熱壓用金屬模及熱壓用金屬模的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種不使對(duì)工件進(jìn)行沖壓加工時(shí)的壓力增加就能夠以足夠的冷卻速度對(duì)工件進(jìn)行淬火的熱壓用金屬模及熱壓用金屬模的制造方法。在金屬模（10）中，通過(guò)對(duì)被加熱了的工件（W）進(jìn)行沖壓加工的同時(shí)進(jìn)行冷卻來(lái)成形產(chǎn)品（P），該產(chǎn)品（P）具有帽形截面在前后方向上連續(xù)的形狀，所述金屬模（10）具有彼此的成形面相對(duì)地設(shè)置的下模（101）及上模（102），在下模（101）的成形面的左右方向的中途部形成有朝向上模（102）的成形面突出的凸部（101a），在上模（102）的成形面的左右方向的中途部，以與凸部（101a）的形狀相配合地凹陷的方式形成有凹部（102a），通過(guò)在位于凸部（101a）的突出端部的成形面上，形成越到該成形面的左右方向的中央部、越逐漸位于凸部（101a）的突出方向的凸形狀的堆焊部（13），下模（101）被修正為修正下模（11）。
【專(zhuān)利說(shuō)明】熱壓用金屬模及熱壓用金屬模的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)被加熱了的工件進(jìn)行沖壓加工的同時(shí)進(jìn)行冷卻的熱壓成形所使用的金屬模及熱壓成形所使用的金屬模的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，如下的熱壓成形眾所周知，該熱壓成形利用安裝有由上模及下模構(gòu)成的金屬模的沖壓裝置，對(duì)被加熱到了奧氏體組織顯現(xiàn)的溫度以上的鋼板等工件進(jìn)行沖壓加工的同時(shí)，實(shí)施利用由金屬模和工件的接觸而進(jìn)行的冷卻的淬火處理。
[0003]在熱壓成形中，如下技術(shù)已公知，該技術(shù)通過(guò)在金屬模的內(nèi)部設(shè)置供冷卻水流動(dòng)的水路來(lái)冷卻金屬模，在淬火時(shí)良好地冷卻工件(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0004]但是，實(shí)施了沖壓加工的工件因折皺及回彈等的影響而導(dǎo)致形狀稍微變化，因此，合模完成時(shí)在工件和金屬模之間產(chǎn)生空隙。伴隨著上述情況，在淬火時(shí)工件的表面和金屬模的成形面的接觸面積減小，在工件的局部不能確保足夠的冷卻速度，產(chǎn)生工件的硬度在局部變得比所希望的值小的問(wèn)題。
[0005]在此，參照?qǐng)D7，對(duì)在利用安裝有作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100的沖壓裝置(未圖示)對(duì)平板狀的工件W實(shí)施熱壓成形來(lái)制作產(chǎn)品P的情況下產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。
[0006]另外，為便于說(shuō)明，將圖7中的上下方向規(guī)定為金屬模100的上下方向，將圖7中的左右方向規(guī)定為金屬模100的左右方向。進(jìn)而，將圖7中的紙面跟前側(cè)規(guī)定為金屬模100的前方，將圖7中的紙面里側(cè)規(guī)定為金屬模100的后方。
[0007]如圖7所示，金屬模100由彼此的成形面相對(duì)地設(shè)置的下模101及上模102構(gòu)成。
[0008]在下模101的成形面上，在其左右方向的中途部(大致中央部)，形成有向上方突出的凸部IOla0
[0009]在上模102的成形面上，在其左右方向的中途部(大致中央部)，以與凸部IOla的形狀相配合地向上方凹陷的方式形成有凹部102a。
[0010]下模101及上模102配置成各自的成形面相互相對(duì)，通過(guò)使上模102相對(duì)于下模101接近地移動(dòng)至下止點(diǎn)，從而對(duì)配置在下模101和上模102之間的工件W實(shí)施熱壓成形來(lái)制作產(chǎn)品P。
[0011]產(chǎn)品P具有沿著下模101及上模102的成形面的所謂帽形截面在前后方向上連續(xù)的形狀，產(chǎn)品P的長(zhǎng)度方向與前后方向一致。
[0012]詳細(xì)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品P具有:在其最上部沿左右方向延伸的頂板部P1、從頂板部Pl的左右方向的兩端部向下方伸出的側(cè)板部P2、P2、以及從側(cè)板部P2、P2的下端部沿左右方向向外部伸出的凸緣部P3、P3。
[0013]在上述形狀的產(chǎn)品P中，因沖壓加工后的回彈等的影響，頂板部PI相對(duì)于下模101的凸部IOla離開(kāi)地鼓起等，導(dǎo)致在其與金屬模100之間產(chǎn)生空隙，在淬火時(shí)在產(chǎn)品P的局部難以確保足夠的冷卻速度。尤其是，在頂板部Pl的左右方向的中央部附近該趨勢(shì)顯著顯現(xiàn)，該部分的硬度容易變低。[0014]為了解決上述那樣的問(wèn)題，可考慮對(duì)工件以較大的壓力進(jìn)行沖壓加工，但在如下方面是不利的:導(dǎo)致成本隨著進(jìn)行熱壓成形的沖壓裝置的大型化而增加等。
[0015]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0016]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0017]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-326620號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]發(fā)明要解決的課題
[0019]本發(fā)明的課題在于提供一種不使對(duì)工件進(jìn)行沖壓加工時(shí)的壓力增加就能夠以足夠的冷卻速度對(duì)工件進(jìn)行淬火的熱壓用金屬模及熱壓用金屬模的制造方法。
[0020]用于解決課題的方案
[0021]本發(fā)明的熱壓用金屬模通過(guò)對(duì)被加熱了的工件進(jìn)行沖壓加工的同時(shí)進(jìn)行冷卻來(lái)成形產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有帽形截面在前后方向上連續(xù)的形狀，所述熱壓用金屬模的特征在于，具有彼此的成形面相對(duì)地設(shè)置的下模及上模，在所述下模及所述上模中的一方的成形面的左右方向的中途部，形成有朝向另一方的成形面突出的凸部，在所述下模及所述上模中的另一方的成形面的左右方向的中途部，以與所述凸部的形狀相配合地凹陷的方式形成有凹部，位于所述凸部的突出端部的成形面被修正成凸形狀，該凸形狀為越到位于所述凸部的突出端部的成形面的左右方向的中央部、越逐漸位于所述凸部的突出方向的形狀。
[0022]本發(fā)明的熱壓用金屬模的制造方法通過(guò)對(duì)被加熱了的工件進(jìn)行沖壓加工的同時(shí)進(jìn)行冷卻來(lái)成形產(chǎn)品，所述熱壓用金屬模的制造方法的特征在于，具有:形狀測(cè)量工序，在該形狀測(cè)量工序中，對(duì)熱壓用金屬模的成形面的三維形狀及由該熱壓用金屬模成形的所述產(chǎn)品的表面的三維形狀進(jìn)行測(cè)量；空隙形狀計(jì)算工序，在該空隙形狀計(jì)算工序中，基于在所述形狀測(cè)量工序中測(cè)量到的、所述熱壓用金屬模的成形面的三維形狀及所述產(chǎn)品的表面的三維形狀，計(jì)算在沖壓加工后的合模完成時(shí)的所述熱壓用金屬模的成形面和所述產(chǎn)品的表面之間形成的空隙的三維形狀；以及金屬模修正工序，在該金屬模修正工序中，基于在所述空隙形狀計(jì)算工序中計(jì)算出的所述空隙的三維形狀，修正所述熱壓用金屬模的成形面以填補(bǔ)所述空隙。
[0023]發(fā)明的效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，不使對(duì)工件進(jìn)行沖壓加工時(shí)的壓力增加就能夠以足夠的冷卻速度對(duì)工件進(jìn)行淬火，并且能夠防止工件的硬度在局部變得比所希望的值小。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是表示本發(fā)明的熱壓用金屬模的圖。
[0026]圖2是表示熱壓用金屬模的另一形態(tài)的圖。
[0027]圖3是表示本發(fā)明的熱壓用金屬模的制造工序的流程圖。
[0028]圖4是表示金屬模修正工序的圖，Ca)是表示進(jìn)行了堆焊的熱壓用金屬模的成形面的圖、(b)是表示形成有多個(gè)堆焊部的熱壓用金屬模的成形面的圖。
[0029]圖5是表示熱壓用金屬模的另一形態(tài)的圖。
[0030]圖6是表示熱壓用金屬模的另一形態(tài)的圖。[0031]圖7是表示以往的熱壓用金屬模的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，參照?qǐng)D1對(duì)作為本發(fā)明的熱壓用金屬模的一實(shí)施方式的金屬模10進(jìn)行說(shuō)明。
[0033]金屬模10是安裝在規(guī)定的沖壓裝置(未圖示)上、對(duì)工件W實(shí)施熱壓成形來(lái)制作產(chǎn)品P的熱壓用金屬模。
[0034]另外，為便于說(shuō)明，將圖1中的上下方向規(guī)定為金屬模10的上下方向，將圖1中的左右方向規(guī)定為金屬模10的左右方向。進(jìn)而，將圖1中的紙面跟前側(cè)規(guī)定為金屬模10的前方、將圖1中的紙面里側(cè)規(guī)定為金屬模10的后方。
[0035]工件W是作為安裝有金屬模10的上述沖壓裝置的加工對(duì)象的鋼板。
[0036]產(chǎn)品P是利用安裝有金屬模10的上述沖壓裝置對(duì)工件W實(shí)施熱壓成形而制作的部件。產(chǎn)品P具有:在其最上部沿左右方向延伸的頂板部P1、從頂板部Pl的左右方向的兩端部向下方伸出的側(cè)板部P2、P2、以及從側(cè)板部P2、P2的下端部沿左右方向向外部伸出的凸緣部P3、P3，該產(chǎn)品P具有所謂帽形截面在前后方向上連續(xù)的形狀。本實(shí)施方式中的產(chǎn)品P是汽車(chē)的中柱外加強(qiáng)件的中間產(chǎn)品，通過(guò)實(shí)施規(guī)定的修整加工等，制成中柱外加強(qiáng)件。
[0037]如圖1所示，金屬模10由彼此的成形面相對(duì)地設(shè)置的修正下模11及修正上模12構(gòu)成。
[0038]修正下模11是與修正上模12對(duì)應(yīng)的下模，具有下模101和多個(gè)堆焊部13、
13.......[0039]下模101是構(gòu)成作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100 (參照?qǐng)D7)的一部分的部件，該下模101構(gòu)成為冷卻水在其內(nèi)部流動(dòng)。在下模101的成形面(上表面)的左右方向上的中途部(大致中央部)形成有向上方突出的凸部101a。
[0040]凸部IOla是與后述的凹部102a —同成形產(chǎn)品P中的頂板部Pl及側(cè)板部P2、P2的部位，在下模101的成形面的左右方向的中途部(大致中央部)，沿前后方向連續(xù)地形成。凸部IOla的與頂板部Pl對(duì)應(yīng)的面沿左右方向大致水平地形成，與側(cè)板部P2、P2對(duì)應(yīng)的兩個(gè)面作為越到下方、彼此越逐漸離開(kāi)的傾斜面而形成。
[0041]堆焊部13是通過(guò)對(duì)包括凸部IOla在內(nèi)的下模101的成形面實(shí)施堆焊而形成的部位。堆焊部13形成為填補(bǔ)如下的空隙(以下記為“下模側(cè)空隙”)，該空隙形成在下模101和沖壓加工后因回彈等的影響而稍微變形了的產(chǎn)品P之間。
[0042]修正上模12是與修正下模11對(duì)應(yīng)的上模，具有:上模102和多個(gè)堆焊部14、
14.......[0043]上模102是構(gòu)成作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100 (圖7參照)的一部分的部件，該上模102構(gòu)成為冷卻水在其內(nèi)部流動(dòng)。在上模102的成形面(下表面)的左右方向的中途部(大致中央部)，以與凸部IOla的形狀相配合地向上方凹陷的方式形成有凹部102a。
[0044]凹部102a是與凸部IOla —同成形產(chǎn)品P中的頂板部Pl及側(cè)板部P2、P2的部位，該凹部102a在上模102的成形面的左右方向的中途部(大致中央部)，沿前后方向連續(xù)地形成。凹部102a的與頂板部Pl對(duì)應(yīng)的面沿左右方向大致水平地形成，與側(cè)板部P2、P2對(duì)應(yīng)的兩個(gè)面作為越到下方、彼此越逐漸離開(kāi)的傾斜面而形成。[0045]堆焊部14是通過(guò)對(duì)包括凹部102a在內(nèi)的上模102的成形面實(shí)施堆焊而形成的部位。堆焊部14形成為填補(bǔ)如下的空隙(以下記為“上模側(cè)空隙”)，該空隙形成在上模102和沖壓加工后因回彈等的影響而稍微變形了的產(chǎn)品P之間。
[0046]修正下模11及修正上模12以彼此的成形面相對(duì)的方式配置，通過(guò)使修正上模12相對(duì)于修正下模11接近地移動(dòng)至下止點(diǎn)，從而對(duì)配置在修正下模11和修正上模12之間的工件W實(shí)施熱壓成形來(lái)制作產(chǎn)品P。
[0047]詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在修正下模11和修正上模12靠近時(shí)，工件W通過(guò)下模101的凸部IOla及上模102的凹部102a被彎曲，從而成形產(chǎn)品P中的頂板部Pl和側(cè)板部P2、P2，剩下的部分成為凸緣部P3、P3。
[0048]此時(shí)，在下模101及上模102的成形面上，以填補(bǔ)下模側(cè)空隙及上模側(cè)空隙的方式
分別形成有多個(gè)堆焊部13、13......及多個(gè)堆焊部14、14......，因此，淬火時(shí)的產(chǎn)品P與
修正下模11及修正上模12的接觸面積變得較大。
[0049]S卩，金屬模10構(gòu)成為，在修正下模11及位于下止點(diǎn)的修正上模12的成形面之間(合模完成時(shí)的修正下模11及修正上模12的成形面之間)形成的空間形狀，與在沖壓加工后因回彈等的影響而稍微變形了的產(chǎn)品P的形狀吻合，因此，與作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100相比較，與淬火時(shí)的產(chǎn)品P的接觸面積增大。
[0050]由此，在淬火時(shí)，可以促進(jìn)從金屬模10中的與產(chǎn)品P接觸的接觸面排熱。
[0051]因此，不使對(duì)工件W進(jìn)行沖壓加工時(shí)的壓力增加就能夠在產(chǎn)品P中的所有部分確保足夠的冷卻速度，并且能夠防止產(chǎn)品P的硬度在局部變得比所希望的值小。
[0052]另外，在本實(shí)施方式中，在下模101及上模102的成形面上分別形成多個(gè)堆焊部
13,13......及多個(gè)堆焊部14、14......，分別將下模側(cè)空隙及上模側(cè)空隙全部填補(bǔ)。
[0053]但是，通常，在具有帽形截面在前后方向上連續(xù)的形狀的產(chǎn)品P中，因沖壓加工后的回彈的影響，頂板部Pl相對(duì)于下模101的凸部IOla離開(kāi)地鼓起，伴隨著這種情況，頂板部Pl的左右方向的中央部附近的硬度尤其容易降低。
[0054]因此，如圖2所示，金屬模10也可以構(gòu)成為以填補(bǔ)位于頂板部Pl和凸部IOla之間的一個(gè)下模側(cè)空隙的方式形成一個(gè)堆焊部13。
[0055]詳細(xì)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品P的頂板部Pl存在如下的特征，即在沖壓加工后，成為從與側(cè)板部P2、P2結(jié)合的結(jié)合部分越到左右方向的中央部、越逐漸位于上方那樣的凸形狀，因此，將該凸形狀作為頂板部Pl的目標(biāo)形狀(不考慮沖壓加工后的回彈等的影響的形狀)，在位于凸部IOla的突出端部(最上部)的成形面(與頂板部Pl對(duì)應(yīng)的面)上形成堆焊部13。換言之，與沖壓加工后變形了的產(chǎn)品P的頂板部Pl的形狀相配合地，在位于凸部IOla的突出端部(最上部)的成形面上形成具有如下的凸形狀的堆焊部13，該凸形狀為越到位于凸部IOla的突出端部(最上部)的成形面的左右方向的中央部、越逐漸位于凸部IOla的突出方向(上方)的形狀，從而將下模101修正為修正下模11。
[0056]由此，在產(chǎn)品P的頂板部Pl可以確保足夠的冷卻速度，并可以防止頂板部Pl的左右方向的中央部附近的硬度變得比所希望的值小。這樣，通過(guò)防止硬度尤其容易降低的頂板部Pi左右方向的中央部附近的硬度降低，作為產(chǎn)品P整體，可以確保良好的硬度。
[0057]以下，參照?qǐng)D3及圖4對(duì)作為本發(fā)明的熱壓用金屬模的制造方法的一實(shí)施方式的金屬模10的制造工序SI進(jìn)行說(shuō)明。[0058]制造工序SI是使用作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100制作金屬模10的工序。
[0059]如圖3所示，制造工序SI具有:形狀測(cè)量工序SI 1、空隙形狀計(jì)算工序S12及金屬模修正工序S13，依次執(zhí)行這些工序。
[0060]形狀測(cè)量工序Sll是對(duì)作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100的成形面的三維形狀、及由金屬模100成形的產(chǎn)品P的表面的三維形狀進(jìn)行測(cè)量的工序。
[0061]在形狀測(cè)量工序Sll中，首先，分別測(cè)量金屬模100中的下模101及上模102的成形面的三維形狀。
[0062]接著，對(duì)由金屬模100成形的產(chǎn)品P、即由金屬模100進(jìn)行沖壓加工后因回彈等的影響而稍微變形了的產(chǎn)品P的三維形狀進(jìn)行測(cè)量。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，對(duì)產(chǎn)品P中的下模101側(cè)的表面的三維形狀和產(chǎn)品P中的上模102側(cè)的表面的三維形狀進(jìn)行測(cè)量。
[0063]這些形狀測(cè)量可以通過(guò)使探針與計(jì)測(cè)對(duì)象接觸來(lái)測(cè)量該計(jì)測(cè)對(duì)象的形狀的接觸式測(cè)量裝置或使激光向計(jì)測(cè)對(duì)象照射來(lái)測(cè)量該計(jì)測(cè)對(duì)象的形狀的非接觸式測(cè)量裝置等來(lái)實(shí)現(xiàn)，測(cè)量到的三維形狀、即三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在與上述測(cè)量裝置電連接的規(guī)定的存儲(chǔ)裝置中。
[0064]另外，在本實(shí)施方式中，在進(jìn)行金屬模100的成形面的形狀測(cè)量之后，進(jìn)行了由金屬模100成形的產(chǎn)品P的形狀測(cè)量，但這些形狀測(cè)量的順序不限。
[0065]空隙形狀計(jì)算工序S12是如下的工序:基于在形狀測(cè)量工序Sll中測(cè)量到的作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100的成形面的三維形狀、及由金屬模100成形的產(chǎn)品P的表面的三維形狀，計(jì)算在沖壓加工后的合模完成時(shí)的(上模102位于下止點(diǎn)的狀態(tài)下的)金屬模100的成形面和產(chǎn)品P的表面之間形成的空隙的三維形狀。
[0066]在空隙形狀計(jì)算工序S12中，基于下模101的成形面的三維形狀、及產(chǎn)品P中的下模101側(cè)的表面的三維形狀，計(jì)算在這些面之間形成的下模側(cè)空隙的三維形狀(三維坐標(biāo)數(shù)據(jù))，并且，基于上模102的成形面的三維形狀、及產(chǎn)品P中的上模102側(cè)的表面的三維形狀，計(jì)算在這些面之間形成的上模側(cè)空隙的三維形狀(三維坐標(biāo)數(shù)據(jù))。
[0067]這些下模側(cè)空隙及上模側(cè)空隙的三維形狀(三維坐標(biāo)數(shù)據(jù))的計(jì)算，通過(guò)與存儲(chǔ)有在形狀測(cè)量工序Sll中測(cè)量到的下模101的成形面及上模102的成形面、以及產(chǎn)品P的表面的三維形狀(三維坐標(biāo)數(shù)據(jù))的上述存儲(chǔ)裝置電連接的規(guī)定的運(yùn)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0068]上述運(yùn)算裝置是如下的裝置:使作為三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的任意的兩個(gè)面在適當(dāng)?shù)奈恢?兩個(gè)面的相似性最大的位置)重疊并計(jì)算兩個(gè)面之間的差，從而計(jì)算在兩個(gè)面之間產(chǎn)生的空隙的三維形狀(三維坐標(biāo)數(shù)據(jù))，上述運(yùn)算裝置能夠采用已有的運(yùn)算裝置。在本實(shí)施方式中，上述運(yùn)算裝置基于存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)裝置中的下模101的成形面及上模102的成形面、以及產(chǎn)品P的表面的三維形狀(三維坐標(biāo)數(shù)據(jù))，計(jì)算下模側(cè)空隙的三維形狀(三維坐標(biāo)數(shù)據(jù))及上模側(cè)空隙的三維形狀(三維坐標(biāo)數(shù)據(jù))。
[0069]金屬模修正工序S13是如下的工序:基于在空隙形狀計(jì)算工序S12中計(jì)算出的、在作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100的成形面和產(chǎn)品P的表面之間形成的空隙的三維形狀，對(duì)金屬模100的成形面進(jìn)行修正，從而制作金屬模10。
[0070]在金屬模修正工序S13中，首先，如圖4 (a)所示，對(duì)下模101的成形面的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行堆焊，在下模101的成形面上以規(guī)定的厚度(從堆焊部13中的與下模101的成形面接觸的接觸面到堆焊部13的表面的尺寸)形成堆焊部13，并且，對(duì)上模102的成形面的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行堆焊，在上模102的成形面上以規(guī)定的厚度(從堆焊部14中的與上模102的成形面接觸的接觸面到堆焊部14的表面的尺寸)形成堆焊部14。
[0071]接著，如圖4 (b)所示，基于在空隙形狀計(jì)算工序S12中計(jì)算出的下模側(cè)空隙的三維形狀，對(duì)形成在下模101的成形面上的堆焊部13進(jìn)行切削加工，從而形成與下模側(cè)空隙
的形狀一致的多個(gè)堆焊部13、13......，并且，基于在空隙形狀計(jì)算工序S12中計(jì)算出的上
模側(cè)空隙的三維形狀，對(duì)形成在上模102的成形面上的堆焊部14進(jìn)行切削加工，從而形成
與上模側(cè)空隙的形狀一致的多個(gè)堆焊部14、14......。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，將下模側(cè)空隙的三維坐標(biāo)
數(shù)據(jù)作為NC加工用數(shù)據(jù)，對(duì)形成在下模101的成形面上的堆焊部13實(shí)施NC加工，從而形
成與下模側(cè)空隙的形狀一致的多個(gè)堆焊部13、13......，并且，將上模側(cè)空隙的三維坐標(biāo)數(shù)
據(jù)作為NC加工用數(shù)據(jù)，對(duì)形成在上模102的成形面上的堆焊部14實(shí)施NC加工，從而形成與上模側(cè)空隙的形狀一致的多個(gè)堆焊部14、14.......[0072]這樣，制作如下的修正下模11及修正上模12，該修正下模11具有:下模101和在
下模101的成形面上以填補(bǔ)下模側(cè)空隙的方式形成的多個(gè)堆焊部13、13......，該修正上
模12具有:上模102和在上模102的成形面上以填補(bǔ)上模側(cè)空隙的方式形成的多個(gè)堆焊部
14,14.......[0073]如上所述，在制造工序SI中，依次經(jīng)過(guò)形狀測(cè)量工序SI 1、空隙形狀計(jì)算工序S12及金屬模修正工序S13，從而制作由修正下模11及修正上模12構(gòu)成的金屬模10。
[0074]在制造工序SI中，對(duì)作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100的成形面的三維形狀、及由金屬模100成形的產(chǎn)品P的表面的三維形狀進(jìn)行測(cè)量，以因由金屬模100進(jìn)行沖壓加工后的回彈等的影響而稍微變化了的產(chǎn)品P的形狀與在修正下模11及位于下止點(diǎn)的修正上模12的成形面之間形成的空間形狀吻合的方式制作金屬模10。
[0075]即，預(yù)先考慮由作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100進(jìn)行沖壓加工后產(chǎn)生的產(chǎn)品P的變形來(lái)制作金屬模10。
[0076]因此，雖然在由金屬模10進(jìn)行沖壓加工而得到的產(chǎn)品P上也產(chǎn)生因回彈等的影響而引起的變形，但與作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100相比較，可以抑制產(chǎn)品P上產(chǎn)生的回彈等的影響，從而可以減小產(chǎn)品P的變形量。
[0077]因此，在淬火時(shí)，可以增大產(chǎn)品P和金屬模10的接觸面積，從而可以良好地冷卻產(chǎn)品Po
[0078]另外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)在下模101及上模102的成形面上分別形成多個(gè)堆焊
部13、13......及多個(gè)堆焊部14、14.......即通過(guò)對(duì)作為以往的熱壓用金屬模的金屬模
100的成形面進(jìn)行堆焊，來(lái)制作金屬模10，但也可以通過(guò)進(jìn)行金屬模100的成形面的切削或?qū)⑨槍?duì)金屬模100的成形面的堆焊和切削進(jìn)行組合，來(lái)制作金屬模10。
[0079]另外，也可以不加工金屬模100而由規(guī)定的金屬塊重新制作金屬模10。
[0080]以下，參照?qǐng)D5對(duì)作為熱壓用金屬模的另一形態(tài)的金屬模20進(jìn)行說(shuō)明。
[0081]金屬模20是安裝在規(guī)定的沖壓裝置(未圖示)上、對(duì)工件W實(shí)施熱壓成形來(lái)制作產(chǎn)品P的熱壓用金屬模。
[0082]另外，為便于說(shuō)明，將圖5中的上下方向規(guī)定為金屬模20的上下方向，將圖5中的左右方向規(guī)定為金屬模20的左右方向。進(jìn)而，將圖5中的紙面跟前側(cè)規(guī)定為金屬模20的前方，將圖5中的紙面里側(cè)規(guī)定為金屬模20的后方。
[0083]如圖5所示，金屬模20由彼此的成形面相對(duì)地設(shè)置的修正下模21及上模102構(gòu)成。
[0084]修正下模21具有:加工部22、支撐部23、23、以及墊片24、24。
[0085]加工部22是與上模102對(duì)應(yīng)地形成的部位，與作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100的下模101 (參照?qǐng)D7)大致同樣地構(gòu)成。在加工部22的成形面(上表面)的左右方向的中途部(大致中央部)，以與上模102的凹部102a的形狀相配合地向上方突出的方式形成有凸部22a。
[0086]凸部22a是與上模102的凹部102a —同成形產(chǎn)品P中的頂板部Pl及側(cè)板部P2、P2的部位。凸部22a與下模101的凸部IOla大致同樣地構(gòu)成，與頂板部Pl對(duì)應(yīng)的面沿左右方向大致水平地形成，與側(cè)板部P2、P2對(duì)應(yīng)的兩個(gè)面作為越到下方、彼此越逐漸離開(kāi)的傾斜面而形成。
[0087]支撐部23、23構(gòu)成為從左右方向夾持位于下止點(diǎn)的上模102，該支撐部23、23是用于抑制工件W的沖壓加工時(shí)上模102的變形(撓曲)的部位。
[0088]詳細(xì)來(lái)說(shuō)，支撐部23、23分別在加工部22的左右方向的兩端部與加工部22 —體地設(shè)置，并朝向上方突出以到達(dá)比修正下模21的成形面更靠上方的位置。并且，支撐部23、23的內(nèi)側(cè)面(位于下止點(diǎn)的上模102側(cè)的面)形成為與上模102的左右方向的外側(cè)面吻合，并配置成與上模102的左右方向的外側(cè)面接觸。
[0089]如上所述構(gòu)成的支撐部23、23在工件W的沖壓加工時(shí)，對(duì)凹部102a以外的部分相互離開(kāi)地變形的上模102施加與該變形方向相反的方向的力，從而起到抑制上模102的變形的作用。因上模102的變形被抑制，所以工件W良好地進(jìn)行沖壓加工，淬火時(shí)的產(chǎn)品P和金屬模20的接觸面積的減小被抑制。
[0090]墊片24、24是具有規(guī)定的厚度(左右尺寸)的板材，被安裝在支撐部23、23的內(nèi)側(cè)面(上模102側(cè)的面)上，以便在工件W的沖壓加工時(shí)插入到支撐部23、23和上模102之間。
[0091]在此，在工件W的沖壓加工時(shí)，伴隨著上模102的變形，支撐部23、23也相互稍微離開(kāi)地變形，因此，支撐部23、23并不能完全抑制上模102的變形。
[0092]因此，通過(guò)將墊片24、24安裝在支撐部23、23的內(nèi)側(cè)面，以便在工件W的沖壓加工時(shí)將墊片24、24插入到支撐部23、23的內(nèi)側(cè)面(上模102側(cè)的面)和上模102的左右方向的外側(cè)面之間，從而使得支撐部23、23之間的尺寸與墊片24、24的厚度相應(yīng)地減小，對(duì)凹部102a以外的部分相互離開(kāi)地變形的上模102，在與該變形方向相反的方向施加更大的力。
[0093]由此，可以進(jìn)一步抑制在工件W的沖壓加工時(shí)上模102的凹部102a以外的部分相互離開(kāi)地變形，從而可以良好地進(jìn)行工件W的沖壓加工。
[0094]因此，不使對(duì)工件W進(jìn)行沖壓加工時(shí)的壓力增加就能夠增大淬火時(shí)的產(chǎn)品P和金屬模20的接觸面積，從而能夠良好地冷卻產(chǎn)品P。
[0095]另外，支撐部23、23的內(nèi)側(cè)面(上模102側(cè)的面)和位于下止點(diǎn)的上模102的左右方向的外側(cè)面不存在間隙地構(gòu)成，但如前所述，由于支撐部23、23及上模102稍微變形，因此，可以在兩者之間插入厚度(左右尺寸)極薄的墊片。
[0096]以下，參照?qǐng)D6對(duì)作為熱壓用金屬模的另一形態(tài)的金屬模30進(jìn)行說(shuō)明。[0097]金屬模30是安裝在規(guī)定的沖壓裝置(未圖示)上、對(duì)工件W實(shí)施熱壓成形來(lái)制作產(chǎn)品P的熱壓用金屬模。
[0098]另外，為便于說(shuō)明，將圖6中的上下方向規(guī)定為金屬模30的上下方向，將圖6中的左右方向規(guī)定為金屬模30的左右方向。并且，將圖6中的紙面跟前側(cè)規(guī)定為金屬模30的前方，將圖6中的紙面里側(cè)規(guī)定為金屬模30的后方。
[0099]如圖6所示，金屬模30由彼此的成形面相對(duì)地設(shè)置的下模101及修正上模32構(gòu)成。
[0100]修正上模32與作為以往的熱壓用金屬模的金屬模100的上模102 (圖7參照)大
致同樣地構(gòu)成，在成形面(下表面)上形成有多個(gè)切口 33、33.......即，修正上模32在形
成有多個(gè)切口 33、33......這方面與上模102不同。另外，在修正上模32的成形面的左右
方向的中途部(大致中央部)，以與下模101的凸部IOla的形狀相配合地向上方凹陷的方式形成有凹部32a。
[0101]凹部32a是與下模101的凸部IOla—同成形產(chǎn)品P中的頂板部Pl及側(cè)板部P2、P2的部位，與頂板部Pl對(duì)應(yīng)的面沿左右方向大致水平地形成，與側(cè)板部P2、P2對(duì)應(yīng)的兩個(gè)面作為越到下方、彼此越逐漸離開(kāi)的傾斜面而形成。
[0102]切口 33從修正上模32的凹部32a的成形面朝向內(nèi)部形成，在凹部32a的前后方向的整個(gè)范圍連續(xù)地形成。切口 33在與形成該切口 33的部分的成形面大致垂直的方向形成。切口 33在凹部32a的成形面上形成有多個(gè)，相互隔著規(guī)定的間隔地配置。
[0103]這樣，多個(gè)切口 33、33......以沿前后方向?qū)疾?2a的成形面分割為多個(gè)的方
式形成。
[0104]由此，與上模102相比較，在工件W的沖壓加工時(shí)能夠使修正上模32較大地?fù)锨?，以使凹?2a以外的部分相互離開(kāi)，在淬火時(shí)，可以使修正上模32的成形面沿產(chǎn)品P的形狀變形并與產(chǎn)品P的表面有效地接觸。
[0105]因此，不使對(duì)工件W進(jìn)行沖壓加工時(shí)的壓力增加就能夠增大淬火時(shí)的產(chǎn)品P和金屬模30的接觸面積，從而能夠良好地冷卻產(chǎn)品P。
[0106]另外，在本實(shí)施方式中，僅在凹部32a的成形面上形成有多個(gè)切口 33、33......，
但除此之外，還可以在上模102的左右方向的外側(cè)面上形成多個(gè)切口 33、33......等。
[0107]另外，在上述各實(shí)施方式中，在下模(下模101等)上形成凸部(凸部IOla等)、在上模(上模102等)上形成凹部(凹部102a等)，但也可以在下模上形成凹部、在上模上形成凸部。
[0108]工業(yè)實(shí)用性
[0109]本發(fā)明可以用于對(duì)被加熱了的工件進(jìn)行沖壓加工的同時(shí)進(jìn)行冷卻的熱壓用金屬模及熱壓用金屬模的制造方法。
[0110]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0111]10 金屬模
[0112]11 修正下模
[0113]12 修正上模
[0114]13 堆焊部
[0115]14 堆焊部[0116]20金屬模
[0117]21修正下模
[0118]22加工部
[0119]23支撐部
[0120]24墊片
[0121]30金屬模
[0122]32修正上模
[0123]33切口
[0124]100金屬模
[0125]101下模
[0126]IOla 凸部
[0127]102 上模
[0128]102a 凹部
[0129]W工件
[0130]P產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種熱壓用金屬模，通過(guò)對(duì)被加熱了的工件進(jìn)行沖壓加工的同時(shí)進(jìn)行冷卻來(lái)成形產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有帽形截面在前后方向上連續(xù)的形狀，所述熱壓用金屬模的特征在于， 具有彼此的成形面相對(duì)地設(shè)置的下模及上模， 在所述下模及所述上模中的一方的成形面的左右方向的中途部，形成有朝向另一方的成形面突出的凸部， 在所述下模及所述上模中的另一方的成形面的左右方向的中途部，以與所述凸部的形狀相配合地凹陷的方式形成有凹部， 位于所述凸部的突出端部的成形面被修正成凸形狀，該凸形狀為越到位于所述凸部的突出端部的成形面的左右方向的中央部、越逐漸位于所述凸部的突出方向的形狀。
2.一種熱壓用金屬模的制造方法，通過(guò)對(duì)被加熱了的工件進(jìn)行沖壓加工的同時(shí)進(jìn)行冷卻來(lái)成形產(chǎn)品，所述熱壓用金屬模的制造方法的特征在于，具有: 形狀測(cè)量工序，在該形狀測(cè)量工序中，對(duì)熱壓用金屬模的成形面的三維形狀及由該熱壓用金屬模成形的所述產(chǎn)品的表面的三維形狀進(jìn)行測(cè)量； 空隙形狀計(jì)算工序，在該空隙形狀計(jì)算工序中，基于在所述形狀測(cè)量工序中測(cè)量到的、所述熱壓用金屬模的成形面的三維形狀及所述產(chǎn)品的表面的三維形狀，計(jì)算在沖壓加工后的合模完成時(shí)的所述熱壓用金屬模的成形面和所述產(chǎn)品的表面之間形成的空隙的三維形狀；以及 金屬模修正工序，在該金屬模修正工序中，基于在所述空隙形狀計(jì)算工序中計(jì)算出的所述空隙的三維形狀，修正所述熱壓用金屬模的成形面以填補(bǔ)所述空隙。
【文檔編號(hào)】B21D5/01GK103561880SQ201180070846
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月16日
【發(fā)明者】野尻勛, 石井慎治 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社