CN107666974A - 半开口式冲压件的成型 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过冲压板材坯料(2)使部件成型的方法，包括以下步骤：步骤(a)：将所述板材坯料(2)放置在通过冲压成型的工具上，所述工具包括模具(4)和冲头(8)，所述冲头适于通过接合来与所述模具(4)配合；以及步骤(b)：使所述模具(4)和所述冲头(8)在工作方向上彼此靠近，从而使部件成型。在步骤(a)中，所述板材坯料(2)在至少一个边缘处包括至少一个突出部(22)，且在步骤(b)中，一个或每个突出部(22)在所述模具(4)和所述冲头(8)之间被折叠并确保所述板材坯料(2)的保持。本发明还涉及一种用于实施所述方法的工具(4,6,8)。

Description

半开口式冲压件的成型
技术领域
本发明涉及冲压领域，更具体地涉及通过冲压板材坯料来使部件成型，尤其是使车身或车辆结构的部件成型。
背景技术
当冲压板材坯料(flan de)时，通常使用包括模具、冲头和坯料夹紧件(serre-flan)的工具。坯料夹紧件侧向于冲头安装，并克服由弹簧产生的弹力来进行滑动。模具在下部位置包括与坯料夹紧件配合的侧部，从而夹紧放置在模具上的板材坯料的边缘。当坯料夹紧件接触板材坯料的边缘，克服弹簧的弹力将其压靠在模具的侧部上时，在冲头朝向模具向下运动时发生夹紧。当冲头接触板材坯料的中心部分时，中心部分朝向模具发生形变。然后板材发生翘曲(gauchissement)形变，从而产生可引起板材沿着坯料夹紧件滑动的拉力。坯料夹紧件的目的是保持板材坯料，从而在板材的细长方向上产生形变，以防止形成波浪形状(ondulation)。实际上，在成型过程中，根据冲压的给定形状，板材的吞咽(avalement)会由于过量的材料而产生压缩力，这可能引起波浪形状。当冲压件具有大致圆锥形的形状时尤其如此。
根据冲压的形状，由坯料夹紧件对板材坯料的保持有时会导致在延伸方向上过度的形变，从而导致厚度太小，甚至断裂。
一旦通过上文描述的冲压使板材坯料成型，则应当切割已经由坯料夹紧件保持的冲压件的边缘。该操作通常被称为裁剪操作。因此，除了额外的操作之外，该操作还意味着不可忽略的材料损失。
为了限制材料断裂和/或损失的问题，可以不在冲压件的一个或多个侧边上设置板材坯料。这是关于对着一个或多个侧边开口的冲压件。因此，在冲压时，不存在板材的夹紧和保持。以这种方式制造的部件虽然解决了断裂、厚度减少和材料损失的问题，但是这种部件在对其冲压时张紧程度较低，并因此可能产生波浪形状的缺陷。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的至少一个缺点，在这种情况下是上文描述的现有技术。更具体地，本发明旨在提出一种用于使开口式冲压件成型的解决方案。
本发明的主题是一种通过冲压板材坯料使部件成型的方法，包括以下步骤：步骤(a)：将所述板材坯料放置在通过冲压成型的工具上，所述工具包括模具和冲头，所述冲头适于通过接合来与所述模具配合；步骤(b)：使所述模具和所述冲头在工作方向上彼此靠近，从而使部件成型；其特征在于，在步骤(a)中，所述板材坯料在至少一个边缘处包括至少一个突出部，且在步骤(b)中，一个或每个突出部在所述模具和所述冲头之间被折叠并确保所述板材坯料的保持。
根据本发明的有利方式，包括所述一个或多个突出部的一个或多个边缘形成所述部件的最末尾的边缘。
根据本发明的有利方式，所述板材坯料通常在纵向方向上是细长的，所述一个或多个边缘在所述板材坯料的所述方向上的端部处包括所述一个或多个突出部。
根据本发明的有利方式，所述工具包括侧向于所述冲头和所述模具中的一个设置的至少一个坯料夹紧件，并且所述工具适于利用所述冲头和所述模具中的另一个夹紧所述板材坯料，所述一个或多个坯料夹紧件被安装成克服弹力滑动。
根据本发明的有利方式，在步骤(b)中，所述一个或至少一个坯料夹紧件夹紧细长的板材坯料的纵向边缘。
根据本发明的有利方式，在步骤(b)中，在所述一个或多个突出部在所述模具和所述冲头之间被折叠之前，所述一个或至少一个坯料夹紧件夹紧一个或多个突出部。有利地，所述一个或多个突出部在所述步骤(b)结束时离开所述一个或多个坯料夹紧件。目的在于，使所述一个或多个突出部的尺寸最小化。因此实用的是，所述一个或多个坯料夹紧件在步骤(b)的开始时与所述一个或多个突出部相互作用。例如，所述一个或多个突出部可以在步骤(b)中通过所述模具和所述冲头使所述板材坯料成型的半程后离开所述一个或多个坯料夹紧件。
根据本发明的有利方式，在步骤(b)结束时，所述一个或多个突出部在所述模具和所述冲头的工作方向上被折叠。
根据本发明的有利方式，在步骤(b)结束时，所述一个或每个突出部包括弯曲部分，所述弯曲部分形成介于1mm和10mm之间、优选地介于2mm和8mm之间的曲率半径。
本发明还涉及一种根据本发明的方法的通过冲压板材坯料使部件成型的工具，所述工具包括：模具；冲头，其适于通过接合在所述模具中来与所述模具配合；并且其特征在于，所述模具和所述冲头被配置为能够在所述模具和所述冲头之间折叠一个或多个突出部，以在使所述部件成型期间确保所述板材坯料的保持。
根据本发明的有利方式，所述工具包括侧向于所述冲头设置的至少一个坯料夹紧件，并且所述工具适于利用所述模具的至少一个侧部夹紧所述板材坯料，所述一个或多个坯料夹紧件被安装成克服弹力滑动。所述模具的一个或多个侧部分别形成所述一个或多个突出部的折叠的一个或多个薄片(lame)。
本发明的措施是有利的，因为其允许生产冲压部件，并且节省材料，同时在所述成型期间通过恰当地保持板材来控制成型。
附图说明
借助描述和附图将更好地理解本发明的其它特征和优点，其中：
-图1示出了通过根据本发明的方法进行冲压的板材坯料；
-图2示出了根据本发明的成型的工具和方法的原理；
-图3是根据本发明的方法的第一步骤的工具和板材坯料的示意性截面图；
-图4与图3相关并对应于根据本发明的方法的下一步骤；
-图5与图3和图4相关并对应于图4的步骤之后的下一步骤；
-图6与图3至图5相关并对应于根据本发明的方法的最后一个步骤；
-图7以立体的形式示出了经过图3至图6的连续步骤形成的部件的形状。
具体实施方式
图1是板材坯料2的平面图，该板材坯料利用根据本发明的工具和方法通过冲压来成型。板材坯料2包括具有多个边缘或侧边的中心部分21。板材坯料还包括在其中一个边缘上的突出部22。突出部是指从中心部分的边缘突出且与中心部分一体形成的板材的一部分。因此，突出部是一个突出部分，优选地，与中心部分大致齐平。考虑到该部分是突出的，其宽度小于其来自的边缘的宽度。
有利地，板材坯料2在纵向方向上延伸，并且突出部22位于沿着坯料的纵向轴线对应于所述坯料的端部的边缘或侧边上。
为了说明的简单和清楚起见，示出了单个突出部并且将更详细地对其进行描述，然而应当理解，可以想到在相同的边缘或不同的边缘上设置多个突出部。
图2示出了根据本发明的冲压工具的原理，并且该工具用于实施根据本发明的冲压方法。该工具包括模具4、冲头8和一个或多个坯料夹紧件6。该一个或多个坯料夹紧件被安装成克服由未示出的弹簧产生的弹力沿着冲头8的周缘可滑动。
将参照示出了冲压部件的连续步骤的图3至图6详细描述工具和方法。
在图3中，可以观察到模具4的剖面，其端部41和42与板材坯料2接触。更具体地，可能预成型的板材坯料2被布置在坯料夹紧件6上，而工具处于打开位置。坯料夹紧件6处于上部位置，也就是说高于冲头的位置，并且板材坯料可以被布置在坯料夹紧件6上。图3示出了模具4已经开始朝向冲头8进行向下运动并且模具的端部41和42与板材坯料2接触的情况。图3的放大部分示出了板材坯料2的突出部22被夹紧在模具4的部分41和坯料夹紧件6之间。
图4示出了图3的成型方法的下一步骤，其中模具的部分41的接触面与面对面的冲头8的接触面对齐的在板材的厚度附近的点处模具4更接近冲头8。因此，坯料夹紧件6克服其弹簧的弹力而开始其下降。
图5示出了图3和图4的方法步骤的在图4的步骤之后的下一步骤，即模具4的向下运动具有在冲头和模具的面对面的表面之间所提供的空间中向下折叠突出部22的作用(在图3的放大区域中可见)。如此折叠的突出部22然后形成用于在成型过程的其余部分中吞咽板材坯料的制动件(frein)。事实上，突出部22形成弯曲部分，该弯曲部分沿冲头的相应棱边(arête)滑动而以坯料夹紧件的方式产生保持力。然而，可以理解的是，在图5的阶段中，根据突出部22的长度，坯料夹紧件6对所述突出部不再有或者几乎不再有影响。
形成突出部22的弯曲部分的冲头8的棱边的曲率半径R可以介于1mm和10mm之间，有利地介于2mm和8mm之间。该值提供了有利的阻力，因为此阻力足够而且不会阻碍突出部的滑动。
图6示出了图3至图5的成型方法的最后一个阶段或近似最后一个阶段。由于模具4和冲头8的接近引起的由中心部分21的形变所产生的牵引力，突出部22通过沿着冲头的接触表面滑动而发生形变。
应该指出的是，尽管在图3至图6中没有示出，但是板材坯料的纵向边缘受到一个或多个坯料夹紧件的夹紧作用。
图7以立体的形式示出了板材坯料2依次采用的成型，基本上为分别如图3至6所示的成型方法的四个阶段。在上部位置的示意图对应于图3的阶段，而在下部位置的示意图对应于冲压之后的部件10。可以注意到，部件10在这种情况下是梁部件。该部件通常是细长的。可以观察到，在部件的纵向方向上，其左端是开口的，也就是说，由此形成的板材坯料的相应的边缘101不必经历切割(裁剪)步骤。还可以观察到的是，仍然在部件的纵向方向上，其右端是半开口的，即其具有部分最末尾的边缘102。突出部22存在于该边缘102上，但占据很小的位置并且不必被切割。该突出部的尺寸可以设置为在其安装中不妨碍部件的组装。对于纵向边缘103和104，其包括旨在被切割的部分。实际上，这些部分用于在板材成型期间在横向于其主方向上保持板材，这允许确保令人满意的成型。与在纵向方向上的形变相比，在该方向上对板材施加的形变实际上是重要的。

Claims (10)

1.一种通过冲压板材坯料(2)使部件(10)成型的方法，包括以下步骤：
步骤(a)：将所述板材坯料(2)放置在通过冲压成型的工具上，所述工具包括模具(4)和冲头(8)，所述冲头适于通过接合来与所述模具(4)配合；
步骤(b)：使所述模具(4)和所述冲头(8)在工作方向上彼此靠近，从而使部件(10)成型；
其特征在于，
在步骤(a)中，所述板材坯料(2)在至少一个边缘处包括至少一个突出部(22)，且在步骤(b)中，一个或每个突出部(22)在所述模具(4)和所述冲头(8)之间被折叠并确保所述板材坯料的保持。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括所述一个或多个突出部的一个或多个边缘形成所述部件(10)的最末尾的边缘(102)。
3.根据权利要求1和2中的一项所述的方法，其特征在于，所述板材坯料(2)通常在纵向方向上是细长的，所述一个或多个边缘在所述板材坯料(2)的所述方向上的端部处包括所述一个或多个突出部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述工具包括侧向于所述冲头(8)和所述模具(4)中的一个设置的至少一个坯料夹紧件(6)，并且所述工具适于利用所述冲头(8)和所述模具(4)中的另一个夹紧所述板材坯料(2)，所述一个或多个坯料夹紧件(6)被安装成克服弹力滑动。
5.根据权利要求3和4所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述一个或至少一个坯料夹紧件(6)夹紧细长的板材坯料(2)的纵向边缘。
6.根据权利要求4和5中的一项所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，在所述一个或多个突出部(22)在所述模具(4)和所述冲头(8)之间被折叠之前，所述一个或至少一个坯料夹紧件(6)夹紧一个或多个突出部(22)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(b)结束时，所述一个或多个突出部(22)在所述模具(4)和所述冲头(8)的工作方向上被折叠。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(b)结束时，所述一个或每个突出部(22)包括弯曲部分，所述弯曲部分形成介于1mm和10mm之间、优选地介于2mm和8mm之间的曲率半径R。
9.一种根据权利要求1至8中任一项所述的方法来通过冲压板材坯料(2)使部件(10)成型的工具，所述工具包括：
-模具(4)；
-冲头(8)，其适于通过接合在所述模具(4)中来与所述模具(4)配合；并且
其特征在于，
所述模具(4)和所述冲头(8)被配置为能够在所述模具(4)和所述冲头(8)之间折叠一个或多个突出部(22)，以在使所述部件(10)成型期间确保所述板材坯料(2)的保持。
10.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，所述工具包括侧向于所述冲头(8)设置的至少一个坯料夹紧件(6)，并且所述工具适于利用所述模具(4)的至少一个侧部(41)夹紧所述板材坯料(2)，所述一个或多个坯料夹紧件(6)被安装成克服弹力滑动。
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