Способ изготовления панелеобразного формованного изделия
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении холодной штамповкой панелеобразного формованного изделия из металлического листа, имеющего предел прочности при растяжении 390 МПа или больше и 980 МПа или меньше. Осуществляют вдавливание заготовки посредством первого и второго пуансонов. Причем вдавливание заготовки посредством второго пуансона завершают до завершения вдавливания заготовки посредством первого пуансона. повышается качество изделия. 8 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу изготовления панелеобразного формованного изделия. В частности, настоящее изобретение относится к способу изготовления панелеобразного формованного изделия, подходящего для внутренних панелей двери автомобиля.
Испрашивается приоритет на основании заявки на патент Японии № 2016-052766, поданной 16 марта 2016 года, содержание которой включено здесь путем ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Дверь автомобиля изготавливают путем объединения в основном внутренней панели двери и наружной панели двери. К двери автомобиля прикрепляют окно, устройство для перемещения окна, акустический динамик, ручку и т.п. Для размещения этих компонентов требуется пространство между внутренней панелью двери и наружной панелью двери. Поэтому, например, участок вертикальной стенки обеспечен на внутренней панели двери. Дополнительно, когда дверь автомобиля закрыта, необходимо герметизировать внутреннюю часть автомобиля дверью. Поэтому, например, участок ступеньки обеспечен на участке вертикальной стенки внутренней панели автомобиля. Участок ступеньки на участке вертикальной стенки расположен напротив стойки или т.п. кузова автомобиля, и тем самым обеспечивается герметизация внутренней части автомобиля.
Формование внутренней панели двери, которая используется для боковой двери автомобиля или т.п., выполняется путем прессования металлического листа, такого как стальной лист. Обычно внутренняя панель двери имеет сложную форму, и поэтому возможны случаи, в которых форма металлического листа значительно изменяется во время формования металлического листа во внутреннюю панель двери. В этом случае возможно образование трещин или складок в сформированной внутренней панели двери. Поэтому в качестве материала для внутренней панели двери используется металлический лист, обладающий высокой обрабатываемостью. Металлический лист, обладающий высокой обрабатываемостью, имеет низкую прочность, и тем самым прочность внутренней панели двери, формуемой из этого металлического листа, также будет низкой. Поэтому во многих случаях усиливающий элемент, такой как усиливающий элемент поясной линии или противоударная балка двери, прикрепляется к внутренней панели двери.
Патентные документы 1-4 раскрывают способы изготовления элемента автомобиля, такого как средняя стойка кузова, путем формования прессованием металлического листа.
В частности, Патентный документ 1 раскрывает способ, в котором первое формованное изделие и второе формованное изделие, имеющие участок вертикальной стенки, свариваются друг с другом, и эти сварные формованные изделия подвергаются обработке посредством пресса для горячего прессования или валков, тем самым улучшая несущую способность на единицу веса.
Дополнительно, Патентный документ 2 раскрывает способ, в котором зависимость между кривизной искривленной стенки, которая образуется во время формования, и усилием подавления складок получают предварительно, и усилие подавления складок обеспечивается на основании этой зависимости, так что кривизна искривленной стенки уменьшается, тем самым обеспечивается формование трапецеидального элемента из листа из высокопрочной стали, который имеет высокую точность размеров.
Дополнительно, Патентный документ 3 раскрывает способ, в котором подлежащий обработке лист подвергается формованию прессованием путем связанных друг с другом принудительных перемещений матрицы и держателя пресса, тем самым предотвращаются разрушение подлежащего обработке листа в середине формования или возникновение складок, и обеспечивается точность размеров формованного изделия после окончания формования.
Дополнительно, Патентный документ 4 раскрывает способ, в котором складки в формованном изделии подавляются путем регулирования расстояния между матрицей и держателем во время горячей штамповки.
ДОКУМЕНТЫ УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Патентный документ 1: не прошедшая экспертизу заявка на патент Японии, первая публикация № 2013-189173.
Патентный документ 2: не прошедшая экспертизу заявка на патент Японии, первая публикация № 2001-38426.
Патентный документ 3: не прошедшая экспертизу заявка на патент Японии, первая публикация № 2011-147970.
Патентный документ 4: не прошедшая экспертизу заявка на патент Японии, первая публикация № 2011-50971.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
Однако способы, раскрытые в Патентных документах 1-4, направлены на формование металлического листа в форму, имеющую низкую сложность формования. Поэтому, когда формование в форму, имеющую высокую сложность формования (форму, в которой каждый из смежных участков вертикальной стенки имеет участок ступеньки), такую как у внутренней панели двери, выполняется с использованием способов, раскрытых в Патентных документах 1-4, возможны случаи, в которых возникают дефекты формования, такие как трещины или складки.
Дополнительно, горячая штамповка обычно обеспечивает более высокую формуемость, чем холодная штамповка, и тем самым возможно выполнять штамповку листов из высокопрочной стали, при этом подавляя возникновение дефектов формования. Однако в случае, в котором выполняется горячая штамповка, необходимо обеспечить оборудование для горячей штамповки, и затраты, такие как затраты на оборудование, увеличиваются. Поэтому обработка листа из высокопрочной стали с высокой точностью путем холодной штамповки имеет большое значение для промышленности.
Настоящее изобретение было сделано с учетом приведенных выше обстоятельств. Целью настоящего изобретения является создание способа изготовления панелеобразного формованного изделия, способного подавлять возникновение дефектов формования, таких как трещины или складки, при формовании прессованием металлического листа в форму, имеющую высокую сложность формования.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
Для достижения указанной выше цели настоящее изобретение предлагает следующее.
(1) Способ изготовления панелеобразного формованного изделия, имеющего участок верхней пластины многоугольной формы, участки вертикальной стенки, продолжающиеся от, из сторон участка верхней пластины, по меньшей мере двух смежных сторон, и участок ступеньки, обеспеченный на каждом из участков вертикальной стенки, образующих по меньшей мере одну группу смежных участков вертикальной стенки, при этом способ включает в себя: подготовку заготовки, выполненной из металлического листа, имеющего предел прочности при растяжении 390 МПа или больше и 980 МПа или меньше; и штамповку заготовки холодным образом для формования заготовки в панелеобразное формованное изделие, при этом при штамповке, с использованием пресса, имеющего: матрицу, которая имеет выемку матрицы, в которой формируется форма панелеобразного формованного изделия; первый пуансон, который расположен напротив матрицы и имеет поверхность переднего конца, на которой формируется форма участка верхней пластины; второй пуансон, который расположен рядом с наружной стороной первого пуансона, расположен напротив матрицы и имеет поверхность переднего конца, на которой формируется форма участка ступеньки; и держатель для заготовки, который расположен рядом по меньшей мере с частью наружной стороны второго пуансона и расположен напротив матрицы, заготовка размещается между матрицей и держателем для заготовки, первым пуансоном и вторым пуансоном, держатель для заготовки, первый пуансон и второй пуансон перемещаются относительно матрицы, тем самым первый пуансон и второй пуансон вдавливают заготовку, и вдавливание заготовки посредством второго пуансона завершается раньше, чем вдавливание заготовки посредством первого пуансона.
(2) В способе в соответствии с пунктом (1) при штамповке вдавливание заготовки посредством первого пуансона может начинаться при завершении вдавливания заготовки посредством второго пуансона или после завершения вдавливания заготовки посредством второго пуансона.
(3) В способе в соответствии с пунктом (1) при штамповке вдавливание заготовки посредством первого пуансона может начинаться до завершения вдавливания заготовки посредством второго пуансона.
(4) В способе в соответствии с любым одним из пунктов (1)-(3), если глубина от базовой поверхности, расположенной напротив держателя для заготовки, до поверхности ступеньки, расположенной напротив второго пуансона, представлена как d1 (мм), и глубина от базовой поверхности до донной поверхности матрицы, расположенной напротив первого пуансона, представлена как d2 (мм), выемка матрицы в матрице пресса может удовлетворять условиям d2≥40 и d1/d2<0,8.
(5) В способе в соответствии с любым одним из пунктов (1)-(4) заготовка может представлять собой стальной лист.
(6) В способе в соответствии с пунктом (5) стальной лист может представлять собой заготовку переменной толщины.
(7) В способе в соответствии с любым одним из пунктов (1)-(6) заготовка может иметь участок отверстия в месте, соответствующем участку верхней пластины.
ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с приведенными выше аспектами настоящего изобретения возможно подавлять возникновение дефектов формования, таких как трещины или складки, при формовании прессованием металлического листа в форму, имеющую высокую сложность формования.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий внутреннюю панель двери в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий пресс в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3A представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий этот пресс и состояние на начальной стадии формования.
Фиг. 3B представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий этот пресс и состояние на средней стадии формования.
Фиг. 3C представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий этот пресс и состояние на конечной стадии формования.
Фиг. 4 представляет собой частичный вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий известный пресс и состояние в середине формования.
Фиг. 5A представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий пресс в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения и состояние на начальной стадии формования.
Фиг. 5B представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий продолжение способа изготовления с использованием этого пресса.
Фиг. 5C представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий продолжение способа изготовления с использованием этого пресса и состояние на средней стадии формования.
Фиг. 5D представляет собой вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий продолжение способа изготовления с использованием этого пресса и состояние на конечной стадии формования.
Фиг. 6 - график, иллюстрирующий зависимость между синхронизацией работы первого пуансона и второго пуансона, процентным уменьшением толщины листа и кривизной.
Фиг. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий модифицированный пример внутренней панели двери в соответствии с первым вариантом осуществления.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее со ссылкой на чертежи будут подробно описаны отдельные варианты осуществления настоящего изобретения. В настоящем описании и на чертежах элементы, имеющие по существу одинаковые функции и конструкцию, будут обозначены одинаковыми ссылочными позициями и их повторное описание будет опущено.
Первый вариант осуществления
На фиг. 1 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий внутреннюю панель 1 двери (панелеобразное формованное изделие) в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Внутренняя панель 1 двери изготавливается путем штамповки из заготовки S, которая представляет собой металлический лист и имеет участок 31 отверстия (см. фиг. 2).
Материалом заготовки S является, например, металл, такой как алюминий, алюминиевый сплав, титан, магний или сталь. При этом в качестве заготовки S предпочтительно используется стальной лист. Дополнительно, в качестве заготовки S также может использоваться многослойный стальной лист.
Заготовка S имеет однородную толщину листа, составляющую, например, от 0,6 до 1,8 мм. Дополнительно, предел прочности при растяжении заготовки S предпочтительно составляет от 390 до 980 МПа, более предпочтительно от 590 до 980 МПа, и еще более предпочтительно от 790 до 980 МПа.
Как показано на фиг. 1, внутренняя панель 1 двери включает в себя участок 2 верхней пластины, имеющий участок 3 отверстия, участки 4 вертикальной стенки, образованные на наружном крае участка 2 верхней пластины и имеющие участок 5 ступеньки, и участок 6 фланца, образованный на наружном крае участка 4 вертикальной стенки. При этом внутренняя панель 1 двери изготовлена с использованием описанной выше заготовки S, имеющей однородную толщину листа, и тем самым толщина листа внутренней панели 1 двери является постоянной на всей ее площади. Однако, строго говоря, толщина листа является немного неравномерной из-за формования.
Плоская форма участка 2 верхней пластины представляет собой пятиугольную форму. В то же время плоская форма участка 2 верхней пластины не ограничивается пятиугольной формой и может представлять собой, например, четырехугольную форму. То есть плоская форма участка 2 верхней пластины просто должна представлять собой многоугольную форму. Дополнительно, закругленный участок может быть обеспечен на каждом из углов участка 2 верхней пластины.
Кроме того, как показано на фиг. 1, одна сторона участка 2 верхней пластины, обозначенная ссылочной позицией BL, служит в качестве поясной линии BL, когда внутренняя панель 1 двери размещается в кузове автомобиля. То есть внутренняя панель 1 двери размещается в кузове автомобиля таким образом, что одна сторона BL располагается на верхней стороне автомобиля. Дополнительно, поясная линия BL находится на стороне входа/выхода окна. Поэтому участок вертикальной стенки отсутствует на поясной линии BL.
Участок 4 вертикальной стенки продолжается от, из пяти сторон участка 2 верхней пластины пятиугольной формы, четырех сторон 2A, 2B, 2C и 2D, за исключением стороны на верхней стороне автомобиля (поясная линия BL). Дополнительно, соответствующие участки 4 вертикальной стенки, продолжающиеся от этих четырех сторон, являются смежными друг другу. В то же время участки 4 вертикальной стенки не обязательно должны продолжаться от описанных выше четырех сторон, и могут продолжаться от, из сторон участка 2 верхней пластины, по меньшей мере двух смежных сторон.
Как было описано выше, участки 4 вертикальной стенки образованы на участке 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери, и тем самым, когда внутренняя панель 1 двери и наружная панель двери объединяются вместе, между внутренней панелью двери и наружной панелью двери образуется пространство для размещения окна или т.п.
Каждый из четырех смежных участков 4 вертикальной стенки имеет участок 4A вертикальной стенки стороны участка верхней пластины, участок 4B вертикальной стенки стороны участка фланца и участок 5 ступеньки, соединяющий участок вертикальной стенки стороны участка верхней пластины и участок вертикальной стенки стороны участка фланца. В частности, участок 5 ступеньки продолжается в направлении наружной стороны от участка 4A вертикальной стенки стороны участка верхней пластины, который приблизительно перпендикулярно соединен с участком 2 верхней пластины, причем продолжается приблизительно параллельно участку 2 верхней пластины. То есть поверхность участка 5 ступеньки параллельна поверхности участка 2 верхней пластины. Дополнительно, наружный край участка 5 ступеньки соединен с участком 4B вертикальной стенки стороны участка фланца, который приблизительно перпендикулярно соединен с участком 6 фланца.
В то же время на фиг. 1 показан случай, в котором четыре смежных участка 4 вертикальной стенки имеют участок 5 ступеньки. То есть показан случай, в котором имеются три группы смежных участков 4 вертикальной стенки, и эти три группы все имеют участок 5 ступеньки. Однако количество групп участков 4 вертикальной стенки, имеющих участок 5 ступеньки, не ограничивается тремя, и, из групп смежных участков 4 вертикальной стенки, по меньшей мере одна группа должна иметь участок 5 ступеньки. Дополнительно, на фиг. 1 показан случай, в котором участок 5 ступеньки, имеющий одну ступеньку, обеспечен на участке 4 вертикальной стенки, однако количество ступенек на участке 5 ступеньки не ограничивается одной и он может иметь несколько ступенек.
Участок 2 верхней пластины имеет участок 3 отверстия пятиугольной формы, выполненный таким образом, чтобы оставить участок периферического края участка верхней пластины. Форма участка 3 отверстия не ограничивается пятиугольной формой и может представлять собой, например, круглую форму, эллиптическую форму, отличающуюся от пятиугольной формы многоугольную форму или т.п. Дополнительно, во внутренней панели 1 двери акустический динамик, ручка и т.п. прикрепляются на участке 3 отверстия.
В то же время участок 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери может не иметь участок 3 отверстия. Однако в случае, в котором внутренняя панель 1 двери изготавливается путем штамповки стального листа, формирование участка 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери происходит с использованием деформации растяжения фланца стального листа. Поэтому в случае формирования участка 2 верхней пластины, имеющего участок 3 отверстия, деформация растяжения фланца стального листа становится легче, и возникновение дефектов формования будет затруднено по сравнению со случаем формирования участка 2 верхней пластины, не имеющего участка 3 отверстия. Поэтому, с этой точки зрения, участок 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери предпочтительно имеет участок 3 отверстия.
Здесь, сложность формования панелеобразного формованного изделия, в котором обеспечен участок 5 ступеньки на участках 4 вертикальной стенки, смежных друг другу, подобного внутренней панели 1 двери, является высокой, и тем самым вероятно возникновение дефектов формования, таких как трещины или складки, во время штамповки. Поэтому в известном уровне техники, в случае формования формованного изделия, имеющего сложную форму, в качестве материала заготовки использовался лист из низкопрочной стали с высокой пластичностью. Лист из низкопрочной стали относится к стальному листу, имеющему предел прочности при растяжении меньше 340 МПа. В результате существует ограничение на улучшение ударных характеристик (ударной прочности) панелеобразных формованных изделий. Для улучшения ударных характеристик панелеобразного формованного изделия усиливающий элемент, такой как усиливающий элемент поясной линии или противоударная балка двери, прикрепляется к внутренней панели двери, изготовленной из листа из низкопрочной стали. Однако прикрепление усиливающего элемента увеличивает затраты на изготовление.
Поэтому авторы настоящего изобретения изучили способ формования заготовки, имеющей высокую прочность (предел прочности при растяжении 390 МПа или больше), в форму с высокой сложностью формования. Когда прочность заготовки является высокой, прочность сформированной внутренней панели двери также является высокой. Поэтому нет необходимости усиливать внутреннюю панель двери с помощью усиливающего элемента, такого как усиливающий элемент поясной линии. То есть фактически внутренняя панель двери и усиливающий элемент двери или т.п. объединяются. Дополнительно, даже в случае, в котором усиливающий элемент прикрепляется к внутренней панели двери, возможно обеспечить удовлетворительные ударные характеристики, используя материал, который является менее дорогостоящим, чем известные усиливающие элементы (тонкий материал, низкопрочный материал или т.п.). Кроме того, возможно упростить форму усиливающего элемента, который дополнительно прикрепляется к внутренней панели двери. Поэтому использование заготовки из высокопрочного материала является предпочтительным с точки зрения, например, затрат на изготовление.
Далее будет описан пример способа изготовления описанной выше внутренней панели 1 двери. При этом в приведенном ниже способе изготовления в качестве примера будет описан случай, в котором внутренняя панель 1 двери изготавливается с использованием заготовки S, полученной из стального листа, имеющего предел прочности при растяжении 390 МПа или больше.
Способ изготовления
Способ изготовления внутренней панели двери в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления включает в себя подготовительный этап и этап штамповки. На подготовительном этапе выполняется подготовка заготовки S, изготовленной из стального листа. На этапе штамповки заготовка S подвергается формованию прессованием, тем самым заготовка S формуется во внутреннюю панель 1 двери.
При этом в рассматриваемом варианте осуществления заготовка S формуется во внутреннюю панель 1 двери, имеющую участок 3 отверстия, и поэтому заготовка S имеет участок 31 отверстия в месте, соответствующем участку 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери, как показано на фиг. 2.
Пресс 10
На фиг. 2 представлен вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий пресс 10 для изготовления внутренней панели 1 двери в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления. Как показано на фиг. 2, пресс 10 включает в себя пуансон 11 и держатель 14 для заготовки, в качестве верхней части штампа, и матрицу 15, в качестве нижней части штампа.
Пуансон 11 включает в себя первый пуансон 12, расположенный напротив матрицы 15, и второй пуансон 13, который расположен рядом с наружной стороной первого пуансона 12 и расположен напротив матрицы 15. Другими словами, первый пуансон 12 располагается таким образом, что его поверхность 12A переднего конца расположен напротив донной поверхности 16A матрицы в матрице 15. Кроме того, второй пуансон 13 располагается таким образом, что его внутренняя поверхность 13B расположен напротив боковой поверхности 12B первого пуансона, и поверхность 13A переднего конца расположен напротив поверхности 16B ступеньки в матрице 15.
Далее, пуансон 11 вдавливает заготовку S в выемку 16 матрицы в матрице 15, тем самым формуя заготовку S во внутреннюю панель 1 двери. Поэтому на поверхности 12A переднего конца первого пуансона 12 формируется форма участка 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери. Кроме того, на поверхности 13A переднего конца второго пуансона 13 формируется форма участка 5 ступеньки внутренней панели 1 двери.
Держатель 14 для заготовки расположен рядом по меньшей мере с частью наружной стороны второго пуансона 13. Поверхность 14A переднего конца держателя 14 для заготовки расположен напротив базовой поверхности 16C в матрице 15. Далее, держатель 14 для заготовки вместе с базовой поверхностью 16C в матрице 15 зажимают между ними заготовку S.
Матрица 15 имеет выемку 16 матрицы. Выемка 16 матрицы имеет донную поверхность 16A матрицы, поверхность 16B ступеньки и базовую поверхность 16C. Донная поверхность 16A матрицы расположен напротив поверхности 12A переднего конца первого пуансона 12. Поверхность 16B ступеньки расположен напротив поверхности 13A переднего конца второго пуансона 13.
Первый пуансон 12, второй пуансон 13 и держатель 14 для заготовки поддерживаются посредством держателя 17 верхней части штампа, прикрепленного к ползуну (не показан). Элемент для приложения давления (не показан) обеспечен между вторым пуансоном 13 и держателем 14 для заготовки с одной стороны и держателем 17 верхней части штампа с другой стороны. Элемент для приложения давления представляет собой, например, гидравлический цилиндр, газовый цилиндр, пружину, элемент из каучука или т.п.
Матрица 15 прикреплена к держателю 18 нижней части штампа, прикрепленному к опорной плите (не показана).
В то же время пресс 10 не ограничивается конструкцией, иллюстрируемой на фиг. 2, и, например, первый пуансон 12, второй пуансон 13 и держатель 14 для заготовки могут быть соответственно прикреплены к выполненным с возможностью отдельного перемещения ползунам.
Донная поверхность 16A матрицы в матрице 15 и поверхность 12A переднего конца первого пуансона 12 осуществляют формирование участка 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери. Поверхность 16B ступеньки в матрице 15 и поверхность 13A переднего конца второго пуансона 13 осуществляют формирование участка 5 ступеньки внутренней панели 1 двери. Базовая поверхность 16C в матрице 15 и поверхность 14A переднего конца держателя 14 для заготовки осуществляют формирование участка 6 фланца внутренней панели 1 двери.
В матрице 15 глубина d1 от базовой поверхности 16C до поверхности 16B ступеньки и глубина d2 от базовой поверхности 16C до донной поверхности 16A матрицы предпочтительно задаются таким образом, чтобы удовлетворять условиям d2≥40 мм и d1/d2<0,8. Здесь, глубина d1 и глубина d2 соответствуют высоте h1 и высоте h2 показанной на фиг. 1 внутренней панели 1 двери, соответственно. При этом высота h1 представляет собой высоту от участка 6 фланца до участка 5 ступеньки (расстояние от наружной поверхности 6A участка 6 фланца до наружной поверхности 5A участка 5 ступеньки, как показано на фиг. 1), и высота h2 представляет собой высоту от участка 6 фланца до участка 2 верхней пластины (расстояние от наружной поверхности 6A участка 6 фланца до наружной поверхности 2E участка 2 верхней пластины, как показано на фиг. 1).
Причины для того, чтобы задать d1 и d2 удовлетворяющими описанным выше условиям, заключаются в том, что в случае, в котором d2<40 мм, пространство для размещения окна или т.п. является слишком малым, и в случае, в котором d1/d2≥0,8, расстояние между участком 2 верхней пластины и участком 5 ступеньки является небольшим, и герметизация автомобиля ухудшается.
Далее будут описаны этапы способа изготовления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления.
Подготовительный этап
На подготовительном этапе выполняется подготовка заготовки, выполненной из стального листа. Способ изготовления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления является особенно эффективным в случае, в котором предел прочности при растяжении заготовки S составляет 390 МПа или больше и 980 МПа или меньше, так как в случае, в котором предел прочности при растяжении заготовки S меньше 390 МПа, ударные характеристики сформированной внутренней панели двери ухудшаются, и в случае, в котором предел прочности при растяжении заготовки S больше 980 МПа, обрабатываемость заготовки S ухудшается и формование внутренней панели двери, имеющей форму с высокой сложностью формования, становится сложным.
Дополнительно, способ изготовления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления является особенно эффективным в случае, в котором толщина t стального листа составляет 0,6 мм или больше и 1,8 мм или меньше, так как в случае, в котором толщина t меньше 0,6 мм, ударные характеристики сформированной внутренней панели двери являются низкими, и в случае, в котором толщина t больше 1,8 мм, снижается преимущество с точки зрения снижения веса кузова автомобиля.
Этап штамповки
На фиг. 3A-3C представлены виды в поперечном разрезе, иллюстрирующие пресс 10 и этап штамповки в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления. На фиг. 3A иллюстрируется состояние, в котором заготовка S зажата между держателем 14 для заготовки и матрицей 15. На фиг. 3B иллюстрируется состояние, в котором завершено вдавливание посредством второго пуансона 13. На фиг. 3C иллюстрируется состояние, в котором завершено вдавливание посредством первого пуансона 12.
Дополнительно, этап штамповки в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления выполняется холодным образом.
Как показано на фиг. 3A, заготовка S размещается непосредственно над матрицей 15 пресса 10. Дополнительно, после размещения заготовки S ползун (не показан) перемещается вниз. Тем самым заготовка S зажимается между поверхностью 14A переднего конца держателя 14 для заготовки и базовой поверхностью 16C в матрице 15.
В то же время удерживание заготовки S посредством держателя 14 для заготовки и матрицы 15 не обязательно должно быть обеспечено до начала формования посредством пуансона 11, и просто должно осуществляться до тех пор, пока не будет завершено формование посредством второго пуансона.
Когда ползун перемещается дальше вниз из состояния, показанного на фиг. 3A, пуансон 11 давит на заготовку S, и заготовка S вдавливается в матрицу 15. Дополнительно, когда пуансон 11 переместится вниз в состояние, в котором заготовка будет удерживаться посредством второго пуансона 13 и матрицы 15 (когда второй пуансон 13 достигнет дно), как показано на фиг. 3B, вдавливание заготовки S посредством второго пуансона 13 завершается.
Здесь, «удерживание заготовки» означает, что заготовка полностью зажимается между поверхностью 13A переднего конца второго пуансона 13 и поверхностью 16B ступеньки в матрице 15, и тем самым больше не может вдавливаться. Дополнительно, «завершение вдавливания заготовки» посредством каждого из пуансонов означает образование состояния, в котором заготовка удерживается.
При этом на фиг. 3B иллюстрируется случай, в котором пуансон 11 перемещается вниз в нижнюю мертвую точку второго пуансона 13 таким образом, что поверхность 12A переднего конца первого пуансона 12 располагается на той же высоте, что и поверхность 13A переднего конца второго пуансона 13 (случай, в котором пуансон 11 перемещается вниз таким образом, чтобы сохранять состояние, в котором поверхность 12A переднего конца первого пуансона 12 и поверхность 13A переднего конца второго пуансона 13 располагаются в одной плоскости). То есть в рассматриваемом варианте осуществления, как только завершается вдавливание заготовки S посредством второго пуансона 13, начинается вдавливание заготовки S посредством первого пуансона 12.
Поэтому в состоянии на фиг. 3B (при завершении вдавливания заготовки S посредством второго пуансона 13) расстояние p1 (мм) от базовой поверхности 16C в матрице 15 до поверхности 12A переднего конца первого пуансона 12 и глубина d1 (мм) будут равны друг другу.
Дополнительно, при завершении вдавливания заготовки S посредством второго пуансона 13 положение по высоте поверхности 12A переднего конца первого пуансона 12 не ограничивается таким же положением по высоте, что и у поверхности 13A переднего конца второго пуансона 13. То есть при завершении вдавливания заготовки посредством второго пуансона 13 поверхность 12A переднего конца первого пуансона 12 может располагаться выше, чем поверхность 13A переднего конца второго пуансона 13. То есть вдавливание заготовки S посредством первого пуансона 12 может начинаться после завершения вдавливания заготовки S посредством второго пуансона 13.
Однако в любом случае вдавливание заготовки посредством первого пуансона 12 не завершается раньше, чем вдавливание посредством второго пуансона 13.
После завершения вдавливания заготовки посредством второго пуансона 13 первый пуансон 12 перемещается дальше вниз, и заготовка S вдавливается посредством первого пуансона 12, как показано на фиг. 3C. Дополнительно, первый пуансон 12 перемещается вниз до нижней мертвой точки, в результате чего обработка заготовки S завершается и можно получить внутреннюю панель 1 двери. В это время часть заготовки S, обрабатываемая посредством второго пуансона 13, удерживается посредством второго пуансона 13. Поэтому возможно подавлять возникновение складок на участке 5 ступеньки внутренней панели 1 двери. Ниже это будет описано более подробно.
Подавление трещин и складок
На фиг. 4 представлен частичный вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий состояние в середине формования в случае, в котором выполняется формование прессованием заготовки V, не имеющей участок отверстия, с использованием известного пресса 200. При этом на фиг. 4 иллюстрируется окрестность поверхности ступеньки матрицы 220 известного пресса 200 в увеличенном масштабе.
Как показано на фиг. 4, в прессе 200 поверхности 210A и 210B переднего конца пуансона 210 выполнены за одно целое в пуансоне 210. Поэтому поверхности 210A и 210B переднего конца пуансона 210 достигают донную поверхность 220A матрицы и поверхность 220B ступеньки в матрице 220 одновременно. Здесь, поверхность 210A переднего конца вдавливает заготовку V на большее расстояние, чем поверхность 210B переднего конца. Поэтому, когда пуансон 210 перемещается вниз, как показано на фиг. 4, поверхность 210A переднего конца вдавливает заготовку V первой. В это время часть V1 заготовки V удерживается посредством поверхности 210B переднего конца пуансона 210 и поверхности 220B ступеньки в матрице 220.
Когда пуансон 210 перемещается вниз и поверхность 210A переднего конца пуансона 210 вдавливает заготовку V, как показано на фиг. 4, заготовка V вдавливается в сторону донной поверхности 220A матрицы в матрице 220. Поэтому материал заготовки V вероятно будет течь в область V1 от области, зажатой между держателем 230 для заготовки и матрицей 220. Когда область V1 вдавливается в состоянии, в котором в область V1 втекает материал, складки легко образуются в области V1. Дополнительно, когда поверхность 210A переднего конца пуансона 210 вдавливает заготовку V в состоянии, в котором в области V1 образовались складки, эти складки препятствуют потоку материала из области V1 в область V2. В результате возможно возникновение трещин на участке 4A вертикальной стенки стороны участка верхней пластины внутренней панели 1 двери (см. фиг. 1), который соответствует области V2. В частности, в случае, в котором толщина листа является небольшой, имеется тенденция к возникновению трещин.
В отличие от этого в способе изготовления внутренней панели двери в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления, как было описано выше, используется пресс 10, имеющий первый пуансон 12 и второй пуансон 13 (см. фиг. 2). Дополнительно, формирование участка 2 верхней пластины и участка 5 ступеньки внутренней панели 1 двери, показанной на фиг. 1, осуществляется посредством отдельных пуансонов (первый пуансон 12 и второй пуансон 13). Кроме того, вдавливание посредством второго пуансона 13 завершается раньше, чем вдавливание посредством первого пуансона 12.
Поэтому поток материала в часть заготовки S, которая вдавливается посредством второго пунсона 13, из другой части подавляется. Поэтому возможно подавлять возникновение складок на участке 5 ступеньки, вызываемое вдавливанием посредством второго пуансона 13. Дополнительно, в случае, в котором заготовка имеет участок отверстия (в случае, в котором используется заготовка S), материал течет от участка верхней пластины в часть заготовки S, которая вдавливается посредством первого пуансона 12. Поэтому, когда внутренняя панель 1 двери изготавливается с использованием заготовки S, возможно подавлять возникновение складок на участке 5 ступеньки и возникновение трещин на участке 4A вертикальной стенки стороны участка вертикальной пластины.
В то же время в рассматриваемом варианте осуществления был описан случай, в котором используется заготовка S, имеющая участок 31 отверстия (участок 31 отверстия заготовки S соответствует участку 3 отверстия внутренней панели 1 двери). То есть был описан случай, в котором заготовка S устанавливается в прессе 10 таким образом, что участок 31 отверстия и донная поверхность 16A матрицы в матрице 15 располагаются напротив друг друга, и пуансон 11 перемещается вниз до нижней мертвой точки, и тем самым изготавливается внутренняя панель 1 двери, имеющая участок 3 отверстия на участке 2 верхней пластины.
В отличие от этого, в случае изготовления внутренней панели 1 двери, не имеющей участок отверстия, для формования прессованием может использоваться заготовка S, не имеющая участка отверстия.
Однако в случае, в котором заготовка S имеет участок отверстия (то есть в случае, в котором изготавливается внутренняя панель двери, имеющая участок отверстия), формирование участка 2 верхней пластины происходит с использованием деформации растяжения фланца. В частности, когда заготовка S подвергается обработке посредством первого пуансона 12, наружный край участка отверстия тянется в направлении, в котором расширяется участок отверстия. Поэтому возникновение трещин будет затруднено при вдавливании заготовки посредством первого пуансона 12. С этой точки зрения предпочтительно выполнять формование прессованием заготовки S, имеющей участок отверстия.
Второй вариант осуществления
Далее будет описан второй вариант осуществления настоящего изобретения.
В первом варианте осуществления был описан случай, в котором заготовка S подвергается формованию прессованием с использованием пресса 10. В отличие от этого в рассматриваемом варианте осуществления формование заготовки S во внутреннюю панель 1 двери выполняется с использованием пресса 10', показанного на фиг. 5A-5D. При этом в прессе 10' в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления синхронизация работы первого пуансона 12 и второго пуансона 13 отличается от пресса 10 в соответствии с первым вариантом осуществления.
Как показано на фиг. 5C, на этапе штамповки в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления, при завершении вдавливания заготовки S посредством второго пуансона 13 поверхность 12A переднего конца первого пуансона 12 располагается ниже поверхности 13A переднего конца второго пуансона 13. В частности, при завершении вдавливания заготовки S посредством второго пуансона 13 расстояние p1 (мм) от базовой поверхности 16C в матрице 15 до поверхности 12A переднего конца первого пуансона 12 будет больше, чем d1 (мм). То есть на этапе штамповки в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления вдавливание заготовки S посредством первого пуансона 12 начинается до завершения вдавливания заготовки S посредством второго пуансона 13 (см. фиг. 5B), и вдавливание заготовки S посредством первого пуансона 12 не завершается, когда завершается вдавливание заготовки S посредством второго пуансона 13 (см. фиг. 5C).
Дополнительно, первый пуансон 12 перемещается дальше вниз в нижнюю мертвую точку из состояния, показанного на фиг. 5C, в результате чего заготовка S вдавливается дальше посредством первого пуансона 12 и формование прессованием заготовки S завершается (см. фиг. 5D).
В способе изготовления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления, аналогично первому варианту осуществления, второй пуансон 13 удерживает заготовку до завершения вдавливания посредством первого пуансона 12. Поэтому возможно подавлять возникновение складок на участке 5 ступеньки и возникновение трещин на участке 4A вертикальной стенки стороны участка верхней пластины.
Дополнительно, в способе изготовления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления вдавливание заготовки S посредством первого пуансона 12 начинается до завершения вдавливания заготовки S посредством второго пуансона 13. В отличие от этого, в способе изготовления в соответствии с первым вариантом осуществления вдавливание заготовки S посредством первого пуансона 12 начинается при завершении вдавливания заготовки S посредством второго пуансона 13 (см. фиг. 3B и фиг. 3C). Поэтому в способе изготовления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления возможно снизить процентное уменьшение толщины листа участка 2 верхней пластины в большей степени, чем в способе изготовления в соответствии с первым вариантом осуществления.
Далее это будет описано более подробно. В случае первого варианта осуществления во время вдавливания заготовки S посредством первого пуансона 12 материалу нелегко течь в часть, расположенную внутри части заготовки S, удерживаемой посредством второго пуансона 13 (см. фиг. 3B), из этой удерживаемой части, и тем самым процентное уменьшение толщины листа участка 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери увеличивается. С другой стороны, в случае рассматриваемого варианта осуществления, как показано на фиг. 5C, первый пуансон 12 вдавливает заготовку S в некоторой степени до того, как заготовка S будет удерживаться посредством второго пуансона 13, и тем самым процентное уменьшение толщины листа участка 2 верхней пластины будет меньше, чем в случае первого варианта осуществления. Поэтому рассматриваемый вариант осуществления предпочтителен с точки зрения подавления возникновения трещин на участке 2 верхней пластины с одновременным подавлением возникновения дефектов формования на участке 5 ступеньки и участке 4A вертикальной стенки стороны участка верхней пластины.
Примеры
Далее будут описаны примеры, подтверждающие эффекты настоящего изобретения.
Пример 1
Предполагалось, что заготовка S, имеющая участок отверстия (см. фиг. 2), подвергалась формованию прессованием с использованием пресса 10 в соответствии с первым вариантом осуществления, и заготовка S подвергалась формованию прессованием с использованием пресса 10' в соответствии со вторым вариантом осуществления, и был проведен анализ каждого формования прессованием.. На основании результатов анализа были оценены процентное уменьшение толщины листа и кривизна полученной путем каждого формования прессованием внутренней панели двери. Здесь было принято, что прессование формованием с использованием пресса 10 в соответствии с первым вариантом осуществления представляет собой Пример 1 по изобретению. Дополнительно, было принято, что прессование формованием с использованием пресса 10' в соответствии со вторым вариантом осуществления представляет собой Пример 2 по изобретению. Кроме того, формование прессованием с использованием известного пресса 200, показанного на фиг. 4, было принято в качестве Сравнительного примера.
Условия анализа
В качестве заготовки использовались пять стальных листов, представленных в Таблице 1. Как представлено в Таблице 1, эти пять стальных листов отличались друг от друга в отношении химического состава и предела прочности при растяжении. Дополнительно, толщина этих пяти стальных листов была задана 0,8 мм.
С учетом зависимости между скоростью деформации и механическими характеристиками, скорость перемещения первого и второго пуансонов относительно матрицы была задана приблизительно 40 мм/с. Коэффициент трения заготовки относительно пуансонов, матрицы и держателя был задан 0,4. При анализе использовалось универсальное программное средство для анализа по методу конечных элементов (МКЭ) (предлагаемое компанией «LIVERMORE SOFTWARE TECHNOLOGY», коммерческое наименование «LS-DYNA»).
Таблица 1
| Предел прочности при растяжении | С (мас.%) | Si (мас.%) | Mn (мас.%) | P (мас.%) | S (мас.%) | Al (мас.%) | Ti (мас.%) | Mo (мас.%) | В (мас.%) |
| класс 270 МПа | 0,002 | 0,010 | 0,080 | 0,006 | 0,005 | 0,032 | 0,072 | - | - |
| класс 390 МПа | 0,0012 | 0,08 | 1,32 | 0,048 | 0,004 | 0,050 | 0,009 | - | 0,0003 |
| класс 590 МПа | 0,065 | 0,50 | 2,00 | 0,020 | 0,010 | 0,030 | - | 0,1 | - |
| класс 780 МПа | 0,070 | 0,70 | 2,4 | 0,020 | 0,003 | 0,030 | - | - | - |
| класс 980 МПа | 0,130 | 1,5 | 2,2 | 0,020 | 0,003 | 0,008 | 0,03 | - | - |
Дополнительно, для проверки зависимости между глубиной h2 (мм) формования (см. фиг. 1) внутренней панели 1 двери и эффектами настоящего изобретения использовались две матрицы, имеющие разные размеры по глубине. В частности, для формования внутренней панели двери, имеющей небольшую глубину формования (40<h2<80 (мм)), в одной из двух матриц (первая матрица) глубина d2 была задана 75 мм и глубина d1 была задана 30 мм. Дополнительно, для формования внутренней панели двери, имеющей большую глубину формования (80<h2<120 (мм)), в другой из двух матриц (вторая матрица) глубина d2 была задана 115 мм и глубина d1 была задана 30 мм. То есть во внутренней панели двери, формование которой выполнялось с использованием первой матрицы, h2 составляло 75 мм и h1 составляло 30 мм. Дополнительно, во внутренней панели двери, формование которой выполнялось с использованием второй матрицы, h2 составляло 115 мм и h1 составляло 30 мм.
В Примере 1 по изобретению первый пуансон и второй пуансон были настроены таким образом, чтобы вступать в контакт с заготовкой одновременно. А именно, в Примере 1 по изобретению при завершении вдавливания посредством второго пуансона 13 положение по высоте поверхности 12A переднего конца первого пуансона 12 и положение по высоте поверхности 13A переднего конца второго пуансона 13 были одинаковыми, как показано на фиг. 3B.
С другой стороны, в Примере 2 по изобретению поверхность 12A переднего конца первого пуансона 12 располагалась ниже поверхности 13A переднего конца второго пуансона 13. А именно, в Примере 2 по изобретению при завершении вдавливания посредством второго пуансона 13 поверхность 12A переднего конца первого пуансона 12 располагалась на 40 мм ниже поверхности 13A переднего конца второго пуансона 13, как показано на фиг. 5C. В Сравнительном примере использовался выполненный за одно целое объединенный пуансон.
Методика оценки
Были исследованы значения процентного уменьшения P толщины листа (%) внутренних панелей двери, полученные путем анализа соответствующих формований прессованием, описанных выше, и распределения кривизны Q (мм-1) поверхности внутренних панелей двери. Здесь, процентное уменьшение P толщины листа (%) было получено, используя толщину t1 (мм) листа до штамповки (толщина листа заготовки) и толщину t2 (мм) листа после штамповки, с помощью Формулы (1), приведенной ниже.
Формула (1): P=((t1+t2)/t1)×100
Дополнительно, кривизна Q (мм-1) была получена, используя радиус r кривизны (мм), с помощью Формулы (2), приведенной ниже.
Формула (2): Q=1/r
Здесь, в качестве радиуса r кривизны в Формуле (2) использовалось абсолютное значение радиуса кривизны поверхности внутренней панели двери в каждом поперечном сечении, перпендикулярном поверхности внутренней панели двери. То есть кривизна Q, полученная с помощью Формулы (2), также представляет собой абсолютное значение. При этом кривизна оценивалась в состоянии, в котором первый пуансон располагался на 1 мм выше нижней мертвой точки.
Дополнительно, из полученных значений процентного уменьшения толщины листа и распределений кривизны соответственно были получены максимальные значения процентного уменьшения толщины листа и кривизны. Дополнительно, в случае, в котором максимальное значение процентного уменьшения толщины листа было больше 20%, считалось, что трещины возникают во внутренней панели двери. Дополнительно, в случае, в котором абсолютное значение кривизны было больше 0,01 мм-1, считалось, что складки возникают во внутренней панели двери.
Результаты анализа
Результаты анализа представлены в Таблице 2 и Таблице 3. В Таблице 2 представлены результаты для формования внутренней панели двери с использованием матрицы, имеющей глубину d2, составляющую 75 мм, и глубину d1, составляющую 30 мм (соответствует случаю небольшой глубины формования). В Таблице 3 представлены результаты для формования внутренней панели двери с использованием матрицы, имеющей глубину d2, составляющую 115 мм, и глубину d1, составляющую 30 мм (соответствует случаю большой глубины формования).
При этом в Таблице 2 и Таблице 3 в случае, в котором по меньшей мере одно из трещин (процентное уменьшение толщины листа превышает 20%) или складок (абсолютное значение кривизны превышает 0,01 мм-1) возникало во внутренней панели двери, считается, что возникали дефекты формования, что представлено как «NG». С другой стороны, в случае, в котором ни одно из трещин или складок не возникало во внутренней панели двери, считается, что дефекты формования не возникали, что представлено как «OK».
Таблица 2
| Предел прочности при растяжении | Сравнительный пример | Пример 1 по изобретению | Пример 2 по изобретению |
| класс 270 МПа | OK | OK | OK |
| класс 390 МПа | NG | OK | OK |
| класс 590 МПа | NG | OK | OK |
| класс 780 МПа | NG | OK | OK |
| класс 980 МПа | NG | NG | OK |
Таблица 3
| Предел прочности при растяжении | Сравнительный пример | Пример 1 по изобретению | Пример 2 по изобретению |
| класс 270 МПа | OK | OK | OK |
| класс 390 МПа | NG | OK | OK |
| класс 590 МПа | NG | OK | OK |
| класс 780 МПа | NG | NG | OK |
| класс 980 МПа | NG | NG | OK |
Как представлено в Таблице 2, в Примере 1 по изобретению дефекты формования (трещины на участке 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери) возникали в случае, в котором формованию прессованием подвергался стальной лист, имеющий предел прочности при растяжении 980 МПа. С другой стороны, дефекты формования не возникали в случаях, в которых формованию прессованием подвергались стальные листы, имеющий предел прочности при растяжении 270 МПа, 390 МПа, 590 МПа или 780 МПа. Дополнительно, в Примере 2 по изобретению дефекты формования не возникали при формовании прессованием любых из стальных листов.
В отличие от этого, в Сравнительном примере, дефекты формования не возникали в случаях, в которых формованию прессованием подвергался стальной лист, имеющий предел прочности при растяжении 270 МПа, однако в случаях, в которых формованию прессованием подвергались другие стальные листы (стальные листы, имеющие предел прочности при растяжении 390 МПа, 590 МПа, 780 МПа или 980 МПа), возникали дефекты формования (трещины на участке 4A вертикальной стенки стороны участка верхней пластины внутренней панели 1 двери и складки на участке 5 ступеньки).
На основании результатов, представленных в Таблице 2, можно подтвердить, что, сравнивая со Сравнительным примером, в Примерах 1 и 2 по изобретению возникновение трещин на участке 4A вертикальной стенки стороны участка верхней пластины и возникновение складок на участке 5 ступеньки может быть подавлено даже в случае, в котором формованию прессованием подвергался стальной лист, имеющий более высокую прочность. Дополнительно, на основании сравнения между Примером 1 по изобретению и Примером 2 по изобретению можно подтвердить, что в Примере 2 по изобретению стальной лист, имеющий более высокую прочность, может быть подвергнут формованию прессованием с подавлением при этом возникновения трещин на участке 2 верхней пластины.
Как представлено в Таблице 3, в Примере 1 по изобретению трещины возникали на участке 2 верхней пластины в случае, в котором формованию прессованием подвергался стальной лист, имеющий предел прочности при растяжении 780 МПа или 980 МПа. В отличие от этого, в Примере 2 по изобретению, аналогично результатам в Таблице 2, дефекты формования не возникали независимо от используемых стальных листов.
На основании сравнения между результатами в Таблице 2 и Таблице 3 можно подтвердить, что, сравнивая с Примером 1 по изобретению, в Примере 2 по изобретению возникновение дефектов формования может быть подавлено даже в случае, в котором глубина формования является большой. То есть было обнаружено, что внутреннюю панель 1 двери, имеющую большую глубину формования (высота h2 участка 2 верхней пластины была больше 80 мм и меньше 120 мм), возможно предпочтительно изготавливать в Примере 2 по изобретению.
Пример 2
Далее, в качестве Примера 2 была исследована зависимость между синхронизацией работы первого пуансона и второго пуансона, процентным уменьшением толщины листа и кривизной, с использованием пресса 10 в соответствии с первым вариантом осуществления и пресса 10' в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Результаты анализа
В качестве заготовки, из стальных листов Примера 1, представленных в Таблице 1, использовался стальной лист, имеющий предел прочности при растяжении 590 МПа. При этом толщина стального листа была задана 0,8 мм, как и в случае Примера 1.
Дополнительно, была подготовлена одна матрица, имеющая размеры, отличающиеся от матриц, используемых в Примере 1. В частности, была подготовлена матрица, имеющая глубину d1, составляющую 30 мм, и глубину d2, составляющую 60 мм.
Дополнительно, внутренняя панель 1 двери изготавливалась при условии, согласно которому в каждом из пресса 10 и пресса 10' изменялось положение первого пуансона 12 при достижении вторым пуансоном 13 дна (когда второй пуансон 13 достигал нижнюю мертвую точку), т.е. расстояние p1 от базовой поверхности 16C в матрице 15 до поверхности 12A переднего конца первого пуансона 12, как показано на фиг. 3B и фиг. 5C.
Условия анализа, за исключением описанного выше условия, были аналогичным условиям анализа в Примере 1.
Методика оценки
Распределение значений процентного уменьшения толщины листа участка верхней пластины исследовалось с использованием Формулы (1). Дополнительно, максимальное значение процентного уменьшения толщины листа участка верхней пластины было получено из этого распределения. Условия оценки, за исключением описанного выше условия, были аналогичны методике оценки в Примере 1.
Результаты анализа
Результаты анализа показаны на фиг. 6. На фиг. 6 по горизонтальной оси указывается отношение p1/d1 и по вертикальной оси указывается процентное уменьшение толщины листа (%) и абсолютное значение кривизны (мм-1), соответственно. При этом процентное уменьшение толщины листа (%) представляет собой максимальное значение процентного уменьшения толщины листа участка верхней пластины.
Здесь, точки на графике, имеющие p1/d1, равное 1 или меньше, отображают результаты, полученные с использованием пресса 10. Дополнительно, точки, имеющие p1/d1=1, отображают результаты, полученные в случае, в котором внутренняя панель двери изготавливалась при условии, в котором положение по высоте поверхности 12A переднего конца первого пуансона 12 и положение по высоте поверхности 13A переднего конца второго пуансона 13 были одинаковыми (см. фиг. 3B) при завершении вдавливания посредством второго пуансона 13. Дополнительно, точки, имеющие p1/d1<1, отображают результаты, полученные в случае, в котором внутренняя панель двери изготавливалась при условии, в котором положение по высоте поверхности 12A переднего конца первого пуансона 12 было между базовой поверхностью 16C в матрице 15 и поверхностью 16B ступеньки в матрице 15 (0<p1<d1), когда второй пуансон 13 достигал дно.
Дополнительно, точки, имеющие p1/d1>1, отображают результаты, полученные с использованием пресса 10'. При этом, как было описано выше, в рассматриваемом варианте осуществления использовалась матрица, имеющая глубину d1, составляющую 30 мм, и глубину d2, составляющую 60 мм, и тем самым точки, имеющие p1/d1=2 соответствуют случаям, в которых вдавливание посредством первого пуансона 12 и вдавливание посредством второго пуансона 13 завершались одновременно, то есть внутренняя панель двери изготавливалась с использованием известного пресса 200 (см. фиг. 4).
Как показано на фиг. 6, от p1/d1=1 в качестве границы кривизна увеличивается, когда p1/d1 увеличивается. На основании этого результата можно подтвердить, что по сравнению с прессом 10' (второй вариант осуществления) пресс 10 (первый вариант осуществления) имеет лучшую способность к подавлению возникновения складок.
В то же время от p1/d1 в качестве границы процентное уменьшение толщины листа участка верхней пластины уменьшается, когда p1/d1 увеличивается. На основании этого результата можно подтвердить, что по сравнению с прессом 10 (первый вариант осуществления) пресс 10' (второй вариант осуществления) имеет лучшую способность к подавлению возникновения трещин на участке верхней пластины.
Кроме того, в случае 1,1≤p1/d1≤1,7 процентное уменьшение толщины листа составляло 15% или меньше и кривизна достигала 0,01 (мм-1). То есть было обнаружено, что когда p1/d1 задается в этом диапазоне, возможно подавлять и трещины на участке верхней пластины и складки на участке ступеньки.
Хотя выше были описаны соответствующие варианты осуществления настоящего изобретения, эти варианты осуществления представлены только в качестве примеров, и объем настоящего изобретения не ограничивается только этими вариантами осуществления. Описанные варианты осуществления могут быть реализованы во множестве других форм, и множество исключений, замен и модификаций могут быть сделаны не отходя от сущности настоящего изобретения. Если варианты осуществления и их модификации находятся в пределах объема или сущности настоящего изобретения, эти варианты осуществления и их модификации включены в объем настоящего изобретения, определяемый в формуле изобретения и ее эквивалентах.
Например, в первом варианте осуществления был описан случай четырех смежных участков 4 вертикальной стенки (три группы участков 4 вертикальной стенки), имеющих участок 5 ступеньки. Однако, как показано на фиг. 7, три смежных участка 4 вертикальной стенки (две группы участков 4 вертикальной стенки) могут иметь участок 5 ступеньки на внутренней панели двери.
Дополнительно, например, в первом варианте осуществления был описан случай изготовления внутренней панели 1 двери с использованием пресса 10, имеющего один первый пуансон 12 и один второй пуансон 13. Однако, например, второй пуансон 13 может быть разделен на множество пуансонов. То есть также может использоваться пресс, имеющий один первый пуансон и два вторых пуансона.
Дополнительно, например, в первом варианте осуществления был описан случай пресса 10, имеющего пуансон 11 и держатель 14 для заготовки в верхней части, и имеющего матрицу 15 в нижней части. Однако расположение по вертикали пуансона 11 и держателя 14 для заготовки и матрицы 15 может быть изменено на обратное. Другими словами, пресс 10 может иметь конструкцию, в которой пуансон 11 и держатель 14 для заготовки перемещаются относительно матрицы 15.
Дополнительно, например, в первом варианте осуществления был описан случай, в котором участок 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери имеет один участок 3 отверстия. Однако участок 2 верхней пластины внутренней панели 1 двери может иметь множество участков 3 отверстия.
Дополнительно, например, в случае, в котором стальной лист используется в качестве заготовки S, используемой в способе изготовления в соответствии с каждым из описанных выше вариантов осуществления, заготовка переменной толщины (типа «tailored blank») может использоваться в качестве стального листа. Заготовки переменной толщины грубо подразделяются на сварные заготовки переменной толщины (далее также называемые как «TWB») и прокатанные заготовки переменной толщины (далее также называемые как «TRB»). TWB получают путем объединения множества стальных листов, имеющих разные толщины листа, разные пределы прочности при растяжении и т.п., с помощью сварки (например, стыковой сварки). С другой стороны, TRB имеет толщину листа, которая изменяется путем изменения промежутка между прокатными валками во время изготовления стальной пластины. Использование заготовок переменной толщины позволяет увеличить прочность только в необходимых местах, и тем самым также возможно уменьшить толщину листа. Далее, панелеобразные формованные изделия, для которых используется заготовка переменной толщины, также могут применяться для внутренних панелей двери автомобиля. В результате ударные характеристики внутренних панелей двери могут быть улучшены и дополнительно может быть снижен вес.
Дополнительно, в каждом из описанных выше вариантов осуществления был описан случай изготовления внутренней панели двери в качестве панелеобразного формованного изделия. Однако настоящее изобретение не ограничивается только приведенным выше применением и может также использоваться, например, для транспортных средств в общем, строительных машин, летательных аппаратов и т.п.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1: внутренняя панель двери (панелеобразное формованное изделие)
2: участок верхней пластины
3: участок отверстия
4: участок вертикальной стенки
4A: участок вертикальной стенки стороны участка верхней пластины
4B: участок вертикальной стенки стороны участка фланца
5: участок ступеньки
6: участок фланца
10: пресс
12: первый пуансон
13: второй пуансон
14: держатель для заготовки
15: матрица
BL: поясная линия
S: заготовка
1. Способ изготовления панелеобразного формованного изделия, имеющего участок верхней пластины многоугольной формы, участки вертикальной стенки, продолжающиеся от, из сторон участка верхней пластины, по меньшей мере двух смежных сторон, и участок ступеньки, обеспеченный на каждом из участков вертикальной стенки, образующих по меньшей мере одну группу смежных участков вертикальной стенки, при этом способ включает:
подготовку заготовки, выполненной из металлического листа, имеющего предел прочности при растяжении 390 МПа или больше и 980 МПа или меньше; и
штамповку заготовки холодным образом для формования заготовки в панелеобразное формованное изделие,
при этом при штамповке,
с использованием пресса, имеющего:
матрицу, которая имеет выемку матрицы, в которой формируется форма панелеобразного формованного изделия;
первый пуансон, который расположен напротив матрицы и имеет поверхность переднего конца, на которой формируется форма участка верхней пластины;
второй пунсон, который расположен рядом с наружной стороной первого пуансона, расположен напротив матрицы и имеет поверхность переднего конца, на которой формируется форма участка ступеньки; и
держатель для заготовки, который расположен рядом по меньшей мере с частью наружной стороны второго пуансона и расположен напротив матрицы,
заготовку размещают между матрицей и держателем для заготовки, первым пуансоном и вторым пуансоном, причем держатель для заготовки, первый пуансон и второй пуансон перемещают относительно матрицы, тем самым первый пуансон и второй пуансон вдавливают заготовку, и
вдавливание заготовки посредством второго пуансона завершают раньше, чем вдавливание заготовки посредством первого пуансона.
2. Способ по п. 1, в котором при штамповке вдавливание заготовки посредством первого пуансона начинают при завершении вдавливания заготовки посредством второго пуансона или после завершения вдавливания заготовки посредством второго пуансона.
3. Способ по п. 1, в котором при штамповке вдавливание заготовки посредством первого пуансона начинают до завершения вдавливания заготовки посредством второго пуансона.
4. Способ по п. 1, в котором, если глубина от базовой поверхности, расположенной напротив держателя для заготовки, до поверхности ступеньки, расположенной напротив второго пуансона, представлена как d1 (мм), и глубина от базовой поверхности до донной поверхности матрицы, расположенной напротив первого пуансона, представлена как d2 (мм), выемка матрицы в матрице пресса удовлетворяет условиям d2≥40 и d1/d2<0,8.
5. Способ по п. 1, в котором заготовка представляет собой стальной лист.
6. Способ по п. 5, в котором стальной лист представляет собой заготовку переменной толщины.
7. Способ по любому одному из пп. 1-6, в котором заготовка имеет участок отверстия в месте, соответствующем участку верхней пластины.
8. Способ по п. 2, в котором, если глубина от базовой поверхности, расположенной напротив держателя для заготовки, до поверхности ступеньки, расположенной напротив второго пуансона, представлена как d1 (мм) и глубина от базовой поверхности до донной поверхности матрицы, расположенной напротив первого пуансона, представлена как d2 (мм), выемка матрицы в матрице пресса удовлетворяет условиям d2≥40 и d1/d2<0,8.
9. Способ по п. 3, в котором, если глубина от базовой поверхности, расположенной напротив держателя для заготовки, до поверхности ступеньки, расположенной напротив второго пуансона, представлена как d1 (мм) и глубина от базовой поверхности до донной поверхности матрицы, расположенной напротив первого пуансона, представлена как d2 (мм), выемка матрицы в матрице пресса удовлетворяет условиям d2≥40 и d1/d2<0,8.
