之端部到衝模墊收容部225之邊緣的區間內，在比衝模底端肩部221靠近衝模220內部側形成有凹部。因此，在藉由衝模220及衝頭210夾壓住鋼板S時，可使鋼板S中接觸衝模底端肩部221與衝模墊240兩處間之區間之衝模220側的面形成不與衝模220及衝模墊240接觸的狀態。
因此，由於鋼板S中對應該區間之部位未被擠壓，可抑制隨著初期撓曲量變更產生之撓曲賦予部的轉矩B的變動
(參照圖18說明)，只藉縱壁1c、1c之轉距A的變化，便可控制壓製成形品1之尺寸精度。換言之，不論初期撓曲量為何，均可抑制在要成形為頂板1a之端部之部分產生的閉口方向轉矩的變動，而可擴大初期撓曲量之設定容許範圍。
(第三實施形態)
以下參照圖4A至圖4E說明本發明第三實施形態之壓製成形方法。在本實施形態中，藉由使用壓製成形裝置300壓製成形鋼板S，製造壓製成形品1。鋼板S係使用藉由圖16A及圖16B所示之壓製成形進行預加工而成的鋼板。圖4A至圖4E係連續地顯示藉由壓製成形裝置300由鋼板S製造壓製成形品1之過程的說明圖。此外，圖中，Y方向係壓製成形方向，且X方向係寬度方向。
(壓製成形裝置300)
如圖4A所示，壓製成形裝置300係由衝頭310、衝模320、衝頭墊330及衝模墊340構成。
(衝頭310)
衝頭310係以將鋼板S夾持於中間之方式與衝模320對向配置，且具有一對衝頭肩部311、衝頭肩連設部313及衝頭墊收容部315。
一對衝頭肩部311係對應壓製成形品1之稜線1b、1b內側面(衝頭310側之面)之R部的部位。
衝頭肩連設部313係在衝頭310之上表面中形成為連接衝頭肩部311與衝頭墊收容部315間的部位。在本實施形態中，如後所述衝頭墊收容部315係形成以一對衝頭肩部311
作為邊緣，因此將衝頭肩部311之前端(與鋼板S最初接觸之端部)看作是衝頭肩連設部313。此外，在圖4A至4E所示之例中，雖然衝頭肩連設部313之前端呈尖狀，但亦可藉在衝頭墊330側設置R部而呈圓形。
衝頭墊收容部315係一以一對衝頭肩部311作為邊緣且形成為可收容衝頭墊330之凹陷部。
(衝模320)
衝模320係以將鋼板S夾持於中間之方式與衝頭310對向配置，且具有一對衝模底端肩部321、衝模底端肩連設部323及衝模墊收容部325。
衝模底端肩部321係對應成形品之稜線1b、1b外側面(衝模320側之面)的部位。
在本實施形態所示之例中，雖然衝模底端肩部321形成具有預定曲率半徑之R部，但衝模底端肩部321亦可形成具有預定角度之角部。在衝模底端肩部321形成具有預定曲率半徑之R部的情形中，衝模底端肩部321係R部之2點R正切部間的部位。
衝模底端肩連設部323係一形成為連接衝模底端肩部321與衝模墊收容部325間的部位。
衝模墊收容部325係一形成在一對衝模底端肩部321間之至少一部分中而可收容衝模墊340的凹陷部。
(衝頭墊330)
衝頭墊330係配置成可收容於形成在衝頭310中之衝頭墊收容部315內。衝頭墊330具有能固定可朝壓製成形方向
移動之軸桿330A一端的軸桿固定面333、及用以與衝模墊340一起夾壓鋼板S之衝頭側壓板面335。軸桿330A之另一端透過未圖示之氣墊等之加壓支持機構被衝頭310支持。或者可使用未圖示之設置在壓機之承板上的緩衝機構來支持。
此外，在軸桿固定面333與衝頭墊收容部315之底面相接之狀態下，衝頭側壓板面335位於比衝頭肩部311低之位置。
衝頭側壓板面335之寬度設定成比衝頭墊收容部315之寬度小。即，本實施形態之衝頭墊330具有朝衝模320側突出之凸形。
另外，衝頭側壓板面335之端部在與壓製方向垂直之面上，位於與後述之衝模側壓板面345的端部相同的位置。
(衝模墊340)
衝模墊340配置在形成於衝模320中之衝模墊收容部325內。衝模墊340具有能固定可朝壓製成形方向移動之軸桿340A一端的軸桿固定面343、及用以與衝頭墊330一起夾壓鋼板S之衝模側壓板面345。
軸桿340A之另一端透過未圖示之氣墊等之加壓支持機構被衝模320支持。或者可使用未圖示之設置在壓機之滑件上的緩衝機構來支持。
在本實施形態之壓製成形方法中，使用上述壓製成形裝置300，經由下述步驟由鋼板S製造壓製成形品1。
(步驟1)
首先，如圖4A所示，藉由衝頭墊330及衝模墊340，將
鋼板S夾壓在比衝頭肩部311接近衝模320之位置。
(步驟2)
接著，如圖4B、圖4C所示，在夾壓住鋼板S之狀態下，令衝模320下降使衝模320與衝頭310互相接近，讓鋼板S在衝頭肩部311與衝頭側壓板面335之間形成撓曲。圖4B顯示使衝模320下降之初期階段，且圖4C顯示使衝模320下降之後期階段。在圖4C所示之時點，衝模墊340之軸桿固定面343形成接觸衝模墊收容部325之上表面的狀態。因此，在該時點以後，隨著衝模320之下降，衝模墊340亦以相同之下降速度下降。
(步驟3)
圖4D顯示從圖4C所示之狀態使衝模320及衝模墊340進一步下降直到衝模320與衝頭310最接近之前的狀態。在該時點，衝頭肩部311之高度位置與衝頭側壓板面335之端面的高度位置大致相同。即，成為大致解除在圖4B、圖4C所示狀態中形成之初期撓曲的狀態，並在衝頭肩部311與衝頭側壓板面335之間形成殘留撓曲(具有微小曲率形狀之膨出部)。
(步驟4)
接著，如圖4E所示，從圖4D所示之狀態使衝模320及衝模墊340進一步下降，可將衝頭側壓板面335中與衝頭肩部311分開地相鄰之端面，以預定量(例如朝壓製方向1mm)朝比衝頭肩部311靠近衝頭310內部側壓入。
即，衝頭側壓板面335中與衝頭肩部311分開地相鄰之
端面比衝頭肩部311靠近衝頭310內部側。
本實施形態之壓製成形裝置300中，於衝頭310中，衝頭墊收容部315係設置以衝頭肩部311作為邊緣，且衝頭側壓板面335之寬度比衝頭墊收容部315之寬度小，並且衝頭側壓板面335之端部在與壓製方向垂直之面上，係位於與衝模側壓板面345之端部相同的位置。即，在藉由衝模320及衝頭310夾壓住鋼板S時，可使鋼板S中接觸衝模底端肩部321之端部與衝模墊340兩處間之區間之前述衝模320側的面形成不與衝模320及衝模墊340接觸的狀態。
因此，由於鋼板S中對應該區間之部位未被擠壓，可抑制隨著初期撓曲量變更產生之撓曲賦予部的轉矩B的變動(參照圖18說明)，只藉縱壁1c、1c之轉距A的變化，便可控制壓製成形品1之尺寸精度。換言之，不論初期撓曲量為何，均可抑制在要成形為頂板1a之端部之部分產生的閉口方向轉矩的變動，而可擴大初期撓曲量之設定容許範圍。
此外，依據本實施形態，由於衝頭側壓板面335中與衝頭肩部311分開地相鄰之端面比衝頭肩部311接近衝頭310內部側，可消除在專利文獻2之壓製成形方法中不可避免地產生的彎曲皺摺。
此外，在本實施形態中，衝頭墊收容部315係形成以一對衝頭肩部311作為邊緣，故可理想地適用於具有可確保衝頭肩部311強度之厚度、即衝頭肩部311之R形狀大的壓製成形裝置。大的R形狀係例如10mm以上。
(第四實施形態)
以下參照圖5A至圖5E說明本發明第四實施形態之壓製成形方法。在本實施形態中，藉由使用壓製成形裝置400壓製成形鋼板S，製造壓製成形品1。鋼板S係使用藉由圖16A及圖16B所示之壓製成形進行預加工而成的鋼板。圖5A至圖5E係連續地顯示藉由壓製成形裝置400由鋼板S製造壓製成形品1之過程的說明圖。此外，圖中，Y方向係壓製成形方向，且X方向係寬度方向。
(壓製成形裝置400)
如圖5A所示，壓製成形裝置400係由衝頭410、衝模420、衝頭墊430及衝模墊440構成。
(衝頭410)
衝頭410係以將鋼板S夾持於中間之方式與衝模420對向配置，且具有一對衝頭肩部411、衝頭肩連設部413及衝頭墊收容部415。
一對衝頭肩部411係對應壓製成形品1之稜線1b、1b內側面(衝頭410側之面)之R部的部位。
衝頭肩連設部413係一在衝頭410之上表面中形成為連接衝頭肩部411與衝頭墊收容部415間的部位。換言之，即為衝頭410之上表面中除了衝頭肩部411及衝頭墊收容部415以外的部位。在本實施形態中，衝頭肩連設部413具有由衝頭肩部411下凹到衝頭墊收容部415之形狀。
衝頭墊收容部415係一形成在一對衝頭肩部411間之至少一部分中而可收容衝頭墊430之凹陷部。
(衝模420)
衝模420係以將鋼板S夾持於中間之方式與衝頭410對向配置，且具有一對衝模底端肩部421、衝模底端肩連設部423及衝模墊收容部425。
衝模底端肩部421係對應成形品之稜線1b、1b外側面(衝模420側之面)的部位。在本實施形態所示之例中，雖然衝模底端肩部421形成具有預定曲率半徑之R部，但衝模底端肩部421亦可形成具有預定角度之角部。在衝模底端肩部421形成具有預定曲率半徑之R部的情形中，衝模底端肩部421係R部之2點R正切部間的部位。
衝模底端肩連設部423係一形成為連接衝模底端肩部421與衝模墊收容部425間的部位。在本實施形態中，如後所述衝模墊收容部425係形成以一對衝模底端肩部421作為邊緣，因此將衝模底端肩部421之端部(與衝模墊收容部425之邊界部)看作是衝模底端肩連設部423。
衝頭墊收容部425係一以一對衝模底端肩部421作為邊緣且形成為可收容衝模墊440之凹陷部。
(衝頭墊430)
衝頭墊430係配置於形成在衝頭410中之衝頭墊收容部415內。衝頭墊430具有能固定可朝壓製成形方向移動之軸桿430A一端的軸桿固定面433、及用以與衝模墊440一起夾壓鋼板S之衝頭側壓板面435。軸桿430A之另一端透過未圖示之氣墊等之加壓支持機構被衝頭410支持。或者可使用未圖示之設置在壓機之承板上的緩衝機構來支持。
此外，在軸桿固定面433與衝頭墊收容部415之底面相
接之狀態下，衝頭側壓板面435位於比衝頭肩部411低之位置。
(衝模墊440)
衝模墊440配置在形成於衝模420中之衝模墊收容部425內。衝模墊440具有能固定可朝壓製成形方向移動之軸桿440A一端的軸桿固定面443、及用以與衝頭墊430一起夾壓鋼板S之衝模側壓板面445。
軸桿440A之另一端透過未圖示之氣墊等之加壓支持機構被衝模420支持。或者可使用未圖示之設置在壓機之滑件上的緩衝機構來支持。
衝模側壓板面445之寬度設定成比衝模墊收容部425之寬度小。即，本實施形態之衝模墊440具有朝衝頭410側突出之凸形。
此外，衝模側壓板面445之端部在與壓製方向垂直之面上，位於與衝頭側壓板面435之端部相同的位置。
在本實施形態之壓製成形方法中，使用上述壓製成形裝置400，經由下述步驟由鋼板S製造壓製成形品1。
(步驟1)
首先，如圖5A所示，藉由衝頭墊430及衝模墊440，將鋼板S夾壓在比衝頭肩部411接近衝模420之位置。
(步驟2)
接著，如圖5B、圖5C所示，在夾壓住鋼板S之狀態下，令衝模420下降使衝模420與衝頭410互相接近，讓鋼板S在衝頭肩部411與衝頭側壓板面435之間形成撓曲。圖5B顯示
使衝模420下降之初期階段，且圖5C顯示使衝模420下降之後期階段。在圖5C所示之時點，衝模墊440之軸桿固定面443形成接觸衝模墊收容部425之上表面的狀態。因此，在該時點以後，隨著衝模420之下降，衝模墊440亦以相同之下降速度下降。
(步驟3)
圖5D顯示從圖5C所示之狀態使衝模420及衝模墊440進一步下降直到衝模420與衝頭410最接近之前的狀態。在該時點，衝頭肩部411之高度位置與衝頭側壓板面435之端面的高度位置大致相同。即，成為大致解除在圖5B、圖5C所示狀態中形成之初期撓曲的狀態，並在衝頭肩部411與衝頭側壓板面435之間形成殘留撓曲(具有微小曲率形狀之膨出部)。
(步驟4)
接著，如圖5E所示，由圖5D所示之狀態使衝模420及衝模墊440進一步下降，可將衝頭側壓板面435中與衝頭肩部411分開地相鄰之端面，以預定量(例如朝壓製方向1mm)朝比衝頭肩部411靠近衝頭410內部側壓入。
即，衝頭側壓板面435中與衝頭肩部411分開地相鄰之端面比衝頭肩部411靠近衝頭410內部側。
本實施形態之壓製成形裝置400中，於衝模420中，衝模墊收容部425係設置以衝模底端肩部421端緣作為邊緣，且衝模側壓板面445之寬度比衝模墊收容部425之寬度小，並且衝模側壓板面445之端部在與壓製方向垂直之面
上，係位於與衝頭側壓板面435之端部相同的位置。因此，在藉由衝模420及衝頭410夾壓住鋼板S時，可使鋼板S中接觸衝模底端肩部421之端部與衝模墊440之衝模側壓板面445兩處間之區間之衝模420側的面形成不與衝模420及衝模墊440接觸的狀態。
因此，由於鋼板S中對應該區間之部位未被擠壓，可抑制隨著初期撓曲量變更產生之撓曲賦予部的轉矩B的變動(參照圖18說明)，只藉縱壁1c、1c之轉距A的變化，便可控制壓製成形品1之尺寸精度。換言之，不論初期撓曲量為何，均可抑制在要成形為頂板1a之端部之部分產生的閉口方向轉矩的變動，而可擴大初期撓曲量之設定容許範圍。
此外，依據本實施形態，由於衝頭側壓板面435中與衝頭肩部411分開地相鄰之端面比衝頭肩部411接近衝頭410內部側，可消除在專利文獻2之壓製成形方法中不可避免地產生的彎曲皺摺。
如以上說明，依據本發明之第一實施形態到第四實施形態的壓製成形方法，使用壓製成形裝置由被加工板製造壓製成形品，其中該壓製成形裝置具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有具有對應前述衝頭肩部之形狀的衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；並且，
在藉由前述衝模及前述衝頭夾壓住前述被加工板時，前述被加工板之接觸前述衝模底端肩部處與接觸前述衝模墊之衝模側壓板面處之間的區間，該被加工板之前述衝模側的面未與前述衝模及衝模墊接觸，且前述衝頭側壓板面中與前述衝頭肩部相鄰之端面可與前述衝頭肩部齊平或比前述衝頭肩部靠近衝頭內部側。
因此，不論初期撓曲量為何，均可抑制在被加工板之要成形為頂板之部分產生的閉口方向轉矩的變動，而可擴大初期撓曲量之設定容許範圍。
另外，如第一實施形態、第三實施形態、第四實施形態地，衝頭側壓板面中與衝頭肩部開地相鄰之端面呈位於比衝頭肩部靠近衝頭內部側的狀態時，可消除在習知技術(專利文獻2)中不可避免地產生的彎曲皺摺。
此外，使用下述第一變形例、第二變形例之壓製成形方法時，藉由往衝頭側壓入對鋼板之要成形為頂板1a之端部的部分賦予張力，可減少在頂板1a之端部的殘留撓曲，而可進一步提高頂板1a之尺寸精度。
(第一變形例)
以下參照圖6A至圖6E說明本發明之第一變形例的壓製成形方法。
圖6A至圖6E係連續地顯示藉由壓製成形裝置100'由鋼板S製造壓製成形品之過程的說明圖。
在本實施形態中，使用在第一實施形態中說明之壓製成形裝置100中，將衝模120替換成衝模120'之壓製成形
裝置100'。
衝模120'係由以下構件形成，即：衝模本體120A；衝模固持件120B，其支持衝模本體120A；及加壓支持機構120C，其設於衝模本體120A與衝模固持件120B之間，並向鋼板S加壓衝模本體120A。此外，加壓支持機構120C亦可為彈簧或氣墊等。
由於衝頭、衝頭墊及衝模墊基本上與在第一實施形態中說明之壓製成形裝置100相同，賦予相同參考符號並省略詳細之說明。
在該第一變形例之壓製成形方法中，如圖6D所示，從衝模本體120A與衝頭110最接近之狀態使衝模固持件120B及衝模墊140進一步下降，藉此可如圖6E所示地將鋼板S之要成形為頂板1a之部位往衝頭110側壓入。
依據該壓製成形方法，可藉衝模墊140實施壓入而利用衝模本體120A及衝頭110夾壓壓製成形中之鋼板S的2稜線1b、1b、分別連接2稜線1b、1b之2縱壁1c、1c及分別連接2縱壁1c、1c之凸緣1d、1d來施加預定加壓力。
藉此，可朝衝頭側進行壓入來對鋼板S之要成形為頂板1a之端部的部分賦予張力，因而可進一步提高頂板1a之尺寸精度。
(第二變形例)
以下參照圖7A至圖7E說明本發明之第二變形例的壓製成形方法。
圖7A至圖7E係連續性顯示藉由壓製成形裝置100"由鋼
板S製造壓製成形品之過程的說明圖。
在本實施形態中，使用壓製成形裝置100"，該壓製成形裝置100"係對在第一實施形態中說明之壓製成形裝置100追加一獨立於衝模120外控制驅動衝模墊140的驅動部D而構成。
由於衝頭、衝模、衝頭墊及衝模墊基本上與在第一實施形態中說明之壓製成形裝置100相同，賦予相同參考符號並省略詳細之說明。
在該第二變形例之壓製成形方法中，如圖7D所示，從衝模120與衝頭110最接近之狀態，利用驅動部D使衝模墊140進一步下降，而如圖7E所示將鋼板之頂板1a往衝頭110側壓入。
依據該壓製成形方法，可藉衝模墊140實施壓入而利用衝模120及衝頭110夾壓壓製成形中之鋼板S的2稜線1b、1b、分別連接2稜線1b、1b之2縱壁1c、1c及分別連接2縱壁1c、1c之凸緣1d、1d來施加預定加壓力。
藉此，可朝衝頭側進行壓入來對鋼板S之要成形為頂板1a之端部的部分賦予張力，因而可進一步提高頂板1a之尺寸精度。
以上，雖然依據各種實施形態及變形例說明本發明之具體例，但本發明不限於該等例示。本發明包含以上例示之具體例的各種變形、變更。
例如，可將在第一實施形態中說明之壓製成形裝置100的衝模120，替換成在第二實施形態中說明之壓製成形裝置
200的衝模220。
此外，例如，亦可將在第一實施形態中說明之壓製成形裝置100的衝頭墊130，替換成在第三實施形態中說明之壓製成形裝置300的衝頭墊330。
同樣地，可將在第二實施形態中說明之壓製成形裝置200的衝模墊240，替換成在第四實施形態中說明之壓製成形裝置400的衝模墊440。在此情形中，未與鋼板之衝模側面接觸的部位(非接觸部)以跨過衝模220之衝模底端肩連設部223及衝模墊440之寬度方向端部的方式形成。
此外，本發明亦包含下述態樣。
雖然在上述說明中舉鋼板作為一例，但可使用鋁板或鈦板等之金屬板、FRP或FRTP等之玻璃纖維強化樹脂板、及該等板之複合板。
雖然在上述說明中使衝模下降，但亦可使衝模及衝頭同時地靠近。
雖然在上述說明中衝頭側壓板面、衝模側壓板面均為平面，但亦可形成有曲面或段差。
雖然在上述說明中以截面帽型之壓製成形品為對象，但亦可以截面溝型之壓製成形品、截面L型之壓製成形品、或帽型單側截面之壓製成形品為對象。
雖然在上述說明中以壓製成形為對象說明彎曲成形，但本發明之適用對象不一定限定於彎曲成形，亦可適用於抽拉成形。
雖然在上述說明中說明藉對已預加工凸緣之鋼板S預
先進行壓製成形製得壓製成形品，但亦可為不進行預加工，即藉由1組模具製得壓製成形品之形態。
雖然在上述說明中藉冷軋成形裝置進行壓製加工，但亦可為溫熱軋成形裝置。
以下參照實施例更具體地說明本發明。
在實施例1中，使用按照圖2A至2E說明之第一實施形態的壓製成形裝置100，且在實施例2中，使用按照圖6A至6E說明之第一變形例的壓製成形裝置100'，而在比較例1中，使用在按照圖17A至17D說明之第三習知例中使用的壓製成形裝置3000，分別進行壓製成形。
在實施例1、實施例2、比較例1中，使用板厚1.4mm、1180MPa級之冷軋鋼板(鋼板S)作為被加工板，製成具有圖8所示尺寸之帽型橫截面形狀的壓製成形品30。壓製成形品30具有頂板30a、稜線30b、縱壁30c。
接著，對壓製成形時鋼板S之要成形為頂板30a之部分的初期撓曲量(壓製成形開始時之肩部與壓製成形時鋼板S之要成形為頂板30a的部分間的壓製方向距離)帶給脫模後(彈回後)之開口量△Y的影響，進行數值分析。
圖9係用以顯示藉實施例1分析之壓製成形裝置100之模具各部尺寸的說明圖。
圖9所示之壓製成形裝置100的各部尺寸係衝頭肩R之Rp=5mm、衝頭肩連設部間之寬度W1=80mm、衝模側壓板面之寬度W2=56mm、衝頭側壓板面之寬度
W3=56mm。
結果共同顯示於圖10之圖表中。在圖10之圖表中分別顯示：□：使用壓製成形裝置100之實施例1、○：使用壓製成形裝置100'之實施例2、△：使用壓製成形裝置3000之比較例1。
如圖10之圖表所示可知，為使開口量△Y落入目標之±0.5mm，壓製成形時鋼板S之要成形為頂板30a端部之部分的初期撓曲量的設定容許範圍，相對於在習知例中只能確保0.5mm之設定容許範圍，在使用壓製成形裝置100之實施例1中可獲得1.3mm的設定容許範圍，而在使用壓製成形裝置100'之實施例2中可獲得1.9mm的設定容許範圍，並且可知實施例1、2之壓製成形裝置100、100'具有比比較例1之壓製成形裝置3000優異之量產安定性，而且比起實施例1，實施例2之初期撓曲量的設定容許範圍更大、量產安定性更優異。
此外，對藉由實施例2、比較例1製得之壓製成形品30之頂板30a、稜線30b、縱壁30c中的成形後閉口方向轉矩，進行數值分析。分析結果共同顯示於圖11中。
如圖11所示可知，在藉由比較例1製得之壓製成形品30中，若初期撓曲量變化為3mm、5mm，閉口方向轉矩在A、B兩部位大幅變化，相對於此，在藉由實施例2製得之壓製成形品30中，若初期撓曲量變化為5mm、7mm，雖然閉口方向轉矩在部位A大幅變化，但在部位B之變化
小。即，可知在實施例2中，即使初期撓曲量變化，影響開口量△Y之部位B的轉矩變動也比比較例1小。
此外，對藉由實施例1、實施例2及比較例1製得之脫模後(彈回後)的壓製成形品30形狀進行數值分析。分析結果共同顯示於圖12中。另外，成形時之初期撓曲量係圖10之圖表中的最適值，即，在比較例1中為3.5mm，在實施例1、實施例2中為6mm。
如圖12所示可知，在比較例1中，有若干因彎曲皺摺產生1.0mm的尺寸精度不良(殘留撓曲所致之誤差)，但在實施例1中，彎曲皺摺所致之精度不良(殘留撓曲所致之誤差)為0.3mm，減輕至習知例的1/3以下，且在實施例2中，彎曲皺摺所致之精度不良(殘留撓曲所致之誤差)為0.2mm，減輕至比較例1的大約1/5，實質上已消除彎曲皺摺。
此外，對藉由實施例1、實施例2製得之壓製成形品30的頂板30a、稜線30b、縱壁30c中之閉口方向轉矩進行數值分析。分析結果共同顯示於圖13、圖14中。
在圖13、圖14之分析中實施例1、實施例2之初期撓曲量都是5mm、7mm，且顯示實施例1、實施例2中比成形下死點高1mm之位置、及各成形下死點之壓製成形品30的形狀及閉口方向轉矩。
如圖13所示可知，在實施例1中，衝模底端肩連設部在比成形下死點高1mm之位置不接觸鋼板S，所以在成形下死點之部位B的殘留撓曲比實施例2大。又可知，實施例2由於衝模底端連設部在成形下死點前接觸壓製成形品
30而暫時彎回並且在衝模墊壓入時在鋼板S上產生張力，故在成形下死點之部位B的殘留撓曲比發明例1小。
此外，藉由比較圖13、圖14可知，在初期撓曲量大之條件下，實施例1之B部的殘留撓曲較大，並且在實施例2中，不論初期撓曲量之大小為何，B部的殘留撓曲小，且為相同程度。
依據本發明，提供一種壓製成形方法，其如專利文獻1、專利文獻2所揭示之發明，由成形初期使頂板產生預定量之撓曲來壓製成形，並在成形後期擠壓該撓曲的，該技術可藉由簡便之方法實現擴大用以確保縱壁開口尺寸精度之初期撓曲量的設定容許範圍，且改善因壓製成形中在頂板端部產生的撓曲而受影響的頂板面尺寸精度。
100‧‧‧壓製成形裝置
110‧‧‧衝頭
111‧‧‧衝頭肩部
113‧‧‧衝頭肩連設部
115‧‧‧衝頭墊收容部
120‧‧‧衝模
121‧‧‧衝模底端肩部
123‧‧‧衝模底端肩連設部
125‧‧‧衝模墊收容部
130‧‧‧衝頭墊
133,143‧‧‧軸桿固定面
135‧‧‧衝頭側壓板面
140‧‧‧衝模墊
145‧‧‧衝模側壓板面
S‧‧‧鋼板
Claims (13)
- 一種壓製成形方法，係使用壓製成形裝置由被加工板製造壓製成形品，其特徵在於該壓製成形裝置具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有對應前述衝頭肩部之衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；並且，在藉由前述衝模及前述衝頭夾壓住前述被加工板時，前述被加工板之接觸前述衝模底端肩部處與接觸前述衝模墊處之間的區間，該被加工板之前述衝模側的面未與前述衝模及衝模墊接觸，且前述衝頭側壓板面中與前述衝頭肩部相鄰之端面係與前述衝頭肩部齊平或比前述衝頭肩部靠近衝頭內部側。
- 如請求項1之壓製成形方法，其中在藉由前述衝模及前述衝頭夾壓住前述被加工板時，前述衝頭側壓板面中與前述衝頭肩部相鄰之前述端面係與前述衝頭肩部齊平。
- 如請求項2之壓製成形方法，其中由藉由前述衝模及前述衝頭夾壓住前述被加工板之狀態，進一步將前述衝模 墊壓入前述衝頭側。
- 如請求項1之壓製成形方法，其中在藉由前述衝模及前述衝頭夾壓住前述被加工板時，前述衝頭側壓板面中與前述衝頭肩部相鄰之前述端面位於比前述衝頭肩部靠近衝頭內部側。
- 如請求項1至4中任一項之壓製成形方法，其係彎曲成形。
- 一種壓製成形裝置，其特徵在於具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有對應前述衝頭肩部之衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；其中，前述衝頭之從前述衝頭肩部到前述衝頭墊收容部邊緣的區間中，在比前述衝頭肩部靠近前述衝頭內部側形成有凹部。
- 一種壓製成形裝置，其特徵在於具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有對應前述 衝頭肩部之衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；其中，於前述衝模之前述衝模底端肩連設部從前述衝模底端肩部到前述衝模墊收容部邊緣的區間中，在比前述衝模底端肩部靠近前述衝模內部側形成有凹部。
- 一種壓製成形裝置，其特徵在於具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有對應前述衝頭肩部之衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；其中，前述衝頭中，前述衝頭墊收容部係設置以前述衝頭肩部作為邊緣；前述衝頭側壓板面之寬度比前述衝頭墊收容部之寬度小，且前述衝頭側壓板面之端部在與壓製方向垂直之面上，係位於與前述衝模側壓板面之端部相同之位 置。
- 一種壓製成形裝置，其特徵在於具備：衝頭，其形成有衝頭肩部、衝頭肩連設部及衝頭墊收容部；衝模，其與前述衝頭對向配置，且形成有對應前述衝頭肩部之衝模底端肩部、衝模底端肩連設部及設於前述衝模底端肩連設部之衝模墊收容部；衝頭墊，其配置於前述衝頭墊收容部中，並形成有衝頭側壓板面；及衝模墊，其配置於前述衝模墊收容部中，並形成有衝模側壓板面；其中，前述衝模中，前述衝模墊收容部係設置以前述衝模底端肩部之端緣作為邊緣；前述衝模側壓板面之寬度比前述衝模墊收容部之寬度小，且前述衝模側壓板面之端部在與壓製方向垂直之面上，係位於與前述衝頭側壓板面之端部相同之位置。
- 如請求項6至9中任一項之壓製成形裝置，其中在前述衝頭與前述衝模最接近之狀態下，前述衝模及前述衝模墊不接觸與從前述衝頭肩部至前述衝模墊之前述衝模側壓板面端部的區域相對應的被加工板之殘留撓曲。
- 如請求項6至9中任一項之壓製成形裝置，其更具有驅動部，用以從前述衝模與前述衝頭最接近之狀態將前述衝模墊往前述衝頭壓入。
- 如請求項6至9中任一項之壓製成形裝置，其中前述衝模側壓板面之寬度與前述衝頭側壓板面之寬度大致相等。
- 如請求項6至9中任一項之壓製成形裝置，其係冷軋成形裝置。
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