汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造方法以及壓制成型裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造方法以及壓制成型裝置。特別是涉及用于制造作為鋼板制的壓制成型體的汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造方法以及壓制成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車的車身構(gòu)成為主要包括沿著車輛長度方向配置的車長構(gòu)件和沿著車輛寬度方向配置的車寬構(gòu)件來作為主要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。這些車寬構(gòu)件以及車長構(gòu)件等結(jié)構(gòu)構(gòu)件借助形成于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的任一側(cè)的端部的凸緣與其它構(gòu)件相接合，而負(fù)責(zé)確保車身所需的剛度、承擔(dān)載荷。
[0003]該汽車的車身用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件要求由作用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸線方向的載荷引起的變形較小、扭轉(zhuǎn)剛度較高等。近年，從謀求車身的輕量化、提高碰撞安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，作為這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件的原材料，存在使用更薄、且拉伸強(qiáng)度等強(qiáng)度較高的高張力鋼板(高強(qiáng)度鋼板或高強(qiáng)度鋼)。另外，在卡車等大型車輛中，有時(shí)使用由板厚較厚的鋼板形成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
[0004]例如，作為用于加強(qiáng)車身的地板的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地板橫梁具有大致槽形的橫截面形狀，并借助形成于兩端部的向外凸緣與側(cè)梁等車長構(gòu)件相接合。在該地板橫梁中，重要的是通過提高與其它構(gòu)件之間的接合強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)剛度，從而確保車身的剛度、負(fù)載沖擊載荷時(shí)的載荷傳遞特性。
[0005]在專利文獻(xiàn)I?3中，公開了一種通過對(duì)模具的墊板機(jī)構(gòu)加以研究，從而解決高強(qiáng)度材料的壓制成型體的形狀保持不良的汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造方法。這些專利文獻(xiàn)所述的制造方法通過利用沖頭頂部和僅具有與沖頭頂部的平坦部相對(duì)的部分的、平坦的墊板之間的位置關(guān)系，有意地使成型過程中的原材料產(chǎn)生撓曲，從而謀求提高成型后的形狀保持性。
[0006]另外，在專利文獻(xiàn)4中，公開了一種用于在汽車車身用的板制品的端部成型凸緣的凸緣成型用模具，該凸緣成型用模具能夠利用同一模具在一次工序中成型與中央壁部相連的中央凸緣和與側(cè)壁部相連的橫向凸緣。在該專利文獻(xiàn)4中，公開了利用墊板按壓坯料材料中的成型為中央壁部的部分而對(duì)坯料材料進(jìn)行彎折加工的例子。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)I:日本特許第4438468號(hào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-255116號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開2012-051005號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)4:日本特開平5-23761號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的問題
[0014]然而，為了提高車身的剛度、負(fù)載沖擊載荷時(shí)的載荷傳遞特性，優(yōu)選的是，將形成于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的端部的向外凸緣設(shè)定為連續(xù)凸緣，從而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件借助連續(xù)凸緣與其它構(gòu)件相接合。即，如下所述，優(yōu)選的是，向外凸緣還形成于與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的棱線部的外周相當(dāng)?shù)牟糠?，而形成為在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的端部處，在槽底部的至少一部分與棱線部之間連續(xù)并在縱壁部的至少一部分與棱線部之間連續(xù)的向外凸緣。
[0015]然而，高張力鋼板相比于軟鋼板那樣的強(qiáng)度較低的鋼板存在延展性較低、在壓制成型時(shí)容易斷裂這樣的問題。另外，由于在對(duì)高張力鋼板、板厚較大的鋼板進(jìn)行壓制成型時(shí)需要較高的壓制載荷，因此，使應(yīng)能夠?qū)Τ尚筒牧腺x予充分的張力的壓制載荷進(jìn)一步增大并不容易。因此，在對(duì)由高張力鋼板、板厚較大的鋼板形成的成型材料進(jìn)行壓制成型時(shí)，還存在容易產(chǎn)生褶皺這樣的問題。
[0016]由于這樣的理由，在利用以往的壓制成型在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的端部形成向外連續(xù)凸緣時(shí)，在壓制成型時(shí)，容易在棱線部凸緣的邊緣產(chǎn)生伸展凸緣裂紋、在棱線部凸緣的根部附近產(chǎn)生褶皺。因而，根據(jù)以往的壓制成型方法，難以獲得作為向外連續(xù)凸緣的期望的形狀。
[0017]這樣，在使用高張力鋼板、板厚較大的鋼板作為成型材料的情況下，在壓制成型技術(shù)上的制約下，難以在不產(chǎn)生所述那樣的褶皺、裂紋的前提下制造具有向外連續(xù)凸緣的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。因此，現(xiàn)階段不得不取代設(shè)置棱線部凸緣，而在該部分形成缺口來彌補(bǔ)壓制成型時(shí)的困難性。該缺口則成為使扭轉(zhuǎn)剛度、載荷傳遞特性等性能下降的主要原因。
[0018]關(guān)于這方面，專利文獻(xiàn)I?4所公開的以往的技術(shù)對(duì)于抑制壓制成型時(shí)的棱線部凸緣的邊緣的裂紋、棱線部凸緣的根部附近的褶皺并且形成向外連續(xù)凸緣沒有任何考慮。因而，利用專利文獻(xiàn)I?4所公開的以往的技術(shù)，也難以壓制成型具有大致槽形截面且在端部具有期望的形狀的向外連續(xù)凸緣的、高強(qiáng)度鋼板制或高張力鋼板制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
[0019]另外，在本說明書中，將使具有大致槽形截面的成型體的端部向槽的外側(cè)彎折而成的凸緣稱為“向外凸緣”。另外，將在成型體的端部處在槽底部的至少一部分與棱線部之間連續(xù)并在縱壁部的至少一部分與棱線部之間連續(xù)而形成的向外凸緣稱為“向外連續(xù)凸緣”。另外，在本說明書中，在向外連續(xù)凸緣中，將形成于與棱線部的外周相當(dāng)?shù)牟糠值耐咕壏Q為“棱線部凸緣”。
[0020]另外，在本說明書中，“在凸緣上設(shè)置缺口”是指缺口設(shè)于凸緣的整個(gè)寬度方向，而使凸緣不連續(xù)。另外，凸緣寬度以與凸緣的高度相同的意思使用。因而，在使凸緣寬度局部減小而殘留一部分凸緣的情況下，認(rèn)為在凸緣上未設(shè)置缺口。
[0021]本發(fā)明的目的在于提供在壓制成型具有大致槽形截面且在端部具有向外連續(xù)凸緣的、高張力鋼板制或板厚較大的鋼板制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，能夠抑制墊板載荷的增加、并且能夠抑制棱線部凸緣的邊緣的裂紋、棱線部凸緣的根部附近的褶皺的汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造方法以及壓制成型裝置。
[0022]用于解決問題的方案
[0023]為了解決所述課題，根據(jù)本發(fā)明的一技術(shù)方案，提供一種汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造方法，該汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件通過使用包括沖頭、沖模以及與所述沖頭相對(duì)的墊板的壓制成型裝置對(duì)鋼板制的成型材料進(jìn)行壓制成型從而以沿著預(yù)定方向延伸的方式形成，該汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有槽底部、與所述槽底部相連續(xù)的棱線部以及與所述棱線部相連續(xù)的縱壁部，與所述預(yù)定方向相交叉的截面呈大致槽形截面，具有向外連續(xù)凸緣，該向外連續(xù)凸緣在所述預(yù)定方向上的至少一側(cè)的端部處，在所述槽底部的至少一部分與所述棱線部之間連續(xù)并在所述縱壁部的至少一部分與所述棱線部之間連續(xù)而形成，其中，
[0024]該汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造方法包括第I工序和第2工序，
[0025]在該第I工序中，利用所述墊板按壓所述成型材料并將其壓緊于所述沖頭，至少使與形成于所述槽底部以及所述棱線部這兩者的端部的凸緣相當(dāng)?shù)牟糠窒蚺c所述按壓方向相反的方向立起，并且
[0026]利用所述墊板使成型為所述棱線部的部分的端部向所述按壓方向彎曲并且約束該端部的至少一部分，另一方面，使成型為所述槽底部的部分中的除端部以外的區(qū)域不受約束，并利用所述沖頭和所述沖模進(jìn)行壓制成型，形成中間成型體，
[0027]在該第2工序中，進(jìn)一步對(duì)所述中間成型體進(jìn)行壓制成型而形成所述汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
[0028]另外，也可以是，在所述第I工序中，使成型為所述槽底部的部分的端部的至少一部分不受約束。
[0029]另外，也可以是，在所述第I工序中，使成型為所述槽底部的部分的整個(gè)面和與形成于所述槽底部的端部的凸緣相當(dāng)?shù)牟糠种械呐c成型為所述槽底部的部分相連續(xù)的至少一部分一起不受約束。
[0030]另外，也可以是，在所述第I工序中，在成型為所述棱線部的部分的端部中，使以成型為所述棱線部的部分與成型為所述槽底部的部分之間的連接部為起點(diǎn)的截面周長的至少1/2的長度的部分不受約束。
[0031]另外，也可以是，在所述第I工序所使用的所述沖頭的對(duì)所述棱線部進(jìn)行成型的成型面即肩部中，至少與所述預(yù)定方向的端部相當(dāng)?shù)牟糠值那拾霃綖?mm?45mm的范圍內(nèi)的值。
[0032]另外，也可以是，所述鋼板為板厚在2.3mm以上的鋼板、或拉伸強(qiáng)度在440MPa以上的高張力鋼板。
[0033]另外，為了解決所述課題，根據(jù)本發(fā)明的其它的技術(shù)方案，提供一種壓制成型裝置，其用于制造汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件，該汽車車身用結(jié)構(gòu)構(gòu)件以沿著預(yù)定方向延伸的方式形成，具有槽底部、與所述槽底部相連續(xù)的棱線部以及與所述棱線部相連續(xù)的縱壁部，與所述預(yù)定方向相交叉的截面呈大致槽形截面，具有向外連續(xù)凸緣，該向外連續(xù)凸緣在所述預(yù)定方向上的至少一側(cè)的端部處，在所述槽底部的至少一部分與所述棱線部之間連續(xù)并在所述縱壁部的至少一部分與所述棱線部之間連續(xù)而形成，
[0034]該壓制成型裝置包括沖頭、沖模以及與所述沖頭相對(duì)的墊板，在利用所述墊板和所述沖頭約束了鋼板制的成型材料的狀態(tài)下，利用所述沖頭和所述沖模進(jìn)行壓制成型，其中，
[0035]所述墊板按壓所述成型材料從而使成型為所述棱線部的部分的端部向所述按壓方向彎曲并且約束該端部的至少一部分，另一方面，使成型為所述槽底部的部分中的除端部以外的區(qū)域不受約束。
[0036]另外，也可以是，所述墊板使成型為所述槽底部的部分的端部的至少一部分不受約束。
[0037]另外，也可以是，所述墊板使成型為所述槽底部的部分的整個(gè)面和與形成于所述槽底部的端部的凸緣相當(dāng)?shù)牟糠种械呐c成型為所述槽底部的部分相連續(xù)的至少一部分一起不受約束。
[0038]另外，也可以是，所述墊板在成型為所述棱線部的部分的端部中，使以成型為所述棱線部的部分與成型為所述槽底部的部分之間的連接部為起點(diǎn)的截面周長的至少1/2的長度的部分不受約束。
[0039]另外，也可以是，在所述沖頭的對(duì)所述棱線部進(jìn)行成型的成型面即肩部中，至少與所述預(yù)定方向上的端部相當(dāng)?shù)牟糠值那拾霃綖?mm?45mm的范圍內(nèi)的值。
[0040]發(fā)明的效果
[0041]采用本發(fā)明，在第I工序的壓制成型時(shí)，利用墊板使成型為棱線部的部分的端部彎曲且被約束，并且使成型為槽底部的部分中的除端部以外的區(qū)域不受約束。因而，在不增加墊板載荷的前提下，增大被墊板約束的部分的每單位面積的載荷。由此，成型為棱線部的部分的端部被墊板更可靠地約束，并且使被墊板按壓的部分的鋼板材料突出，從而形成棱線部的端部。其結(jié)果，能夠抑制被墊板按壓的部分的周圍的鋼板材料的移動(dòng)，能夠抑制墊板載荷的增加，并且能夠獲得抑制了向外連續(xù)凸緣的邊緣的裂紋、向外連續(xù)凸緣的根部附近的褶皺的壓制成型體。
[0042]經(jīng)過這樣的壓制成型制造的、具有大致槽形截面且在端部形成有向外連續(xù)凸緣的、高張力鋼板制或板厚較大的鋼板制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有期望的形狀的向外連續(xù)凸緣，因此，能夠提高扭轉(zhuǎn)剛度、載荷傳遞特性。另外，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠借助包含棱線部凸緣在內(nèi)的向外連續(xù)凸緣的整個(gè)面與其它構(gòu)件相接合，而大幅提高包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的接合結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度、剛度。因而，例如，使板厚在2.3mm以上的鋼板、拉伸強(qiáng)度在440MPa以上的鋼板應(yīng)用于汽車車身結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可能性擴(kuò)大。
【附圖說明