TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formpresswerkzeug zur Bildung eines Streckflanschs entlang einer Kante einer einwärtsgerichteten Ecke eines Metallblechs.The present invention relates to a compression molding tool for forming a stretching flange along an edge of an inward corner of a metal sheet.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
In den letzten Jahren wurden Aluminiumlegierungsbleche in Kraftfahrzeugteilen zur Verminderung des Gewichts des Fahrgestells verwendet. Wenn ein Flansch an einem Kraftfahrzeugteil gebildet werden soll, z. B. entlang einer Öffnung zum Halten eines Glasfensters eines Sonnendachs, wird allgemein ein in der Längsrichtung wandförmiger Flansch, der sich um ein rechteckiges Loch erstreckt, gemäß einem Rechteckziehverfahren formgepresst. Der Flansch wird durch zuerst Schneiden oder Stanzen eines rechteckigen Lochs in ein Aluminiumlegierungsblech und dann Biegen des Umfangskantenabschnitts (Lochkantenteils) des rechteckigen Lochs in einer Stempelvortriebsrichtung durch Drücken eines rechteckigen Stempels, der größer ist als das rechteckige Loch, durch das rechteckige Loch gebildet.In recent years, aluminum alloy sheets have been used in automotive parts for reducing the weight of the chassis. If a flange is to be formed on a motor vehicle part, z. For example, along an opening for holding a glass window of a sunroof, generally, a longitudinal wall-shaped flange extending around a rectangular hole is compression-molded according to a rectangular drawing method. The flange is formed by first cutting or punching a rectangular hole in an aluminum alloy sheet, and then bending the peripheral edge portion (hole edge part) of the rectangular hole in a punch advancing direction by pushing a rectangular punch larger than the rectangular hole through the rectangular hole.
Diese bekannte Flanschformtechnik bildet jedoch verglichen mit Streckflanschen, die an Weichstahlblechen (Blechen aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt) unter Verwendung dieser bekannten Technik gebildet werden, schlechte Streckflansche auf Aluminiumlegierungsblechen. Daher bestand eine Tendenz zum Auftreten von Rissen, wenn ein gekrümmter Streckflansch an einer Ecke eines Aluminiumlegierungsblechs unter Verwendung dieser bekannten Technik gebildet wird. Obwohl beispielsweise unkomplizierte (d. h. gerade) Flansche entlang der geraden Kanten des rechteckigen Lochs durch einfaches Biegen der geraden Kanten in der Vortriebsrichtung des Stempels gebildet werden, müssen, wenn Streckflansche an den Ecken gebildet werden, diese gebogen (gekrümmt) werden, während sie auch in einer Richtung senkrecht zu der Vortriebsrichtung des Stempels gestreckt werden. Folglich waren bisher zum Vermeiden von Rissen in den gekrümmten Streckflanschen von Aluminiumlegierungsblechen die Gestaltungsfreiheit für den Eckenradius, die Flanschlänge, usw., an den Ecken beschränkt.However, this known flange molding technique forms poor stretch flanges on aluminum alloy sheets as compared to stretch flanges formed on mild steel sheets (low carbon steel sheets) using this known technique. Therefore, cracks tend to occur when a curved stretch flange is formed at a corner of an aluminum alloy sheet by using this known technique. For example, although straight (ie, straight) flanges are formed along the straight edges of the rectangular hole by simply bending the straight edges in the advancing direction of the punch, when stretching flanges are formed at the corners, they must be bent (curved) while also being in a direction perpendicular to the advancing direction of the punch are stretched. Consequently, heretofore, in order to avoid cracks in the curved extension flanges of aluminum alloy sheets, the freedom of the corner radius, the flange length, etc. has been limited at the corners.
Im Hinblick auf dieses Problem wurden verschiedene Techniken zum Verhindern von Rissen in dem Streckflansch eines Aluminiumlegierungsblechs während des Formpressens untersucht. Beispielsweise offenbart das japanische offengelegte Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2015-139783 ein Verfahren, das einen Festlegungsschritt, der die Position des Flanschs, der durch das Strecken desselben um ein voreingestelltes Ausmaß hinaus verformt werden soll, als maximal streckflanschverformten Teil festlegt; und einen Vorverformungsschritt umfasst, der einen vorverformten Teil bildet, der in einer Blechdickenrichtung relativ zu beiden Seiten oder einer Seite des festgelegten maximal streckflanschverformten Teils verformt ist. Danach wird ein Flanschbildungsschritt, welcher der letzte Formschritt ist, nach der Bildung des vorverformten Teils durchgeführt.In view of this problem, various techniques for preventing cracks in the stretched flange of an aluminum alloy sheet during molding have been studied. For example, this discloses Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2015-139783 a method that sets a fixing step that sets the position of the flange to be deformed by stretching it by a preset amount as the maximum stretch flange deformed part; and a pre-deformation step forming a pre-deformed part deformed in a sheet thickness direction relative to both sides or one side of the predetermined maximum stretch-flange deformed part. Thereafter, a flange-forming step, which is the final forming step, is performed after the formation of the pre-formed part.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorstehend genannte JP 2015-139783 beschreibt ein Verfahren, in dem der vorverformte Teil auf einer Blechkantenseite in dem Vorverformschritt stark verformt werden soll, und das Ausmaß der Zunahme einer Querschnittslinienlänge in dem Vorverformungsschritt auf einen Wert eingestellt werden sollte, der kleiner ist als das Ausmaß der Zunahme einer Querschnittslinienlänge des formgepressten Gegenstands. Ein spezifisches Verfahren zum Bilden des vorverformten Teils ist in JP 2015-139783 jedoch nicht beschrieben. Darüber hinaus ist eine Mehrzahl von Schritten, wie z. B. der Vorverformungsschritt und der letzte Formschritt, in diesem bekannten Verfahren erforderlich, was im Hinblick auf die Anlagenkosten und die Produktivität nachteilig ist. Da ferner ein Aluminiumlegierungsblech schwieriger formzupressen ist als ein Stahlblech, ist das vorstehend beschriebene bekannte Verfahren dahingehend problematisch, dass das gewünschte Formverfahren nicht in einer geeigneten Weise durchgeführt werden kann.The above JP 2015-139783 describes a method in which the pre-formed part on a sheet edge side is to be deformed greatly in the pre-deformation step, and the amount of increase of a cross-sectional line length in the pre-deformation step should be set to a value smaller than the amount of increase of a cross-sectional line length of the molded article , A specific method of forming the pre-formed part is in JP 2015-139783 but not described. In addition, a plurality of steps, such as. As the Vorverformungsschritt and the last forming step, in this known method required, which is disadvantageous in terms of equipment costs and productivity. Further, since an aluminum alloy sheet is more difficult to mold than a steel sheet, the above-described known process is problematic in that the desired molding process can not be performed in a suitable manner.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Lehren, ein Formpresswerkzeug und ein Formpressverfahren bereitzustellen, die in einem Schritt einen hochqualitativen Streckflansch mit einem einwärts gerichteten Eckenflansch und Seitenflanschen auf beiden Seiten davon formpressen können.It is an object of the present teachings to provide a compression molding tool and a compression molding method capable of molding a high quality stretch flange with an inwardly directed corner flange and side flanges on both sides thereof in one step.
Im Hinblick auf diese Hintergrundinformationen ist hier eine Form für eine verbesserte Formpresswerkzeug offenbart, durch das der einwärts gerichtete Eckenflansch, der im Zusammenhang mit dem Formen des Streckflanschs gebildet wird, und die Seitenflansche auf beiden Seiten des einwärts gerichteten Eckenflanschs in einem Schritt formgepresst werden können. Hier ist auch eine bevorzugte Beziehung zwischen dem Schulterradius von Stempelschultern und einem Rohling (z. B. einem Aluminiumlegierungs- oder Stahlblech, das hier als „Blechrohling” bezeichnet wird) offenbart.In view of this background information, there is disclosed herein a mold for an improved molding die by which the inwardly directed corner flange formed in connection with the forming of the stretching flange and the side flanges on both sides of the inwardly directed corner flange can be molded in one step. Also disclosed herein is a preferred relationship between the shoulder radius of punch shoulders and a blank (eg, an aluminum alloy or steel sheet, referred to herein as a "blank sheet metal").
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren wird ein Formpresswerkzeug offenbart, das einen Blechrohling mit einer einwärts gerichteten Ecke zur Bildung eines Eckenflanschs, der von einer Innenkante der einwärts gerichteten Ecke ansteigt, und von einem ersten und einem zweiten Seitenflansch, die sich jeweils von entgegengesetzten Seiten des Eckenflanschs erstrecken, formpressen kann. Das Formpresswerkzeug umfasst vorzugsweise:
eine Matrize mit einer Matrizenecke, die so geformt ist, dass sie den Eckenflansch bildet, und einer ersten und einer zweiten Matrizenseite, die jeweils so geformt sind, dass sie den ersten und den zweiten Seitenflansch bilden; und
einen Stempel mit einer Stempelecke und einer ersten und einer zweiten Stempelseite, die jeweils mit der Matrizenecke und der ersten und der zweiten Matrizenseite zur Bildung des Eckenflanschs, des ersten Seitenflanschs und des zweiten Seitenflanschs zusammenwirken;
wobei die Stempelecke eine Eckenrille aufweist, die sich entlang eines Abschnitts erstreckt, an dem sich Führungsoberflächen des Stempels und eine Seitenoberfläche des Stempels in einer Hubrichtung des Stempels schneiden; und
die Eckenrille so geformt ist, dass deren Rillenbreite in einer Richtung, die von den Führungsoberflächen in der Hubrichtung wegführt, abnimmt und an einem Stempel-eckenzentrum auf der Seitenoberfläche konvergiert.In another aspect of the present teachings, there is disclosed a compression molding tool comprising a sheet metal blank having an inwardly directed corner for forming a corner flange rising from an inner edge of the inward corner and first and second side flanges extending from opposite sides, respectively extend the corner flange, can press molding. The molding tool preferably comprises:
a die having a die corner shaped to form the corner flange and first and second die sides each shaped to form the first and second side flanges; and
a punch having a punch corner and first and second punch sides cooperating respectively with the die corner and the first and second die sides to form the corner flange, the first side flange, and the second side flange;
the punch corner having a corner groove extending along a portion where guide surfaces of the punch and a side surface of the punch intersect in a stroke direction of the punch; and
the corner groove is formed so that the groove width thereof decreases in a direction away from the guide surfaces in the stroke direction and converges at a punch corner center on the side surface.
Da die Eckenrille in der Stempelecke des Formpresswerkzeugs bereitgestellt ist, werden dann, wenn sich der Stempel relativ zu der Matrize bewegt (vorgetrieben wird), der erste und der zweite Seitenflansch zuerst durch die erste und die zweite Stempelseite formgepresst, die sich über die erste und die zweite Matrizenseite hinausbewegt. Da Stempelschultern der Eckenrille so geformt sind, dass sich die Rillenbreite in der Bewegungsrichtung weg von den Führungsoberflächen in der Hubrichtung vermindert und die Rillenbreite an dem Stempeleckenzentrum konvergiert (Null wird), wird der Eckenflansch anfänglich beginnend mit dessen äußeren Seiten, die an den ersten und den zweiten Seitenflansch angrenzen, formgepresst. D. h., auf beiden Seiten des Zentrums der einwärts gerichteten Ecke (d. h., des Rohlingeckenzentrums) kommen beide Enden der Stempelschultern zuerst mit dem Blechrohling in Kontakt und der Bereich der Stempelschultern, der den Blechrohling kontaktiert, nimmt in der Richtung des Rohlingeckenzentrums mit fortschreitendem Formpressen allmählich zu.Since the corner groove is provided in the punch corner of the compression molding tool, when the punch is moved relative to the die, the first and second side flanges are first molded by the first and second punch sides projecting beyond the first and second side flanges the second die side moved out. Since punch shoulders of the corner groove are shaped to reduce the groove width in the direction of travel away from the guide surfaces in the stroke direction and the groove width converges (becomes zero) at the stamp corner center, the corner flange will start initially with its outer sides adjacent to the first and second adjoin the second side flange, compression molded. That is, on both sides of the center of the inward-facing corner (ie, the blanket center), both ends of the punch shoulders first come into contact with the sheet blank, and the portion of the punch shoulders contacting the sheet blank progressively increases in the direction of the blank center Compress molding gradually.
Demgemäß wird, wenn sich der Stempel vorwärtsbewegt, während er die Innenkante der einwärts gerichteten Ecke des Blechrohlings und beide Seiten davon streckt, der Abschnitt des Blechsrohlings am Rohlingeckenzentrum anfänglich nicht formgepresst. Anschließend nimmt, wenn die Rillenbreite der Eckenrille, welche die einwärts gerichtete Ecke kontaktiert und formpresst, abnimmt, der Formpressbereich des Stempels einwärts in der Richtung des Rohlingzentrums zu, so dass das Rohlingeckenzentrum als letztes formgepresst wird. In dieser Abfolge des Herstellungsverfahrens steigt die einwärts gerichtete Ecke des Blechrohlings in einer zufriedenstellenden Weise zu der Eckenflanschform an und die einwärts gerichtete Ecke wird in der Bewegungsrichtung (Vortriebsrichtung) des Stempels anfänglich beginnend von den Seitenflanschseiten gebogen, bis sie schließlich das Rohlingeckenzentrum erreicht.Accordingly, as the punch moves forward as it extends the inner edge of the inward corner of the sheet blank and both sides thereof, the portion of the sheet blank at the blank center is initially not compression molded. Then, as the groove width of the corner groove contacting and molding the inward corner decreases, the molding area of the punch increases inwardly in the direction of the blank center, so that the blank center is press-molded last. In this sequence of the manufacturing process, the inward corner of the sheet blank rises satisfactorily to the corner flange shape, and the inward corner is bent in the moving direction (advancing direction) of the punch initially starting from the side flange sides until finally reaching the blank corner center.
Als Ergebnis wird die Lokalisierung einer Spannung unterdrückt (vermindert oder minimiert) und Risse in dem Streckflansch können verhindert werden. Als Ergebnis kann ein Flansch (insbesondere ein gekrümmter Flansch), der von der Innenkante der einwärts gerichteten Ecke ansteigt, in einem Schritt formgepresst werden und darüber hinaus kann ein hochqualitatives Produkt mit einer hohen Produktivität hergestellt werden.As a result, localization of stress is suppressed (reduced or minimized) and cracks in the stretching flange can be prevented. As a result, a flange (in particular, a curved flange) rising from the inner edge of the inward corner can be molded in one step and, moreover, a high quality product can be produced with high productivity.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist eine Schrägansicht, welche die schematischen Strukturen der Hauptteile eines Formpresswerkzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. 1 FIG. 12 is an oblique view showing the schematic structures of the main parts of a molding die according to a first embodiment. FIG.
2 zeigt zwei Zustände der Hauptteile des Formpresswerkzeugs gemäß der ersten Ausführungsform in einer vergrößerten Ansicht, wobei in der oberen Darstellung die Form eines Blechrohlings vor dem Formpressen durch das Formpresswerkzeug gezeigt ist und in der unteren Darstellung die Form des Blechrohlings nach dem Formpressen gezeigt ist. 2 shows two states of the main parts of the molding tool according to the first embodiment in an enlarged view, wherein in the upper view, the shape of a sheet metal blank prior to molding by the molding tool is shown and in the lower illustration the shape of the sheet blank after molding is shown.
3 ist eine Draufsicht, welche die Gesamtform des Blechrohlings vor dem Formpressen durch das Formpresswerkzeug gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 3 FIG. 10 is a plan view showing the overall shape of the sheet blank before the molding by the molding tool according to the first embodiment. FIG.
4 ist eine Draufsicht, welche die Hauptteile des Formpresswerkzeugs gemäß der ersten Ausführungsform in einer vergrößerten Ansicht zeigt, in der auch die Form des Blechrohlings vor dem Formpressen (durchgezogene Linien) und die Form des Blechrohlings nach dem Formpressen (gestrichelte Linien und fette Linien) gezeigt sind. 4 Fig. 10 is a plan view showing the main parts of the molding die according to the first embodiment in an enlarged view, which also shows the shape of the sheet blank before molding (solid lines) and the shape of the sheet blank after molding (dashed lines and bold lines) ,
5 ist eine Schrägansicht, welche die Struktur von Hauptteilen des Stempels des Formpresswerkzeugs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 5 FIG. 11 is an oblique view showing the structure of main parts of the punch of the molding die according to the first embodiment. FIG.
6 umfasst eine Draufsicht (obere Darstellung), eine Schrägansicht (mittlere Darstellung) und eine Seitenansicht (untere Darstellung) der Hauptteile des Stempels, einschließlich eine Stempelecke, gemäß der ersten Ausführungsform. 6 includes a plan view (top view), an oblique view (middle view) and a side view (bottom view) of the main parts of the punch, including a punch corner, according to the first embodiment.
7 ist eine Draufsicht, die gemäß der ersten Ausführungsform die Konturform der Hauptteile entlang einer Führungsoberfläche des Stempels zeigt und die Veränderung der Konturform bei einem Querschnitt parallel zu der Führungsoberfläche zeigt. 7 FIG. 10 is a plan view showing the contour shape of the main parts along a guide surface of the punch according to the first embodiment and showing the change of the contour shape in a cross section parallel to the guide surface. FIG.
8 ist eine Schrägansicht, welche die schematischen Strukturen der Hauptteile eines Formpresswerkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. 8th Fig. 11 is an oblique view showing the schematic structures of the main parts of a molding die according to a second embodiment.
9 ist eine Schrägansicht, welche die Struktur der Hauptteile des Stempels gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. 9 Fig. 11 is an oblique view showing the structure of the main parts of the punch according to the second embodiment.
10 ist eine Schrägansicht der Hauptteile, die ein Beispiel einer weiteren Form eines Stempels gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform zeigt. 10 Fig. 11 is an oblique view of the main parts showing an example of another form of a punch according to the first and second embodiments.
11 ist eine Schrägansicht, welche die schematische Struktur der Hauptteile eines Formpresswerkzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. 11 FIG. 11 is an oblique view showing the schematic structure of main parts of a molding die according to a third embodiment. FIG.
12 ist eine Schrägansicht, welche die Struktur der Hauptteile des Stempels gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. 12 Fig. 10 is an oblique view showing the structure of the main parts of the punch according to the third embodiment.
13 umfasst eine Draufsicht (obere Darstellung), eine Schrägansicht (mittlere Darstellung) und eine Seitenansicht (untere Darstellung), welche die Hauptteile des Stempels, einschließlich die Stempelecke, gemäß der dritten Ausführungsform zeigen. 13 2 includes a plan view (upper view), an oblique view (middle view) and a side view (lower view) showing the main parts of the punch, including the punch corner, according to the third embodiment.
14 ist eine Schrägansicht, welche die schematische Struktur der Hauptteile eines Formpresswerkzeugs gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt. 14 FIG. 11 is an oblique view showing the schematic structure of the main parts of a molding die according to a fourth embodiment. FIG.
15 umfasst eine Draufsicht (obere Darstellung), eine Schrägansicht (mittlere Darstellung) und eine Seitenansicht (untere Darstellung) der Hauptteile des Stempels, einschließlich die Stempelecke, gemäß der vierten Ausführungsform. 15 includes a plan view (top view), an oblique view (middle view) and a side view (bottom view) of the main parts of the punch, including the punch corner, according to the fourth embodiment.
16 enthält fünf vergrößerte Schrägansichten der Hauptteile des Stempels und des Blechrohlings und zeigt eine Reihe von Zuständen ausgehend von dem Beginn des Formpressens bis zum Abschluss des Formpressens. 16 includes five enlarged oblique views of the main parts of the punch and the sheet metal blank and shows a number of states from the beginning of the molding to the completion of the molding.
17 zeigt vergrößerte Querschnittsansichten der Hauptteile gemäß eines Arbeitsbeispiels, in denen eine Reihe von Formpresszuständen des Blechrohlings an einer Eckenzentrumsposition und an zwei runden Endpositionen des Stempels gemäß der Vortriebsbewegung (Hub) des Stempels gezeigt ist. 17 11 shows enlarged cross-sectional views of the main parts according to a working example showing a series of molding conditions of the sheet blank at a corner center position and at two round end positions of the punch in accordance with the propelling movement (stroke) of the punch.
18 ist eine vergrößerte Draufsicht zum Erläutern des Fließens von Metall, wenn der Streckflansch des Blechrohlings gemäß eines Arbeitsbeispiels formgepresst wird, im Vergleich zu einer herkömmlichen Technik. 18 FIG. 10 is an enlarged plan view for explaining the flow of metal when the stretch flange of the sheet blank is molded according to a working example, as compared with a conventional technique.
19 ist eine vergrößerte Draufsicht zum Erläutern eines Vergleichs eines Arbeitsbeispiels mit einer herkömmlichen Technik bezüglich der Erweiterung der Linienlänge, wenn der Streckflansch des Blechrohlings formgepresst wird. 19 Fig. 10 is an enlarged plan view for explaining a comparison of a working example with a conventional line length extension technique when the stretching flange of the sheet blank is press-molded.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
In einer Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Formpresswerkzeugs erfüllen ein Schulterradius Rgs von Rillenschultern, die Abschnitte sind, entlang derer sich die Eckenrille und die Führungsoberflächen schneiden, und ein Schulterradius Rps von Stempelschultern, die Abschnitte sind, entlang derer sich die Eckenrille und die Führungsoberflächen mit der Seitenoberfläche schneiden, vorzugsweise die Beziehungen Rps ≤ Rgs und Rgs ≤ 30 mm. In einer solchen Ausführungsform nimmt, während sich der Formpressbereich von den Seitenflanschen in der Richtung des Eckenflanschs während des Formpressvorgangs verbreitert (zunimmt), der Effekt des Unterdrückens (Verminderns) einer Zunahme der Spannung an beiden Enden der Eckenrille ebenfalls zu.In one embodiment of the above-described compression molding tool, a shoulder radius Rgs satisfies groove shoulders which are portions along which the corner groove and the guide surfaces intersect, and a shoulder radius Rps of punch shoulders which are portions along which the corner groove and the guide surfaces engage with the side surface preferably Rps ≤ Rgs and Rgs ≤ 30 mm. In such an embodiment, as the molding area of the side flanges widens (increases) in the direction of the corner flange during the molding process, the effect of suppressing (decreasing) an increase in stress at both ends of the corner groove also increases.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Lehren liegen die Positionen, an denen sich die vorstehend genannten Stempelschultern und die Rillenschultern auf den Führungsoberflächen schneiden, vorzugsweise an den Grenzen der Stempelecke mit den angrenzenden Stempelseiten auf der Seitenoberfläche des Stempels oder an den Außenseiten davon (bezüglich des Rohlingeckenzentrums) vor. In einer solchen Ausführungsform nimmt durch geeignetes Auswählen des Schulterradius Rgs, einer Rillentiefe D und dergleichen der Effekt des Unterdrückens (Verminderns, Minimierens) der Lokalisierung einer Spannung zu. Es sollte beachtet werden, dass die Grenzen der Stempelecke mit den angrenzenden Stempelseiten die runden Endpositionen, die beide Enden der Stempelecke bilden, und Positionen in deren Umgebung umfassen.In another embodiment of the present teachings, the positions at which the aforesaid punch shoulders and groove shoulders intersect on the guide surfaces are preferably at the boundaries of the punch corner with the adjacent punch sides on the side surface of the punch or on the outside thereof (relative to the blank center ) in front. In such an embodiment, by appropriately selecting the shoulder radius Rgs, a groove depth D and the like, the effect of suppressing (reducing, minimizing) the localization of a voltage increases. It should be noted that the boundaries of the stamp corner with the adjacent stamp faces include the round end positions that form both ends of the stamp corner and positions in their surroundings.
Das Verhältnis D/W der Eckenrille, bei dem es sich um das Verhältnis der Rillentiefe D in der Hubrichtung zu der Rillenbreite W an den Führungsoberflächen handelt, ist vorzugsweise größer als 0,25. In einer solchen Ausführungsform wird die Lokalisierung einer Spannung unterdrückt (vermindert, minimiert) und der Effekt des Verminderns einer maximalen Hauptspannung wird weiter verbessert.The ratio D / W of the corner groove, which is the ratio of the groove depth D in the stroke direction to the groove width W on the guide surfaces, is preferably larger than 0.25. In such an embodiment, the localization of a voltage is suppressed (reduced, minimized) and the effect of reducing a maximum main voltage is further improved.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Lehren weist die Eckenrille vorzugsweise die Form eines Paars von entgegengesetzten geneigten Oberflächen auf. Beispielsweise kann die Eckenrille eine V-Rillenform aufweisen, wie es nachstehend detaillierter beschrieben ist.In a further embodiment of the present teachings, the corner groove is preferably in the form of a pair of opposing inclined surfaces. For example, the corner groove may have a V-groove shape, as described in more detail below.
Das vorliegende Formpresswerkzeug kann zum Biegen von verschiedenen Arten von Metallblechen als Blechrohling, der mit der einwärts gerichteten Ecke versehen ist, gemäß den vorliegenden Lehren verwendet werden. Insbesondere können hervorragende oder optimale Ergebnisse erhalten werden, wenn ein Aluminiumlegierungsblech oder ein Stahlblech zum Formpressen von einem oder mehreren Ecken (gekrümmten)-Streckflansch(en) gebogen wird.The present compression molding tool may be used for bending various kinds of metal sheets as a sheet blank provided with the inward-facing corner according to the present teachings. In particular, excellent or optimum results can be obtained when bending an aluminum alloy sheet or a steel sheet for molding by one or more corner (curved) stretching flange (s).
Erste AusführungsformFirst embodiment
Eine erste Ausführungsform eines Formpresswerkzeugs 1 gemäß den vorliegenden Lehren wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.A first embodiment of a molding tool 1 in accordance with the present teachings will be explained below with reference to the drawings.
Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst das Formpresswerkzeug 1 eine Matrize 2 und einen Stempel 3. Ein Rohling (hier als „Blechrohling” bezeichnet) 4, wie z. B. ein Metallblech, das z. B. aus einer Aluminiumlegierung oder Stahl hergestellt ist und das eine einwärts gerichtete Ecke 41 aufweist, ist zwischen der Matrize 2 und dem Stempel 3 angeordnet. Wie es in der unteren Darstellung von 2 gezeigt ist, werden ein Eckenflansch Fc, der von einer Innenkante 43 an der einwärts gerichteten Ecke 41 ansteigt, und ein Paar von (ersten und zweiten) Seitenflanschen Fs, die sich von beiden Seiten des Eckenflanschs Fc erstrecken, formgepresst. Die Seitenflansche Fs steigen von der Innenkante 43 entlang eines Paars von (ersten und zweiten) Seitenteilen 42 an, die sich von beiden Seiten der einwärts gerichteten Ecke 41 erstrecken. Die Seitenflansche Fs bilden zusammen mit dem Eckenflansch Fc einen Flansch F.As it is in the 1 and 2 is shown includes the molding tool 1 a die 2 and a stamp 3 , A blank (referred to here as a "sheet metal blank") 4 , such as B. a metal sheet, the z. B. made of an aluminum alloy or steel and that is an inwardly directed corner 41 is between the die 2 and the stamp 3 arranged. As it is in the lower part of 2 is shown, a corner flange Fc, from an inner edge 43 at the inward-facing corner 41 rises, and a pair of (first and second) side flanges Fs extending from both sides of the corner flange Fc are press-molded. The side flanges Fs rise from the inner edge 43 along a pair of (first and second) side panels 42 on, extending from both sides of the inward-facing corner 41 extend. The side flanges Fs together with the corner flange Fc form a flange F.
Die Matrize 2 weist eine runde Matrizenecke 21 auf, die entlang der runden einwärts gerichteten Ecke 41 verläuft. Ein Paar von (ersten und zweiten) geraden Matrizenseiten 22 erstreckt sich von der Matrizenecke 21 und verläuft entlang des Paars von geraden Seitenteilen 42. Darüber hinaus weist der Stempel 3 eine Stempelecke 31 und ein Paar von (ersten und zweiten) Stempelseiten 32 auf, die mit der Matrizenecke 21 bzw. dem Paar von (ersten und zweiten) Matrizenseiten 22 zusammenwirken (interagieren). Wenn sich der Stempel 3 des Formpresswerkzeugs 1 bezogen auf die Matrize 2 aufwärts bewegt (vorgetrieben wird), wobei die Richtung senkrecht zu der Blechoberfläche des Blechrohlings 4 als Hubrichtung X dient (d. h., die Oben-unten-Richtung in den Figuren), werden die einwärts gerichtete Ecke 41 und die angrenzenden Seitenteile 42 des Blechrohlings 4 zu der gewünschten Flanschform formgepresst. Obwohl jedes der Seitenteile 42 in der vorliegenden Ausführungsform gerade geformt ist, können diese eine andere Form aufweisen. Beispielsweise kann mindestens ein Abschnitt der Seitenteile 42 eine gekrümmte Seitenform aufweisen. Dies gilt gleichermaßen für die Matrizenseiten 22 und die Stempelseiten 32.The matrix 2 has a round die corner 21 up along the round inward-facing corner 41 runs. A pair of (first and second) straight die sides 22 extends from the die corner 21 and runs along the pair of straight side panels 42 , In addition, the stamp indicates 3 a stamp corner 31 and a pair of (first and second) stamp pages 32 on top, with the die corner 21 or the pair of (first and second) die pages 22 interact (interact). When the stamp 3 of the molding tool 1 based on the die 2 is moved upward (driven), wherein the direction perpendicular to the sheet surface of the sheet metal blank 4 serves as the stroke direction X (ie, the top-bottom direction in the figures) becomes the inward-facing corner 41 and the adjacent side panels 42 of the sheet metal blank 4 molded to the desired flange shape. Although each of the side panels 42 is straight in the present embodiment, they may have a different shape. For example can be at least a section of the side panels 42 have a curved side shape. This applies equally to the die pages 22 and the stamp pages 32 ,
Es sollte beachtet werden, dass das Formpresswerkzeug 1 den Flansch F, der mindestens einen Eckenflansch Fc aufweist, auf dem Blechrohling 4 bildet, und der Blechrohling 4 (vor dem Formpressen) mindestens eine einwärts gerichtete Ecke 41 aufweist. Die 3 und 4 zeigen ein repräsentatives, nicht beschränkendes Beispiel für den Blechrohling 4 und die 1 und 2 zeigen den Abschnitt der Formmatrize 1, die 1/4 der Gesamtform des formgepressten Blechrohlings 4 bildet (d. h., die Form, die in den 3 und 4 durch die gestrichelten Linien gezeigt ist). Vor dem Formpressen weist der Blechrohling 4 vier einwärts gerichtete Ecken 41, die alle die gleiche runde Form aufweisen, an den vier Ecken eines im Wesentlichen rechteckigen Lochs (Durchgangslochs) 4A auf, das durch einen zentralen Teil des Blechrohlings 4 verläuft.It should be noted that the molding tool 1 the flange F, which has at least one corner flange Fc, on the sheet metal blank 4 forms, and the sheet metal blank 4 (before molding) at least one inward facing corner 41 having. The 3 and 4 show a representative, non-limiting example of the sheet metal blank 4 and the 1 and 2 show the section of the molding die 1 , the 1/4 of the overall shape of the pressed sheet metal blank 4 forms (ie, the form that in the 3 and 4 shown by the dashed lines). Before the molding presses, the sheet metal blank 4 four inward corners 41 all having the same round shape at the four corners of a substantially rectangular hole (through-hole) 4A on through a central part of the sheet metal blank 4 runs.
Wie es in der 2 gezeigt ist, weist der Stempel 3 eine Eckenrille 6 auf, die sich mindestens in der runden Stempelecke 31 befindet, wo die Führungsoberflächen 33 (d. h., die oberen Oberflächen in der 2) eine Seitenoberfläche 34 des Stempels 3 in der Hubrichtung X schneiden. Ein Paar von (ersten und zweiten) geraden Seiten 35 ist an Kanten der Führungsoberflächen 33 auf beiden Seiten der Stempelecke 31 ausgebildet. Die Abschnitte des Stempels 3, entlang derer die Seitenoberfläche 34 die Eckenrille 6 und die geraden Seiten 35 der Führungsoberflächen 33 schneidet, dienen als Stempelschulter 3S. Wie es in der 5 gezeigt ist, weist die Eckenrille 6 eine Rillenbreite auf, die in der Richtung, die von den Führungsoberflächen 33 in der Hubrichtung X wegführt (in den Figuren nach unten), abnimmt, und sie weist eine Form auf (z. B. eine Keil- oder V-Form), die an einem Stempeleckenzentrum C1 konvergiert. Auf der Seitenoberfläche 34 erstrecken sich die zwei (lateralen) Enden der runden Stempelecke 31 jeweils zu den flachen Stempelseiten 32. Die zwei Grenzpositionen der runden Stempelecke 31 mit den angrenzenden flachen Stempelseiten 32 werden hier als runde Enden C2, C3 bezeichnet. Die spezielle Form der Eckenrille 6 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Lehren wird nachstehend detaillierter beschrieben.As it is in the 2 is shown, the punch points 3 a corner groove 6 on, at least in the round stamp corner 31 located where the guide surfaces 33 (ie, the upper surfaces in the 2 ) a side surface 34 of the stamp 3 in the stroke direction X intersect. A pair of (first and second) even sides 35 is at edges of the guide surfaces 33 on both sides of the stamp corner 31 educated. The sections of the stamp 3 along which the side surface 34 the corner groove 6 and the even sides 35 the guide surfaces 33 cuts, serve as a stamp shoulder 3S , As it is in the 5 is shown, the corner groove 6 a groove width that is in the direction of the guide surfaces 33 in the stroke direction X (downward in the figures), decreases, and has a shape (eg, a wedge or V shape) that converges at a punch corner center C1. On the side surface 34 extend the two (lateral) ends of the round stamp corner 31 each to the flat stamp pages 32 , The two border positions of the round stamp corner 31 with the adjacent flat stamp pages 32 are here referred to as round ends C2, C3. The special shape of the corner groove 6 according to this embodiment of the present teachings will be described in more detail below.
In der 1 weist die blockförmige Matrize 2 eine Form auf, die der Form des rechteckigen Lochs 4A im Wesentlichen ähnlich ist (vgl. die 3), das vier runde Ecken innerhalb des Blechrohlings 4 aufweist. D. h., die Matrize 2 weist ein rechteckiges röhrenförmiges Loch 2A auf, dessen Umfang größer ist als derjenige des rechteckigen Lochs 4A. Die Matrizenecke 21 weist eine einwärts gerichtete Ecke auf, die den Abschnitt der Röhrenwand des rechteckigen röhrenförmigen Lochs 2A bildet, der entlang der einwärts gerichteten Ecke 41 des Blechrohlings 4 verläuft. Vor dem Formpressen befindet sich der Umfang des rechteckigen Lochs 4A des Blechrohlings 4 in der Draufsicht innerhalb des Umfangs des rechteckigen röhrenförmigen Lochs 2A.In the 1 has the block-shaped die 2 a shape that matches the shape of the rectangular hole 4A is substantially similar (see the 3 ), the four round corners inside the sheet metal blank 4 having. That is, the die 2 has a rectangular tubular hole 2A whose circumference is larger than that of the rectangular hole 4A , The die corner 21 has an inwardly directed corner which is the portion of the tube wall of the rectangular tubular hole 2A that forms along the inward-facing corner 41 of the sheet metal blank 4 runs. Before molding, the circumference of the rectangular hole is located 4A of the sheet metal blank 4 in plan view, within the circumference of the rectangular tubular hole 2A ,
Darüber hinaus weist der blockförmige Stempel 3 eine Größe auf, so dass er in das rechteckige röhrenförmige Loch 2A gleitet und bezüglich des rechteckigen röhrenförmigen Lochs 2A in der Hubrichtung X bewegt werden kann. Die Stempelecke 31 des Stempels 3 weist eine nach außen gerichtete Eckenform auf und ist gegenüber der Matrizenecke 21 angeordnet. Die Stempelseiten 32 sind so angeordnet, dass sie den Matrizenseiten 22 gegenüberliegen. Die Matrizenschultern 2S auf den Matrizenseiten 22 auf beiden Seiten der Matrizenecke 21 wirken jeweils mit den Stempelschultern 3S zusammen. Der Schulterradius der Matrizenschultern 2S ist konstant, wie es nachstehend weiter diskutiert wird.In addition, the block-shaped punch has 3 a size up so that he is in the rectangular tubular hole 2A slides and with respect to the rectangular tubular hole 2A can be moved in the stroke direction X. The stamp corner 31 of the stamp 3 has an outwardly directed corner shape and is opposite the die corner 21 arranged. The stamp pages 32 are arranged so that they are the die sides 22 are opposite. The matrix shoulders 2S on the die pages 22 on both sides of the die corner 21 each act with the punch shoulders 3S together. The shoulder radius of the matrix shoulders 2S is constant, as discussed further below.
Ein Rohlinghalter 5, auf dem der Blechrohling 4 montiert wird, ist abwärts von der Matrize 2 bereitgestellt und kann vertikal bewegt werden. Vor dem Formpressen, wie es in der 1 gezeigt ist, wird der Blechrohling 4 zwischen der Matrize 2 und dem Rohlinghalter 5 angeordnet. Ein Umfangskantenabschnitt des rechteckigen Lochs 4A ragt einwärts von der Innenseite der Matrize 2 um eine vorgegebene Breite vor (nachstehend diskutiert), und befindet sich aufwärts von dem Stempel 3. Es sollte beachtet werden, dass der Stempel 3 eine rechteckige Blockform aufweist, die zu der Innenform des rechteckigen röhrenförmigen Lochs 2A der Matrize 2 komplementär ist, und der Abschnitt des Stempels 3, der eine der Stempelecken 31 aufweist, ist in der 1 gezeigt.A blank holder 5 on which the sheet metal blank 4 is mounted, is down from the die 2 provided and can be moved vertically. Before molding, as in the 1 is shown, the sheet metal blank 4 between the die 2 and the blank holder 5 arranged. A peripheral edge portion of the rectangular hole 4A protrudes inwards from the inside of the matrix 2 by a predetermined width (discussed below), and is upwards of the stamp 3 , It should be noted that the stamp 3 has a rectangular block shape corresponding to the inner shape of the rectangular tubular hole 2A the matrix 2 is complementary, and the section of the stamp 3 , one of the stamps 31 is in the 1 shown.
Wie es in den 3 und 4 gezeigt ist, verlaufen die Konturen der Matrizenecke 21 und der Matrizenseiten 22, die sich davon erstrecken (z. B. durch die gestrichelten Linien in der 3 und der 4 gezeigt), jeweils entlang der einwärts gerichteten Ecke 41 und den Seitenteilen 42 des Blechrohlings 4. Während des Formpressens des Blechrohlings 4 werden die einwärts gerichtete Ecke 41 und die Seitenteile 42 entlang der Positionen der Konturen der Matrizenecke 21 und der Matrizenseiten 22 gebogen, wodurch der Eckenflansch Fc und die Seitenflansche Fs gebildet werden, die von den Biegepositionen ansteigen, die als die Innenkante 43 dienen. Wie es in der 4 gezeigt ist, sind die Flanschlängen Ls an beiden Enden der einwärts gerichteten Ecke 41 und die Flanschlängen Ls an den Seitenteilen 42 gleich und die Flanschlänge Lc an dem Rohlingeckenzentrum 41C ist größer als die Flanschlänge Ls oder identisch damit (d. h., Ls ≤ Lc). In einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren kann die Flanschlänge Ls als Funktion der Flanschlänge Lc an dem Rohlingeckenzentrum 41C gemäß der Gleichung Ls = (Lc/2) × √2 berechnet werden.As it is in the 3 and 4 is shown, the contours of the die corner 21 and the die pages 22 extending therefrom (eg, by the dashed lines in FIG 3 and the 4 shown), respectively along the inward-facing corner 41 and the side panels 42 of the sheet metal blank 4 , During the molding of the sheet metal blank 4 become the inward-facing corner 41 and the side parts 42 along the positions of the contours of the die corner 21 and the die pages 22 bent, whereby the corner flange Fc and the side flanges Fs are formed, which rise from the bending positions, as the inner edge 43 serve. As it is in the 4 2, the flange lengths Ls are at both ends of the inward-facing corner 41 and the flange lengths Ls on the side panels 42 equal and the flange length Lc at the Rohlingeckenzentrum 41C is greater than or equal to the flange length Ls (ie, Ls ≤ Lc). In one embodiment of the present teachings, the flute length Ls may be a function of the flute length Lc at the blank center 41C according to the equation Ls = (Lc / 2) × √2 be calculated.
Der Eckenflansch Fc und die Seitenflansche Fs (vgl. z. B. die untere Darstellung in der 2) steigen in der Hubrichtung X von der Ebene ab an, die eine a-Richtung und eine b-Richtung umfasst, die sich schneiden und bei denen es sich um die Richtungen von zwei sich schneidenden Seiten des Blechrohlings 4 handelt. Der rechteckige Flansch F, der aus dem Eckenflansch Fc und den geradseitigen Seitenflanschen Fs zusammengesetzt ist, kann an jeder Ecke einer rechteckigen Öffnung, z. B. in einer Öffnung für ein Glasfenster eines Kraftfahrzeug-Sonnendachs, oder dergleichen ausgebildet werden.The corner flange Fc and the side flanges Fs (see, for example, the lower illustration in FIG 2 ) increase in the stroke direction X from the plane including an a direction and a b direction which intersect and which are the directions of two intersecting sides of the sheet blank 4 is. The rectangular flange F, which is composed of the corner flange Fc and the straight-sided side flanges Fs, may be formed at each corner of a rectangular opening, e.g. B. in an opening for a glass window of a motor vehicle sunroof, or the like.
Wie es vorstehend erwähnt worden ist, kann der Blechrohling 4 optional z. B. aus einem Aluminiumlegierungsblech oder einem Stahlblech, wie z. B. einem weichen (mit niedrigem Kohlenstoffgehalt) Stahlblech, ausgebildet sein. Aluminiumlegierungsbleche sind für eine Verminderung des Gewichts effektiver als Stahlbleche. Darüber hinaus ist, da Aluminiumlegierungsbleche im Allgemeinen weichen Stahlblechen bezüglich der Streckflanschformbarkeit unterlegen sind, der Effekt, der durch die Anwendung der Formpresstechniken der vorliegenden Lehren auf Aluminiumlegierungsbleche erzeugt wird, relativ stark. Demgemäß kann ein Flansch F, der eine relativ große Höhe aufweist, auf einem Aluminiumlegierungsblech formgepresst werden, während eine Spannung unterdrückt (minimiert) wird. Die Matrize 2 und der Stempel 3 des Formpresswerkzeugs 1 können z. B. aus jedwedem bekannten Stahlmaterial zusammengesetzt (hergestellt) sein, das typischerweise zum Gießen von Metallmatrizen verwendet wird.As mentioned above, the sheet metal blank 4 optional z. B. from an aluminum alloy sheet or a steel sheet, such as. B. a soft (low carbon) steel sheet may be formed. Aluminum alloy sheets are more effective for reducing weight than steel sheets. Moreover, since aluminum alloy sheets are generally inferior to soft steel sheets in terms of stretch flange formability, the effect produced by applying the die pressing techniques of the present teachings to aluminum alloy sheets is relatively strong. Accordingly, a flange F having a relatively large height can be press-molded on an aluminum alloy sheet while suppressing (minimizing) a stress. The matrix 2 and the stamp 3 of the molding tool 1 can z. Composed of any known steel material typically used for casting metal matrices.
Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, weist der Stempel 3 eine V-rillenförmige Eckenrille 6 auf, die aus einem Paar von geneigten Oberflächen 61, 62 ausgebildet ist, die in der Stempelecke 31 festgelegt sind. Rillenschultern 6S sind entlang der Abschnitte der Führungsoberflächen 33 ausgebildet, an denen sich die geneigten Oberflächen 61, 62 bzw. die Führungsoberflächen 33 schneiden. Die Rillenbreite W der Eckenrille 6 ist an den Führungsoberflächen 33 am größten. Unter Bezugnahme auf die 7 erstreckt sich die Eckenrille 6 entlang einer diagonalen Linie, die durch das Stempeleckenzentrum C1 verläuft, und die Eckenrille 6 weist eine Form auf, die derart ist, dass die Rillenbreite W in einem Querschnitt parallel zu den Führungsoberflächen 33 bei einem Wegbewegen (in den Figuren nach unten) von den Führungsoberflächen 33 kleiner wird, und so dass sich die zwei geneigten Oberflächen 61, 62 einander annähern. Das Paar von geneigten Oberflächen 61, 62 vereinigt sich schließlich (konvergiert) entlang der diagonalen Linie, die das Stempeleckenzentrum C1 schneidet, und die Eckenrille 6 konvergiert (verschwindet) in die auswärts gerichtete (runde) Eckenform des unteren Abschnitts der Stempelecke 31. Ein Rillental (Rillentiefstpunkt) 6V ist entlang des Abschnitts ausgebildet, an dem die zwei geneigten Oberflächen 61, 62 der Eckenrille 6 einander schneiden, d. h., entlang der diagonalen Linie.As it is in the 5 and 6 is shown, the punch points 3 a V-groove corner groove 6 on, which consists of a pair of inclined surfaces 61 . 62 is formed in the stamp corner 31 are fixed. grooves shoulders 6S are along the sections of the guide surfaces 33 formed, in which the inclined surfaces 61 . 62 or the guide surfaces 33 to cut. The groove width W of the corner groove 6 is at the guide surfaces 33 the biggest. With reference to the 7 the corner groove extends 6 along a diagonal line passing through the stamp corner center C1 and the corner groove 6 has a shape such that the groove width W in a cross section parallel to the guide surfaces 33 when moving away (in the figures down) from the guide surfaces 33 gets smaller, and so that the two inclined surfaces 61 . 62 approach each other. The pair of inclined surfaces 61 . 62 finally merges (converges) along the diagonal line intersecting the stamp corner center C1 and the corner groove 6 converges (disappears) in the outward (round) corner shape of the lower portion of the punch corner 31 , A groove valley (groove deep point) 6V is formed along the portion where the two inclined surfaces 61 . 62 the corner groove 6 intersect, ie, along the diagonal line.
In der Oben-unten-Richtung zwischen dem Querschnitt, an dem die Eckenrille 6 in die Endoberfläche auf der Seite gegenüber den Führungsoberflächen 33 und die untere Oberfläche des Stempels 3 verschwindet, weist der Stempel 3 eine gerundete rechteckige Außenform auf (vgl. z. B. die 5), die dem rechteckigen röhrenförmigen Loch 2A der Matrize 2 ähnlich ist (komplementär ist), und weist insbesondere die auswärts gerichtete runde Eckenform auf, die zu der Matrizenecke 21 komplementär ist. Die Abschnitte der Matrize 3, entlang derer die Eckenrille 6 und die Führungsoberflächen 33 die Seitenoberfläche 34 schneiden, sind gekrümmte Abschnitte der Stempelschultern 3S. Der Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S ist hier konstant.In the top-bottom direction between the cross section where the corner groove 6 into the end surface on the side opposite the guide surfaces 33 and the bottom surface of the stamp 3 disappears, the stamp points 3 a rounded rectangular outer shape (see, for example, the 5 ), the rectangular tubular hole 2A the matrix 2 is similar (complementary), and in particular has the outwardly directed round corner shape which leads to the die corner 21 is complementary. The sections of the matrix 3 along which the corner groove 6 and the guide surfaces 33 the side surface 34 are curved portions of the punch shoulders 3S , The shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S is constant here.
Der Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S wird vorzugsweise so eingestellt, dass die Beziehung t ≤ Rps ≤ Ls erfüllt ist, worin t die Blechdicke des Blechrohlings 4 ist und Ls die Flanschlänge an beiden Enden der einwärts gerichteten Ecke 41 ist (vgl. die 4). Durch Einstellen des Schulterradius Rps auf eine Länge zwischen der Blechdicke t des Blechrohlings 4 oder größer und der Flanschlänge Ls oder weniger kann der Blechrohling 4 derart in der Bewegungsrichtung (Vortriebsrichtung) des Stempels 3 gebogen werden (senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht), dass der Innenumfangslochkantenabschnitt des Blechrohlings 4 in einer zufriedenstellenden Weise zu der Flanschform ansteigt, und sich die einwärts gerichtete Ecke 41 in die Richtung des Rohlingeckenzentrums 41C bewegt (fließt). Daher ist vorzugsweise die Beziehung t < Rps < Ls erfüllt. Darüber hinaus nähert sich die Anstiegsposition (Biegeposition) umso stärker der Matrize 2 an, je kleiner der Schulterradius Rps ist, und das Formpressen kann fortschreiten, während bewirkt wird, dass das Blechmaterial in die Richtung des Rohlingeckenzentrums 41C fließt.The shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S is preferably set so that the relationship t ≦ Rps ≦ Ls is satisfied, where t is the sheet thickness of the sheet blank 4 and Ls is the flan length at both ends of the inward facing corner 41 is (see the 4 ). By setting the shoulder radius Rps to a length between the sheet thickness t of the sheet metal blank 4 or larger and the flange length Ls or less may be the sheet metal blank 4 such in the direction of movement (advancing direction) of the punch 3 be bent (perpendicular or substantially perpendicular), that the Innenumfangslochkantenabschnitt the sheet blank 4 increases in a satisfactory manner to the flange shape, and the inwardly directed corner 41 in the direction of the Rohlingeckenzentrums 41C moves (flows). Therefore, the relationship t <Rps <Ls is preferably satisfied. In addition, the rising position (bending position) more closely approximates the female die 2 the smaller the shoulder radius Rps is, and the molding can proceed while causing the sheet material to move in the direction of the blanket center 41C flows.
Darüber hinaus erfüllen der Schulterradius Rgs der Rillenschultern 6S, bei denen es sich um die Abschnitte handelt, entlang derer sich die Eckenrille 6 und die Führungsoberflächen 33 schneiden, und der Schulterradius Rps vorzugsweise die Beziehung Rps ≤ Rgs. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass Rgs ≤ 30 mm ist. In einer solchen Ausführungsform nimmt der Effekt des Unterdrückens (Verminderns oder Minimierens) einer Zunahme der Spannung in dem Blechrohling 4 proximal zu beiden Enden der Eckenrille 6 zu, da sich der Formpressbereich während des Formpressvorgangs von den Seitenflanschen Fs in die Richtung des (und schließlich zu dem) Eckenflansch(s) Fc verbreitert. In der vorliegenden Ausführungsform sind z. B. der Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S, der Schulterradius Rgs der Rillenschultern 6S und ein Talradius Rgv des Rillentals 6V alle gleich (d. h., Rps = Rgs = Rgv). In addition, the shoulder radius Rgs meet the groove shoulders 6S , which are the sections along which the corner groove 6 and the guide surfaces 33 and the shoulder radius Rps preferably has the relationship Rps ≦ Rgs. In addition, it is preferable that Rgs ≦ 30 mm. In such an embodiment, the effect of suppressing (reducing or minimizing) an increase in the stress in the sheet blank 4 proximal to both ends of the corner groove 6 since the molding area widened from the side flanges Fs in the direction of (and finally to) the corner flange (s) Fc during the molding process. In the present embodiment, for. B. the shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S , the shoulder radius Rgs of the grooved shoulders 6S and a valley radius Rgv of the Rillental 6V all the same (ie, Rps = Rgs = Rgv).
Darüber hinaus sind die Führungsoberflächen 33, entlang derer sich die Stempelschultern 3S und die Rillenschultern 6S schneiden, vorzugsweise an, oder auf der Außenseite von, den Grenzen zwischen der Stempelecke 31 und den Stempelseiten 32 auf der Seitenoberfläche 34 angeordnet. Diesbezüglich umfassen die Grenzen die runden Enden C2, C3, welche die Grenzpositionen sind, und Positionen in deren Umgebung. D. h., Verbindungsteile S1, S2 (vgl. die 5 und 6), welche die Stempelschultern 3S mit den Rillenschultern 6S verbinden, können sich an den Positionen der runden Enden C2, C3 von beiden Enden der Stempelecke 31 oder in deren Umgebung befinden (nicht gezeigt), oder sie können auf den Außenseiten der runden Enden C2, C3 befinden, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist. In solchen Ausführungsformen kann beim Beginn des Formpressens das Auftreten einer lokalisierten Spannung in dem Blechrohling 4 proximal zu den Verbindungsteilen S1, S2 unterdrückt (vermindert oder minimiert) werden.In addition, the guide surfaces 33 along which the stamp shoulders 3S and the groove shoulders 6S cut, preferably on, or on the outside of, the boundaries between the stamp corner 31 and the stamp pages 32 on the side surface 34 arranged. In this regard, the boundaries include the round ends C2, C3, which are the boundary positions, and positions in their vicinity. That is, connecting parts S1, S2 (cf. 5 and 6 ), which the punch shoulders 3S with the groove shoulders 6S can connect to the positions of the rounded ends C2, C3 from both ends of the punch corner 31 or in their vicinity (not shown), or they may be located on the outsides of the rounded ends C2, C3, as shown in FIGS 5 and 6 is shown. In such embodiments, upon initiation of compression molding, the occurrence of a localized stress in the sheet blank may occur 4 proximal to the connecting parts S1, S2 are suppressed (reduced or minimized).
Wie es vorstehend erwähnt worden ist, sind die Verbindungsteile S1, S2 der Rillenschultern 6S in der vorliegenden Ausführungsform auswärts von den runden Enden C2, C3 angeordnet. Folglich ist, wie es in der 6 gezeigt ist, die Rillenbreite W der Rillenecke 6 an den Führungsoberflächen 33 größer als die maximale (oberste) Breite W0 der Stempelecke 31. Dabei ist die maximale (oberste) Breite W0 der Stempelecke 31 die geradlinige Distanz zwischen Linien, die jeweils die runden Enden C2, C3 (d. h., beide Enden der Stempelecke 31) auf die Führungsoberflächen 33 projizieren.As mentioned above, the connecting parts S1, S2 are the groove shoulders 6S in the present embodiment, outwardly of the round ends C2, C3. Consequently, as it is in the 6 is shown, the groove width W of the groove corner 6 on the guide surfaces 33 greater than the maximum (top) width W0 of the stamp corner 31 , Here, the maximum (top) width W0 of the stamp corner 31 the rectilinear distance between lines, respectively the round ends C2, C3 (ie, both ends of the stamp corner 31 ) on the guide surfaces 33 project.
In der Eckenrille 6, wie sie in der 6 gezeigt ist, ist das Verhältnis D/W der Rillentiefe D in der Hubrichtung X zu der Rillenbreite W an den Führungsoberflächen 33 vorzugsweise größer als 0,25. Je größer (tiefer) die Rillentiefe D ist, desto stärker wird die Lokalisierung einer Spannung unterdrückt und desto stärker wird der Effekt der Verminderung der maximalen Hauptspannung vergrößert, während sich der Stempel 3 in der Richtung von den Seitenflanschen Fs zu dem Rohlingeckenzentrum 41C bewegt. Wenn jedoch die Rillentiefe D groß wird, wird die Hublänge, die zur Bildung des Flanschs erforderlich ist, groß, und folglich nimmt die Größe des Formpresswerkzeugs 1 zu. Daher sollte z. B. das Verhältnis D/W so eingestellt werden, dass es kleiner als 1,9 und mehr bevorzugt kleiner als 0,9 ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird z. B. die Rillentiefe D auf größer als 50% der Rillenbreite W an den Führungsoberflächen 33 eingestellt. In diesem Fall wird z. B. der Winkel α, den das Paar von geneigten Oberflächen 61, 62 der Eckenrille 6 jeweils mit den angrenzenden Führungsoberflächen 33 bildet (vgl. die unterste Darstellung in der 6), im Bereich von 30° bis 75° und vorzugsweise im Bereich von 30° bis 60° eingestellt.In the corner groove 6 as they are in the 6 is shown, the ratio D / W of the groove depth D in the stroke direction X to the groove width W at the guide surfaces 33 preferably greater than 0.25. The larger (deeper) the groove depth D is, the more the localization of stress is suppressed, and the more the effect of reducing the maximum principal stress is increased as the punch 3 in the direction from the side flanges Fs to the blank corner center 41C emotional. However, when the groove depth D becomes large, the stroke length required to form the flange becomes large, and hence the size of the molding die decreases 1 to. Therefore, z. For example, the ratio D / W may be set to be smaller than 1.9, and more preferably smaller than 0.9. In the present embodiment, for. B. the groove depth D to greater than 50% of the groove width W at the guide surfaces 33 set. In this case, z. As the angle α, the pair of inclined surfaces 61 . 62 the corner groove 6 each with the adjacent guide surfaces 33 forms (see the lowest representation in the 6 ), in the range of 30 ° to 75 ° and preferably in the range of 30 ° to 60 °.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
In der ersten Ausführungsform ist ein Beispiel beschrieben worden, in dem der Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S und der Schulterradius Rgs der Rillenschultern 6S die gleiche Größe aufweisen. Die 8 und 9 zeigen jedoch eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Lehren, in der vorzugsweise die Beziehung Rps < Rgs eingestellt ist, so dass die Stempelschultern 35 der Stempelseiten 32 sanfter (weniger heftig) mit den Stempelschultern 35 der Stempelecke 31 in Kontakt kommen. Das Auftreten einer lokalen Spannung in dem Blechrohling 4 proximal zu den Verbindungsteilen S1, S2 zu Beginn des Formpressens kann dadurch weiter unterdrückt (vermindert oder minimiert) werden. Im Bereich von Rgs ≤ 30 mm ist der Effekt des Unterdrückens (Verminderns oder Minimierens) der Spannung umso größer, je größer der Schulterradius Rgs der Rillenschultern 6S ist. Wenn Rgs jedoch 20 mm übersteigt, dann verändert sich dieser Effekt nicht länger signifikant. Demgemäß sollte zweckmäßig bevorzugt der Bereich Rgs ≤ 20 mm eingestellt werden.In the first embodiment, an example has been described in which the shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S and the shoulder radius Rgs of the groove shoulders 6S the same size. The 8th and 9 however, show a second embodiment of the present teachings in which preferably the relationship Rps <Rgs is set such that the punch shoulders 35 the stamp pages 32 gentler (less violent) with the punch shoulders 35 the stamp corner 31 get in touch. The occurrence of a local stress in the sheet metal blank 4 Proximal to the connecting parts S1, S2 at the beginning of the compression molding can be further suppressed (reduced or minimized). In the range of Rgs ≦ 30 mm, the larger the shoulder radius Rgs of the groove shoulders, the greater the effect of suppressing (reducing or minimizing) the stress 6S is. However, if Rgs exceeds 20 mm, then this effect no longer changes significantly. Accordingly, it is desirable to preferably set the range Rgs ≦ 20 mm.
Andere Strukturelemente sind mit denjenigen in der ersten Ausführungsform identisch und werden mit den gleichen Symbolen und Bezugszeichen bezeichnet, und entsprechende Erläuterungen werden daher weggelassen. Dies gilt gleichermaßen für die nachstehenden Ausführungsformen, die in dieser Beschreibung offenbart sind. Es sollte beachtet werden, dass in der ersten und der zweiten Ausführungsform die Eckenrille 6 in den Führungsoberflächen 33 des Stempels 3 kontinuierlich mit einer nicht gezeigten Stempelecke 31 ausgebildet sein kann, die sich auf der Seite gegenüber der Stempelecke 31 in der diagonalen Richtung befindet. Dies gilt gleichermaßen für die zwei Eckenrillen 6 des Stempels 3 in der anderen diagonalen Richtung.Other structural elements are identical to those in the first embodiment and are denoted by the same symbols and reference numerals, and corresponding explanations are therefore omitted. This applies equally to the following embodiments, which are disclosed in this specification. It should be noted that in the first and second embodiments, the corner groove 6 in the guide surfaces 33 of the stamp 3 continuously with a stamp corner, not shown 31 may be formed, located on the side opposite the stamp area 31 in the diagonal direction. This applies equally to the two corner grooves 6 of the stamp 3 in the other diagonal direction.
Darüber hinaus kann als eine weitere beispielhafte Form, die in der 10 gezeigt ist, eine separate Eckenrille 6 an jeder Stempelecke 31 des Stempels 3 angeordnet sein und kann unabhängig von den anderen Stempelecken 31 ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Eckenrille 6 zu einer Form ausgebildet sein, in der sich z. B. die zwei geneigten Oberflächen 61, 62 gegenüberliegen und auf der Seite gegenüber der Stempelecke 31 eine vertikale Wand 63 die zwei geneigten Oberflächen 61, 62 verbindet.In addition, as another exemplary form that can be found in the 10 shown is a separate corner groove 6 at every stamp corner 31 of the stamp 3 be arranged and can be independent of the other stamp corners 31 be educated. In this case, the corner groove 6 be formed into a shape in which z. B. the two inclined surfaces 61 . 62 opposite and on the side opposite the stamp corner 31 a vertical wall 63 the two inclined surfaces 61 . 62 combines.
Dritte AusführungsformThird embodiment
In der ersten Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem die Rillentiefe D der Eckenrille 6 in der Hubrichtung X größer als 50% der Rillenbreite W an den Führungsoberflächen 33 ist. Die 11 bis 13 zeigen jedoch eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Lehren, in denen die Rillentiefe D so eingestellt werden kann, dass sie kleiner als 50% der Rillenbreite W ist. In diesem Beispiel ist die Rillenbreite W an den Führungsoberflächen 33 nach wie vor größer als die maximale (oberste) Breite W0 der Stempelecke 31, wie dies in der ersten Ausführungsform der Fall ist.In the first embodiment, an example was described in which the groove depth D of the corner groove 6 in the stroke direction X greater than 50% of the groove width W at the guide surfaces 33 is. The 11 to 13 however, show a third embodiment of the present teachings in which the groove depth D can be set to be less than 50% of the groove width W. In this example, the groove width W is on the guide surfaces 33 still larger than the maximum (top) width W0 of the stamp corner 31 as is the case in the first embodiment.
Vierte AusführungsformFourth embodiment
Alternativ zeigen die 14 und 15 eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Lehren, in der die Eckenrille 6 auch so eingestellt (gestaltet) werden kann, dass die Rillentiefe D kleiner als 50% der Rillenbreite W ist und ferner derart, dass die Rillenbreite W an den Führungsoberflächen 33 kleiner als die maximale (oberste) Breite W0 der Stempelecke 31 ist. In jedem Fall, wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird das Verhältnis D/W auf mehr als 0,25 eingestellt. Wenn jedoch die Rillenbreite W an den Führungsoberflächen 33 kleiner eingestellt wird als die maximale (oberste) Breite W0 der Stempelecke 31, dann besteht eine Tendenz dahingehend, dass zu Beginn des Formpressens eine lokale Spannung in dem Blechrohling 4 proximal zu den Verbindungsteilen S1, S2 auftritt. Um dies zu vermeiden, besteht daher ein Risiko dahingehend, dass die Gestaltungsfreiheit bezüglich des Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S, der Rillentiefe D der Eckenrille 6 und dergleichen beschränkt ist. Wenn darüber hinaus die Rillenbreite W beträchtlich größer ist als die Breite W0 der Stempelecke 31, dann wird die Hublänge, die zur Bildung des Flanschs erforderlich ist, groß, wodurch die Größe des Formpresswerkzeugs 1 zunimmt. Demgemäß sollte das Verhältnis W/W0 der Rillenbreite W an den Führungsoberflächen 33 zu der maximalen (obersten) Breite W0 der Stempelecke 31 vorzugsweise so eingestellt werden, dass es in den Bereich von 0,9 bis 1,5 fällt.Alternatively, the show 14 and 15 A fourth embodiment of the present teachings in which the corner groove 6 can also be set so that the groove depth D is smaller than 50% of the groove width W, and further such that the groove width W on the guide surfaces 33 smaller than the maximum (top) width W0 of the stamp corner 31 is. In any case, as described above, the ratio D / W is set to more than 0.25. However, if the groove width W at the guide surfaces 33 is set smaller than the maximum (top) width W0 of the stamp corner 31 , then there is a tendency that at the beginning of molding a local stress in the sheet metal blank 4 proximal to the connecting parts S1, S2 occurs. To avoid this, therefore, there is a risk that the design freedom with respect to the shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S , the groove depth D of the corner groove 6 and the like is limited. Moreover, if the groove width W is considerably larger than the width W0 of the stamp corner 31 , then the stroke length required to form the flange becomes large, increasing the size of the compression molding tool 1 increases. Accordingly, the ratio W / W0 of the groove width W on the guide surfaces should be 33 to the maximum (top) width W0 of the stamp corner 31 preferably, be set to fall in the range of 0.9 to 1.5.
Als nächstes wird ein repräsentatives, nicht beschränkendes Verfahren zum Formpressen eines Blechrohlings 4 unter Verwendung eines Formpresswerkzeugs 1 gemäß der ersten Ausführungsform erläutert.Next, a representative, non-limiting method of compression molding a sheet blank 4 using a compression molding tool 1 explained according to the first embodiment.
Wie es in der 1 gezeigt ist, wird der Blechrohling 4 zwischen der Matrize 2 und dem Rohlinghalter 5 gehalten und der Stempel 3 wird einwärts von der Matrize 2 angeordnet. Vor dem Formpressen wird, wie es in der oberen Darstellung in der 2 gezeigt ist, der Stempel 3 abwärts von dem Blechrohling 4 angeordnet. Wenn bewirkt wird, dass der Stempel 3 unter Verwendung eines Stempelantriebs (nicht gezeigt) in der Oben-unten-Richtung (d. h., in der Hubrichtung X) angehoben (vorgetrieben) wird, bewegt sich der Stempel 3 (wird vorgetrieben) relativ zu der Matrize 2 aufwärts. Wenn der Stempel 3 weiter angehoben wird, kontaktieren die Führungsoberflächen 33 und die Stempelschultern 3S zuerst den Umfangskantenabschnitt des rechteckigen Lochs 4A des Blechrohlings 4, der in der Bewegungsrichtung angeordnet ist.As it is in the 1 is shown, the sheet metal blank 4 between the die 2 and the blank holder 5 kept and the stamp 3 gets inward from the matrix 2 arranged. Before molding, as in the upper illustration in the 2 shown is the stamp 3 downwards from the sheet metal blank 4 arranged. If it causes the stamp 3 is raised (driven) by using a punch drive (not shown) in the top-bottom direction (ie, in the stroke direction X), the punch moves 3 (being propelled) relative to the die 2 upwards. If the stamp 3 is raised further, contact the guide surfaces 33 and the stamp shoulders 3S First, the peripheral edge portion of the rectangular hole 4A of the sheet metal blank 4 which is arranged in the direction of movement.
Wie es in der unteren Darstellung in der 2 gezeigt ist, erweitern, wenn der Stempel 3 weiter angehoben wird, die Stempelschultern 3S das rechteckige Loch 4A des Blechrohlings 4. Einhergehend damit wird der Umfangskantenabschnitt des rechteckigen Lochs 4A des Blechrohlings 4 entlang der Matrizenschultern 2S gebogen, wodurch der Flansch F formgepresst wird, der von der Innenkante 43 zu einer vorgegebenen Höhe ansteigt. Der Eckenflansch Fc des Flanschs F wird an der einwärts gerichteten Ecke 41 durch die Matrizenecke 21 und die Stempelecke 31 gebildet und die geradseitigen Flansche Fs, die sich von dem Eckenflansch Fc fortsetzen, werden durch die Matrizenseiten 22 und die Stempelseiten 32 gebildet. Es sollte beachtet werden, dass in der 2 Darstellungen der Matrize 2 und des Rohlinghalters 5 aus Gründen der Klarheit weggelassen sind.As it is in the lower illustration in the 2 shown, expand when the stamp 3 is raised further, the punch shoulders 3S the rectangular hole 4A of the sheet metal blank 4 , Along with this, the peripheral edge portion of the rectangular hole becomes 4A of the sheet metal blank 4 along the matrix shoulders 2S bent, whereby the flange F is pressed, that of the inner edge 43 rises to a predetermined height. The corner flange Fc of the flange F becomes at the inward corner 41 through the die corner 21 and the stamp corner 31 formed and the straight-side flanges Fs, which continue from the corner flange Fc, through the Matrizenseiten 22 and the stamp pages 32 educated. It should be noted that in the 2 Representations of the matrix 2 and the blank holder 5 omitted for the sake of clarity.
In dieser repräsentativen, nicht beschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Lehren, wie es durch Pfeile in der 4 gezeigt ist, steigt der Eckenflansch Fc derart an, dass er entlang der Eckenform der Matrizenecke 21 verläuft (z. B. ein Eckenradius Rc Matrize = 70 mm), während er sich in der Umfangsrichtung verbreitert. D. h., nach dem Formpressen nimmt die Linienlänge des Flanschs in der einwärts gerichteten Ecke 41 des Blechrohlings 4, die der Eckenflansch Fc werden soll, zu, und dadurch wird der Streckflansch gebildet. Wenn ein innerer Endkantenteil der einwärts gerichteten Ecke 41 vor dem Formpressen (z. B. ein Eckenradius Rc Blechrohling = 70 mm) zu einem Streckflansch formgepresst werden soll, wurde bestätigt, dass die Spannung umso stärker zunimmt, je kleiner der Eckenradius Rc des Eckenflanschs Fc vor dem Formpressen ist und je größer die Flanschlänge L ist. Es sollte beachtet werden, dass der Eckenradius RC Blechrohling des Blechrohlings 4 vorzugsweise mindestens im Wesentlichen gleich dem Eckenradius RC Matrize der Matrizenecke 21 ist.In this representative, non-limiting embodiment of the present teachings, as indicated by arrows in FIG 4 is shown, the Eckflansch Fc increases so that it along the corner shape of the die corner 21 runs (eg a corner radius Rc die = 70 mm) while moving in the circumferential direction widened. That is, after the molding, the line length of the flange in the inward corner decreases 41 of the sheet metal blank 4 which is to become the corner flange Fc, and thereby the stretch flange is formed. If an inner end edge portion of the inward facing corner 41 Before the compression molding (for example, a corner radius Rc sheet blank = 70 mm) is to be compression-molded to a stretch flange, it has been confirmed that the smaller the corner radius Rc of the corner flange Fc before the compression molding and the larger the flange length, the more the tension increases L is. It should be noted that the corner radius R C sheet blank of the sheet metal blank 4 preferably at least substantially equal to the corner radius R C die of Matrizenecke 21 is.
Wenn andererseits das vorliegende Formpressverfahren z. B. auf eine Öffnung für ein Kraftfahrzeug-Sonnendach oder dergleichen angewandt wird, ist der Eckenflansch Fc, der an der Öffnung ausgebildet ist, vorzugsweise kleiner als der Eckenradius R und größer als die Flanschlänge L. Folglich bestehen Bedenken dahingehend, dass durch Formpressen des Streckflanschs Risse erzeugt werden, und folglich ist es erforderlich, dass die Spannung, die durch das Formpressen des Streckflanschs erzeugt wird, in dem Eckenflansch Fc maximal vermindert wird. Dies wird insbesondere für ein Aluminiumlegierungsblech als wichtig erachtet, das schlechte Streckflanschbildungseigenschaften aufweist.On the other hand, if the present molding process z. For example, when applied to an opening for a vehicle sun roof or the like, the corner flange Fc formed at the opening is preferably smaller than the corner radius R and larger than the flange length L. Accordingly, there is a concern that compression molding of the extension flange Cracks are generated, and thus it is required that the stress generated by the compression molding of the stretched flange is maximally reduced in the corner flange Fc. This is especially important for an aluminum alloy sheet having poor stretch flange forming properties.
Zum Lösen dieses potenziellen Problems weist der in der 2 gezeigte Stempel 3 die Eckenrille 6 in der Stempelecke 31 auf. Die Stempelschultern 3S zwischen den zwei Enden der Stempelecke 31 kommen während der anfänglichen Schritte des Formpressens nicht mit dem Blechrohling 4 in Kontakt. Da die Rillenbreite W der Eckenrille 6 kleiner wird (auf dem Niveau angrenzend an den Blechrohling 4), wenn das Formpressen fortschreitet und sich beide Enden (Kanten) der Eckenrille 6 allmählich einander annähern, kann ein Strecken an dem Rohlingeckenzentrum 41C unterdrückt (vermindert) werden. Durch Einstellen des Schulterradius Rps der Stempelschultern 35 in dem vorstehend genannten vorgegebenen Bereich steigen die Seitenflansche Fs schnell an; ferner wird der Effekt auf den Eckenflansch Fc durch Einstellen des Schulterradius Rgs der Rillenschultern 6S, der Rillenbreite W, der Rillentiefe D, usw., minimiert. Als Ergebnis kann eine Lokalisierung einer Spannung an dem Rohlingeckenzentrum 41C unterdrückt (vermindert oder minimiert) werden, wenn der Eckenflansch Fc formgepresst wird, während die Matrizenecke 21 und die Stempelecke 31 zusammenwirken, so dass der Umfangskantenabschnitt des rechteckigen Lochs 4A des Blechrohlings 4 gebogen wird.To solve this potential problem, the one in the 2 shown stamp 3 the corner groove 6 in the stamp corner 31 on. The stamp shoulders 3S between the two ends of the stamp corner 31 do not come with the sheet metal blank during the initial steps of molding 4 in contact. Since the groove width W of the corner groove 6 becomes smaller (at the level adjacent to the sheet metal blank 4 ) as the molding progresses and both ends (edges) of the corner groove 6 gradually approach each other, stretching at the Rohlingeckenzentrum 41C be suppressed (diminished). By adjusting the shoulder radius Rps of the punch shoulders 35 in the above given range, the side flanges Fs rise rapidly; Further, the effect on the corner flange Fc by adjusting the shoulder radius Rgs of the groove shoulders 6S , the groove width W, the groove depth D, etc., minimized. As a result, a localization of a voltage at the blanket center 41C suppressed (reduced or minimized) when the corner flange Fc is pressed while the die corner 21 and the stamp corner 31 cooperate, so that the peripheral edge portion of the rectangular hole 4A of the sheet metal blank 4 is bent.
Arbeitsbeispieleworking examples
Als nächstes wurde in Arbeitsbeispielen, in denen die Eckenflansche Fc an den vier einwärts gerichteten Ecken 41 des Blechrohlings 4 unter Verwendung eines Formpresswerkzeugs 1 mit der vorstehend genannten Konfiguration formgepresst wurden, der Effekt des Unterdrückens (Verminderns oder Minimierens) der Erzeugung einer Spannung in den Eckenflanschen Fc bewertet.Next, in working examples, where the corner flanges Fc at the four inward corners 41 of the sheet metal blank 4 using a compression molding tool 1 having been compression-molded with the above-mentioned configuration, the effect of suppressing (reducing or minimizing) the generation of stress in the corner flanges Fc is evaluated.
Arbeitsbeispiele 1 bis 23Working examples 1 to 23
Der Blechrohling 4 war ein Aluminiumlegierungsblech (eine Aluminiumlegierung der 6000-Reihe) mit einer Dicke von 1,2 mm. Der Eckenradius Re der Eckenflansche Fc nach dem Formpressen betrug 70 mm und die Flanschlänge Lc nach dem Formpressen betrug 16 mm an dem Rohlingeckenzentrum 41C. Die Flanschlänge Ls an beiden Enden der einwärts gerichteten Ecke 41, bei denen es sich um die runden Enden C2, C3 handelt, und an den Seitenteilen 42 betrug 11,3 mm (d. h., 8√2 mm = 11,3 mm). Wie es in der Tabelle 1 gezeigt ist, wurden in dem Stempel 3 der Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S und der Schulterradius Rgs der Rillenschultern 6S im Bereich von 2 bis 10 mm variiert, während der Schulterradius Rps in allen Beispielen auf den gleichen Wert wie der Schulterradius Rgs eingestellt wurde. Es sollte beachtet werden, dass der Talradius Rgv des Rillentalteils 6V auf den gleichen Wert wie der Schulterradius Rps eingestellt wurde. Darüber hinaus wurde das Verhältnis W/W0 der Rillenbreite W an den Führungsoberflächen 33 der Eckenrille 6 zu der maximalen (obersten) Breite W0 der Stempelecke 31 im Bereich von 1 bis 1,5 eingestellt. Der Neigungswinkel α der geneigten Oberflächen 61, 62 (vgl. die untere Darstellung in der 6) wurde im Bereich von 30° bis 75° variiert.The sheet metal blank 4 was an aluminum alloy sheet (a 6000 series aluminum alloy) having a thickness of 1.2 mm. The corner radius Re of the corner flanges Fc after the molding was 70 mm, and the flange length Lc after the molding was 16 mm at the blank center 41C , The flange length Ls at both ends of the inward-facing corner 41 , which are the round ends C2, C3, and the side panels 42 was 11.3 mm (ie, 8√2 mm = 11.3 mm). As shown in Table 1, in the stamp 3 the shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S and the shoulder radius Rgs of the groove shoulders 6S in the range of 2 to 10 mm, while the shoulder radius Rps was set in all examples to the same value as the shoulder radius Rgs. It should be noted that the Talradius Rgv of the Rillentalteils 6V set to the same value as the shoulder radius Rps. In addition, the ratio W / W0 of the groove width W at the guide surfaces became 33 the corner groove 6 to the maximum (top) width W0 of the stamp corner 31 in the range of 1 to 1.5. The inclination angle α of the inclined surfaces 61 . 62 (See the lower illustration in the 6 ) was varied in the range of 30 ° to 75 °.
Gemäß dem in der 2 gezeigten Formpressverfahren wurde der Blechrohling 4 zwischen der Matrize 2 und dem Rohlinghalter 5 angeordnet, der Stempel 3 wurde angehoben (vorgetrieben), der Flansch F wurde entlang des gesamten Umfangskantenabschnitts des rechteckigen Lochs 4A gebildet und die Veränderung der maximalen Hauptspannung während des Formpressschritts wurde untersucht. Auf der Basis einer Formpresssimulation unter Verwendung des Finite-Elemente-Verfahrens wurde die maximale Hauptspannung von der Spannungsverteilung abgeleitet, die in verschiedenen Abschnitten des Eckenflanschs Fc einhergehend mit dem Anheben des Stempels 3 auftrat, und der maximale Wert beim Abschluss des Formpressens wurde als die maximale Hauptspannung ε1 verwendet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Arbeitsbeispiel
Vergleichsbeispiel Rps
(mm) Rgs
(mm) α
(°) D/W
(–) W/W0
(–) Maximale Hauptspannung
ε1
Vergleichsbeispiel 1 10 - - - - 0,233
Arbeitsbeispiel 1 2 2 30 0,29 1,25 0,210
Arbeitsbeispiel 2 2 2 45 0,50 1,25 0,193
Arbeitsbeispiel 3 2 2 60 0,87 1,25 0,177
Arbeitsbeispiel 4 4 4 45 0,50 1,25 0,203
Arbeitsbeispiel 5 4 4 60 0,87 1,25 0,190
Arbeitsbeispiel 6 6 6 45 0,50 1,25 0,210
Arbeitsbeispiel 7 6 6 60 0,87 1,25 0,198
Arbeitsbeispiel 8 10 10 60 0,87 1,25 0,207
Arbeitsbeispiel 9 10 10 75 1,87 1,25 0,196
Vergleichsbeispiel 2 14 14 45 0,50 1,25 0,245
Arbeitsbeispiel 10 2 2 30 0,29 1 0,210
Arbeitsbeispiel 11 4 4 45 0,50 1 0,203
Arbeitsbeispiel 12 6 6 45 0,50 1 0,210
Arbeitsbeispiel 13 6 6 60 0,87 1 0,196
Arbeitsbeispiel 14 6 6 75 1,87 1 0,181
Arbeitsbeispiel 15 10 10 45 0,50 1 0,224
Arbeitsbeispiel 16 10 10 60 0,87 1 0,206
Vergleichsbeispiel 3 14 14 30 0,29 1 0,240
Arbeitsbeispiel 17 2 2 30 0,29 1,5 0,210
Arbeitsbeispiel 18 2 2 45 0,50 1,5 0,193
Arbeitsbeispiel 19 2 2 60 0,87 1,5 0,178
Arbeitsbeispiel 20 6 6 45 0,50 1,5 0,211
Arbeitsbeispiel 21 6 6 60 0,87 1,5 0,199
Arbeitsbeispiel 22 10 10 60 0,87 1,5 0,207
Arbeitsbeispiel 23 10 10 75 1,87 1,5 0,197
Vergleichsbeispiel 4 14 14 60 0,87 1,5 0,244
According to the in the 2 The molding process shown was the sheet metal blank 4 between the die 2 and the blank holder 5 arranged, the stamp 3 was raised (propelled), the flange F was along the entire peripheral edge portion of the rectangular hole 4A and the change in the maximum principal stress during the molding step was examined. Based on a molding simulation using the finite element method, the maximum principal stress was derived from the stress distribution occurring in different sections of the corner flange Fc along with the lifting of the punch 3 occurred, and the maximum value at the completion of molding was used as the maximum principal stress ε1. The results are in the Table 1 given. Table 1 Working Example Comparative Example Rps (mm) Rgs (mm) α (°) D / W (-) W / W0 (-) Maximum main stress ε1
Comparative Example 1 10 - - - - 0.233
Working example 1 2 2 30 0.29 1.25 0.210
Working example 2 2 2 45 0.50 1.25 0.193
Working example 3 2 2 60 0.87 1.25 0.177
Working example 4 4 4 45 0.50 1.25 0,203
Working example 5 4 4 60 0.87 1.25 0,190
Working example 6 6 6 45 0.50 1.25 0.210
Working example 7 6 6 60 0.87 1.25 0.198
Working example 8 10 10 60 0.87 1.25 0.207
Working example 9 10 10 75 1.87 1.25 0.196
Comparative Example 2 14 14 45 0.50 1.25 0.245
Working example 10 2 2 30 0.29 1 0.210
Working example 11 4 4 45 0.50 1 0,203
Working example 12 6 6 45 0.50 1 0.210
Working example 13 6 6 60 0.87 1 0.196
Working example 14 6 6 75 1.87 1 0,181
Working Example 15 10 10 45 0.50 1 0.224
Working example 16 10 10 60 0.87 1 0.206
Comparative Example 3 14 14 30 0.29 1 0.240
Working example 17 2 2 30 0.29 1.5 0.210
Working example 18 2 2 45 0.50 1.5 0.193
Working example 19 2 2 60 0.87 1.5 0,178
Working example 20 6 6 45 0.50 1.5 0.211
Working example 21 6 6 60 0.87 1.5 0,199
Working example 22 10 10 60 0.87 1.5 0.207
Working example 23 10 10 75 1.87 1.5 0.197
Comparative Example 4 14 14 60 0.87 1.5 0.244
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
Für Vergleichszwecke wurde der Blechrohling 4 unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie in den vorstehend beschriebenen Arbeitsbeispielen 1 bis 23 formgepresst, mit der Ausnahme, dass die Form des Stempels 3 modifiziert wurde. Insbesondere wies der Vergleichsstempel die gleiche Form wie der Stempel 3 der ersten Ausführungsform auf, mit der Ausnahme, dass er keine Eckenrille 6 aufwies. Die Konfiguration des Formpresswerkzeugs 1, mit Ausnahme von derjenigen des Stempels, war identisch, die maximale Hauptspannung ε1 zum Zeitpunkt des Bildens des Flanschs F in dem Blechrohling 4 wurde ermittelt und die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben.For comparative purposes, the sheet metal blank 4 using the same method as in Working Examples 1 to 23 described above, except that the shape of the punch 3 was modified. In particular, the comparison stamp had the same shape as the stamp 3 of the first embodiment, except that it has no corner groove 6 had. The configuration of the molding tool 1 , except for that of the punch, was identical to the maximum principal stress ε1 at the time of forming the flange F in the sheet blank 4 was determined and the results are given in Table 1.
Vergleichsbeispiele 2 bis 4Comparative Examples 2 to 4
Für Vergleichszwecke wurde die Form des Stempels 3 des Arbeitsbeispiels 1 derart modifiziert, dass der Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S 14 mm betrug, und der Blechrohling 4 wurde gemäß dem gleichen Verfahren formgepresst. In diesem Fall wurden die Beziehungen Schulterradius Rps = Schulterradius Rgs und Talradius Rgv = Schulterradius Rps eingestellt und das Verhältnis W/W0 der Rillenbreite W zur Breite W0 der Stempelecke 31 wurde innerhalb des Bereichs von 1 bis 1,5 eingestellt. Entsprechend wurde die maximale Hauptspannung ε1 zum Zeitpunkt des Bildens des Flanschs F auf dem Blechrohling 4 ermittelt und die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben.For purposes of comparison, the shape of the stamp 3 of working example 1 modified so that the shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S 14 mm, and the sheet metal blank 4 was according to the the same process compressed. In this case, the relationships shoulder radius Rps = shoulder radius Rgs and valley radius Rgv = shoulder radius Rps were set, and the ratio W / W0 of the groove width W to the width W0 of the punch corner 31 was set within the range of 1 to 1.5. Accordingly, the maximum principal stress ε1 at the time of forming the flange F on the sheet blank became 4 determined and the results are given in Table 1.
Wie es in der Tabelle 1 gezeigt ist, betrug in dem Vergleichsbeispiel 1, in dem der Stempel 3 nicht die Eckenrille 6 aufwies, die maximale Hauptspannung ε1 0,233. Im Gegensatz dazu war in den Arbeitsbeispielen 1 bis 23, in denen der Stempel 3 die Eckenrille 6 aufwies, die maximale Hauptspannung ε1 kleiner, nämlich im Bereich von 0,177 bis 0,224. Darüber hinaus betrug in den Vergleichsbeispielen 2 bis 4, in denen der Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S größer war als die Flanschlänge Ls, die maximale Hauptspannung ε1 0,240 bis 0,245 und war größer als im Vergleichsbeispiel 1. Auf der Basis der vorstehend genannten Ergebnisse wurde festgestellt, dass dann, wenn die Beziehung t ≤ Rps ≤ Ls für den Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S bezüglich der Blechdicke t des Blechrohlings 4 und der Flanschlänge Ls an beiden Enden der einwärts gerichteten Ecke 41 erfüllt ist, zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden können.As shown in Table 1, in the Comparative Example 1 in which the stamp was 3 not the corner groove 6 had, the maximum principal stress ε1 0.233. In contrast, in Working Examples 1 to 23, where the stamp was 3 the corner groove 6 had, the maximum principal stress ε1 smaller, namely in the range of 0.177 to 0.224. Moreover, in Comparative Examples 2 to 4, the shoulder radius was Rps of the punch shoulders 3S was greater than the flange length Ls, the maximum principal stress ε1 was 0.240 to 0.245, and was larger than in Comparative Example 1. On the basis of the above results, it was found that when the relationship t ≦ Rps ≦ Ls for the shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S with respect to the sheet thickness t of the sheet blank 4 and the flange length Ls at both ends of the inward-facing corner 41 is satisfied, satisfactory results can be obtained.
Arbeitsbeispiele 24 bis 27Working examples 24 to 27
Wie es in der Tabelle 2 gezeigt ist, wurde die Form des Stempels 3 des Arbeitsbeispiels 2 derart variiert, dass der Schulterradius Rgs der Rillenschultern im Bereich von 2 bis 30 mm lag. In den Arbeitsbeispielen 24 bis 27 wurde die Beziehung Talradius Rgv = Schulterradius Rps aufrechterhalten. Der Blechrohling 4 wurde gemäß dem gleichen Verfahren formgepresst, wie es vorstehend für die Arbeitsbeispiele 1 bis 23 beschrieben worden ist, die maximale Hauptspannung ε1 zum Zeitpunkt des Bildens des Flanschs F auf dem Blechrohling 4 wurde ermittelt und die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben.As shown in Table 2, the shape of the punch became 3 of working example 2 is varied such that the shoulder radius Rgs of the groove shoulders was in the range of 2 to 30 mm. In working examples 24 to 27, the relationship Talradius Rgv = shoulder radius Rps was maintained. The sheet metal blank 4 was compression-molded according to the same method as described above for Working Examples 1 to 23, the maximum principal stress ε1 at the time of forming the flange F on the sheet blank 4 was determined and the results are shown in Table 2.
Arbeitsbeispiele 28 bis 38Working examples 28 to 38
Wie es in der Tabelle 2 gezeigt ist, wurde die Form des Stempels 3 des Arbeitsbeispiels 1 derart variiert, dass der Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S im Bereich von 2 bis 10 mm lag, und das Verhältnis W/W0 der Rillenbreite W zu der Breite W0 der Stempelecke 31 wurde auf 0,9 oder 1,1 eingestellt. In den Arbeitsbeispielen 28 bis 38 wurden die Beziehungen Schulterradien Rps = Rgs und Talradius Rgv = Schulterradius Rps aufrechterhalten. Der Blechrohling 4 wurde gemäß dem gleichen Verfahren formgepresst, wie es vorstehend für die Arbeitsbeispiele 1 bis 23 beschrieben worden ist, die maximale Hauptspannung ε1 zum Zeitpunkt des Bildens des Flanschs F auf dem Blechrohling 4 wurde ermittelt und die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2 Arbeitsbeispiel Rps
(mm) Rgs
(mm) α
(°) D/W
(–) W/W0
(–) Maximale Hauptspannung
ε1
Arbeitsbeispiel 24 2 2 45 0,5 1,25 0,193
Arbeitsbeispiel 25 2 10 45 0,5 1,25 0,193
Arbeitsbeispiel 26 2 20 45 0,5 1,25 0,193
Arbeitsbeispiel 27 2 30 45 0,5 1,25 0,193
Arbeitsbeispiel 28 4 4 30 0,29 0,9 0,218
Arbeitsbeispiel 29 6 6 30 0,29 0,9 0,224
Arbeitsbeispiel 30 6 6 45 0,50 0,9 0,208
Arbeitsbeispiel 31 10 10 60 0,87 0,9 0,206
Arbeitsbeispiel 32 2 2 30 0,29 1,1 0,209
Arbeitsbeispiel 33 2 2 45 0,50 1,1 0,194
Arbeitsbeispiel 34 4 4 45 0,50 1,1 0,203
Arbeitsbeispiel 35 4 4 60 0,87 1,1 0,188
Arbeitsbeispiel 36 6 6 45 0,50 1,1 0,209
Arbeitsbeispiel 37 6 6 60 0,87 1,1 0,197
Arbeitsbeispiel 38 10 10 60 0,87 1,1 0,207
As shown in Table 2, the shape of the punch became 3 of working example 1 is varied such that the shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S in the range of 2 to 10 mm, and the ratio W / W0 of the groove width W to the width W0 of the stamp corner 31 was set to 0.9 or 1.1. In Working Examples 28 through 38, the relationships of shoulder radii Rps = Rgs and valley radius Rgv = shoulder radius Rps were maintained. The sheet metal blank 4 was compression-molded according to the same method as described above for Working Examples 1 to 23, the maximum principal stress ε1 at the time of forming the flange F on the sheet blank 4 was determined and the results are shown in Table 2. Table 2 working example Rps (mm) Rgs (mm) α (°) D / W (-) W / W0 (-) Maximum main stress ε1
Working example 24 2 2 45 0.5 1.25 0.193
Working example 25 2 10 45 0.5 1.25 0.193
Working example 26 2 20 45 0.5 1.25 0.193
Working example 27 2 30 45 0.5 1.25 0.193
Working example 28 4 4 30 0.29 0.9 0.218
Working example 29 6 6 30 0.29 0.9 0.224
Working example 30 6 6 45 0.50 0.9 0.208
Working example 31 10 10 60 0.87 0.9 0.206
Working example 32 2 2 30 0.29 1.1 0.209
Working example 33 2 2 45 0.50 1.1 0.194
Working example 34 4 4 45 0.50 1.1 0,203
Working example 35 4 4 60 0.87 1.1 0.188
Working example 36 6 6 45 0.50 1.1 0.209
Working example 37 6 6 60 0.87 1.1 0.197
Working example 38 10 10 60 0.87 1.1 0.207
Wie es in der Tabelle 2 gezeigt ist, konnten selbst in den Beispielen, in denen die Beziehung des Schulterradius Rgs der Rillenschultern 6S in Bezug auf den Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S Rps ≤ Rgs war und Rgs ≤ 30 mm war, äquivalente Ergebnisse erhalten werden. Darüber hinaus konnten äquivalente Ergebnisse selbst dann erhalten werden, wenn das Verhältnis W/W0 0,9 oder 1,1 betrug.As shown in Table 2, even in the examples where the relationship of the shoulder radius Rgs of the groove shoulders could 6S in relation to the shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S Rps ≤ Rgs was and Rgs ≤ 30 mm, equivalent results were obtained. In addition, equivalent results could be obtained even if the ratio W / W0 was 0.9 or 1.1.
In der 16 ist ein Verfahren zum Bilden des Eckenflanschs Fc unter Verwendung des Stempels 3 des Arbeitsbeispiels 2 als ein Beispiel gezeigt. Vor dem Formpressen (d. h., Hublänge = 0 mm), das in der obersten Darstellung in der 16 gezeigt ist, wird die Eckenrille 6 so angeordnet, dass die Führungsoberflächen 33 des Stempels 3 durch das rechteckige Loch 4A des Blechrohlings 4 freiliegen, wobei das Rohlingeckenzentrum 41C der einwärts gerichteten Ecke 41 dazwischen angeordnet ist. Ausgehend von diesem Zustand, wenn der Stempel 3 angehoben oder vorgetrieben wird (d. h., Hublänge = 16 mm), kommen die Stempelschultern 35 zuerst mit dem Blechrohling 4 von den Stempelseiten 32 an beiden Enden der Eckenrille 6 in Kontakt, d. h., an den Verbindungsteilen S1, S2, an denen ein Kontakt mit den Rillenschultern 6S hergestellt wird. Dadurch steigen die Seitenflansche Fs an den Seitenteilen 42 zunehmend an.In the 16 is a method of forming the corner flange Fc using the punch 3 of Working Example 2 is shown as an example. Before compression molding (ie, stroke length = 0 mm), which in the uppermost representation in the 16 is shown, the corner groove 6 arranged so that the guide surfaces 33 of the stamp 3 through the rectangular hole 4A of the sheet metal blank 4 uncovered, where the Rohlingeckenzentrum 41C the inward-facing corner 41 is arranged in between. Starting from this state, when the stamp 3 is raised or driven (ie, stroke length = 16 mm), come the punch shoulders 35 first with the sheet metal blank 4 from the stamp pages 32 at both ends of the corner groove 6 in contact, that is, at the connecting parts S1, S2, at which a contact with the groove shoulders 6S will be produced. As a result, the side flanges Fs on the side parts rise 42 increasingly on.
Die Stempelschultern 3S sind mit den geraden Seiten 35 der Führungsoberflächen 33 verbunden und kommen zuerst mit dem Blechrohling 4 an den Stempelseiten 32 in Kontakt, wobei es sich um Positionen handelt, bei denen die Spannung relativ gering ist. In diesem Fall steigen die Seitenflansche Fs schnell an, da der Schulterradius Rps der Stempelschultern 3S innerhalb eines Bereichs relativ klein eingestellt ist, der größer ist als die Blechdicke t. Da darüber hinaus die Rillenbreite W der Eckenrille 6 größer ist als die Breite W0, kommen die Stempelschultern 3S der Stempelecke 31 zu Beginn des Formpressens nicht mit der einwärts gerichteten Ecke 41 des Blechrohlings 4 in Kontakt. Folglich wandert der Formpressbereich einwärts in der Richtung des Rohlingeckenzentrums 41C der einwärts gerichteten Ecke 41, während ein Strecken an der einwärts gerichteten Ecke 41 unterdrückt (minimiert oder sogar verhindert) wird.The stamp shoulders 3S are with the even sides 35 the guide surfaces 33 connected and come first with the sheet metal blank 4 on the stamp pages 32 in contact, which are positions where the voltage is relatively low. In this case, the side flanges Fs rise rapidly because the shoulder radius Rps of the punch shoulders 3S is set relatively small within a range that is greater than the sheet thickness t. In addition, since the groove width W of the corner groove 6 is greater than the width W0, come the punch shoulders 3S the stamp corner 31 not at the beginning of molding with the inward facing corner 41 of the sheet metal blank 4 in contact. As a result, the molding area moves inward in the direction of the blanket center 41C the inward-facing corner 41 while stretching at the inbound corner 41 is suppressed (minimized or even prevented).
Wenn der Stempel 3 weiter ansteigt (d. h., Hublänge = 48 mm, 80 mm), wird die Rillenbreite W der Eckenrille 6 (betrachtet auf dem Niveau des Blechrohlings 4) zunehmend kleiner. Als Ergebnis verbreitert (nimmt zu oder konvergiert) sich der Kontaktbereich des Blechrohlings 4 mit den Stempelschultern 3S in der Richtung der einwärts gerichteten Ecke 41 und der Eckenflansch 3S steigt zunehmend an. Wenn der Eckenflansch Fc zu der Position ansteigt, bei der die unteren Enden der Stempelschultern 3S an dem Rohlingeckenzentrum 41C freiliegen (d. h., Hublänge = 122 mm), ist das Formpressen des Eckenflanschs Fc abgeschlossen.If the stamp 3 Further increases (ie, stroke length = 48 mm, 80 mm), the groove width W of the corner groove 6 (considered at the level of the sheet metal blank 4 ) increasingly smaller. As a result, the contact area of the sheet metal blank widens (increases or converges) 4 with the stamp shoulders 3S in the direction of the inward-facing corner 41 and the corner flange 3S is increasing. When the corner flange Fc rises to the position where the lower ends of the punch shoulders 3S at the Rohlingeckenzentrum 41C is exposed (ie, stroke length = 122 mm), the molding of the corner flange Fc is completed.
Die 17 zeigt schematisch das Formpressverfahren unter Verwendung des Stempels 3 des Arbeitsbeispiels 2 durch Vergleichen von Querschnitten an dem Stempeleckenzentrum C1 der Stempelecke 31 und an den runden Enden C2, C3 auf beiden Seiten davon. Wenn das Formpressen beginnt, was in den zwei obersten Darstellungen in der 17 gezeigt ist (d. h., Hublänge = 0 mm, 16 mm), beginnt das Formpressen der Seitenflansche Fs entlang der nicht gezeigten Stempelseiten 32. Da die Rillenbreite W (an den Führungsoberflächen 33) der Eckenrille 6 größer ist als die maximale Breite W0, erstrecken sich die Stempelschultern 3S nicht zu den runden Enden C2, C3 der Stempelecke 31. Folglich sind, wenn der Stempel 3 weiter ansteigt (d. h., Hublänge = 48 mm) und das Formpressen des Blechrohlings 4 an den runden Enden C2, C3 beginnt, der Stempel 3 und der Blechrohling 4 nach wie vor an dem Rohlingeckenzentrum 41C beabstandet.The 17 schematically shows the molding process using the stamp 3 of Working Example 2 by comparing cross sections at the stamp corner center C1 of the stamp corner 31 and at the round ends C2, C3 on both sides thereof. When the molding starts, which in the two top illustrations in the 17 is shown (ie, stroke length = 0 mm, 16 mm), the compression molding of the side flanges Fs along the not shown stamp pages begins 32 , Since the groove width W (on the guide surfaces 33 ) of the corner groove 6 is greater than the maximum width W0, extend the punch shoulders 3S not to the round ends C2, C3 of the stamp corner 31 , Consequently, if the stamp 3 continues to increase (ie, stroke length = 48 mm) and the compression molding of the sheet metal blank 4 at the round ends C2, C3 begins, the stamp 3 and the sheet metal blank 4 still at the Rohlingeckenzentrum 41C spaced.
Nachdem der Eckenflansch Fc an den runden Enden C2, C3 vollständig angestiegen ist (d. h., Hublänge = 80 mm), nähern sich die V-förmigen Schultern 3S des Stempels 3 dem Blechrohling 4 an dem Rohlingeckenzentrum 41C an. Anschließend heben mit weiter ansteigendem Stempel 3 (d. h., Hublänge = 122 mm) die V-förmigen Stempelschultern 3S den Blechrohling 4 an der einwärts gerichteten Ecke 41 weiter an und dadurch ist das Formpressen des Eckenflanschs Fc abgeschlossen.After the corner flange Fc has fully risen at the round ends C2, C3 (ie, stroke length = 80 mm), the V-shaped shoulders approach 3S of the stamp 3 the sheet metal blank 4 at the Rohlingeckenzentrum 41C at. Then lift with further increasing stamp 3 (ie, stroke length = 122 mm) the V-shaped punch shoulders 3S the sheet metal blank 4 at the inward-facing corner 41 continues and thereby the compression molding of the corner flange Fc is completed.
Da die Stempelecke 31 des Stempels 3 die Eckenrille 6 aufweist, deren Größe in der Hubrichtung X variiert (d. h., sich in den Figuren abwärts verengt oder zuläuft), wird es folglich möglich, den zeitlichen Ablauf zu steuern, in dem ein Kontakt mit dem Umfangskantenabschnitt des Blechrohlings 4 hergestellt worden ist, sowie den zeitlichen Ablauf, in dem der Umfangskantenabschnitt des Blechrohlings 4 ansteigt und die Flanschform annimmt. Insbesondere heben die Stempelschultern 3S zuerst die Seitenflansche Fs auf der Außenseite der Stempelecke 31 an; als nächstes kontaktieren die runden Enden C2, C3, welche die Grenzen der Stempelseiten 32 sind, und deren Umgebung den Blechrohling 4 und der Kontaktbereich verbreitert sich (wird größer) in der Richtung des Rohlingeckenzentrums 41C. In herkömmlichen Stempelkonfigurationen, welche die Eckenrille 6 nicht aufweisen (vgl. die linke Darstellung in der 18), während sich die runde Form der einwärts gerichteten Ecke 41 des Blechrohlings 4 entlang der Innenkante 43 von dem Radius R0 zu dem Radius R ändert (am Ende des Formpressens), fließt ein Teil des Blech (Metall)-Materials auswärts (weg von dem Rohlingeckenzentrum 41C), und es wird davon ausgegangen, dass dieses Auswärtsfließen eine Zunahme der Linienlänge des Abschnitts in der Nähe entlang des Rohlingeckenzentrums 41C verursacht hat (vgl. z. B. den gebogenen Pfeil in der linken Darstellung in der 19).As the stamp corner 31 of the stamp 3 the corner groove 6 Consequently, its size varies in the stroke direction X (ie, narrows or tapers down in the figures), it thus becomes possible to control the timing in which contact with the peripheral edge portion of the sheet blank 4 has been prepared, as well as the timing in which the peripheral edge portion of the sheet metal blank 4 rises and assumes the flange shape. In particular, the punch shoulders lift 3S first the side flanges Fs on the outside of the stamp corner 31 at; Next, contact the round ends C2, C3, which are the boundaries of the stamp pages 32 and their surroundings are the sheet metal blank 4 and the contact area widens (becomes larger) in the direction of the Rohlingeckenzentrums 41C , In conventional stamp configurations, the corner groove 6 do not have (see the left-hand illustration in the 18 ), while the round shape of the inward facing corner 41 of the sheet metal blank 4 along the inner edge 43 From the radius R 0 to the radius R changes (at the end of compression molding), a part of the sheet metal (metal) material flows outward (away from the blanket center 41C ), and it is believed that this outward flow increases the line length of the section near the blank center 41C (see, for example, the curved arrow in the left-hand illustration in FIG 19 ).
Im Gegensatz dazu wird eine Differenz bei dem zeitlichen Ablauf in dem Flanschbildungsvorgang erzeugt, so dass sich der Eckenflansch Fc nach den Seitenflanschen Fs bildet, da der Stempel 3 gemäß den vorliegenden Lehren die Eckenrille 6 aufweist (vgl. die rechte Darstellung in der 18). Da darüber hinaus die Seitenflansche Fs schnell ansteigen, wird es möglich, dass das Blechmaterial einwärts fließt (in der Richtung des Rohlingeckenzentrums 41C), und es wird davon ausgegangen, dass dieses Einwärtsfließen eine Zunahme der Linienlänge des Rohlingeckenzentrums 41C verhindert (vgl. z. B. den kürzeren gebogenen Pfeil der rechten Darstellung in der 19).In contrast, a difference in the timing in the flange forming process is generated, so that the corner flange Fc forms after the side flanges Fs, since the punch 3 according to the present teachings, the corner groove 6 has (see the right-hand illustration in the 18 ). Moreover, since the side flanges Fs increase rapidly, it becomes possible for the sheet material to flow inward (in the direction of the blank corner center 41C ), and it is assumed that this inward flow increases the line length of the blanket center 41C prevents (see, for example, the shorter curved arrow of the right-hand illustration in FIG 19 ).
Obwohl in den vorstehend erläuterten Ausführungsformen repräsentative Beispiele der vorliegenden Lehren erläutert worden sind, in denen vier der Eckenflansche Fc entlang eines rechteckigen Lochs ausgebildet sind, das vier einwärts gerichtete Ecken 41 aufweist, kann das Formpresswerkzeug 1 so gestaltet werden, dass es mindestens eine einwärts gerichtete Ecke 41 formpresst. In solchen Ausführungsformen ist der Blechrohling 4 nicht darauf beschränkt, dass er eine lochförmige Öffnung, wie z. B. ein rechteckiges Loch, aufweist. Stattdessen kann die Öffnung z. B. eine oder zwei oder mehr der einwärts gerichteten Ecken 41 aufweisen, die jeweils eine Form aufweist oder aufweisen, die in der Längsrichtung gekrümmt ist.Although in the above-explained embodiments, representative examples of the present teachings have been explained in which four of the corner flanges Fc are formed along a rectangular hole having four inwardly directed corners 41 can, the molding tool 1 be designed so that there is at least one inward facing corner 41 form pressed. In such embodiments, the sheet metal blank is 4 not limited to having a hole-shaped opening, such. B. has a rectangular hole. Instead, the opening z. B. one or two or more of the inwardly directed corners 41 each having or having a shape that is curved in the longitudinal direction.
Darüber hinaus sind, obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen repräsentative Beispiele zum Formen des Eckenflanschs Fc, der von der Innenkante der einwärts gerichteten Ecke ansteigt, an der einwärts gerichteten Ecke, die in der Glasöffnung für ein Kraftfahrzeug-Sonnendach bereitgestellt ist, erläutert worden sind, die vorliegenden Lehren nicht darauf beschränkt. Das Formpresswerkzeug 1 und die Formpressverfahren, bei denen die Formpresswerkzeuge 1 verwendet werden, der vorliegenden Lehren können einfach an eine Öffnung angepasst werden, die in jedwedem von verschiedenen Teilen für ein Fahrzeug oder für einen von einem Fahrzeug verschiedenen Gegenstand bereitgestellt ist.Moreover, although in the above-described embodiments, representative examples of forming the corner flange Fc rising from the inner edge of the inward corner at the inward corner provided in the glass opening for an automotive sunshade have been explained, the present teachings are not limited thereto. The molding tool 1 and the compression molding processes in which the compression molding tools 1 The present teachings may be readily adapted to an opening provided in any of various parts for a vehicle or for an object other than a vehicle.
Zusätzliche Ausführungsformen der vorliegenden Lehren umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf:
- 1. Formpresswerkzeug (1), das einen Blechrohling (4) mit einer einwärts gerichteten Ecke (41) zur Bildung eines Eckenflanschs (Fc), der von einer Innenkante (43) der einwärts gerichteten Ecke (41) ansteigt, und eines Paars von Seitenflanschen (Fs), die sich von beiden Seiten des Eckenflanschs (Fc) erstrecken, formen kann, wobei das Formpresswerkzeug (1) umfasst:
eine Matrize (2) mit einer Matrizenecke (21), die entlang der einwärts gerichteten Ecke (41) des Blechrohlings (4) verläuft, und einem Paar von Matrizenseiten (22), die entlang eines Paars von Seitenteilen (42) des Blechrohlings (4) verlaufen; und
einen Stempel (3) mit einer Stempelecke (31) und einem Paar von Stempelseiten (32), die jeweils mit der Matrizenecke (21) und dem Paar von Matrizenseiten (22) zusammenwirken;
wobei die Stempelecke (31) eine Eckenrille (6) aufweist, die sich entlang eines Abschnitts erstreckt, an dem sich Führungsoberflächen (33) und eine Seitenoberfläche (34) in einer Hubrichtung (X) des Stempels (3) schneiden; und
die Eckenrille (6) eine Form aufweist, die derart ist, dass deren Rillenbreite (W) in einer Richtung, die von den Führungsoberflächen (33) in der Hubrichtung (X) wegführt, abnimmt und an einem Stempeleckenzentrum (C1) konvergiert; und
ein Schulterradius (Rps) von Stempelschultern (35), die Abschnitte sind, entlang derer sich die Eckenrille (6) und die Führungsoberflächen (33) mit der Seitenoberfläche (34) schneiden, eine Blechdicke (t) des Blechrohlings (4) und eine Flanschlänge (Ls) des Blechrohlings (4) an beiden Enden der einwärts gerichteten Ecke (41) die Beziehung t ≤ Rps ≤ Ls erfüllen.
- 2. Formpresswerkzeug (1) nach der vorstehenden Ausführungsform 1, bei dem ein Schulterradius (Rgs) von Rillenschultern (6S), bei denen es sich um Abschnitte handelt, entlang derer sich die Eckenrille (6) und die Führungsoberflächen (33) schneiden, und der Schulterradius (Rps) die Beziehungen Rps ≤ Rgs und Rgs ≤ 30 mm erfüllen.
- 3. Formpresswerkzeug (1) nach der vorstehenden Ausführungsform 1 oder 2, bei dem die Positionen auf den Führungsoberflächen (33), an denen sich die Stempelschultern (35) und die Rillenschultern (6S) schneiden, Grenzen auf der Seitenoberfläche (34) zwischen der Stempelecke (31) und den Stempelseiten (32) oder Außenseiten davon sind.
- 4. Formpresswerkzeug (1) nach einer der vorstehenden Ausführungsformen 1 bis 3, bei dem ein Verhältnis D/W einer Rillentiefe (D) der Eckenrille (6) in der Hubrichtung (X) zu einer Rillenbreite (W) der Eckenrille (6) an den Führungsoberflächen (33) größer als 0,25 ist.
- 5. Formpresswerkzeug (1) nach einer der vorstehenden Ausführungsformen 1 bis 4, bei dem die Eckenrille (6) ein Paar von geneigten Oberflächen (61, 62) aufweist, die das Rohling-eckenzentrum (41C) umgeben.
- 6. Formpresswerkzeug (1) nach einer der vorstehenden Ausführungsformen 1 bis 5, bei dem der Blechrohling (4) aus einem Aluminiumlegierungsblech oder einem Stahlblech ausgebildet ist.
Additional embodiments of the present teachings include, but are not limited to: - 1. molding tool ( 1 ) containing a sheet metal blank ( 4 ) with an inward-facing corner ( 41 ) for forming a corner flange (Fc), which from an inner edge ( 43 ) of the inward facing corner ( 41 ), and a pair of side flanges (Fs) extending from both sides of the corner flange (Fc) can be formed, wherein the molding tool ( 1 ) comprises: a die ( 2 ) with a die corner ( 21 ) along the inward-facing corner ( 41 ) of the sheet metal blank ( 4 ), and a pair of die pages ( 22 ) along a pair of side panels ( 42 ) of the sheet metal blank ( 4 ) run; and a stamp ( 3 ) with a stamp area ( 31 ) and a pair of stamp pages ( 32 ), each with the Matrizenecke ( 21 ) and the pair of die pages ( 22 ) cooperate; the stamp corner ( 31 ) a corner groove ( 6 ), which extends along a portion, on which guide surfaces ( 33 ) and a side surface ( 34 ) in a stroke direction (X) of the punch ( 3 ) to cut; and the corner groove ( 6 ) has a shape such that its groove width (W) in a direction different from the guide surfaces ( 33 ) in the stroke direction (X), decreases and converges at a stamp vertex center (C1); and a shoulder radius (Rps) of punch shoulders ( 35 ), which are sections along which the corner groove ( 6 ) and the guiding surfaces ( 33 ) with the side surface ( 34 ), a sheet thickness (t) of the sheet metal blank ( 4 ) and a Flanschlänge (Ls) of the sheet metal blank ( 4 ) at both ends of the inward-facing corner ( 41 ) satisfy the relationship t ≦ Rps ≦ Ls.
- 2. molding tool ( 1 ) according to the preceding embodiment 1, wherein a shoulder radius (Rgs) of groove shoulders ( 6S ), which are sections along which the corner groove ( 6 ) and the guiding surfaces ( 33 ), and the shoulder radius (Rps) satisfies the relationships Rps ≦ Rgs and Rgs ≦ 30 mm.
- 3. molding tool ( 1 ) according to the above embodiment 1 or 2, wherein the positions on the guide surfaces ( 33 ), on which the punch shoulders ( 35 ) and the groove shoulders ( 6S ), boundaries on the page surface ( 34 ) between the stamp corner ( 31 ) and the stamp pages ( 32 ) or outsides thereof.
- 4. molding tool ( 1 ) according to one of the preceding embodiments 1 to 3, wherein a ratio D / W of a groove depth (D) of the corner groove ( 6 ) in the stroke direction (X) to a groove width (W) of the corner groove (FIG. 6 ) on the guide surfaces ( 33 ) is greater than 0.25.
- 5. molding tool ( 1 ) according to one of the preceding embodiments 1 to 4, wherein the corner groove ( 6 ) a pair of inclined surfaces ( 61 . 62 ) having the blank corner center ( 41C ) surround.
- 6. molding tool ( 1 ) according to one of the preceding embodiments 1 to 5, in which the sheet metal blank ( 4 ) is formed of an aluminum alloy sheet or a steel sheet.
Vorstehend wurden repräsentative, nicht beschränkende Beispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung soll lediglich einem Fachmann weitere Details zur Ausführung von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehren vermitteln und soll den Umfang der Erfindung nicht beschränken. Ferner kann jede(s) der zusätzlichen Merkmale und Lehren, das oder die vorstehend und nachstehend offenbart ist oder sind, getrennt oder zusammen mit anderen Merkmalen und Lehren zur Bereitstellung von verbesserten Formpresswerkzeugen sowie Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung verwendet werden.Hereinabove, representative, non-limiting examples of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings. This detailed description is intended to provide further details for the practice of preferred aspects of the present teachings to those skilled in the art and is not intended to limit the scope of the invention. Furthermore, any of the additional features and teachings disclosed or disclosed above and below may be used separately or together with other features and teachings to provide improved molding tools and methods of making and using same.
Darüber hinaus sind Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der vorstehenden detaillierten Beschreibung sowie in den experimentellen Beispielen offenbart sind, zur Ausführung der Erfindung im breitesten Sinn gegebenenfalls nicht erforderlich, und werden stattdessen lediglich zur speziellen Beschreibung von repräsentativen Beispielen der Erfindung gelehrt. Ferner können verschiedene Merkmale der vorstehend beschriebenen repräsentativen Beispiele sowie der verschiedenen unabhängigen und abhängigen Ansprüche, die nachstehend angegeben sind, auf Arten kombiniert werden, die nicht spezifisch und explizit angegeben sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsformen der vorliegenden Lehren bereitzustellen.Moreover, combinations of features and steps disclosed in the foregoing detailed description as well as in the experimental examples may not be required to practice the invention in the broadest sense, and are instead taught for specific description only of representative examples of the invention. Furthermore, various features of the above-described representative examples and the various independent and dependent claims set forth below may be combined in ways that are not specific and explicitly stated to provide additional useful embodiments of the present teachings.
Alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale sollen als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen schriftlichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens des beanspruchten Gegenstands unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden. Darüber hinaus sollen alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen schriftlichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens des beanspruchten Gegenstands offenbaren.All features disclosed in the specification and / or claims are to be considered as separate and independent of each other for the purpose of original written disclosure as well as for the purpose of limiting the claimed subject matter independently of the feature combinations in the embodiments and / or the claims. In addition, all ranges or indications of groups of entities shall disclose every possible intermediate value or subset of entities for the purpose of original written disclosure as well as for the purpose of limiting the claimed subject matter.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
11
-
FormpresswerkzeugMolding tool
-
22
-
Matrizedie
-
2121
-
MatrizeneckeMatrizenecke
-
2S2S
-
MatrizenschulterMatrizenschulter
-
33
-
Stempelstamp
-
3131
-
Stempeleckestamp corner
-
3S3S
-
Stempelschulterpunch shoulder
-
44
-
Blechrohlingsheet metal blank
-
4141
-
Einwärts gerichtete EckeInward facing corner
-
55
-
Rohlinghalterblank holder
-
66
-
Eckenrillecorner groove
-
6S6S
-
Rillenschultergrooves shoulder
-
FcFc
-
Eckenflanschcorner flange
-
Fsfs
-
Seitenflanschside flange
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
JP 2015-139783 [0004, 0005, 0005] JP 2015-139783 [0004, 0005, 0005]
