CN109311513A - 汽车构造部件用拉深成形体、汽车构造部件用拉深成形体的制造方法及汽车构造部件用拉深成形体的制造装置 - Google Patents

Abstract

该汽车构造部件用拉深成形体其拉深强度是980MPa以上，2个第一凸棱线部、第二凸棱线部及凹棱线部的曲率半径都是30mm以下，角壁的拐角半径是30mm以下，作为顶板部与朝外凸缘的离开距离的成形深度是40mm以上。

Description

汽车构造部件用拉深成形体、汽车构造部件用拉深成形体的 制造方法及汽车构造部件用拉深成形体的制造装置

技术领域

本发明涉及汽车构造部件用拉深成形体、汽车构造部件用拉深成形体的制造方法及汽车构造部件用拉深成形体的制造装置。

本申请基于2016年6月16日在日本提出的特愿2016－120157号主张优先权，这里引用其全部内容。

背景技术

作为汽车构造部件，广泛地使用例如边梁、保险梁加强件、A柱下面板、A柱、B柱等的具有帽型截面形状的长尺寸的部件。作为这些汽车构造部件的坯材，从汽车的轻量化及碰撞安全性提高的观点，例如使用板厚是1.4mm以下、拉深强度是980MPa以上的薄壁高强度钢板。

另一方面，通过汽车构造部件的薄壁化，车体(车身壳体)的弯曲刚性及扭转刚性(以下统称作“刚性”)的下降成为问题。因此，强烈要求提高通过对薄壁高强度钢板进行压力加工而得到的汽车构造部件的刚性。

由于高强度钢板的成形性较低，所以由薄壁高强度钢板构成的汽车构造部件通常通过弯曲成形的压力加工来成形。但是，如果通过弯曲成形的压力加工来成形上述长尺寸的汽车构造部件，则在弯曲成形中在收缩凸缘成形部容易发生褶皱。

因而，这些汽车构造部件不能做成在其较长方向的端部处具有端壁的构造(与加压方向垂直的截面的形状是U字或矩形的构造)。因此，不得不做成由顶板部、与顶板部的两侧邻接的侧壁和与侧壁邻接的凸缘构成的帽型的开截面形状的构造。

具有帽型的开截面形状的汽车构造部件的刚性比具有U字型的截面形状或矩形的截面形状的汽车构造部件的刚性低。即便能够成形具有U字型的截面形状或矩形的截面形状的汽车构造部件，为了避免尤其是端壁及侧壁上的褶皱的发生也不得不使成形深度变浅，不能得到具有较高的刚性的汽车构造部件。

这样，如果要以拉深强度例如为980MPa以上的薄壁高强度钢板为坯材来制造上述汽车构造部件，则起因于板厚较薄及成形深度较浅这两点，不能制造具有较高的刚性的汽车构造部件。

在专利文献1中，公开了一种有利于形状冻结性的压力加工方法，其特征在于，使用具备冲头、模子和褶皱抑制部的加工工具；当进行将金属板成形为截面帽形状的压力加工时，在由模子和褶皱抑制部夹着上述金属板的宽度方向两端部而夹压的状态下，首先，使用在头部上具有朝向上述金属板凸且截面为半圆形状的凸部的冲头，对上述金属板实施如下预加工，使冲头的凸部接触在成为上述截面帽形状的壁部的上述金属板部分，并且成形为作为上述金属板的帽头部的部分朝向外侧凸的凸形状；接着，对于预加工后的金属板，使用用来得到规定的截面帽形状的冲头实施精加工。

在专利文献2中，公开了一种多边形的环状部件的制造方法，是通过压力加工由金属平板制造多边形的环状部件的方法，其特征在于，包括：通过拉深加工将由平面部、拐角部和变形部构成的侧周部成形的工序，所述拐角部由曲面构成，所述变形部处于上述拐角部与上述平面部的边界区域；将上述侧周部成形为距上述金属平板面预先设定的高度的工序；以及遍及上述侧周部的上述高度而从上述环状部件的内侧将上述拐角部挤压、并且通过将形成上述变形部的金属材料向边缘部补充、在上述环状部件的内周面从上述拐角部成形具有比上述拐角部的曲率半径小的曲率半径的上述边缘部的工序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－181502号公报

专利文献2：日本特开2011－245502号公报

发明内容

发明要解决的课题

在由专利文献1公开的发明中，由于将由预加工得到的成形品的顶板部用精加工压扁，所以虽然能够减小横截面视的弯曲部的曲率半径，但不能减小俯视的拐角半径。

在专利文献2公开的发明中，由于在将边缘部成形的工序中使用从拐角部的内侧推抵的工具，所以需要进行金属模等的设备改造并且其改造内容变得复杂，设备费用高昂。

本发明是鉴于上述情况而做出的，目的是提供一种在实现轻量化的同时、能够提高由高刚性化带来的耐碰撞特性的汽车构造部件用拉深成形体、汽车构造部件用拉深成形体的制造方法、及汽车构造部件用拉深成形体的制造装置。

用来解决课题的手段

本发明是以下列述那样的。

(1)本发明的第一技术方案，是拉深强度为980MPa以上的汽车构造部件用拉深成形体，具备：顶板部，向第一方向延伸；2个第一凸棱线部，与上述顶板部中的正交于上述第一方向且沿着上述顶板部的第二方向的两侧邻接；第二凸棱线部，与上述顶板部的上述第一方向的最端部邻接并且与上述2个第一凸棱线部连续；2个侧壁，与上述2个第一凸棱线部邻接；端壁，与上述第二凸棱线部邻接；2个角壁，与上述2个侧壁及上述端壁邻接，并且从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察具有弯曲的形状；凹棱线部，与上述2个侧壁、上述端壁及上述2个角壁邻接；以及朝外凸缘，与上述凹棱线部邻接。

上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径都是30mm以下；从上述朝外凸缘和上述凹棱线部之间的边界沿着上述角壁离开了1.0mm的位置处的、从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察的作为上述角壁的曲率半径的拐角半径是30mm以下；与上述顶板部垂直的方向上的、作为上述顶板部与上述朝外凸缘的离开距离的成形深度是40mm以上。

(2)上述(1)中记载的汽车构造部件用拉深成形体也可以是，在上述第一方向的两端形成有上述端壁、上述2个角壁、上述凹棱线部及上述朝外凸缘。

(3)上述(1)或(2)中记载的汽车构造部件用拉深成形体也可以是，是边梁、保险梁、A柱下面板、A柱或B柱。

(4)本发明的第二技术方案是一种汽车构造部件用拉深成形体的制造方法，是上述(1)～(3)的任一项中记载的汽车构造部件用拉深成形体的制造方法，具备：第一工序，对拉深强度是980MPa以上的坯料使用第一模、第一冲头及第一坯料支架进行拉深成形的压力加工，成形出第一中间拉深成形体，所述第一中间拉深成形体具有向第一方向延伸的中间顶板部、与上述中间顶板部中的与上述第一方向正交的第二方向的两侧邻接的2个中间第一凸棱线部、与上述中间顶板部的上述第一方向的最端部邻接并且与上述2个中间第一凸棱线部连续的中间第二凸棱线部、与上述2个中间第一凸棱线部连续的2个中间侧壁、与上述中间第二凸棱线部邻接的中间端壁、与上述2个中间侧壁及上述中间端壁邻接并且从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察具有弯曲的形状的2个中间角壁、与上述2个中间侧壁、上述中间端壁及上述2个中间角壁邻接的中间凹棱线部、以及与上述中间凹棱线部邻接的中间朝外凸缘，上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径都比上述拉深成形体的与上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部各自的延伸方向正交的截面的曲率半径大，从上述中间朝外凸缘和上述中间凹棱线部的边界沿着上述中间角壁离开了1.0mm的位置处的、从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察的作为上述中间角壁的曲率半径的中间拐角半径比上述拉深成形体的上述角壁的上述拐角半径大，与上述中间顶板部垂直的方向上的、作为上述中间顶板部与上述中间朝外凸缘的离开距离的中间成形深度比上述拉深成形体的上述成形深度大；第二工序，对上述第一中间拉深成形体使用第二模、第二冲头及第二坯料支架进行拉深成形的压力加工，通过使上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径及上述中间成形深度变小，来成形具有上述拉深成形体的上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径及上述成形深度的第二中间拉深成形体；以及第三工序，在将上述第二中间拉深成形体用上述第二模、上述第二冲头及上述第二坯料支架约束的状态下，一边用内置在上述第二冲头中的内垫板将上述第一中间拉深成形体的上述中间端壁的内面挤压，一边用张紧工具将上述第二中间拉深成形体的中间端壁向上述第一方向挤压，使上述中间角壁的上述中间拐角半径变小。

(5)上述(4)中记载的汽车构造部件用拉深成形体的制造方法也可以是，上述中间成形深度是上述成形深度的1.1～2.0倍；上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部各自的曲率半径都是上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部各自的曲率半径的1.2～30倍；上述中间拐角半径是上述拐角半径的1.2～30倍。

(6)上述(4)或(5)中记载的汽车构造部件用拉深成形体的制造方法也可以是，上述张紧工具在上述第二模的外部向上述第一方向移动自如地配置。

(7)上述(4)或(5)中记载的汽车构造部件用拉深成形体的制造方法也可以是，上述张紧工具从上述第二模的外部到内部向上述第一方向移动自如地配置。

(8)本发明的第三技术方案是一种汽车构造部件用拉深成形体的制造装置，是上述(1)～(3)的任一项中记载的汽车构造部件用拉深成形体的制造装置，具备：第一成形金属模，具有第一模、第一冲头及第一坯料支架；第二成形金属模，具有第二模、第二冲头及第二坯料支架；以及张紧工具；上述第一成形金属模通过对拉深强度是980MPa以上的坯料进行拉深成形的压力加工，成形出第一中间拉深成形体，所述第一中间拉深成形体具有向第一方向延伸的中间顶板部、与上述中间顶板部中的与上述第一方向正交的第二方向的两侧邻接的2个中间第一凸棱线部、与上述中间顶板部的上述第一方向的最端部邻接并且与上述2个中间第一凸棱线部连续的中间第二凸棱线部、与上述2个中间第一凸棱线部连续的2个中间侧壁、与上述中间第二凸棱线部邻接的中间端壁、与上述2个中间侧壁及上述中间端壁邻接并且从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察具有弯曲的形状的2个中间角壁、与上述2个中间侧壁、上述中间端壁及上述2个中间角壁邻接的中间凹棱线部、以及与上述中间凹棱线部邻接的中间朝外凸缘，上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径都比上述拉深成形体的与上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部各自的延伸方向正交的截面的曲率半径大，从上述中间朝外凸缘和上述中间凹棱线部的边界沿着上述中间角壁离开了1.0mm的位置处的、从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察的作为上述中间角壁的曲率半径的中间拐角半径比上述拉深成形体的上述角壁的上述拐角半径大，与上述中间顶板部垂直的方向上的、作为上述中间顶板部与上述中间朝外凸缘的离开距离的中间成形深度比上述拉深成形体的上述成形深度大；上述第二成形金属模对上述第一中间拉深成形体进行拉深成形的压力加工，通过使上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径及上述中间成形深度变小，成形出具有上述拉深成形体的上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径及上述成形深度的第二中间拉深成形体；上述张紧工具在将上述第二中间拉深成形体用上述第二成形金属模约束的状态下，一边用内置在上述第二冲头中的内垫板将上述第一中间拉深成形体的上述中间端壁的内面挤压，一边将上述第二中间拉深成形体的中间端壁向上述第一方向挤压，使上述中间角壁的上述中间拐角半径变小。

(9)上述(8)中记载的汽车构造部件用拉深成形体的制造装置也可以是，上述中间成形深度是上述成形深度的1.1～2.0倍；上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部各自的曲率半径都是上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部各自的曲率半径的1.2～30倍；上述中间拐角半径是上述拐角半径的1.2～30倍。

(10)上述(8)或(9)中记载的汽车构造部件用拉深成形体的制造装置也可以是，上述张紧工具在上述第二模的外部向上述第一方向移动自如地配置。

(11)上述(8)或(9)中记载的汽车构造部件用拉深成形体的制造装置也可以是，上述张紧工具从上述第二模的外部到内部向上述第一方向移动自如地配置。

发明效果

根据上述的各技术方案，由于拉深强度是980MPa以上，成形深度较深，棱线部的曲率半径和角壁的拐角半径较小，在较长方向的端部具有端壁，所以能够提供一种在实现轻量化的同时、能够提高由高刚性化带来的耐碰撞特性的汽车构造部件用拉深成形体。

附图说明

图1是示意地表示有关本发明的一实施方式的汽车构造部件用拉深成形体的一部分的说明图。

图2是示意地表示在两端部上具有端壁的情况下的汽车构造部件用拉深成形体的说明图。

图3A是表示在使用有关本实施方式的汽车构造部件用拉深成形体作为边梁的情况下、将该边梁向A柱下面板接合之前的状态的说明图。

图3B是表示将边梁接合在A柱下面板上的形态的第一例的说明图。

图3C是表示将边梁接合在A柱下面板上的形态的第二例的说明图。

图4是表示用第一模、第一冲头及第一坯料支架成形的第一中间拉深成形体的说明图。

图5A是表示从第一中间拉深成形体经过第二中间拉深成形体到制造出拉深成形体的第一阶段的说明图。

图5B是表示从第一中间拉深成形体经过第二中间拉深成形体到制造出拉深成形体的第二阶段的说明图。

图5C是表示从第一中间拉深成形体经过第二中间拉深成形体到制造出拉深成形体的第三阶段的说明图。

图6是随着时间表示凸轮被配置在第二模之外的情况下的成形状况的俯视剖视图。

图7是随着时间表示凸轮被配置在第二模之外的情况下的成形状况的侧视剖视图。

图8是随着时间表示凸轮被配置在第二模之中的情况下的成形状况的说明图。

图9A是表示在实施例中使用的被试验体A的说明图。

图9B是表示在实施例中使用的被试验体B的说明图。

图9C是表示在实施例中使用的被试验体C的说明图。

图9D是表示在实施例中使用的被试验体D的说明图。

图9E是表示在实施例中使用的被试验体E的说明图。

图9F是表示在实施例中使用的被试验体F的说明图。

图9G是表示在实施例中使用的被试验体G的说明图。

图10是表示对于被试验体A的扭转刚性的测量条件的说明图。

图11是表示对于被试验体A～G的扭转刚性的评价结果的图表。

图12是表示对于被试验体A的弯曲刚性的测量条件的说明图。

图13是表示对于被试验体A～G的弯曲刚性的评价结果的图表。

具体实施方式

本发明者为了解决上述课题而反复进行了专门研究，结果发现，为了制造具有980MPa以上的拉深强度、目标的棱线部的曲率半径、角壁的拐角半径及成形深度的拉深成形体，采用下述(a)～(c)的工序是有效的，进而反复研究，完成了本发明。

(a)使用第一成形金属模，将棱线部的曲率半径及各壁的拐角半径成形为比目标值大，而作为第一中间拉深成形体。

(b)使用第二成形金属模，将第一中间拉深成形体成形为具有目标的棱线部的曲率半径及成形深度的截面形状的第二中间拉深成形体。

(c)使用凸轮等的张紧工具，将第二中间拉深成形体的较长方向的端部向第二中间拉深成形体的轴向挤压，将角壁的拐角半径成形为较小。

以下，参照附图对基于上述认识做出的本发明的实施方式进行说明。

(1.有关本发明的一实施方式的汽车构造部件用拉深成形体1)

图1是示意地表示有关本实施方式的汽车构造部件用拉深成形体1(以下，单称作“拉深成形体1”)的构造的一部分的说明图。

拉深成形体1是由板厚是0.7～3.2mm、具有980MPa以上的拉深强度的高强度钢板构成的冷或温拉深成形体。

板厚优选的是0.8～1.8mm，更优选的是0.8～1.4mm。

拉深强度优选的是1180MPa以上，更优选的是1310MPa以上。

作为高强度钢板的拉深强度的上限值，为了确保实用性，优选的是1800MPa。

拉深成形体1如图1所示，由顶板部2、第一凸棱线部3、第二凸棱线部4、侧壁5、端壁6、角壁7、凹棱线部8及朝外凸缘9构成。

顶板部2具有大致平面状，向在图1中用两箭头表示的第一方向d1延伸而存在。顶板部2不需要是平面，也可以弯曲。2个第一凸棱线部3、3在作为顶板部2的宽度方向的第二方向d2(在图1中由两箭头表示的方向，与第一方向d1正交且沿着顶板部2的方向)的两侧分别连续而形成。

第二凸棱线部4与顶板部2的第一方向d1的最端部2a邻接，并且与2个第一凸棱线部3、3连续而形成。2个侧壁5、5具有沿着平面的形状，与2个第一凸棱线部3、3分别邻接而形成。端壁6具有沿着平面的形状，与第二凸棱线部4邻接而形成。

2个角壁7、7分别与2个侧壁5、5和端壁6邻接，并且在俯视中(即，从与第一方向d1及第二方向d2正交的方向观察)弯曲而形成。此外，2个角壁7、7分别与第一凸棱线部3和第二凸棱线部4的边界区域邻接。凹棱线部8与2个侧壁5、5、端壁6及2个角壁7、7邻接而形成。进而，朝外凸缘9与凹棱线部8邻接而形成。

在图1中，将顶板部2的第一方向d1的最端部2a的附近抽取表示，但如图2所示，也可以在顶板部2的第一方向d1的另一个最端部2b上，也形成第二凸棱线部4、端壁6、角壁7、7、凹棱线部8及朝外凸缘9。即，端壁6也可以仅形成在顶板部2的一端上，也可以形成在顶板部2的两端上。

此外，虽然图示省略，但顶板部2也可以是T字状或Y字状，在此情况下，只要在顶板部2的一个以上的端部上形成端壁就可以。

在拉深成形体1中，与2个第一凸棱线部3、3各自的延伸方向正交的截面的曲率半径Rpl2、与第二凸棱线部4的延伸方向正交的截面的曲率半径Rps2、以及与凹棱线部8的延伸方向正交的截面的曲率半径Rd2都是30mm以下，由此，能够得到较高的弯曲刚性和扭转刚性。

曲率半径Rpl2、曲率半径Rps2及曲率半径Rd2都优选的是20mm以下，更优选的是10mm以下。

此外，在拉深成形体1中，从朝外凸缘9与凹棱线部8的边界沿着角壁7、7离开了1.0mm的位置处的、作为从与第一方向d1及第二方向d2正交的方向观察的角壁7、7的曲率半径的拐角半径Rpc2是30mm以下，由此，能够得到较高的弯曲刚性和扭转刚性。

拐角半径Rpc2优选的是20mm以下，更优选的是10mm以下。

进而，与顶板部2垂直的方向上的、作为顶板部2与朝外凸缘9的离开距离的成形深度h2是40mm以上，由此，能够得到较高的弯曲刚性和扭转刚性。

成形深度h2优选的是50mm以上，更优选的是70mm以上。

另外，以往在要将拉深强度是980MPa以上、具有U字型的截面形状或矩形的截面形状的部件以40mm以上的成形深度进行冲压成形的情况下，难以使曲率半径Rpl2、曲率半径Rps2、曲率半径Rd2及拐角半径Rpc2变小，即使能够成形，也因为在侧壁部等发生的褶皱而难以发挥较高的刚性。

在有关本实施方式的拉深成形体1中，通过使用后述的制造方法及制造装置，即使在将成形深度h2设为40mm以上的情况下，也能够抑制向端壁或侧壁等的褶皱的发生的同时，得到希望的曲率半径及拐角半径。

另外，在成形深度是100mm以上的情况下，难以使曲率半径Rpl2、曲率半径Rps2、曲率半径Rd2及拐角半径Rpc2成为成形深度h×0.3mm以下。

拉深成形体1通过在第一方向d1的最端部2a上形成端壁6，不是帽型的开截面形状，而是具有由端壁6、角壁7、7、凹棱线部8及朝外凸缘9构成的U字型的截面形状或矩形的截面形状。因而，能够在是轻量的同时发挥较高的弯曲刚性及扭转刚性。因而，拉深成形体1能够呈现较高的耐碰撞特性，所以适合在例如边梁、保险梁、A柱下面板、A柱或B柱等的汽车构造部件中使用。

图3A～图3C是示意地表示使用拉深成形体1作为边梁的情况的说明图。

图3A是表示将作为边梁的拉深成形体1向A柱下面板10接合之前的状态的说明图。

图3B及图3C是表示将作为边梁的拉深成形体1接合到A柱下面板10上的形态的第一例及第二例的说明图。

如图3A所示，作为边梁的拉深成形体1通过由端壁6、角壁7、凹棱线部8及朝外凸缘9构成而具有U字型的截面形状。

因此，如图3B所示的第一例那样，通过将作为边梁的拉深成形体1的较长方向的最端部2a碰抵在A柱下面板10的内面10a上，进而将最端部2a及内面10a焊接，能够提高作为边梁的拉深成形体1与A柱下面板10的接合体的刚性，能够经由A柱下面板10及仪表板提高发动机舱的弯曲刚性及扭转刚性。

此外，也可以如图3B所示的第一例那样，将作为边梁的拉深成形体1的较长方向的最端部2a不碰抵在A柱下面板10的内面10a上而相互离开配置。例如，也可以如同3C所示的第二例那样，通过将朝外凸缘9与A柱下面板10的朝外凸缘10b重叠并焊接，能够提高作为边梁的拉深成形体1与A柱下面板10的接合体的刚性，能够经由A柱下面板10及仪表板提高发动机舱的弯曲刚性及扭转刚性。

(2.有关本发明的一实施方式的汽车构造部件用拉深成形体的制造装置)

有关本实施方式的制造装置是拉深成形体1的制造装置，具备第一模、第一冲头及第一坯料支架、和第二模、第二冲头、第二坯料支架及张紧工具。

(2－1.第一模、第一冲头及第一坯料支架)

图4是表示由具备第一模、第一冲头及第一坯料支架的第一成形金属模成形的第一中间拉深成形体11的说明图。另外，图4表示第一中间拉深成形体11的到第一方向d1的中间为止的形状，省略了其余的形状。

第一模、第一冲头及第一坯料支架对拉深强度为980MPa以上的坯料或其预成形体进行拉深成形的压力加工，制造第一中间拉深成形体11。

第一中间拉深成形体11如图4所示，由中间顶板部12、2个中间第一凸棱线部13、中间第二凸棱线部14、2个中间侧壁15、中间端壁16、2个中间角壁17、中间凹棱线部18及中间朝外凸缘19构成。

中间顶板部12呈大致平面状，向在图4中用两箭头表示的第一方向d1延伸而存在。2个中间第一凸棱线部13、13与中间顶板部12的作为宽度方向的第二方向d2(是在图4中用两箭头表示的方向，与第一方向d1正交且沿着中间顶板部12的方向)的两侧分别连续而形成。

中间第二凸棱线部14与中间顶板部12的第一方向d1的最端部12a邻接，并且与2个中间第一凸棱线部13、13连续而形成。2个中间侧壁15、15与2个中间第一凸棱线部13、13分别邻接而形成。中间端壁16与中间第二凸棱线部14邻接而形成。

2个中间角壁17、17分别与2个中间侧壁15、15及中间端壁16邻接并且在俯视中(即，从与第一方向d1及第二方向d2正交的方向观察)弯曲而形成。此外，2个中间角壁17、17分别与中间第一凸棱线部13和中间第二凸棱线部14的边界区域邻接。中间凹棱线部18与2个中间侧壁15、15，中间端壁16及2个中间角壁17、17邻接而形成。进而，中间朝外凸缘19与中间凹棱线部18邻接而形成。

在第一中间拉深成形体11中，与2个中间第一凸棱线部13、13各自的延伸方向正交的截面的曲率半径Rpl1、与中间第二凸棱线部14的延伸方向正交的截面的曲率半径Rps1、以及与中间凹棱线部18的延伸方向正交的截面的曲率半径Rd1分别比拉深成形体1的与2个第一凸棱线部3、3各自的延伸方向正交的截面的曲率半径Rpl2、与第二凸棱线部4的延伸方向正交的截面的曲率半径Rps2、以及与凹棱线部8的延伸方向正交的截面的曲率半径Rd2大。

第一中间拉深成形体11的曲率半径Rpl1、曲率半径Rps1及曲率半径Rd1分别是拉深成形体1的曲率半径Rpl2、曲率半径Rps2及曲率半径Rd2的1.2～30倍，但在第一工序及第二工序中，优选的是不产生破裂或褶皱而成形。

从中间朝外凸缘19与中间凹棱线部18的边界沿着中间角壁17、17离开了1.0mm的位置处的、从与第一方向d1及第二方向d2正交的方向观察的中间角壁17、17的曲率半径即中间拐角半径Rpc1比拉深成形体1的拐角半径Rpc2大。为了在第一工序及第二工序中不发生破裂及褶皱而成形，中间拐角半径Rpc1优选的是拐角半径Rpc2的1.2～30倍。中间拐角半径Rpc1优选为拐角半径Rpc2的1.7～2.5倍。

进而，作为与中间顶板部12垂直的方向上的中间顶板部12与中间朝外凸缘19的离开距离的中间成形深度h1比拉深成形体1的成形深度h2大。为了在第二工序中不发生破裂及褶皱而成形，中间成形深度h1优选为成形深度h2的1.1～2.0倍。

中间成形深度h1更优选的是成形深度h2的1.2～1.5倍。

(2－2.第二模、第二冲头及第二坯料支架)

图5A～图5C是表示使用具备第二模21、第二冲头22、第二坯料支架23的第二成形金属模及凸轮24、从第一中间拉深成形体经过第二中间拉深成形体到制造出拉深成形体的第一阶段～第三阶段的说明图。另外，在图5A～图5C中为了使图面容易观察，表示了第二模21、第二冲头22、第二坯料支架23及凸轮24的作业面。

如图5A、图5B所示，第二模21在内部中收容第一中间拉深成形体11。第二坯料支架23将收容的第一中间拉深成形体11的外缘部推压。进而，第二冲头22通过相对于第二模21相对地向合模方向移动，对第一中间拉深成形体11进行拉深成形的压力加工。

由此，能够将图4所示的第一中间成形体11的曲率半径Rpl1、曲率半径Rd1及成形深度h1减小，制造具有与拉深成形体1同等的曲率半径Rpl2、曲率半径Rd2及成形深度h2的第二中间成形体31。

(2－3.张紧工具)

在以后的说明中，以作为张紧工具而使用凸轮24的情况为例，但张紧工具并不限定于凸轮24，只要是能够将第二中间拉深成形体31的中间端壁16向第一方向d1推压而减小中间拐角半径Rpc1的工具，就能够等同地使用。

在作为张紧工具而使用凸轮24的情况下，凸轮通过经由机械性的机构将安装着第二冲头22及第二坯料支架23、根据情况安装的第二模21的沿上下方向移动的压力机的滑动的运动变换为横向的运动而能够运动。

在使用凸轮以外的情况下，也可以使用安装在从压力机的滑动独立地工作的油压装置或电动装置等上的板。

接着，如图5C所示，凸轮24在第二模21、第二冲头22及第二坯料支架23约束着第二中间拉深成形体31的状态下，通过将第二中间拉深成形体31的中间端壁16向第一方向d1推压而减小中间拐角半径Rpc1、曲率半径Rps1，成为拉深成形体1的拐角半径Rpc2及曲率半径Rps2。

此时，通过在第二冲头22中内置向与加压方向不同的方向运动的内垫板25，将第二中间拉深成形体31的中间端壁16的内面挤压，能够抑制在中间端壁16上发生的褶皱。

图6是随着时间表示凸轮24被配置在第二模21之外的情况下的成形状况的俯视剖视图。

图7是随着时间表示凸轮24被配置在第二模21之外的情况下的成形状况的侧视剖视图。

图8是随着时间表示凸轮24被配置在第二模21之中的情况下的成形状况的说明图。

也可以如图6及图7所示那样，将凸轮(张紧工具)在第二模21的外部向第一方向d1移动自如地配置，或者也可以如图8所示那样，从第二模的外部到内部向上述第一方向d1移动自如地配置。

(3.有关本发明的一实施方式的汽车构造部件用拉深成形体的制造方法)

在有关本实施方式的制造方法中，通过经过下述的第一工序～第三工序来制造拉深成形体1。

第一工序：对于拉深强度是980MPa以上的坯料，使用第一模、第一冲头及第一支架，进行拉深成形的压力加工，成形出图4所示的第一中间拉深成形体11。

第二工序：如图5A、图5B所示，对于第一中间拉深成形体11，使用第二模21、第二冲头22及第二坯料支架23进行加压成形，制造出第二中间拉深成形体31。

第三工序：如图5C所示，在用第二模21、第二冲头22及第二坯料支架23约束着第二中间拉深成形体31的状态下，通过用凸轮24将第二中间拉深成形体31的中间端壁16向第一方向d1挤压来减小中间拐角半径Rpc1和曲率半径Rps1，成为拉深成形体1的拐角半径Rpc2、曲率半径Rps2。

另外，在第三工序之后，根据需要，也可以将拉深成形体1的基于第二坯料支架23的挤压部切除。

(实施例)

使用板厚为1.0mm的1180MPa级的高张力钢板，成形出图9A～图9G所示的加压成形体40～46。

图9A所示的加压成形体40是通过以往的弯曲成形工法制造出的成形体，是不具有端壁的构造。

图9B～图9G所示的加压成形体41～46是通过图5A～图5C所示的拉深成形工法制造出的成形体，是在一方的端部上具有端壁的构造。

在图9A所示的加压成形体40中，使凸棱线部的曲率半径Rx为5mm。

在图9B～图9G所示的加压成形体41～46中，将凸棱线部的曲率半径Rx分别设为5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm。

如图9A～图9G所示，对于各个加压成形体40～46的凸缘，通过将板厚为1.0mm、拉深强度为1180MPa级的高强度钢板作为背板50(罩板)而用电阻点焊安装，制作出被试验体A～G。在图9A～图9G中用黑圈表示的部位是点焊部，焊接间距是30mm，焊接直径是3.3mm。

图10是表示对被试验体A的扭转刚性的测量条件的说明图，尺寸的单位是mm。

如图10所示，对被试验体A，将一方的端部包括背板50而完全约束，使图10中的着色区域向箭头方向变位，对汽车构造部件赋予扭转变位，调查扭转刚性。

对被试验体B～G也同样调查扭转刚性，将在各自的1.5deg.旋转时发生的力矩汇总表示在图11的图表中。

如图11的图表所示，可知具有U字型的截面形状的被试验体B～G的扭转刚性与具有帽型的开截面形状的被试验体A的扭转刚性相比大幅变高，但如果如被试验体F、G那样凸棱线部的曲率半径Rx超过30mm，则扭转刚性下降。

进而，使用与上述同样制作出的被试验体A～G进行弯曲刚性的测量。

图12是表示对于被试验体A的弯曲刚性的测量条件的说明图，尺寸的单位是mm。

如图12所示，对于被试验体A的图12的着色区域，对由箭头表示的位置赋予变位，调查弯曲刚性。

对于被试验体B～G也同样调查弯曲刚性，将各自的1.5mm变位赋予时的弯曲载荷汇总表示在图13的图表中。

如图13的图表所示，可知具有U字型的截面形状的被试验体B～G的弯曲刚性与具有帽型的开截面形状的被试验体A的弯曲刚性相比大幅提高，但如果如被试验体F、G那样凸棱线部的曲率半径Rx超过30mm，则弯曲刚性下降。

另外，作为比较例，通过不使图5A～图5C所示的内垫板25动作而进行拉深成形，制作出与图9B所示的加压成形体41同样的尺寸的加压成形体，在端壁上发生了显著的褶皱。由该加压成形体与上述同样地制作被试验体，与上述同样地测量扭转刚性及弯曲刚性，在1.5deg.旋转时发生的力矩是600N·m，1.5mm变位赋予时的弯曲载荷是5.1kN，确认了不能发挥较高的扭转刚性及弯曲刚性。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供一种能够在实现轻量化的同时提高由高刚性化带来的耐碰撞特性的汽车构造部件用拉深成形体、汽车构造部件用拉深成形体的制造方法及汽车构造部件用拉深成形体的制造装置。

标号说明

1 汽车构造部件用拉深成形体

2 顶板部

3 第一凸棱线部

4 第二凸棱线部

5 侧壁

6 端壁

7 角壁

8 凹棱线部

9 朝外凸缘

Claims (11)

1.一种汽车构造部件用拉深成形体，是拉深强度为980MPa以上的汽车构造部件用拉深成形体，其特征在于，

具备：

顶板部，向第一方向延伸；

2个第一凸棱线部，与上述顶板部中的正交于上述第一方向且沿着上述顶板部的第二方向的两侧邻接；

第二凸棱线部，与上述顶板部的上述第一方向的最端部邻接并且与上述2个第一凸棱线部连续；

2个侧壁，与上述2个第一凸棱线部邻接；

端壁，与上述第二凸棱线部邻接；

2个角壁，与上述2个侧壁及上述端壁邻接，并且从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察具有弯曲的形状；

凹棱线部，与上述2个侧壁、上述端壁及上述2个角壁邻接；以及

朝外凸缘，与上述凹棱线部邻接；

上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径都是30mm以下；

从上述朝外凸缘和上述凹棱线部的边界沿着上述角壁离开了1.0mm的位置处的、从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察的作为上述角壁的曲率半径的拐角半径是30mm以下；

与上述顶板部垂直的方向上的、作为上述顶板部与上述朝外凸缘的离开距离的成形深度是40mm以上。

2.如权利要求1所述的汽车构造部件用拉深成形体，其特征在于，

在上述第一方向的两端形成有上述端壁、上述2个角壁、上述凹棱线部及上述朝外凸缘。

3.如权利要求1或2所述的汽车构造部件用拉深成形体，其特征在于，

汽车构造部件用拉深成形体是边梁、保险梁、A柱下面板、A柱或B柱。

4.一种汽车构造部件用拉深成形体的制造方法，是权利要求1～3中任一项所述的汽车构造部件用拉深成形体的制造方法，其特征在于，

具备：

第一工序，对拉深强度是980MPa以上的坯料使用第一模、第一冲头及第一坯料支架进行拉深成形的压力加工，成形出第一中间拉深成形体，所述第一中间拉深成形体具有向第一方向延伸的中间顶板部、与上述中间顶板部中与上述第一方向正交的第二方向的两侧邻接的2个中间第一凸棱线部、与上述中间顶板部的上述第一方向的最端部邻接并且与上述2个中间第一凸棱线部连续的中间第二凸棱线部、与上述2个中间第一凸棱线部连续的2个中间侧壁、与上述中间第二凸棱线部邻接的中间端壁、与上述2个中间侧壁及上述中间端壁邻接并且从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察具有弯曲的形状的2个中间角壁、与上述2个中间侧壁、上述中间端壁及上述2个中间角壁邻接的中间凹棱线部、以及与上述中间凹棱线部邻接的中间朝外凸缘，上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径都比上述拉深成形体的与上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部各自的延伸方向正交的截面的曲率半径大，从上述中间朝外凸缘和上述中间凹棱线部的边界沿着上述中间角壁离开了1.0mm的位置处的、从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察的作为上述中间角壁的曲率半径的中间拐角半径比上述拉深成形体的上述角壁的上述拐角半径大，与上述中间顶板部垂直的方向上的、作为上述中间顶板部与上述中间朝外凸缘的离开距离的中间成形深度比上述拉深成形体的上述成形深度大；

第二工序，对上述第一中间拉深成形体使用第二模、第二冲头及第二坯料支架进行拉深成形的压力加工，通过使上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径及上述中间成形深度变小，成形出具有上述拉深成形体的上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径及上述成形深度的第二中间拉深成形体；以及

第三工序，在将上述第二中间拉深成形体用上述第二模、上述第二冲头及上述第二坯料支架约束的状态下，一边用内置在上述第二冲头中的内垫板将上述第一中间拉深成形体的上述中间端壁的内面挤压，一边用张紧工具将上述第二中间拉深成形体的中间端壁向上述第一方向挤压，使上述中间角壁的上述中间拐角半径变小。

5.如权利要求4所述的汽车构造部件用拉深成形体的制造方法，其特征在于，

上述中间成形深度是上述成形深度的1.1～2.0倍；

上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部各自的曲率半径都是上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部各自的曲率半径的1.2～30倍；

上述中间拐角半径是上述拐角半径的1.2～30倍。

6.如权利要求4或5所述的汽车构造部件用拉深成形体的制造方法，其特征在于，

上述张紧工具在上述第二模的外部向上述第一方向移动自如地配置。

7.如权利要求4或5所述的汽车构造部件用拉深成形体的制造方法，其特征在于，

上述张紧工具从上述第二模的外部到内部向上述第一方向移动自如地配置。

8.一种汽车构造部件用拉深成形体的制造装置，是权利要求1～3中任一项所述的汽车构造部件用拉深成形体的制造装置，其特征在于，

具备：

第一成形金属模，具有第一模、第一冲头及第一坯料支架；

第二成形金属模，具有第二模、第二冲头及第二坯料支架；以及

张紧工具；

上述第一成形金属模通过对拉深强度是980MPa以上的坯料进行拉深成形的压力加工，成形出第一中间拉深成形体，所述第一中间拉深成形体具有向第一方向延伸的中间顶板部、与上述中间顶板部的与上述第一方向正交的第二方向的两侧邻接的2个中间第一凸棱线部、与上述中间顶板部的上述第一方向的最端部邻接并且与上述2个中间第一凸棱线部连续的中间第二凸棱线部、与上述2个中间第一凸棱线部连续的2个中间侧壁、与上述中间第二凸棱线部邻接的中间端壁、与上述2个中间侧壁及上述中间端壁邻接并且从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察具有弯曲的形状的2个中间角壁、与上述2个中间侧壁、上述中间端壁及上述2个中间角壁邻接的中间凹棱线部、以及与上述中间凹棱线部邻接的中间朝外凸缘，上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径都比上述拉深成形体的与上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部各自的延伸方向正交的截面的曲率半径大，从上述中间朝外凸缘和上述中间凹棱线部的边界沿着上述中间角壁离开了1.0mm的位置处的、从与上述第一方向及上述第二方向正交的方向观察的作为上述中间角壁的曲率半径的中间拐角半径比上述拉深成形体的上述角壁的上述拐角半径大，与上述中间顶板部垂直的方向上的、作为上述中间顶板部与上述中间朝外凸缘的离开距离的中间成形深度比上述拉深成形体的上述成形深度大；

上述第二成形金属模对上述第一中间拉深成形体进行拉深成形的压力加工，通过使上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径及上述中间成形深度变小，成形出具有上述拉深成形体的上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部的与各自的延伸方向正交的截面的曲率半径及上述成形深度的第二中间拉深成形体；

上述张紧工具在将上述第二中间拉深成形体用上述第二成形金属模约束的状态下，一边用内置在上述第二冲头中的内垫板将上述第一中间拉深成形体的上述中间端壁的内面挤压，一边将上述第二中间拉深成形体的中间端壁向上述第一方向挤压，使上述中间角壁的上述中间拐角半径变小。

9.如权利要求8所述的汽车构造部件用拉深成形体的制造装置，其特征在于，

上述中间成形深度是上述成形深度的1.1～2.0倍；

上述2个中间第一凸棱线部、上述中间第二凸棱线部及上述中间凹棱线部各自的曲率半径都是上述2个第一凸棱线部、上述第二凸棱线部及上述凹棱线部各自的曲率半径的1.2～30倍；

上述中间拐角半径是上述拐角半径的1.2～30倍。

10.如权利要求8或9所述的汽车构造部件用拉深成形体的制造装置，其特征在于，

上述张紧工具在上述第二模的外部向上述第一方向移动自如地配置。

11.如权利要求8或9所述的汽车构造部件用拉深成形体的制造装置，其特征在于，

上述张紧工具从上述第二模的外部到内部向上述第一方向移动自如地配置。