CN117295565A - 冲压成形方法 - Google Patents

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CN117295565A CN202280033923.XA CN202280033923A CN117295565A CN 117295565 A CN117295565 A CN 117295565A CN 202280033923 A CN202280033923 A CN 202280033923A CN 117295565 A CN117295565 A CN 117295565A
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Abstract

本发明的冲压成形方法是使用具有凸模侧第一倾斜面部(11b)、凸模侧第二倾斜面部(11c)且凸模侧第一倾斜面部(11b)、凸模侧第二倾斜面部(11c)呈向外侧凸的山形并在其连接部形成有凸模棱线部(11d)的凸模(11)和具有凸缘反弯曲部(13d)的凹模(13)对使帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品(110)的凸缘部(115)反弯曲而成为纵壁部(123)的一部分的冲压成形品(120)进行冲压成形的冲压成形方法，该冲压成形方法使凸模棱线部(11d)与纵壁部(113)的内表面侧抵接并通过凹模(13)的凸缘反弯曲部(13d)使反弯曲前冲压成形品(110)的凸缘部(115)反弯曲，从而成形冲压成形品(120)的纵壁部(123)的一部分。

Description

冲压成形方法
技术领域
本发明涉及一种冲压成形方法(press forming method)，特别是涉及对使帽形断面形状(hat-shaped cross section)的反弯曲(unbending)前冲压成形品(press formingpart)的凸缘部(flange portion)反弯曲而作为纵壁部(side wall portion)的成形高度的高的冲压成形品进行冲压成形的冲压成形方法。
背景技术
汽车零件(automotive part)大多通过对金属板(metal sheet)进行冲压成形而制造。近年来，为了兼顾车身的轻量化(weight reduction of automotive body)和碰撞安全性(collision safety)，在汽车零件中采用更高强度(high-strength)的金属板。作为这样的汽车零件冲压成形的冲压成形品中存在如图12所例示那样的U形断面形状(U-shapedcross section)的冲压成形品120(图12(a))、帽形断面形状的冲压成形品130(图12(b))。
如同在图12(a)中作为一个例子所示那样，U形断面形状的冲压成形品120具备：顶板部(top portion)121；纵壁部123，其从顶板部121的两端连续并在相对于冲压成形方向(press forming direction)1～10°的范围内向外倾斜；凸模肩R部(shoulder part of apunch)125，其连接顶板部121和纵壁部123。并且，如同在图12(b)中作为一个例子所示那样，帽形断面形状的冲压成形品130具备：顶板部131；纵壁部133，其从顶板部131的两端连续并相对于冲压成形方向向外倾斜；凸缘部135，其从纵壁部133下端连续；凸模肩R部137，其连接顶板部131和纵壁部133；凹模肩R部(shoulder part of a die)139，其连接纵壁部133和凸缘部135。
这些冲压成形品通过碰撞成形(crash forming)(弯曲成形(bend forming))或拉深成形(deep drawing)(延压成形(draw forming))制造，主要用作汽车的强度加强部件(reinforcing member)，因此利用强度高的金属板。但是，金属板越为高强度，表示材料的延展性(ductility)、拉伸凸缘性(stretch-flangeability)等加工性(formability)的指标也越降低。因此，特别是在使俯视时为大致L形(L-shape)、大致T形(T-shape)等那样具有沿长度方向呈凹状弯曲的弯曲部(curved portion)的U形形状(U-shape)冲压成形品成为目标形状(target shape)的冲压成形中，弯曲部中的纵壁部成为拉伸凸缘变形而容易产生断裂(fracture)。另外，在沿长度方向凹状弯曲并为帽形断面形状的冲压成形品中，弯曲部中的凸缘部沿弯曲方向被拉伸，从而在凸缘部容易产生断裂。在此基础上，作为对凹状弯曲的纵壁部进行成形的反力(reaction force)，在弯曲部中的顶板部、凸模肩R部中沿弯曲方向产生收缩变形，由此容易产生皱褶(wrinkles)。
另一方面，在具有在俯视时沿长度方向呈凸状弯曲的弯曲部的U形断面形状或帽形断面形状的冲压成形品的冲压成形中，弯曲部中的纵壁部、凸缘部沿弯曲方向被压缩，从而成为压缩凸缘变形(shrinkage flanging)，存在纵壁部容易产生皱褶的倾向。并且，作为对凸状地弯曲的纵壁部进行成形的反力，在凸模肩R部中沿弯曲向外被拉伸，从而容易产生断裂。
因此，在俯视时凹状或凸状地弯曲的U形断面形状或帽形断面形状的冲压成形品中，特别是纵壁部的纵壁长度长而成形高度高的冲压成形品，为了缓和冲压成形过程中产生的拉伸应力(tensile stress)、压缩应力(compressive stress)而防止断裂、皱褶的产生，一般在多个工序中进行冲压成形。
例如，在以图12(a)所示的U形断面形状的冲压成形品120作为目标形状的情况下，如图3所示，首先通过第一成形工序，以不产生断裂、皱褶的方式将纵壁部113的长度短，即成形高度低的帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品110冲压成形(浅延压成形)(图3(a))。然后，通过接下来的第二成形工序对使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲而成为所期望的纵壁长度的纵壁部123的成形高度的高的冲压成形品120进行冲压成形(整形成形)(图3(b))。
并且，在将图12(b)所示的帽形断面形状的冲压成形品130设为目标形状的情况下也相同，如图11所示，首先通过第一成形工序，将成形高度较低的帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品110成形(浅延压成形(shallow drawing))(图11(a))。然后，通过接下来的第二成形工序对使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲而成为所期望的纵壁长度的纵壁部133和凸缘部135的冲压成形品130进行冲压成形(整形成形(restrike forming))(图11(b))。这样，通过在浅延压成形和整形成形的多个工序中进行冲压成形，进行抑制冲压成形品中的断裂和皱褶的产生。
但是，在第二成形工序中使凸缘部115反弯曲时，无法充分平坦地进行反弯曲，例如如图13所示，局部的凹凸状的形状不良即弯曲皱褶部(bending crease portion)127(或弯曲皱褶部141)残存于纵壁部123(或纵壁部133)。特别是在大于440MPa级(MPa-class)的板厚1.0mm以上的高张力钢板(high-tensile steel sheet)中，弯曲皱褶部127、141的残存变得明显。
如果残存这样的弯曲皱褶部127、141，则如图14所示，存在电阻点焊(resistancespot welding)变得困难的情况。即，电阻点焊使冲压成形品120的纵壁部123或冲压成形品130的纵壁部133与其他平坦的部件的平坦面部151重合，利用电极153从两侧施加加压力并夹入，使大电流短时间流通而制作焊接部(weld part)155(熔核(weld nugget))，从而将金属彼此接合。然而，如果在纵壁部123、133残存有弯曲皱褶部127、141，则在与纵壁部123、133对置地进行焊接接合(weld bonding)的平坦面部151之间产生间隙，如果比能够焊接的间隙大，则电流(welding current)变得难以流通，因此存在焊接变得困难这样的问题。因此，减小弯曲皱褶部127、141的大小是重要的。
针对这样的问题，到目前为止提出了对在使受到弯曲加工的纵壁部平坦时残存的弯曲皱褶部进行矫正(straightening)的技术。例如在专利文献1中公开了如下技术：使用以规定的间隔并列设置的三个具有第一凸状部的凸模(punch)和以在与上述三个第一凸状部之间的两个凹状的成形空间对置配置的方式设置的两个具有第二凸状部的凹模(die)，在使三个第一凸状部中的中央的第一凸状部从弯曲皱褶的凸侧抵接的状态下使凸模接近凹模侧而压入，通过利用凸模的第一凸状部和凹模的第二凸状部对弯曲皱褶赋予局部的小变形来矫正弯曲皱褶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2013－103226号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，专利文献1所公开的技术是使用为了对冲压成形品中产生的弯曲皱褶进行矫正的特殊的装置的技术，除了冲压成形品的成形工序以外，还需要为了矫正弯曲皱褶而追加其他的工序，生产率的降低成为问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种冲压成形方法，不需要使用特殊的装置来对弯曲皱褶进行矫正的工序，就能够降低使帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品的凸缘部反弯曲而成为纵壁部的冲压成形品的在该纵壁部残存的弯曲皱褶的大小。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的冲压成形方法是针对具有顶板部、从该顶板部起相对于冲压成形方向倾斜地连续的纵壁部以及从该纵壁部经由凹模肩R部而连续的凸缘部的帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品使用凸模和凹模对使所述凸缘部反弯曲来形成纵壁部的冲压成形品进行冲压成形的冲压成形方法，所述凸模具有与所述反弯曲前冲压成形品的所述顶板部相同形状的对所述冲压成形品的顶板部进行成形的顶板成形面部(top forming surfaceportion)和对所述纵壁部进行成形的纵壁成形面部(side-wall forming surfaceportion)，该纵壁成形面部从所述顶板成形面部起连续地向外侧倾斜且具有相对于冲压成形方向的倾斜角度与所述反弯曲前冲压成形品的所述纵壁部的倾斜角度相等的凸模侧第一倾斜面部(punch side first sloped surface portion)和从该凸模侧第一倾斜面部的下端侧起连续地向比该凸模侧第一倾斜面部靠内侧倾斜的凸模侧第二倾斜面部(punchside second sloped surface portion)，所述凸模侧第一倾斜面部和所述凸模侧第二倾斜面部呈向外侧凸的山形并在其连接部形成有凸模棱线部(punch side ridge lineportion)，所述凹模具有使在所述凸模载置的所述反弯曲前冲压成形品的所述凸缘部反弯曲的凸缘反弯曲部(flange unbending portion)，在所述凸模载置所述反弯曲前冲压成形品而使所述凹模向所述凸模侧进行相对移动，使所述凸模棱线部与所述纵壁部的内表面侧抵接并通过所述凸缘反弯曲部使所述凸缘部反弯曲，从而形成所述冲压成形品的所述纵壁部。
所述凹模可以具有保持与凸模外表面平行的间隔的内表面形状。
所述凸模棱线部可以在满足下式的位置形成。
h1－R1(1－sinα)－R1/2≤h2≤h1－R1(1－sinα)+2πR1(90－α)/360+R1/2
其中，h2表示从所述凸模的所述顶板成形面部到所述凸模棱线部的冲压成形方向上的距离(mm)，h1表示所述反弯曲前冲压成形品的成形高度(mm)，R1表示所述反弯曲前冲压成形品的凹模肩R部的弯曲半径(mm)，α表示所述反弯曲前冲压成形品的所述纵壁部相对于冲压成形方向的倾斜角度(°)。
有益的效果
在本发明中，在使用具有凸模侧第一倾斜面部、凸模侧第二倾斜面部以及凸模棱线部的凸模和具有凸缘反弯曲部的凹模使帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品的凸缘部反弯曲而形成纵壁部时，通过使所述凸模棱线部与所述反弯曲前冲压成形品中的所述纵壁部的内表面侧抵接并利用所述凹模的所述凸缘反弯曲部使所述凸缘部反弯曲，从而能够不需要追加特殊的装置的工序地降低所述弯曲皱褶部的大小，能够提高生产率。
附图说明
图1是对本发明实施方式的冲压成形方法进行说明的图((a)成形开始位置，(b)成形下止点(the bottom dead center of forming)位置)。
图2是对本发明实施方式的冲压成形方法中使用的冲压成形用模具(tool ofpress forming)与在纵壁部产生的弯曲皱褶部的位置关系进行说明的图。
图3是对在本发明中作为对象的帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品、在使反弯曲前冲压成形品的凸缘部反弯曲而成为纵壁部的U形断面形状的冲压成形品以及在实施例中它们的形状进行说明的图。
图4是对在现有的冲压成形方法中在使帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品的凸缘部反弯曲而形成的提高了成形高度的情况下的U形断面形状的冲压成形品进行整形成形的工序进行说明的图((a)成形开始位置，(b)成形下止点位置)。
图5是对将反弯曲前冲压成形品整形成形为冲压成形品的过程中的弯曲皱褶部的产生进行说明的图((a)冲压成形用模具的配置，(b)成形开始前，(c)成形开始时，(d)成形下止点，(e)脱模(die release)后，(f)弯曲皱褶部)。
图6是对在冲压成形品的纵壁部产生的弯曲皱褶部的弯曲皱褶峰高度(bendingcrease height)的定义进行说明的图((a)冲压成形品的剖视图，(b)弯曲皱褶部的放大图)。
图7是对在本实施方式的冲压成形方法中，在冲压成形品的纵壁部产生的弯曲皱褶部的弯曲皱褶峰高度进行说明的图((a)弯曲皱褶部的表面形状轮廓，(b)弯曲皱褶部的放大图)。
图8是示意性地表示在本实施方式的冲压成形方法中变更了凸模棱线部的位置的情况下的冲压成形品的纵壁部的断面形状(cross section)的图((a)现有方法，(b)在本发明中使凸模棱线部与凹模肩R部抵接(11d)，(c)在本发明中使凸模棱线部与弯曲皱褶部处的纵壁部侧抵接(11d)，(d)在本发明中使凸模棱线部与弯曲皱褶部处的凸缘部侧抵接(11d))。
图9是对本实施方式的冲压成形方法中凸模棱线部的优选位置进行说明的图((a)成形开始位置，(b)成形下止点位置)。
图10是表示本实施方式的冲压成形方法中变更了凸模棱线部的位置与凸模侧第二倾斜面部的倾斜角度β(图2)时的弯曲皱褶部的表面形状轮廓的图((a)以通过现有方法产生的弯曲皱褶峰高度为基准时的本发明中的弯曲皱褶峰高度之比，(b)在本发明中使凸模棱线部与凹模肩R部抵接时的弯曲皱褶部的表面形状轮廓，(c)在本发明中使凸模棱线部与纵壁侧塑性弯曲变形区域(plastic bending deformation region)抵接时的弯曲皱褶部的表面形状轮廓，(d)在本发明中使凸模棱线部与凸缘侧塑性弯曲变形区域抵接时的弯曲皱褶部的表面形状轮廓)。
图11是表示通过本实施方式的冲压成形方法使帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品的凸缘部反弯曲而成为纵壁部的帽形断面形状的冲压成形品的一个例子的图((a)反弯曲前冲压成形品，(b)帽形断面形状冲压成形品)。
图12是对U形断面形状和帽形断面形状的冲压成形品进行说明的图((a)U形断面形状的冲压成形品，(b)帽形断面形状的冲压成形品)。
图13是对使成形高度低的反弯曲前冲压成形品的凸缘部反弯曲而成为纵壁部的U形断面形状或帽形断面形状的冲压成形品的纵壁部中产生的弯曲皱褶部进行说明的图((a)U形断面形状的冲压成形品，(b)帽形断面形状的冲压成形品，(c)弯曲皱褶部)。
图14是对通过电阻点焊将具有弯曲皱褶的冲压成形品的纵壁部与其他部件的平坦面部接合时的问题点进行说明的示意图。
具体实施方式
在对本发明实施方式的冲压成形方法进行说明之前，作为完成本发明的过程，对与弯曲皱褶产生原理和降低弯曲皱褶的方法有关的研究进行说明。
〈弯曲皱褶产生原理〉
发明人们以使用如图4所示那样的具备凸模41和凹模43的冲压成形用模具40，使在图3(a)中作为一个例子所示那样具有顶板部111、纵壁部113以及凸缘部115的帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲而得到在图3(b)中作为一个例子所示那样的纵壁部123的一部分的冲压成形品120进行整形的过程作为对象，对在纵壁部123中产生的弯曲皱褶部127(参照图13(a))的原理进行了研究。
在图5中表示的是在冲压成形品120的纵壁部123中产生弯曲皱褶部127的原理。在这里，图5(a)是表示冲压成形用模具40的凸模41和凹模43的相对的位置关系的图，图5(b)至图5(d)表示从成形开始位置到成形下止点位置为止的成形过程中的反弯曲前冲压成形品110的凹模肩R部119及其周边的变形动作的图，图5(e)是表示从冲压成形用模具40脱模后的冲压成形品120的纵壁部123的剖视图，图5(f)是将在纵壁部123中产生的弯曲皱褶部127放大表示的图。如图5所示，如果使凹模43向冲压成形方向移动而冲压成形，则在冲压成形开始位置，凸模41和凹模43相对于冲压成形方向倾斜，因此凸模侧纵壁成形面部41a与凹模侧纵壁成形面部43a的垂直方向距离即间隙(图5(a)、(c)中的d1)比到达成形下止点位置的时刻的间隙(图5(a)、(d)中的d2)宽。
如果凹模43的凸缘反弯曲部43b与反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115抵接而开始反弯曲，则如图5(c)所示，开始进行凹模肩R部119变得平坦那样的反弯曲变形(unbending deformation)。
此时，由于成形过程中的凸模侧纵壁成形面部41a与凹模侧纵壁成形面部43a的垂直方向距离即间隙(图5(c)中的d1)比反弯曲前冲压成形品110的板厚宽，因此产生反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113和凸缘部115能够自由变形的空间。
因此，凹模肩R部119的反弯曲变形所伴随的反力施加于与凹模肩R部119相邻的纵壁部113和凸缘部115，并且在与凹模肩R部119中的向凸模41侧凸的形状相反的方向上附加塑性弯曲变形(plastic bending deformation)。在这里，将在凹模肩R部119前后的纵壁部113侧和凸缘部115侧的产生塑性弯曲变形的区域分别称为纵壁侧塑性弯曲变形区域113a和凸缘侧塑性弯曲变形区域115a。
然后，在成形下止点位置处，如图5(d)所示，凸模侧纵壁成形面部41a与凹模侧纵壁成形面部43a的垂直方向距离即间隙(图5(d)中的d2)变窄至与冲压成形品120的板厚大致相等，反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113和凸缘部115被夹压而成形为冲压成形品120的纵壁部123。
在这里，将成形下止点位置(图5(d))中的凸模侧纵壁成形面部41a与凹模侧纵壁成形面部43a的垂直方向距离即间隙d2和冲压成形品120的纵壁部123的板厚之差除以板厚并乘以100而得到的值(％)定义为间隔(clearance)。
在成形下止点位置(图5(d))处，如果将凸模侧纵壁成形面部41a与凹模侧纵壁成形面部43a的间隔设为零，即，利用平坦的凸模侧纵壁成形面部41a和凹模侧纵壁成形面部43a对在冲压成形品120的纵壁部123中产生的弯曲皱褶部127进行挤压，则认为外观上弯曲皱褶部127变得平坦而能够矫正。
然而，在冲压成形品120中，如果从冲压成形用模具40脱模，则如图5(e)所示，由于产生回弹(springback)，因此无法将弯曲皱褶部127完全矫正为平坦的形状，在纵壁部123残存有局部的凹凸状的形状不良即弯曲皱褶部127。在图5(f)中表示的是在脱模后的冲压成形品120的纵壁部123中残存的弯曲皱褶部127的放大图。
如图5(f)所示，在脱模后的冲压成形品120的纵壁部123中，将与反弯曲前冲压成形品110的凹模肩R部相当的凹模肩R相当部(portion corresponding to shoulder partof a die)127a、与纵壁侧塑性弯曲变形区域113a相当的纵壁侧塑性弯曲变形部(portionreceiving plastic bending deformation)127b、与凸缘侧塑性弯曲变形区域115a相当的凸缘侧塑性弯曲变形部127c作为弯曲皱褶部127残存。
〈关于降低弯曲皱褶的大小的方法的研究〉
发明人基于与使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲而成的冲压成形品120的纵壁部123中产生弯曲皱褶部127的原理相关的上述研究，进一步对降低冲压成形品120中产生的弯曲皱褶部127的大小(弯曲皱褶峰高度)的方法进行了研究。
在这里，作为对弯曲皱褶部127的大小定量地进行评价的指标，如图6所示，将从连结冲压成形品120的内表面侧的纵壁部123与纵壁侧塑性弯曲变形部127b的交界127d和凸缘侧塑性弯曲变形部127c与纵壁部123的交界127e的直线起到弯曲皱褶部127的凸部顶端的垂直方向距离定义为弯曲皱褶峰高度。
如图5(f)所示，在弯曲皱褶部127中，由于与在凹模肩R部119反弯曲完成时残存的凹模肩R相当部127a的曲率方向(向凸模41侧凸)的翘曲相反方向的曲率方向(向凸模41侧凹)的翘曲施加于纵壁侧塑性弯曲变形部127b和凸缘侧塑性弯曲变形部127c，从而纵壁侧塑性弯曲变形部127b和凸缘侧塑性弯曲变形部127c在凸模41侧为凹状，因此可知在凸模41侧为凸状的弯曲皱褶部127的弯曲皱褶峰高度增高。
因此，基于冲压成形模拟(press forming simulation)的结果，对纵壁侧塑性弯曲变形部127b和凸缘侧塑性弯曲变形部127c产生的范围进行了深入研究。其结果是，得到纵壁侧塑性弯曲变形部127b和凸缘侧塑性弯曲变形部127c均是反弯曲前冲压成形品110的凹模肩R部119的弯曲半径R1越大则变得越宽且大约是凹模肩R部119的弯曲半径R1的1/2这样的见解。
发明人们基于这些见解，对降低弯曲皱褶部127的弯曲皱褶峰高度的方法进行了深入研究。其结果是，发现在使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲时，通过将产生弯曲皱褶部127的区域向与弯曲皱褶部127相反的一侧弯折弯曲，能够降低弯曲皱褶峰高度。本发明是基于上述研究而完成的，以下，对其结构进行说明。
〈冲压成形方法〉
如图3(a)所示，本发明实施方式的冲压成形方法针对具有顶板部111、从顶板部111起相对于冲压成形方向倾斜地连续的纵壁部113以及从纵壁部113经由凹模肩R部119连续的凸缘部115的帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品110使用在图1和图2中作为一个例子表示的具备凸模11和凹模13的冲压成形用模具10使凸缘部115反弯曲，从而对在图3(b)中作为一个例子表示的形成有纵壁部123的冲压成形品120进行冲压成形。
在反弯曲前冲压成形品110中形成有将顶板部111与纵壁部113连接的凸模肩R部117和将纵壁部113与凸缘部115连接的凹模肩R部119。
另外，在冲压成形品120中形成有将顶板部121与纵壁部123连接的凸模肩R部125。在这里，顶板部121、凸模肩R部125分别与反弯曲前冲压成形品110的顶板部111、凸模肩R部117为相同形状。另外，反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113相对于冲压成形方向的倾斜角度α设为与冲压成形品120的纵壁部123的倾斜角度α相等。
如图1所示，凸模11具有顶板成形面部11e和凸模侧纵壁成形面部11a。
顶板成形面部11e将与反弯曲前冲压成形品110的顶板部111相同形状的顶板部121成形。
凸模侧纵壁成形面部11a将反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113成形，如图1所示，具有凸模侧第一倾斜面部11b、凸模侧第二倾斜面部11c、凸模棱线部11d。需要说明的是，凸模侧纵壁成形面部11a对应于本申请的权利要求书中记载的“纵壁成形面部”。
如图2所示，凸模侧第一倾斜面部11b从顶板成形面部11e起连续地向外侧倾斜，相对于冲压成形方向的倾斜角度与反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113相对于冲压成形方向的倾斜角度α相等。
如图2所示，凸模侧第二倾斜面部11c从凸模侧第一倾斜面部11b的下端侧起连续地向比凸模侧第一倾斜面部11b靠内侧倾斜。在本实施方式中，如图2所示，凸模侧第二倾斜面部11c以凸模侧第一倾斜面部11b为基准朝向凸模11侧向内侧以倾斜角度β(0＜β≤α)倾斜。
如图1所示，凸模棱线部11d形成于凸模侧第一倾斜面部11b与凸模侧第二倾斜面部11c的连接部。由此，凸模侧纵壁成形面部11a呈现凸模侧第一倾斜面部11b和凸模侧第二倾斜面部11c向凸模11的外侧凸的山形。
如图1所示，凹模13与凸模11对置配置，具有凹模侧纵壁成形面部13a和凸缘反弯曲部13d。
凹模侧纵壁成形面部13a与凸模侧纵壁成形面部11a协作而成形反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113，如图1所示，具有凹模侧第一倾斜面部13b和凹模侧第二倾斜面部13c。
如图2所示，凹模侧第一倾斜面部13b相对于冲压成形方向以倾斜角度α倾斜，与凸模侧第一倾斜面部11b平行。
如图2所示，凹模侧第二倾斜面部13c从凹模侧第一倾斜面部13b的下端侧起相对于冲压成形方向朝向凸模11侧倾斜地连续。在本实施方式中，如图2所示，凹模侧第二倾斜面部13c以凹模侧第一倾斜面部13b为基准朝向凸模11侧以倾斜角度β(0＜β≤α)倾斜，与凸模侧第二倾斜面部11c平行。
凸缘反弯曲部13d从凹模侧第二倾斜面部13c连续，与在凸模11上载置的反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115抵接而反弯曲。在本实施方式中，如图2所示，凸缘反弯曲部13d具有将凸缘部115成形的凸缘成形面部13e和与凸缘成形面部13e连接的凹模肩部13f。
而且，在凸模11上载置反弯曲前冲压成形品110，使凹模13向凸模11侧相对移动，使凸模11的凸模棱线部11d与纵壁部113的内表面侧抵接，并且通过凹模13的凸缘反弯曲部13d使凸缘部115的全部或一部分反弯曲，从而成形冲压成形品120的纵壁部123。此时，顶板部121成形为与反弯曲前冲压成形品110的顶板部111相同的形状。
如图2所示，凸模11的凸模棱线部11d可以设定为抵接于与冲压成形品120的纵壁部123中的产生弯曲皱褶部127的区域相当的反弯曲前冲压成形品110的凹模肩R部119、纵壁侧塑性弯曲变形区域113a或凸缘侧塑性弯曲变形区域115a(参照图5(c))。
而且，如图1(b)所示，使凹模13向凸模11侧进行相对移动，如图2所示，使凸模11的凸模棱线部11d与冲压成形品120的纵壁部123中的产生弯曲皱褶部127的区域(图5(f)中的127a、127b、127c)的内侧抵接，并且使凸缘部115反弯曲。
《能够降低弯曲皱褶峰的大小的理由》
接着，对通过本实施方式的冲压成形方法能够降低在冲压成形品120的纵壁部123中产生的弯曲皱褶部127的大小的理由进行说明。
在图7中表示的是冲压成形品120的纵壁部123的凸模11侧的表面形状的轮廓。横轴表示冲压成形品120的纵壁部123的从下端朝向上端的方向(X方向)上的位置，纵轴表示与纵壁部123垂直的方向(Y方向)上的从纵壁部123的凸模11侧的表面到弯曲皱褶部127的表面的距离(表面形状轮廓)。
图7(a)中所示的A是通过现有的冲压成形用模具40(图4)使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲而冲压成形而成的冲压成形品120的弯曲皱褶部127的凸模41侧的表面形状轮廓，弯曲皱褶峰高度是与纵壁部123垂直的方向上的到弯曲皱褶部127的表面为止的距离的最大值(图7(a)中的ha)。
图7(a)中所示的B是在使用本实施方式的冲压成形用模具10而在冲压成形而成的冲压成形品120的纵壁部123不产生弯曲皱褶部127的情况下的弯曲皱褶部127的凸模11侧的表面形状轮廓。图7(a)中所示的C是使用本实施方式的冲压成形用模具10而在冲压成形而成冲压成形品120的纵壁部123产生弯曲皱褶部127的凸模11侧的表面形状轮廓，并且是将表面形状轮廓A和表面形状轮廓B合成而求出的形状。
如图6(b)示出的弯曲皱褶峰高度的定义那样，表面形状轮廓C中的弯曲皱褶峰高度hc是从将弯曲皱褶部127的两端(图7(b)中的产生弯曲皱褶部127的区域和纵壁部123中的与纵壁部113相当的部位的交界127d、产生弯曲皱褶部127的区域和与凸缘部115相当的部位的交界127e)连结的假想直线(图7(a)中的虚线)起的垂直方向距离的最大值(图7(a)中的hc)，并且比使用现有的凸模31时的表面形状轮廓A的弯曲皱褶峰高度ha(图7(a)中的ha)低。
这样，根据本实施方式的冲压成形方法，通过使凸模棱线部11d与反弯曲前冲压成形品110中的产生弯曲皱褶部127的区域(图6(b)、图7(a)、图7(b)的交界127d与交界127e之间)抵接，并且使凸缘部115反弯曲，能够向凸模11侧凹状地进行折弯而变更弯曲皱褶部127的表面形状轮廓，能够降低弯曲皱褶部127的弯曲皱褶峰高度。
《凸模中的凸模棱线部的优选位置》
图8是示意性地表示在将在本实施方式的冲压成形方法中使用的凸模11的凸模棱线部11d的位置(11d)进行了变更的情况下的冲压成形品120的纵壁部123的断面形状的图。在这里，图8(a)是使用现有的凸模41的情况，图8(b)是使凸模11的凸模棱线部11d与凹模肩R部119抵接的情况，图8(c)和图8(d)是使凸模棱线部11d与产生弯曲皱褶部127的区域的外侧抵接的情况，图8(b)至图8(d)中的白色箭头表示使凸模棱线部11d抵接的位置。
如果对使用本实施方式的凸模11(参照图1)的情况和使用现有的凸模41(参照图4)的情况下的弯曲皱褶部127的表面形状轮廓进行比较，则如图8(a)和图8(b)所示，弯曲皱褶部127的弯曲皱褶峰高度变低(ha＞hb)。
另外，在将凸模11的凸模棱线部11d抵接的位置设为产生弯曲皱褶部127的区域的外侧即纵壁部113侧的情况或凸缘部115侧的情况下，如图8(c)和图8(d)所示，如果与凸模棱线部11d位于产生弯曲皱褶部127的区域内的情况(图8(b))相比，则弯曲皱褶峰高度高，与使用现有的凸模41的情况(图8(a))相比，弯曲皱褶峰高度也没有得到改善。
根据图8(b)至图8(d)的结果可知，对于在凸模11设置的凸模棱线部11d，存在为了降低弯曲皱褶部127的大小的优选位置。因此，基于图9对凸模棱线部11d的优选位置进行说明。
图9(a)是意性地表示使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲时产生弯曲皱褶部127的区域的图。
根据纵壁部113相对于冲压成形方向倾斜的角度α(°)与凹模肩R部119的弯曲半径R1的几何学的关系，反弯曲前冲压成形品110的凹模肩R部119的区域的长度l1(参照图9(a))能够由式(1)计算。
l1＝2πR1×(90°－α)/360°…式(1)
并且，反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113中的纵壁侧塑性弯曲变形区域113a的长度l2和凸缘部115中的凸缘侧塑性弯曲变形区域115a的长度l3如上述在弯曲皱褶产生原理中所述，大约是反弯曲前冲压成形品110的凹模肩R部119的弯曲半径R1的1/2，因此由式(2)和式(3)算出。
l2＝R1×1/2…式(2)
l3＝R1×1/2…式(3)
由此，产生弯曲皱褶部127的区域的长度能够作为反弯曲前冲压成形品110的凹模肩R部119的长度l1、纵壁侧塑性弯曲变形区域113a的长度l2以及凸缘侧塑性弯曲变形区域115a的长度l3的合计值而计算。
例如，在凹模肩R部119的弯曲半径R1为5mm、反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113相对于冲压成形方向的倾斜角度α为3°的情况下，凹模肩R部119的长度l1根据式(1)为7.6mm，纵壁侧塑性弯曲变形区域113a的长度l2和凸缘侧塑性弯曲变形区域115a的长度l3根据式(2)和式(3)均为2.5mm。在该情况下，反弯曲前冲压成形品110中的产生弯曲皱褶部127的区域的长度为它们的合计值12.6mm(＝7.6mm+2.5mm+2.5m)。
如果将凸模侧第一倾斜面部11b的倾斜角度设为与反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113的倾斜角度α相同、将反弯曲前冲压成形品110的成形高度设为h1，则凹模肩R部119与纵壁侧塑性弯曲变形区域113a的交界的冲压成形方向上的从顶板成形面部11e起的距离hd根据图9(a)所示的几何学的关系，由hd＝h1－R1·(1－sinα)…式(4)计算。
在图9(b)中表示的是以反弯曲前冲压成形品110的顶板部111为基准时的产生弯曲皱褶部127的区域及其交界的位置。在反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113的倾斜角度α在1～10°的范围内的情况下，能够近似为cosα≈1，因此，如果使用式(1)至式(4)，则从冲压成形方向上的顶板部111到纵壁部113侧的交界的距离hs、到凸缘部115侧的交界的距离he分别由式(5)和式(6)计算。
hs＝h1－R1·(1－sinα)－R1×1/2…式(5)
he＝h1－R1·(1－sinα)+2πR1×(90°－α)/360°+R1×1/2…式(6)
由此，如果凸模棱线部11d的冲压成形方向上的从顶板成形面部11e起的距离设为h2(参照图2)，则凸模棱线部11d的位置以满足hs≤h2≤he即以下的式(7)的方式决定，由此能够使凸模棱线部11d与产生弯曲皱褶部127的区域中的纵壁部113的内表面侧抵接并使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲，并且能够使产生弯曲皱褶部127的区域急剧地折弯而进一步降低弯曲皱褶峰高度，因此优选。
h1－R1(1－sinα)－R1/2≤h2≤h1－R1(1－sinα)+2πR1(90－α)/360+R1/2…式(7)
在这里，h2表示从凸模11的顶板成形面部11e到凸模棱线部11d的冲压成形方向上的距离(mm)，h1表示反弯曲前冲压成形品110的成形高度(mm)(参照图3)，R1表示反弯曲前冲压成形品110的凹模肩R部119的弯曲半径(mm)(参照图3)，α表示反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113相对于冲压成形方向的倾斜角度(°)(参照图3)。
《凸模侧第二倾斜面部的倾斜角度》
图10(a)是在将凸模侧第一倾斜面部11b相对于冲压成形方向的倾斜角度α设为10°、将凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β设为10°、进一步设为β×1/2(＝5°)以及β×1/4(＝2.5°)的情况下，将在产生弯曲皱褶部的纵壁侧塑性弯曲变形区域113a、凹模肩R部119以及凸缘侧塑性弯曲变形区域115a内变更了凸模棱线部11d的位置时的弯曲皱褶峰高度通过将使用现有的凸模41冲压成形而成的冲压成形品120中的弯曲皱褶部127的弯曲皱褶峰高度ha(参照图7(a)的表面形状轮廓A)设为100％时的比率而表示的图。图10(b)至图10(d)是表示图10(a)中的绘图(b)至(d)的弯曲皱褶部127的凸模侧的表面形状轮廓的图。而且，图10(b)至图10(d)的横轴(X方向)、纵轴(Y方向)、A、B以及C与上述图7相同。
根据图10(a)可知，通过使凸模棱线部11d位于产生弯曲皱褶部的区域(113a、119、115a)内，能够降低弯曲皱褶峰高度，另外，在凸模棱线部11d位于产生弯曲皱褶部的区域的中央时弯曲皱褶峰高度最为降低(参照图10(b)和图10(c)所示的表面形状轮廓C)。
并且，根据图10(a)可知，通过增大凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β，降低外观上的弯曲皱褶峰高度的效果提高(参照图10(b)和图10(d)所示的表面形状轮廓C)。因此，为了降低弯曲皱褶峰高度，优选增大凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β。
然而，如果使凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β比凸模侧第一倾斜面部11b的倾斜角度α大，则凸模侧第二倾斜面部11c比凸模棱线部11d靠顶板成形面部11e侧。因此，在使冲压成形用模具10的凹模13相对于冲压成形方向平行地进行相对移动的情况下，成形下止点位置处的凸模侧第二倾斜面部11c与凹模侧第二倾斜面部13c的垂直方向的间隙变宽而无法对反弯曲的凸缘部115充分地进行限制，因此降低弯曲皱褶部127的弯曲皱褶峰高度的效果也饱和。
由此，在使凹模13向凸模11侧与冲压成形方向平行地进行相对移动的情况下，凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β设为凸模侧第一倾斜面部11b的倾斜角度α以下(0＜β≤α)即可。
不过，在使用具备使凹模13相对于冲压成形方向倾斜地向凸模11侧移动的机构的冲压成形用模具10进行镶块弯曲成形(insert bending)的情况下，对于凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β，不存在上述那样的上限，适当设定即可。
并且，如果在冲压成形后使冲压成形品120从冲压成形用模具10脱模，则使凸缘部115反弯曲而成形而成的纵壁部123向凸模11侧凸状地回弹(参照图5(e))。因此，凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β优选停留于冲压成形过程中的冲压成形品120的纵壁部123的折弯量(向凸模11侧呈凹状)不超过回弹量(向凸模11侧呈凸状)的范围内。
但是，脱模后的纵壁部123的回弹量受冲压成形品120的断面形状和长度方向形状、板料100所使用的金属板的拉伸强度和板厚、冲压成形品120中产生的残留应力或应变的分布等各种因素的影响，因此不能一律地决定。因此，纵壁部123的回弹量优选预先通过利用有限元法(finite element method)的数值模拟(numerical simulation)或预备实验求出。
并且，凹模13优选具有内表面形状，该内表面形状保持与凸模11外表面平行的间隔。在这里，凹模13具有的内表面形状是指凹模侧第一倾斜面部13b和凹模侧第二倾斜面部13c的形状。并且，凸模11外表面是指凸模侧第一倾斜面部11b和凸模侧第二倾斜面部11c的形状。而且，优选的是，凹模13的凹模侧第一倾斜面部13b相对于冲压成形方向为倾斜角度α且与凸模侧第一倾斜面部11b平行，凹模侧第二倾斜面部13c以凹模侧第一倾斜面部13b为基准朝向凸模11侧以倾斜角度β倾斜且与凸模侧第二倾斜面部11c平行。
而且，在使凹模13相对于冲压成形方向平行地进行相对移动而接近凸模11的成形下止点位置处，凹模侧第一倾斜面部13b和凹模侧第二倾斜面部13c优选以垂直方向距离分别相对于凸模侧第一倾斜面部11b和凸模侧第二倾斜面部11c保持规定的间隙而对置的方式设置。这是因为，如图1(b)所示的成形下止点位置的状态那样，能够通过使在凸模11与凹模13之间纵壁部113能够自由地变形的空间变小来限制纵壁部113，因此容易转印凸模侧第一倾斜面部11b和凸模侧第二倾斜面部11c、凹模侧第一倾斜面部13b和凹模侧第二倾斜面部13c的形状。
《凸模与凹模的间隔》
在这里，在图1和图2所示的冲压成形用模具10中，优选将凸模11和凹模13设置为凸模11与凹模13的间隔为板料(blank)的板厚的0％以上50％以下。凸模11与凹模13的间隔是指将凸模侧第一倾斜面部与凹模侧第一倾斜面部的垂直方向距离、凸模侧第二倾斜面部与凹模侧第二倾斜面部的垂直方向距离除以上述板厚并乘以100而计算的值(％)。
在间隔小于0％的情况下，成为所谓的“减薄拉深加工(ironing)”，存在产生滑动面(sliding surface)的异常磨耗(abnormal sliding wear)或称为“磨损(galling)”的瑕疵的危险，因此不优选。并且，在间隔大于50％的情况下，会产生板料能够自由地移动的空间，因此难以发挥本发明的效果，因此不优选。
特别是在将冲压成形用模具与板料之间容易产生“磨损”的拉伸强度(tensilestrength)超过1600MPa级或板厚比3.6mm厚的金属板用作板料的情况下，适当地调整间隔变得重要。
需要说明的是，本实施方式的冲压成形方法的说明是关于对使帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115的全部反弯曲而成为纵壁部123的一部分的U形断面形状的冲压成形品120进行冲压成形的情况，如同在图11中作为一个例子所示那样，本发明也可以对使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115的一部分反弯曲而成为纵壁部133的一部分且使凸缘部115的剩余的部位成为新的凸缘部135的帽形断面形状的冲压成形品130进行冲压成形，在该情况下也与对图4所示的U形断面形状的冲压成形品120进行冲压成形的情况相同，通过使凸模11的凸模棱线部11d与反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113的内表面侧抵接并使凸缘部115反弯曲，能够降低在帽形断面形状的冲压成形品130的纵壁部133残存的弯曲皱褶部141的大小(弯曲皱褶峰高度)。
并且，本发明在将俯视时沿长度方向弯曲的冲压成形品设为目标形状的情况下，除了能够降低在冲压成形品的纵壁部残存的弯曲皱褶部的大小(弯曲皱褶峰高度)，还能够抑制弯曲的冲压成形品中的由拉伸凸缘成形(stretch flange forming)导致的断裂、由收缩凸缘成形(shrink flange forming)导致的皱褶。
在本实施方式中，凹模13具备分别与凸模侧第一倾斜面部11b、凸模侧第二倾斜面部11c平行的凹模侧第一倾斜面部13b、凹模侧第二倾斜面部13c，该凹模侧第一倾斜面部13b、凹模侧第二倾斜面部13c与凸模侧第一倾斜面部11b、凸模侧第二倾斜面部11c协作而对反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113进行夹压。
不过，本发明不限于凹模13具备分别与凸模侧第一倾斜面部11b、凸模侧第二倾斜面部11c平行的凹模侧第一倾斜面部13b、凹模侧第二倾斜面部13c。也可以使凸模棱线部抵接并使凸缘部反弯曲而以沿着凸模侧第一倾斜面部、凸模侧第二倾斜面部的方式形成纵壁部。
并且，本发明不限于仅使预先准备的帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品的凸缘部反弯曲的一个工序，包含通过将帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品冲压成形的第一成形工序和使反弯曲前冲压成形品的凸缘部反弯曲而形成纵壁部的第二成形工序的两个工序将目标形状的冲压成形品冲压成形。
需要说明的是，在本发明中作为成形对象的冲压成形品为汽车零件的情况下，作为汽车零件的种类，能够例示使用高强度的金属板的A柱(pillar)、B柱、车顶纵梁(roofrail)、侧梁(side rail)，前纵梁(front side member)、后纵梁(rear side member)、横梁(cross member)等骨架部件等。
实施例1
在本实施例1中，分别对第一成形工序和第二成形工序进行冲压成形模拟，求出在冲压成形品120的纵壁部123中产生的弯曲皱褶部的弯曲皱褶峰高度，上述第一成形工序对图3(a)所示的帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品110进行冲压成形，上述第二成形工序使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲而对图3(b)所示的冲压成形品进行冲压成形。
在第一成形工序中，将板厚1.2mm、拉伸强度1180MPa级的金属板作为板料100，使用具备凸模、凹模以及板料保持架(blank holder)的冲压成形用模具(未图示)，对具有图3(a)所示的顶板部111、纵壁部113以及凸缘部115的反弯曲前冲压成形品110进行冲压成形。
对于反弯曲前冲压成形品110的目标形状，将成形高度h设为50mm、将顶板部111的长度lT设为50mm、将纵壁部113的倾斜角度α设为3°、将凸缘部115的宽度WF设为50mm、将凸模肩R部117的弯曲半径和凹模肩R部119的弯曲半径均设为10mm。而且，在第一成形工序中使用的凸模和凹模的尺寸设定为与反弯曲前冲压成形品的目标形状对应。
在接下来的第二成形工序中，如图1所示，使用具备凸模11和凹模13的冲压成形用模具10，使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115的全部反弯曲，从而对具有顶板部121和纵壁部123的U形断面形状的冲压成形品120进行冲压成形。
对于冲压成形品120的目标形状，顶板部121的长度、凸模肩R部125的弯曲半径设为与反弯曲前冲压成形品110相同。
对于冲压成形用模具10的尺寸，凸模11的顶板成形面部11e的宽度设为50mm，凸模侧第一倾斜面部11b和凹模侧第一倾斜面部13b均设为与反弯曲前冲压成形品110的纵壁部113的倾斜角度α相等的3°。
并且，凸模棱线部11d距顶板成形面部11e的距离h2设为50mm，凸模侧第一倾斜面部11b的倾斜角度设为α＝3°，以凸模侧第一倾斜面部11b为基准的凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度设为β＝0～3°，凹模肩R部119的弯曲半径设为10mm，成形下止点处的凸模侧第一倾斜面部11b与凹模侧第一倾斜面部13b的间隔、凸模侧第二倾斜面部11c与凹模侧第二倾斜面部13c的间隔均设为相对于板料100的板厚的3％。
然后，对在第二成形工序中成形的冲压成形品120的纵壁部123中产生的弯曲皱褶部127的弯曲皱褶峰高度进行计算。在这里，弯曲皱褶峰高度设为在与纵壁部123垂直的方向上的到弯曲皱褶部127的表面为止的距离的最大值。
在本实施例1中，如以下所示，将冲压成形品120的冲压成形中使用的凸模11的凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β和凸模棱线部11d的位置进行变更而进行冲压成形模拟，对弯曲皱褶峰高度的降低效果进行了研究。
[凸模侧第二倾斜面部的倾斜角度]
在本实施例中，首先，将在第二成形工序中使用的凸模11的凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β进行变更，对弯曲皱褶部的弯曲皱褶峰高度进行了研究。
将在凸模侧第一倾斜面部11b的从冲压成形方向起外侧的倾斜角度α(＝3°)以下的范围内将凸模侧第二倾斜面部11c的从凸模侧第一倾斜面部11b起内侧的倾斜角度设为β＝1°、2°、3°的情况作为发明例1－1、发明例1－2、发明例1－3，求出弯曲皱褶部127的弯曲皱褶峰高度。并且，作为比较对象，将使用图4所示的现有的冲压成形用模具40冲压成形的使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲而成为纵壁部123的一部分的冲压成形品120的情况作为比较例1，与发明例1－1至发明例1－3相同，求出弯曲皱褶部127的弯曲皱褶峰高度。
在表1中表示的是发明例1－1至发明例1－4以及比较例1中的冲压成形品120的弯曲皱褶峰高度的结果。
[表1]
比较例1中的弯曲皱褶峰高度为1.72mm。与此相对，发明例1－1、发明例1－2、发明例1－3中的弯曲皱褶峰高度为1.24mm、1.35mm、1.52mm，均比比较例1降低。由此，示出了通过使用设置有凸模棱线部11d的凸模11，能够降低弯曲皱褶部127的弯曲皱褶峰高度。
另外，根据发明例1－1至发明例1－3的结果，示出了通过增大凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β，降低弯曲皱褶峰高度的效果变大。这是因为，在使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部反弯曲时，促进了使凹模肩R部119向相反方向弯曲的变形。
需要说明的是，对在将凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度β设为比凸模侧第一倾斜面部11b的倾斜角度α大的4°的情况也进行了冲压成形模拟。
在该情况下，也使凹模13能够向水平方向移动，通过向凸模11侧进行镶块弯曲成形，即使在凸模侧第二倾斜面部11c的倾斜角度比凸模侧第一倾斜面部11b的倾斜角度α大的情况下，也能够使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部反弯曲而对冲压成形品120进行冲压成形。
[凸模棱线部的位置的影响]
接着，对在本发明的优选范围内将第二成形工序中使用的凸模11的凸模棱线部11d的位置变更了的情况进行冲压成形模拟，求出弯曲皱褶部的弯曲皱褶峰高度。
在这里，作为发明例，将在凸模侧第一倾斜面部11b的从冲压成形方向起外侧的倾斜角度α以下的范围内将凸模侧第二倾斜面部11c的从凸模侧第一倾斜面部11b方向起内侧的倾斜角度设为β＝3°时的情况分别作为发明例2－1、发明例2－2、发明例2－3。
表2中表示的是发明例2－1至发明例2－5以及上述比较例1中的冲压成形品120的弯曲皱褶峰高度的结果。
[表2]
发明例2－1将凸模棱线部11d的位置设为本发明的优选范围内，发明例2－1将凸模棱线部11d的位置设定在纵壁侧塑性弯曲变形区域113a的范围内，发明例2－2将凸模棱线部11d的位置设定在凹模肩R部119的范围内，发明例2－3将凸模棱线部11d的位置设定在凸缘侧塑性弯曲变形区域115a的范围内。发明例2－1、发明例2－2、发明例2－3中的弯曲皱褶峰高度分别为1.24mm、1.23mm、1.24mm，与比较例1中的弯曲皱褶峰高度相比大幅降低。
发明例2－4和发明例2－5将凸模棱线部11d的位置设为本发明的优选范围外，发明例2－4将凸模棱线部11d设定在比纵壁侧塑性弯曲变形区域113a靠凸模肩R部117侧的位置，发明例2－5将凸模棱线部11d设定在比凸缘侧塑性弯曲变形区域115a靠凸缘部115顶端侧的位置。在发明例2－4和发明例2－5中的弯曲皱褶峰高度均为1.45mm，与比较例1中的弯曲皱褶峰高度相比小，但与发明例2－1至发明例2－3相比大。
实施例2
在本实施例2中，分别对第一成形工序和第二成形工序进行冲压成形模拟，对在冲压成形品130的纵壁部133中产生的弯曲皱褶部141的大小进行了研究，上述第一成形工序对图11(a)所示的帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品110进行冲压成形，上述第二成形工序使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲而对图11(b)所示的帽形断面形状的冲压成形品130进行冲压成形。
在该冲压成形模拟中，与上述实施例1相同，发明例3使用包含具有凸模侧第一倾斜面部、凸模侧第二倾斜面部以及凸模棱线部的凸模和具有凸缘反弯曲部的凹模在内的冲压成形用模具(未图示)，对使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115中的纵壁部113侧的一部分反弯曲而成为纵壁部133且使凸缘部115中的与纵壁部113相反侧的部位成为凸缘部135的帽形断面形状的冲压成形品130进行冲压成形。
对于冲压成形品130的目标形状，将成形高度设为H＝80mm，将凸缘部135的宽度设为WF＝20mm。并且，对于冲压成形品130的冲压成形所使用的凸模，将凸模侧第一倾斜面部的倾斜角度设为α＝3°，将凸模侧第二倾斜面部的倾斜角度设为β＝3°。而且，对于冲压成形品130的目标形状和冲压成形用模具的尺寸的其他条件与上述实施例1设为相同。
并且，在实施例2中，将使用现有的冲压成形用模具40使反弯曲前冲压成形品110的凸缘部115反弯曲而对冲压成形品130进行冲压成形的情况作为比较例2。
然后，分别针对发明例3和比较例2求出在帽形断面形状的冲压成形品130的纵壁部133残存的弯曲皱褶部141的弯曲皱褶峰高度。弯曲皱褶峰高度与上述实施方式同样地求出(参照图6)。表3中表示的是发明例3和比较例2中的弯曲皱褶峰高度的结果。
[表3]
比较例2中的弯曲皱褶峰高度为1.71mm。与此相对，发明例3中的弯曲皱褶峰高度为1.24mm，与比较例2相比降低。由此，根据本发明的冲压成形方法，示出了在使帽形断面形状的冲压成形品130成为目标形状的情况下，也能够降低弯曲皱褶部141的弯曲皱褶峰高度。
工业实用性
根据本发明，能够提供一种冲压成形方法，不需要使用特殊的装置来对弯曲皱褶进行矫正的工序，就能够降低使帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品的凸缘部反弯曲而成为纵壁部的冲压成形品的在该纵壁部残存的弯曲皱褶的大小。
附图标记说明
10：冲压成形用模具；11：凸模；11a：凸模侧纵壁成形面部；11b：凸模侧第一倾斜面部；11c：凸模侧第二倾斜面部；11d：凸模棱线部；11e：顶板成形面部；13：凹模；13a：凹模侧纵壁成形面部；13b：凹模侧第一倾斜面部；13c：凹模侧第二倾斜面部；13d：凸缘反弯曲部；13e：凸缘成形面部；13f：凹模肩部；40：冲压成形用模具；41：凸模；41a：凸模侧纵壁成形面部；43：凹模；43a：凹模侧纵壁成形面部；43b：凸缘反弯曲部；110：反弯曲前冲压成形品；111：顶板部；113：纵壁部；113a：纵壁侧塑性弯曲变形区域；115：凸缘部；115a：凸缘侧塑性弯曲变形区域；117：凸模肩R部；119：凹模肩R部；120：冲压成形品；121：顶板部；123：纵壁部；125：凸模肩R部；127：弯曲皱褶部；127a：凹模肩R相当部；127b：纵壁侧塑性弯曲变形部；127c：凸缘侧塑性弯曲变形部；127d：交界；127e：交界；130：冲压成形品；131：顶板部；133：纵壁部；135：凸缘部；137：凸模肩R部；139：凹模肩R部；141：弯曲皱褶部；151：平坦面部；153：电极；155：焊接部。

Claims (3)

1.一种冲压成形方法，是针对具有顶板部、从所述顶板部相对于冲压成形方向倾斜地连续的纵壁部以及从所述纵壁部经由凹模肩R部而连续的凸缘部的帽形断面形状的反弯曲前冲压成形品使用凸模和凹模而使所述凸缘部反弯曲来形成纵壁部的冲压成形品的冲压成形方法，其特征在于，
对于所述凸模来说，
具有与所述反弯曲前冲压成形品的所述顶板部相同形状的对所述冲压成形品的顶板部进行成形的顶板成形面部和对所述纵壁部进行成形的纵壁成形面部，
所述纵壁成形面部从所述顶板成形面部起连续地向外侧倾斜并具有相对于冲压成形方向的倾斜角度与所述反弯曲前冲压成形品的所述纵壁部的倾斜角度相等的凸模侧第一倾斜面部和从所述凸模侧第一倾斜面部的下端侧起连续地向比所述凸模侧第一倾斜面部靠内侧倾斜的凸模侧第二倾斜面部，所述凸模侧第一倾斜面部和所述凸模侧第二倾斜面部呈向外侧凸的山形并在其连接部形成有凸模棱线部，
对于所述凹模来说，
具有使在所述凸模上载置的所述反弯曲前冲压成形品的所述凸缘部反弯曲的凸缘反弯曲部，
在所述凸模载置所述反弯曲前冲压成形品而使所述凹模向所述凸模侧进行相对移动，使所述凸模棱线部与所述纵壁部的内表面侧抵接并通过所述凸缘反弯曲部使所述凸缘部反弯曲，从而形成所述冲压成形品的所述纵壁部。
2.根据权利要求1所述的冲压成形方法，
所述凹模具有内表面形状，该内表面形状保持与凸模外表面平行的间隔。
3.根据权利要求1或2所述的冲压成形方法，
所述凸模棱线部在满足下式的位置形成，
h1－R1(1－sinα)－R1/2≤h2≤h1－R1(1－sinα)+2πR1(90－α)/360+R1/2
其中，h2表示从所述凸模的所述顶板成形面部到所述凸模棱线部的冲压成形方向上的距离(mm)，h1表示所述反弯曲前冲压成形品的成形高度(mm)，R1表示所述反弯曲前冲压成形品的凹模肩R部的弯曲半径(mm)，α表示所述反弯曲前冲压成形品的所述纵壁部相对于冲压成形方向的倾斜角度(°)。
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