DE102012106787A1 - Method for forming sheet metal used in used in automotive industry, involves forming stretched material into geometric structure at hot forming temperature and axial and polar moment of resistance is higher - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung eines Blechformteils durch Warmumformung eines Halbzeugs aus einem Stahlmaterial.The invention relates to a method for forming a sheet metal part by hot forming a semi-finished product from a steel material.
Blechformteile aus Stahl, insbesondere aus einem nach Härtung hochfesten Stahl werden u. a. im Fahrzeugbau eingesetzt. Zur Verminderung des Fahrzeuggewichts und damit des Kraftstoffverbrauchs und des CO2-Ausstoßes wird angestrebt, die Blechformteile dünnwandig auszubilden.Sheet metal parts made of steel, in particular from a high-strength steel after hardening are used, inter alia, in vehicle construction. To reduce the vehicle weight and thus the fuel consumption and the CO 2 emission is sought to thin-walled form the sheet metal parts.
Es ist bekannt, biegesteife und/oder verwindungssteife Blechformteile durch Einbringen von Formversteifungen, wie Sicken, Versteifungsrippen oder dergleichen zu auszubilden. Das Einbringen der Formversteifungen in das Blechformteil ist jedoch mit einem erhöhten Fertigungsaufwand verbunden.It is known to form rigid and / or torsion-resistant sheet metal parts by introducing molded reinforcements, such as beads, stiffening ribs or the like. However, the introduction of the form of stiffening in the sheet metal part is associated with increased manufacturing costs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ausbildung eines biegesteifen und/oder verwindungssteifen Blechformteils anzugeben, das den Fertigungsaufwand verringert.Object of the present invention is to provide a method for forming a rigid and / or warp resistant sheet metal part, which reduces the manufacturing cost.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Es wird ein Verfahren zur Ausbildung eines Blechformteils durch Warmumformung eines Halbzeugs aus einem Stahlmaterial vorgeschlagen, wobei vorgesehen ist, dass das Halbzeug auf eine Warmumformtemperatur erwärmt wird, dass bei dieser Temperatur mindestens ein formsteifer Bereich ausgebildet wird, wobei in dem mindestens einen formsteifen Bereich die Materialstärke durch Strecken des Materials verringert wird, und dass bei dieser Temperatur das gestreckte Material in eine geometrische Struktur umgeformt wird, deren axiales und/oder polares Widerstandmoment höher als in den übrigen Bereichen ist.According to the invention, this object is achieved with the subject matter of
Das Widerstandsmoment ist ein Maß für den Widerstand, den ein Körper mit gegebenem Querschnitt einer bestimmten Belastung entgegensetzt. Das axiale Widerstandsmoment oder Biegewiderstandsmoment genannt, ist ein Maß für den Widerstand gegen Biegung, das polare Widerstandsmoment oder Torsionswiderstandsmoment genannt, ist ein Maß für den Widerstand gegen Torsion.The moment of resistance is a measure of the resistance that a body with a given cross section opposes to a certain load. Called the axial resistance moment or bending resistance moment, a measure of the resistance to bending, called the polar moment of resistance or torsional resistance moment, is a measure of the resistance to torsion.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die Ausbildung formsteifer Strukturen in einem Arbeitsgang und einer Vorrichtung zugleich mit dem Warmumformen des Halbzeugs in das Blechformteil möglich ist.The inventive method has the advantage that the formation of rigid structures in one operation and a device at the same time with the hot forming of the semifinished product in the sheet metal part is possible.
Das Strecken des Materials und das Umformen des Materials können parallel ablaufen. Durch das Strecken wird die für die auszuformende Versteifungsstruktur benötigte Umfangslänge auf Kosten abnehmender Materialdicke bereitgestellt.The stretching of the material and the forming of the material can take place in parallel. The stretching provides the circumferential length required for the stiffening structure to be formed at the expense of decreasing material thickness.
Es kann vorgesehen sein, dass das gestreckte Material in eine geometrische Struktur umgeformt wird, indem die geometrische Struktur durch Prägen ausgebildet wird.It can be provided that the stretched material is converted into a geometric structure by the geometric structure is formed by embossing.
Weiter kann vorgesehen sein, dass das gestreckte Material in eine geometrische Struktur umgeformt wird, indem die geometrische Struktur durch Ziehen ausgebildet wird.Further, it can be provided that the stretched material is formed into a geometric structure by the geometric structure is formed by pulling.
In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das gestreckte Material in eine geometrische Struktur umgeformt wird, indem die geometrische Struktur durch Walzen ausgebildet wird.In a further embodiment it can be provided that the stretched material is formed into a geometric structure by the geometric structure is formed by rolling.
Weiter kann vorgesehen sein, dass das gestreckte Material in eine geometrische Struktur umgeformt wird, indem die geometrische Struktur durch Rollen ausgebildet wird.Furthermore, it can be provided that the stretched material is converted into a geometric structure by forming the geometric structure by rolling.
Es kann vorgesehen sein, dass das Halbzeug in Ausgangsbereichen der formsteifen Bereiche mit einer Materialstärke ausgebildet wird, die der Materialstärke in den übrigen Bereichen gleich ist. Die Geometrie der formsteifen Bereiche ist so zu wählen, dass der durch verminderte Materialdicke eintretende Festigkeitsverlust zu vernachlässigen ist.It can be provided that the semifinished product is formed in exit regions of the dimensionally stable regions with a material thickness which is equal to the material thickness in the other regions. The geometry of the dimensionally stable areas should be selected such that the loss of strength due to reduced material thickness is negligible.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Halbzeug in Ausgangsbereichen der formsteifen Bereiche mit einer Materialstärke ausgebildet wird, die größer ist als die Materialstärke in den übrigen Bereichen. Auf diese Weise kann der vorstehend beschriebene Festigkeitsverlust infolge der Streckung des Materials vermieden werden.Alternatively, it can be provided that the semifinished product is formed in exit regions of the dimensionally stable regions with a material thickness which is greater than the material thickness in the remaining regions. In this way, the strength loss described above due to the stretching of the material can be avoided.
Es kann vorgesehen sein, dass das Halbzeug ein Blechzuschnitt ist.It can be provided that the semifinished product is a sheet metal blank.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Halbzeug ein vorgeformtes Halbzeug ist. Beispielsweise kann zur Ausbildung eines Trägers ein U-förmiges Halbzeug vorgesehen sein, das in dem angegebenen Verfahren mit Formversteifungen versehen wird und ggf. in der gleichen Vorrichtung fertig ausgeformt wird.It can also be provided that the semifinished product is a preformed semifinished product. For example, to form a carrier, a U-shaped semi-finished product can be provided, which is provided in the specified method with form reinforcements and possibly finished in the same device.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Blechformteil nach dem Warmumformen zumindest partiell pressgehärtet wird.Advantageously, it can be provided that the sheet-metal part is at least partially press-hardened after hot-forming.
Es kann vorgesehen sein, dass das Blechformteil in dem mindestens einen formsteifen Bereich pressgehärtet wird.It may be provided that the sheet metal part is press-hardened in the at least one dimensionally stable region.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Blechformteil in dem mindestens einen formsteifen Bereich nicht pressgehärtet wird.But it can also be provided that the sheet metal part is not press-hardened in the at least one dimensionally stable area.
Es sind auch Ausführungen vorgesehen, bei denen das gesamte Blechformteil pressgehärtet wird. Ferner sind aber auch Ausführungen vorgesehen, bei denen das Blechformteil in einem Bereich pressgehärtet wird. There are also provided embodiments in which the entire sheet metal part is press hardened. Furthermore, embodiments are also provided in which the sheet metal part is press hardened in one area.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenThe invention will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. Show it
In den formsteifen Bereichen
Zur Veranschaulichung der vorgesehenen Belastung des Blechformteils
Die
Nach dem Warmumformen des Halbzeugs
Ein Blechformteil
Die im Mittenabschnitt des Blechformteils senkerecht auf den Verbindungsabschnitt der U-Schenkel stehenden Kraftwirkungslinien
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- BlechformteilSheet metal part
- 1111
- formsteifer Bereichdimensionally stable area
- 11a11a
- Ausgangsbereichoutput range
- 1212
- Versteifungsrippestiffening rib
- 1313
- KraftwirkungslinienLines of force action
- 1414
- HalbzeugWorkpiece
Claims (12)
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JP2010242168A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Daihatsu Motor Co Ltd | Method for manufacturing metal sheet, method for reinforcing metal sheet, and metal sheet |
-
2012
- 2012-07-26 DE DE102012106787.2A patent/DE102012106787B4/en active Active
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JP2010242168A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Daihatsu Motor Co Ltd | Method for manufacturing metal sheet, method for reinforcing metal sheet, and metal sheet |
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