具有立體邊緣的金屬部件的制造方法以及制造用模具的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及具有立體邊緣的金屬部件的制造方法以及制造用模具，具體來說，涉 及用于通過壓力成形制造具有立體邊緣的金屬部件，并通過對設置于金屬板（例如拉伸強 度（TS)為590MPa以上的高強度鋼板）坯料的曲線狀的邊緣部或進一步對與其相鄰的坯料 部分進行成形加工使其立體化以制造具有立體邊緣的金屬部件的制造方法以及制造該金 屬部件時所使用的制造用模具。
[0002] 此處，所述立體邊緣中所謂的立體為縱壁、人字形、或兩者中一種與另一種相連的 立體。此外，坯料為用于成形加工的原材料且為自原料板材切離的單塊平板，在該切離時施 加有對應于所述成形加工后的立體形狀的平面輪廓形狀。
【背景技術】
[0003] 作為獲得在彎曲邊緣具有立體、例如縱壁的金屬部件的手段，目前對金屬單板進 行結合了彎曲、拉深、放邊（伸7 )等各種成形方式的壓力成形（以下稱為現有 壓力成形）。作為用于達到尺寸精度的方法提出了在縱壁部設置擴口形的臺階結構的方法 (專利文獻1)及分兩個階段將凸緣部成形的方法（專利文獻2)，而作為防止扭曲的方法提 出了分兩個階段進行彎曲成形的方法（專利文獻3)及施加應力于縱壁部的方法（專利文 獻4)。
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1 :日本特開2010-5651號公報
[0006] 專利文獻2 :日本特開號公報
[0007] 專利文獻3 :日本特開號公報
[0008] 專利文獻4 :日本特開號公報

【發明內容】

[0009] 發明所要解決的技術問題
[0010] 適應輕量化需求的鋼板的高強度化同時導致了鋼板的拉深加工、鼓凸成形、放邊 加工的可成形性降低。對高強度鋼板的坯料進行成形加工以制造邊緣處具有立體形狀例如 縱壁的部件時，若邊緣部為直線狀則可以通過彎曲加工將其成形為縱壁，但是若邊緣部為 曲線狀而試圖以通常的壓力成形（放邊成形，或拉深成形）將其成形為縱壁，則會由于成為 縱壁部的邊緣部區域在坯料邊緣一側的邊界線與被彎曲部一側的邊界線具有不同長度，從 而進行放邊成形時將發生裂紋，進行拉深成形時將產生皺折。此時，通過優化皺折按壓等成 形條件或改變部件形狀，可以在一定程度上抑制裂紋、皺折的產生，然而使用這樣的方法應 對適應輕量化需求的、例如TS在980MPa以上的進一步的高強度化是有局限的。
[0011] 此外，分兩個階段成形、在縱壁部設置臺階結構、在縱壁部施加應力等方法都存在 工序增加、合格率降低等問題，并且由于所述縱壁部的裂紋、皺折起因于成為縱壁部的邊緣 部區域在坯料邊緣一側的邊界線與被彎曲部一側的邊界線的長度差，因此這些方法不能成 為針對裂紋、皺折的對策。
[0012] 即，特別是坯料為高強度鋼板等情況下，若使用現有的壓力成形模具制造對彎曲 邊緣部進行立體化的具有立體邊緣的金屬部件，則在使用簡單的工序的情況下將產生裂 紋、皺折而無法得到具有立體邊緣的金屬部件的目標形狀，同時實現工序簡化與產品輕量 化極為困難。
[0013] 解決技術問題采用的技術方案
[0014] 本發明者探討了解決上述課題的手段，從折紙中得到啟發，獲得了如下的見解。 即，雖然紙是既不伸展也不收縮的原材料，但可以利用簡潔的折疊方法在紙坯料的邊緣部 形成具有彎曲棱線的立體形狀，通過將該折疊方法應用于金屬坯料，被加工材料進行彎曲 變形而基本上不進行拉深、鼓凸、放邊等各種變形，因此可以通過簡單的成形工序由高強度 的金屬坯料制造沒有裂紋和折皺的、帶立體邊緣的金屬部件。進而通過抑制縱壁、彎曲線的 立體化，可以避免局部變形，從而可以在大范圍內立體成形為所需形狀。
[0015] 基于以上見解而形成了本發明，其要點如下。
[0016] (1) 一種具有立體邊緣的金屬部件的制造方法，其中，以切割自金屬板并具有帶兩 端的曲線狀彎曲邊緣部的坯料為原材料，將所述彎曲邊緣部或進一步將與該彎曲邊緣部相 鄰的坯料部分立體成形以制造具有立體邊緣的金屬部件，以施加彎折線的彎折線施加工序 為第一工序，對所述彎曲邊緣部施加彎折線，使沿該彎曲邊緣部的彎曲形狀而上折或下折 的任一彎折截面的彎曲半徑為0. 5mm以上30mm以下，接下來，以立體成形工序為第二工序， 通過移動所述彎曲邊緣部的兩端部使該兩端的間隔變窄或變寬，從而以所述彎折線為起點 將所述彎曲邊緣部或進一步將與該彎曲邊緣部相鄰的坯料部分立體化。
[0017] (2)如上述（1)所述的具有立體邊緣的金屬部件的制造方法，其中，在所述第一工 序中，在所述坯料上施加平坦的夾持部，以及從該夾持部連接至作為所述坯料的主體部分 的、被施加一條或多條中至少一條彎折線的部分的兩端或其中途部的中間部。
[0018] (3)如上述（1)或（2)所述的具有立體邊緣的金屬部件的制造方法，其中，所述彎 折線為多條曲線，而該多條曲線中至少一條曲線的一部分比連接于該部分兩側的曲線部分 具有更大的曲率。
[0019] (4)如上述（1)至（3)中任一項所述的具有立體邊緣的金屬部件的制造方法，其 中，在所述第二工序中按壓縱壁部，該縱壁部為與進行立體化的所述彎曲邊緣部相鄰的部 位。
[0020] (5)如上述⑴至（4)中任一項所述的具有立體邊緣的金屬部件的制造方法，其 中，在所述第二工序中伴隨彎曲邊緣部的立體化，按壓所述彎折線。
[0021] (6)如上述（1)至（5)中任一項所述的具有立體邊緣的金屬部件的制造方法，其 中，所述第二工序構成為對正在進行所述立體化或進行所述立體化之后的彎曲邊緣部的形 狀進行矯正。
[0022] (7) -種具有立體邊緣的金屬部件的制造用模具，其中，在以切割自金屬板并具有 帶兩端的曲線狀彎曲邊緣部的坯料為原材料，將所述彎曲邊緣部或進一步將與該彎曲邊緣 部相鄰的坯料部分立體成形以制造具有立體邊緣的金屬部件時使用該具有立體邊緣的金 屬部件的制造用模具；該制造用模具具有第一工序模具和第二工序模具，第一工序模具用 于彎折線施加工序，對所述彎曲邊緣部施加彎折線，使沿該彎曲邊緣部的彎曲形狀而上折 或下折的任一彎折截面的彎曲半徑為0. 5mm以上30mm以下，第二工序模具用于接下來的立 體成形工序，通過移動所述彎曲邊緣部的兩端部使該兩端的間隔變窄或變寬，從而以所述 彎折線為起點將所述彎曲邊緣部或進一步將與該彎曲邊緣部相鄰的坯料部分立體化。
[0023] (8)如上述（7)所述的具有立體邊緣的金屬部件的制造用模具，其中，所述第一工 序模具構成為在所述坯料上施加平坦的夾持部，以及從該夾持部連接至作為所述坯料的主 體部分的、被施加一條或多條中至少一條彎折線的部分的兩端或其中途部的中間部。
[0024] (9)如上述（7)或⑶所述的具有立體邊緣的金屬部件的制造用模具，其中，所述 彎折線為多條曲線，而該多條曲線中至少一條曲線的一部分比連接于該部分兩側的曲線部 分具有更大的曲率。
[0025] 發明的效果
[0026] 根據本發明，被加工材料（材料）進行彎曲變形而基本上不進行拉深、鼓凸、放邊 等各種變形，因此可以將彎曲的邊緣部立體成形為縱壁或人字形，而不會產生裂紋、折皺， 即使由單片的高強度鋼板也可以制造具有立體邊緣的金屬部件。進而，由于可以幾乎不使 其產生伸縮變形而成形，因此，對于以往不能進行上述立體成形的、曲率半徑R較小的彎曲 邊緣部，上述立體成形也成為可能。
[0027] 附圖的簡單說明
[0028] 圖1為本發明的實施方式（1)的概略示意圖。
[0029] 圖2為本發明的實施方式⑵的概略示意圖。
[0030] 圖3為本發明的實施方式（3)的概略示意圖。
[0031] 圖4為本發明的實施方式（4)的概略示意圖。
[0032] 圖5為本發明的實施方式（5)的概略示意圖。
[0033] 圖6為本發明的實施方式（6)的概略示意圖。
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