专利名称：工件弯曲加工方法及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种工件弯曲加工方法及装置，该方法和装置用于通过利用面向彼此 布置的固定模具和活动模具对板状工件进行弯曲加工而使最终成形品成形，所述最终成形 品具有以弯曲部为边界而连续的两个表面。
背景技术：
近年来，实现碰撞安全性提高和车身轻量化二者是有关车辆的最重要课题，目的 是为了通过耗油率改善来降低CO2排放量。作为用于同时满足这些冲突要求的手段，逐渐 地采用将高强度钢板应用于车辆的车身。作为机动车辆用部件的压制成形的钢板基本上具 有形成有多个倾斜区域的所谓的箱状或帽状的剖面形状。为了确保压制成形的尺寸精度， 重要的是控制倾斜区域的弹性回跳量。然而，由于具有高材料强度(例如，大约590MPa的 材料强度)的高强度钢板在压制成形工序之后具有较大的弹性回跳，因此难以在不采取一 些手段的情况下确保良好的尺寸精度。因此，在根据现有技术的惯例中，在设计成形模具时考虑了在压制成形之后的弹 性回跳量，使得压制成形对象工件被过弯折。这样，能够确保弯曲角度的尺寸精度。然而，用作机动车辆用部件的高强度钢板的材料强度逐年变高。近年来，非常有必 要将材料强度为980MPa以上的高强度钢板应用于机动车辆用部件。因而，如果提高高强度钢板的材料强度，则压制成形后的弹性回跳也增大。因此， 如在现有技术中在构造成形模具时考虑一定弹性回跳量的情况下，所考虑的弹性回跳量变 大，从而维修或更新成形模具所需要的工时数增加并且维修操作变得复杂。此外，在某些情 况下，取决于要压制成形的形状，过弯曲的角度小于90°，这在压制成形中会产生问题。另 外，在高强度钢板的材料强度高的情况下，各个工件间的包括材料强度等的特性在较大的 范围内不同，因此，即使在构造成形模具时考虑了弹性回跳，在压制成形之后的弯曲角度也 会不一致，并且难以确保弯曲角度的精度。此外，公开号为2005-2M262的日本专利申请(JP-A-2005_2M^》示出了一种压 制成形方法，其可减小在对高强度钢板压制成形时的弹性回跳量在公开号为2005-2讨沈2的日本专利申请(JP-A-2005-254262)中示出的金属板 加工方法中，在第一成形工序中使具有帽状剖面形状的成形品的立壁成形到其高度的大约 一半，并且在第二成形工序中添加立壁的剩余高度并将其连接至所述壁的所述高度的大约 一半上。在第一成形工序和第二成形工序中，在模具肩部(die shoulder)处对模具执行弯 曲和去弯曲。在所公开的方法中，使钢板在第二成形工序中被推压至模具肩部上的方向与 在第一成形工序中执行的被推压至模具肩部上的方向相反。因此，在第二成形工序中成形 的壁用作平均弯曲角度变大用元件(spring-go element)，因而减小了成形品的弹性回跳。然而，在公开号为2005-2M262的日本专利申请(JP-A-2005_25426》中描述的加 工方法旨在减小立壁部的弹性回跳量，而非减小工件的弯曲部的弹性回跳量。因此，仅仅应 用公开号为2005-2讨沈2的日本专利申请(JP-A-2005-254262)中描述的成形方法不会确保弯曲角度的尺寸精度。
发明内容
因此，本发明提供了工件弯曲加工方法及装置，其通过减小工件的弯曲部的弹性 回跳量来确保工件的弯曲部的弯曲角度的尺寸精度。本发明的第一方案为一种通过利用固定模具和活动模具对板状工件进行弯曲加 工而使最终成形品成形的工件弯曲加工方法，所述最终成形品具有位于倾斜区域的相反两 侧的两个表面，其中，所述最终成形品中的所述倾斜区域的形状由第一弯曲部、第二弯曲部 以及夹在所述第一弯曲部与所述第二弯曲部之间的平面部构成。所述方法包括工件保持 步骤，其通过由所述固定模具和面向所述固定模具布置的保持构件夹紧工件的一端部而悬 持所述工件；以及成形步骤，其通过将所述活动模具向所述固定模具移动以使所述活动模 具朝向所述固定模具推压悬持的所述工件的自由侧端部来使所述工件中的与所述倾斜区 域的所述平面部相对应的区域屈曲(curve)，然后通过使所述活动模具将所述工件推压至 所述固定模具来形成所述第一弯曲部和所述第二弯曲部，并且使所述工件中的与所述倾斜 区域的所述平面部相对应的所述区域去弯曲，所述活动模具和所述固定模具的形状与所述 最终成形品中的所述倾斜区域的形状相对应。因此，在所述倾斜区域中发生的弹性回跳能 够通过在由于与所述平面部相对应的所述区域的屈曲而挠曲(flex)的部分中发生的平均 弯曲角度变大现象而被抵消。因而，变得能够成形出所述倾斜区域中的弯曲角度的尺寸精 度高的最终成形品。本发明的第二方案为一种通过利用固定模具和活动模具对板状工件进行弯曲加 工而使最终成形品成形的工件弯曲加工方法，所述最终成形品具有位于倾斜区域的相反两 侧的两个表面，其中，所述最终成形品中的所述倾斜区域的形状由第一弯曲部、第二弯曲部 以及夹在所述第一弯曲部与所述第二弯曲部之间的平面部构成。所述方法包括在工件中 的与所述倾斜区域的所述平面部相对应的区域中形成预弯曲部的步骤，所述预弯曲部具有 与所述第一弯曲部和所述第二弯曲部相同的弯曲方向；工件保持步骤，其通过由所述固定 模具和面向所述固定模具布置的保持构件夹紧所述工件的一端部而悬持所述工件；以及成 形步骤，其通过将所述活动模具向所述固定模具移动以使所述活动模具朝向所述固定模具 推压悬持的所述工件的自由侧端部来使所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对 应的区域屈曲，然后通过使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具来形成所述第一 弯曲部和所述第二弯曲部，并且使所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对应且包 括所述预弯曲部的所述区域去弯曲，所述活动模具和所述固定模具的形状与所述最终成形 品中的所述倾斜区域的形状相对应。因此，在所述倾斜区域中发生的弹性回跳能够通过在 所述预弯曲部和由于与所述平面部相对应的所述区域的屈曲而挠曲的部分中发生的平均 弯曲角度变大现象而被充分地抵消。因而，变得能够成形出述倾斜区域中的弯曲角度的尺 寸精度高的最终成形品。在第一方案和第二方案中，在所述成形步骤中，在所述工件被所述活动模具推压 至所述固定模具之前，可以通过使所述工件与所述固定模具中的设置用于形成所述第二弯 曲部的区域接触而在所述工件中形成稳定弯曲部，并且在形成所述稳定弯曲部之后，可以 通过使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具来使所述稳定弯曲部去弯曲。因此，通过利用在所述稳定弯曲部中也发生的平均弯曲角度变大现象，能够更确定地减小在所述 最终成形品的弯曲部中发生的弹性回跳。因而，变得能够提高所述最终成形品的弯曲部的 弯曲角度的尺寸精度。本发明的第三方案为一种用于通过对工件进行弯曲加工而使最终成形品成形的 工件弯曲加工装置，所述最终成形品具有位于倾斜区域的相反两侧的两个表面。所述装置 包括固定模具以及面向所述固定模具布置的活动模具和保持构件。所述活动模具和所述固 定模具具有与所述最终成形品中的所述倾斜区域的形状相对应的形状，并且所述工件通过 由所述固定模具和所述保持构件夹紧所述工件的一端部而被悬持。通过将所述活动模具向 所述固定模具移动以使所述活动模具推压所述工件的自由侧端部，所述弯曲加工装置使所 述工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对应的区域屈曲。之后，通过使所述活动模具 将所述工件推压至所述固定模具，所述装置使由第一弯曲部、第二弯曲部以及夹在所述第 一弯曲部与所述第二弯曲部之间的平面部构成的倾斜区域形成，并且使所述工件中的与所 述倾斜区域的所述平面部相对应的所述区域去弯曲。因此，在所述倾斜区域中发生的弹性 回跳能够通过在由于与所述平面部相对应的所述区域的屈曲而挠曲的部分中发生的平均 弯曲角度变大现象而被抵消。因而，变得能够成形出所述倾斜区域中的弯曲角度的尺寸精 度高的最终成形品。本发明的第四方案为一种用于通过对工件进行弯曲加工而使最终成形品成形的 工件弯曲加工装置，所述最终成形品具有位于倾斜区域的相反两侧的两个表面。所述装置 包括固定模具以及面向所述固定模具布置的活动模具和保持构件。所述活动模具和所述固 定模具具有与所述最终成形品中的所述倾斜区域的形状相对应的形状，并且在所述工件中 的与所述倾斜区域的所述平面部相对应的区域中预先形成预弯曲部，所述预弯曲部具有与 第一弯曲部和第二弯曲部相同的弯曲方向，通过由所述固定模具和所述保持构件夹紧所述 工件的一端部而悬持所述工件。通过将所述活动模具向所述固定模具移动以使所述活动模 具推压所述工件的自由侧端部，所述弯曲加工装置使所述工件中的与所述倾斜区域的所述 平面部相对应的区域屈曲。之后，通过使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具，所 述装置使由第一弯曲部、第二弯曲部以及夹在所述第一弯曲部与所述第二弯曲部之间的平 面部构成的倾斜区域形成，并且使所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对应且包 括所述预弯曲部的所述区域去弯曲。因此，在所述倾斜区域中发生的弹性回跳能够通过在 所述预弯曲部和由于与所述平面部相对应的所述区域的屈曲而挠曲的部分中发生的平均 弯曲角度变大现象而被充分地抵消。因而，变得能够成形出所述倾斜区域中的弯曲角度的 尺寸精度高的最终成形品。在第三方案和第四方案中，在所述工件被所述活动模具推压至所述固定模具之 前，所述工件弯曲加工装置可以通过使所述活动模具向所述固定模具移动以便使所述工件 与所述固定模具中的设置用于形成所述第二弯曲部的区域接触而在所述工件中形成稳定 弯曲部。在形成所述稳定弯曲部之后，所述工件弯曲加工装置可以通过使所述活动模具进 一步向所述固定模具移动以使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具来使所述稳 定弯曲部去弯曲。因此，通过利用在所述稳定弯曲部中也发生的平均弯曲角度变大现象，能 够更确定地减小在所述最终成形品的弯曲部中发生的弹性回跳。因而，变得能够提高所述 最终成形品的弯曲部的弯曲角度的尺寸精度。
根据本发明的上述方案，在所述倾斜区域中发生的弹性回跳能够通过在由于与所 述平面部相对应的所述区域的屈曲而挠曲的部分中发生的平均弯曲角度变大现象而被抵 消。因而，变得能够成形出所述倾斜区域中的弯曲角度的尺寸精度高的最终成形品。
将在下面结合附图对本发明的示范性实施例的详细描述中对本发明的特征、优点 以及技术和工业的重要性进行描述，其中，相同的数字指代相同的元件，并且其中图1为示出了通过对工件进行弯曲加工而获得的最终成形品的立体图；图2为最终成形品的截面图；图3为用于使最终成形品成形的弯曲加工装置的侧面截面图；图4为通过凸模和保持构件而悬持工件的弯曲加工装置的侧面截面图；图5为弯曲加工装置的侧面截面图，示出了这样一种状态其中，已经将模具块移 动到凸模侧并且模具块与工件的靠近远离凸模的第二端部的部分接触；图6为弯曲加工装置的侧面截面图，示出了这样一种状态其中，在模具块已经与 工件的第二端部侧接触之后，已经通过由模具块推压工件而使工件在凸模的位于顶板成形 部与平面部成形部之间的角部处弯折以便形成第一弯曲部；图7为弯曲加工装置的侧面截面图，示出了这样一种状态其中，已经进一步朝向 凸模推压工件并且工件与凸模的平面部成形部和第一侧板成形部之间的角部接触；图8为弯曲加工装置的侧面截面图，示出了这样一种状态其中，在工件已经与平 面部成形部和第一侧板成形部之间的角部接触之后，通过模具块将工件进一步推压至凸模 侧以使工件在角部处弯折从而形成稳定弯曲部；图9为弯曲加工装置的侧面截面图，示出了这样一种状态其中，通过由凸模和模 具块挤压工件而使最终成形品成形；图10为示出了在第一弯曲部和第二弯曲部中如何发生弹性回跳以及在预弯曲部 和稳定弯曲部中如何发生平均弯曲角度变大现象的侧视图；图11为弯曲加工装置的侧面截面图，示出了这样一种状态其中，悬持没有预弯 曲部的工件；图12为弯曲加工装置的侧面截面图，示出了这样一种状态其中，使没有预弯曲 部的工件在凸模的位于顶板成形部与平面部成形部之间的角部处弯折以便通过利用模具 块挤压工件来形成第一弯曲部；图13为弯曲加工装置的侧面截面图，示出了这样一种状态其中，使没有预弯曲 部的工件与平面部成形部和第一侧板成形部之间的角部接触，然后将没有预弯曲部的工件 推压至凸模侧，以使工件在角部处弯折从而形成稳定弯曲部，并且使工件的位于平面部成 形部处的部分屈曲；图14为弯曲加工装置的侧视图，示出了这样一种状态其中，在工件中形成的预 弯曲部布置在凸模的顶板成形部和第一侧板成形部的虚拟延长线之间的交点的位置处；图15为示出了在将第一弯曲部和第二弯曲部中的每一个的斜面形状的高度设定 为多个值并且为高度的每个设定值不同地设定斜面形状的宽度的情况下第一弯曲部的弯 曲角度和第二弯曲部的弯曲角度的8
图16为示出了在将第一倾斜区域和第二倾斜区域的斜面形状的宽度设定为多个 值并且为每个设定宽度不同地设定斜面的高度的情况下第一倾斜区域和第二倾斜区域的 弯曲角度的变化程度的图；图17为示出了在工件上测量到的从与凸模的顶板成形部和平面部成形部之间的 角部相对应的位置到形成预弯曲部的位置的偏移尺寸的侧视图；图18为示出了在将偏移尺寸设定为属于平面部成形部的范围内的预定角度的情 况下工件的预弯曲部的最大弯曲角度的侧面截面图；以及图19为示出了在将第一弯曲部和第二弯曲部中的每一个的斜面形状设定为预定 斜面形状的条件下在延伸到工件的预弯曲部的偏移尺寸D的各个值处发生的第一弯曲角 度和第二弯曲角度的变化量(与目标角度的偏差)的图。
具体实施例方式接下来，将结合附图对本发明的实施方式进行描述。图1和图2示出了通过根据本发明的实施例的工件弯曲加工方法及装置对由高强 度钢板形成的板状工件50进行弯曲加工(压制成形)而获得的最终成形品5。顺带提及， 适用于本实施例的工件弯曲加工方法及装置的工件50的高强度钢板的材料强度不受特别 的限定。例如，所述装置及方法能够有效地适用于材料强度为980MPa以上的高强度钢板。最终成形品5具有带有多个弯曲部的所谓的帽状剖面形状。具体地，最终成形品5 具有第一倾斜区域5a和第二倾斜区域恥。第一倾斜区域fe被夹在两个表面即顶板51与 第一侧板52之间。第二倾斜区域恥被夹在两个表面即顶板51与第二侧板53之间。换句 话说，最终成形品5被成形为具有帽状剖面形状，其中，第一侧板52和第二侧板53布置在 顶板51的相反两侧，分别将第一倾斜区域fe和第二倾斜区域恥介于其间，并且第一侧板 52和第二侧板53沿相同方向被弯折。第一倾斜区域fe由第一弯曲部Ma和第二弯曲部54b以及夹在第一弯曲部Ma与 第二弯曲部54b之间的平面部M构造而成。也就是说，第一倾斜区域fe具有由第一弯曲 部5 和第二弯曲部Mb以及夹在第一弯曲部5 与第二弯曲部54b之间的平面部M构 成的形状。第一弯曲部5 为布置在顶板51与平面部M之间的弯折部，并且第二弯曲部 54b为布置在第一侧板52与平面部M之间的弯折部。此外，第二倾斜区域恥由第一弯曲部5 和第二弯曲部55b以及夹在第一弯曲部 55a与第二弯曲部5 之间的平面部55构造而成。也就是说，第二倾斜区域恥具有由第 一弯曲部5 和第二弯曲部55b以及夹在第一弯曲部5 与第二弯曲部5 之间的平面部 阳构成的形状。第一弯曲部55a为布置在顶板51与平面部55之间的弯折部，并且第二弯 曲部5 为布置在第二侧板53与平面部55之间的弯折部。也就是说，第一倾斜区域fe具有通过将使顶板51和第一侧板52延伸直到它们彼 此相交而形成的角形(图2中由双点划线示出的形状)倾斜地切去预定宽度W和预定高度 H而形成的斜面形状(chamfer shape)。因此，平面部M相对于顶板51和第一侧板52 二 者倾斜。同样地，第二倾斜区域恥具有通过将使顶板51和第二侧板53延伸直到它们彼此 相交而形成的角形(图2中由双点划线示出的形状)倾斜地切去预定宽度W和预定高度H 而形成的斜面形状。因此，平面部55相对于顶板51和第二侧板53 二者倾斜。
因此，最终成形品5被成形为具有这样的形状其通过使工件50沿着第一弯曲部 Ma、第二弯曲部Mb、第一弯曲部55a以及第二弯曲部5 弯曲以便形成顶板51、第一侧板 52、第二侧板53、平面部M以及平面部55而具有第一倾斜区域fe和第二倾斜区域恥。接下来，将对用于如上所述成形的最终成形品5的第一倾斜区域如和第二倾斜区 域恥的弯曲加工方法进行描述。顺带提及，由于用于第一倾斜区域fe的弯曲加工方法与 用于第二倾斜区域恥的弯曲加工方法基本相同，因此下面将对用于第一倾斜区域fe的弯 曲加工方法进行描述，而对用于第二倾斜区域恥的弯曲加工方法的描述将被省略。也就是说，在下面对用于第一倾斜区域fe的弯曲加工方法的描述中的最终成形 品5和工件50的第一倾斜区域5a、第一弯曲部Ma、第二弯曲部Mb、第一侧板52和平面 部M分别对应于用于第二倾斜区域恥的弯曲加工方法中的最终成形品5和工件50的第 二倾斜区域恥、第一弯曲部55a、第二弯曲部55b、第二侧板53以及平面部55。如图3所示，用于通过对工件50进行弯曲加工而使最终成形品5成形的弯曲加工 装置包括凸模1以及面向凸模1布置的模具块2和保持构件3，凸模1为固定模具。模具块 2和保持构件3被构造为便于能够沿更靠近凸模1和远离凸模1的方向(图3中的上下方 向)移动，并且使得工件50能够被夹紧工件50的保持构件3和凸模1支撑。凸模1具有顶板成形部la、第一侧板成形部Ib以及平面部成形部ld，顶板成形部 Ia与使最终成形品5的顶板51成形的部分相对应，第一侧板成形部Ib与使第一侧板52成 形的部分相对应，平面部成形部Id与使平面部M成形的部分相对应。平面部成形部Id布 置在顶板成形部Ia与第一侧板成形部Ib之间。在顶板成形部Ia与平面部成形部Id之间 形成凸角部lp，并且在第一侧板成形部Ib与平面部成形部Id之间形成凸角部lq。此外，模具块2具有第一侧板成形部2b和平面部成形部2d，第一侧板成形部2b与 使第一侧板52成形的部分相对应，平面部成形部2d与使平面部M成形的部分相对应。然 后，通过将模具块2向凸模1侧移动，夹紧在保持构件3与凸模1之间的工件50被加压同 时工件50被紧密地夹(挤压)在模具块2与凸模1之间，从而能够通过对工件50进行弯 曲加工来使最终成形品5成形。此外，还能够在将模具块2朝向凸模1移动的过程中通过 使模具块2压靠夹在保持构件3与凸模1之间的工件50来使工件50弯折。通过如上所述构造的弯曲加工装置，对工件50以下面的方式进行弯曲加工从而 使最终成形品5成形。首先，为了对工件50执行弯曲加工，如图4所示，实施通过将工件50 夹紧在保持构件3与凸模1之间来支撑工件50的工件保持工序，同时使凸模1和模具块2 彼此远离。在这种情况下，通过保持构件3和凸模1使与从顶板51延伸到第一侧板52的 部分相对应的工件50在其第一端部(图4中的左侧端部，即，成形为顶板51的部分)处被 悬持，并且工件50的第二端部(图4中的右侧端部，S卩，成形为第一侧板52的部分)为不 受限制的自由端。此外，在通过保持构件3和凸模1而悬持的工件50中，在工件50中的与最终成形 品5中的第一倾斜区域fe的平面部M相对应的区域中预先形成用作弯折部的预弯曲部 50p，预弯曲部50p与第一弯曲部5 和第二弯曲部54b沿相同的方向弯折。也就是说，在 通过本实施例的弯曲加工装置经受弯曲加工的工件50中，与第一弯曲部Ma和第二弯曲部 54b沿相同方向弯折的预弯曲部50p是在早于弯曲加工工序的工序中预先形成的。工件50 通过保持构件3和凸模1而被悬持，预弯曲部50p位于与凸模1的平面部成形部Id相对应的位置处。平面部成形部Id为使工件50的平面部M成形的部分。接下来，在通过保持构件3和凸模1而使工件50被悬持时，实施这样的成形工序 将模具块2向凸模1侧移动(沿靠近凸模1的方向)，通过模具块2将工件50的第二端部 侧推压向凸模1侧，并且使得模具块2将工件50推压至凸模1上。如图5所示，在成形工 序中使模具块2向凸模1侧移动时，模具块2的下端部首先与工件50接触。如图6所示，在模具块2与工件50接触之后，通过模具块2将工件50推压向凸模 1侧，使得工件50在顶板成形部Ia与平面部成形部Id之间的角部Ip处弯折，从而在工件 50的与凸模1的角部Ip相对应的位置处形成第一弯曲部Ma，工件50的预弯曲部50p布 置在属于平面部成形部Id的范围内。之后，随着将模具块2进一步向凸模1侧移动，工件50被模具块2进一步推压向 凸模1侧，并且工件50与凸模1的平面部成形部Id和第一侧板成形部Ib之间的角部Iq 接触。此外，由于工件50被模具块2推压向凸模1侧，工件50中的与凸模1的平面部成形 部Id相对应的区域被屈曲因此向与预弯曲部50p被弯折的同一侧挠曲。顺带提及，在工件 50与角部Iq接触的时点，工件50的包括预弯曲部50p并且面向凸模1的平面部成形部Id 的部分不与模具块2的平面部成形部2d接触。也就是说，在该时点，模具块2的平面部成 形部2d还未将工件50推压至凸模1的平面部成形部Id上。此外，如图8所示，在工件50与平面部成形部Id和第一侧板成形部Ib之间的角部 Iq接触之后，通过模具块2将工件50进一步向凸模1侧推压，使得工件50在角部Iq处弯 折，形成了稳定弯曲部50q。稳定弯曲部50q的弯曲方向与稍后执行的对工件50的第一弯 曲部5 和第二弯曲部54b弯曲的方向相同。此外，工件50的稳定弯曲部50q被塑性地变 形，使得其弯折状态甚至在由模具块2引起的挤压状态被解除之后也被保持为稳定弯曲。顺带提及，在如图8所示工件50已经在角部Iq处被弯折但还未被挤压在凸模1与 模具块2之间的状态下，工件50的面向平面部成形部Id的部分不会沿着平面部成形部Id 延伸，而是通过由形成在凸模1的平面部成形部Id中的预弯曲部50p以及模具块2挤压工 件50而被屈曲，并且因此被挠曲而使工件50的存在于角部Ip与角部Iq之间的范围内的 上述部分与平面部成形部Id隔开。此外，工件50的稳定弯曲部50q和工件50的面向平面 部成形部Id的屈曲部被塑性地变形，使得其弯折状态和屈曲状态甚至在由模具块2引起的 挤压状态被解除之后也被保持为稳定弯折状态。因此，在成形工序中，在通过将模具块2向凸模1侧移动从而推压工件50来将工 件50挤压在凸模1与模具块2之间前，工件50的包括预弯曲部50p且与凸模1的平面部 成形部Id相对应的部分被屈曲且挠曲，从而形成稳定弯曲部50q。之后，如图9所示，通过 模具块2将工件50进一步向凸模1侧推压，使得模具块2将工件50推压至凸模1上。具体地，被凸模1的顶板成形部Ia和保持构件3夹紧的工件50被挤压在凸模1 的平面部成形部Id与模具块2的平面部成形部2d之间，并且位于凸模1的第一侧板成形 部Ib与模具块2的第一侧板成形部2b之间，使得工件50在角部Ip和角部Iq处弯折。因 此，在工件50中的与角部Ip相对应的位置处形成第一弯曲部Ma，并且在工件的与角部Iq 相对应的位置处形成第二弯曲部^b。因此，通过将工件50挤压在凸模1与模具块2之间，使第一弯曲部5 和第二弯曲 部54b形成，凸模1和模具块2的形状与最终成形品5的第一倾斜区域fe的形状相对应。结果，在工件50中形成了顶板51、第一侧板52和平面部M。这样，使最终成形品5成形。 顺带提及，工件50被挤压在凸模1与模具块2之间的状态为模具块2的下止点(S卩，凸模 1与模具块2最靠近彼此的位置)。在这种情况下，预先形成在工件50的与平面部成形部Id相对应的部分中的预弯 曲部50p以及由工件50的屈曲引起的挠曲部被挤压在凸模1的平面部成形部Id与模具块 2的平面部成形部2d之间而被去弯曲，因此被暂时地平坦化。此外，在工件50被挤压在凸 模1与模具块2之间前，随着预弯曲部50p和由工件50的屈曲引起的挠曲部被挤压在凸模 1与模具块2之间，在工件50的与角部Iq相对应的部分中形成的稳定弯曲部50q被去弯曲 以变得平坦，以使稳定弯曲部50q从凸模1的角部Iq移向第一侧板成形部Ib侧。也就是说，由于工件50的位于平面部成形部Id的顶板成形部Ia侧的部分被凸模 1和保持构件3夹紧，因此被固定在适当的位置，工件50的在属于平面部成形部Id的范围 内的挠曲部通过挤压在凸模1与模具块2之间而被压挤以变得平坦，使得工件50的位于平 面部成形部Id的范围内的剩余部或松弛部被挤出到第一侧板成形部Ib侧。因此，稳定弯 曲部50q从与角部Iq相对应的位置移向第一侧板成形部Ib侧。此外，已移向第一侧板成 形部Ib的稳定弯曲部50q被挤压在凸模1的第一侧板成形部Ib与模具块2的第一侧板成 形部2b之间，因此被去弯曲以暂时地变得平坦。在以上述方式将工件50挤压并成形在凸模1与模具块2之间后，使模具块2沿着 移离凸模1的方向移动，然后将成形的工件50从模具装置释放。如图10所示，在将工件50 从模具装置释放之后，通过挤压在凸模1与模具块2之间而被弯曲加工的第一弯曲部5 和第二弯曲部Mb由于工件50的材料强度而经受弹性回跳。这里应当注意到的是，在工件50中发生的弹性回跳是指这样一种现象当将工件 50从模具装置释放时，通过将工件50挤压在凸模1与模具块2之间而形成的第一弯曲部 5 和第二弯曲部Mb的内侧弯曲角度Θ1、θ 2沿着增大的方向变化。也就是说，弹性回 跳是这样一种现象在将工件50从模具装置释放之后，通过利用凸模1和模具块2对工件 50进行弯曲加工而形成的第一弯曲部5 和第二弯曲部54b沿着平坦化的方向略微被去弯 曲。由于在工件50中发生的弹性回跳，由工件50的顶板51和第一侧板52形成的角度θ 沿着增大的方向变化。另一方面，在将工件50挤压在凸模1与模具块2之间的成形工序期间被去弯曲的 工件50的稳定弯曲部50q以及工件50中的与包括工件50的预弯曲部50p的第一倾斜区 域fe的平面部M相对应的区域二者中，当工件50从模具装置被释放因此从由凸模1和模 具块2施加的约束被释放时出现平均弯曲角度变大现象。这里应当意识到的是，在已经被 挤压在凸模1与模具块2之间而变得平坦的预弯曲部50p、工件50中的与平面部M相对应 的区域以及稳定弯曲部50q中，残留有反作用力，从而在使由凸模1和模具块2施加的挤压 状态解除时，出现了残留的反作用力。因此，工件50的稳定弯曲部50q以及工件50中的与 包括预弯曲部50p的第一倾斜区域fe的平面部M相对应的区域再次呈现弯折状态。这一 现象被称为在工件50中出现的平均弯曲角度变大现象。如上所述，由于在稳定弯曲部50q和工件50中的与包括预弯曲部50p的第一倾斜 区域fe的平面部M相对应的区域中出现平均弯曲角度变大现象，曾被平坦化的预弯曲部 50p、工件50中的与平面部M相对应的曾被平坦化的屈曲和挠曲区域以及曾被平坦化的稳定弯曲部50q再次呈现弯折状态。因此，由于在工件50中发生的平均弯曲角度变大现象， 在工件50的顶板51和第一侧板52之间形成的角度θ沿着减小的方向变化。因此，当将工件50从模具装置释放时，在第一弯曲部5 和第二弯曲部Mb中发 生弹性回跳，因此使在工件50的顶板51和第一侧板52之间形成的角度θ在增大的方向 上变化，而在稳定弯曲部50q和工件50中的与包括预弯曲部50p的第一倾斜区域fe的平 面部讨相对应的区域中，发生使工件50的顶板51和第一侧板52之间的角度θ沿着减小 的方向变化的平均弯曲角度变大现象。因此，由弹性回跳引起的角度θ的变化被由平均弯 曲角度变大现象引起的角度θ的变化抵消，因此能够抑制在模具释放前后的角度θ的变 化。因此，如在现有技术中的包括凸模1和模具块2的成形模具装置的构造中，变得无需考 虑工件50的弹性回跳量，并且变得能够利用最终成形品5的尺寸。在第一弯曲部5 和第二弯曲部Mb中发生的弹性回跳量以及在稳定弯曲部50q 和与包括预弯曲部50p的第一倾斜区域如的平面部M相对应的区域中发生的平均弯曲角 度变大量，根据由如图2所示的预定宽度W和预定高度H限定的第一倾斜区域fe的斜面形 状而变化。因此，通过调节第一倾斜区域fe的斜面形状，能够使得在工件50中发生的总弹 性回跳量和总平均弯曲角度变大量相等，由此能够提高最终成形品5的尺寸精度。此外，在工件50中发生的弹性回跳量和平均弯曲角度变大量均与工件50的材料 强度成比例。因此，由于在工件50中发生的弹性回跳量和平均弯曲角度变大量根据材料强 度的大小而增加或减小，因此只要进行使在工件50中发生的弹性回跳量和平均弯曲角度 变大量相等的调节，即使工件50的材料强度变化，也能够确保最终成形品5的良好的尺寸 精度。在这种情况下，即使在具有980MPa以上的高材料强度的工件50的情况下，与在材料 强度为980MPa以下的工件50的情况下相同，也能够确保最终成形品5的良好的尺寸精度。特别地，在本实施例中，在工件50中预先形成经受平均弯曲角度变大的预弯曲部 50p，并且在通过弯曲加工装置进行的弯曲加工工序之前，预弯曲部50p布置在与第一倾斜 区域fe的平面部M相对应的区域中，在弯曲加工工序期间，与工件50的第一倾斜区域fe 的平面部M相对应的区域被屈曲。因此，在第一倾斜区域fe中发生的弹性回跳能够被在 预弯曲部50p以及工件50的由于与平面部M相对应的区域的屈曲而被挠曲的部分(即， 工件50中的与包括预弯曲部50p的第一倾斜区域fe的平面部M相对应的区域)中发生 的平均弯曲角度变大现象充分地抵消，从而能够使具有高尺寸精度的最终成形品5成形。还能够通过仅利用在包括预弯曲部50p的第一倾斜区域fe的平面部M中发生的 平均弯曲角度变大现象来减小在工件50中发生的弹性回跳。然而，在前述实施例中，除预 弯曲部50p以外，还在第一侧板52中形成了稳定弯曲部50q，并且还利用在稳定弯曲部50q 中发生的平均弯曲角度变大现象，从而能够减小在工件50中发生的弹性回跳因此能够提 高最终成形品5的尺寸精度。在本实施例中，在通过将工件50挤压在凸模1与模具块2之间而形成第一弯曲部 5 和第二弯曲部54b之前形成稳定弯曲部50q，能够限制在与模具块2滑动接触的第一侧 板52 (帽状剖面形状的立壁部)中发生的翘曲。因此，能够提高最终成形品5的尺寸精度。
此外，尽管在本实施例中，预先形成了预弯曲部50p，但是还能够通过利用没有预 先形成预弯曲部50p的工件50来使最终成形品5成形。在这种情况下，如图11所示，首先 在工件保持工序中，使工件50的一端部被凸模1和面向凸模1布置的保持构件3夹紧从而
13悬持。接下来，在成形工序中，将模具块2向凸模1侧移动，从而如图12所示，模具块2 与工件50接触，并且将工件50推压向凸模1侧。因此，使工件50在角部Ip处弯折，以便 在与工件50的角部Ip相对应的位置处形成第一弯曲部Ma。之后，随着将模具块2进一步 向凸模1侧移动，如图13所示，工件50被模具块2进一步向凸模1侧推压，使得工件50与 凸模1的角部Iq接触，从而使工件50弯折。因此，形成了稳定弯曲部50q。在工件50与角部Iq接触从而被弯折时的时点，虽然工件50未被紧密地挤压在模 具块2与凸模1之间，但是工件50的面向平面部成形部Id的部分不沿平面部成形部Id延 伸，而是处于其中工件50的存在于角部Ip与角部Iq之间的范围内的上述部分与平面部成 形部Id隔开的屈曲且挠曲的状态。之后，通过模具块2将工件50进一步向凸模1侧推压， 并且紧密地挤压在凸模1与模具块2之间。因此，使最终成形品5成形。如上所述，在将工件50挤压在模具块2与凸模1之间前，使工件50的面向平面部 成形部Id的部分(工件50的第一倾斜区域如的平面部54)屈曲因此挠曲，并且使工件50 与凸模1的角部Iq接触以便在工件50中形成稳定弯曲部50q。此外，当在工件50的位于 平面部成形部Id的范围内的部分被屈曲并且在所述部分中形成稳定弯曲部50q之后将工 件50挤压在模具块2与凸模1之间时，工件50的属于平面部成形部Id的屈曲且挠曲的部 分被去弯曲。因此，当将最终成形品5从模具装置释放时，在最终成形品5的与平面部成形 部Id相对应的部分中发生的平均弯曲角度变大现象使得在最终成形品5的第一倾斜区域 fe中发生的弹性回跳减小。此外，在工件50中发生的弹性回跳还能够通过利用在形成在第一侧板52中的稳 定弯曲部50q中发生的平均弯曲角度变大现象而被更确定地减小，从而能够进一步提高最 终成形品5的尺寸精度。接下来将描述这样一个实施例其中，通过以各种方式改变最终成形品5的第一 倾斜区域如和第二倾斜区域恥的斜面形状来控制第二倾斜区域恥的弯曲角度θ a和弯 曲角度9b。在该实施例中的弯曲角度ea和弯曲角度9 b为在工件50中形成的预弯曲部 50p布置在凸模1的顶板成形部Ia和第一侧板成形部Ib的虚拟延长线之间的交点A的位 置处的条件下使最终成形品5成形的情况下形成的角度。图15示出了在将第一倾斜区域fe和第二倾斜区域恥的斜面形状的高度H设定 为H^ H2和H3Ol1 < H2 < H3)并且对于设定高度氏、H2和H3中的每一个将所述斜面形状的 宽度W不同地设定为A、W2> W3和WJW1 > W2 > W3 > W4)时获得的第一倾斜区域fe的弯曲 角度θ a的值和第二倾斜区域恥的弯曲角度0 b的值。如图15所示，能够通过改变斜面形状(高度H和宽度W)来改变弯曲角度ea和 弯曲角度9b。因此，通过适当地选择高度H和宽度W，能够控制弯曲角度ea和弯曲角度 θb以便使它们等于它们的目标值。在该实施例中，通过将高度设定为H2并且将宽度设定为W2来使弯曲角度θ b等于 目标角度值。此外，能够在将高度设定为H1并且将宽度设定为W2的情况下以及在将高度设 定为H3并且将宽度设定为W2的情况下使弯曲角度θ a接近目标值。在将高度设定为H3并且将宽度设定为W2的情况下，可使弯曲角度θ b最接近于目 标值。此外，在将高度设定为H1并且将宽度设定为W2的情况下以及在将高度设定为H2并且将宽度设定为W2的情况下，也能够使弯曲角度θ a接近目标值。接下来，对于如图14所示在工件50中形成的预弯曲部50p布置在凸模1的顶板 成形部Ia和第一侧板成形部Ib的虚拟延长线之间的交点A的位置处的条件下使最终成形 品5成形时获得的弯曲角度θ a、0b，将对弯曲角度θ a、9 b的变化程度(弹性回跳量) (下文中，称为“弯曲角度θ a、0 b的变化程度”)与最终成形品5的第一倾斜区域如和第 二倾斜区域恥的斜面形状的关系进行描述。图16示出了在将第一倾斜区域fe和第二倾斜区域恥的斜面形状的宽度设定为 W2、W3和W4并且对于设定宽度W2、W3和W4中的每一个将所述斜面形状的高度不同地设定为 H” H2和H3的情况下弯曲角度θ a、θ b的变化程度。如图16所示，能够通过改变斜面形状(高度H和宽度W)来改变弯曲角度θ a、θ b 的变化程度的值。因此，通过适当地选择斜面形状的高度H和宽度，能够控制弯曲角度θ a、 θb的变化程度以便使它们变小。在该示例中，在将高度设定为氏并且将宽度设定为W2的情况下，弯曲角度ea、eb 的变化程度变为最小(接近于为零)。此外，在将高度设定为H1并且将宽度设定为W3的情 况下或者在将高度设定为H1并且将宽度设定为W4的情况下，也能够使弯曲角度θ a、θ b的 变化程度为小。接下来将描述这样一个示例其中，通过改变形成在工件50中的预弯曲部50p的 位置来控制弯曲角度ea和弯曲角度eb的大小。在该示例中，在第一倾斜区域如和第二 倾斜区域恥中的每一个的斜面形状(高度H和宽度W)被设定为预定形状的条件下，通过 调节形成预弯曲部50p的位置来控制弯曲角度ea和弯曲角度eb的大小。此外，如图17所示，预弯曲部50p的形成位置由在工件50上从与凸模1的顶板成 形部Ia与平面部成形部Id之间的角部Ip相对应的位置到预弯曲部50p的形成位置测量 到的偏移尺寸D表示。通过改变该偏移尺寸D，弯曲角度ea和弯曲角度9b的大小被控 制。在所述控制中，能够将预弯曲部50p的弯曲角度设定为在悬持工件50的工件保持 工序的阶段中作为工件50与凸模1的角部Iq接触的弯曲角度的上限内的适当角度。此外， 需要设定偏移尺寸D以使得预弯曲部50p在属于凸模1的平面部成形部Id的范围内，并且 希望在工件保持工序中，在工件保持工序的阶段中工件50与凸模1的角部Iq接触的极限 范围内调节偏移尺寸D。例如，在如图18所示将偏移尺寸D设定为在属于平面部成形部Id 的范围内的Dl的情况下，在工件保持工序的阶段中，在工件50与凸模1的角部Iq接触的 情况下出现预弯曲部50p的弯曲角度θ x的最大值。图19示出了在将高度H设定为H2、将宽度W设定为W2并且第一倾斜区域fe和第 二倾斜区域恥中的每一个的斜面形状为预定斜面形状的条件下在偏移尺寸D的各个值处 发生的弯曲角度9a和弯曲角度9 b的变化量(与目标角度的偏差)。在图19中，示出了 与偏移尺寸D在0至D3的范围相对应的角度的变化量，即，当偏移尺寸D从0变化到D1时 角度的变化量向正侧变化，，并且进一步变化到正侧直到偏移尺寸D达到D2。随着偏移尺寸 D从D2变化到D3,角度的变化量向负侧略微地变化。因此，由于能够通过改变偏移尺寸D来控制弯曲角度θ a和弯曲角度θ b相对于 目标角度的变化量，因此能够通过调节偏移尺寸D来获得希望的角度变化量。
例如，在由包括凸模1和模具块2的成形模具装置引起的弹性回跳量被在预弯曲 部50p中发生的平均弯曲角度变大量抵消的情况下，能够通过利用将偏移尺寸设定为值D2 执行最终成形品5的成形来非常精确地成形出具有准确目标角度的最终成形品5，在值D2 处，如图19中示出的弯曲角度θ a，角度的变化量基本变为零。此外，在构造成形模具装置 时考虑到在预弯曲部50p中发生的平均弯曲角度变大量和其它平均弯曲角度变大量使得 工件50过弯折的情况下，选择使得能够根据过弯曲的角度的大小来获得希望的角度变化 量的偏移尺寸以使最终成形品5成形。这样，能够非常精确地成形出具有准确目标角度的 最终成形品5。
权利要求
1.一种通过利用固定模具和活动模具对板状工件进行弯曲加工而使最终成形品成形 的工件弯曲加工方法，所述最终成形品具有位于倾斜区域的相反两侧的两个表面，其中，所 述最终成形品中的所述倾斜区域的形状由第一弯曲部、第二弯曲部以及夹在所述第一弯曲 部与所述第二弯曲部之间的平面部构成，所述工件弯曲加工方法的特征在于包括工件保持步骤，其通过由所述固定模具和面向所述固定模具布置的保持构件夹紧工件 的一端部而悬持所述工件；以及成形步骤，其通过将所述活动模具向所述固定模具移动以使所述活动模具朝向所述固 定模具推压悬持的所述工件的自由侧端部来使所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面 部相对应的区域屈曲，然后通过使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具来形成所 述第一弯曲部和所述第二弯曲部，并且使所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对 应的所述区域去弯曲，所述活动模具和所述固定模具的形状与所述最终成形品中的所述倾 斜区域的形状相对应。
2.一种通过利用固定模具和活动模具对板状工件进行弯曲加工而使最终成形品成形 的工件弯曲加工方法，所述最终成形品具有位于倾斜区域的相反两侧的两个表面，其中，所 述最终成形品中的所述倾斜区域的形状由第一弯曲部、第二弯曲部以及夹在所述第一弯曲 部与所述第二弯曲部之间的平面部构成，所述工件弯曲加工方法的特征在于包括在工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对应的区域中形成预弯曲部的步骤，所述 预弯曲部具有与所述第一弯曲部和所述第二弯曲部相同的弯曲方向；工件保持步骤，其通过由所述固定模具和面向所述固定模具布置的保持构件夹紧所述 工件的一端部而悬持所述工件；以及成形步骤，其通过将所述活动模具向所述固定模具移动以使所述活动模具朝向所述固 定模具推压悬持的所述工件的自由侧端部来使所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面 部相对应的区域屈曲，然后通过使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具来形成所 述第一弯曲部和所述第二弯曲部，并且使所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对 应且包括所述预弯曲部的所述区域去弯曲，所述活动模具和所述固定模具的形状与所述最 终成形品中的所述倾斜区域的形状相对应。
3.根据权利要求1或2所述的工件弯曲加工方法，其中，在所述成形步骤中，在所述工 件被所述活动模具推压至所述固定模具之前，通过使所述工件与所述固定模具中的设置用 于形成所述第二弯曲部的区域接触而在所述工件中形成稳定弯曲部，并且在形成所述稳定 弯曲部之后，通过使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具来使所述稳定弯曲部去 弯曲。
4.一种用于通过对工件进行弯曲加工而使最终成形品成形的工件弯曲加工装置，所述 最终成形品具有位于倾斜区域的相反两侧的两个表面，所述工件弯曲加工装置的特征在于 包括固定模具以及面向所述固定模具布置的活动模具和保持构件，其中，所述活动模具和所述固定模具具有与所述最终成形品中的所述倾斜区域的形状 相对应的形状，并且通过由所述固定模具和所述保持构件夹紧所述工件的一端部而悬持所 述工件，并且其中，通过将所述活动模具向所述固定模具移动以使所述活动模具推压所述工件的自 由侧端部，使所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对应的区域屈曲，之后，通过使 所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具，使由第一弯曲部、第二弯曲部以及夹在所 述第一弯曲部与所述第二弯曲部之间的平面部构成的倾斜区域形成，并且使所述工件中的 与所述倾斜区域的所述平面部相对应的所述区域去弯曲。
5.一种用于通过对工件进行弯曲加工而使最终成形品成形的工件弯曲加工装置，所述 最终成形品具有位于倾斜区域的相反两侧的两个表面，所述工件弯曲加工装置的特征在于 包括固定模具以及面向所述固定模具布置的活动模具和保持构件， 其中，所述活动模具和所述固定模具具有与所述最终成形品中的所述倾斜区域的形状 相对应的形状，并且在所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对应的区域中预先形 成预弯曲部，所述预弯曲部具有与第一弯曲部和第二弯曲部相同的弯曲方向，通过由所述 固定模具和所述保持构件夹紧所述工件的一端部而悬持所述工件，并且其中，通过将所述活动模具向所述固定模具移动以使所述活动模具推压所述工件的自 由侧端部，使所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对应的区域屈曲，之后，通过使 所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具，使由所述第一弯曲部、所述第二弯曲部以 及夹在所述第一弯曲部与所述第二弯曲部之间的平面部构成的倾斜区域形成，并且使所述 工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对应且包括所述预弯曲部的所述区域去弯曲。
6.根据权利要求4或5所述的工件弯曲加工装置，其中，在所述工件被所述活动模具推压至所述固定模具之前，所述工件弯曲加工装置 通过使所述活动模具向所述固定模具移动以便使所述工件与所述固定模具中的设置用于 形成所述第二弯曲部的区域接触而在所述工件中形成稳定弯曲部，并且其中，在形成所述稳定弯曲部之后，所述工件弯曲加工装置通过使所述活动模具进一 步向所述固定模具移动以使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具来使所述稳定 弯曲部去弯曲。
7.根据权利要求4或5所述的工件弯曲加工装置，其中所述固定模具包括顶表面、侧表面以及形成在所述顶表面与所述侧表面之间的倾斜区域；所述活动模具具有与所述固定模具的所述倾斜区域和所述侧表面相对应的形状； 通过朝向所述固定模具推压所述活动模具，所述弯曲加工装置使通过所述固定模具的 所述顶表面和所述保持构件而悬持的所述工件屈曲；并且通过使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具，所述弯曲加工装置通过所述固 定模具的所述倾斜区域使所述工件的屈曲部去弯曲。
8.根据权利要求7所述的工件弯曲加工装置，其中通过朝向所述固定模具推压所述活动模具，所述弯曲加工装置使所述工件屈曲，直到 所述工件与所述固定模具的所述倾斜区域和所述侧表面之间的角部接触；所述弯曲加工装置通过将所述工件推靠所述角部来在所述工件中形成稳定弯曲部；并且通过使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具，所述弯曲加工装置通过所述固定模具的所述倾斜区域使所述工件的屈曲部去弯曲，并且通过所述固定模具的所述侧表面 使所述稳定弯曲部去弯曲，并且同时沿着所述固定模具的形状对所述工件进行弯曲加工。
全文摘要
一种使最终成形品成形的工件弯曲加工方法，所述最终成形品具有位于倾斜区域的相反两侧的两个表面，其中，所述倾斜区域由第一弯曲部、第二弯曲部以及平面部构成，所述工件弯曲加工方法包括工件保持步骤，其通过固定模具和保持构件悬持所述工件的一端部；以及成形步骤，其通过将活动模具向所述固定模具移动以使所述活动模具推压所述工件的自由端部侧来使所述工件中的与所述平面部相对应的区域屈曲，然后通过使所述活动模具将所述工件推压至所述固定模具来形成所述第一弯曲部和所述第二弯曲部，并且使所述工件中的与所述倾斜区域的所述平面部相对应的所述区域去弯曲。
文档编号B21D5/04GK102099133SQ200980128214
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月17日 优先权日2008年7月18日
发明者前田和久, 浅井达也, 福山义之 申请人:丰田自动车株式会社