CN110303193A - 用于加工板型材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加工板型材(1)的方法，其中，在多阶段的切割过程中对板型材(1)进行裁切并且形成切割边缘(2)，其中，在板型材(1)上进行预切割，由此产生自由空间(3)，然后对板型材(1)进行冲压，其中，使板型材(1)的厚度(d)沿着待形成的切割边缘(2)减小并且接着对板型材(1)进行精切割，在此产生切割边缘(2)，其中，所述冲压和所述精切割在相反的方向上进行。

Description

用于加工板型材的方法

技术领域

本发明涉及一种用于加工板型材的方法，其中，在一个多阶段的切割过程中对板型材进行裁切。

背景技术

在板型材的成型技术中，剪切是一种成熟的技术。在采用这种工艺时，会产生特征性的粗糙度和毛刺，因为在切割边缘处会产生短的切割部分和较长的断裂部分。这些粗糙度和毛刺降低了部件或板型材对于应变或负载变化的耐受能力。

另一种工艺是反向切割。在此，在第一步中在所需切割边缘的一侧对板型材初始切割。在第二步中使用对向侧的第二切割冲头。于是，该切割冲头沿相反方向将金属切断。该方法的缺点在于，通过第一次冲压或初始切割在对向侧会产生一个堆起部，由此使第二个切割冲头不正确地撞到待切割的板。因此，切割边缘处的切割应力的期望的大幅升高不会出现。

DE 10 2008 028 242 A1阐述了一种用于剪切板部件的方法和装置。在此，在剪切之前利用激光束在切割边缘的区域中将板部件局部加热，以降低硬度。由此节省了切割刀具，这在加压淬火的钢的情况下特别有利。

现有技术还包括了根据DE 10 2005 051 403 B3的用于制造板成形件的方法。在此，在热成形之前或热成形期间对工件的切割区进行冲压，该冲压减小了在切割区中的壁厚。在热成形之后，在冲压部之内在硬化的部件上进行裁切。该措施也用于使裁切(特别是硬切割)更容易，或者甚至只有这样才能实现裁切(特别是硬切割)。

在WO 2013/167232 A1的范围内公开了一种用于分割工件的方法，并且说明了一种对此适用的装置。在此，在塑性变形的情况下沿着分离线至少在一侧在要分割的工件中加工出一个终止于工件内的切口几何结构，并且沿着分离线剪切该工件。由此，应产生没有毛刺的切割面或断裂面。

在WO 02/081116 A1中说明的方法中，对板的无毛刺切割应是这样实现的：利用没有相互挠曲的冲压冲头和冲压阴模在形成阶梯部的情况下在第一方向上沿着所需的切割线首先仅对板进行挤压，并且只有在此之后才利用切割冲头和切割阴模沿着相反方向将板完全切断。在切割冲头和切割阴模之间存在一个切割间隙。冲压冲头和冲压阴模应该彼此重叠，目的是沿着所需的切割线将板挤压成仅很小的剩余厚度。由于剩余厚度小，然后就可以在第二个方法步骤中在切割冲头和切割阴模之间设定相对较大的切割间隙，从而应降低在切割冲头和切割阴模之间碰撞危险。

在JP 2008 2297 10A的范围内，讨论了对板坯的打孔。在这种情况下，利用第一冲头进行圆形冲压，然后利用直径小于冲压部的第二冲头在冲压部的对面进行冲孔。这是一种反向切割。

在EP 2 062 664 B1中也公开了一种类似的处理方法。

JP H06-344 049 A公开了一种方法，在该方法中在板型材上进行预切割，由此产生一个自由空间。随后对板型材冲压，在此板型材的厚度沿着待形成的切割边缘减小。然后对板型材进行精切割，在此产生切割边缘。

发明内容

本发明的任务在于提供一种用于加工板型材的方法，在该方法中，对板型材进行裁切，形成无毛刺的、可以承受静态和动态载荷的切割边缘，该方法以可有利地集成到传统的成型过程中。

所述任务通过符合权利要求1的特征的方法得以解决。

根据本发明的方法的有利的实施方式和扩展方案是从属权利要求2至6的主题。

在根据本发明的用于加工板型材的方法中，在一个多阶段的切割过程中裁切板型材，在此形成切割边缘。为此，首先在板型材上进行预切割，由此产生一个自由空间。然后对板型材进行冲压，在此，板型材的厚度沿着待形成的切割边缘减小。接着对板型材进行精切割，在此产生切割边缘。由此切割出最终轮廓的外形。

根据本发明的方法可以应用于不同的板型材和各种部件，例如结构部件(例如横连接件)或底盘部件(例如扭转型材，导杆)。

在本发明的范畴内，板型材不仅理解为平整的板坯，而且理解为预成型的板坯、半成品或已成形的成形件。板型材由金属制成，尤其是由钢或轻金属制成。

相对于现有技术的优点在于，工件或板型材的边缘是倒圆的，并且没有毛刺。提供了一种板型材，其具有没有毛刺的、可以承受静态和动态的高载荷的切割边缘。由于切割边缘的两侧没有毛刺，显著提高了部件的使用寿命。另外，这种板型材或由其制成的部件的安装也得到了改进。与剪切相反，粗糙的断裂区转移到承受较小应力的中间部分，此外还减小了断裂区。根据本发明形成的切割边缘承受较高的应变，从而在接下来的成型过程中不会出现裂纹。此外，可以承受更多次数的动态负荷变换。

根据本发明，冲压和最终切割是在相反的方向上进行的，即在冲压时的作用方向和在最终切割时的作用方向是相对于板型材的平面从相反侧进行的。

也有利的是，预切割和冲压是沿着相反的方向进行的。

预切割沿着预切割边缘进行。预切割边缘与待形成的切割边缘、即最终切割边缘有一定的距离。该距离的大小在板厚度的30％至75％之间。这意味着，预切割边缘和待形成的切割边缘之间的距离是板厚度的0.3至0.75倍。优选地，该距离为板厚度的40％至60％。在板厚度的45％至55％之间的距离特别适合实际应用。一种优选的实施方式规定，预切割边缘与最终切割边缘的距离为板型材的板厚度的50％。这意味着，该距离是板厚度的0.5倍。

本发明的另一个方面规定，在冲压时板型材厚度减小15％至50％，优选地减小20％至40％。板厚度减小30％(这意味着板厚度的0.3倍)被认为是特别有利的。

在冲压时，使预切割边缘和待形成的切割边缘之间的冲压区内的材料塑性变形或挤压。有利地，冲压区中的材料基本上与冲压方向呈直角地、即呈90°地成形到自由空间中。该措施有利地支持了随后的精切割。

正如前面已经提到的，根据本发明的切割过程可以有利地集成到标准成型过程中。因此，可以在切割过程之前、期间或之后对板型材进行成型。

利用根据本发明的用于加工板型材的方法和在这种情况下应用的切割过程，可以避免形成切割毛刺。在切割过程之后用于去除切割毛刺的再加工可以取消或者基本上降到最低。对根据本发明形成的切割边缘的磨削试验已表明，通过几乎呈直角的切割边缘实现了位于外部的平滑切割部分。

根据本发明的方法在过程时间、生产率以及能量利用效率方面是有利的。特别地，该方法和根据该方法制成的板型材或成型部件的特征在于其切割面质量。

在加工板型材和根据本发明的切割过程中，可以形成封闭的切割边缘或切割线，同样也可以生成开放的切割边缘或切割线。通过该切割过程，既可以在板坯上进行冲孔，也可以进行裁切、切除或切断。

附图说明

下面参考在附图中示出的实施例对本发明进行详细说明。图1至3示出了在板型材上的切割过程的三个工艺阶段。在附图中：

图1是对板型材的预切割；

图2是随后在板型材的切割轮廓上进行的冲压；并且

图3是对板型材的精切割。

具体实施方式

根据本发明的用于加工板型材1的方法包括一个三阶段的切割过程，以用于产生至少一个切割边缘2，特别是在板型材1上制造孔、凹槽和类似裁切轮廓的过程中。板型材1可以是分别由金属制成的平整的板坯、预成型的板坯、半成品或最终成形的成形构件。

切割过程包括以下过程步骤：

-预切割(对此参见图1)，

-冲压(对此参见图2)和

-精切割(对此参见图3)。

预切割：为了给后续作业“冲压”创造出自由空间3，与待形成的(最终)切割边缘2呈距离a(0.5×板厚度d)地用传统方法进行裁切。

冲压：对最终轮廓的外形冲压的深度为0.3×板厚度。在这种情况下，被挤出的材料以90°的角度流入先前生成的自由空间3中。没有产生堆起部(Aufwerfung)。

精切割：与冲压反方向地，现在在板型材1上切割出最终轮廓的外形，在此产生切割边缘2。

冲压和精切割是在相反的方向上进行的。作用方向在图2和3中用箭头P和F表示。

预切割和冲压是在相反的方向进行的。这在图1和图2中通过用箭头V和P标明作用方向来予以说明。

当预切割时，下部工具部件4和上部工具部件5之间的板型材1被夹紧。通过预切割冲头6进行预切割。为了进行预切割，预切割冲头6在图1的图像平面中根据箭头V从上到下移动。在这种情况下，沿着预切边缘7从板型材1分离出切断件8。

预切割边缘7与待形成的切割边缘2的距离为a。距离a特别是等于0.5×板厚度d，即板厚度的50％。原则上，该距离的大小可以在板厚度d的30％至75％之间，优选地在40％至60％之间，特别是在45％至55％之间。

在冲压时，预切割的板型材1在下部工具部件4和上部配合保持件9之间被固定住。用冲压工具10进行冲压，该冲压工具在图像平面中根据箭头P从下到上移动。在此，挤压在预切割边缘7和待形成的切割边缘2之间的冲压区11，即，对最终轮廓的外形冲压的深度优选地达到0.3×板厚度d。在这种情况下，被挤出的材料与冲压或作用方向P基本上呈直角地、优选地呈90°地流入自由空间3中。

如上所述，在冲压时，最终轮廓的外形和板型材1的厚度d减小了0.3×板型材厚度d，即减小了板厚度的30％。在实践中，根据板型材1和待形成的切割轮廓或切割边缘2，厚度d的减小幅度可以在15％至50％、优选地在20％至40％之间。

当精切割时，板型材1在下部工具部件4和上部工具部件12之间被夹紧。如图1或图2所示，上部工具部件12也可以是上部工具部件5或上部配合保持件9。为了用于精切割的切割过程，于是将上部工具部件5或上部配合保持件9移动到构件特定的精切割位置。使用切割冲头13进行精切割，该切割冲头在图3的图像平面中根据箭头F从上到下移动。在此，冲压区11的被冲压的材料沿着切割边缘2与板型材1分离。

根据本发明的用于在板型材1上或中形成切割边缘2的方法引起特别高的切割面质量。该切割过程的另一个优点是，该切割过程可以有利地集成到成型过程中。因此，可以在切割过程之前、期间或之后对板型材1进行成型处理。

附图标记列表

1-板型材

2-切割边缘

3-自由空间

4-下部工具部件

5-上部工具部件

6-预切割冲头

7-预切割边缘

8-切断件

9-上部配合保持件

10-冲压工具

11-冲压区

12-上部工具部件

13-切割冲头

A-距离

d-板厚度

P-箭头

F-箭头

V-箭头

Claims (6)

1.一种用于加工板型材(1)的方法，其中，在多阶段的切割过程中对板型材(1)进行裁切并且形成切割边缘(2)，其中，在板型材(1)上进行预切割，由此产生自由空间(3)，然后对板型材(1)进行冲压，其中，使板型材(1)的厚度(d)沿着待形成的切割边缘(2)减小并且接着对板型材(1)进行精切割，在此产生切割边缘(2)，其特征在于，所述冲压和所述精切割在相反的方向上进行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预切割和冲压在相反的方向上进行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，沿着预切割边缘(7)进行所述预切割，其中，预切割边缘(7)与待形成的切割边缘(2)具有距离(a)，该距离的大小在板型材(1)的厚度(d)的30％至75％之间，优选地在40％至60％之间，特别是在45％至55％之间，特别优选地为板型材的厚度的50％。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在冲压时，使所述板型材(1)的厚度(d)减小15％至50％，优选地减小20％至40％，特别是减小30％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在冲压时，在冲压区中的材料基本上垂直于冲压方向地成形到自由空间(3)中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在切割过程之前、期间或之后对板型材(1)进行成型。