本發(fā)明涉及制造作成帽型截面的部件的帽型截面部件的制造裝置。

背景技術(shù)：
作為構(gòu)成汽車車身的骨架的結(jié)構(gòu)部件，已知例如如前縱梁那樣作成帽型截面的形狀的壓制成型部件(在本說明書中也稱為“帽型截面部件”)。另外，這樣的帽型截面部件通過對(duì)作為原料的金屬板(例如鋼板)實(shí)施壓制加工(拉深加工)等來形成(例如參照日本特開2003-103306號(hào)公報(bào)、日本特開2004-154859號(hào)公報(bào)、日本特開2006-015404號(hào)公報(bào)以及日本特開2008-307557號(hào)公報(bào))。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明所要解決的課題然而，在通過對(duì)金屬板實(shí)施拉深加工來形成帽型截面部件的情況下，在脫模時(shí)將帽型截面部件盡可能不變形地取出是重要的?？紤]到上述事實(shí)，本發(fā)明的目的在于得到在脫模時(shí)能夠抑制帽型截面部件變形的帽型截面部件的制造裝置。用于解決課題的手段解決上述課題的帽型截面部件的制造裝置具備：沖模，其具有對(duì)金屬板的兩側(cè)部分加壓的成型面并且具有開口；沖頭，其與上述沖模的開口相向配置并且在合模時(shí)配置在上述開口內(nèi)、具有對(duì)上述金屬板的中央部分加壓的成型面；襯墊，其配置在形成于上述沖模的開口內(nèi)、在合模時(shí)將上述金屬板的中央部分加壓夾持在與上述沖頭之間的成型面被作成與上述沖頭的成型面對(duì)應(yīng)的成型面；支架，其與上述沖模相向配置、在合模時(shí)將上述金屬板的兩側(cè)部分加壓夾持在與上述沖模之間的成型面被作成與上述沖模的成型面對(duì)應(yīng)的成型面；和加壓限制裝置，其對(duì)成型了的截面帽形狀的帽型截面部件在脫模時(shí)在上述襯墊與上述支架之間被加壓進(jìn)行限制。解決上述課題的帽型截面部件的制造裝置利用沖頭和襯墊使金屬板的中央部分夾持，并且利用沖模和支架使金屬板的兩側(cè)部分夾持，使支架以及沖模、與沖頭以及襯墊沿上下相對(duì)移動(dòng)，由此形成截面帽形狀的帽型截面部件。然后，成型了的帽型截面部件在脫模時(shí)在襯墊與支架之間被加壓的情況通過加壓限制裝置得到限制，在該狀態(tài)下，將帽型截面部件從模具(支架、沖模、沖頭以及襯墊)中取出。因此，在脫模時(shí)帽型截面部件變形得到抑制。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的帽型截面部件的制造裝置，具有在脫模時(shí)能夠抑制帽型截面部件變形這樣的優(yōu)異的效果。附圖說明圖1A為示出被作成帽型截面的彎曲部件的一個(gè)例子的立體圖。圖1B為從上方看圖1A所示的彎曲部件的俯視圖。圖1C為圖1A所示的彎曲部件的正視圖。圖1D為從一方的端部看圖1A所示的彎曲部件的側(cè)視圖。圖2為用于說明與凹狀彎曲部和凸?fàn)顝澢繉?duì)應(yīng)的部位的棱線的與圖1A對(duì)應(yīng)的彎曲部件的立體圖。圖3A為示出成型前的原料金屬板的立體圖。圖3B為示出拉深面板的立體圖。圖4為示出在拉深面板中易產(chǎn)生裂紋、褶皺的部位的與圖3B對(duì)應(yīng)的立體圖。圖5為分解示出帽型截面部件的制造裝置的重要部分的分解立體圖。圖6A為示出圖5所示的帽型截面部件的制造裝置的加工開始時(shí)的階段的截面圖。圖6B為示出在圖5所示的帽型截面部件的制造裝置中、在沖模以及襯墊、與支架以及沖頭之間原料金屬板被夾持和約束的階段的截面圖。圖6C為示出從圖6B所示的階段至壓入了沖頭的階段的截面圖。圖6D為示出從圖6C所示的階段至進(jìn)一步壓入沖頭、并且沖頭相對(duì)于沖模被完全壓入的狀態(tài)的截面圖。圖7為分解示出另一帽型截面部件的制造裝置的分解立體圖。圖8A為示出圖7所示的帽型截面部件的制造裝置的加工開始時(shí)的階段的截面圖。圖8B為示出在圖7所示的帽型截面部件的制造裝置中的、在沖模以及襯墊、與支架以及沖頭之間原料金屬板被夾持和約束的階段的截面圖。圖8C為示出從圖8B所示的階段至壓入了沖頭的階段的截面圖。圖8D為示出從圖8C所示的階段至進(jìn)一步壓入沖頭、并且沖頭相對(duì)于沖模被完全壓入的狀態(tài)的截面圖。圖9A為示出用于說明在將沖頭完全壓入至沖模、將原料金屬板成型成彎曲部件后，從模具取出彎曲部件時(shí)可產(chǎn)生的不良情況的模具的截面圖。圖9B為示出從圖9A所示的狀態(tài)至使沖頭相對(duì)于沖模后退的階段下的模具的截面圖。圖9C為示出從圖9B所示的狀態(tài)至使沖頭相對(duì)于沖模完全后退的階段下的模具的截面圖。圖10A為示出使沖頭完全地壓入至沖模的狀態(tài)的模具的截面圖。圖10B為示出從圖10A所示的狀態(tài)至使沖頭相對(duì)于沖模后退的階段下的模具的截面圖。圖10C為示出從圖10B的狀態(tài)至使沖頭相對(duì)于沖模完全后退的階段下的模具的截面圖。圖11A為示出使沖頭完全地壓入至沖模的狀態(tài)的模具的截面圖。圖11B為示出從圖11A的狀態(tài)至使沖頭相對(duì)于沖模后退的階段下的模具的截面圖。圖11C為示出從圖11B的狀態(tài)至使沖頭相對(duì)于沖模完全后退的階段下的模具的截面圖。圖12A為示出包括用于將彎曲部件從模具不變形地取出的加壓限制裝置的模具的成型結(jié)束時(shí)的狀態(tài)的說明圖。圖12B為示出加壓限制裝置發(fā)揮功能的狀態(tài)的模具的說明圖。圖12C為示出加壓限制裝置發(fā)揮功能的狀態(tài)的模具的說明圖。圖12D為示出包括加壓限制裝置的模具的脫模結(jié)束時(shí)的狀態(tài)的說明圖。圖13A為示出包括用于將彎曲部件從模具不變形地取出的加壓限制裝置的模具的成型結(jié)束時(shí)的狀態(tài)的說明圖。圖13B為示出加壓限制裝置發(fā)揮功能的狀態(tài)的模具的說明圖。圖13C為示出加壓限制裝置發(fā)揮功能的狀態(tài)的模具的說明圖。圖13D為示出包括加壓限制裝置的模具的脫模結(jié)束時(shí)的狀態(tài)的說明圖。圖13E為與示出加壓限制裝置發(fā)揮功能的狀態(tài)的模具的圖12C及圖13C對(duì)應(yīng)的說明圖。圖14A為示出包括用于將彎曲部件從模具不變形地取出的加壓限制裝置的模具的成型結(jié)束時(shí)的狀態(tài)的說明圖。圖14B為示出加壓限制裝置發(fā)揮功能的狀態(tài)的模具的說明圖。圖14C為示出在加壓限制裝置發(fā)揮功能的狀態(tài)下使沖模上升的過程的模具的說明圖。圖14D為示出包括加壓限制裝置的模具的脫模結(jié)束時(shí)的狀態(tài)的說明圖。圖15A為示意地示出在縱壁產(chǎn)生的應(yīng)力的彎曲部件的立體圖。圖15B為示出在縱壁產(chǎn)生的剪切褶皺的彎曲部件的立體圖。圖15C為示出在縱壁產(chǎn)生的剪切褶皺的彎曲部件的側(cè)視圖。圖16A為示出用于說明用來防止剪切褶皺的產(chǎn)生的各部分的尺寸等的帽型截面部件的制造裝置的截面圖。圖16B為示出用于說明用來防止剪切褶皺的產(chǎn)生的各部分的尺寸等的彎曲部件的截面的截面圖。圖16C為示出用于說明用來防止剪切褶皺的產(chǎn)生的各部分的尺寸等的帽型截面部件的制造裝置的截面圖。圖16D為示出用于說明用來防止剪切褶皺的產(chǎn)生的各部分的尺寸等的彎曲部件的截面的截面圖。圖17A為示出通過圖5所示的帽型截面部件的制造裝置制造的彎曲部件的立體圖。圖17B為從上方看圖17A所示的彎曲部件的俯視圖。圖17C為圖17A所示的彎曲部件的側(cè)視圖。圖17D為從一方的端部看圖17A所示的彎曲部件的正視圖。圖18為示出表1中的間隙b的模具的截面圖。圖19A為示出通過本發(fā)明的實(shí)施方式的帽型截面部件的制造裝置制造的另一彎曲部件的立體圖。圖19B從上方看圖19A所示的彎曲部件的俯視圖。圖19C為圖19A所示的彎曲部件的側(cè)視圖。圖19D為從一方的端部看圖19A所示的彎曲部件的正視圖。圖20A為示出通過本發(fā)明的實(shí)施方式的帽型截面部件的制造裝置制造的又一彎曲部件的立體圖。圖20B為從上方看圖20A的彎曲部件的俯視圖。圖20C為圖20A的彎曲部件的側(cè)視圖。圖20D為從底面?zhèn)瓤磮D20A的彎曲部件的立體圖。圖21A為示出通過本發(fā)明的實(shí)施方式的帽型截面部件的制造裝置制造的再一彎曲部件的立體圖。圖21B為從上方看圖21A所示的彎曲部件的俯視圖。圖21C為圖21A所示的彎曲部件的側(cè)視圖。圖21D為從左側(cè)看圖21A所示的彎曲部件的正視圖。圖22A為示出通過本發(fā)明的實(shí)施方式的帽型截面部件的制造裝置制造的又一彎曲部件的立體圖。圖22B為從上方看圖22A的彎曲部件的俯視圖。圖22C為圖22A的彎曲部件的側(cè)視圖。圖22D為從左側(cè)看圖22A的彎曲部件的正視圖。圖23A為示出通過本發(fā)明的實(shí)施方式的帽型截面部件的制造裝置制造的再一彎曲部件的立體圖。圖23B為從上方看圖23A的彎曲部件的俯視圖。圖23C為圖23A的彎曲部件的側(cè)視圖。圖23D為從底面?zhèn)瓤磮D23A的彎曲部件的立體圖。圖24A為示出通過本發(fā)明的實(shí)施方式的帽型截面部件的制造裝置制造的又一彎曲部件的立體圖。圖24B為從上方看圖24A的彎曲部件的俯視圖。圖24C為圖24A的彎曲部件的側(cè)視圖。圖24D為從底面?zhèn)瓤磮D24A的彎曲部件的立體圖。圖25A為示出實(shí)施預(yù)加工前的原料金屬板的立體圖。圖25B為示出實(shí)施了預(yù)加工的原料金屬板的立體圖。圖25C為示出由實(shí)施了預(yù)加工的原料金屬板成型而得到的彎曲部件的立體圖。圖25D為示出將圖25C所示的彎曲部件進(jìn)行了修整的狀態(tài)的立體圖。具體實(shí)施方式針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的帽型截面部件的制造裝置進(jìn)行說明。以下，首先針對(duì)帽型截面部件的構(gòu)成進(jìn)行說明，接著針對(duì)帽型截面部件的制造裝置進(jìn)行說明。(帽型截面部件的構(gòu)成)圖1A～圖1D及圖2中示出通過用本實(shí)施方式的帽型截面部件的制造裝置500(參照?qǐng)D5)實(shí)施拉深加工而制造的作為帽型截面部件的彎曲部件10。如這些圖所示那樣，彎曲部件10具備沿長邊方向延伸的頂板11、和從頂板11的短邊方向的兩側(cè)分別朝向頂板11的厚度方向的一側(cè)彎曲延伸的縱壁12a、12b。另外，彎曲部件10具備從縱壁12a的與頂板11相反側(cè)的一端朝向遠(yuǎn)離縱壁12b的一側(cè)彎曲延伸的向外的凸緣13a、和從縱壁12b的與頂板11相反側(cè)的一端朝向遠(yuǎn)離縱壁12a的一側(cè)彎曲延伸的向外的凸緣13b。在頂板11與縱壁12a、12b之間分別形成有沿彎曲部件10的長邊方向延伸的棱線14a、14b。另外，在縱壁12a、12b與向外的凸緣13a、13b之間分別形成有沿彎曲部件10的長邊方向延伸的凹線15a、15b。棱線14a、14b與凹線15a、15b大致平行地延伸設(shè)置。即，縱壁12a、12b各自的從向外的凸緣13a、13b起的高度沿彎曲部件10的長邊方向大致恒定。如圖2所示，在頂板11的部分處，在帽型的橫截面的外側(cè)、即頂板11的外表面?zhèn)刃纬捎谢顝澢耐範(fàn)顝澢?1a，在頂板11的其他部分處，在帽型的橫截面形狀的內(nèi)側(cè)、即頂板11的內(nèi)表面?zhèn)刃纬捎谢顝澢陌紶顝澢?1b。在凸?fàn)顝澢?1a、凹狀彎曲部11b中，頂板11與縱壁12a、12b所成的棱線14a、14b也在與凸?fàn)顝澢?1a、凹狀彎曲部11b對(duì)應(yīng)的部位16a、16b及17a、17b處為弧狀彎曲。此處“弧狀”不限于完全的圓的一部分，例如也可以為橢圓、雙曲線、正弦曲線等其他曲線的一部分。通過對(duì)作為圖3A所示的金屬板的矩形形狀的原料金屬板201實(shí)施拉深加工，形成圖3B所示的拉深面板301，將該拉深面板301的不要部分進(jìn)行修整，由此可形成以上說明的彎曲部件10。然而，在經(jīng)過拉深加工制造被作成帽型截面的彎曲部件10的情況下，如圖4所示，在將拉深面板301成型的階段，在拉深面板301的凹狀彎曲部的頂板301a以及凸?fàn)顝澢康耐咕?01b處材料易于產(chǎn)生多余褶皺。為了抑制褶皺的產(chǎn)生，已知有效的是通過提高坯料支架的加壓力、或者在坯料支架處追加形成拉延筋的部位等，從而提高成型過程中的原料金屬板201的周圍的約束，抑制原料金屬板201向坯料支架內(nèi)流入。然而，認(rèn)為：如果強(qiáng)化原料金屬板201向坯料支架內(nèi)流入的抑制，則拉深面板301的凸?fàn)顝澢康捻敯?01c、凹狀彎曲部的凸緣301d、長邊方向的兩個(gè)端部301e、301e等各部中的板厚大幅減小，在原料金屬板201為拉伸性特別低的材料(例如高張力鋼)的情況下，這些各部中會(huì)產(chǎn)生裂紋。因此，為了通過利用拉深成型的壓制成型來不產(chǎn)生褶皺和裂紋地制造構(gòu)成車身骨架的一部分的前縱梁等那樣的被作成帽型截面的彎曲部件，使用拉伸性低的高強(qiáng)度材料作為原料金屬板201較為困難，不得不使用拉伸性高的低強(qiáng)度材料。然而，通過使用本實(shí)施方式的帽型截面部件的制造裝置500經(jīng)過后述的彎曲部件的制造工序，能夠抑制上述褶皺、裂紋的產(chǎn)生。(帽型截面部件的制造裝置的構(gòu)成)在圖5中示出用于制造作為帽型截面部件的彎曲部件501而使用的帽型截面部件的制造裝置500的分解立體圖。另外，彎曲部件501的構(gòu)成為與上述彎曲部件10(參照?qǐng)D1A)大致相同的構(gòu)成。另外，圖6A為示出圖5所示的制造裝置的加工開始時(shí)的截面圖，圖6B為示出在圖5所示的制造裝置中、在沖模502以及襯墊503、與支架505以及沖頭504之間原料金屬板601被夾持和約束的階段的截面圖，圖6C為示出從圖6B所示的階段至壓入沖頭504的階段的截面圖，進(jìn)一步，圖6D為從圖6C所示的階段至進(jìn)一步壓入沖頭504、并且沖頭504相對(duì)于沖模502被完全壓入的狀態(tài)的截面圖。如圖5所示那樣，帽型截面部件的制造裝置500具備：沖模502，其具有包括彎曲部件501的縱壁501a、501b以及向外的凸緣501d、501e各自的外表面?zhèn)鹊男螤畹男螤?；襯墊503，其具有包括頂板501c的外表面?zhèn)鹊男螤畹男螤?；沖頭504，其按與沖模502以及襯墊503相向的方式配置、并具有包括彎曲部件501的頂板501c、縱壁501a、501b各自的內(nèi)表面?zhèn)鹊男螤畹男螤?；和作為支架的坯料支?05，其具有包括向外的凸緣501d、501e的內(nèi)表面?zhèn)鹊男螤畹男螤睢Ｈ鐖D6A～圖6D所示那樣，沖模502配置于沖頭504的上方側(cè)，在該沖模502的短邊方向(紙面左右方向)的中央部分，形成有沖頭504側(cè)開放的開口502a。另外，沖模502的開口502a的內(nèi)壁被作成包括彎曲部件501的縱壁501a、501b(參照?qǐng)D5)的外表面的形狀的成型面。進(jìn)而，沖模502的短邊方向的兩側(cè)部分處的坯料支架505側(cè)的端面被作成包括彎曲部件501的向外的凸緣501d、501e的縱壁501a、501b(參照?qǐng)D5)側(cè)的面的形狀的成型面。另外，在形成于沖模502的開口502a的停止端(上端)處，固定有后述的襯墊加壓裝置506。進(jìn)而，沖模502與例如氣墊、油壓裝置、彈簧、電驅(qū)動(dòng)裝置等移動(dòng)裝置509連接。然后，通過移動(dòng)裝置509動(dòng)作，沖模502可以沿上下方向移動(dòng)。襯墊503配置在形成于沖模502的開口502a內(nèi)，該襯墊503例如與氣墊、油壓裝置、彈簧、電驅(qū)動(dòng)裝置等襯墊加壓裝置506連接。另外，襯墊503的沖模502側(cè)的面被作成包括彎曲部件501的頂板501c(參照?qǐng)D5)的外表面的形狀的成型面。然后，通過襯墊加壓裝置506動(dòng)作，襯墊503被朝向沖頭504側(cè)按壓，使得原料金屬板601的短邊方向(紙面左右方向)的中央部分601a被加壓夾持在襯墊503與沖頭504之間。沖頭504通過在下沖模中與襯墊503沿上下方向相向的部位朝向襯墊503側(cè)被作成凸?fàn)疃纬?，該沖頭504的側(cè)方處，固定有后述的坯料支架加壓裝置507。另外，沖頭504的外表面被作成包括彎曲部件501的縱壁501a、501b以及頂板501c(參照?qǐng)D5)的內(nèi)表面的形狀的成型面。坯料支架505與例如氣墊、油壓裝置、彈簧、電驅(qū)動(dòng)裝置等作為支架加壓裝置的坯料支架加壓裝置507連接。另外，坯料支架505的沖模502側(cè)的端面被作成包括與彎曲部件501的向外的凸緣501d、501e的縱壁501a、501b(參照?qǐng)D5)相反側(cè)的面的形狀的成型面。然后，通過坯料支架加壓裝置507動(dòng)作，坯料支架505被朝向沖模502側(cè)按壓，使得原料金屬板601的短邊方向的兩側(cè)部分601b、601c被加壓夾持。接著，針對(duì)通過上述帽型截面部件的制造裝置500壓制原料金屬板601的工序進(jìn)行說明。首先，如圖6A所示那樣，原料金屬板601配置在沖模502以及襯墊503、與沖頭504以及坯料支架505之間。接著，如圖6B所示那樣，原料金屬板601的中央部分601a、即原料金屬板601的成型成頂板501c(參照?qǐng)D5)的部分通過襯墊503被按壓至沖頭504，在兩者間被加壓和夾持。進(jìn)而，原料金屬板601的兩側(cè)部分601b、601c、即原料金屬板601的分別成型成縱壁501a、501b以及向外的凸緣501d、501e(參照?qǐng)D5)的部分通過坯料支架505被按壓至沖模502，在兩者間被加壓和夾持。另外，通過襯墊加壓裝置506以及坯料支架加壓裝置507動(dòng)作，原料金屬板601的中央部分601a以及兩側(cè)部分601b、601c以規(guī)定的按壓力被加壓和夾持。其結(jié)果，原料金屬板601的中央部分601a以及兩側(cè)部分601b、601c形成為沿著加壓彎曲面的彎曲形狀的彎曲形狀。在該狀態(tài)下，移動(dòng)裝置509動(dòng)作，坯料支架505以及沖模502沿從沖模502向坯料支架505的方向(向下方側(cè))相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由此彎曲部件501成型。另外，隨著沖模502下降，襯墊加壓裝置506以及坯料支架加壓裝置507沿上下方向收縮。即使在襯墊加壓裝置506以及坯料支架加壓裝置507沿上下方向收縮時(shí)，原料金屬板601的中央部分601a以及兩側(cè)部分601b、601c也以規(guī)定的按壓力被加壓。如圖6C所示那樣，隨著坯料支架505以及沖模502移動(dòng)，被夾持在沖模502和坯料支架505之間的原料金屬板601流入至沖頭504與沖模502之間的開口502a內(nèi)，形成縱壁501a、501b(參照?qǐng)D5)。然后，如圖6D所示那樣，坯料支架505以及沖模502移動(dòng)規(guī)定的距離，在縱壁501a、501b的高度成為規(guī)定的高度的時(shí)刻成型結(jié)束。此處，在圖6A～圖6D所示的例子中，在沖頭504以及襯墊503不移動(dòng)的狀態(tài)下，使坯料支架505以及沖模502移動(dòng)，由此將彎曲部件501成型。然而，本發(fā)明不限定于此，也可以如下所述那樣將彎曲部件501成型。在圖7中，示出用于制造彎曲部件501的另一實(shí)施方式的帽型截面部件的制造裝置600。另外，圖8A為示出圖7所示的制造裝置的加工開始時(shí)的階段的截面圖，圖8B為示出在圖7所示的制造裝置的沖模602以及襯墊603、與支架605以及沖頭604之間原料金屬板601被夾持和約束的階段的截面圖，圖8C為示出從圖8B所示的階段至壓入了沖頭604的階段的截面圖，圖8D為示出從圖8C所示的階段至進(jìn)一步壓入沖頭604、并且沖頭604相對(duì)于沖模602被完全壓入的狀態(tài)的截面圖。帽型截面部件的制造裝置600與圖5以及圖6A～圖6D所示的帽型截面部件的制造裝置500不同，坯料支架605以及沖頭604設(shè)置在沖模602以及襯墊603的上方側(cè)。在帽型截面部件的制造裝置600中，在固定沖模602的同時(shí)，在坯料支架605也向沖模602被按壓且不移動(dòng)原料金屬板601的狀態(tài)下，使襯墊603以及沖頭604移動(dòng)(下降)，由此形成彎曲部件501。另外，在帽型截面部件的制造裝置600和帽型截面部件的制造裝置500中，模具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是相同的，使用帽型截面部件的制造裝置500、600中的任意一方均能夠?qū)⒃辖饘侔?01成型成彎曲部件501。接著，針對(duì)在壓制原料金屬板601后、即在將彎曲部件501成型后、從帽型截面部件的制造裝置500(模具)取出彎曲部件501的工序進(jìn)行說明。然而，如圖9A～圖9C所示那樣，在將彎曲部件501從帽型截面部件的制造裝置500(模具)脫模時(shí)，需要從圖6D的狀態(tài)將沖模502自沖頭504向上方分離而在模具之間空出間隙。此時(shí)，如圖9B以及圖9C所示那樣，襯墊503和坯料支架505分別通過襯墊加壓裝置506和坯料支架加壓裝置507被加壓時(shí)，彎曲部件501在脫模時(shí)，從襯...