壓制成型品和壓制成型品的制造方法以及壓制成型品的制造裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合用于例如汽車車身用加強(qiáng)構(gòu)件的、剛度和強(qiáng)度優(yōu)良的壓制成型品 和壓制成型品的制造方法以及用于制造這樣的壓制成型品的制造裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車車身構(gòu)成為箱體，該箱體是通過(guò)將許多成型板彼此的緣部彼此重疊起來(lái)并通 過(guò)例如電阻點(diǎn)焊進(jìn)行接合而得到的。在該箱體的主要部位通過(guò)例如電阻點(diǎn)焊接合有加強(qiáng)構(gòu) 件、強(qiáng)度構(gòu)件（以下，統(tǒng)稱為"加強(qiáng)構(gòu)件"）。作為該汽車車身用加強(qiáng)構(gòu)件，存在保險(xiǎn)杠加強(qiáng)件、 車門檻(側(cè)梁）、車身腰線、橫梁、縱梁等。
[0003] 所述加強(qiáng)構(gòu)件是通過(guò)例如壓制成型而得到的構(gòu)件，具有由頂板、與頂板相連的兩 條棱線以及分別與兩條棱線相連的兩個(gè)凸緣形成的大致帽型或大致槽型的截面形狀。在該 加強(qiáng)構(gòu)件的棱線延伸方向上的開(kāi)口的端部，通過(guò)向內(nèi)或向外彎折而形成有凸緣。在使該凸 緣與其他構(gòu)件重疊之后，通過(guò)例如電阻點(diǎn)焊進(jìn)行接合，從而組裝汽車車身用加強(qiáng)構(gòu)件。根據(jù) 原材料的板厚，有時(shí)不使用點(diǎn)焊而是使用電弧焊。
[0004] 在此，在本說(shuō)明書(shū)中，將加強(qiáng)構(gòu)件的端部彎折向分別與棱線的兩端相連的兩個(gè)面 所成的角度小于180°的區(qū)域側(cè)而得到的凸緣稱作向內(nèi)凸緣。并且，將加強(qiáng)構(gòu)件的端部彎折 向分別與棱線的兩端相連的兩個(gè)面所成的角度超過(guò)180°的區(qū)域側(cè)而得到的凸緣稱作向外 凸緣。
[0005] 在加強(qiáng)構(gòu)件的端部形成向內(nèi)凸緣的情況下，位于棱線的延長(zhǎng)線上的棱線部凸緣成 型為壓縮凸緣，因此在棱線部凸緣產(chǎn)生褶皺。因此，在想要使這樣的向內(nèi)凸緣與其他構(gòu)件重 疊并進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)，有可能因產(chǎn)生的褶皺而與其他構(gòu)件之間產(chǎn)生間隙，導(dǎo)致在組裝時(shí)產(chǎn)生問(wèn) 題。因而，在使用端部具有向內(nèi)凸緣的加強(qiáng)構(gòu)件的情況下，不得不在棱線部凸緣設(shè)置缺口等 以避免產(chǎn)生褶皺，并且將向內(nèi)凸緣作為接合材料進(jìn)行與其他構(gòu)件之間的焊接。
[0006] 然而，若在形成為朝向內(nèi)側(cè)的棱線部凸緣設(shè)置使凸緣不連續(xù)那樣的缺口，則會(huì)不 可避免地導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)剛度、載荷傳遞特性這樣的汽車車身用加強(qiáng)構(gòu)件的性能降低。因而，為了 借助向內(nèi)凸緣使加強(qiáng)構(gòu)件與其他構(gòu)件接合并確保加強(qiáng)構(gòu)件被要求的性能，需要在不在向內(nèi) 凸緣設(shè)置缺口的前提下抑制在棱線部凸緣產(chǎn)生的褶皺，并且實(shí)現(xiàn)壓縮凸緣部的成型。
[0007] 其中，在本說(shuō)明書(shū)中，"在凸緣設(shè)置缺口"是指，缺口設(shè)于凸緣的整個(gè)寬度方向上， 而使凸緣不連續(xù)。另外，凸緣的寬度與凸緣的高度以相同的意思使用。因而，將凸緣的寬度 局部減小而殘留有一部分凸緣的情況視為在凸緣未設(shè)置缺口。
[0008] 以往也提出有一種抑制在這樣的壓縮凸緣成型時(shí)產(chǎn)生褶皺的技術(shù)。例如，在專利 文獻(xiàn)1中公開(kāi)了這樣的技術(shù):在具有遮陽(yáng)頂棚用開(kāi)口的頂板形成用于吸收壓縮凸緣部的基 部與頂端部的長(zhǎng)度差的凹凸形狀。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了這樣的技術(shù):在方筒拉深成 型的壓縮凸緣部設(shè)置特定的拉深筋，從而防止產(chǎn)生褶皺。而且，在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了這樣 的技術(shù):利用凸輪構(gòu)造對(duì)壓縮凸緣部施加按壓壓力而進(jìn)行成型，從而抑制褶皺產(chǎn)生。
[0009] 另外，在專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了一種板體的成型方法，在該方法中，針對(duì)應(yīng)該成為彎 曲部的部位，形成沿著與彎曲載荷方向交叉的方向延伸的凸緣相當(dāng)部，之后對(duì)該凸緣相當(dāng) 部進(jìn)行拉延加工使其轉(zhuǎn)換為凸緣并定形。該板體的成型方法能抑制凸緣處的褶皺所導(dǎo)致的 撕裂。
[0010] 此外，在專利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了一種金屬面材的加工方法，在該方法中，彎折金屬面 材，并且將兩側(cè)部的立起部向外側(cè)放倒，之后利用接收模具的側(cè)面的按壓面的加工輥強(qiáng)壓 被放倒的兩側(cè)部并使它們依次立起。該加工方法能減少立起部的褶皺、變形。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1:日本特許第2554768號(hào)說(shuō)明書(shū) [0014] 專利文獻(xiàn)2:日本特許第2560416號(hào)說(shuō)明書(shū) [0015] 專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平4 -118118號(hào)公報(bào) [0016] 專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)昭59 -144530號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)平卜104420號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0019] 專利文獻(xiàn)1、2所公開(kāi)的技術(shù)是利用預(yù)先形成的余量部分吸收會(huì)成為產(chǎn)生褶皺和飛 邊的主要原因的剩余線長(zhǎng)（日文原文:余剰線長(zhǎng))的技術(shù)。因而，難以利用該余量部分進(jìn)行點(diǎn) 焊的情況當(dāng)然不用說(shuō)，還存在該余量部分妨礙其他部位的點(diǎn)焊的情況。在這樣的情況下，難 以實(shí)施專利文獻(xiàn)1、2所公開(kāi)的技術(shù)。
[0020] 另外，專利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的技術(shù)能夠抑制凸緣部的壓縮率和凸輪構(gòu)造所承受的反 作用力較小那樣的具有例如曲率半徑為2100mm這樣的較大的曲率半徑的部位的凸緣部產(chǎn) 生褶皺。但是，難以抑制凸緣部的壓縮率和凸輪構(gòu)造所承受的反作用力較大那樣的具有例 如曲率半徑為5_這樣的較小的曲率半徑的部位的凸緣部產(chǎn)生褶皺。特別是，在使用拉伸強(qiáng) 度較大的高強(qiáng)度鋼板的情況下，產(chǎn)生過(guò)大的褶皺，因此來(lái)自凸緣部的反作用力較大。因此， 利用專利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的凸輪構(gòu)造無(wú)法抑制褶皺的產(chǎn)生。
[0021] 另外，專利文獻(xiàn)4所公開(kāi)的技術(shù)是通過(guò)拉延加工抑制褶皺產(chǎn)生的技術(shù)。因而，形成 的凸緣的板厚變薄，有可能導(dǎo)致加強(qiáng)構(gòu)件的剛度、凸緣部的強(qiáng)度降低。
[0022] 另外，專利文獻(xiàn)5所公開(kāi)的技術(shù)是使多個(gè)加工輥依次進(jìn)行強(qiáng)壓而形成立起部的技 術(shù)，以金屬面材的彎折的部分的曲率半徑比較大的加工品為對(duì)象。因而，難以抑制具有例如 曲率半徑為5_這樣的較小的曲率半徑的部位的凸緣部產(chǎn)生褶皺。
[0023] 像這樣，從壓制成型性的觀點(diǎn)而言，難以在具有大致帽型或大致槽型等的截面形 狀的構(gòu)件中的棱線部延伸方向上的開(kāi)口的端部以不設(shè)置缺口的方式形成向內(nèi)凸緣。特別 是，所述引用文獻(xiàn)1~5都不是著眼于在拉伸強(qiáng)度為340MPa以上的高強(qiáng)度鋼板形成凸緣的文 獻(xiàn)。因此，迄今為止，從未將具有在棱線部凸緣不存在缺口的連續(xù)的向內(nèi)凸緣的、由高強(qiáng)度 鋼板形成的壓制成型體用作汽車車身用加強(qiáng)構(gòu)件。
[0024] 對(duì)于具有向外凸緣的壓制成型品，與具有向外凸緣相應(yīng)地，無(wú)法將帽狀截面或槽 狀截面擴(kuò)大至整個(gè)設(shè)計(jì)截面。換言之，如果能夠代替向外凸緣而是借助向內(nèi)凸緣進(jìn)行與其 他構(gòu)件之間的接合，則與沒(méi)有向外凸緣相應(yīng)地，能夠?qū)褐瞥尚推返慕孛鏀U(kuò)大至整個(gè)設(shè)計(jì) 截面。因此，能夠提高汽車車身用加強(qiáng)構(gòu)件與其他構(gòu)件之間的接合強(qiáng)度、汽車車身的彎曲剛 度或者扭轉(zhuǎn)剛度。因而，期望實(shí)現(xiàn)一種由高強(qiáng)度鋼板形成的具有向內(nèi)凸緣的壓制成型品。
[0025]本發(fā)明的目的在于提供一種如下這樣的壓制成型品：不用為了避免在壓制成型時(shí) 可能產(chǎn)生的不良而在棱線部凸緣設(shè)置缺口，能夠提高加強(qiáng)構(gòu)件與其他構(gòu)件之間的接合強(qiáng) 度、汽車車身的剛度等性能，具有不存在缺口的向內(nèi)連續(xù)凸緣。并且，本發(fā)明的目的還在于 提供一種這樣的壓制成型品的制造方法以及壓制成型品的制造裝置。
[0026] 用于解決問(wèn)題的方案
[0027] 為了解決所述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的某一技術(shù)方案提供一種壓制成型品，該壓制成 型品是金屬板的壓制成型品，由拉伸強(qiáng)度為340MPa以上的鋼板形成，包括以沿著規(guī)定方向 延伸的方式形成的棱線部以及以分別自構(gòu)成所述棱線部的棱線的兩端延伸的方式形成的 第1面部和第2面部，其中，
[0028] 該壓制成型品在所述規(guī)定方向上的至少一端部具有由棱線部凸緣、第1凸緣和第2 凸緣相連續(xù)而形成的向內(nèi)連續(xù)凸緣，該棱線部凸緣以朝向內(nèi)側(cè)的方式形成于所述棱線部的 所述端部，該第1凸緣以朝向內(nèi)側(cè)的方式形成于所述第1面部的所述端部的至少一部分區(qū) 域，該第2凸緣以朝向內(nèi)側(cè)的方式形成于所述第2面部的所述端部的至少一部分區(qū)域，
[0029] 所述棱線部凸緣的凸緣寬度Lf、所述棱線部的曲率半徑rf以及所述第1面部與所 述第2面部所成的角度Θ滿足下述式(1):
[0030] Lf <0.22Xrf+0.13Χθ-5.9···(1)
[0031] (其中，0mm<rf<35mm，并且，90。<θ<145。）。
[0032] 并且，也可以是，所述棱線部凸緣的至少一部分的凸緣寬度小于所述第1凸緣和所 述第2凸緣這兩者各自的至少一部分的凸緣寬度。
[0033] 并且，也可以是，所述壓制成型品的沿著所述規(guī)定方向看到的截面形狀是閉合截 面形狀，或者是帽型或槽形的開(kāi)放截面形狀。
[0034] 并且，也可以是，所述壓制成型品為汽車車身用加強(qiáng)構(gòu)件。
[0035] 并且，也可以是，至少所述棱線部凸緣的寬度方向上的緣部區(qū)域的板厚為壓制成 型前的板厚以上。
[0036] 并且，也可以是，至少所述棱線部凸緣的寬度方向上的緣部區(qū)域的板厚為壓制成 型前的板厚的1.5倍以下。
[0037] 并且，為了解決所述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種壓制成型品的制 造方法，其中，
[0038] 該壓制成型品的制造方法包括第1中間成型工序和第1壓制成型工序，
[0039] 在該第1中間成型工序中，
[0040]對(duì)由拉伸強(qiáng)度為340MPa以上的鋼板形成的坯料的規(guī)定方向上的至少一端部進(jìn)行 彎折，將所述坯料成型為具有凸緣的第1中間構(gòu)件，
[0041 ] 在該第1壓制成型工序中，
[0042] 將所述凸緣夾持在規(guī)定的第1間隙內(nèi)，同時(shí)對(duì)所述第1中間構(gòu)件進(jìn)行壓制成型，從 而使所述第1中間構(gòu)件沿著所述規(guī)定方向彎折，
[0043] 從而成型以沿著所述規(guī)定方向延伸的方式形成的棱線部以及以分別自構(gòu)成所述 棱線部的棱線的兩端延伸的方式形成的第1面部和第2面部，并且
[0044] 將所述凸緣成型為由棱線部凸緣、第1凸緣和第2凸緣相連續(xù)而形成的向內(nèi)連續(xù)凸 緣，該棱線部凸緣以朝向內(nèi)側(cè)的方式形成于所述棱線部的所述端部，該第1凸緣以朝向內(nèi)側(cè) 的方式形成于所述第1面部的所述端部的至少一部分區(qū)域，該第2凸緣以朝向內(nèi)側(cè)的方式形 成于所述第2面部的所述端部的至少一部分區(qū)域。
[0045] 并且，也可以是，在所述第1壓制成型工序中，
[0046] 使用壓制成型模具，該壓制成型模具包括:沖模;沖頭，其與所述沖模相對(duì)地配置； 以及面外變形抑制工具，其在所述壓制成型時(shí)與所述沖頭的側(cè)面相對(duì)地配置，用于抑制所 述凸緣發(fā)生面外變形，
[0047] 將所述第1中間構(gòu)件配置在所述沖頭上，并且將所述凸緣夾持在由所述沖頭的側(cè) 面和所述面外變形抑制工具形成的所述第1間隙內(nèi)，同時(shí)利用所述沖模和所述沖頭對(duì)所述 第1中間構(gòu)件進(jìn)行壓制成型。
[0048] 并且，也可以是，墊板用于按壓所述第1中間構(gòu)件，所述沖模以所述墊板在按壓方 向上移動(dòng)自如的方式支承該墊板。
[0049] 并且，也可以是，在所述第1壓制成型工序中，
[0050] 作為所述壓制成型模具，使用還包括與所述沖模相對(duì)的坯料保持件（日文原文 y 乂夕本少夕'')的壓制成型模具，利用所述沖模和所述坯料保持件約束所述第1中間構(gòu)件的 一部分，同時(shí)對(duì)該第1中間構(gòu)件進(jìn)行拉深成型。
[0051 ]并且，也可以是，所述壓制成型模具的所述沖頭以內(nèi)墊板在合模方向上移動(dòng)自如 的方式支承該內(nèi)墊板，該內(nèi)墊板能與所述第1中間構(gòu)件的一表面抵接，
[0052]在所述第1壓制成型工序中，將所述凸緣夾持在由所述沖頭的側(cè)面、所述內(nèi)墊板的 側(cè)面與所述面外變形抑制工具形成的所述第1間隙內(nèi)，同時(shí)利用所述沖模與所述沖頭、所述 內(nèi)墊板對(duì)所述第1中間構(gòu)件進(jìn)行壓制成型。
[0053]并且，根據(jù)本發(fā)明的又另一技術(shù)方案提供一種壓制成型品的制造方法，其中，
[0054] 該壓制成型品的制造方法包括第1中間成型工序、第2中間成型工序和第2壓制成 型工序
[0055] 在該第1中間成型工序中，
[0056]對(duì)由拉伸強(qiáng)度為340MPa以上的鋼板形成的坯料的規(guī)定方向上的至少一端部進(jìn)行 彎折，將所述坯料成型為具有凸緣的第1中間構(gòu)件，
[0057] 在該第2中間成型工序中，
[0058] 將所述凸緣夾持在規(guī)定的第1間隙內(nèi)，同時(shí)對(duì)所述第1中間構(gòu)件進(jìn)行壓制成型，從 而使所述第1中間構(gòu)件沿著所述規(guī)定方向彎折，
[0059] 從而形成以沿著所述規(guī)定方向延伸的方式形成的中間棱線部以及以分別自構(gòu)成 所述中間棱線部的棱線的兩端延伸的方式形成的第1中間面部和第2中間面部，并且
[0060] 將所述凸緣成型為由中間棱線部凸緣、第1中間凸緣和第2中間凸緣相連續(xù)而形成 的中間連續(xù)凸緣，該中間棱線部凸緣形成于所述中間棱線部的所述端部，該第1中間凸緣形 成于所述第1中間面部的所述端部的至少一部分區(qū)域，該第2中間凸緣形成于所述第2中間 面部的所述端部的至少一部分區(qū)域，
[0061 ]從而將所述第1中間構(gòu)件成型為第2中間構(gòu)件，
[0062] 在該第2壓制成型工序中，
[0063] 將所述中間連續(xù)凸緣夾持在規(guī)定的第2間隙內(nèi)，同時(shí)使在所述第2中間構(gòu)件形成的 所述第1中間面部和所述第2中間面部中的至少一者沿著所述規(guī)定方向進(jìn)一步彎折，
[0064] 從而成型以沿著所述規(guī)定方向延伸的方式形成的棱線部以及以分別自構(gòu)成所述 棱線部的棱線的兩端延伸的方式形成的第1面部和第2面部，并且
[0065] 將所述中間連續(xù)凸緣成型為由棱線部凸緣、第1凸緣和第2凸緣相連續(xù)而形成的向 內(nèi)連續(xù)凸緣，該棱線部凸緣以朝向內(nèi)側(cè)的方式形成于所述棱線部的所述端部，該第1凸緣以 朝向內(nèi)側(cè)的方式形成于所述第1面部的所述端部的至少一部分區(qū)域，該第2凸緣以朝向內(nèi)側(cè) 的方式形成于所述第2面部的所述端部的至少一部分區(qū)域。
[0066] 并且，也可以是，在所述第2中間成型工序中，