CN102264513B - 形成部分穿透多层板结构的切割线的方法 - Google Patents

Abstract

通过在一个操作中使切割刃（15）冲孔穿透至少所述刚性层（6），但是留下所述多层板结构（1）的至少一层（7）不切割而形成部分穿透多层板结构（1）的切割线，该结构包括附接到非刚性层（5）的至少一个刚性层（6，7）。在所述切割操作期间，所述刚性层由侧向位置保持装置（16）紧握以防止所述刚性层的侧向移动。

Description

形成部分穿透多层板结构的切割线的方法

技术领域

本发明涉及形成部分穿透板结构的切割线的方法，更具体地，涉及形成部分穿透减振多层板结构的切割线的方法。

背景技术

在Wiman, U., Automotive Engineering 16 (2008):10,p.34,36,的“Sheet plate reduces diesel engine noise”中，公开了用于安装在内燃发动机中的发动机缸体和曲轴之下的油盘之间的减振板。称作“剪切板”的减振板包括夹层板，其包括与两个片层硫化在一起的中间橡胶层。剪切板在由中间橡胶层保持在一起的钢层中具有铣销的槽。当上钢层被紧固到发动机缸体的一侧并且下层被紧固到另一侧时，其允许在中间层中剪切并且因此减振。

这种方法的改进在题目为“Vibration damped article”的我们的共同待决国际申请中描述，其中减振板被安装到油盘的相对侧壁而不是在发动机缸体和油盘之间，并且其中每个金属层具有穿透该金属层的切口或槽，并且优选地还穿透中间弹性体层的至少一部分，由此除去从附接到油盘一个侧壁的金属/弹性体层部分到附接到另一侧壁的部分的穿透金属层的直接振动传输路径。

然而，在减振板钢层中铣销这种切口或槽是相当复杂和高成本的过程，因此需要更方便和更简单的方法。本发明的目的是提供这种方法。

发明内容

根据本发明，穿透多层薄片结构的窄宽度或最小宽度的部分切口包括附接到刚性层的非刚性层（例如，夹在两个刚性层之间的非刚性层），使得切口延伸穿透刚性层，这通过冲孔型过程完成。可选地，切口还分别延伸穿透一个或多个下面的非刚性和刚性层，如果需要的话甚至直到（但是不穿过）最外刚性层。

根据本发明的显著特征，采取措施至少大体上防止在切割操作期间相对于非刚性层在切割刃的任一侧上刚性层的侧向移位和卷曲。由此，带有相关联的层表面变形的任何这种侧向移位可被限制到紧邻切割线的表面区域。

这种方法在独立权利要求1中限定。

优选实施例在从属权利要求中描述。

本发明还涉及由该方法产生的多层板结构，使用所述方法来产生减振板，并在机动车中使用这种减振板。

本发明的其他目的、优点和新颖特征在结合附图和权利要求考虑时将从本发明的下面的详细描述变得明显。

在下面，本发明将仅通过举例的方式由本发明的一些非限制性实施例描述。

附图说明

图1是减振多层板的示意性顶部透视图。

图2是图1中的减振板的剖视图。

图3是根据本发明方法的第一实施例的冲孔工具的实施例的示意性剖视图，该冲孔工具准备用于切割减振板中的槽。

图4是对应于图3所示的示意性剖视图，但是其中冲孔工具的切割刃已经选择性地切割穿透减振板的顶部刚性层和中间非刚性层。

图5是冲头的示意性剖视图，其具有切割刃的替代设计。

图6是根据本发明方法的第二实施例的冲孔工具的另一实施例的示意性剖视图，该冲孔工具准备用于切割减振板中的槽。

图7是对应于图6所示的示意性剖视图，但是其中冲孔工具的切割刃已经选择性地切割穿透减振板的顶部刚性层和中间非刚性层。

具体实施方式

如上所述，本发明涉及用于切割穿透外刚性层并且可选地还分别穿透多层薄片板结构的一个或多个下面的非刚性和刚性层的方法。这种薄片板结构的例子是减振板，其包括夹在两个金属片之间的弹性体层。

在车间实践中切割是重要的加工工艺，其中片或杆通过剪切、裂开和最终断开而切断。通用切割方法是冲孔，如用于例如在金属片中切割圆孔。简单的冲孔工具包括冲头和模具。金属片被放置在模具上，因此冲头以一定的力作用到金属片上并且切断发生，片首先通过弯曲而变形，然后当材料达到不能够再有任何塑性变形的点时通过剪切到最终裂开和断开。

上述类型的夹层板结构的例子（此处特别设计用于在安装到燃烧发动机缸体的油盘中的减振）在图1和2中示出，并且在题目为“Vibration damped article”的我们的共同待决国际申请中更详细地描述（其整个公开通过引用并入本文），其要求瑞典申请No. 0850184-3的优先权。

通常由附图标记1指代的减振板设计成经由多个支架附接到油盘的两个相对侧壁（未示出），所述支架沿油盘的侧壁在其到发动机缸体的安装表面以下一定距离处定位。为此，在所示的情况下，减振板1具有多个孔口2，每个孔口能够在每个侧壁支架（未示出）上接收延伸销。例如，其他紧固装置（例如螺钉或铆钉）当然可代替地使用。减振板1还具有开口3，其用于当油盘安装到发动机缸体时允许曲轴旋转。开口3界定多个连接构件4，其将减振板1的一个边缘部分与相对边缘部分连接。

如图2所示，示出的减振板1是夹层薄片结构，其包括非刚性材料（典型地为弹性体）的中间层5，以及刚性材料（典型地为金属或金属合金）的上、下约束层6、7。示例性减振板包括附接或结合（例如硫化）在两个钢片之间的橡胶层。再次参照图1，在每个连接构件4中，切割穿透上金属层6和中间弹性体层5至少大体上直到下金属层7的切割线或槽8。然而，相对应的槽9（图2）在下金属层7中被切割，其放置在减振板1的相对纵向边缘部分处。

这种槽8、9的提供因此将每个金属层6、7，并且还可选地中间弹性体层5划分成两个分开的（不连续的）部分，即，第一部分从板1的一个附接侧边缘延伸直到槽，第二部分从槽延伸直到减振板的相对附接侧的边缘，每个金属/弹性体层部分由其他金属层支撑。每个金属层并且可选地弹性体层到由其他刚性层支撑的两个分开的部分的这种划分将相当大地减小减振板的刚性并且提供有效的减振。然而，不需要槽8、9在每个连接构件4中被切割。例如，槽可在减振板每侧上的最外连接构件中忽略。

金属层6、7中的切口可由常规切割方法制成，该方法例如铣削或锯削，其基于片材料的除去。

然而，根据本发明，通过选择性冲孔穿透相应的金属层6、7并且可选地进入或穿过弹性体层制造窄槽8、9而不除去片材料，而下面将参照图3、4和5更概括地描述。必须注意在下面例如“垂直”、“上”和“下”的术语仅参照图中所示的本发明实施例的几何形状而使用并且不旨在以任何方式限制本发明。

图3示意性地示出了通常由附图标记10指代的冲孔工具，其包括安装用于垂直移动的细长冲头11（未示出），和具有平面顶部表面的模具14。冲头包括切割刃15，其在此处示出为V形。多层减振板1放置在模具14上。仅为了示出本发明的目的，上述类型的减振板1包括上、下金属片6、7和中间弹性体层5（与图1和2使用相同的附图标记）。在图3中，冲头11处于放置在模具14上的减振板1之上的位置。

为了清楚，图3和4中示出的冲孔工具和减振板（以及图5所示的冲头）没有按尺寸绘制并且不成比例。

图4示出了冲头11，其在一个操作中被向下施力使得其切割刃15切割穿过上金属片6和中间弹性体层5向下到下金属片7，其可如本文所示地被接触并且替代地可部分贯穿但是其在该操作中不被切断。

为了切割减振板1中的槽8、9，冲头11的切割刃15应具有如图1所示的减振板的至少纵向延伸的长度。分开的槽8（以及分开的槽9）可示出为形成与开口3在一起的单一切割线。替代地，冲头可具有多个间隔开的切割刃，其对应于图1所示的减振板中的分开槽。在另一个替代物中，槽8可在分开的切割操作中通过相应长度的切割刃切割。

如上所述并如图3和4所示，在冲头11和模具14之间放置薄片板然而可导致切割刃每侧上的上金属层在切割操作期间与切割线侧向移位，因为如所述的，没有片材料被取出，其只是被移位。如果减振板在切割操作之前制造的话，这可转而导致金属片卷曲或卷绕以及减振板1的紧固孔口2移位的风险。

金属片因此被冲头的切割刃每侧上的适当的侧向位置保持装置紧握（优选地被固定）以防止在切割操作期间片部分的侧向移动。这在图6和7中示出，其对应的部分具有与图3和4相同的附图标记。

图6和7中示出了通常由附图标记20指代的冲孔工具，其不同于图3和4的地方在于具有切割刃15的冲头11可滑动地安装在支撑件13的矩形剖面的凹部12中。在图6中，冲头11和支撑件13处于放置在模具14上的减振板1之上的位置。

支撑件13的下侧具有多个紧握特征（此处为倒刺状脊16），其在平行于切割刃15的线中延伸。当减振板靠着模具14被下支撑件13夹持时，脊16用于切入上金属片6的最顶层并由此将其紧握（图7）。各种替代紧握特征（例如其他尖状突起）以及它们在支撑件13下侧上布置的图案对于本领域技术人员是明显。

与图4至5相类似，为了清除，不同部分没有按尺寸并且不成比例。

图7示出了冲头11，其在一个操作中被向下施力使得其切割刃15切割穿过上片6和中间弹性体层5向下到下金属片7，其可如本文所示地被接触并且替代地可部分贯穿但是其在该操作中不被切断。

在切割操作期间，支撑件13上的脊16有效地将上片6锁定在切割刃15的任一侧上以抵抗侧向移位，导致了最小宽度的窄切口并且片表面基本上没有卷曲，卷绕或其他。

如图7所示，仅有片材料表面紧邻（即，紧挨着）切割线，其当切割刃侧向对片材料施力时稍微变形。

本文中的术语“紧邻”被解释为相对宽泛的含义，片区域受到塑性变形的影响尤其取决于支撑件13的底部朝向其每侧上的切割刃的延伸。支撑件和切割刃之间的距离或间隔根据将被切割的片材料的厚度和硬度而选择。如果距离过大，切割材料部分将不经受任何显著的塑性变形并且切割线的边缘将弹回并显著地没有剩余变形，即，没有或非常细的切割线将被得到。另一方面，太短的距离可能不会留下足够的空间使塑性变形的材料流入切割刃并会导致切割刃损坏。

例如，在常规类型的内燃发动机中使用的减振板典型地在V形切口（由V形切割刃形成）的顶部具有与切口深度相同量级或小于切口深度的切割线宽度，例如对于3mm厚板为3mm或小于3mm。切口底部宽度应大于0mm使得裂缝两侧相互靠近但不相互接触，并且在实践中经常大于0.1mm。

对于这种切口，已经发现例如1mm厚的片钢和中等硬度，如果具有足够的塑性变形来达到所需的切割宽度，从切割刃到其任一侧上的支撑件的8mm距离将会给出满意的结果，而如果没有塑性变形并且切割金属弹回到位置上，20mm的距离将得到不满意的结果。

减震板1的底部金属片7的槽9能够以相应的方式切割。

尽管图3和4中的切割刃15具有V形的平面侧面，替代的切割刃设计在图5中示出，其中冲头11’的切割刃15’具有凹的侧面而不是V形，其在切割操作期间减少移位材料的量并进一步降低卷曲、卷绕或其他情况的任何趋向。

而且，尽管如上所述以直线形式切割槽，具有各种替代设计的槽可以相应设计的切割刃（一个或多个）切割，例如弯曲或波形或Z字形，或封闭形状，如圆形、椭圆形、方形或其他多边形。

穿过多层板结构切割槽（例如上述类型），还可用于促进板结构沿槽的弯曲。在使用V形切割刀的情况下，如果冲孔的材料沿着切割线弯曲，那么V的角度能够调适成材料趋于弯曲达到的角度。例如，如果材料弯曲达到90度，那么V的角度应该优选地也为90度。

上述切割减振板中的槽的方法当然可适于需要部分切割穿透，至少穿透各种类型的多层板结构的顶部刚性层的多种其他情况，例如包括具有中间非刚性层的多于两个刚性层的结构。

本发明不限于上述优选实施例。可使用各种替代物、修改和等同体。因此，上述实施例不应被作为本发明范围的限制，该范围由所附权利要求限定。

Claims (16)

1.一种形成部分穿透多层板结构的切割线的方法，该结构包括附接到非刚性层的至少一个刚性层，所述方法包括以下步骤：

a）将所述多层板结构放置在刚性支撑件上，

b）将切割刃朝向所述板结构定位，

c）使所述切割刃朝向刚性层前进，

d）将侧向位置保持装置放置成与所述切割刃任一侧上的刚性层表面接触，

e）沿着切割线切割穿透至少所述刚性层，但是留下所述多层板结构的至少一层不切割，并且由所述侧向位置保持装置保持所述刚性层以防止在切割操作期间所述刚性层的侧向移动，使得仅有紧邻所述切割线的刚性层变形。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤e）中的切割在单一操作中执行。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述刚性层的侧向移动导致的刚性层表面变形被至少大体上限制到紧邻所述切割线的刚性层区域。

4.如权利要求1，2或3所述的方法，其特征在于，所述侧向位置保持装置被设计成使所述刚性层固定在所述切割刃的任一侧上。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述切割刃是切割元件的一部分，所述切割元件可滑动地安装在支撑件中，所述支撑件具有平面底表面，所述平面底表面具有突起紧握装置，并且其中所述刚性层的紧握在所述支撑件压靠所述板结构时实现。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述切割元件包括冲头。

7.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，其包括跨所述板结构切割单一切割线。

8.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，其包括跨所述板结构切割若干分开的切割线。

9.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述多层板结构包括非刚性层，所述非刚性层夹在两个刚性层之间。

10.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，其包括在所述板结构的每个表面上切割一个或多个切割线。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述非刚性层是弹性体，所述刚性层是金属片。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述金属片是钢或铝片，所述弹性体是附接到所述钢或铝片的橡胶。

13.一种如权利要求1至12中任一项所述的方法制成的具有至少一个切口的多层板结构。

14.如权利要求13所述的多层结构，其特征在于，其为减振板。

15.使用如权利要求1至12中任一项所述的方法来产生减振板的用途。

16.由如权利要求1至12中任一项所述的方法制成的具有至少一个切口的减振板在机动车中的用途。