CN103608132A - 具有切口的空心型材的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由经切割的板坯制造具有切口的空心型材的方法，其中，应用辊压成型技术或应用U-O成型法由大体上平整的板坯制造空心型材，该空心型材在轴向上沿着经成型的板坯的接合边缘具有切口。本发明的目的在于，提供一种制造闭合的空心型材的方法，借助该方法以简单的方式制造尺寸稳定性高的、具有切口的空心型材，该空心型材能够容易地接合成闭合的空心型材，为了实现该目的，切割板坯在局部设置的横截面中提供比所需展开长度更长的周长，从而在切割板坯成型为闭合的空心型材的过程中经成型的切割板坯的、相互面对的边缘互相靠紧地接合且在成型成最终形状的过程中，至少空心型材的邻接在边缘接口上的面在圆周方向上至少部分地受到压缩。

Description

具有切口的空心型材的制造方法
技术领域
本发明涉及一种由经切割的板坯制造具有切口的空心型材的方法，在该方法中，应用辊压成型技术或者应用U-O成型法由大体上平整的板坯制造空心型材，因此该空心型材在轴向上沿着经成型的板坯的接合边缘具有切口。
背景技术
由现有技术已知，应用U-O成型法或者应用申请人命名为
Figure BDA0000439568570000011
技术的辊压成型技术，由大体上平整的板坯制造具有切口的空心型材、所谓的切口型材，并且沿着纵向切口材料配合地接合该切口型材。辊压成型技术
Figure BDA0000439568570000012
是指使用多级压力机、单步压力机或压力生产线（例如作为连续结合）由切割板坯制造空心型材，其中，压力机通常在使用或者不使用型芯的情况下通过成型操作和弯曲操作成型大致平整的切割板坯。在U-O成型法的过程中通常将大体上平整的切割板坯首先使用相应的冲模和底模成型成U形然后使用第二上压模成型成O形。也可以在压力生产线上进行U-O成型过程。然而不管是使用辊压成型技术还是使用U-O成型法都会在板材平面中出现回弹和弹性变形和/或塑性变形，因此在结合成闭合的空心型材时不能充分获得所需的形状稳定性和尺寸稳定性。特别是在高强度钢和超高强度钢中明显出现板坯材料的回弹和变形，板坯材料的这种回弹和变形导致在焊接之前在边缘接口上出现与标准外形的偏差。结果是空心型材的切口例如与其标准宽度有偏差，从而在焊接该具有切口的空心型材时可能出现问题。
由德国专利文献DE10329424B4已知，在制造具有在纵向上变化的横截面的空心型材时这样地选择切割板坯，即，在过渡区域中提供材料多余部或材料缺乏部，从而在成型成空心型材时在过渡区域上不会出现材料加厚部或材料稀薄部。而德国专利文献DE10045938C1涉及一种闭合的空心型材的制造方法，在该方法中，切割板坯的彼此相对的边缘能够完全地接合，从而可以在不使用焊接填料的情况下以简单的方式进行焊接。这是通过在成型-弯曲工具中首先弯曲或辊压成型切割板坯，从而接合切割板坯的纵边缘来实现的。在弯曲或辊压成型过程中，在轴向上经由轴向冲模压缩板材下料，从而使接合边缘完美地相接合并且在空心型材的截锥体区段上产生周边隆起。然而，这种轴向压缩需要额外的轴向冲模并且原则上还需要另一个工序。
发明内容
以现有技术为基础，本发明的目的在于，提供一种制造闭合的空心型材的方法，借助该方法可以以简单的方式制造尺寸稳定性高的、具有切口的空心型材，该空心型材能够容易地接合成闭合的空心型材。
根据本发明的原理这样实现该目的，即，切割板坯在局部设置的横截面中提供比所需展开长度更长的周长，从而在切割板坯成型为闭合的空心型材的过程中经成型的切割板坯的相互面对的边缘互相靠紧地接合并且在成型成最终形状的过程中，至少空心型材的邻接在边缘接口上的面在圆周方向上至少部分地受到压缩。
已表明，不管是使用辊压成型技术
Figure BDA0000439568570000021
还是使用U-O成型法，在成型过程中具有切口的空心型材在圆周方向上的压缩会整齐地形成空心型材的边缘接口并且将成品制件的回弹量减小至最低。对此在例如局部设置的横截面中这样选定切割板坯，即，该切割板坯在这些区域中提供比所需展开长度更长的周长。该展开长度是切割板坯的尺寸，该尺寸和局部设置的周长相一致。由此在使用辊压成型技术或U-O成型法的过程中自动实现在板坯圆周方向上的压缩，其中，至少空心型材的直接邻接在边缘接口上的多个面受到压缩。这足以明显将回弹量降至最低并且在具有切口的空心型材上产生整齐的边缘接口。
依据根据本发明的方法的第一个设计可以这样提供具有切口的空心型材的、尺寸稳定的边缘接口，即，切割板坯在局部设置的横截面中的周长上的长度多余部至少为所需展开长度的1%至10%、优选为所需展开长度的2%至5%。局部设置的横截面中的名义周长与用于在该区域中提供横截面实际上所需的周长相一致。优选该长度多余部对称地分布在两个边缘区域上，以使切割板坯的成型和空心型材的压缩变得容易。
可以这样进一步改进根据本发明的方法，即，使空心型材在其整个横截面上受到压缩。当空心型材具有环形横截面、例如圆形横截面或椭圆形横截面时特别符合这种情况。
依据根据本发明的方法的另一个实施方式，空心型材沿着整个边缘接口受到压缩。由此降低了空心型材在边缘接口的整个轴向长度上的回弹量并且就此可以提供尺寸稳定性高的边缘接口。
如果制成的空心型材至少局部地具有圆形截面，那么通过根据本发明的方法可以使空心型材在这些区域中在整个横截面上受到压缩。
依据根据本发明的方法的另一个实施方式，制成的空心型材至少局部地具有箱形截面或多角形截面，因此使用根据本发明的方法能够使空心型材的、特别是至少邻接在边缘接口上的面受到压缩并且同样能够提供尺寸稳定性高的边缘接口。
根据本发明的方法能够应用于任意的横截面形状，其中在纵向上任意结合、例如圆形/椭圆形/箱形也是可以的。特别是在结合工具形状的情况下也可以这样确定长度多余部的尺寸，即，该长度多余部在所有其他的面上都能够使回弹量最小化。
最后可以这样进一步改进该方法，即，成型之后，特别是使用激光焊接空心型材的设置在边缘接口上的切口。由于能够借助根据本发明的方法实现的边缘接口具有高度尺寸稳定性，因此在根据本发明的制造方法中，待制造的、闭合的空心型材是否局部地具有不同的横截面就不重要了。也就是说，不管横截面本身如何形成，通过根据本发明的方法都可以压缩空心型材的在边缘接口上的相关面并从而尺寸稳定地形成边缘接口。
附图说明
下面根据结合附图的实施例详细阐明本发明。其中，在附图中
图1以立体图示出了用于制造管状的空心型材的切割板坯的示意性视图，
图2至图4同样以立体图示出了根据图1的、在U-O成型的不同成型阶段中的切割板坯，
图5以立体图示出了用于使用辊压成型技术
Figure BDA0000439568570000041
制造空心型材的切割板坯，以及
图6以立体图示出了根据图5的、在使用辊压成型技术最终成型步骤之前成型成复杂形状的空心型材的切割板坯。
具体实施方式
首先在图1中以立体图示出了切割板坯1，该切割板坯在边缘区域1a、1b上具有长度多余部，这些边缘区域形成之后空心型材的边缘接口。以长度A标出提供横截面所需的展开长度，即板坯的周长。在图2、3和4中以立体图示出了切割板坯1的U-O成型过程的各个成型步骤。首先，将切割板坯1变形成U形，如图2所示。这通常借助第一半块印模使用冲模来进行，该冲模将平整的切割板坯1成型为U形。如图3所示，在切割板坯接下来的成型过程中首先闭合U形，这通常使用上半块印模来完成，从而使切割板坯1的边缘区域1a、1b彼此对接。如图4所示，在切割板坯1成型为最终形状的过程中，边缘区域1a、1b相互重叠地接合并且引起空心型材在整个横截面上的压缩。由于这种压缩大大降低了切割板坯的回弹量，从而可以提供空心型材的尺寸特别稳定的纵向切口2。如图4中的箭头所示，空心型材在圆周方向上产生压缩。纵向切口2特别适合进行激光焊接，因为激光焊接由于焊接区域具有低的膨胀率而特别要求切口有高的尺寸稳定性。如图4所示，成型为具有纵向切口的空心型材的切割板坯1在其整个轴向长度上在圆周方向上受到压缩。当然，仅在需要提供待焊接的纵向切口的区域中压缩切割板坯1也是可以考虑的。
图5以立体图示出了切割板坯3的另一个实施例。该切割板坯3用于辊压成型技术。在辊压成型技术中使用多级压力机、单步压力机或压力生产线优选在使用型芯4的情况下将大体上平整的切割板坯成型为空心型材。在图5中，用3a、3b标识出为提供局部横截面所设置的周长。根据本发明在切割板坯3成型为最终形状的过程中使用切割板坯3凸出的边缘区域挤压切割板坯。
仍然如图5所示，切割板坯3的长度多余部在圆周方向上能够根据待制造的空心型材形状而变化。已表明，将切割板坯的周长上的长度多余部至少定为所需周长或展开长度的1%至10%、优选为所需展开长度的2%至5%在提供尺寸稳定性高的、具有纵向切口的空心型材方面有特别好的效果。
最后，图6示出了已经成型为预成型形状的切割板坯3，使用型芯4、下半块印模5和上半块印模6将该切割板坯成型为最终形状。在成型成最终形状之前利用设置在轴向长度上的、在圆周方向上的、切割板坯的长度多余部挤压待制造的空心型材，从而明显降低了在切割板坯成型成具有切口的空心型材的过程中的回弹量。

Claims (7)

1.一种由经切割的板坯（1、3）制造具有切口的空心型材的方法，在所述方法中，应用辊压成型技术或者应用U-O成型法由大体上平整的板坯（1、3）制造空心型材，因此所述空心型材沿着经成型的板坯的接合边缘具有在轴向上延伸的切口（2），其中，所述切割板坯（1、3）在局部设置的横截面中提供比所需展开长度更长的周长，从而在所述切割板坯（1、3）成型为闭合的空心型材的过程中经成型的切割板坯的、相互面对的边缘（1a、1b、3a、3b）互相靠紧地接合并且在成型成最终形状的过程中，至少空心型材的、邻接在边缘接口上的面在圆周方向上至少部分地受到压缩，其特征在于，所述切割板坯（1、3）的周长上的长度多余部对称地分布在两个边缘区域上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切割板坯（1、3）在局部设置的横截面中的周长上的长度多余部至少为所需展开长度的1%至10%、优选为所需展开长度的2%至5%。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述空心型材在其整个横截面上受到压缩。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述空心型材沿着整个边缘接口受到压缩。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，制成的空心型材至少局部地具有圆形截面。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，制成的空心型材至少局部地具有箱形截面或多角形截面并且至少在邻接在边缘接口上的面中设有扩大的周长。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，成型之后，特别是使用激光焊接空心型材的设置在边缘接口上的切口。
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