[发明专利]具有立体边缘的金属部件的制造方法以及制造用模具

说明书

技术领域

本发明涉及具有立体边缘的金属部件的制造方法以及制造用模具，具体来说，涉及用于通过压力成形制造具有立体边缘的金属部件，并通过对设置于金属板(例如拉伸强度(TS)为590MPa以上的高强度钢板)坯料的曲线状的边缘部或进一步对与其相邻的坯料部分进行成形加工使其立体化以制造具有立体边缘的金属部件的制造方法以及制造该金属部件时所使用的制造用模具。

此处，所述立体边缘中所谓的立体为纵壁、人字形、或两者中一种与另一种相连的立体。此外，坯料为用于成形加工的原材料且为自原料板材切离的单块平板，在该切离时施加有对应于所述成形加工后的立体形状的平面轮廓形状。

背景技术

作为获得在弯曲边缘具有立体、例如纵壁的金属部件的手段，目前对金属单板进行结合了弯曲、拉深、放边(伸びフランジ)等各种成形方式的压力成形(以下称为现有压力成形)。作为用于达到尺寸精度的方法提出了在纵壁部设置扩口形的台阶结构的方法(专利文献1)及分两个阶段将凸缘部成形的方法(专利文献2)，而作为防止扭曲的方法提出了分两个阶段进行弯曲成形的方法(专利文献3)及施加应力于纵壁部的方法(专利文献4)。

专利文献

专利文献1：日本特开2010-5651号公报

专利文献2：日本特开2006-289480号公报

专利文献3：日本特开2009-241109号公报

专利文献4：日本特开2006-305627号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

适应轻量化需求的钢板的高强度化同时导致了钢板的拉深加工、鼓凸成形、放边加工的可成形性降低。对高强度钢板的坯料进行成形加工以制造边缘处具有立体形状例如纵壁的部件时，若边缘部为直线状则可以通过弯曲加工将其成形为纵壁，但是若边缘部为曲线状而试图以通常的压力成形(放边成形，或拉深成形)将其成形为纵壁，则会由于成为纵壁部的边缘部区域在坯料边缘一侧的边界线与被弯曲部一侧的边界线具有不同长度，从而进行放边成形时将发生裂纹，进行拉深成形时将产生皱折。此时，通过优化皱折按压等成形条件或改变部件形状，可以在一定程度上抑制裂纹、皱折的产生，然而使用这样的方法应对适应轻量化需求的、例如TS在980MPa以上的进一步的高强度化是有局限的。

此外，分两个阶段成形、在纵壁部设置台阶结构、在纵壁部施加应力等方法都存在工序增加、合格率降低等问题，并且由于所述纵壁部的裂纹、皱折起因于成为纵壁部的边缘部区域在坯料边缘一侧的边界线与被弯曲部一侧的边界线的长度差，因此这些方法不能成为针对裂纹、皱折的对策。

即，特别是坯料为高强度钢板等情况下，若使用现有的压力成形模具制造对弯曲边缘部进行立体化的具有立体边缘的金属部件，则在使用简单的工序的情况下将产生裂纹、皱折而无法得到具有立体边缘的金属部件的目标形状，同时实现工序简化与产品轻量化极为困难。

解决技术问题采用的技术方案

本发明者探讨了解决上述课题的手段，从折纸中得到启发，获得了如下的见解。即，虽然纸是既不伸展也不收缩的原材料，但可以利用简洁的折叠方法在纸坯料的边缘部形成具有弯曲棱线的立体形状，通过将该折叠方法应用于金属坯料，被加工材料进行弯曲变形而基本上不进行拉深、鼓凸、放边等各种变形，因此可以通过简单的成形工序由高强度的金属坯料制造没有裂纹和折皱的、带立体边缘的金属部件。进而通过抑制纵壁、弯曲线的立体化，可以避免局部变形，从而可以在大范围内立体成形为所需形状。

基于以上见解而形成了本发明，其要点如下。

(1)一种具有立体边缘的金属部件的制造方法，其中，以切割自金属板并具有带两端的曲线状弯曲边缘部的坯料为原材料，将所述弯曲边缘部或进一步将与该弯曲边缘部相邻的坯料部分立体成形以制造具有立体边缘的金属部件，以施加弯折线的弯折线施加工序为第一工序，对所述弯曲边缘部施加弯折线，使沿该弯曲边缘部的弯曲形状而上折或下折的任一弯折截面的弯曲半径为0.5mm以上30mm以下，接下来，以立体成形工序为第二工序，通过移动所述弯曲边缘部的两端部使该两端的间隔变窄或变宽，从而以所述弯折线为起点将所述弯曲边缘部或进一步将与该弯曲边缘部相邻的坯料部分立体化。

(2)如上述(1)所述的具有立体边缘的金属部件的制造方法，其中，在所述第一工序中，在所述坯料上施加平坦的夹持部，以及从该夹持部连接至作为所述坯料的主体部分的、被施加一条或多条中至少一条弯折线的部分的两端或其中途部的中间部。