[发明专利]金属板的剪切加工面上的变形极限的评价方法、裂纹预测方法以及压制模具的设计方法

说明书

提供经剪切加工的原板的端面上的由弯曲加工导致的裂纹的评价方法与预测技术，提供应反映于压制模具的设计方法的技术。变形极限的评价方法中，对于将经剪切加工的金属板(1)进行压制成型时的、金属板(1)的剪切加工面(10A)上的变形极限进行评价。基于由下述2个表面应变分布的梯度求出的指标值与在剪切加工面产生的张力的关系，评价剪切加工面(10A)上的变形极限或者预测裂纹：经受弯曲加工的金属板(1)的弯曲外侧表面与剪切加工面(10A)的边界附近产生的应变的分布之中的、评价位置的剪切加工面(10A)上的板厚方向X的表面应变分布的梯度、和朝向从上述剪切加工面(10A)离开的方向的由弯曲加工形成的弯曲棱线方向Y的表面应变分布的梯度。

技术领域

本发明是针对在利用包含弯曲加工的压制成型(press forming)将剪切加工后的金属板(原材料)进行成型而加工之时的、在剪切加工面(端面)产生的裂纹进行评价、预测的技术，以及与能基于该技术而抑制金属板的裂纹的模具形状的设计方法(确定方法)相关的技术。

背景技术

压制成型是金属加工技术中的一种代表性的技术，该技术通过将金属板夹持于一对模具之间进行夹压，将该金属板按照模仿模具的形状的方式进行成型，从而将金属板加工为所期望的制品形状。而且，该压制成型被应用于汽车部件、机械部件、建筑构件、家电制品等广泛的制造领域中。

作为该压制成型中的成型性的主要课题之一，包括裂纹。在该裂纹方面，主要存在有由原材料的拉伸变形导致的裂纹、由弯曲变形导致的裂纹、和由它们的复合变形导致的裂纹。关于由拉伸变形导致的裂纹，其较大地起因于原材料的延展性，通常利用使用了成型极限线图的裂纹预测技术进行评价。另一方面，关于由弯曲变形导致的裂纹，较大地起因于模具的弯曲半径R与原材料的板厚t之比即弯曲性R/t，通常采用通过实验性地求出在原材料的表面不产生龟裂的最小的弯曲半径与板厚t之比从而对裂纹进行预测的方法。关于由拉伸变形与弯曲变形的复合变形导致的裂纹的预测技术，例如，存在有使用了模具的弯曲半径R与金属板中产生的张力的预测技术(专利文献1)。

上述的裂纹都是从金属板的表面产生龟裂并且龟裂在板厚方向上贯穿的情况下的事例。

然而，除上述以外，作为裂纹产生的事例，还存在有因经剪切加工的原材料的端面经受变形，导致从端面产生龟裂而发展成裂纹的事例。原材料的端面具有如下特征：由于已经因剪切加工而经受了强变形，因而缺乏延展性，另外，因应力集中于断裂面、毛刺这样的凹凸，导致容易产生龟裂。由此，对于裂纹的评价方法、预测方法与上述不同。

以往，在该原材料的端面的裂纹方面，关于对于由拉伸变形引起的拉伸翻边(stretch flanging)裂纹的评价方法，进行了许多的研究，例如，提出了一种使用了沿着端面的方向的应变梯度、与端面正交的面内方向的应变分布的梯度的预测技术(专利文献2)等。此处所说的应变分布的梯度(在本说明书中也记载为“应变梯度”)，是指在某个长度中分布的应变的、每单位长度的应变的变化。然而，关于由弯曲变形、拉伸变形与弯曲变形的复合变形引起的原材料的端面的裂纹，有效的预测方法、评价方法少。但是，关于这样的原材料的端面上的裂纹，特别是在拉伸强度590MPa级以上的高强度钢板方面，开始成为显著的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5630312号公报

专利文献2：日本特许第5146395号公报

非专利文献

非专利文献1：风间宏一、永井康友著“板の曲げ加工時に生ずゐ端部反り变形の解析(板的弯曲加工时发生的端部翘曲变形的解析)”，塑性と加工(塑性与加工)、第45卷、第516号、2004年，p.40-44

发明内容

发明所要解决的课题