[发明专利]异径管状零件的制造方法及成形模具

说明书

技术领域

本发明涉及异径管状零件(pipe with different diameter along longitudinal direction)的制造方法，详细而言，涉及使用金属板(例如，拉伸强度(TS)为300MPa以上的高强度钢板)的坯料，通过冲压成形而制造的尺寸精度优异且生产性高的异径管状零件(意思是在管轴方向具有管径相异的部分的管状零件)的基于上述冲压成形的制造方法和冲压成形模具。

在此，所谓坯料是指成形加工用的原料，是从原板切出并与上述成形加工后的管状零件形状对应的形状的单一平板。

背景技术

汽车用零件的一部分使用刚性及碰撞强度优异的管状零件(截面为圆形状)。另外，从与其它零件接合的观点来看，也大多使用形成异径管状的零件。作为得到异径管状零件的制造工艺，存在有使用通过UOE工艺、辊轧成形等制造的金属管，实施缩颈加工(reducing)、扩口加工(flaring)、液压成形(hydroforming)等管材的二次加工的方法(称为现有技术I)。另外，作为通过冲压成形制造的异径管状零件及其制造方法的现有技术，公知有为了回避成形后板厚减小、起皱等不良，而研究坯料形状，进行在成形为U字形后成形为O字形的成形方法(参照专利文献1，称为现有技术II)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4713471号公报

发明内容

发明所要解决的课题

上述现有技术I在管材制造后进行缩颈加工、扩口加工、液压成形等二次加工，因此需要专门加工机械，导致生产性降低、成本上升。另外，缩径加工(reducing)、扩管加工(flaring)大多是主要限定于管端附近的加工的情况，通用性上存在难点。管液压成形可在长度方向使截面形状自由变化，但鼓凸变形部因板厚大幅度减小，所以难以得到均一的板厚的零件。另外，由于成形时间长，所以生产性上存在难点。

上述现有技术II在O字成形(O－shape forming)时，为了使U字成形品(U－shape forming)的纵壁部插入上模，需要被称为导向叶片的型芯，另外，需要在U字成形前将坯料端部向内侧弯曲的工序。另外，在上述现有技术I中没有关于成形品的截面尺寸精度的记载。作为汽车零件应用的情况下，从刚性等零件性能、易组装的观点来看，截面尺寸精度重要。即现有技术II中，在制造成本及产品尺寸精度上存在难点。

即，在现有技术中，存在不能提供生产性好、制造成本低，并且产品尺寸精度优异的异径管状零件的课题。

用于解决课题的技术方案

发明者们为了解决上述课题，进行锐意研究，得到以下的见解。即，在由小径部、大径部及在小径部和大径部之间的直径变化部构成的管状零件中，通过将原料的板厚和与小径部和大径部对应的成形模具的直径之比形成为适当的范围，可防止在成形后零件产生的起皱、局部的板厚变化。另外，成形时，通过在周向导入压缩变形，可使零件的圆度提高。进而，成形为U字形后，利用成形为圆截面的工序制造时使用的模具中，通过增加U字成形模具的纵壁长，可以抑制起皱，通过将圆截面成形模具的模具接合线向下倾方向形成，可无追加工序、型芯地成形。

本发明是基于上述见解而做出的，其主要宗旨如下。

(1)一种异径管状零件的制造方法，对金属板的坯料进行冲压成形而形成由小径部、大径部及在所述小径部和所述大径部之间的直径变化部构成的异径管状零件，其特征在于，具有如下所述工序：利用U字成形模具对所述坯料进行冲压成形而形成U字成形品，并利用O字成形模具对U字成形品进行冲压成形而形成圆截面成形品的工序，作为所述U字成形模具，使用具有比所述U字成形品的纵壁部长度长的纵壁长度的模具，作为所述O字成形模具，使用使模具接合线为下倾方向且所述坯料的板厚t和与所述小径部、大径部对应的模具部分的直径D之比即t/D为0.010≤t/D≤0.080的模具，下述(1)式所示的周向的压缩变形为0.5％以上，

记

周向的压缩变形＝(管周向的板宽度方向的坯料宽度－模具的周长)/模具的周长×100(％)…(1)。

(2)根据(1)所述的异径管状零件的制造方法，其特征在于，

在所述U字成形中，对大径部和直径变化部之间赋予弯曲形状。

(3)根据(1)或(2)所述的异径管状零件的制造方法，其特征在于，

所述O字成形模具是在上模具的圆弧部顶点具有槽且将该槽的槽宽度W和所述坯料的板厚t之比W/t设为2.0～3.0的模具。