CN112930232A

CN112930232A - 金属板加工

Info

Publication number: CN112930232A
Application number: CN201980071436.0A
Authority: CN
Inventors: 朱利安·奥尔伍德; 亚当·纳吉·索卡奇; 克里斯托弗·克莱弗; 奥梅尔·缪斯克; 伊夫里匹德斯·G·卢凯德斯
Original assignee: Cambridge Enterprise Ltd
Current assignee: Cambridge Enterprise Ltd
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2039-08-29
Also published as: WO2020043832A1; US20210323041A1; EP3843915A1; GB201814069D0; CN112930232B

Abstract

本发明涉及金属板的加工方法，以及用于执行这种方法的金属板加工设备。该方法包括以下步骤：提供具有彼此相对的第一表面和第二表面以及至少一个边缘的金属板工件，使该工件弯曲以至少形成限定在边缘和基部区域之间的第一侧壁部分，由此第一侧壁部分在金属板工件中限定弯曲折叠区域，其与第一侧壁部分相邻。随后，提供第一砧座工具和第一成形工具，以分别接触并约束金属板工件的第一表面和第二表面。然后使成形工具和/或砧座工具沿弯曲折叠区域逐渐滑动，以使剪切材料在弯曲折叠区域中转移，从而使弯曲折叠区域进一步变形。该方法可以允许形成与目前通过深冲法制造的部件形状相似的部件，但是原材料的浪费更少。

Description

金属板加工

发明背景

发明领域

本发明涉及金属板的加工方法以及可通过这种金属板加工方法获得的工件。本发明还涉及金属板加工设备。

相关技术

每年全球制造的所有金属板中，有多达一半无法用于最终产品，而是在制造过程中被切断。造成这种损失的两个主要原因是冲切(从轧机中制成的卷曲长平板材中切出扁平形状)和深冲后的修整，其中后者占主导。这些损失是这些过程不可避免的副产品。这些损失的进一步讨论和量化在Horton和Allwood的报道(2017)中进行了阐述。

与这些损失有关的金钱和碳排放成本都很高，尽管目前认为深冲之后的冲切工艺是制造成形金属板材(例如车身部件)的最有效的方法。在冲切和深冲中，关键的考虑因素是避免在成形工艺中起皱和撕裂。

发明内容

能够形成与目前通过深冲制成的部件形状相似的部件，但是原材料浪费更少是有利的。

为了解决上述问题中的至少一个，发明人设计了本发明。优选地，本发明减少、改善、避免或克服了以上问题中的至少一个。

本发明人已经认识到，可以通过不同的方法由金属板形成合适的部件形状。发明人认识到，任何金属板部件的几何特征都可以描述为图1-图3所示的三种“法兰”的组合：“收缩”法兰，“拉伸”法兰和“S”形法兰。可以将“S”形法兰视为包含收缩法兰部分和拉伸法兰部分的组合的法兰。如图1所示的收缩法兰可能会导致板材变厚或弯曲，而如图2所示的拉伸法兰可能会导致板材变薄或边缘开裂。如图3所示的“S”形法兰在法兰的不同区域可能同时遇到这些问题。可以通过局部压痕直至由工件材料限定的极限来形成这样的法兰，从而牺牲材料厚度以成形。因此，金属板件成形的挑战在于如何形成这些形状同时尽可能少地发生变薄或不期望的材料变形。这可以通过使板材在其平面内移动，即通过剪切来适应所需的形状变化来实现。

因此，在第一优选方面，本发明提供一种制造成形的金属板结构的方法，包括以下步骤：

提供具有彼此相对的第一表面和第二表面以及至少一个边缘的金属板工件；

使所述工件弯曲以至少形成限定在所述边缘和基部区域之间的第一侧壁部分，由此所述第一侧壁部分在所述金属板工件中限定弯曲折叠区域，其与所述第一侧壁部分相邻；

提供第一砧座工具，所述第一砧座工具具有工具表面用于接触并约束所述金属板工件的第一表面；

提供第一成形工具，所述第一成形工具具有工具表面用于接触并约束所述金属板工件的第二表面；

使金属板工件与所述砧座工具和所述成形工具接触，并使所述成形工具和/或所述砧座工具沿所述弯曲折叠区域逐渐滑动，以使剪切材料在所述弯曲折叠区域中转移，从而使所述弯曲折叠区域进一步变形。

金属板工件的至少一个边缘可以包括第一边缘区域和第二边缘区域，并且该方法可以进一步包括使所述工件弯曲以形成分别限定在所述第一边缘区域和第二边缘区域与所述基部区域之间的所述第一侧壁部分和第二侧壁部分，并在所述第一侧壁部分和第二侧壁部分之间限定所述弯曲折叠区域。

成形工具和/或砧座工具可以沿弯曲折叠区域在远离基部区域的方向上逐渐滑动。附加地或替代地，成形工具和/或砧座工具可沿弯曲折叠区域在基部区域侧面逐渐滑动。成形工具和/或砧座工具沿弯曲折叠区域滑动的精确的方向将取决于许多考虑因素，可以适当选择以得到合适的金属板工件初始形状，以及成形的金属板结构所希望的最终形状。

上述方法(在本文中也称为“折叠-剪切”方法)可以允许制造成形的金属板结构，该成形的金属板结构在成形后需要极少的修整或不需要修整。通过深冲压过程生产相同的部件。另外，上述方法可以减少金属浪费，同时还可以保持令人满意的板材质量(例如，减少或避免发生不期望的材料变形，例如起皱或撕裂)。

术语“基部区域”在本文中用于定义金属板工件的区域，该区域是平的、类似基板的区域。基部区域在成形工艺中可能很少或没有弯曲和/或变形。换句话说，基部区域可以是工件的区域，该区域在成形操作期间保持其原始尺寸和形状不变。在一些替代的成形工艺中，基部区域可能经历一些剪切变形。基部区域的尺寸和形状没有特别限制，并且可以根据所形成的金属板结构的预期形式适当地选择。

本文中用来定义弯曲折叠区域的术语“弯曲”可被认为与“倒圆”同义，并且通常用于指代具有一定程度的曲率的区域。曲率可以在整个区域上变化。因此，术语弯曲或倒圆在本文中不仅仅用于指代曲率恒定的区域(即，它们不旨在仅限于圆柱形或球形区域)。

弯曲折叠区域的精确形状不受特别限制，并且可以取决于特定的成形工艺和产品的所需最终形状而采取多种不同的形式。在一些实施例中，弯曲折叠区域最初可以是近似锥形的，或者是在侧壁部分和基部区域的相交处具有顶点的近圆锥形。在弯曲折叠区域的变形期间，它可能经历圆锥到圆柱的变形。在一些实施例中，弯曲折叠区域最初可以是近似圆柱形的，并且经历圆柱到圆柱的变形。

在沿弯曲折叠区域逐渐滑动成形工具和/或砧座工具的步骤中，弯曲折叠区域进一步变形的确切性质不受特别限制，并且将取决于特定的成形工艺和产品所需的最终形状。在一些实施例中，弯曲折叠区域可以以使得弯曲折叠区域的部分变平的方式变形。原始弯曲折叠区域的这种平坦部分可以位于与金属板工件的侧壁相同的平面中。可替代地，原始弯曲折叠区域的这种平坦部分可以位于与金属板工件的基部区域相同的平面中。在一些实施例中，成形工具和/或砧座工具可仅沿着弯曲折叠区域的一部分逐渐滑动，使得弯曲折叠区域的变形仅发生在所述部分处或附近。

剪切材料在弯曲折叠区域中的转移可以为材料从弯曲折叠区域转移到至少一个侧壁部分和/或材料从至少一个侧壁部分转移到弯曲折叠区域。然而，在一些实施例中，在弯曲折叠区域中的剪切材料转移可以另外地或可替代地为剪切材料转移到板材的基部区域或剪切材料从板材的基部区域转移。

材料从弯曲折叠区域转移到至少一个侧壁部分可以改善收缩法兰的形成。材料从至少一个侧壁部分转移到弯曲折叠区域可以改善拉伸法兰的形成。通过允许这种材料转移，可以创建各种形状的法兰，其中在法兰区域很少或没有材料变薄或变厚，从而有助于在成形工艺中减少发生起皱和/或撕裂。

术语“侧壁部分”在本文中用于大体上限定相对于板材的基部区域形成侧壁的工件的一部分。换句话说，它是板材的一部分，相对于板材的基部区域以形成侧壁的方式倾斜。为形成这种侧壁部分而进行的弯曲/折叠可以是部分弹性的，也可以是完全塑性的。在某些情况下，折叠可能会沿着靠近板材基部区域的折线进行。该折线可以限定基部区域的边缘。可以适当地选择侧壁部分的数量给所形成的金属板结构的期望的最终形状。如上所述，可以至少存在第一侧壁部分和第二侧壁部分。优选地，一个或多个侧壁部分分别从基部区域(例如，从限定基部区域边缘的折线)延伸到金属板工件的边缘。因此，侧壁部分可以被认为是连接到基部区域并从基部区域延伸的法兰部分。

可以通过部分折叠金属板工件来使工件弯曲以形成侧壁部分。例如，这可以通过以下方式实现：在基部区域和工件边缘之间的一个或多个位置向金属板的第一表面和/或第二表面施加弯矩。在使金属板工件与砧座工具和成形工具接触的步骤期间，可以通过使金属板工件仅在砧座工具和成形工具之间接合来使工件弯曲。或者，可以使用一个或多个弯曲工具来施加弯矩。因此，该方法可以进一步包括提供一个或多个弯曲工具以使工件弯曲从而形成侧壁部分的步骤。在使用一个或多个弯曲工具的情况下，弯曲工具的精确形式不受特别限制，可以包括例如一个或多个杆或辊、夹持构件或任何适合将弯矩施加到板材工件的其他构件。优选地，弯曲工具具有细长的形式。这可以允许在一个或多个侧壁部分的宽度上均匀地施加弯矩。可以使用多个弯曲工具施加弯矩。在使用多个弯曲工具的情况下，金属板工件的任一侧可能都放置了一个或多个弯曲工具。例如，可以有两个杆/辊，其中单个杆/辊分别设置在工件的任一侧。或者，可以有三个杆/辊，两个相对一个，或四个以上的杆/辊。以这种方式，可以在它们之间控制位置或力，以在工具沿着表面移动时产生工件的曲率。

在使用一个或多个弯曲工具形成侧壁部分的情况下，当成形工具在弯曲折叠区域上逐渐滑动时，可以将它们定位成约束侧壁部分的第一表面和/或第二表面。优选地，一个或多个侧壁部分分别在紧邻成形工具的第一表面和第二表面中的一个或两个处被约束。在成形工具具有倒圆工具表面的情况下，侧壁部分可以在紧邻成形工具的倒圆工具表面处约束。提供侧壁部分的这种额外的表面约束可以帮助实现弯曲折叠区域的期望的变形。

在穿过工件厚度的横截面中，在变形期间，弯曲折叠区域可以是S形的。即，在穿过工件厚度的横截面中，弯曲折叠区域的第一部分(例如，与基部区域相邻的部分)可以具有第一曲率，弯曲折叠区域的第二部分(例如，邻近第一/第二边缘区域的部分)可以具有第二曲率，其中第二曲率与第一曲率相反。可能存在零曲率的区域，其连接第一曲率部分和第二曲率部分。第一曲率和第二曲率的大小可以不相等。优选地，第一曲率的大小大于第二曲率的大小。提供这种反向曲率可以将弯曲折叠区域的有效顶点降低到基部区域的平面以下，从而减少或防止材料在已经加工的区域中提起或进一步变形。在弯曲折叠区域是S形的情况下，侧壁部分也可以是S形的。

在加工之后，一个或多个侧壁部分和弯曲折叠区域可以共同限定连续壁或法兰，该连续壁或法兰从基部区域直立(或向下，这取决于工件的取向)。连续壁或法兰可以包括收缩法兰、拉伸法兰或收缩拉伸复合法兰(有时称为“S”形法兰)。

提供附加的工具组以在弯曲折叠区域变形期间将工件的边缘保持在弯曲折叠区域处可能是有利的。例如，可以提供夹紧装置以保持工件的边缘，从而在弯曲折叠区域上提供额外的负载。这可能导致材料的应力状态发生变化，从而有可能进一步改善金属板的可成形性。

该方法可以进一步包括迭代地重复以下步骤：

使所述工件弯曲以形成分别限定在所述第一边缘区域和第二边缘区域与所述基部区域之间的第一侧壁部分和第二侧壁部分，并在所述第一侧壁部分和第二侧壁部分之间限定弯曲折叠区域；

提供其他砧座工具，用于在所述弯曲折叠区域处接触并约束所述金属板工件的第一表面；

提供其他成形工具，用于在所述弯曲折叠区域处接触并约束所述金属板工件的第二表面；

使所述金属板工件与所述砧座工具和成形工具接触，并使所述其他成形工具和/或其他砧座工具沿所述弯曲折叠区域逐渐滑动，以使剪切材料在所述弯曲折叠区域中转移，从而使所述弯曲折叠区域进一步变形。

通过迭代地重复上述步骤，例如与深冲工艺相比，可以提供具有比其原始形状更大的变形且材料浪费减少的成形金属板结构，同时减少和/或防止发生不必要的板材变形(例如起皱或撕裂)。例如，在上述过程的单次重复中，可以提供一种成形的金属板结构，该金属板结构的法兰弯折成一个角度，例如相对基部区域的平面不超过30°或不超过40°。通过对上述处理步骤进一步进行两次重复(每次重复提供例如不超过30°的进一步的变形)，因此有可能提供的成形的金属板结构法兰的弯折角度为例如相对基部区域不超过90°。在进行多次重复的情况下，每次重复的增量变形可能不相同。例如，从理论上讲第一次重复可以提供更大的角度变形，而随后的重复可以提供较小的角度变形。

上述处理步骤可以重复1次、2次、3次或4次或更多次。在该过程的每次重复中，可以选择不同的其他砧座工具和其他成形工具，以适应变形的增加。可以适当地选择它们，以在每次重复中实现金属板工件所需的形状变化——这样，与上述第一砧座工具以及第一成形工具相同的注意事项也适用于其他砧座工具和其他成形工具。或者可以设想，在一些实施例中，其他重复中可以使用与第一重复中相同的砧座工具和成形工具。尽管重复次数可能部分地取决于例如每个先前重复中的变形大小以及材料选择，但是没有特别限制精确的重复次数。可以在重复之间应用一种或多种中间材料热处理，这可以改善工件的机械性能。例如，可以在形成的工艺的后续重复之间执行退火步骤。这可能有利于减少和/或消除材料的加工硬化，从而提高板材的可成形性。

在第二优选方面，本发明提供了使用根据第一方面的方法获得或可获得的工件。使用根据第一方面的方法可获得的工件与使用深冲工艺获得的工件相比，通常可减小工件上的材料厚度的变化，即板材均匀度更高。这是通过使材料主要以剪切变形模式变形来实现的，在相同变形程度下，这与可能导致变薄和/或破坏材料的张力相反。

在第三优选方面，本发明提供了一种适于执行根据第一方面的用于制造成形的金属板结构的方法的金属板加工设备，该金属板加工设备包括第一砧座工具和第一成形工具，并且第一砧座工具和第一成形工具构造成可移动的，以保持(i)成形工具和砧座工具之间的固定距离，或(ii)作用在位于成形工具和砧座工具之间的金属板工件上的固定力。

砧座工具和/或成形工具可以包括倒圆的工具表面。砧座工具的倒圆工具表面可以与成形工具的倒圆工具表面互补。例如，砧座工具的倒圆工具表面的曲率可以与成形工具的倒圆工具表面的曲率相反。优选地，倒圆工具表面的曲率等于变形后的金属板工件的弯曲折叠区域的一部分的期望曲率。

成形工具可以包括框架，并且成形工具的倒圆工具表面可以位于框架的横杆部分上。倒圆的工具表面的曲率半径可以等于变形后的弯曲折叠区域处的金属板工件的第二表面的期望曲率半径。成形工具可包括一个或多个约束臂(例如，一对臂)，该约束臂在使用过程中与金属板工件的第二表面接合，以防止弯曲折叠区域的不期望的水平变形。在成形工具包括一个或多个这样的臂的情况下，优选地，倒圆工具表面位于约束臂附近，或者位于两个这样的臂的中间(例如，在连接所述臂的横杆部分上)，从而在与倒圆工具表面附近提供约束。因此，成形工具可以包括近似“V”形或“U”形的框架部分。在成形工具包括一对约束臂的情况下，这些臂可以彼此成某一角度设置。例如，臂可以以彼此成60°至150°的角度布置，更优选70°至140°，更优选80°至130°，最优选90°至120°。选择这样的角度有助于在变形期间避免金属板工件起皱和/或撕裂。

然而，没有特别限制成形工具的精确形状。实际上，适合于包围弯曲折叠区域的至少一部分的任何形状都是合适的。在一些实施例中，成形工具可以是多部件工具。它可以包括两个以上的部件。例如，成形工具可以包括两个“L”形部分，当它们在一起时，形成“V”形或“U”形框架部分。在这样的实施例中，成形工具的各个部件可以在工件变形期间选定的阶段分开使用，可以在工件变形期间的其他选定阶段集合在一起。如下面关于图7所讨论的，这样的实施例对于大半径法兰的形成可能是特别有用的。

优选地，砧座工具和/或成形工具具有一个或多个倾斜的“引入”面，用于在成形工具和砧座工具之间引导工件。在成形工具上提供一个倾斜的“引入”面有助于防止金属板工件撕裂。在砧座工具上提供一个倾斜的“引入”面有助于防止金属板工件翘曲。倾斜的“引入”面可以紧邻砧座工具或成形工具的金属接触表面(接触并约束金属板工件的表面)而直接形成。如果存在该金属接触表面，则该金属接触表面可以是倒圆的工具表面。倾斜的“引入”面可以以相对于砧座工具或成形工具的金属接触表面所在的平面成10°至大约80°的角度形成，更优选20°至70°，更优选30°至60°，更优选40°至50°，最优选约45°。然而，引入面的角度可被选择为适合于使用所述砧座和/或成形工具的特定成形方法。在许多成形工艺中，金属板工件可能以一定角度接近砧座工具和/或成形工具的金属接触表面。在这种情况下，砧座工具和/或成形工具的倾斜“引入”面可形成为与金属板工件接近角的任一侧成大约5°。例如，当砧座工具和成形工具的金属接触表面位于水平面，而金属板工件的接近角为水平面以上18°时，则成形工具(上模)的引入面可以形成为在水平面上方23°，砧座工具(下模)的引入面可以形成为在水平面上方13°。提供这样的引入面可以在使成形工具和/或砧座工具抵靠弯曲折叠区域逐渐滑动从而使弯曲折叠区域变形的步骤期间防止工件翘曲或撕裂。成形工具和/或砧座工具可另外具有一个或多个倒角边缘，以减少变形期间工件撕裂的风险。

砧座工具可包括实心下模。替代地，砧座工具可以包括框架。没有特别限制砧座工具的精确形状，可以选择适当的形状以得到所需形状的成形金属板工件。然而，优选地，砧座工具具有与成形工具相似的形状。因此，砧座工具可以包括框架，并且砧座工具的倒圆工具表面可以位于框架的横杆部分上。砧座工具可包括一个或多个约束臂(例如，一对臂)，该约束臂在使用过程中与金属板工件的第一表面接合以防止弯曲折叠区域的不期望的水平变形。在砧座工具包括一个或多个这样的臂的情况下，优选地，倒圆工具表面位于约束臂附近，或者位于两个这样的臂的中间(例如，在连接所述臂的横杆部分上)，从而在倒圆工具表面附近提供约束。因此，砧座工具可以包括近似“V”形或“U”形的框架部分。当砧座工具包括一对约束臂时，这些臂可以彼此成一定角度设置。例如，臂可以以彼此成60°至150°的角度布置，更优选70°至140°，更优选80°至130°，最优选90°至120°。

如以上关于成形工具所讨论的，砧座工具可以是多部件工具。它可以包括两个以上的部件。例如，砧座工具可以包括两个“L”形部分，当放在一起时，它们形成“V”形或“U”形框架部分。在这样的实施例中，砧座工具的各个部件可以在工件变形期间选定的阶段分开使用，可以在工件变形期间的其他选定阶段集合在一起。在砧座工具包括实心下模的情况下，模具的工件接合表面的形状可以选择为与成形之后的工件的期望形状相匹配。

在弯曲折叠区域变形期间，砧座工具可以保持静止。替代地，并且更优选地，砧座工具可以在成形工具在弯曲折叠区域上方逐渐滑动的同时在弯曲折叠区域下方逐渐滑动，以帮助形成工件的最终期望形状。例如，砧座工具可以相对于成形工具在固定位置移动。替代地，砧座工具可以以这样的方式移动，即在行进方向上和/或垂直于砧座工具的行进方向上在工件上提供受控的力。

金属板加工设备可以构造成允许折叠和剪切的每个区域被分别致动。这可以在评估用于制造特定部件的不同工具特征的有效性方面提供更大的灵活性。

优选地，金属板加工设备可改装到现有压机生产线上。例如，弯曲阶段可以通过目前在深冲工艺中使用的现有工具来执行。

优选地，第一砧座工具和第一成形工具分别可互换用于其他砧座工具和其他成形工具。

在第四优选方面，本发明提供了一种套件，该套件包括第三方面的金属板加工设备以及一个或多个其他砧座工具和一个或多个其他成形工具。

除非上下文另外要求，否则上文中优选和/或可选的特征可单独地或以与本发明的任何方面的任何组合来组合。

附图说明

现在将参考附图通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1示出了收缩法兰。

图2示出了拉伸法兰。

图3示出了S形法兰。

图4a-f)示出了制造具有收缩法兰的成形金属板结构的方法的第一阶段中的连续工艺步骤。

图5a-f)示出了制造具有收缩法兰的成形金属板结构的方法的第二阶段中的连续工艺步骤。

图6a-f)示出了制造具有收缩法兰的成形金属板结构的方法的第三阶段中的连续工艺步骤。

图7a-e)示出了制造具有大半径收缩法兰的成形金属板结构的方法中的连续工艺步骤。

图8a-e)示出了制造具有收缩复合法兰的成形金属板结构的方法中的连续工艺步骤。

图9a-c)示出了图8所示工艺的一个步骤的平面图，包括砧座和成形工具的横截面细节。

图10a-d)示出了制造具有拉伸法兰的成形金属板结构的方法的第一阶段中的连续工艺步骤。

图11a-d)示出了制造具有拉伸法兰的成形金属板结构的方法的第二阶段中的连续工艺步骤。

图12a-g)示出了制造具有拉伸法兰的成形金属板结构的方法的第三阶段中的连续工艺步骤。

图13示出了在图10-图12所示的方法中使用的初始金属板工件的平面图。

优选实施例的详细说明以及本发明的其他可选特征

在此描述的工艺可以被理解为“折叠-剪切”。该方法可用于将金属板坯料变形为当前通过深冲制成的壳体形状(例如罐、盒子或车身部件)，而成形后的修整需求减少。如下面将参考图4-图6更加详细地描述的，该工艺通常涉及两步过程的少量重复：

首先，使部件的边缘(例如直边缘)弯曲，导致在直边缘相交的区域中折叠。

其次，这些折痕中的材料是用工具向外拉的，这些工具几乎在纯剪切作用下会产生变形(板材厚度没有明显变化)。工艺配置的变化可以允许形成大半径的拐角和反向拐角(拉伸法兰)，如以下关于图7、图8和图10至图12所述。

现在将参考图4至图6描述该工艺，图4至图6分别示出了制造成形的金属板结构的方法的第一阶段、第二阶段和第三阶段中的连续工艺步骤。该工艺首先从金属平板开始，如图4(a)所示，最终形成的金属板结构包括收缩法兰，该法兰从工件的基部区域以大约90°直立，如图6(f)所示。为了简单起见，这些图中的每一个都示出了整个工艺的四分之一：示出整个工艺则将示出带有直立的外围法兰的箱形工件的形成。实际上，本图示出了箱形工件单个角的形成。

在成形工艺的第一阶段，如图4所示，提供了平的金属板工件1，该金属板工件的第一表面3和第二表面5彼此相对——在此，第一表面和第二表面分别为板材的下表面(不可见)和上表面。板材具有外围边缘7，此处的边缘包括两个笔直的边缘区域9、11，以及在两个笔直的边缘区域之间的倒圆的边缘区域13(尽管我们注意到，这些边缘区域的精确形状不是必需的，但是可以被选择为适合于特定的组成部件。

平的金属板工件1位于金属板加工设备(仅显示部件)中。金属板加工设备包括具有倒圆工具表面(未示出)的第一砧座工具15和具有倒圆工具表面19的第一成形工具17。金属板加工设备还包括多个弯曲工具：在此为两组辊21a，b。每组辊包括至少两个辊，其中至少一个辊23设置在金属板工件的任一侧上。辊23被配置为相对于工件可移动，以允许向工件施加弯矩。

图4(b)示出了使用辊23使工件1弯曲以形成第一侧壁部分25和第二侧壁部分27的步骤。第一侧壁部分25和第二侧壁部分27从平坦的基部区域29分别延伸到板材的第一边缘区域9和第二边缘区域11。这里，由于辊23是细长形状，所以在每个侧壁部分的几乎整个宽度上施加了弯矩。这可以帮助控制侧壁部分的弯曲以避免不期望的板材变形。

当形成第一侧壁部分和第二侧壁部分时，在第一侧壁部分和第二侧壁部分之间形成中间弯曲折叠区域31。在此，随着收缩法兰的形成，弯曲折叠区域具有大体上凸的曲率。弯曲折叠区域是在第一侧壁部分和第二侧壁部分与基部区域的相交处30具有顶点的近似圆锥形。

在初始弯曲步骤期间或之后，成形工具17在弯曲折叠区域31与金属板工件的第二(上)表面接触，而砧座工具15在弯曲折叠区域31处与金属板工件的第一(下)表面接触。具体地，成形工具的倒圆工具表面19接触弯曲折叠区域。第一砧座工具还具有与弯曲折叠区域接触的倒圆工具表面(未示出)。在此，成形工具方便地形成为近似“V”形的构件或框架，倒圆工具表面19位于工具的横杆中，第一和第二约束臂33a，b中间，约束臂在使用过程中与金属板工件1的第二表面5接合，以帮助防止弯曲折叠区域和/或侧壁部分的不期望的变形。第一砧座工具15也具有倒圆工具表面(尽管不可见)。

图4(b)-(e)示出了砧座工具15和成形工具17在远离基部区域的方向上在弯曲折叠区域31上逐渐滑动以使弯曲折叠区域变形的连续工艺步骤。

在此，与成形工具17一样，砧座工具15也可相对于金属板工件1移动，并且在成形工具在弯曲折叠区域113上滑动的同时，也在弯曲折叠区域113下方逐渐滑动。成形工具和砧座工具同时移动，以在工具之间保持固定距离。这可以帮助形成工件的最终期望形状。

另外，随着成形工具在弯曲折叠区域31上逐渐滑动，辊23也逐渐移动以约束邻近成形工具17的倒圆工具表面19的第一侧壁部分25和第二侧壁部分27的第一表面3和第二表面5。通过防止弯曲折叠区域和/或侧壁部分的不期望的变形，提供侧壁部分的这种附加的表面约束可以帮助实现弯曲折叠区域的期望的变形。

成形工具在弯曲折叠区域上逐渐滑动期间，第一侧壁部分25和第二侧壁部分27在从基部区域29到相应的侧壁部分25、27的边缘区域9、11工件的整个厚度方向上的横截面为大致“S”形。即，邻近基部区域的侧壁部分的第一部分具有第一曲率，邻近边缘区域的侧壁部分的第二部分具有第二曲率，其中第二曲率与第一曲率相反。提供侧壁部分的这种“反曲率”可以帮助工件的最终期望形状的形成。

在砧座工具和成形工具在弯曲折叠区域上滑动期间弯曲折叠区域发生进一步变形，在此期间，与金属板工件的侧壁部分相邻的原始弯曲折叠区域部分被展平，使它们与侧壁部分处于同一平面(见图4(f))。这样，变形后形成的最终弯曲折叠区域具有与该形成步骤之前的弯曲折叠区域不同的形状。

在加工第一阶段结束时形成的金属板结构100(如图4(f)所示)包括由第一侧壁部分25和第二侧壁部分27和弯曲折叠区域31限定的连续壁或收缩法兰35，其从基部区域29直立(或如图4(f)所示向下延伸)。在此，法兰位于与基部区域的平面偏移约30°的平面中。

然后，如图5和图6所示以及如下文所述，将图4描述的上述过程再重复两次。

在图5所示的成形工艺的第二阶段中，可选地在一个或多个中间材料热处理之后，提供由成形工艺的第一阶段(如图4(f)所示)形成的成形金属板结构100，其位于金属板加工设备中。在某些情况下，可以在成形工艺的第一阶段之后立即执行成形工艺的第二阶段，因此，成形的金属板结构100可能已经位于金属板加工设备中。

在成形工艺的第一阶段(图4)中使用的第一砧座工具和第一成形工具分别互换为其他砧座工具115和其他成形工具117。其他砧座和成形工具的总体形状分别与第一砧座和成形工具形状相似。特别地，成形工具在这里方便地形成为近似“V”形或“U”形的构件或框架，倒圆工具表面119位于工具的横杆中，在第一和第二约束臂133a,b中间，在使用过程中，其与金属板工件的第二表面5接合，以帮助防止弯曲折叠区域和/或侧壁部分发生不期望的变形。其他成形工具的倒圆工具表面119比在成形工艺的第一阶段中使用的第一成形工具的倒圆工具表面19宽。其他砧座工具115也具有倒圆工具表面(尽管不可见)。

如上所述，金属板加工设备包括多个弯曲工具：在此，示出了两组辊21a，b，每组辊包括设置在金属板工件100两侧的辊23。

图5(b)示出了使用辊23弯曲工件100以形成第一侧壁部分125和第二侧壁部分127的步骤。第一侧壁部分125和第二侧壁部分127从平坦的基部区域29分别延伸到工件的第一边缘区域9和第二边缘区域11。与该工艺的第一阶段一样，辊23的细长形状意味着几乎在每个侧壁部分的整个宽度上都施加了弯矩，以帮助避免不必要的工件变形。

在弯曲步骤期间或之后，成形工具117在弯曲折叠区域131处与金属板工件100的第二(上)表面5接触，而砧座工具115在弯曲折叠区域131处与金属板工件的第一(下)表面接触。具体地，成形工具的倒圆工具表面119接触弯曲折叠区域。图5(b)-(e)示出了砧座工具115和成形工具117沿远离基部区域的方向在弯曲折叠区域131上逐渐滑动以使弯曲折叠区域变形的连续工艺步骤。如上所述，在此期间，第一侧壁部分125和第二侧壁部分27在从基部区域29到侧壁部分125、127的相应边缘区域9、11的工件的整个厚度方向上的横截面中大致为“S”形。

如上面关于第一阶段所述，其他砧座工具115，像成形工具117一样，也可相对于金属板工件100移动，并且在成形工具在弯曲折叠区域上滑动的同时也在弯曲折叠区域131下方逐渐滑动。此外，也如上文关于第一阶段所述，随着成形工具在弯曲折叠区域131上逐渐滑动，辊23也逐渐移动以约束邻近成形工具117的倒圆工具表面119的第一侧壁部分125和第二侧壁部分127的第一表面3和第二表面5。

在加工的第二阶段结束时形成的金属板结构(如图5(f)所示)包括由第一侧壁部分125和第二侧壁部分127和弯曲折叠区域131限定的连续壁或收缩法兰135，其从基部区域29直立。在此，法兰位于与基部区域的平面偏移约60°的平面中。

在图6所示的成形工艺的第三阶段中，可选地在一个或多个中间材料热处理之后，提供由成形工艺的第二阶段(如图5(f)所示)形成的成形金属板结构200，其位于金属板加工设备中。在某些情况下，可以在成形工艺的第二阶段之后立即执行成形工艺的第三阶段，因此，成形的金属板结构200可能已经位于金属板加工设备中。

在成形工艺的第二阶段(图5)中使用的其他砧座工具和其他成形工具分别互换为第二其他砧座工具215和第二其他成形工具217。第二其他砧座和成形工具的总体形状分别与其他砧座和成形工具的形状相似。特别地，成形工具在这里方便地形成为近似“U”形的构件或框架，倒圆工具表面219位于工具的横杆中，在第一和第二约束臂233a，b中间，在使用过程中，其与金属板工件200的第二表面5接合，以帮助防止弯曲折叠区域和/或侧壁部分发生不期望的变形。其他成形工具的倒圆工具表面219比在成形工艺的第二阶段中使用的其他成形工具的倒圆工具表面119宽。其他砧座工具215也具有倒圆工具表面(尽管不可见)。

图6(b)示出了使用辊23弯曲工件200以形成第一侧壁部分225和第二侧壁部分227的步骤。第一侧壁部分225和第二侧壁部分227从平坦的基部区域29分别延伸到工件的第一边缘区域9和第二边缘区域11。与成形工艺的第一阶段和第二阶段一样，辊23的细长形状意味着几乎在每个侧壁部分的整个宽度上都施加了弯矩，以帮助避免不必要的工件变形。

在弯曲步骤期间或之后，成形工具217在弯曲折叠区域231处与金属板工件200的第二(上)表面5接触，而砧座工具215在弯曲折叠区域231处与金属板工件的第一(下)表面接触。具体地，成形工具的倒圆工具表面219接触弯曲折叠区域。图6(b)-(e)示出了砧座工具215和成形工具217沿远离基部区域的方向在弯曲折叠区域231上逐渐滑动以使弯曲折叠区域变形的连续工艺步骤。如上所述，在此期间，第一侧壁部分225和第二侧壁部分227在从基部区域29到侧壁部分225、227的相应边缘区域9、11的工件的整个厚度方向上的横截面中大致为“S”形。

如上面关于第一阶段和第二阶段所述，其他砧座工具215，像成形工具217一样，也可相对于金属板工件200移动，并且在成形工具在弯曲折叠区域上滑动的同时也在弯曲折叠区域231下方逐渐滑动。此外，也如上文关于第一阶段所述，随着成形工具在弯曲折叠区域231上逐渐滑动，辊23也逐渐移动以约束邻近成形工具217的倒圆工具表面219的第一侧壁部分225和第二侧壁部分227的第一表面3和第二表面5。

在加工的第三阶段和最后阶段结束时形成的金属板结构(如图6(f)所示)包括由第一侧壁部分225和第二侧壁部分227和弯曲折叠区域231限定的连续壁或收缩法兰235，其从基部区域29直立。在此，法兰位于与基部区域的平面偏移约90°的平面中。

图7a-e)示出了制造具有大半径收缩法兰的成形金属板结构的方法中的连续工艺步骤。没有示出在平的金属板工件上执行的初始弯曲步骤。金属工件具有彼此相对的第一和第二表面——在此，第一和第二表面分别位于板材的下表面(不可见)和上表面。板材具有外围边缘307，此处的边缘包括两个笔直的边缘区域309、311，以及在两个笔直的边缘区域之间的圆形边缘区域313(尽管我们注意到，这些边缘区域的精确形状不是必需的，但是可以被选择为适合于特定的组成部件。第一侧壁部分325和第二侧壁部分327在第一边缘区域309和第二边缘区域311与工件的平坦基部区域329之间延伸，在它们之间限定了中间弯曲折叠区域331。弯曲折叠区域在形成(大半径的)收缩法兰时具有大体上凸的曲率。弯曲折叠区域最初可以是在第一和第二侧壁部分和基部区域的相交处具有顶点的近圆锥形。

在该工艺中，使用两件式成形工具317a，b和两件式砧座工具315a，b代替诸如上面关于图4-图6示出和描述的一件式工具。成形工具317和砧座工具315分别包括两个“L”形部分(a部分，b部分)，当它们组合在一起时形成“V”形框架。每个“L”形部分都包括倒圆工具表面(未示出)，用于在弯曲折叠区域处接触并约束金属板工件的第一或第二表面。

使砧座工具315和成形工具317彼此相对移动，直到它们分别在图7(a)所示的位置接触金属板工件的第一侧和第二侧。一旦砧座工具和成形工具与金属板工件接触，“L”形部分就沿相对于基部区域的大致侧向朝着彼此相对于弯曲折叠区域逐渐滑动，以使弯曲折叠区域变形。通过这种运动，材料被“聚集”在大半径的拐角处。彼此相遇后，成形工具和砧座工具的“L”形部分结合在一起，以形成各自的“V”形成形工具和砧座工具。然后使成形工具和砧座工具沿远离基部区域的方向相对于弯曲折叠区域逐渐滑动，以使弯曲折叠区域进一步变形。

在加工阶段结束时形成的金属板结构(未示出)包括由第一侧壁部分325和第二侧壁部分327和弯曲折叠区域331限定并从基部区域329直立的连续壁或收缩法兰。在此，法兰位于与基部区域的平面偏移约30°的平面中。

图8a-e)示出了在制造具有收缩-拉伸复合法兰的成形金属板结构的方法中的连续工艺步骤。没有示出在平的金属板工件上执行的初始弯曲步骤。金属工件具有彼此相对的第一表面和第二表面–在此，第一表面和第二表面分别位于板材的下表面(不可见)和上表面。板材具有外围边缘407，此处的边缘包括至少一个笔直边缘区域409。第一侧壁部分425在边缘区域409和工件的平坦基部区域429之间延伸。弯曲折叠区域431被限定为邻近侧壁部分425。弯曲折叠区域最初具有大体上凸的曲率。

使砧座工具415和成形工具417朝向彼此移动，直到它们分别在图8(a)所示的位置接触金属板工件的第一侧和第二侧。一旦砧座工具和成形工具与金属板工件接触，它们便沿着“S”形路径沿弯曲折叠区域相对于基部区域429侧向逐渐滑动，首先使凸出的弯曲折叠区域绕收缩法兰部分的角移动，然后“放弃”材料以形成拉伸法兰部分。此处，成形工具417具有倾斜的引入面439，以帮助将金属板工件引导到成形工具下方，如下面相对于图9更详细地描述的。

在该加工阶段结束时形成的金属板结构包括由第一侧壁部分425和弯曲折叠区域431限定并从基部区域429直立的连续壁或收缩法兰。在此，法兰位于与基部区域的平面偏移约30°的平面中。

图9a-c)示出了形成图8所示的金属板工件的工艺的一个步骤的平面图，以及砧座工具和成形工具的横截面细节。图9(b)示出了沿图9(a)中的A-A线截取的截面。成形工具417包括金属接触表面437，该金属接触表面在变形期间接触并约束金属板工件的第二表面。成形工具还包括倾斜的引入面439，该引入面439相对于金属接触表面所在的平面成45°角。在变形过程中，随着成形工具逐渐滑过金属板工件，倾斜的引入面引导金属板与成形工具的金属接触表面接触，并有助于防止不必要的翘曲和/或撕裂。

如在图9(c)中最佳地看到的，砧座工具415的前角441也被倒角以帮助防止金属板工件发生不期望的撕裂。

拉伸法兰也单独存在，作为内部拐角(例如车身前翼的轮拱形状)。如上面关于形成收缩-拉伸复合法兰的方法所述，这可以通过将材料朝着拉伸法兰向内移动聚集来实现。

图10-图12示出了制造具有拉伸法兰的成形金属板结构的方法的第一阶段、第二阶段和第三阶段中的连续工艺步骤。如图10(a)所示，该工艺首先从平坦的金属板开始，最终形成的金属板结构包括拉伸法兰，该法兰从工件基部区域以大约90°的角度直立，如图12(f)所示。

在成形工艺的第一阶段，如图10所示，提供了平坦的金属板工件501，该金属板工件具有彼此相对的第一表面503和第二表面505——在此，第一表面和第二表面分别为板材的下表面(不可见)和上表面。该板材具有外围边缘507，这里的边缘包括多个笔直的边缘区域(如图13所示)。两个边缘区域547、549以“V”形布置，彼此成大约120°的角度。

平坦的金属板工件501位于金属板加工设备中(仅示出一部分)。金属板加工设备包括多个弯曲工具：在此，两组夹持构件521a，b，每组都设置为夹持一部分金属板工件。夹持构件521a，b被配置为相对于工件可移动，以允许向工件施加弯矩。

图10(b)示出了使用夹持构件521a，b使工件501弯曲从而形成第一侧壁部分525和第二侧壁部分527的步骤。该弯曲是通过将各组夹持构件521a，521b彼此向内旋转而进行的。这导致金属板工件沿着第一折叠线F1和和第二折叠线F2折叠，该第一折叠线F1和和第二折叠线F2与板材的平坦基部区域529(在此，是不连续的平坦基部区域，最初形成为板材的两个分开的部分)相邻，从而形成分别从所述第一折叠线F1和和第二折叠线F2延伸到板材的第一边缘区域509和第二边缘区域511的第一侧壁部分和第二侧壁部分。当形成第一侧壁部分和第二侧壁部分时，在第一侧壁部分和第二侧壁部分之间形成中间弯曲折叠区域531。

金属板加工设备包括第一砧座工具515和第一成形工具517。第一砧座工具和第一成形工具中的每一个都包括金属接触工具表面，该金属接触工具表面位于大致水平的平面中，分别用于在第一和第二表面与金属板件接触并约束金属板件工件。第一砧座工具和第一成形工具中的每一个还包括倾斜的引入面，用于在砧座工具和成形工具之间引导金属板工件。此处，成形工具和砧座工具方便地形成为具有第一和第二约束臂533a,b；534a,b的近似“V”形构件，其在使用期间与金属板工件的各个表面接合，以帮助防止弯曲折叠区域和/或侧壁部分的不期望的变形。每个成形工具的约束臂和砧座工具之间的角度约为119°。

在初始弯曲步骤期间或之后，成形工具517在弯曲折叠区域531处与金属板工件的第二(上)表面接触，而砧座工具515在弯曲折叠区域531处与金属板工件的第一(下)表面接触。

然后，使砧座工具515和成形工具517沿远离基部区域的方向在弯曲折叠区域531的一部分上逐渐滑动，使得弯曲折叠区域和相邻的侧壁部分525、527部分平坦，以便位于与金属板工件的基部区域相同的平面中(参见图10(d))。砧座工具和成形工具同时移动，以保持工具之间的固定距离。这可以帮助形成工件的最终期望形状。

在加工的第一阶段结束时形成的金属板结构600(如图11(a)所示)包括由第一侧壁部分525和第二侧壁部分527的非平坦部分和弯曲折叠区域531限定的连续壁或拉伸法兰，其从基部区域529直立。在此，法兰位于与基部区域的平面偏移约46°的平面中，在法兰的弯曲折叠区域和基部区域之间测量。

然后，如图11和图12所示，将以下针对图10所述的上述过程重复两次。

在图11所示的成形工艺的第二阶段中，可选地在一个或多个中间材料热处理之后，提供由成形工艺的第一阶段形成的成形金属板结构600，其位于金属板加工设备中。在某些情况下，可以在成形工艺的第一阶段之后立即执行成形工艺的第二阶段，因此，成形金属板结构600可能已经位于金属板加工设备中。

图11(b)示出了使工件600弯曲以形成第一侧壁部分625和第二侧壁部分627的步骤。类似于该工艺的第一阶段，通过彼此向内旋转各组夹持构件521a，b来执行该弯曲步骤。这导致金属板工件沿着与板材的平坦基部区域629相邻的第一折叠线和第二折叠线折叠，从而形成从所述第一折叠线和第二折叠线分别延伸至板材的第一边缘区域609和第二边缘区域611的第一侧壁部分625和第二侧壁部分627，并限定出中间弯曲折叠区域631。

图11(c)示出了与其他砧座工具615和其他成形工具617接触的金属板工件，所述其他砧座工具615和其他成形工具617代替了在成形工艺的第一阶段中使用的第一砧座工具515和第一成形工具517。类似于在成形工艺的第一阶段中使用的第一砧座工具和成形工具，其他成形工具617和砧座工具615各自包括：金属接触工具表面，该金属接触工具表面位于大致水平的平面中，以分别在第一表面和第二表面接触并约束金属板工件，以及用于在其他砧座工具和其他成形工具之间引导金属板工件的倾斜的引入面。此外，其他成形工具617和其他砧座工具615方便地形成为具有第一约束臂和第二约束臂的近似“V”形的构件，其在使用过程中与金属板工件的相应表面接合以帮助防止弯曲折叠区域和/或侧壁部分发生不期望的变形。每个成形工具的约束臂和砧座工具之间的角度约为114°。

然后，使砧座工具615和成形工具617沿远离基部区域的方向在弯曲折叠区域631的一部分上逐渐滑动，使得弯曲折叠区域和相邻的侧壁部分625、627部分平坦，以便位于与金属板工件的基部区域相同的平面中(参见图11(d))。砧座工具和成形工具同时移动，以保持工具之间的固定距离。这可以帮助形成工件的最终期望形状。

在加工的第二阶段结束时形成的金属板结构700(如图12(a)所示)包括由第一侧壁部分625和第二侧壁部分627的非平坦部分和弯曲折叠区域631限定的连续壁或拉伸法兰，其从基部区域629直立。在此，法兰位于与基部区域的平面偏移约70°的平面中，在法兰的弯曲折叠区域和基部区域之间测量。

在图12所示的成形工艺的第三阶段中，可选地在一个或多个中间材料热处理之后，提供由成形工艺的第一阶段产生的成形金属板结构700，其位于金属板加工设备中。在某些情况下，可以在成形工艺的第一阶段之后立即执行成形工艺的第二阶段，因此，成形金属板结构700可能已经位于金属板加工设备中。

图12(b)示出了使工件700弯曲以形成第一侧壁部分725和第二侧壁部分727的步骤。类似于该工艺的第一阶段和第二阶段，通过彼此向内旋转各组夹持构件521a，b来执行该弯曲步骤。这导致金属板工件沿着与板材的平坦基部区域729相邻的第一折叠线和第二折叠线折叠，从而形成从所述第一折叠线和第二折叠线分别延伸至板材的第一边缘区域709和第二边缘区域711的第一侧壁部分725和第二侧壁部分727，并限定出中间弯曲折叠区域731。

图12(c)示出了与第二其他砧座工具715和第二其他成形工具717接触的金属板工件，第二其他砧座工具715和第二其他成形工具717代替了在成形工艺的第二阶段中使用的其他砧座工具615和其他成形工具617。类似于在成形工艺的第一阶段和第二阶段中使用的第一/其他砧座工具和成形工具，第二其他成形工具717和第二其他砧座工具715各自包括：金属接触工具表面，该金属接触工具表面位于大致水平的平面中，以分别在第一表面和第二表面接触并约束金属板工件，以及用于在其他砧座工具和其他成形工具之间引导金属板工件的倾斜的引入面。此外，第二其他成形工具717和第二其他砧座工具715方便地形成为具有第一约束臂和第二约束臂的近似“V”形的构件，其在使用过程中与金属板工件的相应表面接合以帮助防止弯曲折叠区域和/或侧壁部分发生不期望的变形。每个成形工具的约束臂和砧座工具之间的角度约为99°。

然后，使第二其他砧座工具715和第二其他成形工具717沿远离基部区域的方向在弯曲折叠区域731的一部分上逐渐滑动，使得弯曲折叠区域和相邻的侧壁部分725、727部分平坦，以便位于与金属板工件的基部区域相同的平面中(见图12(d))。砧座工具和成形工具同时移动，以保持工具之间的固定距离。这可以帮助形成工件的最终期望形状。

在加工的第三阶段结束时成形的金属板结构800包括由第一侧壁部分725和第二侧壁部分727的非平坦部分和弯曲折叠区域731限定的连续壁或拉伸法兰，其从基部区域729直立。在此，法兰位于与基部区域的平面偏移约87°的平面中，在法兰的弯曲折叠区域和基部区域之间测量。

上述工艺能够制造位于与基部区域偏移90°的平面中的法兰，即形成与基部区域成直角的法兰。

***

在前述说明书，或所附权利要求书或附图中公开的特征适当地以其特定形式或根据用于执行所公开功能的装置，或用于获得所公开结果的方法或工艺来表达。可以单独地，或以这些特征的任何组合的方式使用本发明的实施例并以其各种形式实现本发明。

尽管已经结合上述示例性实施例描述了本发明，但是当给出本公开时，许多等同的修改和变化对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，以上阐述的本发明的示例性实施例应理解为说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所描述的实施例进行各种改变。

为了避免任何疑问，提供本文提供的任何理论解释是为了增进读者的理解。发明人不期望被这些理论解释所束缚。

本文使用的任何部分标题仅用于组织目的，而不应解释为限制所描述的主题。

在整个说明书中，包括所附的权利要求书，除非上下文另有要求，否则词语“包括”和“包含”以及诸如“包括”，“包含”和“含有”之类的变体将被理解为暗示包括所述的整数或步骤或一组整数或步骤，但不排除任何其他整数或步骤或一组整数或步骤。

必须注意，在说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一个”，“一种”和“该”包括复数对象，除非上下文另有明确规定。在本文中范围可以表示为从“大约”一个特定值和/或到“大约”另一特定值。当表达这样的范围时，另一实施例包括从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，应当理解的是，特定值形成另一实施例。相对于数值的术语“约”是可选的，并且是指例如+/-10％。

参考文献

上面引用了一个或多个出版物，以便更全面地描述和公开本发明以及本发明所属领域的技术水平。下面提供了这些参考文献的完整引文。这些参考文献整体并入本文。

Horton,P.M.and Allwood,J.M.(2017):“Yield improvement opportunitiesfor manufacturing automotive sheet metal components”,Journal of MaterialsProcessing Technology,249 78-88.

Claims

1.一种制造成形的金属板结构的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个边缘包括第一边缘区域和第二边缘区域，并且所述方法还包括：

使所述工件弯曲以形成分别限定在所述第一边缘区域和第二边缘区域与所述基部区域之间的所述第一侧壁部分和第二侧壁部分，并在所述第一侧壁部分和第二侧壁部分之间限定所述弯曲折叠区域。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括迭代地重复以下步骤：

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述砧座工具和所述成形工具各自具有倒圆的工具表面。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述成形工具和/或所述砧座工具具有倾斜的引入面，所述倾斜的引入面相对于所述成形工具和/或所述砧座工具的金属接触工具表面成一定角度形成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在滑动步骤的至少一部分期间，所述成形工具和/或所述砧座工具沿所述弯曲折叠区域在远离所述基部区域的方向上逐渐滑动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在滑动步骤的至少一部分期间，所述成形工具和/或所述砧座工具沿所述弯曲折叠区域在所述基部区域侧面逐渐滑动。

8.根据前述权利要求中任一项所述的制造成形的金属板结构的方法，其中所述剪切材料的转移为：

(i)材料从所述弯曲折叠区域转移到至少一个侧壁部分；或者

(ii)材料从至少一个侧壁部分转移到所述弯曲折叠区域。

9.根据前述权利要求中任一项所述的制造成形的金属板结构的方法，其中所述侧壁部分分别从所述基部区域延伸到所述工件的边缘。

10.根据前述权利要求中任一项所述的制造成形的金属板结构的方法，其中在穿过所述工件的厚度的横截面中，所述弯曲折叠区域为“S”形。

11.根据前述权利要求中任一项所述的制造成形的金属板结构的方法，还包括以下步骤：提供一个或多个弯曲工具，以执行使所述工件弯曲从而形成所述侧壁部分的步骤。

12.根据权利要求11所述的制造成形的金属板结构的方法，其中所述弯曲工具包括一根或多根杆、一个或多个辊或一个或多个夹持构件。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的制造成形的金属板结构的方法，其中当所述成形工具在所述弯曲折叠区域上逐渐滑动时，所述弯曲工具约束所述侧壁部分。

14.根据前述权利要求中任一项所述的制造成形的金属板结构的方法，其中在加工之后，所述侧壁部分和所述弯曲折叠区域共同限定从所述基部区域直立的连续壁。

15.根据前述权利要求中任一项所述的制造成形的金属板结构的方法，其中所述砧座工具和/或所述成形工具是多部件工具。

16.根据前述权利要求中任一项所述的制造成形的金属板结构的方法，包括以下步骤：提供附加工具组，以在所述弯曲折叠区域变形期间将所述工件的边缘保持在所述弯曲折叠区域处。

17.一种使用根据权利要求1至16中任一项所述的方法可获得的工件。

18.一种适于执行根据权利要求1至16中任一项所述的用于制造成形的金属板结构的方法的金属板加工设备，所述金属板加工设备包括第一砧座工具和第一成形工具，所述第一砧座工具和第一成形工具被构造为可移动的，以维持(i)所述成形工具和所述砧座工具之间的固定距离，或(ii)对设置在所述成形工具与所述砧座工具之间的金属板工件的固定力。

19.一种套件，包括根据权利要求18所述的金属板加工设备以及一个或多个其他砧座工具和一个或多个其他成形工具。