封闭结构构件的制造方法、冲压成形装置和封闭结构构件 |
|||||||
| 申请号 | CN200980137664.X | 申请日 | 2009-09-24 | 公开(公告)号 | CN102164691B | 公开(公告)日 | 2015-02-11 |
| 申请人 | 杰富意钢铁株式会社; | 发明人 | 樋贝和彦; 山崎雄司; 比良隆明; 越智胜广; | ||||
| 摘要 | 减少封闭结构构件的部件数量和制造工序数，高效地制造封闭结构构件。在封闭结构构件的制造方法中，向 冲压 方向驱动冲头(84)，使毛坯件(24)的一方接合端部(19)通过来自凸缘加工部(102)的按压 力 而弯曲，重合在另一方接合端部(21)的外侧，并且成形为卡定该接合端部(21)的卡定凸缘部(20)，同时，通过一对冲压成形面(96、97)对毛坯件(24)进行加压，将该毛坯件(24)的一对肩部(26)分别冲压成形为规定的形状。由此，将一方接合端部(19)成形为卡定凸缘部(20)，通过该卡定凸缘部(20)卡定另一方接合端部(21)，从而能够将卡定凸缘部(20)固定在接合端部(21)上，同时，能够将一对肩部(26)冲压成形为规定的形状。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种封闭结构构件的制造方法，用于通过冲压成形模对由金属板形成的毛坯件进行加压，使该毛坯件的一对接合端部彼此相互固定，并且由该毛坯件制造具有封闭截面形状的封闭结构构件，其特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 封闭结构构件的制造方法、冲压成形装置和封闭结构构件技术领域[0001] 本发明涉及用于制造封闭结构构件的冲压成形方法、在该冲压成形方法中使用的冲压成形装置以及使用该冲压成形方法制造的封闭结构构件和通过焊接工序对凸缘部进行焊接形成的封闭结构构件，其中，用于制造封闭结构构件的冲压成形方法，通过冲压成形模对由金属板形成的毛坯件进行加压，将毛坯件的一方接合端部成形为卡定凸缘部，并且通过该卡定凸缘部卡定另一方接合端部，从而制造具有封闭截面形状的封闭结构构件。 背景技术[0002] 在制造汽车等车辆的大梁、侧门等具有封闭截面结构的结构构件(封闭结构构件)时，例如，在分别成形了以钢板等金属板作为原材料并通过冲压成形等构成封闭结构构件的多个部件(冲压部件)之后，将某一个冲压成形部组装在其他的冲压部件上，通过折边加工、焊接等固定方法，使上述的冲压部件彼此相互固定，从而由多个冲压部件制造封闭结构构件。 [0003] 作为上述的封闭结构构件，例如已知专利文献1中记载的结构(车辆的门结构)。该专利文献1中记载的车辆的门结构具有分别形成凹状的内板和外板、以向所述外板侧弯折的方式设置在内板的边缘部上的折边凸缘，使所述折边凸缘弯曲以将外板的边缘部夹入，内板被折边并与外板接合。 [0004] 另外，在专利文献2的第[0002]～[0003]段和图5～图10中记载了进行用于使外板和内板接合的折边(冲压折边)的折边加工装置。在通过该折边加工装置接合外板和内板时，使内板与外板重合，将前刃抵接在外板的折边凸缘的前端部并向斜下方按压而使其弯折后，使折边刃下降，进一步弯折折边凸缘，通过外板的折边凸缘夹入内板的边缘部，从而使外板与内板相互接合(折边接合)。 [0006] 在制造具有上述的封闭截面结构的封闭结构构件的情况下，在通过对钢板等进行冲压加工而分别成形了构成封闭结构构件的多个冲压部件之后，形成使这些冲压部件相互重合的状态，将分别在上述的冲压部件上形成的凸缘部彼此折边接合或焊接，从而将多个冲压部件组装成封闭结构构件。 [0007] 专利文献1：JP特开2007-176361号公报； [0008] 专利文献2：JP特开平5-228557号。 发明内容[0009] 但是，具有封闭截面结构的封闭结构构件的重量，通常随着构成该封闭结构构件的冲压部件的数量增加而增大。即，若冲压部件的数量增加，则不仅需要在各冲压部件上分别设置各自的接合用凸缘部，而且需要将这样的凸缘部至少分别设置在冲压部件的隔着内部空间的两侧部分上，因而随着冲压部件的数量增加，凸缘部的相对于封闭结构构件整体的重量的重量比例变高，结果成为使封闭结构构件的重量增加的主要原因。 [0010] 另外，至少通过末级冲压工序和折边工序制造上述的封闭结构构件，其中，末级冲压工序是分别使用专用的冲压成形模等成形出构成封闭结构部件的多个冲压部件的工序，折边工序在使各冲压部件间折边接合时进行，但是近年来，因为对降低制造成本要求高，所以希望能够更高效地制造封闭结构构件。 [0011] 本发明是考虑了上述情况而提出的，其目在于提供能够减少封闭结构构件的部件数量和制造工序数并能够高效制造封闭结构构件的封闭结构构件的制造方法和制造装置，另外，提供能够减小构成部件数量的轻量的封闭结构构件。 [0012] 本发明的[1]的封闭结构构件的制造方法，用于通过冲压成形模对由金属板形成的毛坯件进行加压，使该毛坯件的一对接合端部彼此相互固定，并且由该毛坯件制造具有封闭截面形状的封闭结构构件，其特征在于，包括：预备成形工序，将所述毛坯件加工成具有与所述封闭结构构件对应的截面形状的中间部件；封入工序，在所述预备成形工序完成后，使所述中间部件的一对所述接合端部相互接近，并且使凹状的凸缘加工部与一方所述接合端部接触，其中，所述凸缘加工部形成于在所述冲压成形模上形成的一对冲压成形面中的另一方冲压成形面的在一方冲压成形面侧的缘端部上；及接合冲压工序，在所述封入工序完成后，进一步向冲压方向驱动所述冲压成形模，使一方所述接合端部通过来自所述凸缘加工部的按压力弯曲而与另一方所述接合端部的外侧重合，并且成形为卡定另一方所述接合端部的卡定凸缘部，同时，通过一对所述冲压成形面对所述毛坯件进行加压，将该毛坯件的一对所述接合端部的外侧部分冲压成形为规定的形状。 [0013] 上述[1]的封闭结构构件的制造方法，在预备成形工序完成后，在封入工序中，使中间部件的一对接合端部相互接近，并且使凹状的凸缘加工部与一方所述接合端部接触，其中，所述凸缘加工部形成于在冲压成形模上形成的一对冲压成形面中的另一方冲压成形面的在一方冲压成形面侧的缘端部上，从而能够克服成为封闭结构构件的原材料的毛坯件的变形阻力(回弹)，使一对接合端部相互接近，使一方接合端部移动到形成于另一方冲压成形面上的凹状的凸缘加工部内，因而，能够使中间部件的一对接合端部间的间隔足够小，并能够使一方接合端部移动到用于成形为卡定凸缘部的凸缘加工部内。 [0014] 另外，[1]的封闭结构构件的制造方法，在封入工序完成后，在接合冲压工序中，进一步向冲压方向驱动冲压成形模，使一方接合端部通过来自凸缘加工部的按压力弯曲而与另一方接合端部的外侧重合，并且成形为卡定另一方接合端部的卡定凸缘部，同时，通过一对冲压成形面对毛坯件进行加压，将该毛坯件的一对接合端部的外侧部分冲压成形为规定的形状，从而使一对接合端部间的间隔足够小，然后，将一方接合端部成形为卡定凸缘部，通过该卡定凸缘部卡定另一方接合端部，而能够将一方接合端部(卡定凸缘部)固定在另一方接合端部上，同时，能够将中间部件的一对接合端部的外侧部分冲压成形为规定的形状。 [0015] 因而，根据[1]的封闭结构构件的制造方法，能够将由一张金属板形成的毛坯件作为原材料制造具有封闭截面形状的封闭结构构件，并且，能同时进行使封闭结构构件的一对接合端部彼此固定的作业和冲压成形出一对接合端部的外侧部分的作业，因而能够使封闭结构构件的部件数量和制造工序数都减少，能够高效地制造封闭结构构件。 [0016] 另外，[2]的封闭结构构件的制造方法根据[1]所述的封闭结构构件的制造方法，其特征在于，具有在所述接合冲压工序完成后通过焊接将所述卡定凸缘部固定在另一方所述接合端部上的焊接工序。 [0017] 本发明的[3]的在封闭结构构件的制造中使用的冲压成形装置，为用于[1]或[2]所述的封闭结构构件的制造方法的冲压成形装置，其特征在于，具有：所述冲压成形模；及驱动单元，在执行所述封入工序和所述接合冲压工序时，向所述冲压方向驱动所述冲压成形模，所述冲压成形模具有一对冲压成形面和凹状的凸缘加工部，其中，所述一对冲压成形面具有与所述封闭结构构件的一对所述接合端部的外侧部分对应的形状，所述凸缘加工部形成于另一方所述冲压成形面的在一方所述冲压成形面侧的缘端部上。 [0018] 根据上述[3]的在封闭结构构件的制造中使用的冲压成形装置，将由一张金属板形成的毛坯件装填在冲压成形模中，在使一对接合端部间的间隔足够小之后，通过驱动单元向规定的冲压方向驱动该冲压成形模，从而将一方接合端部成形为卡定凸缘部，通过该卡定凸缘部卡定另一方接合端部，而能够使一对接合端部彼此固定，并且能够将毛坯件(中间部件)的一对接合端部的外侧部分冲压成形为规定形状，因而，能够将由一张金属板形成的毛坯件作为原材料制造具有封闭截面形状的封闭结构构件，并且，同时进行使封闭结构构件的一对接合端部彼此固定的作业和将凸缘部的外侧部分冲压成形为规定形状的作业，因而能够使封闭结构构件的部件数量和制造工序数都减少，能够高效地制造封闭结构构件。 [0019] 另外，[4]的在封闭结构构件的制造中使用的冲压成形装置，根据[3]所述的在封闭结构构件的制造中使用的冲压成形装置，其特征在于，使所述凸缘加工部距离另一方所述冲压成形面的深度为所述毛坯件的厚度的0.5倍以上且4.0倍以下。 [0020] 本发明的[5]的封闭结构构件为使用[1]或[2]所述的封闭结构构件的制造方法制造的封闭结构构件，其特征在于，具有：主体部，具有规定的封闭截面形状；及卡定凸缘部，由所述主体部的一方接合端部弯曲而形成，与另一方所述接合端部的外侧重合，并且卡定另一方所述接合端部。 [0021] 上述[5]的封闭结构构件，卡定凸缘部是主体部的一方接合端部弯曲而形成的，该卡定凸缘部重合在另一方接合端部的外侧，并且卡定另一方接合端部，将主体部的一对接合端部彼此相互固定，从而能够由一张金属板(毛坯件)一体地分别形成作为构成封闭结构构件的主要结构部分的主体部、卡定凸缘部和另一方接合端部，并且仅通过另一方接合端部和卡定该另一方接合端部的卡定凸缘部(一方接合端部)使接合端部彼此固定，就能够将该主体部形成为封闭截面形状，因而与由两个以上的独立的部件构成的封闭结构构件相比，能够减少构成封闭结构构件的部件数量，并且降低凸缘部的重量占封闭结构构件的总重量的比例，从而能够高效地减小封闭结构构件的重量。 [0022] 另外，[6]的封闭结构构件根据[5]记载的封闭结构构件，其特征在于，将所述卡定凸缘部的宽度设定为毛坯件板厚以上且封闭结构构件截面的整个周长的25％以下。 [0023] 发明效果 [0024] 如以上说明的，根据本发明的封闭结构构件的制造方法和用于制造封闭结构构件的制造的冲压成形装置，能够减少封闭结构构件的部件数量和制造工序数，高效地制造封闭结构构件。 [0026] 图1是表示使用本发明实施方式的封闭结构构件的制造方法制造的封闭结构构件的立体图。 [0027] 图2是表示作为本发明实施方式的封闭结构构件的制造装置的第一冲压成形装置的结构的主视图。 [0028] 图3是表示作为本发明实施方式的封闭结构构件的制造装置的第二冲压成形装置的结构的主视图。 [0029] 图4是表示作为本发明实施方式的封闭结构构件的制造装置的接合冲压装置的结构的主视图。 [0030] 图5是表示作为本发明实施方式的封闭结构构件的制造装置的接合冲压装置的变形例的结构的主视图。 [0032] 图7(A)是表示作为本发明实施方式的封闭结构部件的成形原材料的毛坯件的俯视图，图7(B)是表示本发明实施方式的毛坯件的接合冲压工序前的形状的主视图，图7(C)是表示本发明实施方式的毛坯件的接合冲压工序后的形状的主视图。 [0033] 图8是表示第一比较例的封闭结构构件和冲头的结构的主视图。 [0034] 图9是表示第二比较例的封闭结构构件和冲头的结构的主视图。 [0035] 图10是表示第三比较例的封闭结构构件和冲头的结构的主视图。 [0036] 图11是表示第一实施例的封闭结构构件和冲头的结构的主视图。 [0037] 图12是表示第二实施例的封闭结构构件和冲头的结构的主视图。 [0038] 图13是表示第三实施例的封闭结构构件和冲头的结构的主视图。 具体实施方式[0039] 下面，参照附图，说明本发明实施方式的封闭结构构件的制造方法、在该制造方法中使用的制造装置和使用该制造方法制造的封闭结构构件。 [0040] (封闭结构构件的结构) [0041] 在图1(A)和(B)中分别示出了使用本发明实施方式的封闭结构构件的制造方法制造的封闭结构构件。这些封闭结构构件10、12以长度方向(箭头LP方向)成为车辆的前后方向的方式用作汽车等的车身的大梁的一部分。原材料为金属板(在本实施方式中，为高张力钢板)。细长的筒状形状的两端分别是开口端。 [0042] 封闭结构构件10、12的主体部18的长度方向上平行的两端中的一方端部是卡定凸缘部20，另一方端部是接合端部21。上述的主体部18、卡定凸缘部20和接合端部21是以由一张高张力钢板形成的毛坯件24(参照图2)作为原材料通过冲压成形法成形的。 [0043] 在此，关于毛坯件24，其表面形状通过激光切断等预先加工成与封闭结构构件10、12对应的形状，其表面形状形成为将与封闭结构构件10的长度方向一致的方向作为长边方向的大致长方形。如图2所示，在该毛坯件24中，沿着其长度直角方向的两侧的端部分别形成接合端部19、21，在封闭结构构件10、12中，毛坯件24的一对接合端部19、21彼此被固定，从而构成具有封闭截面的主体部18。 [0044] 封闭结构构件10、12的主体部18根据车身的设置空间和所要求的强度等具有各种截面形状。具体地说，例如，在封闭结构构件10中(参照图1(A))，主体部18的截面形状形成为大致正六边形。另外，在封闭结构构件12中，主体部18的截面形状形成为以车辆的左右方向为长边方向的大致长方形。此外，关于主体部18的截面形状，不限于分别在图1(A)和图1(B)中示出的形状，可以是其他的多边形形状，或者也能够将主体部18的截面形状的一部分或全部形成为沿着圆弧、椭圆曲线等曲线的形状。 [0045] 关于封闭结构构件10、12，在其制造中途，一方接合端部19通过冲压成形而形成卡定凸缘部20，该卡定凸缘部20重合在另一方接合端部21的外侧，并且卡定该接合端部21。在此，如图1(A)和图1(B)所示，卡定凸缘部20是通过毛坯件24的一方接合端部19向另一方接合端部21侧弯曲而形成的。在图1(A)、(B)所示的状态(完成状态)下，该卡定凸缘部20形成为重合在另一方接合端部21的外侧的状态，通过点焊、激光焊、电弧焊等各种焊接方法与接合端部21接合。 [0046] 在制造包括上述封闭结构构件10、12作为部件的大梁时，例如，在封闭结构构件10、12的长度方向两端部分别嵌插固定高刚性的帽构件，并且按照需要，在封闭结构构件 10、12的外周侧或内周侧安装用于加强封闭结构构件10、12的加强构件、用于将封闭结构构件10、12与车辆侧连结的托架、螺栓、螺母等，从而制造构成车身的一部分的大梁。 [0047] (封闭结构构件的制造装置) [0048] 在图2～图4中分别示出了作为本发明实施方式的封闭结构构件的制造装置的第一冲压成形装置、第二冲压成形装置和接合冲压装置的结构，并且示出了通过这些装置接受加工的制造中途的封闭结构构件。将通过第一冲压成形装置进行的成形工序或通过第二冲压成形装置进行的成形工序称为预备成形工序。此外，图2～图4中分别示出的第一冲压成形装置30、第二冲压成形装置60和接合冲压装置80用于制造具有正六边形或相对于正六边形在上下方向上稍细长的六边形的截面形状的封闭结构构件10(参照图1(A))。 [0049] 如图2所示，第一冲压成形装置30具有作为一对冲压成形模的冲模32和冲头34，并且具有作为冲头34的驱动单元的液压促动器36。在冲模32的上表面侧的宽度方向中央部形成有凹状的冲压成形面38。该冲压成形面38，沿着其宽度方向的截面形状形成为大致梯形，在宽度方向两端部形成有宽度呈锥状向上方扩大的一对倾斜面42。 [0050] 在冲头34的下表面侧的宽度方向中央部形成有冲压成形面44。该冲压成形面44，沿着宽度方向的截面形状形成为与冲压成形面38对应的大致梯形，在其宽度方向两端部形成有分别与冲压成形面38的倾斜面42对应的倾斜面48。 [0051] 液压促动器36具有：缸体50，其固定在第一冲压成形装置30的支撑架(省略图示)侧；及推杆52，其配置在该缸体50的内周侧，且被缸体50以能够沿高度方向(箭头HM方向)滑动的方式支撑，推杆52的下端部连结在冲头34的上表面中央部上。液压促动器36根据来自液压控制部(省略图示)的液压控制使冲头34在其冲压成形面44与冲模32的冲压成形面38嵌合的冲压位置(参照图2)和向冲模32的上方离开的待机位置之间移动。 [0052] 如图3所示，第二冲压成形装置60与第一冲压成形装置30同样，具有作为一对冲压成形模的冲模62和冲头64，并且具有作为冲头64的驱动单元的液压促动器66。在冲模62的上表面中央部形成有相对于两端部凹入成大致V字状的毛坯插入部67。在毛坯插入部67的底端部形成有由一对倾斜面构成的凹状的冲压成形面68，并且形成有从该冲压成形面68的两端部呈锥状向上方扩展的一对毛坯支撑面70。 [0053] 关于冲头64，其截面形状形成为以高度方向(箭头HM)为长边的大致长方形，在其下端面上，呈凹状地形成有分别与一对冲压成形面68对应的一对冲压成形面74。 [0054] 液压促动器66具有：缸体76，其固定在第二冲压成形装置60的支撑架(省略图示)侧；及推杆78，其配置在该缸体76的内周侧，且被缸体76以能够沿高度方向滑动的方式支撑，该推杆78的下端部连结在冲头64的上端面中央部上。液压促动器66根据来自液压控制部(省略图示)的液压控制使冲头64在其冲压成形面74与冲模62的冲压成形面68嵌合的冲压位置(参照图3)和向冲模62的上方离开的待机位置之间移动。 [0055] 如图4(A)所示，接合冲压装置80具有分别作为冲压成形模的插入型芯82和冲头84，并且具有配置在插入型芯82的下侧的支撑底座86和配置在插入型芯82的宽度方向外侧的一对按压凸轮88，其中，插入型芯82具有与作为完成部件的封闭结构构件10(参照图 1(A))的主体部18的截面形状对应的截面形状，冲头84配置在该插入型芯82的上侧。另外，接合冲压装置80具有作为冲头84的驱动单元的液压促动器90和与该液压促动器90连动进行动作的凸轮驱动机构92。 [0056] 在支撑底座86的上表面侧形成有由一对倾斜面构成的凹状的毛坯支撑面94。该毛坯支撑面94的形状形成为与主体部18的底板部54对应的形状。另外，在冲头84的下端面的沿着宽度方向的一端侧和另一端侧分别形成有冲压成形面96、97。上述的一对冲压成形面96、97分别由相对于宽度方向和高度方向倾斜的倾斜面形成，其上端边缘相互接合，并且从其接合端朝向下方呈锥状地扩展。另外，一对冲压成形面96、97的形状形成为与主体部18的卡定凸缘部20和作为接合端部21的外侧部分的肩部26对应的形状。 [0057] 另一方面，在插入型芯82的上端面形成有冲压成形面98、99，并且，在下端面形成有凸状的毛坯支撑面100，其中，冲压成形面98、99由分别与一对冲压成形面96、97对应的倾斜面形成，毛坯支撑面100与支撑底座86的毛坯支撑面94对应。另外，按压凸轮88的宽度方向内侧的侧面部形成与插入型芯82的侧面部83对应的按压面89。 [0058] 如图6(A)所示，在冲头84上的另一方(在图6(A)中为左侧)冲压成形面97的上端缘部形成有凹状的凸缘加工部102。该凸缘加工部102在冲压成形面97的全长上沿着冲头84的进深方向呈直线状地延伸，通过使从冲压成形面96的上端边缘起的规定宽度BP的区域相对于凸缘加工部102的下侧区域凹入规定的深度DP而形成。另外，凸缘加工部102的底面部分通过冲压成形面97的相对于凸缘加工部102实际与下边缘侧的区域平行的平面形成。 [0059] 在此，凸缘加工部102的深度DP(参照图8(B))在成为封闭结构构件10的原材料的毛坯件24的厚度TB(参照图8(A))的0.5倍以上且4.0倍以下的范围内适当设定。另外，凸缘加工部102的宽度BP(参照图8(B))按照形成在毛坯件24上的卡定凸缘部20的宽度BF(参照图8(A))适当设定，具体地说，在宽度BF的1.0倍以上且2.0倍以下的范围内适当设定。另外，卡定凸缘部20的宽度BF在毛坯件板厚以上且封闭结构构件截面的整个周长的25％以下的范围内适当设定。 [0060] 如图4(A)所示，液压促动器90具有：缸体106，其固定在接合冲压装置80的支撑架(省略图示)侧；及推杆108，其配置在该缸体106的内周侧，且被缸体106以能够沿着高度方向滑动的方式支撑，该推杆108的下端部连结在冲头84的上端面中央部上。液压促动器90按照来自液压控制部(省略图示)的液压控制使冲头84在其冲压成形面96、97与插入型芯82的冲压成形面98、99嵌合的冲压位置(参照图6(C))和向插入型芯82的上方离开的待机位置(参照图6(D))之间移动。 [0061] 一对凸轮驱动机构92与液压促动器90的动作连动，使一对按压凸轮88分别在待机位置和按压位置之间移动，其中，该待机位置是一对按压凸轮88沿着宽度方向离开插入型芯82的侧面部的位置(参照图4(A))，该按压位置是使按压凸轮88沿着宽度方向抵接在插入型芯82的侧面部上的位置。具体地说，当液压促动器90使冲头84从待机位置下降到冲压位置时，凸轮驱动机构92使按压凸轮88从待机位置移动到按压位置，当液压促动器90使冲头84从冲压位置上升到待机位置时，凸轮驱动机构92使按压凸轮88从按压位置移动到待机位置。上述图2～图5所示的所述装置示出了使用液压促动器驱动冲头的方式的冲压成形装置，但是本发明的冲压成形装置不限于此，也可以使用包括曲柄式压力机的机械式冲压机(通常的冲压机)，能够通过同样的模具成形。 [0062] (封闭结构构件的制造方法) [0063] 下面，说明使用上述的制造装置制造封闭结构构件10的方法(封闭结构构件的制造方法)。 [0064] 本实施方式的封闭结构构件的制造方法，首先使用第一冲压成形装置30进行第一冲压工序。在该第一冲压工序中，将预先切断加工为规定的表面形状的毛坯件24装填在第一冲压成形装置30的冲模32的冲压成形面38与冲头34的冲压成形面44之间。然后，通过液压促动器36使处于待机位置的冲头34下降到冲压位置。由此，如图2所示，毛坯件24成形(冲压成形)为与冲压成形面38、44对应的形状。此时，通过一对倾斜面42、48，在毛坯件24的沿着宽度方向的两端部形成主体部18的一对肩部26(参照图3)。 [0065] 在此，如图7(B)所示，一方肩部26的宽度BS1比另一方肩部26的宽度BS2长出相当于卡定凸缘部20的宽度BF(参照图7(A))的尺寸。如图3所示，一对肩部26的前端部分别形成为作为完成部件的封闭结构构件10(主体部18)的一对接合端部19、21，通过使一对接合端部19、21彼此固定(接合)，由毛坯件24构成具有封闭截面形状的主体部18。 [0066] 本实施方式的封闭结构构件的制造方法，在第一冲压工序完成后，使用第二冲压成形装置60进行第二冲压工序。在该第二冲压工序中，在将经由第一冲压工序形成有一对肩部26的毛坯件24装填在第二冲压成形装置60的冲模62的毛坯插入部67上之后，通过液压促动器66使处于待机位置的冲头64下降到冲压位置。由此，如图3所示，毛坯件24的宽度方向中央部成形(冲压成形)为与冲压成形面68、74对应的形状。此时，在毛坯件24的宽度方向中央部形成主体部18的底板部54(参照图7(B))，并且，一对肩部26与底板部54之间分别形成侧板部56，上述的一对侧板部56分别由一对毛坯支撑面70支撑，并且以相对于底板部54形成规定的倾斜角的方式弯曲。 [0067] 本实施方式的封闭结构构件的制造方法，在第二冲压工序完成后，使用接合冲压装置80进行封入工序和接合冲压工序。在封入工序中，如图4(A)所示，将毛坯件24的底板部54夹入在支撑底座86的毛坯支撑面94与插入型芯82的毛坯支撑面100之间。此时，处于待机位置的按压凸轮88使其按压面89抵接在毛坯件24的肩部26和侧板部56的边界部附近。 [0068] 接着，如图4(B)所示，通过凸轮驱动机构92使处于待机位置的按压凸轮88向按压位置侧移动。由此，通过按压凸轮88的按压面89，使侧板部56分别向插入型芯82的侧面部83侧移动(倾斜)而抵接，并且，通过液压促动器90，使处于待机位置的冲头84向冲压位置侧下降。此后，若冲头84再下降，则如图6(B)所示，一方肩部26(接合端部19)的前端面与凸缘加工部102的底面部分抵接。由此，封入工序完成，开始下一接合冲压工序。 [0069] 在一方接合端部19已抵接在凸缘加工部102上时，该接合端部19相对于凸缘加工部102的底面部分的接触角θC(参照图6(B))大约为60°。由此，若在接合端部19的前端附近受到来自凸缘加工部102的沿着冲压方向的按压力，则在接合端部19上产生以插入型芯82的冲压成形面98与冲压成形面99的棱线部101附近为支点的弯曲应力。因而，随着冲头84向冲压位置侧下降，接合端部19以棱线部101附近为支点弯曲，使前端侧接近另一方接合端部21。 [0070] 如图6(C)所示，当冲头84下降到冲压位置时，对于接合端部19来说，如图7(C)所示，通过相对于肩部26的相对于接合端部19为基端侧的部分弯曲规定的弯曲角θF(＝大约120°)，成形为卡定另一方接合端部21的卡定凸缘部20。卡定凸缘部20重合在另一方接合端部21的外侧，并且，克服毛坯件24的弹性复原力(回弹)卡定接合端部21。由此，接合端部19(卡定凸缘部20)固定(暂时固定)在接合端部21上。由此，接合冲压工序完成。 [0071] 然后，如图6(D)所示，通过使冲头84从冲压位置上升到待机位置，并且将插入型芯82从主体部18中拔出，而使具有封闭截面形状的毛坯件24脱离接合冲压装置80。 [0072] 本实施方式的封闭结构构件的制造方法，在接合冲压工序完成后，使用点焊装置、激光焊装置、电弧焊装置等通用的焊接装置进行焊接工序。在该焊接工序中，通过点焊、激光焊、电弧焊等焊接方法，将卡定凸缘部20和接合端部21相互焊接。由此，制造图1(A)所示的封闭结构构件10。 [0073] 此外，在制造除了封闭结构构件10以外的封闭结构构件12的情况下，仅通过相对于第一冲压成形装置30、第二冲压成形装置60和接合冲压装置80装填与所制造的封闭结构构件的形状对应的冲模32、62、冲头34、64、84、支撑底座86、按压凸轮88和插入型芯82，并且，适当调整液压促动器36、66、90和凸轮驱动机构92的冲程等，就能够经由基本与封闭结构构件10的工序相同的工序制造。 [0074] 另外，如图4(A)～(D)所示，本实施方式的接合冲压装置80作为冲压成形模分别具有插入型芯82和冲头84，使用上述的插入型芯82、冲头84以及支撑底座86和一对按压凸轮88进行接合冲压工序。但是，在允许稍微降低封闭结构构件10、12的尺寸精度和形状精度的情况和作为毛坯件24使用塑性加工性良好的毛坯件的情况下，如图5(A)～(D)所示，也能够在接合冲压装置80中省略插入型芯82，不利用插入型芯82从内侧支撑毛坯件24，仅使用冲头84、支撑底座86和一对按压凸轮88进行接合冲压工序(冲压成形和接合加工)。 [0075] 另外，在本实施方式中，通过焊接已进行了接合冲压工序的毛坯件24的卡定凸缘部20和接合端部21，来完成作为封闭结构构件10的部件的制造，但是例如也可以在卡定凸缘部20和接合端部21上分别贯穿设置贯通孔，将螺母螺入贯穿了上述的贯通孔的螺栓的前端部上，或者将贯通了贯通孔的铆钉的前端部压溃，由此接合卡定凸缘部20和接合端部21。 [0076] 另外，也可以在进行接合冲压加工的同时，通过冲头84和插入型芯82沿着毛坯件24的容易产生皱纹的部分成形压边筋(bead)。 [0077] (本实施方式的作用) [0078] 在本实施方式的封闭结构构件的制造方法中，在第一冲压工序和第二冲压工序完成后，在封入工序中，通过一对按压凸轮88使具有与封闭结构构件10对应的截面形状的毛坯件24的一对接合端部19、21相互接近，并且使形成在冲头84的另一方冲压成形面97上的凸缘加工部102的底面部分与一方接合端部19抵接，来克服成形为中间部件的毛坯件24的变形阻力(回弹)，能够使一对接合端部19、21相互接近，使一方接合端部19移动到形成在另一方冲压成形面97上的凹状的凸缘加工部102内，因而，能够一边使毛坯件24的一对接合端部19、21间的间隔足够小，一边使一方接合端部19移动到用于成形为卡定凸缘部20的凸缘加工部102内。 [0079] 另外，在本实施方式的封闭结构构件的制造方法中，在封入工序完成后，在接合冲压工序中，进一步向冲压方向驱动冲头84，使毛坯件24的一方接合端部19通过来自凸缘加工部102的按压力弯曲，重合在另一方接合端部21的外侧，并且成形为卡定该接合端部21的卡定凸缘部20，同时，通过一对冲压成形面96、97对毛坯件24加压，将该毛坯件24的一对肩部26分别冲压成形为规定的形状。 [0080] 由此，在使一对接合端部19、21间的间隔足够小之后，将一方接合端部19成形为卡定凸缘部20，通过该卡定凸缘部20卡定另一方接合端部21，而在能够使一方接合端部19(卡定凸缘部20)固定在另一方接合端部21上的同时，能够将毛坯件24的一对肩部26冲压成形为规定的形状。 [0081] 因而，根据本实施方式的封闭结构构件的制造方法，能够将由一张高张力钢板形成的毛坯件24作为原材料制造具有封闭截面形状的封闭结构构件10，并且，能同时进行使封闭结构构件10的一对接合端部19、21彼此固定的作业和分别冲压成形一对肩部26的作业，因而能够使封闭结构构件10的部件数量和制造工序数都减少，高效地制造封闭结构构件10。 [0082] 另外，根据本实施方式的接合冲压装置80，能够将由一张金属板形成的毛坯件24装填在作为冲压成形模的插入型芯82、冲头84和支撑底座86中，通过液压促动器90向规定的冲压方向驱动该冲头84，由此使一对接合端部19、21的间隔足够小之后，将一方接合端部19冲压成形为卡定凸缘部20，通过该卡定凸缘部20卡定另一方接合端部21，从而能够使一对接合端部19、21彼此固定，并且能够将毛坯件24的一对肩部26冲压成形为规定形状，因而，能够将毛坯件24作为原材料制造具有封闭截面形状的封闭结构构件10，并且，能同时进行使封闭结构构件10的一对接合端部19、21彼此固定的作业和将一对肩部26分别冲压成形为规定形状的作业，因而能够使封闭结构构件10的部件数量和制造工序数都减少，能够高效地制造封闭结构构件10。 [0083] 另外，在本实施方式的封闭结构构件10、12中，卡定凸缘部20是主体部18的一方接合端部19被弯曲而形成的，该卡定凸缘部20重合在另一方接合端部21的外侧，并且卡定另一方接合端部21，使主体部18的一对接合端部19、21彼此相互固定，由此能够使用由一张金属板形成的毛坯件24分别一体地形成作为构成封闭结构构件10、12的主要结构部分的主体部18、卡定凸缘部20和接合端部21，并且仅通过另一方接合端部21和卡定该接合端部21的卡定凸缘部20(接合端部19)使接合端部19、21彼此固定，将该主体部18形成为封闭截面形状，因而与由两个以上的独立的部件构成的封闭结构构件相比，能够减少构成封闭结构构件10、12的部件数量，并且能够降低凸缘部的重量占封闭结构构件10、12的总重量的比例，能够高效降低封闭结构构件10、12的重量。 [0084] 实施例 [0085] (接合冲压装置的实施例) [0086] 下面，将本发明实施方式的接合冲压装置80的冲头84的主要部分的尺寸和其意义作为实施例进行说明。 [0087] 如上所述，凸缘加工部102的深度DP在作为封闭结构构件10的原材料的毛坯件24的厚度的0.5倍以上且4.0倍以下的范围内适当设定。这是因为，在深度DP小于毛坯件 24厚度的0.5倍时，经由卡定凸缘部20传递至另一方接合端部21的来自凸缘加工部102的按压力过大，形成有接合端部21的肩部26上可能发生变形(形状不良)，另外，在深度DP超过毛坯件24厚度的4.0倍的情况下，卡定凸缘部20的弯曲角θF(参照图7(C))小于设计值，难以通过卡定凸缘部20可靠地卡定另一方接合端部21。 [0088] (卡定凸缘部的实施例) [0089] 下面，以本发明实施方式的封闭结构构件10、12的卡定凸缘部20的尺寸和其意义作为实施例进行说明。 [0090] 如上所述，卡定凸缘部20的宽度BF在毛坯件板厚以上且封闭结构构件截面的整个周长的25％以下的范围内适当设定。这是因为，在宽度BF小于毛坯件板厚的情况下，难以通过卡定凸缘部20可靠地卡定另一方接合端部21，并且沿长度方向连续地焊接卡定凸缘部20和接合端部21的作业变得困难，另外，在宽度BF超过封闭结构构件截面的整个周长的25％时，卡定凸缘部20在封闭结构构件10、12的总重量中所占的重量过大，导致封闭结构构件10、12的重量增加。 [0091] 另外，凸缘加工部102的宽度BP在卡定凸缘部20的宽度BF的1.0倍以上且2.0倍以下的范围内适当设定。这是因为，在宽度BP小于宽度BF的1.0倍时，卡定凸缘部20上易于沿着其长度直角方向发生压曲变形，卡定凸缘部20的平坦度可能降低，另外，在宽度BP超过宽度BF的2.0倍的情况下，另一方冲压成形面97的宽度相对于形成有接合端部21的肩部26的宽度过小，可能使对于该肩部26的冲压成形不充分。 [0092] (封闭结构构件的实施例和比较例) [0093] 下面，将按照本发明实施方式的封闭结构构件的制造方法制造的封闭结构构件分别作为第一～第三实施例进行说明，并且将以与本发明实施方式的封闭结构构件的制造方法相反的条件制造的封闭结构构件分别作为第一～第三比较例进行说明。 [0094] 在第一比较例中，使用厚度TB为1.2mm、拉伸强度为1180MPa的冷轧钢板作为毛坯件24，通过接合冲压装置80对该毛坯件24进行接合冲压工序，成形(冲压成形)出图8(A)所示的作为中间部件的封闭结构构件120。该封闭结构构件120具有大致正六边形或与正六边形相比在上下方向上稍细长的六边形的截面形状，其全长为400mm。另外，卡定凸缘部20的宽度BF设定为10mm。 [0095] 其中，作为接合冲压装置80的冲头84(参照图8(B))，使用凸缘加工部102的深度DP为0.5mm(厚度TB的0.4倍)、宽度BP为8mm(宽度BF的0.8倍)的冲头。 [0096] 另外，在第二比较例中，使用厚度TB为1.2mm、拉伸强度为1180MPa的冷轧钢板作为毛坯件24，通过接合冲压装置80对该毛坯件24进行接合冲压工序，成形(冲压成形)出图9(A)所示的作为中间部件的封闭结构构件122。该封闭结构构件122具有与封闭结构构件120的截面形状同样的截面形状，其全长为400mm。另外，卡定凸缘部20的宽度BF设定为10mm。 [0097] 其中，作为接合冲压装置80的冲头84(参照图9(B))，使用凸缘加工部102的深度DP为6mm(厚度TB的5倍)、宽度BP为30mm(宽度BF的3倍)的冲头。 [0098] 另外，在第三比较例中，使用厚度TB为1.2mm、拉伸强度为1180MPa的冷轧钢板作为毛坯件24，通过接合冲压装置80对该毛坯件24进行接合冲压工序，成形(冲压成形)出图10(A)所示的作为中间部件的封闭结构构件124。该封闭结构构件124具有与封闭结构构件120的截面形状同样的截面形状，其全长为400mm。但是，卡定凸缘部20的宽度BF设定为1mm。 [0099] 另外，作为接合冲压装置80的冲头84(参照图10(B))，使用凸缘加工部102的深度DP为1.2mm(厚度TB的1倍)、宽度BP为4mm(宽度BF的2倍)的冲头。 [0100] 另一方面，在第一实施例中，使用厚度TB为1.2mm、拉伸强度为1180MPa的冷轧钢板作为毛坯件24，通过接合冲压装置80对该毛坯件24进行接合冲压工序，成形(冲压成形)出图11(A)所示的作为中间部件的封闭结构构件130。该封闭结构构件130具有与封闭结构构件120的截面形状同样的截面形状，其全长为400mm。另外，卡定凸缘部20的宽度BF设定为10mm。 [0101] 另外，作为接合冲压装置80的冲头84(参照图11(B))，使用凸缘加工部102的深度DP为1.2mm(厚度TB的1倍)、宽度BP为15mm(宽度BF的1.5倍)的冲头。 [0102] 另外，在第二实施例中，使用厚度TB为1.2mm、拉伸强度为1180MPa的冷轧钢板作为毛坯件24，通过接合冲压装置80对该毛坯件24进行接合冲压工序，成形(冲压成形)出图12(A)所示的作为中间部件的封闭结构构件132。该封闭结构构件132具有与封闭结构构件130的截面形状同样的截面形状，其全长为400mm。另外，卡定凸缘部20的宽度BF设定为30mm。 [0103] 另外，作为接合冲压装置80的冲头84(参照图12(B))，使用凸缘加工部102的深度DP为1.2mm(厚度TB的1倍)、宽度BP为30mm(宽度BF的1倍)的冲头。 [0104] 另外，在第三实施例中，使用厚度TB为1.2mm、拉伸强度为1180MPa的冷轧钢板作为毛坯件24，通过接合冲压装置80对该毛坯件24进行接合冲压工序，成形(冲压成形)出图13(A)所示的作为中间部件的封闭结构构件134。该封闭结构构件134具有大致正方形的截面形状，其全长为400mm。另外，卡定凸缘部20的宽度BF设定为10mm。 [0105] 另外，作为接合冲压装置80的冲头84，如图13(B)所示，使用另一方冲压成形面97整体都形成凸缘加工部102的冲头。该凸缘加工部102的宽度BP为15mm(宽度BF的 1.5倍)，并且其深度DP为1.2mm(厚度TB的1倍)。在此，关于凸缘加工部102的宽度BP，以不存在卡定凸缘部20的情况下的冲压成形面97的位置(图13(B)的双点划线BL所示的位置)为基准，使从该冲压成形面97到凸缘加工部102的底面部分的间隔一致。 [0106] 下面，说明对比较例的封闭结构构件120、122、124和封闭结构部件130、132、134的评价方法。分别测定即将使用接合冲压装置80对毛坯件24进行接合冲压工序之前的一对接合端部19、21间的间隙距离GB(最大值)和刚对毛坯件24进行了接合冲压工序之后的一对接合端部19、21(卡定凸缘部20和接合端部21)间的间隙距离GA(最大值)。在此，关于间隙距离GA，从焊接性的角度考虑是越小越好，如果大概为0.3mm，则能够在不用从外部约束卡定凸缘部20和接合端部21的情况下，可靠地焊接卡定凸缘部20和接合端部21。另外，在冲压成形后，分别观察主体部18的截面形状和卡定凸缘部20的形状，这些形状的观察结果作为评价项目。在[表1]中，记号“○”表示主体部18的截面形状和卡定凸缘部 20的形状都正常，另外，记号“×”表示主体部18的截面形状和卡定凸缘部20的形状中的任一个均未满足设计形状。 [0107] 在下面的[表1]中示出了对封闭结构构件120、122、124和封闭结构部件130、132、134的评价。 [0108] [表1] [0109] [0110] 标号说明 [0111] 10、12封闭结构构件、18主体部、19接合端部、20卡定凸缘部、21接合端部、24毛坯件、26肩部、30第一冲压成形装置、32冲模、34冲头、36液压促动器、38冲压成形面、42倾斜面、44冲压成形面、48倾斜面、50缸体、52推杆、54底板部、56侧板部、60第二冲压成形装置、62冲模、64冲头、66液压促动器、67毛坯插入部、68冲压成形面、70毛坯支撑面、74冲压成形面、76缸体、78推杆、80接合冲压装置、82插入型芯(冲压成形模)、83侧面部、84冲头(冲压成形模)、86支撑底座、88按压凸轮、89按压面、90液压促动器(驱动单元)、92凸轮驱动机构、94毛坯支撑面、96、97冲压成形面、98、99冲压成形面、100毛坯支撑面、106缸体、108推杆、120、122、124封闭结构构件、130、132、134封闭结构构件 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈