CN111050942B - 用于制造部件的方法及其工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造部件(1)的方法，该部件具有底部区域(1.1)，可选地底部‑框架过渡区域，可选地框架区域(1.2)，可选地体框架凸缘过渡区域和可选地凸缘区域(1.3)，其中提供由可塑性变形材料制成的半成品(1’)，其中所述半成品(1’)具有纵向延伸和横向延伸，所述纵向延伸和横向范围具有有着分隔面的环绕边缘轮廓，其中所述半成品(1’)在一个或多个工具(2)中以一个或多个阶段进行加工以生产部件(1)。此外，本发明涉及一种用于制造部件(1)的工具(2)。

Description

用于制造部件的方法及其工具

技术领域

本发明涉及一种用于制造部件的方法，该部件具有底部区域，可选的底部-框架过渡区域，可选的框架区域，可选的框架-凸缘过渡区域和可选的凸缘区域，在该方法中提供由可塑性变形材料制成的半成品，其中所述半成品具有纵向延伸和横向延伸，所述纵向延伸和横向范围具有有着分隔面的环绕边缘轮廓，其中所述半成品在一个或多个工具中以一个或多个阶段进行加工以生产部件。此外，本发明涉及一种用于制造部件的工具。

背景技术

由金属薄板或板坯制成的经冷成型、例如深冲的部件通常需要进行最终的修边，在此过程中，将成型部件的多余区域切掉。在具有凸缘的组件中，这是通过一个或多个修整工具进行的，该修整工具以所需的方式从上方或倾斜地部分或整体修整凸缘。对于无凸缘组件，框架的修剪要复杂得多，因为通常必须在通过楔形滑轨引导的情况下从侧面对其切割。修剪通常表示一个或多个单独的操作，其需要专用的工具技术和专用的传输系统。此外，由此材料的利用常常是不利的，因此产生了进一步的成本。这导致非常昂贵且容易出错的制造过程，特别是对于具有中等至较少工件量的组件而言，并且这些过程还导致组件的制造成本增加。

通常，高强度部件通过热成型或模压淬火的制造(同样)包括修整，尤其是部件的边缘修整的必要性。通过这种修整，可以过程可靠地调整零件末端和凸缘的必要零件公差。一系列不同的技术可用于修整组件。

一方面，可以对硬度大于450HV的硬质部件进行单独的机械修整，其中HV对应于维氏硬度，并根据DIN EN ISO 6507-1：2005至-4：2005确定，其中需要高切削力以及与此相关的昂贵，大型，刚性工具。在机械修整工具中，高磨损的趋势和局部工具破裂的风险导致高昂的维护成本。

另一方面，可以在成型过程中或之后在模压淬火工具中集成热修整。该工艺的优势效果在于，部件处于软的，尚未淬硬的状态，并且因此仅需要很小的切削力来修整。这里的挑战是修整废料的管理，因为热成型压力机通常没有修整废料盒，因此修整废料必须与组件一起从工具中运出。

此外，可以在淬硬的部件上进行单独的激光切割，这在技术上非常吸引人，因为几乎可以切割任何轮廓，而与部件的硬度无关。然而，与机械修整相比，大规模生产中的制造成本相当高，并且直接取决于激光切割单元中所需的切割长度或加工时间。

因为类似在冷成型中，例如深冲中以及在热成型中，具体而言在模压淬火中，许多工艺和材料参数可能会波动，例如板坯和工具温度，以及摩擦力，板材厚度和材料组成，只能受限地实现具有精确可重复且尺寸精确的边缘轮廓的淬硬部件。

由于上述方法的缺点，人们追求使部件的修整最小化或减小修整长度。基于现有的工艺参数，不可能或仅能以复杂且因此昂贵的方式大规模生产具有预定轮廓公差要求的部件。在这种背景情况下，在部件生产方面仍有改进的潜力。

发明内容

因此，本发明所基于的目的是提出一种方法和工具，利用该方法和工具可以生产具有精确可重复的和尺寸精确的边缘轮廓的部件，尤其是结合短的工艺链和低的故障敏感性。

根据第一教导，该目的通过具有权利要求1的特征的方法来实现。

为了制造部件，将可塑性变形的材料用作半成品，尤其是金属材料，例如钢，铝，镁，但也可以使用热塑性塑料或材料复合物，其中，半成品具有有着分隔面的环绕边缘轮廓的纵向延伸和横向延伸。

一个或多个分隔面意指半成品的一个或多个修整边缘，其又限定了半成品的环绕的边缘轮廓。

基本上形成随后的三维形状部件的二维基本形状(展开)的裁切件，尤其是金属板裁切件被称为成型板坯。半成品被提供为成型板坯或裁切件，特别是金属板裁切件。

使用一个或多个工具在一个或多个阶段中将半成品加工成组件。根据本发明，分隔面至少暂时地，尤其是在加工半成品以生产部件的过程中或之后至少区段性地与工具接触。

用以生产部件对半成品的加工包括：至少区域性的成形，至少区域性的镦锻和/或至少区域性的拉伸，其在一个或多个阶段中在一个或多个工具中进行。

由于分隔面至少暂时地以及至少区段性地与工具接触，尤其是在加工半成品从而生产部件的过程中或之后，具有精确可重复且尺寸精确的边缘轮廓的部件得以产生，方法是在工具的最终位置中，材料被过渡或校准到其额定几何形状，其中在近边缘的边缘区域中至少区域性地，尤其在待制造的部件的纵向延伸中至少区域性或区段性地允许增厚，但尽可能不允许起伏的形成。通过精确可重复且尺寸精确的边缘轮廓，可以消除或减少对成品部件的边缘修整。待生产的部件的两个相对的分隔面特别优选至少暂时地并且至少区段性地与工具接触。

优选两个相对的分隔面尤其限定了底部区域，选择性的框架区域或选择性的凸缘区域，的两个边缘，尤其是沿着待制造的部件的纵向延伸。

可以在半成品的冷状态下，尤其是在室温下，也可以在暖状态下，尤其是在高于室温的温度下，对半成品进行加工以生产部件。例如，由热塑性塑料制成的半成品可以在冷的情况下也可以在高于室温的温度下进行加工，尤其是成型。例如，可以在冷的情况下加工由金属材料，尤其是铝和镁制成的半成品。优选在加工、优选成型之前和/或过程中将其加热至高于150℃，尤其是高于200℃的温度。由钢制成的半成品也可以在冷或热时进行加工，优选成型。尤其可以将钢加热到最高700℃，例如最高650℃，然后加工，尤其成型为部件。特别优选地，使用由钢制成的半成品，由该半成品通过加工来制造淬硬的部件。

根据一个设计方案，为生产淬硬部件提供一种半成品，其由具有下列组成的可淬硬钢制成，其具有至少0.15重量％，特别是至少0.22重量％，优选至少0.27重量％的碳含量。该可淬硬的钢材料可以是调质钢，尤其C22，C35，C45，C55，C60、42CrMo4类型，含锰钢，尤其是16MnB5、16MnCr5、20MnB5、22MnB5、30MnB5、36MnB5、37MnB4，37MnB5、40MnB4，渗碳钢，空气淬硬钢或多层钢材料复合件，例如具有两层，优选三层钢层，其中至少一层是可淬硬的。也可以使用拼接板或者拼焊板。根据可淬硬钢材的组成，相应的参数，例如A_c1温度，A_c3温度，马氏体转变起始温度(Ms-Start)以及其他用于热处理或加热/冷却的参数可以从“ZTU”图表中获取。

可淬硬的钢材料也可以设置有优选基于锌和/或铝的防腐蚀涂层或防氧化皮涂层。

在多层钢材料复合物的情况下，外层可以优选由耐氧化皮和/或耐腐蚀的钢组成。氧化皮保护在加工中具有优势，而防腐蚀保护在成品部件的应用或使用中具有优势。优选将不锈钢用作外层。由此，通过更快速地加热半成品，实现了在应用或成本优化的加工过程中的轻质化构造目标。

为了生产淬硬部件，提供一种半成品，该半成品一方面以成型板坯的形式至少区域性地经受热处理，优选地完全进行热处理，其中，将成型板坯加热到尤其是高于A_c1温度，优选高于A_c3温度的温度，在一个或者多个阶段中进行成型，并通过冷却至少区域性淬硬(直接热成型)，或者另一方面首先将半成品冷成型为预成型件，至少区域性地对预成型件进行热处理，优选完全进行热处理，其中将预成型件加热到尤其是高于A_c1温度，优选是高于A_c3温度的温度，然后通过冷却来至少区域性地淬硬(间接热成型)。在此，A_c1温度对应于与可淬硬钢材成分相关的温度，在该温度下组织结构转变成奥氏体，或者A_c3温度对应于完成完全转变成奥氏体的温度。在部件中通过冷却可以至少区域性地或者完全调整出淬硬组织结构。淬硬组织结构特征在于基本上马氏体和/或贝氏体的组织结构，其中，马氏体和/或贝氏体在组织结构中的百分比为至少70面积％，尤其是至少80面积％，优选至少90面积％，特别优选至少95面积％。借助于合适的手段，例如感应器，熔炉，激光器，接触加热或燃烧器，至少区域性加热到至少部分奥氏体化的温度(高于Ac1温度)。

由可淬硬钢材制成的半成品可以作为成型板坯送至直接热成型，或者作为金属板裁切件送至间接热成型。根据待制造的部件或金属板部件的复杂程度，在间接热成型的情况下，在生产预成型件后可以进行额外的修整。

横截面是指基本上横向于待生产或已生产的金属板部件的纵向延伸的切面或延伸。

生产具有精确可重复且尺寸精确的边缘轮廓的淬硬部件的方式是，在工具的最终位置中，材料被过渡或校准到其额定几何形状，其中在近边缘的边缘区域中至少区域性地，尤其在待制造的部件的纵向延伸中至少区域性地，准确讲区段性地允许增厚，但尽可能不允许起伏的形成。边缘区域的加厚基本上在还热的并且未淬硬的状态下进行，从而在没有高压制力的情况下实现塑性变型或实心变型，由此可以生产具有精确可重复且尺寸精确的边缘轮廓的淬硬部件，其在窄公差范围内对应于额定几何形状。通过精确可重复且尺寸精确的边缘轮廓，可以消除或至少尽可能减少对成品部件的边缘修整。

根据另一设计方案，将半成品，尤其是作为金属板裁切件，冷成型为具有底部区域，底部-框架过渡区域，框架区域，可选的框架-凸缘过渡区域和可选的凸缘区域的预成型件，其中，预成型件的几何形状或单个预成型件区域至少区域性地与部件的几何形状或单个部件区域不同。在第一设计方案中，预成型件具有底部区域，底部-框架过渡区域和框架区域，其中在炉中，优选在连续炉中，将预成型件加热到至少A_c1温度，尤其是完全加热到A_c3温度，将加热的预成型件放置在打开的工具中进行淬硬，该工具优选被主动冷却并且包括至少一个阴模和一个冲头，并且通过闭合工具，通过与工具接触将所产生的金属板部件至少区域性地淬硬，其中，冲头和/或阴模至少区段性地以施加压力的方式作用于框架区域的分隔面上，尤其是沿待制造或已制造的部件的纵向延伸。在替代性设计方案中，预成型件具有底部区域，底部-框架过渡区域，框架区域，框架-凸缘过渡区域和凸缘区域，其中在炉中，优选在连续炉中，将预成型件加热到至少A_c1温度，尤其是完全加热到A_c3温度，将加热的预成型件放置在打开的工具中进行淬硬，该工具优选被主动冷却并且包括至少一个阴模和一个冲头，并且通过闭合工具，通过与工具接触将所产生的金属板部件至少区域性地淬硬，其中，阴模和/或冲头至少区段性地以施加压力的方式作用于凸缘区域的分隔面上，尤其是沿待制造或已制造的部件的纵向延伸。根据一个优选的设计方案，使用由多个子冲头组成的冲头，其中，当工具闭合以进行淬硬时，在第一步骤中，在第一子冲头和底部区域，底部-框架过渡区域和框架区域之间建立接触，并且在第二步骤中，在第二子冲头和凸缘区域之间建立接触。在第二步中，调整待生产的金属板部件的边缘轮廓的额定几何形状。

在特别优选的设计方案中，使用尤其是预先确定的成型板坯，其在炉中，优选在连续炉中被加热至至少A_c1温度，尤其是完全加热至Ac3温度，在加热之后将成型板坯放置在打开的工具中进行淬硬，所述工具优选地被主动冷却并且包括至少一个阴模和一个冲头，通过工具的相向移动在一个或多个阶段中成型，并且通过(逐渐)关闭工具，通过与工具接触而至少区域性地淬硬所生产的部件，其中，至少区段性地以施加压力的方式作用于框架区域的分隔面上，尤其是沿待制造部件的纵向延伸，或者阴模和/或冲头至少区段性地以施加压力的方式作用于凸缘区域的分隔面上，尤其是沿待制造部件的纵向延伸，从而得到尺寸精确的边缘轮廓，其不再需要后续修整，或者仅在需要时才修整。

根据另一设计方案，用于淬硬的工具具有尤其相对于阴模放置面基本能够调整高度的阴模区域和/或位于前方的冲头或冲头区域，其在将加热的成型板坯放置在工具中之后，将成型板坯与冲头或冲头区域一起通过夹紧作用至少固定要形成的底部区域中，直到关闭工具为止。由此可以确保，在热成型期间或直至淬硬结束之前，可以将成型板坯位置精确地在工具中引导和/或保持在工具中。阴模区域用作内部压紧装置。

根据另一设计方案，用于淬硬的工具具有外部压紧装置，在将加热的成型板坯放入工具中之后，在将基本上可调节高度的阴模区域和冲头或冲头区域闭合之前或之后，优选将该外部压紧装置降低到有间距的位置，以引导成型板坯。尤其是在制造具有凸缘区域的淬硬部件时，有间隔的、需要时经加热的或调温的压紧装置尤其可以引导成型板坯边缘，从而促进热成型过程，其中间距这样选择，使得外部压紧装置仅与热的成型板坯的区域稍有接触，从而还可以基本上抑制由于与(更冷的)外部压紧装置接触而导致的成型板坯边缘的过早冷却。

特别优选地，用于淬硬的工具在工具中的钢材的最后的区域低于Ms开始温度之前被关闭，从而使得可以确保部件的基本上所有区域都在钢工件上在相变为马氏体之前都进行了所期望的赋形或校准。

根据第二个教导，该目的通过具有权利要求10的特征的工具来实现。

尤其用于淬硬的工具尤其是用于由半成品生产具有底部区域，可选的底部-框架过渡区域，可选的框架区域，可选的框架-凸缘过渡区域，可选的凸缘区域的部件的生产线的一部分或组成部分，并且尤其适合于执行根据本发明的方法。该工具，尤其是用于淬硬的工具，包括阴模和冲头，用于移动冲头和/或阴模的装置，以及选择性的用于冷却工具的装置。

根据本发明，分隔面至少暂时地，尤其是在加工半成品以生产部件的过程中或之后，并且至少区段性地与工具接触。根据本发明的方法的优点也适用于工具。

根据第一种设计方案，阴模和/或冲头被构造成使得其至少区段性地以施加压力的方式作用于底部区域或框架区域或凸缘区域的分隔面上，尤其是沿待制造部件的纵向延伸。特别优选地，该工具适合于淬硬由可淬硬的钢材组成的半成品。然而，该工具也适用于加工由铝，镁或热塑性塑料制成的半成品，尤其如果需要的话，也可以相应可调温地实施。

根据一个设计方案，冲头具有肩部区域，用于至少区段性地以施加压力的方式作用于框架区域的分隔面上，尤其是沿待制造部件的纵向延伸，和/或阴模具有肩部区域，用于至少区段性地以施加压力的方式作用于底部区域或者凸缘区域的分隔面上，尤其是沿待制造部件的纵向延伸。该作用导致至少区段性的加厚，尤其是沿着部件的纵向延伸，尤其是在底部区域或者凸缘区域或框架区域靠近边缘的边缘区域中，或在凸缘区域和/或框架区域中和/或框架-凸缘过渡区域中。在此特别优选的是，冲头和/或阴模尤其在近边缘的边缘区域可加厚的区段中以这样的方式设计，使得有更多的空间可用于塑性流动，以由此确保尤其在淬硬过程中，在工具的关闭状态下，待淬硬的部件的所有区域都与工具接触。

根据另一设计方案，工具具有至少一个在需要时可加热的外部压紧装置，尤其用于在热成型期间促进成型板坯边缘的引导。

根据另一个设计方案，该工具具有基本上高度可调节的阴模区域，尤其是用于在热成型期间或直到淬硬完成之前，将成型板坯与冲头或冲头区域一起以夹紧的方式和位置精确地固定。

根据另一设计方案，冲头由多个子冲头组成，其尤其在工作方向上朝向彼此布置，并且优选地可单独控制或移动，以尤其在多个步骤中生产尤其具有凸缘区域的淬硬部件。

根据另一设计方案，冲头与冲头保持器耦合，其中，冲头布置成使得其可以在工作方向上朝向和远离冲头保持器移动。冲头机械地，例如通过弹簧元件，或通过合适的方式液压地相对于冲头保持器间隔地布置。这尤其有利于例如更好地补偿波动的框架长度或框架高度。

附图说明

下面参考附图更详细地解释本发明。相同的部件以相同的附图标记标出。在图中：

图1示出了间接热成型的率先的步骤，

图2示出了直接热成型的率先的步骤，

图3至图5示出了通过间接热成型来制造尤其经淬硬的、具有凸缘的金属板部件的其他步骤，

图6至图8示出了通过间接热成型来制造尤其经淬硬的、没有凸缘的金属板部件的其他步骤，

图9至图12示出了通过直接热成型来制造尤其经淬硬的、具有凸缘的金属板部件的其他步骤，

图13至图16示出了通过直接热成型来制造尤其经淬硬的、没有凸缘的金属板部件的其他步骤，

图17和18示出了工具的另一实施方式，

图19至图23示出了通过直接热成型来制造尤其经淬硬的、带凸缘的金属板部件的其他步骤，

图24至图28示出了通过直接热成型来制造尤其经淬硬的、带凸缘的金属板部件的其他步骤，以及

图29至33示出了通过直接热成型来制造尤其经淬硬的、没有凸缘的金属板部件的其他步骤。

具体实施方式

下面的说明示出了用于制造部件，尤其是经淬硬的部件或金属板部件的方法和工具，其中，在其最简单的实施形式中并且为了图示的目的，待制造的金属板部件沿其纵向延伸具有对称的横截面。由于所产生的对称性(沿对称轴S的镜像对称)，仅显示了右侧的部分截面。当然，任何横截面形状都是可行的，尤其是结合沿待生产的金属板部件的纵向延伸变化的横截面以及在所有方向上的弯曲。

图3至图5示出了根据本发明的一个实施方案的方法流程。通过间接热成型(图1)，生产了经淬硬的金属板部件(1)，其具有底部区域(1.1)，底部-框架过渡区域，框架区域(1.2)，框架-凸缘过渡区域和凸缘区域(1.3)。

通常从卷材(未示出)上展开可淬硬的钢材，将其切成一定长度，并作为板坯用于后续工艺(图1中的步骤A)。由可以具有预定裁切段的板坯通过冷成型制造预成型件(1')，该预成型件已经具有底部区域(1'.1)，底部-框架过渡区域，框架区域(1'.2)，框架-凸缘过渡区域和预定义的凸缘区域(1'.3)(图1中的步骤B)。作为预定裁切段的板坯和/或预成型件(1')可以带有具有在横截面中至少区域性展开的长度(L')的附加物，并且该长度例如比制成的、优选经淬硬的金属板部件(1)的展开长度(L)长0.5至4毫米。可以在制造过程中才通过拉伸的区域和/或作为材料过量或材料添加在半成品上来提供附加物。预成型件(1')的尤其凸缘区域(1'.3)和/或框架区域(1'.2)的几何形状尤其至少区域性地与金属板部件(1)，尤其是凸缘区域(1.3)和/或框架区域(1.2)的几何形状不同。在炉中，优选在连续炉中，将预成型件(1')加热到至少A_c1温度，尤其是完全加热到A_c3温度(图1的步骤C)。

将加热的预成型件(1')放置在用于淬硬的敞开的工具(2)中，该敞开的工具通过适当的手段主动冷却，例如通过施加有冷却液的冷却通道(2.X)，该冷却通道靠近轮廓表面布置或集成在工具(2)中，并且该工具包括至少一个阴模(2.1)和一个冲头(2.2)(图3)。冲头(2.2)由多个子冲头(2.21、2.22)组成，这些子冲头在工作方向上朝向彼此布置并且可单独控制或移动，这由箭头表示。

通过工具(2)的(逐渐)闭合，通过与工具(2)接触将预成型件(1')至少区域性淬硬。工具(2)的闭合分多个步骤进行，其中，在第一步中，将第一子冲头(2.21)移入阴模(2.1)中，从而在第一子冲头(2.21)和底部区域(1'.1)，底部-框架过渡区域和框架区域(1'.2)之间建立接触(图4)。在到达第一子冲头(2.21)的底部死点之前或之后，在第二步骤中将第二子冲头(2.22)移动到阴模(2.1)中，以在第二子冲头(2.22)和凸缘区域(1'.3)之间建立接触。例如通过材料添加，在凸缘区域(1'.3)中至少区域性地，尤其是沿着待加工的金属板部件(1)的纵向，存在过大尺寸。通过将第二子冲头(2.22)移动到阴模(2.1)中，将凸缘区域(1'.3)朝阴模(2.1)的方向挤压。在此，凸缘区域(1'.3)的分隔面(1'.4)与阴模(2.1)的肩部区域(2.13)接触，其通过将第二子冲头(2.22)进一步移入阴模(2.1)，至少区段性地以施加压力的方式作用在凸缘区域(1'.3)的分隔面(1'.4)上，尤其沿着待生产的金属板部件(1)的纵向延伸，由此，压力进一步提高，并至少区域性地增厚，尤其是沿经淬硬的金属板部件(1)的纵向延伸，尤其在凸缘区域(1.3)的近边棱的边缘区域中或者在凸缘区域(1.3)中和/或在框架区域(1.2)中(图5)。所生产的金属板部件(1)保留在封闭的工具(2)中，直到调整得到了所期望的组织结构。然后，打开工具(2)，并取出经淬硬的金属板部件(1)。

在间接热成型的另一示例中，执行结合图1所述的步骤，其中与先前示例相反，制造不具有凸缘区域和框架-凸缘过渡区域的预成型件(1')。

将具有底部区域(1'.1)，底部-框架过渡区域和框架区域(1'.2)的加热的预成型件(1')放置在敞开的工具(2)中，该敞开的工具通过适当的手段主动冷却，例如通过施加有冷却液的冷却通道(2.X)，该冷却通道靠近轮廓表面布置或集成在工具(2)中，并且该工具包括至少一个阴模(2.1)和一个冲头(2.2)(图6)。通过将冲头(2.2)移入阴模(2.1)在一个步骤中可完成工具(2)的关闭(图7)。由于产生的材料过量或目的性地添加材料，在框架区域(1'.2)中至少区域性地，尤其是沿着待生产的金属板部件(1)的纵向延伸存在尺寸过量。在到达冲头(2.2)的底部死点之前，框架区域(1'.2)的分隔面(1'.4)与冲头(2.2)的肩部区域(2.23)接触，该肩部区域由于冲头(2.2)进一步移入阴模(2.1)而至少区段性地以施加压力的方式作用在框架区域(1'.2)的分隔面(1'.4)上，尤其是沿待生产的金属板部件(1)的纵向延伸，由此，压力进一步增加，并且导致至少区域性的加厚，尤其是沿着经淬硬的金属板部件(1)的纵向延伸，尤其在框架区域(1.2)的靠近边棱的边缘区域中或在框架区域(1.2)本身中(图8)。所制造的金属板部件(1)保留在封闭的工具(2)中，直到调整出所需的组织结构。然后，打开工具(2)，然后取出经淬硬的金属板部件(1)。为了容纳用于加厚的材料，可以在阴模和/或冲头中设置相应的自由空间。

在直接热成型的另一示例中，将可淬硬的钢材料从卷材(未示出)上展开，切割成一定长度，并作为板坯供进一步加工使用，其中板坯特别优选地对应于成型板坯(图2中的步骤A)。该成型板坯(1')可以带有具有在横截面中至少区域性展开的长度(L')的附加物，并且该长度例如比经淬硬的金属板部件(1)的展开长度(L)长0.5至4毫米。在炉中，优选在连续炉中，将成型板坯(1')加热到至少A_c1温度，尤其是完全加热到A_c3温度(图2的步骤C)。

将加热的成型板坯(1')放置在用于淬硬的敞开的工具(2)中，该敞开的工具通过适当的手段主动冷却，例如通过施加有冷却液的冷却通道(2.X)，该冷却通道靠近轮廓表面布置或集成在工具(2)中，并且该工具包括至少一个阴模(2.1)，一个冲头(2.2)以及在需要时可加热的压紧装置(2.3)(图9)。阴模(2.1)包括可相对于阴模贴靠面移动的阴模区域(2.11)，由箭头表示。通过工具(2)的(逐渐)闭合，将成型板坯(1')首先成型并且随后通过与工具(2)接触至少区域性地淬硬。工具(2)的闭合分多个步骤进行，其中，在第一步中，将在需要时进行加热的压紧装置(2.3)在热成型过程中降低至间距元件(2.4)并进行保持以促进对成型板坯边缘的引导。该间距元件(2.4)使得与热的成型板坯(1')仅产生点状接触并且也可以作为用于放入热的成型板坯(1')的定位器。同时或者在时间上错开，将阴模区域(2.11)和冲头(2.2)或冲头区域向彼此移动，直至其以夹紧的方式将成型板坯(1')保持在其中(图10)。被夹紧的区域对应于待生产的金属板部件(1)的待形成的底部区域(1.1)。冲头(2.2)或冲头区域以及阴模区域(2.11)与被夹紧的成型板坯(1')一起移入阴模(2.11)中并且随着进一步的移入形成底部-框架过渡区域，框架区域，框架-凸缘过渡区域和凸缘区域(图11)。如果形成了底部区域，底部-框架过渡区域和基本上框架区域，在凸缘区域和/或在框架-凸缘过渡区域中通过材料添加至少区域性地、尤其沿着待生产的金属板构件(1)的纵向延伸保留有材料过量。在达到底部死点之前，将凸缘区域向着阴模(2.1)方向挤压。这里，凸缘区域的分隔面(1'.4)与阴模(2.1)的肩部区域(2.13)接触，其通过将冲头(2.2)进一步移入阴模(2.1)，至少区段性地以施加压力的方式作用在凸缘区域的分隔面(1'.4)上，尤其沿着待生产的金属板部件(1)的纵向延伸，由此，压力进一步提高，并至少区域性地增厚，尤其是沿经淬硬的金属板部件(1)的纵向延伸，尤其在凸缘区域的近边棱的边缘区域中或者在凸缘区域中和/或在框架区域中和/或在框架-凸缘过渡区域中(图12)。所生产的金属板部件(1)保留在封闭的工具(2)中，直到调整得到了所期望的组织结构。然后，打开工具(2)，并取出经淬硬的金属板部件(1)。

在直接热成型的另一示例中，进行了结合图2所述的步骤，其中与之前的示例相反，制造了没有凸缘区域且没有框架-凸缘过渡区域的淬硬的金属板部件。

将加热的成型板坯(1')放置在用于淬硬的敞开的工具(2)中，该敞开的工具通过适当的手段主动冷却，例如通过施加有冷却液的冷却通道(2.X)，该冷却通道靠近轮廓表面布置或集成在工具(2)中，并且该工具至少包括一个阴模(2.1)，一个冲头(2.2)以及在需要时可加热的压紧装置(2.3)(图13)。阴模(2.1)包括可移动的阴模区域(2.11)，由箭头表示，并且冲头(2.2)与冲头保持器(2.24)耦合，其中冲头(2.2)布置为使得其可以沿工作方向移向和远离冲头保持器(2.24)。布置在冲头(2.2)和冲头保持器(2.24)之间的弹簧元件(2.25)将冲头(2.2)与冲头保持器(2.24)保持在一定间距。

通过工具(2)的闭合，首先变型成型板坯(1')，然后通过与工具(2)接触将其至少区域性地淬硬。工具(2)的关闭在多个步骤中进行，其中，在第一步中，将在需要时进行加热的压紧装置(2.3)在热成型过程中降低至间距元件(2.4)并进行保持以促进对成型板坯边缘的引导。该间距元件(2.4)使得与热的成型板坯(1')仅产生少量点状接触。同时或者在时间上错开，将阴模区域(2.11)和冲头(2.2)或冲头区域向彼此移动，直至其以夹紧的方式将成型板坯(1')保持在其中。被夹紧的区域对应于待生产的金属板部件(1)的待形成的底部区域(1.1)。冲头或冲头区域以及阴模区域(2.11)与被夹紧的成型板坯(1')一起移入阴模(2.11)中并且随着进一步的移入形成底部-框架过渡区域和框架区域(图14)。如果形成了底部区域，底部-框架过渡区域和基本上靠近底部的框架区域，在框架区域中通过材料添加至少区域性地沿着待生产的金属板构件(1)的纵向延伸保留有材料过量。一旦到达底部死点，框架区域的分隔面(1'.4)与冲头或冲头保持器(2.24)的肩部区域(2.23)接触(图15)。通过提高冲头保持器(2.24)上的压力，克服了弹簧元件(2.25)的力，并且冲头(2.2)和冲头保持器(2.24)彼此接近。该肩部区域(2.13)尤其至少区段性地以施加压力的方式作用在框架区域的分隔面(1'.4)上，尤其沿着待生产的金属板部件(1)的纵向延伸，并且冲头(2.2)和冲头保持器(2.24)的进一步接近导致至少区域性地增厚，尤其是沿经淬硬的金属板部件(1)的纵向延伸，尤其在框架区域(1.2)的近边棱的边缘区域中或者在框架区域(1.2)中(图16)。所生产的金属板部件(1)保留在封闭的工具(2)中，直到调整得到了所期望的组织结构。然后，打开工具(2)，并取出经淬硬的金属板部件(1)。

图17和图18示出了可以用于冷成形和热成形的工具(2)的另一实施方案或另一方法形式，与在图9至图12中以及参照其说明的工具和方法方式不同，其具有分开的阴模(2.1)，该阴模包括两个阴模部分，一个外部阴模部分(2.121)和一个内部阴模部分(2.122)，其在肩部区域(2.13)中在垂直方向上彼此分隔并且在需要时可单独地控制和移动。在将成型板坯放入工具(2)中之前，将外部阴模部分(1.121)水平移动到停放位置，从而在外部阴模部分和内部阴模部分(1.121，1.122)之间形成一定的间距。在将成型板坯放入敞开的工具(2)中并通过降低冲头(2.2)已经开始成型之后，先前已移至距离内部阴模部分(1.122)一定间距的外部阴模部分(1.121)使得凸缘区域靠近边棱的边缘区域不受阻碍地转移到一个位置，使得在临近下部死点之时，将外部阴模部分(2.121)，例如借助于楔形滑块驱动，相对于凸缘区域的分隔面(1'.4)移动，尤其是沿着待制造的部件(1)的纵向延伸(图17)。通过分隔面(1'.4)上压力的增加将过大尺寸或半成品的材料过量压入凸缘区域(图18)，由此至少区段性地以施加压力的方式产生作用，由此，部件(1)获得尺寸精确的边缘轮廓。为了容纳加厚的材料，可以在阴模和/或冲头中提供相应的自由空间。之后，打开工具(2)，然后可以取出部件(1)。

图19至图23示出了根据本发明的另一实施方案的用于生产尤其经淬硬的、带凸缘的金属板部件(1)的方法流程。

图24至图28示出了根据本发明的另一实施方案的用于生产尤其经淬硬的、带凸缘的金属板部件(1)的方法流程，其具有与其他实施例不同的倾斜延伸的框架区域(1.2)。

图29至33示出了根据本发明的另一实施方案的用于生产尤其经淬硬的、无凸缘的金属板部件(1)的方法流程，其具有与其他实施例不同的倾斜延伸的框架区域(1.2)。

在图19至33的工具(2)的剖面图中，未示出冷却通道。通常这些是必需的，以确保用于淬硬待生产的金属板部件的足够的散热。

本发明不限于上述实施形式和一般说明。尤其地，所提及的关于方法和工具的所有特征可以彼此组合。在最简单的实施方案中，该部件可以基本上平坦地形成，并且仅具有一个底部区域，并且尤其可以在靠近边棱的边缘区域中加厚。说明了具有底部区域，底部-框架过渡区域，框架区域，可选的框架-底部过渡区域和可选的凸缘区域的部件的其他实施例。除了可以冷加工以及热加工的钢以外，其他金属，例如铝，镁或其他材料，例如尤其可以在冷或热状态下进行加工的热塑性塑料也可以使用。通过根据本发明的方法生产的优选经淬硬的金属板部件用作带有或不带有内燃发动机和/或电驱动器的乘用车，功能车，商用车，重型货车，特种车辆，巴士，公共汽车，农业机械，建筑机械的车身或底盘部件，以及挂斗或拖车。根据本发明生产的经淬硬的金属板部件也可以用于车辆附件，例用于电动或混合动力汽车的电池盒中。根据本发明生产的部件也可以用于非车辆专用的应用中。

Claims (26)

1.用于制造部件的方法，所述部件具有底部区域，底部-框架过渡区域，框架区域，框架凸缘过渡区域和凸缘区域，其中提供由可塑性变形材料制成的半成品，其中所述半成品具有纵向延伸和横向延伸，所述纵向延伸和横向延伸范围具有有着分隔面的环绕边缘轮廓，其中所述半成品在一个或多个工具中以一个或多个阶段进行加工以生产部件，其特征在于，所述分隔面至少暂时地，以及至少区段性地与工具接触，其中由于分隔面至少暂时地以及至少区段性地与工具接触，在工具的最终位置中，材料被过渡或校准到其额定几何形状，其中在近边缘的边缘区域中至少区域性地允许增厚。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分隔面在加工半成品以生产部件的过程中或之后与工具接触。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在待制造的部件的纵向延伸中至少区域性或区段性地允许增厚。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供一种半成品，该半成品一方面以成型板坯的形式至少区域性地经受热处理，其中，将成型板坯加热到高于A_c1温度，在一个或者多个阶段中进行成型，并通过冷却至少区域性淬硬，或者另一方面首先将半成品冷成型为预成型件，至少区域性地对预成型件进行热处理，其中将预成型件加热到高于A_c1温度，然后通过冷却来至少区域性地淬硬。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将半成品，冷成型为具有底部区域，底部-框架过渡区域，框架区域，框架-凸缘过渡区域的预成型件，其中，预成型件的几何形状或单个预成型件区域至少区域性地与部件的几何形状或单个部件区域不同。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，预成型件具有底部区域，底部-框架过渡区域和框架区域，其中在炉中，将预成型件加热到至少A_c1温度，将加热的预成型件放置在打开的工具中进行淬硬，所述工具被主动冷却并且包括至少一个阴模和一个冲头，并且通过闭合工具，通过与工具接触将所产生的金属板部件至少区域性地淬硬，其中，冲头和/或阴模至少区段性地以施加压力的方式作用于框架区域的分隔面上。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，预成型件具有底部区域，底部-框架过渡区域，框架区域，框架-凸缘过渡区域和凸缘区域，其中在炉中，将预成型件加热到至少A_c1温度，将加热的预成型件放置在打开的工具中进行淬硬，该工具被主动冷却并且包括至少一个阴模和一个冲头，并且通过闭合工具，通过与工具接触将所产生的金属板部件至少区域性地淬硬，其中，阴模和/或冲头至少区段性地以施加压力的方式作用于框架区域的分隔面上。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述力沿待制造或已制造的部件的纵向延伸施加。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使用由多个子冲头组成的冲头，其中，当工具闭合时，在第一步骤中，在第一子冲头和底部区域，底部-框架过渡区域和底部区域之间建立接触，并且在第二步骤中，在第二子冲头和凸缘区域之间建立接触。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将成型板坯在炉中被加热至至少A_c1温度，在加热之后将成型板坯放置在打开的工具中进行淬硬，所述工具被主动冷却并且包括至少一个阴模和一个冲头，通过关闭工具在一个或多个阶段中成型，并且通过关闭工具，通过与工具接触而至少区域性地淬硬所生产的部件，其中，冲头和/或阴模至少区段性地以施加压力的方式作用于框架区域的分隔面上。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述力沿待制造的部件的纵向延伸施加。

12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述炉为连续炉。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，用于淬硬的工具具有可移动的阴模区域和/或位于前方的冲头，其在将加热的成型板坯放置在工具中之后，将成型板坯与冲头一起通过夹紧作用固定在至少在要形成的底部区域中，直到关闭工具为止。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述工具具有至少一个压紧装置，在将加热的成型板坯放入工具中之后，在将可移动的阴模区域和冲头闭合之前或之后，将所述压紧装置降低到有间距的位置，以引导成型板坯。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述压紧装置是可加热的。

16.用于淬硬的工具(2)，作为用于由半成品生产具有底部区域(1.1)，底部-框架过渡区域，框架区域(1.2)，框架-凸缘过渡区域和凸缘区域(1.3)的部件的生产线的一部分，其中所述半成品由可塑性变形的材料制成，其中所述半成品纵向延伸和横向延伸，所述纵向延伸和横向延伸范围具有有着分隔面的环绕边缘轮廓，适合于执行根据前述权利要求中任意一项所述的方法，所述工具包括阴模(2.1)和冲头(2.2)，用于移动冲头(2.2)和/或阴模(2.1)的装置，以及选择性的用于冷却(2.X)工具(2)的装置，其特征在于，分隔面(1'.4)至少暂时地并且至少区段性地与工具接触。

17.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，所述分隔面在加工半成品以生产部件的过程中或之后与工具接触。

18.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，阴模(2.1)和/或冲头(2.2)被构造成使得其至少区段性地以施加压力的方式作用于底部区域(1'.1)的分隔面(1'.4)上、框架区域(1'.2)的分隔面(1'.4)上或者凸缘区域(1'.3)的分隔面(1'.4)上。

19.根据权利要求18所述的工具，其特征在于，所述力沿待制造的部件(1)的纵向延伸施加。

20.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，冲头(2.2)具有肩部区域(2.23)，用于作用于框架区域(1'.2)的分隔面(1'.4)上，和/或阴模(2.1)具有肩部区域(2.13)，用于作用于凸缘区域(1'.3)的分隔面(1'.4)上。

21.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，所述工具(2)具有至少一个压紧装置(2.3)。

22.根据权利要求21所述的工具，其特征在于，所述压紧装置(2.3)是可加热的。

23.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，所述工具(2)具有高度可调节的阴模区域(2.11)。

24.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，冲头(2.2)由多个子冲头(2.21，2.22)组成。

25.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，冲头(2.2)与冲头保持器(2.4)耦合，其中，冲头(2.2)布置成使得其可以在工作方向上朝向和远离冲头保持器(2.24)移动。

26.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，阴模(2.1)包括一个外部阴模部分(2.121)和一个内部阴模部分(2.122)，其中外部阴模部分(2.121)可水平移动。

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