沖壓成型裝置以及沖壓成型方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及通過拉深加工從平板狀、金屬制的被加工材料成型例如帽形截面的成型品的沖壓成型裝置以及沖壓成型方法。更詳細地說，涉及在沖壓成型中在沖頭以及沖模的基礎上還與壓料圈一起使用襯墊的情況下，不使用鎖止機構就能夠防止使沖頭與沖模分離時的被加工材料的變形的沖壓成型裝置以及沖壓成型方法。
【背景技術】
[0002]通過將平板狀、金屬制的被加工材料沖壓成型為帽形截面，由此能夠制作汽車的車身構成部件(例如梁類、柱類、地板通道等車身骨架部件)。
[0003]圖1A、圖1B是表示帽形截面的成型品的一例的示意圖，圖1A是側視圖，圖1B是圖1A的1-Ι截面圖。帽形截面的成型品10具有腹板部10a、朝腹板部10a的一方側延伸的第1縱壁部10b、從第1縱壁部10b進一步延伸的第1凸緣部10c、朝腹板部10a的另一方側延伸的第2縱壁部10b、以及從第2縱壁部10b進一步延伸的第2凸緣部10c。
[0004]在圖1A、圖1B的例子中，在成型品10的腹板部10a，在長度方向的前段部和后段部設置有傾斜。如此，有時成型品10的截面線長的合計在長度方向上較大地變化。此處，“截面線長的合計”是指對于腹板部10a、第1以及第2縱壁部10b、第1以及第2凸緣部10c將各截面線長進行了合計。
[0005]此外，成型品10的縱壁部10b的一方與凸緣部10c垂直，另一方從與凸緣部10c垂直的狀態(tài)傾斜，在兩側傾斜較大地不同。如此，成型品10的截面形狀有時成為非對稱。
[0006]圖2A、圖2B是表不帽形截面的成型品的一例的不意圖，圖2A是側視圖，圖2B是圖2A的I1-1I截面圖。另外，對于與圖1A、圖1B的帽形截面的成型品相同的構成要素賦予相同的符號并省略其說明。
[0007]圖2A、圖2B所示的例子為，在成型品10的腹板部10a，在長度方向的前段部和后段部設置有傾斜，但在成型品10的下表面也同樣設置有傾斜，截面線長的合計在長度方向上不變化。此外，是成型品10的截面形狀為對稱的例子。
[0008]圖3A、圖3B是表不帽形截面的成型品的一例的不意圖，圖3A是俯視圖，圖3B是圖3A的II1-1II截面圖。另外，對于與圖1A、圖1B的帽形截面的成型品相同的構成要素賦予相同的符號并省略其說明。
[0009]圖3A、圖3B所示的例子為，成型品10整體朝一側方彎曲。
[0010]另外，圖1A、圖1B、圖2A、圖2B、圖3A、圖3B所示的帽形截面的成型品10為，凸緣部10c遍及長度方向的全長而設置，但有時也在長度方向的一部分設置凸緣部10c。
[0011]能夠通過使用了沖頭以及沖模的沖壓成型來制作這樣的帽形截面的成型品10，此時與壓料圈一起使用襯墊。
[0012]圖4A?圖4C是示意性地表示在沖壓成型中與壓料圈一起使用襯墊的情況下的加工流程的截面圖，圖4A表示被加工材料的夾持、約束時，圖4B表示壓入時，圖4C表示到達下止點后的沖頭與沖模的分離操作的開始時。在圖4A?圖4C中，表示在上模從上止點下降至下止點時被加工材料被成型出腹板部10a、縱壁部10b以及凸緣部10c的情況。
[0013]在圖4A?圖4C中表示被加工材料50、以及沖壓成型裝置所具備的模具20。模具20為，上模40由沖模41以及與沖頭31對置配置的襯墊42構成，下模30由沖頭31以及配置在沖頭31的旁邊的壓料圈32構成。
[0014]下模30的沖頭31具有與腹板部10a對應的形狀的前端面31a、以及與縱壁部10b對應的形狀的外側面31b。另一方面，上模40的沖模41具有凹部，其內(nèi)側面41a為與沖頭的外側面31b對應的形狀。
[0015]此外，在沖模41的凹部中配置有襯墊42，襯墊42經(jīng)由襯墊用加壓機構(例如彈簧、氣缸)43安裝于沖模41。如此安裝的襯墊42能夠沿著沖壓方向滑動。襯墊42的前端面(與沖頭的前端面31a對置的面)為與沖頭的前端面31a對應的形狀。另一方面，在沖頭31的兩側配置有壓料圈32，壓料圈32由壓料圈用加壓機構(例如彈簧、液壓缸、氣缸)33支承為能夠沿著沖壓方向滑動。此處，沖壓方向是指在進行沖壓成型時沖頭31與沖模41相對地移動的方向，在圖4A?圖4C所示的模具20中，上下方向成為沖壓方向。
[0016]在使用了這種構成的模具20的沖壓成型中，將平板狀、金屬制的被加工材料50配置于沖模41與沖頭31之間。當在該狀態(tài)下使上模40從上止點下降時，襯墊42與被加工材料50抵接而襯墊用加壓機構43收縮。由此，通過襯墊用加壓機構43的復原力將襯墊42按壓于被加工材料50，如圖4A所示，被加工材料50的寬度方向的中間部由襯墊42與沖頭31夾持。
[0017]此外，沖模41經(jīng)由被加工材料50與壓料圈32抵接而壓料圈用加壓機構33收縮。由此，通過壓料圈用加壓機構33的復原力將壓料圈32按壓于被加工材料50，被加工材料50的寬度方向的外緣部由壓料圈32與沖模41約束。
[0018]此處，根據(jù)成型品的形狀等來適宜設定襯墊42與沖頭31對中間部的夾持、以及壓料圈32與沖模41對外緣部的約束的定時。例如，有時同時進行襯墊42與沖頭31對中間部的夾持、以及壓料圈32與沖模41對外緣部的約束。此外，有時在通過襯墊42與沖頭31夾持了中間部之后，通過壓料圈32與沖模41約束外緣部。并且，有時在通過壓料圈32與沖模41夾持了外緣部之后，通過襯墊42與沖頭31約束中間部。
[0019]在被加工材料50的寬度方向的中間部被夾持、外緣部被約束的狀態(tài)下，如圖4B所示，使上模40進一步下降。由此，使沖頭31與沖模41相對地移動而將被加工材料50與沖頭31 —起向沖模41的凹部壓入，對被加工材料50實施拉深加工，由此進行沖壓成型。
[0020]在沖壓成型時，被加工材料50與沖頭31 —起被向沖模41的凹部壓入，因此被加工材料50的兩端位置朝向沖模41的凹部移動。因此，由壓料圈32與沖模41約束的被加工材料50的約束長度L，隨著沖壓成型的進行而變短(參照圖4A以及圖4B)。
[0021]而且，當上模40到達下止點時，通過沖頭31的前端面31a和襯墊42對腹板部10a進行精加工，通過沖頭31的外側面31b和沖模41對縱壁部10b進行精加工。此外，通過壓料圈32與沖模41對凸緣部10c進行精加工。結果，被加工材料50被成型為帽形截面。如圖4C所示，在上模40到達下止點的狀態(tài)下使上模40上升，由此沖頭31與沖模41相對地移動而分離。
[0022]這樣的與壓料圈32 —起使用襯墊42的沖壓成型，通過襯墊42夾持被加工材料50的寬度方向的中間部。由此，在對被加工材料50成型腹板部10a、縱壁部10b以及凸緣部10c的過程(以下，也簡稱為“成型過程”)中，能夠減少在成型品的形狀為非對稱的形狀的情況、例如縱壁部10b的傾斜在兩側較大地不同的情況下在腹板部10a產(chǎn)生非意圖的過度的位移。此外，通過由襯墊42、壓料圈32進行夾持、約束的效果，能夠減少在腹板部10a、縱壁部10b、凸緣部10c、腹板部10a與縱壁部10b的邊界附近、凸緣部10c與縱壁部10b的棱線部的周邊形成褶皺，尤其是在對截面線長的合計在長度方向上較大地變化的形狀、在側視、俯視中彎曲的形狀(參照圖2、圖3)的成型品進行成型的情況下有效。
[0023]在與壓料圈一起使用襯墊的沖壓成型中，作為襯墊，存在使用與要成型的腹板部10a的全部抵接那樣的襯墊的情況、以及使用與要成型的腹板部10a的一部分抵接那樣的襯墊的情況。在前者的情況下，通過沖頭的前端面和襯墊對腹板部10a進行精加工，在后者的情況下，主要通過沖頭的前端面和襯墊以及沖模對腹板部10a進行精加工。
[0024]此外，沖模41有時如圖4A?圖4C所示那樣由單一的部件構成、但也有時如圖5所示那樣由多個部件構成。
[0025]圖5是示意性地表示使用了由多個部件構成的沖模的沖壓成型的被加工材料的夾持、約束時的截面圖。在圖5中表示被加工材料50、以及沖壓成型裝置所具備的模具20。模具20的基本構成與圖4A?圖4C所示的模具相同，但作為具有凹部的沖模41，使用由多個部件構成的沖模。沖模41包括:形成凹部的一方的內(nèi)側面41a的第1塊411 ;形成凹部的另一方的內(nèi)側面41a的第2塊411 ;以及固定第1塊411以及第2塊411的板412。襯墊42經(jīng)由襯墊用加壓機構43安裝于板412。
[0026]對所沖壓成型的帽形截面的成型品適當實施修整等加工而精加工成產(chǎn)品。此時，有時通過切斷等從帽形截面的成型品除去凸緣部10c，成為由腹板部10a、第1縱壁部10b以及第2縱壁部10b構成的產(chǎn)品。
[0027]在帽形截面的成型品中在長度方向的一部分設置凸緣部10c的情況下，通過適當變更被加工材料的形狀，也能夠應用與壓料圈一起使用襯墊的沖壓成型。此外，并不限定于帽形截面，也能夠應用于對僅在一方