CN101641168A - 具有压边修剪部件的金属板材和方法 - Google Patents
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Abstract
一种金属板材(10，100，210)，包括压边修剪部件(40，240)，压边修剪部件(40，240)具有带非线性部分(250)的至少一个切割边缘(24，26，102)。所述非线性部分(250)的产生同时在相邻的金属板材的压边修剪部件中形成了相应的部分，从而可在这两个金属板材之间共享压边材料。这样减少了金属废料量，因为随后所述压边修剪部件(40，240)被切除和丢弃。另外，所述非线性部分(250)可包括一个或多个战略性设置的构造，例如突起(50，60，104，246，248，252，260)、凹陷(52，62，106，254，262，266，268)或平坦部分(256，258)等，这些构造使所述非线性部分沿其长度不一致并且特别适合成形中的部件的制造需求。
Description
相关申请的引用
本申请要求于2007年2月28日提交的第60/903,998号美国临时申请的优先权。
技术领域
本发明通常涉及金属板材(blank)，更具体地涉及具有压边修剪部件(binder trim component)并可用于汽车工业的金属板材。
背景技术
在金属成形工业中，通常将金属板材制造为具有绕着金属板材的周缘延伸的外凸缘，从而在后续的金属成形操作中，在上模具(die)和下模具中形成的筋条结构(bead structure)会使板材材料接合并夹紧在该筋条结构上。筋条结构通常包括在模具中的一个的压边环中形成的阳筋条和在另一模具的压边环中形成的阴沟槽，并且被设计成当上模具和下模具在液力或其它类型的压力作用下靠近时彼此相配。通过牢固地将外凸缘夹紧在相对的筋条结构之间，摩擦力和变形力限制在金属成形工艺过程中将外凸缘拉入到模具的中心。
另外，筋条结构与金属板材的外凸缘之间的压缩性的相互作用对被拉进模具中的金属板材料的量产生了影响。如果被拉进的材料太少，那么会在成形的部件中产生撕裂或破裂；相反，如果被拉进的材料太多，那么成形的部件会具有褶皱和/或其它表面变形。在金属成形工艺之后，通常会将外凸缘从成形的部件上切除或去除，并作为废料被丢弃。
发明内容
根据一个方面，提供了一种金属板材，所述金属板材包括外周缘、压边修剪部件和构件(part component)。所述压边修剪部件具有非线性部分，所述非线性部分包括第一突起和第二突起，所述第一突起和所述第二突起：i)彼此的形状和/或尺寸不同，以及ii)在所述金属成形操作过程中向所述构件提供不同量的材料，并且提供给所述构件的材料量至少部分地基于所述突起的不同形状和/或尺寸。
根据另一方面，提供了一种金属板材，所述金属板材包括外周缘、压边修剪部件和构件。所述压边修剪部件具有非线性部分，所述非线性部分包括突起、凹陷和平坦部分，其中，所述突起、凹陷和平坦部分：i)被布置在沿着所述非线性部分的特定位置并且对应于所述构件的一个或多个特征，以及ii)使所述非线性部分沿其长度不一致。
根据又一方面，提供了一种金属板材组件，所述金属板材组件包括第一金属板材、第二金属板材和将所述第一金属板材和所述第二金属板材连接在一起的焊缝。所述第一金属板材具有带非线性部分的压边修剪部件，所述非线性部分包括至少一个突起和至少一个凹陷，所述突起位于所述非线性部分的第一端，从而所述突起邻近于所述焊缝，所述凹陷位于所述非线性部分的第二端，从而所述凹陷位于所述金属板材组件的拐角。
根据又一方面，提供了一种用于设计金属板材的压边修剪部件的方法。所述方法包括以下步骤：(a)执行成形仿真，所述成形仿真确定至少一个目标成形部分；(b)执行排料仿真，所述排料仿真确定至少一个目标排料部分；(c)利用所述目标成形部分和所述目标排料部分来确定非线性部分的最佳压边修剪位置；以及(d)设计出非线性部分，所述非线性部分具有专门为所述最佳压边修剪位置和所述建议的部件设计的构造的组合。
附图说明
以下结合附图对本发明的优选示例性实施方式进行描述，在附图中相似的标记表示相似的元件，在附图中：
图1示出了具有在两侧形成有非线性部分的压边修剪部件的金属板材的实施方式；
图2示出了具有在一侧形成有非线性部分的压边修剪部件的金属板材的实施方式；
图3示出了可用于汽车门板的金属板材组件的实施方式，其中，所述金属板材组件包括带有非线性部分的压边修剪部件；
图3A是图3所示的非线性部分的放大图；
图4是说明用于生产三维金属部件的方法的实施方式的流程图；以及
图5是说明用于设计金属板材的压边修剪部件的方法的实施方式流程图。
优选实施方式
本文所描述的金属板材包括压边修剪部件，该压边修剪部件具有带非线性部分的至少一个切割边缘，该非线性部分形成一系列的突起、凹陷、平坦部分以及其它的结构。该非线性部分的产生同时在相邻的金属板材的压边修剪部件中形成相应的特征，从而可以在相邻的两个金属板材之间共享压边材料。此外，非线性部分可以包括一个或多个战略布置的构造，这些构造使非线性部分沿着其长度是不一致的，从而该非线性部分特别适合成形中的部件的制造需求。
参照图1，其中示出了金属板材10的实施方式，金属板材10可用于各种金属成形操作，例如冲压、拉延(drawing)和拉深(deepdrawing)，以产生三维金属部件。尽管以下示例性描述是针对汽车部件，但是应该理解本文所述的金属板材还可用作例如飞机、铁路、农用设备和家用器具等应用中的部件。金属板材10优选地由以大卷供应的镀锌冷成形钢制成，然而，金属板材10的组成和形状通常由采用金属板材10的具体应用的需求决定并且可与上面所提出的金属板材的组成和形状不同。例如，金属板材10可由以切割或冲裁(blanked)的板的形式代替卷的形式提供的金属板材料制成。根据该具体实施方式，金属板材10是大体上为平面的金属板部件并且包括具有边缘20-26的外周缘18、具有边缘30-36的内周缘28、在内周缘18与外周缘28之间形成的压边修剪部件40、以及构件42。
一旦金属板材被冲裁，则外周缘18通常构成该金属板材的外周边或边界，在该具体情况中，外周缘18包括4个边缘20-26。边缘20和22是沿着金属板材10的长度延伸的通常被拉长的平行边缘，根据该具体实施方式，边缘20和22是在钢厂生产的钢卷的制造边或钢卷边缘。另一方面，边缘34和36通常在制造边缘20与22之间延伸并且是在将钢卷切割成单个部分或金属板材的操作过程中产生的切割边缘。术语“切割边缘”广义地指当将金属板材料分成各部分或板材时通过切割、剪切、冲裁、修剪、切断或以其它方式形成的任何边缘。由于边缘24是切割边缘，因此它具有在位于金属板卷上的金属板材10左侧的相邻的金属板材上形成的互补边缘，而边缘26具有在位于钢卷上的金属板材10右侧的相邻的金属板材上形成的互补边缘。在该实施方式中，切割边缘24和26中的每个包括形成一系列交替的突起50和凹陷52的非线性部分。尽管该实施方式中的切割边缘24和26被显示为具有这些突起和凹陷，但是应该理解，可以将金属板材设计成使仅一个切割边缘遵循这种非线性的路线。例如，金属板材可以包括具有突起和凹陷的切割边缘26以及在制造边缘20与22之间延伸的直的切割边缘24(见图2)。事实上，只要金属板材具有包括如本文所教导的非线性部分的外周缘18的至少一个边缘，则任何数量的不同边缘的组合是可能的。
突起50和凹陷52通常是彼此的配对物，从而当形成突起50时，在相邻的金属板材上就形成互补的凹陷52。沿着边缘26的不同特征的宽度和长度尺寸很大程度上由金属成形操作的具体需求决定，即由产生充分约束力以将金属板材保持就位并允许适当的材料流动(material flow)所需的压边材料量决定，下面将对这一点进行解释。在该具体实施方式中，突起被显示为具有平行四边形的形式，然而应该理解可以采用多种不同构造中的一种。比如，图2示出了具有S形(serpentine)边缘102的金属板材100的不同实施方式，边缘102包括一连串的指状突起104和具有更加渐缩形状的凹陷106。与前述实施方式相同，切割边缘102的形成导致在相邻的金属板材中形成相应的切割边缘。此外，由于突起和凹陷的精确形状、数量、尺寸等可能与这里所示的不同，因此这些边缘仅是各种可能的非线性的边缘中的一些。
内周缘28(以虚线显示)通常对应于部件修剪线并形成压边修剪部件40的内周边。内周缘28的准确定位可由后续的金属成形操作的操作性需求决定并且根据一个实施方式通常通过复杂的计算机建模算法确定，该算法对形成期望的部件的所必需的压边材料的量进行计算。尽管内周缘的边缘30和32在此被显示为线性且平行的边缘，边缘34和36被显示为线性且非平行的边缘，但是应该理解这些示例性边缘可假定包含非线性形式的各种其它形式并且不限于该特定实施方式。例如，尽管内周缘28位于压边修剪部件40的内侧，但是压边修剪部件40的某些小部分可以延伸超过部件修剪线。
压边修剪部件40通常是绕着金属板材周边的至少一部分延伸的外周部件，从而在金属成形工艺过程中，上成形模具和下成形模具可以靠在一起并夹紧在压边修剪部件40的不同侧边上。本领域的技术人员可以理解，绕着金属板材10的外侧的这种夹紧力阻止板材在成型工艺过程中被拉向到模具的中心。压边修剪部件40通常包括位于外周缘18与内周缘28之间的材料，并且根据该实施方式减少了沿着切割边缘24和26的压边材料的量。在常规的金属板材中，切割边缘26不包括任何凹陷；因而，可以要求切割边缘26的外侧与内边缘36之间的材料的总量(尺寸X；通常大约为3″)作为这一个金属板材的压边。同样，右侧相邻的金属板材也需要相同量的材料用于该金属板材的压边部件(另一3″的材料，两个金属板材总共产生大约6″的压边材料)。然而，本申请的金属板材具有这样的非线性部分，该非线性部分将突起50用作金属板材那一侧上的压边材料，而凹陷52在相邻的金属板材中产生相应的突起。因此，具有厚度X的单条压边材料(过去仅用于一个金属板材的充足的压边材料)现在用作两个相邻的金属板材的共享压边材料并减小了间距(pitch)。由于压边部件仅在金属成形工艺过程中使用并在这之后被切除和丢弃，因此共享的压边修剪部件40的这种改进的使用减少了废料量。
构件42位于内周缘28的内侧并且通常对应于金属板材10的、构成成形中的金属部件的部分。本领域的技术人员可以理解，来自压边修剪部件40的材料在金属成形操作过程中可以并且通常会流到构件42，但是最终制成组成部件的材料的主要部分来自构件42。由于构件的精确形状、尺寸、特征、布置等可以不同于这里所示的示例性实施方式，因此附图中所示的构件42仅为了说明目的。
为了在相同的冲裁线上生产相同的部件，带有非线性部分的切割边缘优选地被设计成生产相邻的金属板材，相邻的金属板材在被翻转或以其它的方式被操纵时是相同的。例如，突起60优选地与凹陷62的尺寸相同；因此，当凹陷62形成时，在相邻的部件中产生与突起60等同的突起。
现在转向图3，其中示出了金属板材组件200的实施方式，可在后续的制造过程中对金属板材组件200进行冲压、拉延和拉深或其它处理来形成三维金属部件。根据一个实施方式，金属板材组件200特别适合用作汽车的两片前内侧门板，将在下面对此进行描述。当然，汽车前门板仅是可使用这种金属板材组件的潜在应用中的一个示例，还存在大量的其它示例，例如包含后门板、非汽车的板以及补焊板等。根据该实施方式，金属板材组件200是拼焊板材，其包括通过焊缝214焊接至薄金属板材212的厚金属板材210(类似于图1和2中的金属板材10和100)。厚金属板材210可用于支撑门铰链，因为门铰链相比门板的其它部件通常需要更厚和更结实的材料以安装于其上。如果在整个前内侧门板上使用该更厚的材料，那么板会相当地重且昂贵。因而，薄金属板材212用于前内侧门板的其余部分，也就是说用于不需要与铰链区域具有相同强度的那些部分。因此，金属板材组件200形成了实现其结构目标的两片前内侧门板，并且用更轻的重量、更少的材料以及更低的成本实现该目标。焊缝214可依据所选择的焊接工艺而起始或结束于焊点216，并优选地通过激光焊、压平缝焊或本领域技术人员已知的某些其它焊接技术形成。
接着金属板材组件200可形成具有多个成形特征的前内侧门板，包含轮廓为虚线的示例性袋状件(pocket)230。即使可以预想到前内侧门板具有除袋状件230之外的多个成形特征，但是这里为了说明和简化仅示出了袋状件。为了说明而从前内侧门板省去的成形特征的示例包括例如用于窗的切口、用于接纳内部门模块的保持特征以及用于容纳电致动器的空间等。在示例性金属成形操作过程中，有时被称为拉延筋的、围绕上模具和下模具(这里未示出)的周边设置的阳筋条结构和阴筋条结构压在压边修剪部件240上，从而围绕部件242的周边形成拉长的筋条区域232。在该工艺过程中还可形成一个或多个附加的筋条区域234和236(所有的筋条区域由虚线表示)。筋条区域234和236的添加以及这些筋条区域的尺寸、构造、深度等通过通常控制在成形过程中从压边修剪部件240拉延至部件242的材料量来提供更大的工艺控制。在邻近或接近筋条区域的区域中对材料流动的这种控制或操纵是最重要的，大多数筋条区域优选地位于压边修剪部件240的边界内。应该理解，虽然这里所示出的示例性筋条区域234完全包含在突起248、252和平坦部分258中，但是筋条区域可以延伸超出这些构造并延伸到相邻的凹陷中。
根据这里所示出的实施方式，压边修剪部件240包括非线性部分250，非线性部分250具有一系列突起246、248、252、260、凹陷254、266、268和平坦部分256、258，而这些不同构造的包括和布置至少部分地基于构件242的期望特征。例如，如果在形成袋状件230的过程中需要额外的材料，那么凹陷254和266可沿着非线性部分被布置从而邻近袋状件。在该示例中，凹陷254和266特意位于袋状件230附近，从而在形成三维金属部件时可更容易地将材料拉延到袋状件的轮廓中。如图3A所示，凹陷254和266位于沿着非线性部分250的特定位置从而它们大体上沿着拉延线I与袋状件230对准。拉延线代表在例如拉延工艺的后续成形工艺过程中材料流动的大致方向，并非要精确地详细表示每个金属微粒的确切流动。金属微粒的确切和精确流动可以遵循比由拉延线I所示意性表示的路线更为复杂的路线。一种用于确定拉延线的可能方法是使用成形仿真软件，例如由ESI Group提供的PAM-STAMP。在以上示例中，尽管围绕凹陷254和266的材料流动到袋状件230，但是材料可从非线性部分250的其它项流动到袋状件230和/或构件242的其它特征。
可选地，如果希望约束或限制在邻近袋状件230的区域中的材料流动的量，那么可以将突起248和252设置成通过平坦部分258连接以限定更大的突起区域。这样做提供了附加的筋条区域234所需的压边材料，从而增加了约束表面并提高了在所述区域中控制材料流动的能力。在该具体示例中，平坦部分258沿着非线性部分250被定位成使得从平坦部分258延伸至袋状件230的拉延线II经过两个不同的筋条区域，即，筋条区域232和234。相似的平坦部分以及其它的构造可以沿着非线性部分250选择性地形成和设置，从而产生定制的非线性部分，该非线性部分沿其长度是不一致的并且适合于成形中的特定部件的需要。换种不同的方式描述，非线性部分250可以包括这样的构造(例如凹陷、突起、平坦部分等)，这些构造相互之间具有不同的形状和/或尺寸且具有对上模具和下模具不同的约束表面。这些不同的表面可以在例如拉延的金属成形操作过程中导致从压边修剪部件240流到构件242的材料量不同。应该理解，带有突起、凹陷、平坦和其它特征的定制的布置使人能够操纵拉延或其它成形工艺的材料流动特性，而无须对上模具和/或下模具进行相当费钱和费时的重新设置。取而代之，可以在压边修剪部件240而不是成形工具中进行这种改变。
突起246、248、252可以被设计和设置成改善金属板材的金属成形特性并且解决成形中的三维部件的特定需求。例如，希望突起252具有特定的长度与宽度的关系，该特定的长度与宽度的关系与形成突起的金属板的厚度相关。对于厚度＜1.0mm的金属板原料(stock)，希望突起所具有的长度A和宽度B满足关系：B≥A/3(尺寸‘A’是沿着其纵向轴线获得的突起的长度，尺寸‘B’是在中途点，即，位于沿着长度A的一半长度的点处所测得的突起的宽度)。如果突起具有均匀的宽度，那么可以在沿着突起的长度的任一点处获得该宽度尺寸。对于厚度在1.0mm与1.5mm之间(含两端值)的金属板原料，希望突起的长度A和宽度B满足关系：B≥A/3.5。对于厚度＞1.5mm的金属板原料，希望突起的长度A和宽度B满足关系：B≥A/4。上述关系依赖金属板的厚度尺寸(gauge)的一个原因包括金属成形的考虑。金属板越薄(例如＜1.0mm)，突起在成形工艺过程中就越容易被扯开。因此，较厚的材料(例如＞1.5mm)的强度通常足够强壮以允许更细或更细瘦(skinnier)的突起。尽管非线性部分250可以包括不符合以上关系的一个或多个突起，在例如汽车前内侧门板的应用中通常希望这种关系的存在。
根据非线性部分250的另一方面，当突起260和凹陷262的位置与像这里所示的金属板材组件200结合使用时，突起260和凹陷262的位置尤其有利。突起260位于非线性部分250的一端并且邻近焊缝214以改善焊接的完整性。在某些成形操作过程中，焊缝端点216可构成焊缝的脆弱点并易于裂开或者失去其结构完整性中的某些。通过将焊缝端点216设置在突起260上，该点远离前内侧门板的、在成形工艺过程中承受最大应力的内侧部分。因此，在焊缝端点216处出现的任何分离是在随后被切除并丢弃的压边修剪部件240的一部分，而不是最终的门板的一部分。与此相反的是这样的情形，即，凹陷262代替突起260沿着焊缝214被设置。如果出现与焊缝端点的分离，那么这种分离可能在附近的部件修剪线上延伸，可能会导致门板报废。
突起260的尺寸和形状可能影响后续的金属成形操作。比如，突起260的宽度‘C’可与突起246、248、252的长度‘A’相关并且优选地满足关系：C≥A。如果尺寸C太小，那么可能没有足够的表面让筋条结构在金属成形操作过程中接触和保持焊缝214内及其周围的材料。示例性筋条区域232和236被示出为位于突起260中并可便于在金属成形操作过程中对焊缝区域进行适当地维护。根据该实施方式，突起260经由过渡点264与相邻的凹陷268连接，过渡点264在突起的上边缘与侧边缘之间形成钝角θ。如果采用冲裁工艺制造金属板材210，那么钝角θ可能会有帮助，因为它便于冲裁后的部件的容易脱开并且给予突起260这样的形状，该形状在拉延工艺过程中控制材料流动并且不会危害焊缝214的质量。
由突起260的布置而产生的另一优点是增加了沿着焊缝214的压边材料，这使得能够在邻近焊缝的区域中设置一个或多个附加的筋条区域236。已经发现，在成形操作过程中，沿着焊缝的区域比金属板材组件200的其它区域更易于失败。一种可能的解释是在材料被拉延到前内侧门板中时，来自厚板材部件210和薄板材部件212的材料以不同的方式流动。因此，位于焊缝214的一侧的材料可能与焊缝214一起拉动位于焊缝的另一侧的材料。筋条区域236的添加减少了从该区域被拉延和拉动的材料量，从而降低了焊缝214分裂或破裂的可能性。
沿着焊缝214的区域并不是受益于突起260的布置的唯一区域。作为突起262的补充且与突起262同时形成的凹陷262也可以改善金属板材组件200的可成形性。如图3所示，凹陷262通常位于金属板材组件200的外侧拐角并可防止各种表面变形，包括不希望出现的褶叠。在某些情况下，由于施加在限定拐角的相交处的横向应力，形成拐角可能会产生例如摺叠或褶皱的各种表面缺陷中的一种。在前内侧门板的外侧拐角处设置凹陷262可以减小这些应力中的某些并且可以改善该部件的可成形性。当然，凹陷对成形产生的特定作用很大程度上取决于例如成形中的门板或其它部件的形状和其它特征的因素。
金属板材一般包括一个或多个定位特征292、294，定位特征292、294围绕工件的外周边被设置并且有助于确保将金属工件正确地定位在成形模具中。根据几个不同的实施方式中的一个，这些定位特征可以整体地形成于非线性部分250中。例如，可以通过将相应的定位特征设置在上成形模具和/或下成形模具中，简单地将突起246、248、252和凹陷254、266、268中的一个或多个用作定位特征是可能的。从而不需要形成单独的定位特征，因为还可以将非线性部分250的部件用于此目的。根据不同的实施例，可以通过在突起、凹陷和平坦部分的任何组合上形成突片、缺口等，在非线性部分250上形成定位特征292、294(未示出的示例)。
本领域技术人员可以理解，例如拉延的成形工艺在工件中产生的部分比被较小程度拉延或根本未被拉延的其它部分薄弱。由于在成形的部件中需要的强度最低，这些薄弱的部分通常规定必须使用的材料的厚度和/质量。通过对压边修剪部件240更具体地是对非线性部分250进行设计而对材料流动特性进行操纵和控制，有时可以加强成形的部件的最薄弱部分的强度，从而可以使用较薄或质量较轻的材料。例如，如果将围绕袋状件230的区域确定为成形后的前内侧门板的最薄弱部分，那么可以采用非线性部分250来加强或增厚该袋状件。既然曾经被认为是最薄弱的连接部分的袋状件230得到了加强，那么可以减小金属板材210的整体厚度或者金属的质量来节约成本。当然应该认识到，可以将压边修剪部件240、非线性部分250和非线性部分的各种特征包含在金属板材210和/或金属板材212的一个或多个边缘中，或者可将其与单片的板材(即，在金属成形操作前未焊接至另一板材的单一板材)共同使用。在一个实施方式中，金属板材组件200的所有外周边缘具有在其上延伸的某些定制的非线性部分。
现在转向图4，图中所示的流程图说明了用于形成三维金属结构的方法的实施方式300的主要步骤中的一些。首先，在步骤302中，接收金属板卷，并且通过浸润(treating)、清洗和/或裁切钢卷、将例如油的材料从该钢卷上擦拭除去并且通过执行本领域技术人员已知的任何其它的必要处理步骤来对金属板卷进行处理。一旦金属板卷得到了正确处理，那么在步骤304中对金属板卷进行冲裁操作，其中产生均具有类似于图1和2所示的外周缘的多个金属板材。如上面所解释地，邻接的金属板材的压边部件具有共享材料的相应的突起和凹陷，从而减小了所需的材料的总量。根据一个实施方式，接着在步骤306中，将单个金属板材中的每一个激光焊接或以其它方式焊接至具有不同厚度或等级的金属板件，从而产生拼焊板材组件。然而这是一个可选的步骤，因为也可以使用具有如上所述的压边部件的非拼焊板材组件。接着，在步骤308中，对金属板材组件(无论是拼焊或非拼焊板材组件)进行形成期望的部件的各种轮廓的金属成形操作。
根据一个冲压操作实施方式，将金属板材插在上模具与下模具之间并沿着作为压边修剪部件的外侧部分将金属板材夹紧。两个模具中的一个包括阳部件或阳筋，该阳部件或阳筋绕着模具的外周边延伸并且与另一模具的互补的阴部件或沟槽配接，从而包括各种突起的压边修剪部件被约束在该阳部件或阳筋与阴部件或沟槽之间。这样在金属板材组件的顶侧和底侧产生了适当的约束力，从而防止该金属板材组件在冲压过程中过于自由地(可能会引起褶皱)或过于限制性地(可能使金属板材被撕裂或分裂)被拉延到模具腔中。可以使用大量不同的筋条结构中的一个，包括正方形、梯形、半圆形或其它已知的构造。一旦金属板材材料被适当地拉延到了阴模具的成形腔中并且形成期望的形状，那么在步骤310中释放部件并且去除压边修剪部件。用于去除压边修剪部件的实际方法可以不同，可以包括例如激光切割、水射流、模切等的技术。当然应该理解，上述方法步骤的描述仅是在这种操作中使用的主要步骤中的一些的示例性说明，并且可以对该过程进行很多改变。例如，可以采用特定的拉深、拉伸成形、压制成形以及其它的冲压技术。
在图5中示出了用于设计金属板材的压边修剪部件的方法的实施方式400，其中金属板材用于后续的金属成形操作以制成建议的部件。从步骤402开始，该方法执行成形仿真，该成形仿真分析建议的部件上的金属成形操作。根据一个实施方式，成形仿真是基于计算机的成形仿真，该仿真采用非线性有限元分析来仿真金属成形操作并且预测共同的缺陷(例如分裂、撕裂、褶皱、褶叠、回弹、材料变薄等)以及各部分的拉进(draw-in)距离。如上所述，用于执行这种仿真的一种合适的程序是ESI Group所售的PAM-STAMP；然而，当然可以使用其它的程序来代替。根据另一实施方式，成形仿真是基于物理的成形仿真，例如圆形网格分析(circle-grid analysis)，其通过观测拉进距离等分析材料流动。在其它的输出中，步骤402优选地识别出压边修剪部件的、可能发生显著材料流动的一个或多个部分；这些部分被称为“目标成形部分”并且可通过它们各自的拉进距离确定。在一个实施方式中，步骤402甚至识别出建议的压边修剪部件的、可能出现最大拉进距离的部分或一侧。
接着，步骤404执行排料仿真，该排料仿真分析建议的部件在金属板原料(例如，卷、平板等)上的不同布置以确定如何最有效地布置建议的部件，从而减少废料量。在一个实施方式中，排料仿真由多种基于计算机的排料仿真软件中的一种执行。这种基于计算机的排料仿真软件可以包括如下的版本：例如允许翻转、转动或以其它方式操纵金属板原料、考虑所使用的剪切、切割或冲裁工具的局限性以及可以识别出金属板原料上的缺陷等。用于执行这种仿真的一个合适的程序是由Javelin Technologies所售的BlankNest；然而，当然可以采用其它的程序代替。除了大量的其它输出之外，可以希望步骤404识别出压边修剪部件的、可以通过使用如上述的非线性部分节约压边修剪材料的一个或多个部分。下面将这些部分称为“目标排料部分”。如果没有识别出任何的目标排料部分，那么可能有必要重新执行排料仿真，从而以不同的方式在金属板材料上转动或布置建议的部件。
接着，步骤406利用上面所识别的目标成形部分和目标排料部分确定例如非线性部分250的非线性部分的最佳压边修剪位置。因而，最佳压边修剪位置的设置要注意金属成形方面的考虑(即，目标成形部分)和减少废料方面的考虑(即，目标排料部分)。换种说法，方法400基于金属成形方面的考虑确定非线性部分的、绕着压边修剪部件的最佳位置，基于减少废料方面的考虑确定非线性部分的、绕着压边修剪部件的最佳位置，然后寻求解决或满足这两种因素的共同位置；这种共同或重叠的位置对应于最佳压边修剪位置。在某些情形下，压边修剪部件的、最多材料可能流动的部分与可以节省最多金属废料的部分匹配；该公共的部分是非线性部分的最可能的位置。在其它情形下，压边修剪部件的、具有第二或第三多的材料运动的部分对应于节省最多金属废料的部分。在这种情况下，步骤406可以考虑所有的因素并且基于包括金属成形方面的考虑、减少金属废料方面的考虑等的全部情形进行决策。
一旦确定了最佳压边修剪位置，步骤408设计出非线性部分，该非线性部分具有突起、凹陷、平坦部分以及专门为最佳压边修剪位置和建议的部件设计的其它构造。如上面所解释地，可向袋状件、凸出、平坦部分以及其它的部件特征附近的非线性部分添加例如凹陷的构造以促进区域中的材料流动；可通过为上模具和下模具提供压紧于其上的压边材料来添加例如突起的构造以限制材料流动；可沿着非线性部分插入例如平坦部分的构造以容纳拉延筋条、锁紧筋条以及在拉延操作过程等中更进一步限制材料流动的其它类型的特征。这些构造的精确布置、尺寸、形状、数量等主要由例如建议的部件和最佳压边修剪位置的要求的因素决定。
应该理解，以上描述并非对发明本身的限定，而是对本发明的一个或多个优选的示例性实施方式的描述。本发明不限于本文所公开的具体实施方式。另外，包含在以上描述中的陈述涉及具体实施方式但是不构成对本发明的范围或者对权利要求书中所使用的术语的定义的限制，除非在以上对术语或短语进行了清楚地定义。各种其它实施方式以及对所公开的实施方式的各种改变和修改对于本领域的技术人员是显而易见的。例如，结合图4和5所描述的具体方法仅是示例性的步骤序列，因而还可以采用大量的其它序列，包括添加步骤、省去步骤和/或带有不同步骤的序列。可以由金属板代替金属卷形成带有上述的压边修剪部件的金属板材。而且，不仅在示例性实施方式中所示的外侧切割边缘上，还可以在内侧切割边缘上使用上述的非线性部分。所有这样的其它实施方式、改变和修改都落在所附的权利要求书的范围内。
本说明书和权利要求书中所使用的用语“例如”、“比如”、“像”和“如”，以及动词“包括”、“具有”、“包含”及它们的其它动词形式在结合一组一个或多个部件或其它项使用时，均被解释为开放的，意味着该组不应被认为是排除其它附加的部件或项目。其它的术语应被解释为采用其最广义的合理意义，除非它们在需要不同理解的上下文中使用。
Claims (30)
1.一种在金属成形操作中使用的金属板材(10，100，210)，包括：
外周缘(18)，具有至少一个切割边缘(24，26，102)；
压边修剪部件(40，240)，位于所述外周缘(18)的内侧并且具有非线性部分(250)，所述非线性部分(250)沿着所述切割边缘(24，26，102)延伸并包括第一突起和第二突起(50，60，104，246，248，252，260)，所述压边修剪部件(40，240)有助于在金属成形工艺过程中将所述金属板材(10，100，210)保持就位；以及
构件(42，242)，位于所述压边修剪部件(40，240)的内侧，所述第一突起和所述第二突起(50，60，104，246，248，252，260)：
i)彼此的形状和/或尺寸不同，以及
ii)在所述金属成形操作过程中向所述构件(42，242)提供不同量的材料，并且提供给所述构件(42，242)的材料量至少部分地基于所述突起(50，60，104，246，248，252，260)的不同形状和/或尺寸。
2.如权利要求1所述的金属板材，其中，选自所述第一突起(50，60，104，246，248，252，260)、所述第二突起(50，60，104，246，248，252，260)、凹陷(52，62，106，254，262，266，268)或平坦部分(256，258)中的至少一个构造被布置在沿着所述非线性部分(250)的特定位置，从而所述至少一个构造对应于所述构件(42，242)的特征(230)。
3.如权利要求2所述的金属板材，其中，所述至少一个构造沿着拉延线(I，II)与所述构件的特征(230)对准，从而材料在从所述构造向所述特征(230)的方向上流动。
4.如权利要求3所述的金属板材，其中，所述至少一个构造是凹陷(52，62，106，254，262，266，268)，而所述构件的特征(230)是袋状件。
5.如权利要求2所述的金属板材，其中，所述至少一个构造容纳筋条区域(232，234，236)并且沿着拉延线(I，II)与所述构件的特征(230)对准，从而所述筋条区域(232，234，236)约束从所述构造向所述特征(230)的方向上的材料流动。
6.如权利要求1所述的金属板材，其中，所述第一突起和所述第二突起(50，60，104，246，248，252，260)的尺寸依赖于所述金属板材(10，100，210)的厚度；
如果所述金属板材(10，100，210)的厚度＜1.0mm，那么所述第一突起和所述第二突起(50，60，104，246，248，252，260)满足关系：B≥A/3；
如果所述金属板材(10，100，210)的厚度在1.0mm与1.5mm之间，包含两端值，那么所述第一突起和所述第二突起(50，60，104，246，248，252，260)满足关系：B≥A/3.5；以及
如果所述金属板材(10，100，210)的厚度＞1.5mm，那么所述第一突起和所述第二突起(50，60，104，246，248，252，260)满足关系：B≥A/4；
其中，尺寸‘A’是沿着纵向轴线取得的所述突起(50，60，104，246，248，252，260)的长度，而尺寸‘B’是在中途点测量的所述突起(50，60，104，246，248，252，260)的宽度。
7.如权利要求1所述的金属板材，其中，所述第一突起(60，260)位于所述非线性部分(250)的端部，从而所述第一突起(60，260)邻近于将所述金属板材(10，100，210)连接至第二金属板材(212)的焊缝(214)。
8.如权利要求7所述的金属板材，其中，所述第一突起(60，260)满足关系：C≥A；
其中，尺寸‘C’是所述第一突起(60，260)的宽度，而‘A’是所述第二突起(50，104，246，248，252)的长度。
9.如权利要求7所述的金属板材，其中，所述第一突起(60，260)包括位于所述第一突起(60，260)的、与所述焊缝(214)相反的一侧的过渡点(264)，所述过渡点(264)在所述第一突起(60，260)的上边缘与侧边缘之间形成钝角θ。
10.如权利要求7所述的金属板材，其中，所述第一突起(60，260)容纳至少一个筋条区域(236)，所述筋条区域(236)从所述第一突起(60，260)越过所述焊缝(214)延伸到所述第二金属板材(212)中。
11.如权利要求7所述的金属板材，其中，凹陷(62，262)位于所述非线性部分(250)的、与所述第一突起(60，260)相反并位于所述金属板材(10，100，210)的拐角的一端，从而所述凹陷(62，262)有助于金属成形工艺。
12.如权利要求1所述的金属板材，其中，所述非线性部分(250)对应于相邻的金属板材的压边修剪部件中的互补的非线性部分，从而能够在这两个非线性部分之间共享压边材料。
13.一种在金属成形操作中使用的金属板材(10，100，210)，包括：
外周缘(18)，具有至少一个切割边缘(24，26，102)；
压边修剪部件(40，240)，位于所述外周缘(18)的内侧并且具有非线性部分(250)，所述非线性部分(250)沿着所述切割边缘(24，26，102)延伸并包括突起(50，60，104，246，248，252，260)、凹陷(52，62，106，254，262，266，268)或平坦部分(256，258)，所述压边修剪部件(40，240)有助于在金属成形工艺过程中将所述金属板材(10，100，210)保持就位；以及
构件(42，242)，位于所述压边修剪部件(40，240)的内侧，所述突起(50，60，104，246，248，252，260)、所述凹陷(52，62，106，254，262，266，268)或所述平坦部分(256，258)：
i)被布置在沿所述非线性部分(250)的特定位置并且对应于所述构件(42，242)的一个或多个特征(230)，以及
ii)使所述非线性部分(250)沿其长度不一致。
14.如权利要求13所述的金属板材，其中，所述非线性部分(250)还包括形状和/或尺寸彼此不同的第一突起和第二突起(50，60，104，246，248，252，260)，并且所述第一突起和所述第二突起(50，60，104，246，248，252，260)向所述构件(42，242)提供不同量的材料，并且所提供的材料量至少部分地基于所述突起(50，60，104，246，248，252，260)的不同形状和/或尺寸。
15.如权利要求13所述的金属板材，其中，选自所述突起(50，60，104，246，248，252，260)、所述凹陷(52，62，106，254，262，266，268)或所述平坦部分(256，258)中的至少一个构造沿着拉延线(I，II)与所述构件的特征(230)对准，从而材料在从所述构造向所述特征(230)的方向上流动。
16.如权利要求15所述的金属板材，其中，所述至少一个构造是凹陷(52，62，106，254，262，266，268)，而所述构件的特征(230)是袋状件。
17.如权利要求13所述的金属板材，其中，选自所述突起(50，60，104，246，248，252，260)或所述平坦部分(256，258)中的至少一个构造容纳筋条区域(232，234，236)并沿着拉延线(I，II)与所述构件的特征(230)对准，从而所述筋条区域(232，234，236)约束材料在从所述构造向所述特征(230)的方向上的流动。
18.如权利要求13所述的金属板材，其中，所述突起(50，60，104，246，248，252，260)的尺寸依赖于所述金属板材(10，100，210)的厚度；
如果所述金属板材(10，100，210)的厚度＜1.0mm，那么所述突起(50，60，104，246，248，252，260)满足关系：B≥A/3；
如果所述金属板材(10，100，210)的厚度在1.0mm与1.5mm之间，包含两端值，那么所述突起(50，60，104，246，248，252，260)满足关系：B≥A/3.5；以及
如果所述金属板材(10，100，210)的厚度＞1.5mm，那么所述突起(50，60，104，246，248，252，260)满足关系：B≥A/4；
其中，尺寸‘A’是沿着纵向轴线取得的所述突起(50，60，104，246，248，252，260)的长度，而尺寸‘B’是在中途点测量的所述突起(50，60，104，246，248，252，260)的宽度。
19.如权利要求13所述的金属板材，其中，所述突起(60，260)位于所述非线性部分(250)的端部，从而所述突起(60，260)邻近于将所述金属板材(10，100，210)连接至第二金属板材(212)的焊缝(214)。
20.如权利要求19所述的金属板材，其中，所述突起(60，260)满足关系：C≥A；
其中，尺寸‘C’是所述突起(60，260)的宽度，‘A’是第二突起(50，104，246，248，252)的长度。
21.如权利要求19所述的金属板材，其中，所述突起(60，260)包括位于所述突起(60，260)的、与所述焊缝(214)相反的一侧的过渡点(264)，所述过渡点(264)在所述突起(60，260)的上边缘与侧边缘之间形成钝角θ。
22.如权利要求19所述的金属板材，其中，所述突起(60，260)容纳至少一个筋条区域(236)，所述筋条区域(236)从所述突起(60，260)越过所述焊缝(214)延伸到所述第二金属板材(212)中。
23.如权利要求19所述的金属板材，其中，凹陷(62，262)位于所述非线性部分(250)的、与所述突起(60，260)相反并位于所述金属板材(10，100，210)的拐角的一端，从而所述凹陷(62，262)有助于所述金属成形工艺。
24.如权利要求13所述的金属板材，其中，所述非线性部分(250)对应于相邻的金属板材的压边修剪部件中的互补的非线性部分，从而能够在这两个非线性部分之间共享压边材料。
25.一种在金属成形操作中使用的金属板材组件(200)，包括：
第一金属板材(10，100，210)，具有带非线性部分(250)的压边修剪部件(40，240)，所述非线性部分(250)包括至少一个突起(60，260)和至少一个凹陷(62，262)，所述压边修剪部件(40，240)有助于在金属成形工艺过程中将金属板材组件(200)保持就位；
第二金属板材(212)；以及
将所述第一金属板材(10，100，210)和所述第二金属板材(212)连接在一起的焊缝(214)，所述突起(60，260)位于所述非线性部分(250)的第一端，从而所述突起(60，260)邻近所述焊缝(214)并且改善焊接的完整性，所述凹陷(62，262)位于所述非线性部分(250)的第二端，从而所述凹陷(62，262)位于所述金属板材组件(200)的拐角并且有助于金属成形工艺。
26.如权利要求25所述的金属板材组件，其中，所述金属板材组件(200)是拼焊板材组件，所述第一金属板材(10，100，210)是厚金属板材，所述第二金属板材(212)是薄金属板材，而所述焊缝(214)是将所述厚金属板材(10，100，210)和所述薄金属板材(212)连接在一起的对接焊缝。
27.如权利要求26所述的金属板材组件，其中，所述金属板材组件(200)是用于车辆的两片前内侧门板，所述厚金属板材(10，100，210)用于支撑门铰链，所述薄金属板材(212)用于所述门板的其余部分。
28.一种用于设计金属板材(10，100，210)的压边修剪部件(40，240)的方法，包括以下步骤：
(a)执行成形仿真，所述成形仿真分析建议的部件上的金属成形操作，所述成形仿真确定至少一个目标成形部分；
(b)执行排料仿真，所述排料仿真分析所述建议的部件在金属板原料上的不同布置，所述排料仿真确定至少一个目标排料部分；
(c)利用所述目标成形部分和所述目标排料部分来确定非线性部分(250)的最佳压边修剪位置，所述最佳压边修剪位置考虑金属成形方面的考虑和减少金属废料方面的考虑；以及
(d)设计出非线性部分(250)，所述非线性部分(250)具有专门为所述最佳压边修剪位置和所述建议的部件设计的构造的组合。
29.如权利要求28所述的方法，其中，步骤(a)进一步包括执行采用非线性有限元分析的基于计算机的成形仿真。
30.如权利要求28所述的方法，其中，步骤(a)进一步包括进行采用圆形网格分析的基于物理的成形仿真。
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| EP2580107B1 (en) * | 2010-06-11 | 2016-08-24 | Pilkington Group Limited | Apparatus for evaluating fit of a modular assembly into a body opening and method of using same |
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| US8875398B2 (en) | 2012-01-04 | 2014-11-04 | Thomas J. Balshi | Dental prosthesis and method of its production utilizing standardized framework keys and matching premanufactured teeth |
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| US10206764B2 (en) | 2014-03-03 | 2019-02-19 | Global Dental Sciences, LLC | System and method for manufacturing layered dentures |
| CA2960748C (en) * | 2014-09-12 | 2019-01-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Press forming method and plate material expansion device used in said method |
| US20160210385A1 (en) * | 2015-01-15 | 2016-07-21 | Livermore Software Technology Corporation | Numerical Simulation of Scrap Trimming Operations in Sheet Metal Forming |
| US10579039B2 (en) * | 2015-01-15 | 2020-03-03 | Livermore Software Technology Corporation | Setting up physical tools for scrap trimming operations in sheet metal forming based on numerical simulation results |
| US11648084B2 (en) | 2015-06-11 | 2023-05-16 | Global Dental Science Llc | Positioning method and system for implant-supported dentures |
| US11266486B2 (en) | 2016-06-20 | 2022-03-08 | Global Dental Science, LLC | Positioning handle and occlusal locks for removable prosthesis |
| USD854142S1 (en) * | 2017-07-26 | 2019-07-16 | Ascent Products, Llc | Ventilation fan housing |
Family Cites Families (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1167556A (en) | 1914-06-11 | 1916-01-11 | Briscoe Mfg Company | Method of forming sheet metal. |
| US1900004A (en) * | 1927-12-15 | 1933-03-07 | Bendix Brake Co | Method of forming brake shoes and blanks therefor |
| US1800531A (en) | 1929-02-13 | 1931-04-14 | American Can Co | Method of producing one-piece drawn containers |
| US1898883A (en) | 1930-07-26 | 1933-02-21 | Company Union Guardian Trust | Method of stamping front one-piece automobile fenders |
| US1962279A (en) | 1933-04-20 | 1934-06-12 | Howard R Lott | Process of making flatware |
| US2177970A (en) * | 1938-04-11 | 1939-10-31 | William L Wettlaufer | Golf club shaft |
| US2335292A (en) | 1942-04-03 | 1943-11-30 | Robert W Messenger | Sheet and method of producing same for the economical production of blanks |
| US2400590A (en) * | 1944-05-18 | 1946-05-21 | E A Lab Inc | Method of making commutators |
| US2387767A (en) | 1944-06-19 | 1945-10-30 | American Can Co | Sheet cutting machine |
| US2850202A (en) * | 1956-03-14 | 1958-09-02 | Appleton Electric Co | Outlet box and method of manufacture of the same |
| US3008441A (en) * | 1957-07-16 | 1961-11-14 | Lisle W Menzimer | Method of making door support housings |
| US2963783A (en) * | 1957-07-31 | 1960-12-13 | Williamson Company | Sheet metal fittings |
| US3299689A (en) | 1964-05-18 | 1967-01-24 | Cyril Bath Co | Method and apparatus for combined stretch forming and die drawing |
| US3262361A (en) | 1964-06-02 | 1966-07-26 | Pacifico T Alfonsi | Photographic enlarging easel and mask |
| US3339333A (en) | 1965-04-05 | 1967-09-05 | Metcom Products Co | Back-up tab for siding |
| US3543559A (en) * | 1968-12-23 | 1970-12-01 | Continental Can Co | Cup blanking and forming method and tooling therefor |
| JPS5528339Y2 (zh) * | 1976-06-08 | 1980-07-07 | ||
| US4119050A (en) | 1977-01-10 | 1978-10-10 | Klein Gerald B | Method for the manufacture of a can lid having a triple-fold, pushdown gate |
| US4106422A (en) | 1977-03-14 | 1978-08-15 | Buhrke Industries, Inc. | Method for manufacture of can end closures |
| US4244315A (en) | 1978-07-24 | 1981-01-13 | Klein Gerald B | Method for the manufacture of a can lid having a triple-fold pushdown gate |
| JPS55103061A (en) * | 1979-02-02 | 1980-08-06 | Hitachi Ltd | Blanking method of sector steel plate for rotary electric machine |
| US4210041A (en) | 1979-02-08 | 1980-07-01 | Enrique Mitman | Method for cutting a plurality of identical, irregular, non-polygonal pieces from material with minimum waste |
| SU1090473A1 (ru) | 1982-09-15 | 1984-05-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Заочный Политехнический Институт | Листова заготовка дл выт жки |
| US4587827A (en) | 1984-08-07 | 1986-05-13 | Wessels Ewald J H | Method of sheet metal processing |
| US5372027A (en) | 1989-11-29 | 1994-12-13 | Armco Steel Company, L.P. | Controlled material flow hydroforming |
| US5128877A (en) | 1990-06-08 | 1992-07-07 | Ford Motor Company | Method of draw forming analytically determined binder wrap blank shape |
| FR2666461B1 (fr) * | 1990-08-31 | 1999-04-16 | Jidosha Denki Kogyo Kk | Structure d'enveloppe de moteur electrique de petites dimensions |
| JP3216729B2 (ja) * | 1992-07-16 | 2001-10-09 | 株式会社三井ハイテック | 積層鉄心の製造方法 |
| US5390127A (en) | 1992-12-21 | 1995-02-14 | Ford Motor Company | Method and apparatus for predicting post-buckling deformation of sheet metal |
| US5379227A (en) | 1992-12-21 | 1995-01-03 | Ford Motor Company | Method for aiding sheet metal forming tooling design |
| US5604044A (en) | 1992-12-28 | 1997-02-18 | Mccabe; Charles J. | Blanks for sheet material forming process |
| US5463558A (en) | 1994-02-04 | 1995-10-31 | Ford Motor Company | Method for designing a binder ring surface for a sheet metal part |
| US5572896A (en) | 1994-02-25 | 1996-11-12 | Aluminum Company Of America | Strain path control in forming processes |
| US5600991A (en) | 1995-02-10 | 1997-02-11 | Ogihara America Corporation | Stretch controlled forming mechanism and method for forming multiple gauge welded blanks |
| JPH0929349A (ja) | 1995-07-18 | 1997-02-04 | Toyota Motor Corp | 可変ビードを利用した絞り成形方法および装置 |
| US5630337A (en) | 1995-09-07 | 1997-05-20 | Werth; Elmer D. | Apparatus and method for forming a container |
| JPH1157877A (ja) * | 1997-08-08 | 1999-03-02 | Honda Motor Co Ltd | プレス成形方法 |
| JPH11242707A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Amada Co Ltd | 板材加工後の残材再利用方法およびその装置 |
| DE19907571A1 (de) | 1999-02-23 | 2000-09-14 | Ks Gleitlager Gmbh | Gerollte Gleitlagerbuchse |
| CA2281175C (en) | 1999-08-27 | 2006-03-14 | Joe E. Taylor | Sunroof opening for vehicle roof panel |
| US6513860B1 (en) * | 2000-04-26 | 2003-02-04 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and apparatus for forming a three piece tailor welded door blank |
| US6903475B2 (en) * | 2001-02-23 | 2005-06-07 | Black & Decker Inc. | Stator assembly with an overmolding that secures magnets to a flux ring and the flux ring to a stator housing |
| DE10120880B4 (de) | 2001-04-27 | 2006-07-20 | Audi Ag | Verfahren zur Herstellung von Tiefziehteilen |
| JP4627937B2 (ja) * | 2001-09-06 | 2011-02-09 | 本田技研工業株式会社 | 集合ブランク材のプレス成形方法および装置 |
| CN2510195Y (zh) * | 2001-10-09 | 2002-09-11 | 湖南大学 | 金属薄板件冲压成型用拉延模具 |
| CN1121285C (zh) * | 2001-10-09 | 2003-09-17 | 湖南大学 | 金属薄板件冲压成型用拉延模具 |
| JP3979492B2 (ja) * | 2002-07-22 | 2007-09-19 | 新日本製鐵株式会社 | コンピュータシミュレーションによるプレス部品の成形解析法及びプレス部品を含む構造体の特性解析法 |
| JP2004160490A (ja) * | 2002-11-13 | 2004-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | ブランク材およびそのブランク材を用いたプレス成形方法 |
| US7130708B2 (en) * | 2003-04-01 | 2006-10-31 | General Motors Corporation | Draw-in map for stamping die tryout |
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| US7011361B2 (en) * | 2004-03-12 | 2006-03-14 | Ford Global Technologies, Llc | Automotive vehicle body having tailor welded blanks |
| JP4524573B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-08-18 | マツダ株式会社 | プレス成形品形状の予測方法、予測プログラム及び該プログラムを記録した記録媒体並びにプレス成形方法 |
| US7448178B2 (en) * | 2004-09-14 | 2008-11-11 | Michael Joseph Visone | Field fabricated joist hanger |
| US7200496B2 (en) * | 2005-06-02 | 2007-04-03 | Ford Global Technologies, Llc | Method of predicting wear of a die surface |
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Legal Events
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Effective date of registration: 20220308 Address after: Michigan USA Patentee after: TWB LLC Address before: Kentucky, USA Patentee before: Grupa blanking Co.,Ltd. |
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Granted publication date: 20110713 |
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