CN102641933A - 卷边的金属板、卷边装置和卷边方法 - Google Patents

卷边的金属板、卷边装置和卷边方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102641933A
CN102641933A CN2012100362094A CN201210036209A CN102641933A CN 102641933 A CN102641933 A CN 102641933A CN 2012100362094 A CN2012100362094 A CN 2012100362094A CN 201210036209 A CN201210036209 A CN 201210036209A CN 102641933 A CN102641933 A CN 102641933A
Authority
CN
China
Prior art keywords
crimping
curled edges
roller
temperature range
board component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100362094A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102641933B (zh
Inventor
J.E.卡斯利
A.K.萨奇德夫
J.C.奥凯恩
R.K.米什拉
R.拉哈文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN102641933A publication Critical patent/CN102641933A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102641933B publication Critical patent/CN102641933B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D19/00Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/02Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53709Overedge assembling means
    • Y10T29/53787Binding or covering
    • Y10T29/53791Edge binding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12229Intermediate article [e.g., blank, etc.]
    • Y10T428/12264Intermediate article [e.g., blank, etc.] having outward flange, gripping means or interlocking feature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

本发明涉及卷边的金属板、卷边装置和卷边方法。一种卷边站被构造为对板组件进行卷边,所述板组件包括具有由卷边边缘限定的卷边凸缘的外板。所述卷边站包括被构造为折叠所述卷边凸缘的棍子、被构造为加热所述卷边边缘的加热设备以及控制单元。所述控制单元被构造为控制所述辊子和所述加热设备,使得当所述卷边边缘的温度在预定的温度范围内时,所述辊子折叠所述卷边凸缘。

Description

卷边的金属板、卷边装置和卷边方法
技术领域
本技术领域总体上是接合的金属板,且更具体地是卷边的金属板、卷边装置和卷边方法。
背景技术
滚边(roller hemming)是在汽车产业中使用的将两块金属预成形板接合的方法。常规的卷边工艺通常包括在内板上折叠外板。两块金属板通常被接合成整体中空的结构单元,例如车门、发动机罩或行李箱盖。这些中空的结构单元通常称作封闭板。
一些车辆封闭板由具有期望的强度和冲击吸收性能的钢制成。然而,钢是重的,期望的是,替代为实用的较轻材料,例如以便通过减轻重量来提高燃料经济性。铝是具有适当的强度和冲击吸收性能的一种此类较轻材料。铝板的厚度通常大于钢板的厚度,以实现满足性能要求的强度和刚度。镁和钛是比钢轻的其它结构金属。
已经被开发用于钢板的常规卷边工艺通常不适合于铝板,因为此类工艺导致铝板沿卷边边缘裂纹或破裂。对于铝板,已经开发出不导致沿卷边边缘破裂的一些工艺。然而,此类工艺受限于较低强度的合金,和/或在可产生的卷边边缘的锐度方面受到限制。例如,此类工艺使用已经软化的或已经经过特殊热处理的铝片。软化和特殊热处理避免了在卷边工艺期间铝片的破裂,但是带来了更高的成本,并减小了铝片的强度和其它性能测量。
随某些铝板一起使用的工艺是回归热处理(retrogression heat treatment,RHT)。RHT工艺将局部热处理和直接淬火施加到外铝板的凸缘区域。该工艺通过溶解在室温老化的材料中存在的非常细的沉淀物来临时软化材料,并有利地在卷边中改变材料的变形响应。尽管该程序提高了卷边能力,但是其使用通常受限于可响应于在室温时变形而没有破裂的少数较低强度的合金,并且不用于在室温时快速地再硬化的较富裕合金组合物。此类较富裕合金组合物包括时效硬化的铝合金。时效硬化使得硬度增大,但是延性降低。
发明内容
各个实施例提供了接合有尖锐卷边的较高强度的时效硬化的铝合金板以及用于对较高强度的时效硬化的合金板进行卷边的装置和方法。这里描述的卷边装置和方法将更强的、更薄的、成本较低的材料卷边为尖锐的、“宝石式效果”的外观,而没有在卷边边缘处造成破裂、不需要将材料加热到熔点以上、以及需要将材料进行淬火。因为所述装置和方法可适用于较强的材料,所以消除了在其它方法中由于材料可卷边能力的局限性做出的许多让步,这在性能和成本方面留出许多可能的改进。
根据示例性实施例,一种卷边站被构造为对板组件进行卷边,所述板组件包括具有由卷边边缘限定的卷边凸缘的外板。所述卷边站包括被构造为加热所述卷边边缘的加热设备、被构造为折叠所述卷边凸缘的棍子以及控制单元。所述控制单元被构造为控制所述辊子和所述加热设备,使得当所述卷边边缘的温度在预定的温度范围内时,所述辊子折叠所述卷边凸缘。例如,在一个示例性实施例中,所述温度范围的下限大于室温,而所述温度范围的上限小于外板材料的熔点。在另一示例性实施例中,所述温度范围是所述材料的熔点的20%至50%。
根据另一示例性实施例,一种对包括具有由卷边边缘限定的卷边凸缘的外板的板组件进行卷边的方法,包括:加热所述卷边凸缘的所述卷边边缘;以及在所述卷边边缘的温度处于预定的温度范围内的温度的情况下,折叠所述卷边凸缘。
本发明还提供如下方案:
1、一种对板组件进行卷边的卷边站,所述板组件包括具有由卷边边缘限定的卷边凸缘的外板,所述卷边站包括:
辊子,所述辊子被构造为折叠所述卷边凸缘;
加热设备,所述加热设备被构造为加热所述卷边边缘;以及
控制单元,所述控制单元被构造为控制所述辊子和所述加热设备,使得当所述卷边边缘的温度在预定的温度范围内时,所述辊子折叠所述卷边凸缘。
2、根据方案1所述的卷边站,其中,所述预定的温度范围在所述板组件的材料的熔点以下。
3、根据方案2所述的卷边站,其中,所述预定的温度范围的上限为所述板组件的材料的熔点的大约50%。
4、根据方案2所述的卷边站,其中,所述预定的温度范围在室温以上。
5、根据方案4所述的卷边站,其中,所述预定的温度范围的下限为所述熔点的大约20%。
6、根据方案1所述的卷边站,其中,所述辊子被构造为提供荷兰式卷边形状。
7、根据方案1所述的卷边站,其中,所述加热设备被构造为在与所述辊子在所述卷边站的操作期间折叠所述卷边边缘的位置相邻并在该位置下游的位置处加热卷边边缘。
8、一种对板组件进行卷边的方法,所述板组件包括具有由卷边边缘限定的卷边凸缘的外板,所述方法包括:
加热所述卷边边缘;以及
在所述卷边边缘的温度处于预定的温度范围内的情况下,折叠所述卷边凸缘,其中,所述预定的温度范围在所述板组件的材料的熔点以下,并且所述预定的温度范围在室温以上。
9、根据方案8所述的方法,其中,所述温度范围的上限为所述熔点的50%。
10、根据方案9所述的方法,其中,所述温度范围的下限为所述熔点的20%。
11、根据方案8所述的方法,还包括:利用等级式辊子折叠所述卷边凸缘,所述等级式辊子被构造为提供具有荷兰式卷边形状的卷边。
12、根据方案8所述的方法,还包括:折叠所述卷边凸缘,以使所述卷边边缘具有基本上等于所述外板的厚度的弯曲半径。
13、根据方案8所述的方法,还包括:折叠所述卷边凸缘,以使所述卷边边缘具有大约1毫米或更小的弯曲半径。
14、根据方案8所述的方法,还包括:相邻于所述卷边边缘被折叠的位置并在该位置的下游加热所述卷边边缘。
15、一种包括根据用于卷边的方法形成的卷边的板组件,所述板组件包括外板和内板,所述外板包括由卷边边缘限定的卷边凸缘,所述方法包括:
加热所述卷边边缘;以及
在所述卷边边缘的温度处于预定的温度范围内的情况下,折叠所述卷边凸缘,其中,所述预定的温度范围在所述板组件的材料的熔点以下,并且所述预定的温度范围在室温以上。
16、根据方案15所述的板组件,其中,所述温度范围的上限为所述熔点的50%,所述温度范围的下限为所述熔点的20%。
17、根据方案15所述的板组件,还包括:利用等级式辊子折叠所述卷边凸缘,所述等级式辊子被构造为提供具有荷兰式卷边形状的卷边。
18、根据方案15所述的板组件,其中,所述卷边边缘具有基本上等于所述外板的厚度的弯曲半径。
19、根据方案15所述的板组件,其中,所述卷边边缘具有大约1毫米或更小的弯曲半径。
20、根据方案15所述的板组件,其中,所述外板是时效硬化的铝合金、镁合金和钛合金中之一。
上面已经宽泛地概述了各个实施例的一些方面和特征,但是其应当解释为仅是各种潜在应用的示例性说明。可以通过以不同的方式应用所公开的信息或者通过组合所公开的实施例的各个方面获得其它有益的结果。除了由权利要求书限定的范围之外,通过参考结合附图的示例性实施例的详细描述,可以获得其它方面和更全面的理解。
附图说明
图1是根据示例性实施例的卷边站和相关联方法的局部透视图。
图2是图1的卷边站和相关联方法的部分前正视图。
图3和图4是图1的卷边站和相关联方法的部分侧正视图。
图5是根据示例性实施例的卷边站和相关联方法的部分侧正视图。
图6是与图1的卷边站相关联的卷边的位置处的温度的图示。
具体实施方式
根据需要,这里公开了详细的实施例。必须理解的是,所公开的实施例仅是各种和可选形式的示例性说明。如这里所使用的,词语“示例性”是宽泛地用来指用作示例、范例、模型或模式的实施例。附图未必是按比例画出的,一些特征可以被夸大或最小化,以示出特定部件的细节。在其它情况下,没有详细描述对本领域普通技术人员来讲已知的部件、系统、材料或方法以避免模糊本发明。因此,这里公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的,而仅作为权利要求书的基础和作为教导本领域技术人员的典型基础。
相对于较高强度的时效硬化的铝合金描述了示例性实施例。与其它铝合金相比,时效硬化的铝合金由于其较高的屈服强度,所以是有利的。由时效硬化的铝合金形成外板的一个优点是较大的耐冲击性。此外,增大的强度允许使用具有较低成本的较薄的厚度。
较高强度的时效硬化的铝合金包括6000系列、2000系列和7000系列的铝合金。作为参考,6000系列的T4合金的屈服强度范围为大约125MPa至大约180MPa,6000系列的T6合金的屈服强度范围为大约240MPa至大约310MPa。作为参考,这里使用的术语“较高强度”可以指金属或金属合金具有通常在125MPa至310MPa的范围内或接近该范围的屈服强度和高于该范围的极限强度。
这里描述的方法和装置用于时效硬化的铝合金,因为它们克服了由时效硬化引起的延性降低的困难。此外,该方法和装置能够使时效硬化的铝合金在很大程度上弯曲,以生产尖锐的卷边边缘,例如“荷兰式卷边(Dutch Hem)”形状的卷边边缘。应当理解,这里描述的教导可适用于具有类似特性的其它金属和金属合金,包括非时效硬化的铝合金诸如3000系列和5000系列合金、镁片合金和钛片合金。
参照图1,示例性的卷边站10包括辊子装置12和砧14,对于两个不同的道次,将辊子装置12示为辊子装置12a/12b。砧14被配置成定位和稳固板组件16,以使辊子装置12可以通过沿砧14的边缘70横越而对板组件16进行操作。砧14包括支撑表面72,板组件16放置并定位在支撑表面72上。在各种实施例中,板组件16例如通过夹持稳固在砧14上的适当位置,以便以各种方式进行处理。
板组件16包括外板36和内板38。外板36包括主板40和由卷边边缘44限定的卷边凸缘42。在一些实施例中,在卷边站10处对板组件16进行卷边之前,在冲压工艺期间形成卷边凸缘42和卷边边缘44。在一些实施例中,相对于主板40将卷边凸缘42最初冲压为基本上90度。在其它实施例中,将卷边凸缘42冲压为大于90度,例如至135度。内板38包括内边缘46,卷边凸缘42被折叠在内边缘46上,如下面相对于图3-5更详细地描述的。如图3所示,内边缘46相对于卷边边缘44以距离D2定位。卷边边缘44沿砧14的边缘70定位。
参照图1-5,大体所描述,辊子装置12被构造为如这里描述的对卷边边缘44进行加热并且在卷边边缘44的温度处于温度范围80(见图6)内的同时折叠卷边凸缘42。以一个或多个道次折叠卷边凸缘42。在一些实施例中,以多个道次执行滚边,因为在卷边期间,卷边凸缘42会具有蠕变(creep)的趋向。蠕变还被称作“滚入(roll-in)”或“滚出(roll-out)”,并改变板组件16的最终尺寸和相邻的板36、38之间的间隙尺寸。例如,第一道次将卷边凸缘42从90度弯曲至60度,第二道次将卷边凸缘42从60度弯曲至30度,最终道次将卷边凸缘42从30度弯曲至平坦。基于产品几何形状和材料,可以仅以两个道次执行滚边,如图1-5所示。这里,第一道次将卷边凸缘42从90度弯曲至45度,第二道次将卷边凸缘42从45度弯曲至平坦。
示例性示出的辊子装置12包括加热设备20和取决于道次被构造为预卷边辊子22或精加工辊子24的辊子工具22/24。在图1和图2中,出于举例说明的目的,将辊子装置12示为在相同的图中执行两个道次。辊子装置12a利用被构造为预卷边辊子22的辊子工具22/24执行第一道次,辊子装置12b利用被构造为精加工辊子24的辊子工具22/24执行第二道次。在其它实施例中,辊子装置12使用精加工辊子24执行第一道次和第二道次两者,从而消除了在道次之间改变辊子的步骤。
在其它实施例中,辊子装置包括多个加热源和/或多个辊子,从而以较少的道次实现这里描述的卷边。例如,两个不同示例的辊子装置12a/12b可以考虑以单个道次实现卷边方法的单个辊子装置12。替代地,辊子装置12包括预卷边辊子22和精加工辊子24。
大体所述,辊子工具22/24和加热设备20作为由机器人操纵的“端臂工具(end-of-arm-tooling)”而被包括,机器人的路径被编程,以遵循板组件16的边缘。出于举例说明的目的,机器人28由结构29a、29b、驱动机器人28的移动的致动器(例如,马达)30以及控制单元26表示。控制单元26控制马达30,并因此控制机器人28的速度。
尽管示出了板组件16的直部,但是机器人28被构造为根据板组件的曲率、角和特征线来控制或操纵辊子工具22/24和加热设备20。通过使辊子工具22/24绕轴线A3旋转的致动器(例如,马达)32将辊子工具22/24的轴线A1以角度A2(见图3)进行定位。参照图1-3,在第一道次期间,控制单元26操作马达32,以相对于砧14的支撑表面72以大约45度设定预卷边辊子22的角度A2或以其它方式使得预卷边辊子22的接触表面为大约45度(例如,相对于砧14的支撑表面72)。在第二道次期间,控制单元26操作马达32,以将精加工辊子24的角度A2设定为大约0度或以其它方式使得精加工辊子24的接触表面为大约0度(例如,相对于砧14的支撑表面72)。可以根据各种因素诸如几何形状限制、板材料、期望的产品质量、加热温度和道次数量来选择每一道次的角度。
加热设备20可以是任何适当的加热设备。在一个实施例中,加热设备20是激光。加热设备20被构造为定位(例如,引导)成加热卷边凸缘42上的加热位置P1。通过使加热设备20例如绕轴线A4、A5移动的一个或多个致动器(例如,马达)34a、34b来控制加热设备20的方向。控制单元26控制马达34a、34b的操作,并因此加热位置P1的位置。在一些实施例中,控制单元26还控制加热设备20的加热温度。加热位置P1大体定位成与辊子工具22/24接触卷边凸缘42的折叠位置P2相邻并在折叠位置P2之前(相对于方向X的下游)。加热位置P1以距离D1(见图2)在折叠位置P2前面。可以根据各种因素包括机器人28的速度、加热设备20的输出、卷边凸缘42的材料对加热设备20的温度响应和温度范围80来设定距离D1,使得:在沿卷边边缘44的位置处,在卷边边缘44处于温度范围80中的温度的情况下,卷边凸缘42被折叠。在其它实施例中,加热设备可以是感应线圈加热机构。
参照图1、图2、图4和图5,精加工辊子24被构造为使卷边凸缘42弯曲,以捕获内板38的内边缘46并形成尖锐的卷边边缘44。在图1-4中示出的精加工辊子24包括等级(notched)部分50、52。第一等级部分50的半径小于第二等级部分52的半径。精加工辊子24的第一等级部分50被构造为折叠卷边凸缘42的捕获部分60,以捕获内板38的内边缘46,并且第二等级部分52被构造为抵着主板40折叠卷边凸缘42的平坦部分62,以使卷边边缘44的外半径R最小化。这样,图1-4的精加工辊子24提供了与利用图5的非等级式精加工辊子24形成的卷边边缘44相比更尖锐的卷边边缘44。例如,当内板38的厚度t大于1毫米时,等级式(notched)辊子24对于提供尖锐的卷边边缘44是有用的。
继续参照图2和图4,由等级式精加工辊子24提供的卷边H被称作“荷兰式卷边”。这里描述的卷边方法能够在时效硬化的铝合金(例如,AA6111)和被设计为较高强度和烘烤硬化响应的其它强合金的情况下实现具有“宝石式效果(jewel-effect)”的荷兰式卷边或尖锐的卷边边缘。术语“宝石式效果”通常指封闭板(例如,门)卷边边缘与主体的边缘之间的间隙的、该间隙的感知宽度的、以及卷边边缘的锐度的高质量、世界级的外观。如这里使用的,术语宝石式效果可以指外板36的外表面在卷边边缘44处的弯曲半径R的锐利或小尺寸。
可以限定具有宝石式效果的弯曲半径R的一种方式是根据外板36的厚度t或卷边H的厚度nt。例如,如果金属外侧(OSM)半径(弯曲半径)R大约等于外板36的厚度t或等于卷边H的厚度2t的一半(见图4),则锐利的卷边边缘具有“宝石式效果”。参照图4,弯曲半径R大约等于外板36的厚度t(例如,对于2t的卷边厚度,弯曲半径R为t)。这里,金属内侧(ISM)半径接近0。
可以限定具有宝石式效果的弯曲半径R的另一方式是根据钢板的当前卷边标准。典型的钢板卷边具有大约1毫米的弯曲半径R。该弯曲半径R是三个堆叠的片(例如,如在图5中堆叠的主板40、内板38和卷边凸缘42)的总厚度3t的大约一半,每个片的厚度t为0.7毫米。与其它方法相比,这里描述的方法允许使用较高强度的铝片和更薄的厚度。这样,用于钢的该1毫米标准可以实现。例如,该方法允许使用具有1毫米片厚度的高强度铝片。在该示例中,卷边边缘44将具有1毫米的标称OSM弯曲半径R,这可与用于钢板的当前卷边标准相当。
如上所述,控制单元26控制马达30、32、34a、34b以及加热设备20的输出。这样,控制单元26控制与相对于折叠位置P2的加热位置P1相关联的距离D1、机器人28的速度、加热设备20的热输出(或材料的温度升高)。控制单元26根据最优化的值来控制这些参数,使得:当卷边边缘44的温度在温度范围80内时,卷边凸缘42被折叠。应当理解,可以通过对于不同应用的最优化来替代地确定这些参数的值。最优化的值诸如机器人28的速度随材料性能诸如材料可被加热时的速度(其取决于例如加热(例如,激光)参数和表面发射率)以及外板在加热温度时的应变速度敏感性而变。
现在将更详细地描述将板组件16进行卷边的示例性方法。首先,将板组件16定位在砧14上并稳固到砧14。将内板38放置在外板36上,其中内边缘46相邻于卷边边缘44,从而被定位成夹持在卷边凸缘42和外板36的主板40之间。在将板组件16定位在砧14上时,在一些实施例中,外板36的卷边边缘44沿砧14的边缘70定位。
在第一道次期间,控制单元26将辊子装置12定位在边缘70的第一端处,并使辊子装置12沿着边缘70以预定的速度在方向X上横越。当辊子装置12沿着边缘70移动时,控制单元26操作加热设备20,以在预卷边辊子22前面的距离D1处加热卷边边缘44(见图2)。在沿着卷边边缘44的每个位置处,卷边边缘44被加热设备20加热,并且卷边凸缘42被预卷边辊子22部分地折叠。在第二道次期间,在沿着卷边边缘44的每个位置处,卷边边缘44在精加工辊子24前面的距离D1处被加热设备20加热,并且卷边凸缘42被精加工辊子24折叠为平坦。在每个道次下,在沿着卷边边缘44的每个位置处,卷边边缘44被加热,并且在卷边边缘44的温度90处于温度范围80内的情况下,卷边凸缘42被折叠。在温度范围80内,热使金属软化,并改善了其延性,以维持在折叠时出现的成形应变或表面应变。应当理解,成形应变对于荷兰式卷边形状来说更高。
出于教导的目的,相对于沿着卷边边缘44的长度的单个位置更详细地描述该方法的加热和折叠方面。应当理解,描述可适用于沿着卷边边缘44的长度的每个位置。图6分别示出了该位置处的卷边边缘44的外侧(最接近于加热设备20)和卷边边缘44的内侧的温度90a、90b。温度曲线的形状随包括加热(例如,激光)参数和材料特性诸如材料吸收性能的变量而变。
参照图1、图3和图6,当辊子装置12沿着边缘70移动时,加热设备20在加热时间段92期间随着其接近并穿过该位置而快速地加热卷边边缘44。这里,在加热时间段92期间和/或恰在加热时间段92之后,温度90a、90b升高至温度范围80以上。温度90a、90b的升高由热借助于移动加热设备20而作用于该位置的持续时间来部分地控制。持续时间随辊子装置12的速度而变。一旦加热设备20穿过该位置,热便消散,并且温度90a、90b开始下降。在折叠时间段94期间,卷边边缘44的温度90在温度范围80内。在折叠时间段94期间的辊子接触时刻96处,预卷边辊子22折叠卷边凸缘42。在辊子接触时刻96处,温度90a为折叠温度97。距离D1、机器人28的速度和加热设备20的热输出由控制单元26控制,使得辊子接触时刻96落在折叠时间段94内,以及折叠温度97落在温度范围80内。可以将这些因素最优化,例如以使机器人28的速度最大化。在温度范围80内的温度90时折叠卷边凸缘42有助于在没有使外板36在卷边边缘44处过度地应变的情况下折叠卷边凸缘42。在图6中,x轴是时间t(秒),y轴是温度T(摄氏度),辊子接触时刻96表示辊子工具22/24的折叠位置P2,加热时刻100表示加热位置P1,时间段98表示距离D1。
参照图6,通常,温度范围80的限度102、104根据外板36的材料而改变。温度范围80的上限102在外板36的材料的熔点以下,温度范围80的下限104在室温以上。作为参考,某些6000系列的铝合金的熔点为582至652摄氏度,室温可以视为20至25摄氏度。下限104和上限102可以设为熔点的百分比(或其它函数)。例如,已经发现某些铝合金在这里描述的工艺下很好地被卷边,其中,限度102、104分别设为熔点的20%和50%。
作为应用于某些镁片合金的示例,将距离D1选择为大约35毫米,将速度选择为大约50毫米/秒,并且加热设备20产生大约2000℃/秒的卷边凸缘42的温度升高。这里,卷边凸缘42能够在少于1秒内被加热和折叠。当折叠卷边凸缘42时,卷边凸缘42温度90a、90b在150℃和300℃之间的温度范围80内。这里,当卷边凸缘42的温度90为大约170℃时,折叠卷边凸缘42。
上面描述的实施例仅是为了清楚地理解原理所阐述的实施方案。在不脱离权利要求的范围的情况下,可以对上面描述的实施例做出改变、修改和组合。通过本发明和以下权利要求的范围,在本文中包括所有这些改变、修改和组合。

Claims (10)

1.一种对板组件进行卷边的卷边站,所述板组件包括具有由卷边边缘限定的卷边凸缘的外板,所述卷边站包括:
辊子,所述辊子被构造为折叠所述卷边凸缘;
加热设备,所述加热设备被构造为加热所述卷边边缘;以及
控制单元,所述控制单元被构造为控制所述辊子和所述加热设备,使得当所述卷边边缘的温度在预定的温度范围内时,所述辊子折叠所述卷边凸缘。
2.根据权利要求1所述的卷边站,其中,所述预定的温度范围在所述板组件的材料的熔点以下。
3.根据权利要求2所述的卷边站,其中,所述预定的温度范围的上限为所述板组件的材料的熔点的大约50%。
4.根据权利要求2所述的卷边站,其中,所述预定的温度范围在室温以上。
5.根据权利要求4所述的卷边站,其中,所述预定的温度范围的下限为所述熔点的大约20%。
6.根据权利要求1所述的卷边站,其中,所述辊子被构造为提供荷兰式卷边形状。
7.根据权利要求1所述的卷边站,其中,所述加热设备被构造为在与所述辊子在所述卷边站的操作期间折叠所述卷边边缘的位置相邻并在该位置下游的位置处加热卷边边缘。
8.一种对板组件进行卷边的方法,所述板组件包括具有由卷边边缘限定的卷边凸缘的外板,所述方法包括:
加热所述卷边边缘;以及
在所述卷边边缘的温度处于预定的温度范围内的情况下,折叠所述卷边凸缘,其中,所述预定的温度范围在所述板组件的材料的熔点以下,并且所述预定的温度范围在室温以上。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述温度范围的上限为所述熔点的50%。
10.一种包括根据用于卷边的方法形成的卷边的板组件,所述板组件包括外板和内板,所述外板包括由卷边边缘限定的卷边凸缘,所述方法包括:
加热所述卷边边缘;以及
在所述卷边边缘的温度处于预定的温度范围内的情况下,折叠所述卷边凸缘,其中,所述预定的温度范围在所述板组件的材料的熔点以下,并且所述预定的温度范围在室温以上。
CN201210036209.4A 2011-02-18 2012-02-17 卷边的金属板、卷边装置和卷边方法 Active CN102641933B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/030,180 US8677796B2 (en) 2011-02-18 2011-02-18 Hemmed metal panels, hemming apparatuses, and hemming methods
US13/030,180 2011-02-18
US13/030180 2011-02-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102641933A true CN102641933A (zh) 2012-08-22
CN102641933B CN102641933B (zh) 2015-05-13

Family

ID=46605112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210036209.4A Active CN102641933B (zh) 2011-02-18 2012-02-17 卷边的金属板、卷边装置和卷边方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8677796B2 (zh)
CN (1) CN102641933B (zh)
DE (1) DE102012002991B4 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105377469A (zh) * 2013-07-12 2016-03-02 麦格纳国际公司 用于形成具有特制的机械性能的铝合金部件的方法
CN109433879A (zh) * 2018-12-21 2019-03-08 天长市福骏金属制品有限公司 一种桥架盖板翻边装置及桥架盖板的加工方法
CN110600427A (zh) * 2019-08-23 2019-12-20 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种柔性显示装置的制作方法及柔性显示装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9205479B2 (en) * 2013-05-30 2015-12-08 Hirotec America, Inc. Triangular hemming and stamping apparatus
DE102013215916A1 (de) 2013-08-12 2015-02-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abkantung eines Bleches, vorzugsweise im optisch relevanten Außenbereich eines Fahrzeuges
CN104384363A (zh) * 2014-11-28 2015-03-04 林允杜 一种钢板咬合机械设备
KR101616348B1 (ko) * 2014-12-08 2016-04-28 주식회사 성우하이텍 롤러 헤밍 장치
WO2024097523A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 Martinrea International US Inc. Thermally assisted flanging and hemming of aluminum castings

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3738139A (en) * 1970-08-04 1973-06-12 Secr Defence Metal working
US4898016A (en) * 1988-09-02 1990-02-06 Asc Incorporated In-roof flanging fixture and process
US20090230728A1 (en) * 2008-03-14 2009-09-17 Gm Global Technology Operations, Inc. Automotive closure panel assembly
KR20100028349A (ko) * 2008-09-04 2010-03-12 현대자동차주식회사 롤러 헤밍 장치

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1602058A (zh) * 1968-12-20 1970-10-05
DE2148519A1 (de) * 1971-09-29 1973-04-05 Ottensener Eisenwerk Gmbh Verfahren und vorrichtung zum erwaermen und boerdeln von ronden
US4843762A (en) * 1987-04-14 1989-07-04 The Budd Company Vehicle door with split outer panel
JPH02280930A (ja) * 1989-04-21 1990-11-16 Nissan Motor Co Ltd ヘム成形方法
JPH07290158A (ja) * 1994-04-27 1995-11-07 Toyota Motor Corp ローラーヘミング装置
US5948185A (en) 1997-05-01 1999-09-07 General Motors Corporation Method for improving the hemmability of age-hardenable aluminum sheet
US6199419B1 (en) * 1998-04-27 2001-03-13 Emmanuil Shrayer Method for manufacturing a dome from an undersized blank
US6425277B2 (en) 1999-12-30 2002-07-30 Unova Ip Corp. Sheet metal hemming method and apparatus
JP3641995B2 (ja) * 2000-03-10 2005-04-27 トヨタ車体株式会社 ロールヘミング加工方法及びロールヘミング装置
DE10033768A1 (de) * 2000-07-12 2002-01-24 Volkswagen Ag Verfahren zum Falzen von dünnwandigen Halbzeugen oder Bauteilen aus metallischen Werkstoffen
US6672121B2 (en) 2002-04-15 2004-01-06 General Motors Corporation Flat pinch hemming of aluminum panels
US6810707B2 (en) * 2002-05-10 2004-11-02 Ford Motor Company Compressed-radius hem-forming process and tool
JP4943666B2 (ja) * 2004-05-11 2012-05-30 本田技研工業株式会社 ロールヘミング加工方法及び加工装置
US7290423B2 (en) 2004-06-28 2007-11-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Roller hemming apparatus and method
JP2006088217A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Fuji Heavy Ind Ltd ロールヘム加工装置
US8042372B2 (en) * 2008-03-14 2011-10-25 GM Global Technology Operations LLC Method of making an automotive closure panel assembly
US8341992B2 (en) * 2010-05-05 2013-01-01 GM Global Technology Operations LLC Roller hemming with in-situ adhesive curing
WO2011143757A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-24 Magna International Inc. Method and apparatus for forming materials with low ductility

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3738139A (en) * 1970-08-04 1973-06-12 Secr Defence Metal working
US4898016A (en) * 1988-09-02 1990-02-06 Asc Incorporated In-roof flanging fixture and process
US20090230728A1 (en) * 2008-03-14 2009-09-17 Gm Global Technology Operations, Inc. Automotive closure panel assembly
KR20100028349A (ko) * 2008-09-04 2010-03-12 현대자동차주식회사 롤러 헤밍 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105377469A (zh) * 2013-07-12 2016-03-02 麦格纳国际公司 用于形成具有特制的机械性能的铝合金部件的方法
CN105377469B (zh) * 2013-07-12 2018-08-10 麦格纳国际公司 用于形成具有特制的机械性能的铝合金部件的方法
CN109433879A (zh) * 2018-12-21 2019-03-08 天长市福骏金属制品有限公司 一种桥架盖板翻边装置及桥架盖板的加工方法
CN110600427A (zh) * 2019-08-23 2019-12-20 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种柔性显示装置的制作方法及柔性显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012002991B4 (de) 2016-09-22
CN102641933B (zh) 2015-05-13
US20120214015A1 (en) 2012-08-23
US8677796B2 (en) 2014-03-25
DE102012002991A1 (de) 2012-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102641933A (zh) 卷边的金属板、卷边装置和卷边方法
EP2571637B1 (en) Method and apparatus for forming materials with low ductility
CN106240639B (zh) 车体用侧架
EP2441850B2 (de) Kraftfahrzeugsäule sowie Verfahren zur Herstellung einer warmumgeformten und pressgehärteten Kraftfahrzeugsäule
EP2371974B2 (de) Verfahren zum partiellen Wärmebehandeln einer Kraftfahrzeugkomponente
EP3611057B1 (en) A structural member for automobiles and method for producing the same.
US10226809B2 (en) Method for producing a shaped sheet metal part having wall thicknesses differing from each other by region, and axle subframe
WO2010075940A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum härten metallischer werkstücke
US20160030992A1 (en) Hot-stamping tailor-welded blanks of aluminum sheet
WO2015179747A1 (en) In-process laser hardening/forming of vehicle seat structures and components
CN101374615A (zh) 辊轧成形冲压的板的连续法
CA2756078A1 (en) A low carbon welded tube, system and process of manufacture thereof
CN108778806A (zh) 门内面板及门内面板制造方法
CA3102356A1 (en) A body side structural frame of a vehicle
WO2018054902A1 (en) Reinforcing structural components
CN108213862B (zh) 车体部件制造方法
US10518306B2 (en) Method for producing a structural element
JP2006321405A (ja) ドアインパクトビーム及びその製造方法
DE102011009891A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Blechbauteilen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US20190076908A1 (en) Method and Apparatus for Forming Materials with Low Ductility
CN111015078A (zh) 同时对多个工件进行成形的热冲压方法和热冲压产品
CN113166840B (zh) 用于将高强度钢结合的双道次、双退火焊接方法
US20240131574A1 (en) Tailor hardening of such as a cold stamped vehicle door pillar using advanced high strength steel to exhibit each of hard, transition and soft zones
JP6939765B2 (ja) 鋼板と軽金属板とを重ね合わせた板組の接合方法、ならびに、金属板とcfrp板とを重ね合わせた板組の接合方法、および、その接合方法を用いた板組の製造方法
US20240254587A1 (en) Roll forming process with heat source locations for forming a metal article with selective thermal forming/flanging/trimming operations

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant