CN1929935A - 带有弯曲控制位移的板材及其形成的方法 - Google Patents

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Abstract

一准备板材以便沿一弯曲线实施弯曲的方法主要地包括以下步骤：沿板材的厚度方向形成至少一个位移，使位移周缘的一部分最靠近弯曲线，在弯曲过程中，提供一边缘和一相对的面，它们构造和定位成产生位于周缘相对侧上的板材的边缘对面的接合。形成步骤较佳地使用以下过程之一实现：冲压过程、冲切过程、滚卷成形过程，以及滚花过程。还揭示了使用工艺过程适于弯曲的板材，诸如使用涂层、护板，以及在诱发弯曲的切口之间位移板的区域。

Description

带有弯曲控制位移的板材及其形成的方法
相关申请
本申请是基于2003年9月26日提交的共同未决的专利申请系列号No.10/672,766的部分继续的申请，其题为“设计和制造精确折叠的、高强度的抗疲劳结构及其所应用板片的技术”，后者的申请曾是基于2002年9月26日提交的共同未决的专利申请系列号No.10/256,870的部分继续的申请，其题为“板材、切口板精确弯曲的方法及其制造工艺过程”，后者的申请曾是基于2000年8月17日提交的共同未决的主专利申请系列号No.09/640,267的部分继续的申请，其题为“材料板的精确弯曲及用于其的切口板”，现为美国专利No.6,481,259 B1。
技术领域
本发明一般地涉及板材的精确折叠，具体来说，涉及板材准备，以用冲切、冲压、滚卷成形、压花及类似的过程来弯曲材料，然后，将板材弯曲或折叠成三维的结构。
背景技术
本方法和装置基于以上阐述的相关申请中所揭示的在深度的切口和开槽的几何形，本文援引各个这些申请以供参考。在这些相关的申请中，揭示了形成切口和槽的若干种技术和制造工艺过程，它们精确地控制各种板材的弯曲加工，其中包括激光切割、水射流切割、冲压、冲切、模制、浇铸、立体的平版印刷术、滚卷成形、机加工、化学蚀刻、光刻等。用于制造诱发弯曲的切口几何形的某些这样的工艺过程可以比其它的工艺昂贵。例如，较之于冲压或冲切，激光切割固有地包括附加的成本，但冲切和冲压不能特别地适用于相当重规格的板材。
以上指出的有关申请的精确弯曲切口几何形可以有利地应用于由相对薄规格板材形成的许多种结构。这些结构趋于受到以下二方面的驱策，它们需要复杂和精确的弯曲图形甚于对强度或耐疲劳的要求。一种可由相对薄规格板材形成但又要求精确和复杂弯曲的类型的结构实例是电子部件的底板，诸如计算机、声频接收机、电视、DVD播放器等。
如以上所涉及的申请系列号No.10/672,766中指出的，平板根据以上有关申请中介绍的技术开切口或开槽，这样的平板使用所谓的“边挖取边放置”技术可具有安装在平板上的电气部件。然后，板可折叠成封闭形状或外壳，其中，所有的部件在空间上处于外壳内所要求的相对位置上。由于有使用相对低力弯曲的技术将平板折叠成精确尺寸的封闭形的能力，所以该“边挖取边放置”技术大大地降低了成本。尽管这样的电子底板可使用激光切割或水射流切割来形成，但如果可采用低成本的切口形成或槽形成的技术，则会有相当的优点。因此，如果诸如冲切、冲压、滚卷成形或诸如此类方法的低成本加工工艺不失去有关申请可形成切口几何形的精度优点，则这样的低成本加工工艺将高度有利地用于相对薄规格的材料。
此外，诸如冲切、冲压和滚卷成形之类的切口形成技术可形成具有基本上零截口或切口宽度尺寸的切口，而激光和水射流切割需去除材料并形成具有可量测截口或宽度尺寸的切口。具有零截口切口的板具有的优点在于，板在弯曲之后，沿着弯曲线可以更加靠近。因此，在弯曲过程中它们不会趋于如具有可测量的截口尺寸的板那样多地打开。这使得零截口板易于顺从地涂敷一种保护的涂层，该涂层将密封和关闭弯曲线，以使它们可用于以下的各种应用中，其中，需要有电磁的屏蔽，或需要耐腐蚀、吸引人的外观、需容纳流体等。
因此，本发明的目的是提供一种准备板材的方法，以便沿一弯曲线实施精确的弯曲，该方法的成本相当低，其适于使用板材的宽范围的应用。
本发明的另一目的是提供一准备板材以备弯曲的低成本方法，该方法能精确地弯曲而没有累积的弯曲误差，该方法适用于复杂的弯曲图形，并只需要最小的力来实施弯曲。
本发明的另一目的是提供一用于弯曲的板材，其中，使用低成本的制造过程来形成开口或槽，所述制造过程能形成这样的结构，它们可以密封、流体密封、耐腐蚀或必须具有一吸引人的外观。
本发明的可弯曲的板材和诱发弯曲的板形成方法具有其它的目的和优点的特征，它们将在下面的实施本发明的最佳方式中作更为详细的阐述，本发明的最佳模式将示范和图示在附图中。
发明内容
本发明准备板材以便沿一弯曲线实施弯曲的方法主要地包括以下步骤：沿板材的厚度方向形成至少一个位移，使位移周缘的一部分最靠近弯曲线，在弯曲过程中，提供一边缘和一相对的面，它们构造和定位成产生板材的边缘对面的接合。该位移较佳地使用以下方法之一来形成：冲切、冲压、滚卷成形、压花、化学加工或蚀刻工艺等，其中，模具、机加工工具、一刀具或化学试剂在板材中形成一零截口或槽的切口或剪切线。当采用模具时，最靠近弯曲线的由模具造成的位移的周缘至少局部地剪切，并通常完全地通过靠近弯曲线的板材的厚度尺寸。最佳地是，多个位移沿着弯曲线形成，使交替的位移定位在弯曲线的相对侧上。在最佳的形式中，最靠近弯曲线的周缘事实上重叠在弯曲线上，这样，在弯曲线相对侧上的诸位移之间的接合距离基本上为零。然而，诸位移可具有范围在约-0.5至+0.5倍的板的厚度尺寸的接合距离。位移也可通过模具组的塑性变形来产生相对的边缘和面的结构。弯曲之后，板材沿着塑性变形的位移不会开裂或断裂，这样，弯曲将沿弯曲线保持为一流体密封的结构，或它可断裂而提供一面或类似于剪切板那样的相对的边缘。尽管较佳地是位移形成在切口或槽内的舌，但也可以位移纵向地位于切口或槽之间的区域，并还达到边缘对面的精确弯曲。此外，弯曲方向较佳地沿舌的位移方向，但如果可许可较低的精度，则弯曲也可沿相反的方向。
也可提供一适用于沿弯曲线弯曲的板材，其主要地包括一具有沿板的厚度方向的至少一个位移的板材，使一部分的位移最靠近弯曲线，提供一边缘和一相对的面，它们构造成在弯曲过程中在周缘的该部分的相对侧上产生板材的边缘对面的接合。最佳地是，多个位移沿着弯曲线定位在弯曲线的交替侧上。一连续层的涂层材料可在弯曲之前置于板上，以进一步确保生成的弯曲将是流体密封的、耐腐蚀的和吸引人的。板材内的位移可局部地延伸通过板或完全地延伸通过，板可以是沿位移方向进行弯曲以达到最大的精度，或沿相反的方向，依赖于倾斜的弯曲带来控制精度。可供选择地，但不是理想的是，当不要求通过边缘对面的弯曲来达到精度时，板也可沿相反方向弯曲。
附图的简要说明
图1A是根据本发明的具有形成在其中的弯曲控制位移的板材的局部俯视图。
图1B是一放大的局部端视图，其为基本上通过图1A中的线1B-1B截取的图1A板的截面图。
图1C是对应于图1B的截面图，使板从图1B的平的状态弯曲90度。
图1D是对应于板的一替代实施例的图1B的截面图，在该实施例中，保护涂层粘结到板材上。
图1E是对应于图1D的弯曲的涂敷的板的图1C的截面图。
图2A是对应于图1A的板材的局部俯视示意图，为了便于理解，仅示出一单一的位移或剪切的舌。
图2B和2C是对应于图2A所示的板的图1B和1C的视图。
图3A是对应于图1A的板材的局部俯视示意图，仅示出一单一的位移或剪切的舌，该舌已剪切并位移超过板的厚度尺寸。
图3B和3C是对应于图3A的板的图1B和1C的视图。
图4A是对应于图1A的板材的局部俯视示意图，其具有一替代实施例的具有加强的中心舌变形的一单一舌。
图4B和4C是对应于图4A的板的图1B和1C的视图。
图4D是基本上沿图4A中的线4D-4D的平面截取的截面图。
图5A是对应于图1A的板材的局部俯视示意图，其具有一替代实施例的具有塑性变形和沿板厚度方向位移的一单一舌。
图5B和5C是对应于图5A的板的图1B和1C的视图。
图5D是对应于图5C的视图，其中，板在弯曲过程中已经开裂或断裂。
图6A是对应于图1A的板材的局部俯视示意图，其中，显示了一具有连续周缘的位移的替代实施例，其显示为通过板的厚度尺寸局部地剪切。
图6B和6C是对应于图6A的板的实施例的图1B和1C的视图。
图7A是对应于图1A的板材的局部俯视示意图，其中，板内的位移仅局部地通过周缘的一侧剪切，并完全地通过周缘的相对侧剪切。
图7B和7C是对应于图7A的板的图1B和1C的视图。
图8是具有如图2A-2C所示类型的位移的弯曲板材的前视图，具有一弯曲覆盖的护板，显示为虚线并示出直立的固定接片。
图9是图8的板材的端视图，具有用实线显示的安装到固定接片的护板。
图10是弯曲的板材的一替代实施例的前视图，具有用虚线显示的护板和一附连结构。
图11是图10的板材的端视图，具有用实线显示的通过附连结构安装到板的护板。
图12A是根据本发明形成的板材的示意侧视图，其定位在一固定的工具板上以便通过一转动的圆柱和可移动的连接件实现弯曲。
图12B是图12A的板材在板局部地弯曲到工具板上之后的示意侧视图。
图12C是图12A的板材在90度弯曲之后的示意侧视图。
图13A是根据本发明形成的板材的示意侧视图，其定位在一固定的工具板上以便通过一气动的弯曲囊袋实现弯曲。
图13B是图13A的板材在90度弯曲之后的示意侧视图。
图14A是根据本发明已经开槽的板材的示意俯视图。
图14B是图14A的板的端视图。
图14C是图14A的板的侧视图，板的半部位于弯曲线的上方，显示为朝向纸面外弯曲。
图14D是如图14C弯曲的板的端视图。
图15A是根据本发明的一替代实施例的已经开槽并设置有应力释放特征的板材的示意俯视图。
图15B是图15A的板的端视图。
图15C是图15A的板的侧视图，板的半部位于弯曲线的上方，显示为朝向纸面外弯曲。
图15D是如图15C弯曲的板的端视图。
图16A是具有剪切线控制弯曲和具有介于位于弯曲线同一侧上的纵向邻近剪切线之间区域的板材的示意俯视图，其位移而形成边缘对面的弯曲。
图16B是图16A的板的示意侧视图，使板的上半部显示为弯曲到纸面内。
图16D是图16C的弯曲板的端视图。
图16E是图16A的板的一放大的截面图，其为基本上沿图16A中的线16E-16E的平面截取截面图。
图16F是图16E的板弯曲90度的截面图。
具体实施方式
现将详细参照本发明优选的实施例，它们的实例示于诸附图中。尽管本发明将结合优选实施例进行描述，但应该理解到它们并不意图将本发明限制在这些实施例中。相反，本发明意欲涵盖各种替代、修改和等价物，它们会包含在由附后权利要求书所定义的本发明的精神和范围之内。
用来精确地弯曲板材的本方法和装置是基于以上所指出的与现有技术相关的申请中所揭示的切口几何形，本文援引其内容以供参考。
如结合现有技术相关的申请所指出的，将可控制和精确地定位板材弯曲的用来形成切口的各种过程包括有：冲切、冲压、滚卷形成、机加工、光刻、化学加工等。这些过程特别好地适用于较轻重量或较薄规格的材料，但它们也可用于相对重规格的板材。较厚或较重规格的材料通常使用激光切割或水射流切割设备切口或开槽更为有利。
如在与现有技术相关的申请中所描述的，精确弯曲板材的一非常有利的应用是与电子部件底板相联系。这样的底板往往相当复杂，以便能在用于电子设备的可能的外壳内在三维的排列中定位许多部件。由于激光切割和水射流切割都稍许贵了些，所以，特别理想的是，能使用诸如冲切、冲压、滚卷成形等的低成本高产量的技术来形成用于电子设备的底板，以及许多其它低成本的外壳等。因此，本申请示出这些低成本的加工过程如何可应用于相对较薄规格的板材而具有极大的优点。
现转向图1A-1C，一板材21显示在图1A中，其具有多个靠近和沿着弯曲线23定位的切口22。可见诸切口具有远离弯曲线23呈弧形的端部，而弧形切口端部在其间形成弯曲带24，它们具有的中心线横贯弯曲线23倾斜地延伸，其方式在以上相关的申请10/672,766中有相当详细的描述。由此可见，纵向相邻的切口22沿着弯曲线的长度交替地定位在弯曲线23的相对侧上，这是较佳的布置，但不是绝对地需要如此。
还从图1A中可见，切口22定位在离弯曲线23的侧向位移位置内，但这主要地用来图示弯曲线的位置。在本发明的最佳形式中，当准备轻规格材料用于弯曲时，切口22将基本上重叠在弯曲线23上。这之所以较佳是因为它对于很大范围的板材厚度便于使用相同的模具组。
如与现有技术相关的申请系列号No.10/672,766中所述，切口22之间的“接合”距离定义为弯曲线相对侧上的切口之间的侧向距离。因此，在本申请实施例中的最佳形式中，接合距离基本上等于零，即，切口精确地定位在弯曲线23上，这样，弯曲线相对侧上的切口之间没有侧向间距，仅在弧形端处除外。如与现有技术相关的申请中所指出的，相对于弯曲线23的诸切口之间的接合距离最好小于板21的厚度尺寸。显然，零的接合距离满足这样的要求。
此外，对于板21右手端处的切口22a和22b，可见也可使用一负的接合距离。下面还可见，如切口22b那样，切口22a横贯弯曲线23延伸。这在本发明传授的范围内是可接受的，并将沿弯曲线23产生对于精确控制的弯曲所希望的边缘对面的弯曲。对于通常用于电子设备底板内的较薄规格的材料，切口22之间的接合距离较佳地在约-0.5至+0.5倍的板21的厚度尺寸t(图1B)范围内。当切口之间的接合距离在约-0.5倍的板材厚度上变得越来越负时，对于板存在着一种沿两个弯曲线弯曲的趋势，该弯曲定位在切口的边缘处，而不是定位在切口边缘之间的一单一弯曲线。例如，在约0.8倍的板厚度处，两个弯曲线现象可见发生在0.060板金属中。
当一负的接合距离用于具有一零截口尺寸的切口时，甚至在90度弯曲之后，切口也将沿其长度保持相对关闭。如果切口形成有一截口，例如，通过激光切割形成，并使用一负的接合距离，则对于切口相对侧上的材料存在着一种趋势，以在弯曲到90度后分离或“形成空隙”。然而，根据应用，这可完全地被接受。
如下面相当详细地描述的，将切口冲切或冲压到板21内就是通过剪切板的模具来位移一舌或块的封闭区域。然而，从与现有技术相关的申请中可以理解到，例如，使用一刀具，而不是使用也位移一部分板的模具，切口22也可形成为剪切线或其中没有板位移的切口。在板内形成位移而不是用刀具切割切口的优点之一在于，可以减小或不需切口22相对侧上的材料的边缘对面的滑动。通过确保每个边缘和面在弯曲过程中沿右方向移动，则板的位移也可减小所需要的弯曲力。
在优选的形式中，切口22通过沿厚度方向的位移而形成，这样，最靠近弯曲线23的位移的一部分周缘提供一边缘26和一相对面27，它们构造和定位成在弯曲过程中在周缘的相对侧上形成板材的边缘对面的接合。如图1B所示，一D形的舌28向下位移而提供一面27，当板21弯曲时，切口22相对侧上的一下角26或边缘从舌28抵靠到面27。如图1B和1C所示，切口周缘的一部分重叠在弯曲线23的平面上。朝向图1B中纸面的下一个切口具有一类似的D形舌28a，其向下位移而提供一面27a，一边缘26a将接合抵靠该面27a。
当板21弯曲90度时，边缘26、26a在面内的大约中点处围绕面27、27a枢转并接合它们。当弯曲继续时，它们起作定位在弯曲线23(这可在图1C中看到已转过45度)上的相对的支点。因此，几乎就在弯曲开始时，边缘26、26a转动到与面27、27a接合，其结果，弯曲非常精确地受到控制而围绕弯曲线23发生。在弯曲而保持诸支点与相对面接触的过程中，倾斜定向的弯曲带24曳拉和保持边缘26、26a抵靠面27、27a。该边缘对面的接合在与现有技术相关的申请中有甚至更为详细的描述。
图1A和1B中的图示在厚度上已大大地放大，以便能更加清晰地显示边缘对面的接触。然而，应该理解到，板21可以是相当地薄，例如，0.060英寸，使舌28在厚度尺寸上向下位移仅0.03英寸。然而，除了指出在薄板材内舌材料的位移不是非常大之外，这些尺寸显然不是关键的。
如从图1C中可见，边缘26、26a趋于被带24保持而与面27、27a紧紧地接合。因此，甚至在切口22处，最靠近弯曲线的切口周缘的两侧上的板材将在切口长度上彼此接触。这趋于允许弯曲的板用于需要电磁屏蔽的应用中或甚至用于需要容纳流体的应用中。然而，较佳地是，为了进一步确保一流体密封的弯曲，一连续的最好是柔性的涂层材料可横贯切口22的区域粘结或连接到板上。本发明的该实施例可见图1D和1E，它们对应于图1B和1C。可见一连续层的柔性密封剂或涂层29已经沉淀，并横贯切口粘结或连接到切口21面向下的表面。如图1D所示，这最好在板21处于一基本上平的但剪切状态时予以实现。在弯曲到图1E的位置后，涂层29将趋于压毁或压缩在面27、27a之间，并位于板材侧的下面。诸如环氧和漆之类的大部分保护性涂层将是足够地柔软和可压缩，以适应板的压缩和弯曲而没有开裂。因此，涂层29将确保有一流体密封的连续的表面。显然，在本发明范围之内也可在图1E的弯曲板上简单地喷涂一涂层，但对于许多应用，将涂层29涂敷到平的但冲切、冲压或滚卷成形的板上则是更加首选的，因为弯曲线23可位于复杂的内部位置处，该位置在弯曲之后会难于涂敷。
在板的两侧需要用一柔性密封涂层实施全覆盖的情形中，在如图2A-2C所示的弯曲的D形舌28的实施例中，通常可将柔性涂层29涂敷(弯曲之前)到板的两侧。如图清楚地可见，弯曲的舌36相对于板围绕边缘38转动。这使涂层完好无损且在顶部上或面向上的板表面上连续，同时，在表面下方或朝向下的表面上的涂层在接片端37下受压缩，如图1D和1E所示。
正如本技术领域内的技术人员将会明白的，图1A-1D的位移或舌28可通过冲切、冲压、压花和滚卷成形过程容易地形成。可使用一组模具向下冲切舌28，使周缘的一部分在相对的边缘和面内形成弯曲控制的切口22。如图所示，虚线31不是一清晰形成的台肩，但是这样的点，舌28可在该点处到达板的顶表面并已经向下位移。图1A-1C示出一舌或位移28，其基本上被冲切模具剪切开一半，以使位移28的上表面向下位移到板厚度尺寸的约一半，这导致模具在边缘下半部上剪开并完成面27和27a。
在图2A-2C中，工艺过程是相同的，仅冲切或滚卷成形装置向下剪切了位移或舌36板的全厚度t。因此，位移或舌36周缘上的一面37现发生位移，直到面37的上边缘定位在切口22的相对侧上的边缘38处为止。如图2C所示，在弯曲过程中，这趋于在边缘38处与面37的角产生点对点的接触。然而，连同倾斜弯曲带24沿弯曲线23的相对的张紧，面38边缘上的边缘支点38再次精确地控制弯曲的位置。
在图3A-3C中，在冲切过程中板21已经剪切，以使位移或舌41的一面42现向下位于板材的下表面43的下方。因此，边缘44不与相对面42接合，并在弯曲过程中不接合面42(如图3C中清晰地可见)。相反，相对于弯曲线23的弯曲位置的控制可通过相对的倾斜延伸的弯曲带24予以实现。使用弯曲带24来控制板材弯曲的定位，没有在弯曲过程中通过切口边缘相对侧的边缘对面的接合所实现的定位精确。然而，倾斜的弯曲带24可产生合理精度的弯曲，其需要低的弯曲力，而弯曲带在弯曲过程中不过度地扭转或产生应力。因此，对于生成产品的尺寸要求需要有较大容差的应用，可使用舌41过位移到图3B的位置。应该指出的是，可使用成组的模具来逐渐地剪切位移或舌41到图3B的位置，然后，在一第二模具工位处向上位移舌41到图2B或1B的位置。例如，如果希望或要求确定向下位移的舌已经完全地剪切通过并还重新定位，以使边缘在弯曲后将接合相对面，则将执行一两工位的操作。
在图4A-4D的实施例中，图中显示一完全剪切的位移或舌51，其对应于图2A-2C的舌的全剪切。然而，舌51形成在图4A-4D中，带有一向下变形的中心加强部分52。这在位于弯曲线23上的一角或一点处提供下边缘26与面27之间的接合。舌51的甚至进一步向下位移的中心部分52确保板将在弯曲上受到限制。
现转到图5A-5D，图中示出板材的一位移，其通过塑性变形提供一边缘和一相对的面，而不是剪切。板21通常通过冲压或滚卷成形模具在标号61处向下位移，所述模具不设置有锋利的边缘，这样，向下的位移导致板的区域62塑性变形。弯曲之后，弯曲带24将再次张紧或弯曲，由此，将弯曲线23的相对侧上的板曳拉在一起，以使区域62变形而不剪切或开裂。事实上，位移61端部上的有效面接合弯曲线23上的有效边缘63，以便精确地控制弯曲的位置。该方法最好地适用于易延展的板材，并具有生成流体密封弯曲的优点。
在图5D中，示出一替代的实施例，其中，开裂或断裂发生在面64处，这样，有效面变成一实际面64。就精确弯曲而言，开裂64是否发生和边缘63是否弯曲离开实际面64或位于舌61的向下位移结束处的有效面，这都无关紧要。
在图6A-6C和7A-7C中，位移具有一关闭的周缘或形成为材料块，它们在弯曲线23的交替侧上向下位移。应该理解到，为了便于图示，多个这些块型的位移没有示出，但它们可如图1A所示地定位，较佳地使周缘侧最靠近以与弯曲线23保持重叠关系定位的弯曲线。这样的卵形的位移或块容易地服从冲切、冲压、滚卷成形和类似的高产量、低成本的加工过程。该块可呈各种形状，包括“D”形和能产生对角带和边缘对面接合的非均匀的带。
在图6A中，板22形成有一卵形位移71，其具有最靠近弯曲线23的周缘的一部分，其如图6B和6C所示地向下位移。位移71的向下位移或剪切产生一面27，下边缘26横贯周缘27抵靠在该面27上。当板弯曲时，面27围绕面26枢转到图6C所示的位置，而纵向邻近于卵形位移71的端部之间的倾斜带24如上所述地弯曲以用于舌28之间的带24。由于位移71的该半个剪切，结果基本上与图1A-1C中达到的结果相同，例外的是，位移71的周缘有一远端侧72，其也是剪切过的。从图6B中可见，远端侧72呈冲切到板内的卵形孔，以在为精确定位弯曲线23上的弯曲而枢转边缘26的过程中支承面27。
图7A-7C类似于图6A-6C，只是卵形位移或块81的周缘部分位于弯曲线23上，即，弯曲控制切口22已剪切板的全厚度，而远端的周缘侧82仅剪切一半。因此，边缘26以类似于图2A-2C所示的方式在面27的上角上枢转。
尽管未示出，但卵形位移或块71和81也可完全地冲切或冲压出板21外，以沿板留下卵形孔。这样的孔将在每一孔的相对端处形成倾斜于相对方向而倾斜地延伸的弯曲带24。这些弯曲带横贯弯曲线23延伸并将再次沿弯曲线23产生弯曲，但没有边缘对面的接合，因为块面27现已移去。尽管提供了较差的精度，但这样一实施例将沿弯曲线23产生合理精度的弯曲。
在图8-11中，图中示出本发明的冲切或冲压板的两个替代的实施例，其中，“接合部保护”已经添加到弯曲的板的角上。在与现有技术相关的申请系列号No.10/672,766中，其描述了在弯曲线上使用角的覆盖物以便呈现一光滑的角表面。这样的覆盖物在本文中和与现有技术相关的申请中称之为“护板”，而图8-11示出某种方式的两个实施例，其中，护板可固定到弯曲板的角上。
在图8中，一板材21已经弯曲成直角。板21具有多个如图2A-2C所示的舌位移28。这样位移的面27的上角在舌位移28的周缘的另一侧上与边缘26形成边缘对面的接合。冲切到板21内的是多个朝向外延伸的固定接片91，它们用来围绕弯曲的结构的角和横贯弯曲线23偶联护板92。在图8和9所示的实施例中，护板92包括一空穴94，其尺寸适于接纳接片92，而空穴94较佳地具有一锥形的入口表面96，其通向一面向外的台肩97，台肩87接合接片91上的面向内的台肩98。因此，护板可简单地定位在接片91上，然后，推向弯曲的板21，以使台肩97卡入在接片的面向内的表面98后面，由此，将护板固定到弯曲结构的角上。或者，护板可以沿角滑动到位。
在图10和11中，开口101定期地设置在板材21内，而提供一护板103，其具有锥形的和缩頚的突出部104。突出部104被推压通过开口101，这样，一面向外的内台肩106卡入在弯曲板21的面向内表面107的后面。再者，位移或舌28可如图2A-2C所示地构造。
在本申请和现有技术相关的申请中所描述的切口或位移几何形的重要特征之一在于，折叠板材需要相对小的力。弯曲带24较佳地包括小于沿弯曲线的大部分材料，并且它们在板材弯曲过程中可扭转和弯曲。边缘26和面27以及位于弯曲线两侧上的板的长杠杆臂之间的支点使得使用相对低的力弯曲板变得非常简单。例如，可将板的一边缘置于切口或槽内，然后，手工地对相对边缘施加一力以便容易地弯曲板。在板材用于一电子底板而实施弯曲的大多数情形中，板可用手工进行弯曲。然而，最佳地是，在一自动机器实施的过程中执行弯曲，例如，可在一渐进的模具组件中执行，其中，通过沿弯曲线形成位移，在第一工位中使板作好准备以备弯曲，而此后板移动到另一工位，然后，用相对低的力的弯曲装置实施弯曲。
图12A-C示出一机械弯曲装置，其中，一固定的工具板110支承一以上述方式作好准备以备弯曲的板21。一弯曲的圆柱形111安装到一可移动的连接件或用于向下位移的臂112，如箭头113所示。当圆柱形111向下抵靠板21时，圆柱形内的凹痕116的一边缘114接合板21，并开始沿顺时针方向转动圆柱形和连接件112。当连接件112继续向下移动时，圆柱形111继续转动到位置21，以便如图12C所示地形成。或者，工具板110可以移动，或工具板110和圆柱形111两者都可移动。
一显示在图13A和13B中的替代方法是用于工具板101以使一气动的囊袋121定位在工具板的边缘122上方。当囊袋121充气到如图13B所示的状态时，它接合板21的未被支承的部分，并驱动其向下到如图13B所示的弯曲位置。实现图13B的弯曲所需要的低的弯曲力将容易地允许使用气动的弯曲系统。
适用于本发明的板弯曲的其它弯曲装置包括一压弯机。
在图14A-14D和15A-15D中，描述了使用现有技术相关的申请中的几何形，将槽机加工、化学蚀刻或光刻到板内的用途。在图14A中，一板221形成有多个沿弯曲线223的槽222，就如结合位移或剪切线22所描述的。在优选的形式中，槽222的一边缘226落入在弯曲线223的平面上或基本上相对于弯曲线223的平面重叠。槽222交替地位于弯曲线223的相对侧上，而在纵向相邻的槽222之间的是弯曲带224，可见它横贯弯曲线223斜向地延伸。
在图14C和B中，板221弯曲跑出图14C中的纸面或朝向槽222。结果将不是实际支点的边缘对面的接合而产生精确的弯曲，但代之以，弯曲将由斜向弯曲带224上的相等张力造成，这将产生大致沿弯曲线223的弯曲。朝向槽的弯曲精度将不如用边缘对面的弯曲所到达的那样好，但对于许多应用来说，精度已经相当地可接受，例如，结合电子底板部件的应用。
在这一点上，应该指出的是，图1A-7C中示出的本发明的实施例都显示为在准备板以备弯曲的过程中，已经沿形成在板内的舌或块的位移方向形成弯曲。然而，这些相同的实施例也可沿一向上的方向弯曲，即，在板切口过程中，对着舌或块的位移方向。这样反向的弯曲将致使弯曲带24控制弯曲的精度，而不是边缘对面的接合，但带将沿弯曲线23给予一合理精度的弯曲。
图15A-15D的板221已经作好准备以备通过开槽进行弯曲，使诸槽在各端处具有应力释放区或区域228。再者，诸槽222a不通过板的全厚度，它们形成倾斜于弯曲线223a的弯曲带224a。还有，板已经弯曲到槽内，而不是远离诸槽，而诸带224a用来控制沿弯曲线223a的弯曲位置。
现转向图16A-16F，图中显示本发明的一实施例，其中，位于弯曲线同侧上的纵向邻近的弧形切口之间的材料被位移，而不是由切口形成的舌或块位移。在图16A中，图中显示一板材321，其具有定位在弯曲线323交替两侧上的多个切口322。设置多个倾斜延伸的弯曲带324，而切口322形成诸舌328和位于弧形切口322各侧上的中间区域330。
然而，与以上所述的实施例不同，D形舌328不位移，但仍保持在板321的平面内。相反，纵向邻近或介于弯曲线323同侧上诸舌之间的材料或区域330向上位移，就如图16E中清晰地所示。因此，在冲切、滚卷成形、压花、冲压等加工过程中，产生切口322和面327的剪力是一向上的剪力，其中，区域330从板321的平面向上位移。向上位移的区域330的下角或边缘326抵靠在面327的角上。当板弯曲到图16F的位置时，边缘326将向下滑动面327和精确地围绕转动的弯曲线或平面323弯曲该弯曲带324。生成的弯曲的板也显示在图16C和D中，但它们相对于图16F转过90度。
以上结合其它的实施例进行了描述，图16A-16F的实施例使用一位移过程，其中剪切的切口32具有根据与现有技术相关的申请中的几何形。准备板材以备用低的力精确地弯曲，可使用诸如冲切、冲压、滚卷成形等的低成本加工技术予以实现。

Claims (65)

1.一准备板材以便沿一弯曲线实施弯曲的方法，包括以下步骤：
沿板材的厚度方向形成至少一个位移，使位移周缘的一部分最靠近弯曲线，在弯曲过程中，提供一边缘和一相对的面，并被构造和定位成产生板材的边缘对面的接合。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成步骤沿着周缘的该部分剪切板材局部地通过其厚度尺寸。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成步骤沿着周缘的该部分剪切板材充分地通过其厚度尺寸，以在弯曲后形成通过板材全厚度尺寸的开裂。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成步骤沿着周缘的该部分剪切板材全部地通过其厚度尺寸。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成步骤塑性变形板材，以提供一边缘和一相对的面，所述边缘和相对的面构造成在板材弯曲之后不开裂通过厚度尺寸。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用以下过程之一实现形成步骤：冲压过程、冲切过程、滚卷成形过程、基于刀具的剪切，以及滚花过程。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成步骤过程中，沿着弯曲线在板材中形成多个位移，使每一位移具有靠近弯曲线的周缘部分，以为板材的边缘对面的弯曲提供多个边缘和相对的面。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在形成步骤过程中，沿着弯曲线形成多个位移，使每一位移具有基本上重叠在弯曲线上的周缘部分。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在形成步骤过程中，在板材中形成多个位移，使至少一个位移的周缘部分定位在弯曲线各侧上。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在形成步骤过程中，将位移的周缘部分定位在弯曲线的相对侧上，彼此接合距离小于板材的厚度尺寸。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，接合距离的范围在约-0.5至+0.5倍的板材的厚度尺寸。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在形成步骤过程中，在弯曲线的相对侧上形成位移的周缘部分，以形成定向成横贯弯曲线倾斜地延伸的弯曲带。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成步骤过程中，形成位移，使加强肋沿与位移方向相对的方向延伸。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤为：在形成步骤之后，横贯位移的周缘的该部分将一层涂层材料粘结到板材上。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，粘结步骤形成一连续层的柔性涂敷材料。
16.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在形成步骤过程中，剪切各位移的周缘的该部分至少局部地通过板材的厚度尺寸。
17.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在形成步骤过程中，塑性地变形各位移的周缘部分而不剪切通过板材。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，位移是一从板材直到周缘的该部分延伸的舌。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，位移是一纵向地邻近于周缘的该部分的区域。
20.一准备板材以便沿一弯曲线实施弯曲的方法，包括以下步骤：
形成多个支承载荷的面结构，所述面结构纵向地靠近弯曲线延伸；
形成多个边缘结构，所述边缘结构沿与面结构相对的位置延伸；以及
在形成步骤过程中，形成边缘结构和面结构，以便形成多个横贯弯曲线倾斜地延伸的弯曲带。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，形成步骤通过沿厚度方向位移板材而实现，以产生多个面结构和相对的边缘结构。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，位移步骤使用以下过程之一实现：冲压过程、冲切过程、滚卷成形过程、加压过程，以及滚花过程。
23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，形成步骤通过以下方式实现：在诸位置上形成面结构和相对的边缘结构，并构造成在板材沿弯曲线弯曲过程中形成边缘结构与面结构的接合。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，形成步骤通过以下方式实现：在诸位置上形成面结构和相对的边缘结构，并交替地位于弯曲线的相对侧上，而横贯弯曲线的接合距离的范围在约-0.5至+0.5倍的板材的厚度尺寸。
25.一准备板材以便沿一弯曲线实施弯曲的方法，包括以下步骤：
沿着多个沿弯曲线构造和定位的剪切线，剪切板材至少局部地通过板材的厚度尺寸，以在弯曲过程中在剪切线的相对侧上产生板材的边缘对面的接合。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，剪切步骤使用以下工具之一实现：冲压模具、刀具、冲切模具、滚花模具以及滚卷成形模具。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，剪切线是D形和卵形之一。
28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，剪切线沿弯曲线呈细长，并基本上平行于在中心部分内的弯曲线延伸，且具有远离弯曲线呈弧形的端部。
29.一弯曲板材的方法，包括以下的步骤：
沿板材的厚度方向形成多个位移，使各位移的周缘的一部分最靠近弯曲线，以提供一边缘和相对的面，所述边缘和相对的面构造和定位成在弯曲过程中在周缘的该部分的相对侧上形成板材的边缘对面的接合；以及
沿弯曲线弯曲板材。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，形成步骤使用以下过程之一实现：冲压过程、滚卷成形过程、冲切过程，以及滚花过程。
31.如权利要求29所述的方法，其特征在于，
形成步骤剪切周缘的该部分局部地通过板材的厚度尺寸；以及
弯曲步骤开裂周缘的该部分通过板材厚度尺寸的其余部分。
32.如权利要求29所述的方法，其特征在于，
形成步骤通过塑性变形板材而不剪切通过板材实现；以及
弯曲步骤以不开裂板材的方式实现。
33.如权利要求29所述的方法，其特征在于，在弯曲步骤过程中，板材沿位移方向弯曲。
34.如权利要求29所述的方法，其特征在于，在弯曲步骤过程中，板材沿与位移方向相对的方向弯曲。
35.如权利要求29所述的方法，其特征在于，弯曲步骤通过移动模具和工具板的至少一个朝向彼此运动实现，使安装在它们之间的板材位于工具板上，而弯曲线重叠在工具板的一边缘上。
36.如权利要求29所述的方法，其特征在于，弯曲步骤通过移动一囊袋和一工具板中的至少一个朝向彼此运动实现，使安装在它们之间的板材位于工具板上，而弯曲线重叠在工具板的一边缘上。
37.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述步骤为：
在弯曲步骤之后，将一护板固定到板材上，以横贯弯曲线延伸。
38.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述步骤为：
在弯曲步骤之后，横贯位移和弯曲线将一连续层的涂敷材料沉淀到板材的至少一个表面上。
39.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述步骤为：
在弯曲步骤之前，横贯位移和弯曲线将一连续层的柔性涂敷材料沉淀到板材的至少一个表面上。
40.如权利要求29所述的方法，其特征在于，弯曲步骤手工地实现。
41.如权利要求29所述的方法，其特征在于，弯曲步骤使用一压弯机实现。
42.一弯曲板材的方法，包括以下步骤：
沿着和靠近弯曲线形成多个剪切线，并交替地定位在弯曲线的相对侧上，以形成多个横贯弯曲线倾斜地延伸的弯曲带；以及
沿弯曲线弯曲板材。
43.如权利要求42所述的方法，其特征在于，实现形成步骤以构造和定位剪切线，以使剪切线一侧上的一边缘与剪切线相对侧上的一面实现边缘对面的接合。
44.如权利要求42所述的方法，其特征在于，剪切线延伸通过板材的厚度尺寸。
45.如权利要求42所述的方法，其特征在于，剪切线仅局部地延伸通过板材的厚度尺寸。
46.一适于沿弯曲线弯曲的板材，包括：一具有沿板材厚度方向的至少一个位移的板材，使位移的周缘的一部分最靠近弯曲线，以提供一边缘和一相对的面，所述边缘和相对的面构造和定位成在弯曲过程中产生位于周缘的该部分相对侧上的板材的边缘对面的接合。
47.如权利要求46所述的板材，其特征在于，板材形成有多个沿弯曲线定位的位移。
48.如权利要求47所述的板材，其特征在于，交替的位移沿着纵向和在弯曲线的相对侧上定位，以在横贯弯曲线延伸的位移的相邻端之间形成弯曲带。
49.如权利要求48所述的板材，其特征在于，弯曲线相对侧上的周缘的该部分之间的侧向接合距离小于板材厚度尺寸。
50.如权利要求49所述的板材，其特征在于，侧向接合距离范围在约-0.5至+0.5倍的板材的厚度尺寸。
51.如权利要求50所述的板材，其特征在于，侧向接合距离约为零，而周缘的该部分基本上重叠在弯曲线上。
52.如权利要求46所述的板材，其特征在于，位移的周缘的该部分被剪切局部地通过板材的厚度尺寸。
53.如权利要求46所述的板材，其特征在于，位移的周缘的该部分被剪切全部地通过板材的厚度尺寸。
54.如权利要求46所述的板材，其特征在于，位移的周缘的该部分塑性变形，不被剪切通过板材的厚度尺寸。
55.如权利要求46所述的板材，其特征在于，位移的周缘的该部分包括一加强肋，所述加强肋沿与位移方向相对的方向延伸。
56.如权利要求46所述的板材，其特征在于，位移倾斜向上，从周缘的该部分处的最大深度到远离弯曲线方向的板材的平面。
57.如权利要求46所述的板材，其特征在于，位移是由在全部区域上的基本上相同厚度尺寸位移的区域。
58.如权利要求48所述的板材，其特征在于，板材沿弯曲线弯曲。
59.如权利要求58所述的板材，其特征在于，板材沿位移方向弯曲。
60.如权利要求58所述的板材，其特征在于，板材沿与位移方向相对的方向弯曲。
61.如权利要求54所述的板材，其特征在于，板材沿弯曲线弯曲。
62.如权利要求46所述的板材，其特征在于，在位移形成之后，涂层材料的连续层粘结到板材上的至少一个表面。
63.如权利要求62所述的板材，其特征在于，板材沿弯曲线弯曲，不开裂涂层材料的连续层。
64.如权利要求58所述的板材，其特征在于，一护板固定到弯曲的板材并横贯弯曲线延伸。
65.如权利要求46所述的板材，其特征在于，位移是纵向地邻近于周缘的该部分。
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