[发明专利]金属板在剪切加工面的变形极限的评价方法、裂纹预测方法以及冲压金属模的设计方法

说明书

提供被剪切加工了的材料板在端面因弯曲加工产生的裂纹的评价方法和预测方法，并提供在冲压金属模的设计方法中应反映的技术。变形极限的评价方法评价冲压成型被剪切加工了的金属板(1)时金属板在剪切加工面(10A)的变形极限。基于根据两个表面应变分布的梯度求出的指标值，评价在剪切加工面(10A)的变形极限或者预测裂纹，两个表面应变分布的梯度为，在受到弯曲加工的金属板(1)的弯曲外侧表面与剪切加工面(10A)的边界附近产生的应变的分布之中的评价位置处的、在剪切加工面(10A)的板厚方向(X)的表面应变分布的梯度和朝向从上述剪切加工面(10A)离开的方向的弯曲加工中的弯曲棱线方向(Y)的表面应变分布的梯度。

技术领域

本发明是涉及评价、预测通过包含弯曲加工在内的冲压成型来成型并加工剪切加工后的金属板(材料)时在剪切加工面产生的裂纹的技术、以及基于该技术能够抑制金属板的裂纹的金属模形状的设计方法(决定方法)的技术。

背景技术

冲压成型是代表性的金属加工技术之一，是在一对金属模之间夹持金属板对其进行夹压，以仿照金属模的模具形状的方式成型该金属板，由此将金属板加工成所希望的成型品形状的技术。而且，该冲压成型用于汽车部件、机械部件、建筑部件，家电等广泛的制造领域。

作为该冲压成型的成型性的主要课题之一，存在裂纹这一课题。对于该裂纹，主要存在材料因拉伸变形的裂纹、因弯曲变形的裂纹、和因上述变形的复合变形的裂纹。因拉伸变形的裂纹很大程度上归因于材料的延展性，一般通过使用成型极限线图的裂纹的预测方法来评价。另一方面，因弯曲变形的裂纹很大程度上归因于金属模的弯曲半径R与材料的板厚t之比即弯曲性R/t，一般利用通过在实验上求出在材料的表面不产生龟裂的最小的弯曲半径R与板厚t之比进行裂纹的预测的方法来评价。作为因拉伸变形与弯曲变形的复合变形的裂纹的预测方法，例如有使用金属模的弯曲半径R与在金属板产生的张力的预测方法(专利文献1)。

上述裂纹均是从金属板的表面开始产生龟裂并且龟裂在板厚方向贯通的情况的事例。

但是，除此之外，作为产生裂纹的事例，存在被剪切加工了的材料的端面受到变形而从端面开始产生龟裂而达到裂纹的事例。由于材料的端面的特征是因剪切加工已经受到较强变形，所以缺乏延展性，另外，因为应力往诸如断裂剖面、毛刺之类的凹凸集中，所以容易产生龟裂。因此，对裂纹的评价方法、预测方法和上述不同。

以往，关于该材料的端面的裂纹，针对对因拉伸变形被引起的伸长凸缘裂纹的评价方法，进行了很多研究，提出了预测方法(专利文献2)等，例如，使用沿端面的方向的应变梯度、与端面正交的面内方向的变形分布的梯度的方法。这里提及的变形分布的梯度(在本说明书中也记载为“应变梯度”)是指在某个长度分布的变形的单位长度下的变形的变化。但是，关于因弯曲变形、拉伸变形与弯曲变形的复合变形被引起的材料的端面的裂纹，有效的预测方法、评价方法很少。然而，关于这种材料在端面的裂纹，特别是抗拉强度590MPa级以上的高强度钢板中，作为课题开始显现出来。

专利文献1：日本专利第5630312号公报

专利文献2：日本专利第5146395号公报

非专利文献1：风间宏一，永井康友著“在板的弯曲加工时产生的端部翘曲变形的解析”，塑性和加工，第45卷，第516号，2004年，p.40－44

发明内容

本发明是鉴于上述问题点完成的，目的在于提供评价、预测因被剪切加工了的材料板(金属板)的端面的弯曲变形、拉伸变形与弯曲变形的复合变形而被引起的裂纹的方法，并且提供在冲压金属模的设计方法中应反映的技术。