沖壓成型方法、沖壓成型部件的制造方法以及在這些方法中使用的預成型形狀的確定方法
【專利摘要】提供具備兩個階段以上的沖壓工序的沖壓成型方法，不會伴隨著復雜的結構的模具、沖壓工序的增加以及部件形狀的制約，而抑制在拉延成型、拉伸成型中發生破裂或起皺，有效地提高成品率及成型性。沖壓成型方法通過兩個階段以上的沖壓工序成型為產品形狀，該產品形狀具有頂板部、與該頂板部連續地形成的縱壁部以及與該縱壁部連續地形成的凸緣部，該沖壓成型方法的特征在于，在原材料上的相當于將平板狀的金屬板即原材料成型為產品形狀時發生破裂或凸緣起皺的位置附近的位置預成型為凸形狀或凹形狀的拉延筋形狀，之后，從預成型有所述拉延筋形狀的原材料沖壓成型為產品形狀。
【專利說明】
沖壓成型方法、沖壓成型部件的制造方法以及在這些方法中 使用的預成型形狀的確定方法
技術領域
[0001] 本發明涉及具備兩個階段以上的沖壓工序的沖壓成型方法、沖壓成型部件的制造 方法以及在這些沖壓成型時在最終工序之前成型的預成型形狀的確定方法。
【背景技術】
[0002] 為了實現機動車的輕量化、碰撞安全性的提高，提倡在機動車部件中使用的鋼板 的高強度化。機動車部件大多通過沖壓成型而作為沖壓成型部件被制造，該沖壓成型部件 為沖壓產品的一種，但在伴隨著鋼板的高強度化的沖壓成型中，存在發生破裂和起皺這樣 的成型不良情況的問題。作為機動車部件的主要的成型方法，具有拉伸成型和拉延成型。一 般來說，由于拉伸成型是在約束周圍的材料的狀態下進行成型，因此對于防止發生凸緣部 的起皺是有效的。然而，材料的伸長大幅影響破裂極限，因此對于伸長性低的高強度材料， 成型性低。另一方面，由于拉延成型一邊使材料從凸緣部流入一邊進行成型，因此難以破 裂，但是在產生流入量差的L形部件等的彎角部，容易在凸緣部發生起皺。若為了抑制起皺 而使凸緣部的壓邊力增加，則材料的流入受到抑制，因而發生破裂。
[0003] 作為提高拉延成型的成型性的技術，專利文獻1中公開了使防皺模具為分型結構， 通過優化各部位的壓邊力而使成型性提高的技術。另外，在專利文獻2中，公開了通過使壓 邊部的拉延筋為按壓力可變的點狀拉延筋來控制流入分布，從而使成型性提高的技術。而 且，在專利文獻3中，作為通常通過拉延成型而成型的L形部件的成型技術，公開了先輕度地 拉延成型，再利用其它模具進一步進行彎折成型而形成最終產品形狀的方法。
[0004] 現有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:(日本)特開2011-235356號公報 [0007] 專利文獻2:(日本)特開平09-029349號公報
[0008] 專利文獻3:W02012-070623號公報
【發明內容】
[0009] 發明所要解決的技術問題
[0010] 然而，在專利文獻1所記載的技術中，由于將防皺模具分割，所以模具結構變得復 雜且模具制造成本增加，另外，適當的壓邊力也根據部件而有所不同，因此難以控制。專利 文獻2所記載的技術為了使拉延筋的按壓力可變也需要復雜的模具結構，因此導致模具成 本上升。而且，在專利文獻3所記載的技術中，雖然能夠避免破裂或起皺，但是由于只能制造 與其他部件接合的L形彎折部為具有頂板、從該頂板延伸設置的一個側壁和與該側壁連結 的一個凸緣面的形狀的部件，因此不能制造在部件的整個長度范圍內為帽形截面形狀的L 形部件，部件形狀受到制約。
[0011] 由此本發明的目的在于提供一種具備兩個階段以上的沖壓工序的沖壓成型方法 及沖壓成型部件的制造方法、以及在這些方法中使用的、在最終工序之前成型的預成型形 狀的確定方法，不伴隨著復雜結構的模具、沖壓工序的增加、部件形狀的制約，而能夠抑制 在拉延成型和拉伸成型中發生破裂或起皺，有效地提高成品率及成型性。
[0012] 用于解決技術問題的技術方案
[0013] 本發明的發明人經過對抑制拉延成型及拉伸成型中的破裂、拉延成型中的凸緣起 皺的方法進行的研究，得到以下見解:在毛坯的與成型品的發生破裂或起皺的危險部位附 近對應的位置預成型為拉延筋形狀，通過使用該預成型的毛坯成型為產品形狀或作為其一 種的沖壓成型部件形狀，而能夠抑制破裂或起皺。
[0014] 基于上述見解，達成上述所述目的的本發明的沖壓成型方法通過兩個階段以上的 沖壓工序成型為產品形狀，該產品形狀具有頂板部、與該頂板部連續地形成的縱壁部以及 與該縱壁部連續地形成的凸緣部，
[0015] 該沖壓成型方法的特征在于，
[0016] 在原材料上的相當于將平板狀的金屬板即原材料成型為產品形狀時破裂或凸緣 起皺的發生位置附近的位置預成型為凸形狀或凹形狀的拉延筋形狀，
[0017] 之后，從預成型有所述拉延筋形狀的原材料沖壓成型為產品形狀。
[0018] 另外，基于上述見解，達成所述目的的本發明的沖壓成型部件的制造方法通過兩 個階段以上的沖壓工序成型為沖壓成型部件的形狀，該沖壓成型部件的形狀具有頂板部、 與該頂板部連續地形成的縱壁部、以及與該縱壁部連續地形成的凸緣部，
[0019] 該沖壓成型部件的制造方法的特征在于，
[0020] 在原材料上的相當于將平板狀的金屬板即原材料成型為沖壓成型部件形狀時破 裂或凸緣起皺的發生位置附近的位置預成型為凸形狀或凹形狀的拉延筋形狀，
[0021] 之后，從預成型有所述拉延筋形狀的原材料沖壓成型為沖壓成型部件形狀。
[0022] 而且，在所述沖壓成型方法及所述沖壓成型部件的制造方法中使用的本發明的預 成型形狀的確定方法的特征在于，具備以下工序：
[0023] 通過FEM進行從平板狀的金屬板的原材料形狀沖壓成型為產品形狀或沖壓成型部 件形狀時的成型解析的最初成型解析工序；
[0024] 在通過最初成型解析工序判明發生破裂或凸緣起皺的情況下，基于該發生位置， 設定預成型的拉延筋形狀及該拉延筋形狀的導入位置的工序；
[0025] 通過FEM進行從預成型有拉延筋形狀的原材料形狀沖壓成型為產品形狀或沖壓成 型部件形狀時的成型解析的預成型解析工序；
[0026] 在通過預成型解析工序判明發生破裂或凸緣起皺的情況下，基于該發生位置，改 變預成型的拉延筋形狀及/或該拉延筋形狀的導入位置的工序；
[0027] 在通過預成型解析工序判明不發生破裂及凸緣起皺的情況下，將該預成型解析時 的拉延筋形狀及該拉延筋形狀的導入位置確定為預成型的拉延筋形狀及該拉延筋形狀的 導入位置的工序。
[0028]發明效果
[0029]在本發明的沖壓成型方法中，通過兩個階段以上的沖壓工序成型為產品形狀，該 產品形狀具有頂板部、與該頂板部連續地形成的縱壁部以及與該縱壁部連續地形成的凸緣 部，在原材料上的相當于將平板狀的金屬板即原材料成型為產品形狀時破裂或凸緣起皺的 發生位置附近的位置預成型為凸形狀或凹形狀的拉延筋形狀，之后，從預成型有所述拉延 筋形狀的原材料沖壓成型為產品形狀。
[0030]另外，在本發明的沖壓成型部件的制造方法中，通過兩個階段以上的沖壓工序成 型為沖壓成型部件的形狀，該沖壓成型部件的形狀具有頂板部、與該頂板部連續地形成的 縱壁部、以及與該縱壁部連續地形成的凸緣部，在原材料上的相當于將平板狀的金屬板即 原材料成型為沖壓成型部件形狀時破裂或凸緣起皺的發生位置附近的位置預成型為凸形 狀或凹形狀的拉延筋形狀，之后，從預成型有所述拉延筋形狀的原材料沖壓成型為沖壓成 型部件形狀。
[0031]由此，在從預成型有拉延筋形狀的原材料沖壓成型為產品形狀或沖壓成型部件形 狀時，在將平板狀原材料成型為產品形狀或沖壓成型部件形狀的情況下破裂或凸緣起皺的 發生位置附近，由于位于附近的凸形狀或凹形狀的拉延筋形狀被壓潰而從那里供給材料， 因此能夠防止原材料過度延伸而發生破裂，并且能夠防止來自凸緣部的材料流入過多而發 生凸緣起皺。因此，不伴隨著復雜的結構的模具、沖壓工序的增加、部件形狀的制約，而能夠 抑制在拉延成型和拉伸成型中發生破裂或起皺，有效地提高成品率及成型性。
[0032] 此外，在本發明的沖壓成型方法及沖壓成型部件的制造方法中，所述破裂或凸緣 起皺的發生位置可以基于通過FEM(Finite Element Method:有限元法)進行從原材料形狀 沖壓成型為產品形狀或沖壓成型部件形狀時的成型解析的結果來判斷，這樣，不需要用于 實際地對原材料板進行成型來調查破裂或凸緣起皺的發生位置的模具，因此優選。
[0033] 另外，在本發明的沖壓成型方法及沖壓成型部件的制造方法中，所述拉延筋形狀 的預成型可以通過原材料的沖裁工序進行，這樣，可以不增加專門用于預成型的工序，因此 優選。
[0034]另一方面，本發明的預成型形狀的確定方法具備以下工序：通過FEM(Finite Element Method:有限元法)進行從平板狀的金屬板的原材料形狀沖壓成型為產品形狀或 沖壓成型部件形狀時的成型解析的最初成型解析工序;在通過最初成型解析工序判明發生 破裂或凸緣起皺的情況下，基于該發生位置，設定預成型的拉延筋形狀及該拉延筋形狀的 導入位置的工序;通過FEM進行從預成型有拉延筋形狀的原材料形狀沖壓成型為產品形狀 或沖壓成型部件形狀時的成型解析的預成型解析工序;在通過預成型解析工序判明發生破 裂或凸緣起皺的情況下，基于該發生位置，改變預成型的拉延筋形狀及/或該拉延筋形狀的 導入位置的工序;在通過預成型解析工序判明不發生破裂及凸緣起皺的情況下，將該預成 型解析時的拉延筋形狀及該拉延筋形狀的導入位置確定為預成型的拉延筋形狀及該拉延 筋形狀的導入位置的工序。
[0035] 由此，在判明不發生破裂及凸緣起皺之前，反復改變預成型的拉延筋形狀及/或該 拉延筋形狀的導入位置并進行預成型解析，因此能夠將實際的沖壓成型時預成型的拉延筋 形狀及該拉延筋形狀的導入位置正確地確定為在從經過預成型的原材料形狀通過最終工 序沖壓成型為產品形狀或沖壓成型部件時不發生破裂及凸緣起皺的位置。
[0036] 此外，在本發明的預成型形狀的確定方法中，可以將拉延筋形狀設定為與破裂部 的延伸方向平行地延伸，這樣，能夠遍及延伸方向全長地從拉延筋形狀向破裂部供給材料， 因此優選。
[0037] 另外，在本發明的預成型形狀的確定方法中，求出破裂部的最大主應變方向，將拉 延筋形狀設定為在與該最大主應變方向正交的方向上延伸，這樣，在原材料延伸的方向上 能夠從拉延筋形狀供給材料，因此優選。
[0038] 另外，在本發明的預成型形狀的確定方法中，可以求出在破裂部上與該破裂部的 延伸方向正交的方向的截面的最大主應變分布，將最大主應變的升高位置設定為預成型位 置，這樣，在拉延筋部最大主應變不會變得過大而產生破裂，因此優選。
[0039] 另外，在本發明的預成型形狀的確定方法中，可以根據破裂部中與該破裂部的延 伸方向正交的方向的截面形狀求出破裂部的原材料伸長量L0,設定具有根據預成型的拉延 筋形狀的截面形狀求出的拉延筋部的原材料伸長量L為0.1 X L0<L< 1.0 X L0的截面的拉 延筋形狀，這樣，能夠防止在拉延筋部的剩余材料所導致的起皺的發生和在破裂部的材料 供給不足所導致的破裂的發生，因此優選。
[0040] 另外，在本發明的預成型形狀的確定方法中，可以在原材料的相當于凸緣起皺發 生位置附近的縱壁的位置設定在與凸緣部的延伸方向平行的方向上延伸的拉延筋形狀，這 樣，能夠抑制來自凸緣部的凸緣起皺發生位置的材料流入而防止凸緣起皺的發生，因此優 選。
[0041] 而且，在本發明的預成型形狀的確定方法中，可以求出來自凸緣起皺發生位置的 材料流入量W和來自與凸緣起皺發生位置鄰接的不發生起皺的凸緣部的材料流入量W0的差 W-W0,設定具有根據預成型的拉延筋形狀的截面形狀求出的拉延筋部的原材料伸長量L為 0.1 X (W-WO)SL彡(W-W0)的截面的拉延筋形狀，這樣，能夠防止拉延筋部的剩余材料所 導致的起皺的發生和來自凸緣起皺發生位置的材料流入過多所導致的凸緣起皺的發生，因 此優選。
【附圖說明】
[0042] 圖1是以模具截面表示作為本發明的沖壓成型方法的適用對象的示例的兩種沖壓 成型的通常的成型方法的示意圖。
[0043] 圖2是表示適用本發明的沖壓成型方法的實施方式的產品形狀的示例的示意圖。
[0044] 圖3是以模具截面表示適用于圖1左側所示的拉伸成型的本發明實施方式的成型 方法的示意圖。
[0045] 圖4是以模具截面表示適用于圖1右側所示的拉延成型的本發明的實施方式的成 型方法的示意圖。
[0046] 圖5是表示圖1右側所示的拉延成型時的原材料的位置(部位)與最大主應變的大 小的關系的關系線圖。
[0047] 圖6是表示在圖2所示的產品形狀中預成型的拉延筋部的導入位置的示例的示意 圖。
[0048]圖7是表示本發明的預成型形狀的確定方法的一個實施方式中的處理步驟的流程 圖。
【具體實施方式】
[0049]以下，基于附圖對該發明的實施方式詳細地說明。如圖1所示，關于在拉伸成型和 拉延成型的沖頭的肩部，在作為平板狀的金屬板的由鋼板構成的原材料即毛坯B上發生的 破裂，由于模具與原材料之間的摩擦阻力，原材料的、位于沖頭頂面的部位不變形(來自沖 頭頂面的位置的材料流出少），因此應變集中于原材料的、位于沖頭肩部的部位，因而發生 破裂。
[0050]另外，如圖2所示，在對具有頂板部P1、與該頂板部P1連續地形成的縱壁部P2以及 與該縱壁部P2連續地形成的凸緣部P3的帽形截面形狀的、例如俯視時為L形的沖壓成型部 件P進行拉延成型而制造為沖壓產品時，在彎角部來自凸緣部P3的材料流入少，在與彎角部 鄰接的部分的凸緣部P3材料流入大，因此在與彎角部鄰接的部分的凸緣部P3,由于該流入 差而發生凸緣起皺。
[0051 ]因此，通過促進向原材料的特定部分的材料流入，能夠避免破裂或凸緣起皺中的 任一種成型不良情況。
[0052]如在圖3的左右示出的最終成型前后的原材料的狀態所示，通過使用在拉伸成型 中發生破裂位置的橫向的沖頭側導入凹形狀的拉延筋部(預成型部)PF的預成型的毛坯B， 預成型的拉延筋部PF在產品形狀的成型途中被壓潰，從而產生材料從原材料的拉延筋部PF 向位于沖頭肩部的應變集中部的流出，即應變能夠分散，成型性提高。
[0053]另外，如在圖4的左右示出的最終成型前后的原材料的狀態所示，對于在拉延成型 中發生的原材料的、位于沖頭肩部的部位的破裂，通過以同樣的方法導入拉延筋部PF的預 成型，成型性提高。在拉延成型中，除了位于沖頭頂部的頂板部之外，在縱壁部也導入拉延 筋部PF的預成型，由此來自凸緣部側的張力得以緩和，因此在提高成型性上是有效的。 [0054]另外，對于拉延成型中在彎角部附近等發生的凸緣起皺，通過對位于向縱壁部的 流入多的部分的沖頭頂部的頂板部、縱壁部導入拉延筋部PF的預成型，由于來自頂板部、縱 壁部的拉延筋部的材料流出，而來自凸緣部的流入量減少，減輕了凸緣起皺。
[0055] 圖4所示的拉延成型中的原材料的截面方向的最大主應變分布如圖5所示。導入預 成型部(拉延筋部PF)的位置在最大主應變升高(增大)的部分為宜。如果在最大主應變大的 區域(破裂危險部）導入預成型部，則在最終成型時的應變上再加上在預成型中發生的應 變，因此容易在預成型部發生破裂。
[0056] 由于縱壁部的應變量大，如果導入預成型部，則不能否定發生破裂的可能性，因此 與縱壁部相比，優選在位于沖頭頂部的、應變更小的頂板部導入預成型部。另外，如果預成 型部離最大主應變的升高部過遠，則從預成型部向破裂危險部的材料流出的效果變差。而 且，使導入拉延筋形狀的預成型的方向（拉延筋形狀的延伸方向）簡單地成為與破裂部的延 伸方向平行的方向。在通過基于FEM(Finite Element Method:有限元法)程序的成型解析、 圓形網格法的使用等能夠特定破裂部的最大主應變方向的情況下，通過導入在與該最大主 應變方向正交的方向上延伸的拉延筋形狀的預成型，能夠期待更好的效果。
[0057] 使預成型的拉伸量(伸長量)L為根據圖5所示的位于沖頭肩部的破裂部的最大主 應變計算出的伸長量L0以下。L0通過從拉伸部的線長減去預成型前的平板狀原材料的線長 來求出。L規定為0.1 X L0<1.0 X L0。在L> 1.0 X L0的情況下，由于線長過剩而成為起皺 的原因，在L<0.1XL0的情況下，由于來自預成型部的材料供給不足而不能抑制破裂。為了 得到充分的破裂抑制效果，優選0.3 XLOSLSl.0 XL0。
[0058] 如上所述的凸緣起皺容易在L形部件的拉延成型中材料從彎角部附近那樣的凸緣 部向縱壁部的流入量產生差的部分發生。雖然通過使壓邊力增加能夠抑制起皺，但隨著材 料強度變高而需要使壓邊力進一步增加。而且如果使壓邊力增加，則材料流入減少，因此在 沖頭肩部等發生破裂。
[0059] 為了抑制凸緣起皺，使材料的流入差減小，即抑制材料流入大的部分的材料流入 即可。如圖6所示，如果在與圖2所示的作為沖壓產品的沖壓成型部件P的凸緣部P3的凸緣起 皺發生區域鄰接的縱壁部P2的位置導入在與凸緣部P3的延伸方向（在附圖中為上下方向） 平行的方向上延伸的拉延筋形狀PF的預成型，則最終成型時通過拉延筋形狀PF平坦化，能 夠促進縱壁部P2處的材料流動，在凸緣部P3產生凸緣起皺抑制效果。
[0060] 如果以凸緣起皺發生位置的材料流入量為W，以其周圍不發生起皺的位置的材料 流入量為W0，則流入差為W-W0。因此，在預成型部使線長延伸W-W0以下即可，在這里將預 成型部的伸長量L設定為0.1X(W-W0XL彡(W-W0)。如果L>(W-W0)，則發生來自預成型 部的過剩的材料流出，因此成為發生凸緣起皺的主要原因。另一方面，如果L<0.1 X (W - W0)，則來自預成型部的材料流出效果差，因此不能充分抑制凸緣起皺的發生。為了充分抑 制凸緣起皺，優選為0.3X(W-W0)彡L彡(W-W0)。
[0061] 從預成型部容易壓潰的觀點出發，預成型部的截面形狀優選為曲線狀，如果能夠 確保規定量的線長，也可以是矩形截面等。另外，從削減工序數量的觀點出發，優選在將原 材料成型為產品形狀之前，在利用模具從矩形或帶狀的原材料板沖裁為規定輪廓形狀的原 材料的沖裁工序中，在沖裁的同時通過拉伸成型來進行拉延筋形狀的預成型。
[0062] 另外，預成型部的形狀和導入位置的確定可以觀察實際從平板狀的毛坯沖壓成型 的產品的破裂或起皺來確定，但是在本發明一個實施方式的預成型形狀的確定方法中，如 圖7的流程圖所示，通過使用基于計算機執行的、從毛坯沖壓成型為產品形狀時的基于通常 的FEM(Finite Element Method:有限元法)程序的成型解析來確定，能夠更有效地進行。
[0063] 在圖7的流程圖中，首先在步驟S1中適當地設定毛坯形狀，在之后的步驟S2中進行 從該毛坯形狀沖壓成型為產品形狀(沖壓成型部件形狀)時的基于FEM的成型解析，在之后 的步驟S3中根據該成型解析的結果調查在產品形狀上有無破裂或起皺的發生，在之后的步 驟S4中根據該調查結果判斷有無破裂或起皺的發生，在發生破裂或起皺的情況下，在步驟 S5中，設定在毛坯上預成型的拉延筋形狀的形狀、高度、長度等以及位置，在已經設定的情 況下對其進行改變，隨后返回步驟S2,對于具有該拉延筋形狀的毛坯形狀，從該步驟進行沖 壓成型為產品形狀時的基于FEM的成型解析。另一方面，在步驟S4中根據調查結果判斷有無 破裂或起皺的發生，在沒有破裂或起皺的發生的情況下，使該處理結束。
[0064] 因此，根據該實施方式的方法，在判明未發生破裂及凸緣起皺之前，通過反復改變 預成型的拉延筋形狀及/或該拉延筋形狀的導入位置并進行預成型解析，因此能夠將在實 際的沖壓成型時預成型的拉延筋形狀及該拉延筋形狀的導入位置正確地確定為在從經過 預成型的原材料形狀通過最終工序沖壓成型為產品形狀時不發生破裂及凸緣起皺的位置。
[0065] [實施例]
[0066] 以下對上述實施方式的實施例及比較例進行說明。作為產品形狀使用圖2所示的 沖壓成型部件P的L形的部件形狀，如圖4所示，沖壓模具由上模和下模構成，上模具有沖模， 下模具有與上模的沖模共同作用的沖頭以及位于沖頭周圍且在與上模的沖模之間夾持毛 坯的壓邊圈，進行使用該沖壓模具的拉延成型的FEM解析。FEM解析的條件是求解器為LD - DYNA 971版（動態顯示分析求解）、網格尺寸為2mm。毛坯的材料為1 · 6mm厚的1180MPa級鋼 板，使用以Swift式擬合并通過JIS5號拉伸試驗求出的應力一應變曲線的應力一應變關系。 將毛坯與模具的摩擦系數設為0.12。將氣墊壓力（壓邊力）設為50噸及80噸，適用在解析結 果中使用的材料的成型極限線圖(FLD)，進行圖2所示的破裂危險部及凸緣起皺危險部的判 定。
[0067]表1中示出了上述判定的結果。
[0068] [表1]
[0069]
[0070] No. 1(比較例1)是無預成型的一般的拉延成型的結果，在與沖頭肩部對應的位置 發生了破裂、在凸緣部發生了起皺。No. 2~No.4(實施例1~3)在與沖頭頂部對應的位置導 入了預成型作為破裂應對措施。作為凸緣起皺的應對措施，使氣墊壓力為80噸，沒有發現與 沖頭肩部對應的位置的破裂。No. 5(比較例2)由于預成型的線長不足，因此在與沖頭肩部對 應的位置發生了破裂。在No.6(比較例3)中，針對與沖頭肩部對應的位置的破裂的預成型的 線長充足，但由于線長過長，而在與沖頭底部對應的頂板部產生多余的線長而發生起皺。 No.7~No.9(實施例4~6)在與沖頭頂部對應的頂板部和縱壁部導入適當的預成型，其結果 是，沒有發現在與沖頭肩部對應的位置的破裂和在凸緣部的凸緣起皺。
[0071] 如.10、如.11(比較例4、5)由于向縱壁部導入的預成型的線長發生不足，因此在凸 緣部發生凸緣起皺。如.12、如.13(實施例7、8)通過使氣墊壓力降低為30噸來抑制在與沖頭 肩部對應的位置的破裂，并且由于在縱壁部導入預成型，而沒有發現凸緣起皺。如No. 14(比 較例6)所示，如果為了抑制凸緣起皺而提高氣墊壓力，則在與沖頭肩部對應的位置發生了 破裂。另外，如No. 15(比較例7)所示，在預成型形狀的線長過短的情況下，由于來自凸緣部 的材料流出變多，而發生了凸緣起皺。另一方面，如No. 16(比較例8)所示，在預成型形狀的 線長過長的情況下，由于來自凸緣部的材料流出過少而導致材料過量，也發生了凸緣起皺。
[0072]以上，基于圖示例進行了說明，但該發明不限于上述示例，根據需要可以在權利要 求的記載范圍內適當地進行變更，例如，產品形狀及沖壓成型部件形狀可以是具有曲面狀 的頂板部并被球頭拉伸成型的形狀，另外，俯視時不僅可以是L形還可以是U形或η形等其 他形狀。
[0073]而且，在上述實施例中，沖壓模具由具有沖模的上模和具有與上模的沖模共同作 用的沖頭以及位于沖頭周圍且在與上模的沖模之間夾持毛坯的壓邊圈的下模構成，但不限 于此，上模還可以具有在與下模的沖頭之間使毛坯的拉延筋部積極地壓潰的沖模，或者可 以具有與這些模具上下顛倒的結構。
[0074] 工業實用性
[0075] 這樣，根據本發明的沖壓成型方法及本發明的沖壓成型部件的制造方法，不伴隨 著復雜的結構的模具、沖壓工序的增加以及部件形狀的制約，而能夠抑制在拉延成型和拉 伸成型中發生破裂或起皺，有效地提高成品率及成型性。
[0076] 另外，根據本發明的預成型形狀的確定方法，在判明不發生破裂及凸緣起皺之前， 反復改變預成型的拉延筋形狀及/或該拉延筋形狀的導入位置并進行預成型解析，因此能 夠將在實際的沖壓成型時預成型的拉延筋形狀及該拉延筋形狀的導入位置正確地確定為 在從經過預成型的原材料形狀通過最終工序沖壓成型為產品形狀或沖壓成型部件形狀時 不發生破裂及凸緣起皺的位置。
[0077]附圖標記說明
[0078] B 毛坯
[0079] P沖壓產品（沖壓成型部件）
[0080] P1頂板部 [0081 ] P2縱壁部 [0082] P3凸緣部 [0083] PF預成型部(拉延筋部）
【主權項】
1. 一種沖壓成型方法，其通過兩個階段以上的沖壓工序成型為產品形狀，該產品形狀 具有頂板部、與該頂板部連續地形成的縱壁部以及與該縱壁部連續地形成的凸緣部， 該沖壓成型方法的特征在于， 在原材料上的相當于將平板狀的金屬板即原材料成型為產品形狀時破裂或凸緣起皺 的發生位置附近的位置預成型為凸形狀或凹形狀的拉延筋形狀， 之后，從預成型有所述拉延筋形狀的原材料沖壓成型為產品形狀。2. -種沖壓成型部件的制造方法，其通過兩個階段以上的沖壓工序成型為沖壓成型部 件的形狀，該沖壓成型部件的形狀具有頂板部、與該頂板部連續地形成的縱壁部、以及與該 縱壁部連續地形成的凸緣部， 該沖壓成型部件的制造方法的特征在于， 在原材料上的相當于將平板狀的金屬板即原材料成型為沖壓成型部件形狀時破裂或 凸緣起皺的發生位置附近的位置預成型為凸形狀或凹形狀的拉延筋形狀， 之后，從預成型有所述拉延筋形狀的原材料沖壓成型為沖壓成型部件形狀。3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述破裂或凸緣起皺的發生位置基于通過FEM進行從原材料形狀沖壓成型為產品形狀 或沖壓成型部件形狀時的成型解析的結果來判斷。4. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于， 所述拉延筋形狀的預成型通過原材料的沖裁工序進行。5. -種預成型形狀的確定方法，其是在權利要求1至4中任一項所述的方法中使用的預 成型形狀的確定方法， 該預成型形狀的確定方法的特征在于，具備以下工序： 通過FEM進行從平板狀的金屬板的原材料形狀沖壓成型為產品形狀或沖壓成型部件形 狀時的成型解析的最初成型解析工序； 在通過最初成型解析工序判明發生破裂或凸緣起皺的情況下，基于該發生位置，設定 預成型的拉延筋形狀及該拉延筋形狀的導入位置的工序； 通過FEM進行從預成型有拉延筋形狀的原材料形狀沖壓成型為產品形狀或沖壓成型部 件形狀時的成型解析的預成型解析工序； 在通過預成型解析工序判明發生破裂或凸緣起皺的情況下，基于該發生位置，改變預 成型的拉延筋形狀及/或該拉延筋形狀的導入位置的工序； 在通過預成型解析工序判明不發生破裂及凸緣起皺的情況下，將該預成型解析時的拉 延筋形狀及該拉延筋形狀的導入位置確定為預成型的拉延筋形狀及該拉延筋形狀的導入 位置的工序。6. 根據權利要求5所述的預成型形狀的確定方法，其特征在于， 將拉延筋形狀設定為與破裂部的延伸方向平行地延伸。7. 根據權利要求5所述的預成型形狀的確定方法，其特征在于， 求出破裂部的最大主應變方向，將拉延筋形狀設定為在與該最大主應變方向正交的方 向上延伸。8. 根據權利要求5至7任一項所述的預成型形狀的確定方法，其特征在于， 求出在破裂部上與該破裂部的延伸方向正交的方向的截面的最大主應變分布，將應變 的升高位置設定為預成型位置。9. 根據權利要求5至8任一項所述的預成型形狀的確定方法，其特征在于， 根據破裂部中與該破裂部的延伸方向正交的方向的截面形狀求出破裂部的原材料伸 長量L0,設定具有根據預成型的拉延筋形狀的截面形狀求出的拉延筋部的原材料伸長量L 為O. I X LO彡1.0 X LO的截面的拉延筋形狀。10. 根據權利要求5至9任一項所述的預成型形狀的確定方法，其特征在于， 在原材料的相當于凸緣起皺發生位置附近的縱壁的位置設定在與凸緣部的延伸方向 平行的方向上延伸的拉延筋形狀。11. 根據權利要求5至10任一項所述的預成型形狀的確定方法，其特征在于， 求出來自凸緣起皺發生位置的材料流入量W和來自與凸緣起皺發生位置鄰接的不發生 起皺的凸緣部的材料流入量WO的差W-W0,設定具有根據預成型的拉延筋形狀的截面形狀 求出的拉延筋部的原材料伸長量L為0.1 X (W-WO) SL彡(W-W0)的截面的拉延筋形狀。
【文檔編號】B21D22/26GK105960295SQ201580006217
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2015年1月26日
【發明人】新宮豊久, 塩崎毅, 飯塚榮治, 山崎雄司
【申請人】杰富意鋼鐵株式會社