DE112009001712T5 - Werkstückbiegeverfahren und -Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Werkstückbiegeverfahren zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels, der zwei Oberflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten einer geneigten Fläche aufweist, indem ein ebenes Werkstück unter Verwendung eines feststehenden Formwerkzeugs und eines beweglichen Formwerkzeugs gebogen wird, wobei eine Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel aus einem ersten Biegebereich, einem zweiten Biegebereich und einem ebenen Oberflächenbereich besteht, der von dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich beidseitig umgeben ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte beinhaltet:
einen Werkstückhalteschritt, in dem das Werkstück einseitig befestigt wird, indem ein Endbereich des Werkstücks durch das feststehende Formwerkzeug und ein Halteelement eingespannt wird, das so angeordnet ist, dass es dem feststehenden Formwerkzeug gegenüberliegt; und
einen Formgebungsschritt, in dem eine Fläche in dem Werkstück, die dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, gekrümmt wird, indem das bewegliche Formwerkzeug zu dem feststehenden Formwerkzeug bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug ein auf der...

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Werkstückbiegeverfahren und eine ebensolche Vorrichtung zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels, der zwei Oberflächen aufweist, die hinweg über eine Grenzfläche, bei der es sich um einen Biegebereich handelt, aneinander anschließen, indem ein ebenes Werkstück durch die Verwendung eines feststehenden Formwerkzeugs und eines beweglichen Formwerkzeugs, die so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen, gebogen wird.
  • 2. Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
  • In den letzten Jahren ging es bei Kraftfahrzeugen vorwiegend darum, sowohl Verbesserungen im Kollisionsschutz als auch eine Gewichtsreduktion der Fahrzeugkarosserie mit dem Ziel der Verringerung von CO2-Emissionen durch verbesserte Kraftstoffersparnis zu erreichen. Als eine Maßnahme, diesen beiden einander widersprechenden Anforderungen gerecht zu werden, wird immer häufiger hochfestes Stahlblech auf eine Kraftfahrzeugkarosserie verwendet. Bei einem für die Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs verwendeten Element handelt es sich um ein pressgeformtes Stahlblech, das im Wesentlichen einen schachtel- oder hutförmigen Querschnitt aufweist, wobei in dem Element eine Mehrzahl von geneigten bzw. schräg ausgebildeten Bereichen ausgebildet sind. Um eine Maßgenauigkeit des Pressformgebungsvorgangs gewährleisten zu können, gilt es, den Betrag der Rückverformung der geneigten bzw. schräg ausgebildeten Bereiche festzulegen bzw. zu steuern. Da jedoch ein hochfestes Stahlblech mit einer hohen Materialfestigkeit (z. B. einer Materialfestigkeit von etwa 590 MPa) nach dem Pressformgebungsvorgang eine starke Rückverformung bzw. Spring-Back aufweist, ist eine gute Maßgenauigkeit ohne die Ergreifung zusätzlicher Maßnahmen nur schwer zu gewährleisten.
  • Dementsprechend gehört es entsprechend dem Stand der Technik zur allgemein üblichen Praxis, den Betrag der Rückverformung bzw. Spring-Back nach dem Pressformgebungsvorgang bei der Konstruktion des Formwerkzeugs derart zu berücksichtigen, dass das Werkstück, das dem Pressformgebungsvorgang unterzogen wird, überbogen wird. Auf diese Art und Weise ist die Gewährleistung der Maßgenauigkeit des Biegewinkels möglich.
  • Über die Jahre hat jedoch die Materialfestigkeit der hochfesten Stahlbleche, die als Elemente für die Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, immer mehr zugenommen. In den letzten Jahren war es daher nicht zu vermeiden gewesen, hochfeste Stahlbleche mit einer Materialfestigkeit von 980 MPa oder mehr für Elemente einer Kraftfahrzeug-Fahrgastzelle anzuwenden.
  • Wenn die Materialfestigkeit des hochfesten Stahlblechs somit zugenommen hat, nimmt dementsprechend auch die nach dem Pressformgebungsvorgang eintretende Rückverformung ebenfalls zu. In dem Fall also, in dem ein bestimmter Rückverformungsbetrag bei der Konstruktion des Formwerkzeugs berücksichtigt wird, wie dies im Stand der Technik der Fall ist, erreicht der berücksichtigte Betrag der Rückverformung einen so hohen Wert, dass die Anzahl der Mannstunden bzw. der Arbeitsaufwand, die bzw. der für die Reparatur oder die Erneuerung der Formwerkzeuge notwendig ist, entsprechend ansteigt und der Reparaturvorgang komplizierter bzw. aufwändiger wird. Daneben beträgt in Abhängigkeit von der einem Pressvorgang zu unterziehenden Form der Überbiegewinkel in manchen Fällen weniger als 90°C, was zu Problemen beim Pressformgebungsvorgang führen kann. Zudem kommt es in dem Fall, wo die Materialfestigkeit des hochfesten Stahlblechs hoch ist, zwischen den Werkstücken zu starken Variationen bzw. Schwankungen der Materialeigenschaften einschließlich der Materialfestigkeit und dergleichen; auch wenn die Rückverformung bei der Konstruktion des Formwerkzeugs berücksichtigt wird, stimmen daher die Biegewinkel nach dem Pressformgebungsvorgang nicht miteinander überein, und es gestaltet sich somit schwierig, die Genauigkeit der Biegewinkel zu gewährleisten.
  • Daneben ist in der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichungsschrift 2005-254262 ( JP-A-2005-254262 ) ein Pressformgebungsverfahren offenbart, in dem der Betrag der Rückverformung in dem Pressformgebungsvorgang eines hochfesten Stahlblechs reduziert wird.
  • In dem in der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichungsschrift 2005-254262 ( JP-A-2005-254262 ) gezeigten Metallblechverarbeitungsverfahren wird eine vertikale Wand eines geformten Artikels, der eine hutartige Querschnittsform aufweist, etwa bis zur Hälfte der Höhe desselben in einem ersten Formgebungsvorgang ausgebildet und der Rest der Höhe der vertikalen Wand wird zu der in etwa halb hohen Wand in einem zweiten Formgebungsvorgang hinzugefügt und mit dieser verbunden. In dem ersten und dem zweiten Formgebungsvorgang erfolgt das Biegen und Geradebiegen bzw. Begradigen an einer Formwerkzeugs-Absetzung eines Formwerkzeugs. In einem darin offenbarten Verfahren verläuft die Richtung, in der das Stahlblech in dem zweiten Formgebungsvorgang an die Formwerkzeugs-Absetzung gepresst wird, entgegengesetzt zu der Richtung, in der der Pressvorgang an die Formwerkzeugs-Absetzung in dem ersten Formgebungsvorgang stattgefunden hat. Daher dient die in dem zweiten Formgebungsvorgang ausgebildete Wand als ein Rückverformungsaufhebungs- bzw. Spring-Go-Element und reduziert somit die Rückverformung des geformten Artikels.
  • Mit dem in der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichungsschrift 2005-254262 ( JP-A-2005-254262 ) beschriebenen Verarbeitungsverfahren soll der Betrag der Rückverformung in dem vertikalen Wandbereich, nicht aber der Betrag der Rückverformung eines Biegebereich des Werkstücks reduziert werden. Daher kann alleine durch die Anwendung des in der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichungsschrift 2005-254262 ( JP-A-2005-254262 ) beschriebenen Formgebungsverfahrens die Maßgenauigkeit des Biegewinkels nicht gewährleistet werden.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Die Erfindung schafft daher ein Werkstückbiegeverfahren und eine ebensolche Vorrichtung, die eine Maßgenauigkeit eines Biegewinkels eines Biegebereichs eines Werkstücks gewährleisten, indem der Betrag der Rückverformung des Biegebereichs des Werkstücks reduziert wird.
  • Bei einem Aspekt der Erfindung handelt es sich um ein Werkstückbiegeverfahren zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels, der zwei Oberflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten einer geneigten bzw. schräg ausgebildeten Fläche aufweist, indem ein ebenes Werkstück unter Verwendung eines feststehenden Formwerkzeugs und eines beweglichen Formwerkzeugs gebogen wird, wobei eine Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel aus einem ersten Biegebereich, einem zweiten Biegebereich und einem ebenen Oberflächenbereich besteht, der von dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich beidseitig umgeben wird. Das Verfahren beinhaltet: einen Werkstückhalteschritt, in dem das Werkstück einseitig befestigt wird, indem ein Endbereich des Werkstücks durch das feststehende Formwerkzeug und ein Halteelement eingespannt wird, das dem feststehenden Formwerkzeug gegenüberliegend angeordnet ist; und einen Formgebungsschritt, in dem ein Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, gekrümmt wird, indem das bewegliche Formwerkzeug zu dem feststehenden Formwerkzeug bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug ein auf der freien Seite befindliches Ende des einseitig befestigten Werkstücks in Richtung des feststehenden Formwerkzeugs presst, und in dem der erste Biegebereich und der zweite Biegebereich ausgebildet werden, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst, dessen Formen einer Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel entsprechen, und der Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, geradegebogen bzw. begradigt bzw. gerichtet wird (unbending). Daher kann die Rückverformung, die bei der geneigten Fläche auftritt, durch den Rückverformungsaufhebungseffekt kompensiert werden, der in einem Bereich auftritt, der durch die Krümmung des Bereichs, der dem ebenen Oberflächenbereich entspricht, gebogen ist. Dementsprechend ist die Erzeugung eines fertig geformten Artikels mit einer hohen Maßgenauigkeit des Biegewinkels in der geneigten Fläche möglich.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Werkstückbiegeverfahren, bei dem ein fertig geformter Artikel erzeugt wird, der zwei Oberflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten einer geneigten Fläche aufweist, indem ein ebenes Werkstück unter Verwendung unter Verwendung eines feststehenden Formwerkzeugs und eines beweglichen Formwerkzeugs gebogen werden, wobei eine Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel aus einem ersten Biegebereich, einem zweiten Biegebereich und einem ebenen Oberflächenbereich besteht, der von dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich beidseitig umgeben ist. Das Verfahren beinhaltet: einen Schritt, in dem ein vorläufiger Biegebereich, der die gleiche Biegerichtung wie der erste Biegebereich und der zweite Biegebereich aufweist, in einem Bereich in dem Werkstück ausgebildet wird, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht; einen Werkstückhalteschritt, in dem das Werkstück einseitig befestigt wird, indem ein Endbereich des Werkstücks durch das feststehende Formwerkzeug und ein Halteelement eingespannt wird, das so angeordnet ist, dass es dem feststehenden Formwerkzeug gegenüberliegt; und einen Formgebungsschritt, in dem ein Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, gekrümmt wird, indem das bewegliche Formwerkzeug in Richtung des feststehenden Formwerkzeugs bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug ein auf einer freien Seite befindliches Ende des einseitig befestigten Werkstücks in Richtung des feststehenden Formwerkzeugs presst, und in dem der erste Biegebereich und der zweite Biegebereich ausgebildet werden, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst, dessen Formen einer Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel entsprechen, und in dem der Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht und der den vorläufigen Biegebereich beinhaltet, geradegebogen bzw. begradigt wird. Daher kann die Rückverformung, die bei der geneigten Fläche auftritt, durch den Rückverformungsaufhebungseffekt, der in dem vorläufigen Biegebereich und in einem Bereich auftritt, der durch die Krümmung des Bereichs, der dem ebenen Oberflächenbereich entspricht, gebogen ist, ausreichend kompensiert werden. Auf diese Weise ist die Erzeugung eines fertig geformten Artikels mit einer hohen Maßgenauigkeit des Biegewinkels in der geneigten Fläche möglich.
  • In dem ersten und dem zweiten Aspekt kann in dem Formgebungsschritt, bevor das Werkstück durch das bewegliche Formwerkzeug an das feststehende Formwerkzeug gepresst wird, ein stabilisierter Biegebereich in dem Werkstück ausgebildet werden, indem das Werkstück mit einem Bereich in dem feststehenden Formwerkzeug in Kontakt gebracht wird, der zum Ausbilden des zweiten Biegebereichs vorgesehen ist, und, nachdem der stabilisierte Biegebereich erzeugt worden ist, kann der stabilisierte Biegebereich geradegebogen bzw. begradigt werden, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst. Durch Ausnutzung des Rückverformungsaufhebungseffekts, der in dem stabilisierten Biegebereich ebenfalls eintritt, kann die Rückverformung, die in dem Biegebereich des fertig geformten Artikel auftritt, mit erhöhter Zuverlässigkeit reduziert werden. Auf diese Weise ist eine Verbesserung der Maßgenauigkeit des Biegewinkels des Biegebereichs des fertig geformten Artikels möglich.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung ist eine Werkstückbiegevorrichtung zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels, der zwei Oberflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten einer geneigten Fläche aufweist, indem ein Werkstück gebogen wird. Die Vorrichtung beinhaltet ein feststehendes Formwerkzeug, und ein bewegliches Formwerkzeug und ein Halteelement, die so angeordnet sind, dass sie dem feststehenden Formwerkzeug gegenüberliegen. Das bewegliche Formwerkzeug und das feststehende Formwerkzeug weisen Formen auf, die einer Form der geneigten Fläche des fertig geformten Artikels entsprechen, und das Werkstück wird einseitig befestigt, indem ein Endbereich des Werkstücks durch das feststehende Formwerkzeug und das Halteelement eingespannt wird. Indem das bewegliche Formwerkzeug zu dem feststehenden Formwerkzeug bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug ein auf einer freien Seite befindliches Ende des Werkstücks presst, wird durch die Biegevorrichtung ein Bereich in dem Werkstück gekrümmt, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht. Indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst, bildet die Vorrichtung im Anschluss daran die geneigte Fläche aus, die aus einem ersten Biegebereich, einem zweiten Biegebereich und einem ebenen Oberflächenbereich besteht, der von dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich beidseitig umgeben ist, und begradigt den Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht. Die Rückverformung, die in der geneigten Fläche auftritt, kann durch den Rückverformungsaufhebungseffekt kompensiert werden, der in einem Bereich auftritt, der durch die Krümmung des Bereichs gebogen wird, der dem ebenen Oberflächenbereich entspricht. Auf diese Weise ist die Erzeugung eines fertig geformten Artikels mit einer hohen Maßgenauigkeit des Biegewinkels in der geneigten Fläche möglich.
  • Ein vierter Aspekt der Erfindung ist eine Werkstückbiegevorrichtung zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels, der zwei Oberflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten einer geneigten Fläche aufweist, indem ein Werkstück gebogen wird. Die Vorrichtung beinhaltet ein feststehendes Formwerkzeug, und ein bewegliches Formwerkzeug und ein Halteelement, die so angeordnet sind, dass sie dem feststehenden Formwerkzeug gegenüberliegen. Das bewegliche Formwerkzeug und das feststehende Formwerkzeug weisen Formen auf, die einer Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel entsprechen, und das Werkstück, in dem ein vorläufiger Biegebereich mit der gleichen Biegerichtung wie ein erster Biegebereich und ein zweiter Biegebereich in dem Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, im Voraus ausgebildet wird, wird einseitig befestigt, indem ein Endbereich des Werkstücks durch das feststehende Formwerkzeug und das Halteelement eingespannt wird. Indem das bewegliche Formwerkzeug zu einem feststehenden Formwerkzeug bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug ein auf einer freien Seite befindliches Ende des Werkstücks presst, krümmt die Biegevorrichtung einen Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht. Indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst, bildet die Vorrichtung die geneigte Fläche aus, die aus einem ersten Biegebereich, einem zweiten Biegebereich und einem ebenen Oberflächenbereich besteht, der von dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich beidseitig umgeben ist, und begradigt den Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht und der den vorläufigen Biegebereich beinhaltet. Die Rückverformung, die in der geneigten Fläche auftritt, kann daher durch den Rückverformungsaufhebungseffekt, der in dem vorläufigen Biegebereich und in einem Bereich auftritt, der durch die Krümmung des Bereichs, der dem ebenen Oberflächenbereich entspricht, gebogen wird, ausreichend kompensiert werden. Somit kann ein fertigt geformter Artikel mit einer hohen Maßgenauigkeit des Biegewinkels in der geneigten Fläche erzeugt werden.
  • In dem dritten und vierten Aspekt kann die Werkstückbiegevorrichtung, bevor das Werkstück durch das bewegliche Formwerkzeug an das feststehende Formwerkzeug gepresst wird, einen stabilisierten Biegebereich in dem Werkstück ausbilden, indem das bewegliche Formwerkzeug zu dem feststehenden Formwerkzeug bewegt wird, so dass das Werkstück mit einem Bereich in dem feststehenden Formwerkzeug in Kontakt gebracht wird, der zum Erzeugen bzw. Ausbilden des zweiten Biegebereichs vorgesehen ist. Nachdem der stabilisierte Biegebereich ausgebildet worden ist, kann die Werkstückbiegevorrichtung den stabilisierten Biegebereich begradigen, indem das bewegliche Formwerkzeug wieder in Richtung des feststehenden Formwerkzeugs bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst. Durch Ausnutzung des Rückverformungsaufhebungseffekts, der in dem stabilisierten Biegebereich ebenfalls auftritt, kann die Rückverformung, die in dem Biegebereich des fertig geformten Artikels auftritt, mit erhöhter Zuverlässigkeit reduziert werden. Somit wird eine Verbesserung der Maßgenauigkeit des Biegewinkels des Biegebereichs des fertig geformten Artikels möglich.
  • Den vorstehenden Aspekten der Erfindung gemäß kann die Rückverformung, die in der geneigten Fläche auftritt, durch den Rückverformungsaufhebungseffekt kompensiert werden, der in einem Bereich auftritt, der durch die Krümmung des Bereichs gebogen wird, der dem ebenen Oberflächenbereich entspricht. Auf diese Art und Weise ist die Erzeugung eines fertig geformten Artikels mit einer hohen Maßgenauigkeit des Biegewinkels in der geneigten Fläche möglich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • In der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden die Merkmale, Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der zur Benennung identischer Elemente identische Bezugszeichen verwendet werden, näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht, die einen fertigt geformten Artikel zeigt, der durch Biegen eines Werkstücks erhalten wird;
  • 2 eine Schnittansicht des fertig geformten Artikels;
  • 3 eine Schnittansicht einer Biegevorrichtung zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels;
  • 4 eine Schnittansicht einer Biegevorrichtung, durch die ein Werkstück durch ein Oberwerkzeug bzw. einen Stempel und ein Halteelement einseitig befestigt wird;
  • 5 eine Schnittansicht der Biegevorrichtung, die einen Zustand zeigt, in dem der Formwerkzeugblock zu der Seite des Oberwerkzeugs bzw. Stempels bewegt worden ist, und der Formwerkzeugblock sich mit einem Bereich des Werkstücks nahe eines zweiten Endes in Kontakt befindet, das von dem Oberwerkzeug bzw. Stempel entfernt liegt;
  • 6 eine Schnittansicht der Biegevorrichtung, die einen Zustand zeigt, in dem das Werkstück an einem Winkelbereich des Stempels zwischen einem Formgebungsbereich einer oberen Platte und einem Formgebungsbereich eines ebenen Oberflächenbereichs gebogen worden ist, so dass ein erster Biegebereich ausgebildet wird, indem das Werkstück durch den Formwerkzeugblock gepresst wird, nachdem der Formwerkzeugblock die Seite des zweiten Endes des Werkstücks kontaktiert hat;
  • 7 eine Schnittansicht der Biegevorrichtung, die einen Zustand zeigt, in dem das Werkstück weiter in Richtung des Stempels gepresst worden ist und in dem sich das Werkstück mit dem Winkelbereich zwischen dem Formgebungsbereich eines ebenen Oberflächenbereichs und einem Formgebungsbereich einer ersten seitlichen Platte des Stempels in Kontakt befindet;
  • 8 eine Schnittansicht der Biegevorrichtung, die einen Zustand zeigt, in dem, nachdem das Werkstück den Winkelbereich zwischen dem Formgebungsbereich eines ebenen Oberflächenbereichs und einem Formgebungsbereich einer ersten seitlichen Platte kontaktiert hat, das Werkstück durch den Formwerkzeugblock weiter auf die Seite des Stempels gepresst wird, so dass das Werkstück in dem Winkelbereich gebogen wird und somit ein stabilisierter Biegebereich entsteht;
  • 9 eine Schnittansicht der Biegevorrichtung, die einen Zustand zeigt, in dem ein fertig geformter Artikel durch Pressen des Werkstücks durch den Stempel und den Formwerkzeugblock erzeugt wird;
  • 10 eine Schnittansicht, die zeigt, wie die Rückverformung in einem ersten Biegebereich und in einem zweiten Biegebereich auftritt und wie der Rückverformungsaufhebungseffekt in einem vorläufigen Biegebereich und in dem stabilisierte Biegebereich auftritt;
  • 11 eine Schnittansicht der Biegevorrichtung, die einen Zustand zeigt, in dem ein Werkstück ohne einen vorläufigen Biegebereich einseitig befestigt wird;
  • 12 eine Schnittansicht der Biegevorrichtung, die einen Zustand zeigt, indem ein Werkstück ohne einen vorläufigen Biegebereich an dem Winkelbereich des Stempels zwischen einem Formgebungsbereich einer oberen Platte und einem Formgebungsbereich eines ebenen Oberflächenbereichs gebogen wird, so dass der erste Biegebereich durch Pressen des Werkstücks gegen den Formwerkzeugblock entsteht;
  • 13 eine Schnittansicht der Biegevorrichtung, die einen Zustand zeigt, in dem das Werkstück ohne einen vorläufigen Biegebereich mit dem Winkelbereich zwischen dem Formgebungsbereich eines ebenen Oberflächenbereichs und dem Formgebungsbereich einer ersten seitlichen Platte in Kontakt gelangt, und dann an die Seite des Stempel gepresst wird, so dass das Werkstück an dem Winkelbereich gebogen wird, so dass ein stabilisierter Biegebereich erzeugt wird, und der Bereich des Werkstücks, der sich an dem Formgebungsbereich des ebenen Oberflächenbereichs befindet, gekrümmt wird;
  • 14 eine Schnittansicht der Biegevorrichtung, die einen Zustand zeigt, in dem der vorläufige Biegebereich, der in dem Werkstück ausgebildet wird, an der Position eines Schnittpunkts zwischen imaginären Verlängerungslinien des Formgebungsbereichs einer oberen Platte und des Formgebungsbereichs einer ersten seitlichen Platte des Stempels angeordnet ist;
  • 15 ein Diagramm, das den Biegewinkel des ersten Biegebereichs und den Biegewinkel des zweiten Biegebereichs in dem Fall zeigt, in dem die Höhe der Abschrägungsform von jeweils dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich auf eine Mehrzahl von Werten eingestellt wird, und die Breite derselben für jeden der eingestellten Werte der Höhe unterschiedlich eingestellt wird;
  • 16 ein Diagramm, das das jeweilige Ausmaß bzw. die jeweilige Größe der Veränderung der Biegewinkel der ersten geneigten Fläche und der zweiten geneigten Fläche in dem Fall zeigt, wenn die Breite der Abschrägungsform der ersten geneigten Fläche und der zweiten geneigten Fläche auf eine Mehrzahl von Werten eingestellt wird und der Höhe derselben für eine jeweilige der eingestellten Breiten unterschiedlich eingestellt wird;
  • 17 eine Schnittansicht, die eine Kompensations- bzw. Ausgleichsabmessung zeigt, die, auf dem Werkstück, von der Position, die dem Winkelbereich zwischen dem Formgebungsbereich einer oberen Platte und dem Formgebungsbereich eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels entspricht, bis zu der Position gemessen wird, wo der vorläufige Biegebereich ausgebildet wird;
  • 18 eine Schnittansicht, die einen maximalen Biegewinkel des vorläüfigen Biegebereichs des Werkstücks in dem Fall zeigt, wo die Ausgleichsabmessung auf einen vorbestimmten Winkel in dem Bereich eingestellt wird, der dem Formgebungsbereich einen ebenen Oberflächenbereichs unterliegt; und
  • 19 ein Diagramm, das die Beträge der Veränderung des ersten Biegewinkels und des zweiten Biegewinkels (Abweichungen vom Sollwinkel) zeigt, die bei verschiedenen Werten der Ausgleichsabmessung D vorliegen, die sich zu dem vorläufigen Biegebereich des Werkstücks unter der Bedingung erstreckt, dass die Abschrägungsform von jeweils dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich auf eine vorbestimmte Abschrägungsform eingestellt wird.
  • Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung werden anschließend verschieden Arten und Weisen zum Ausführen der Erfindung erläutert.
  • 1 und 2 zeigt einen fertig geformten Artikel 5, der durch Biegen (Pressformen) eines ebenen Werkstücks 50, das aus einem hochfesten Stahlblech besteht, mit Hilfe eines Werkstückbiegeverfahrens und einer ebensolchen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erhalten wird. Abgesehen davon unterliegt die Materialfestigkeit eines hochfesten Stahlblechs des Werkstücks 50, die bei dem Werkstückbiegeverfahren und der ebensolchen Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform angewendet wird, keinen speziellen Beschränkungen. So können z. B. die Vorrichtung und das Verfahren effektiv auf ein hochfestes Stahlblech mit einer Materialfestigkeit von 980 MPa oder mehr angewendet werden.
  • Der fertig geformte Artikel 5 weist eine sogenannte hutartige Querschnittsform auf, die eine Mehrzahl von Biegebereichen aufweist. Genauer gesagt, weist der fertig geformte Artikel 5 eine erste geneigte Fläche 5a und eine zweite geneigte Bereich 5b auf. Die erste geneigte Fläche 5a ist beidseitig von zwei Oberflächen umgeben, d. h. einer oberen Platte 51 und einer ersten seitlichen Platte 52. Die zweite geneigte Fläche 5b wird von zwei Oberflächen beidseitig umgeben, d. h. der oberen Platte 51 und einer zweiten seitlichen Platte 53. In anderen Worten ist der fertig geformte Artikel 5 so ausgebildet, dass er eine hutartige Querschnittsform aufweist, in der die erste seitliche Platte 52 und die zweite seitliche Platte 53 an den beiden einander gegenüberliegenden Seiten der oberen Platte 51 angeordnet sind, wobei die dazwischen liegende erste geneigte Fläche 5a und die dazwischen liegende zweite geneigte Fläche 5a in der gleichen Richtung gebogen sind.
  • Der erste geneigte Fläche 5a besteht aus einem ersten Biegebereich 54a und einem zweiten Biegebereich 54b, und einem ebenen Oberflächenbereich 54, der von dem ersten Biegebereich 54a und dem zweiten Biegebereich 54b beidseitig umgeben ist. Das heißt, dass der erste geneigte Biegebereich 5a eine Form aufweist, die aus dem ersten Biegebereich 54a und dem zweiten Biegebereich 54b und dem ebenen Oberflächenbereich 54 besteht, der von dem ersten Biegebereich 54a und dem zweiten Biegebereich 54b beidseitig umgeben ist. Der erste Biegebereich 54a ist ein Biegebereich, der zwischen der oberen Platte 51 und dem ebenen Oberflächenbereich 54 angeordnet ist, und der zweite Biegebereich 54b ist ein Biegebereich, der zwischen der ersten seitlichen Platte 52 und dem ebenen Oberflächenbereich 54 angeordnet ist.
  • Darüber hinaus besteht die zweite geneigte Fläche 5b aus einem ersten Biegebereich 55a und einem zweiten Biegebereich 55b und einem ebenen Oberflächenbereich 55, der von dem ersten Biegebereich 55a und dem zweiten Biegebereich 55b beidseitig umgeben ist. Das heißt, dass die zweite geneigte Fläche 5b eine Form aufweist, die aus dem ersten Biegebereich 55a und dem zweiten Biegebereich 55b und dem ebenen Oberflächenbereich 55 besteht, der von dem ersten Biegebereich 55a und dem zweiten Biegebereich 55b beidseitig umgeben ist. Der erste Biegebereich 55a ist ein Biegebereich, der zwischen der oberen Platte 51 und dem ebenen Oberflächenbereich 55 angeordnet ist, und der zweite Biegebereich 55b ist ein Biegebereich, der zwischen der zweiten seitlichen Platte 53 und dem ebenen Oberflächenbereich 55 angeordnet ist.
  • Das heißt, dass die erste geneigte Fläche 5a eine Abschrägungsform aufweist, die entsteht, wenn eine Winkelform, die entsteht, indem man die obere Platte 51 und die erste seitliche Platte 52 verlängert, bis sie einander schneiden (eine Form, die in 2 durch eine Zweipunkt-Strichlinie dargestellt ist), bis zu einer vorbestimmten Breite W und einer vorbestimmten Höhe H schräg abgeschnitten wird. Somit ist der ebene Oberflächenbereich 54 in Bezug auf sowohl die obere Platte 51 als auch die erste seitliche Platte 52 schräg geneigt. Desgleichen weist die zweite geneigte Fläche 5b eine Abschrägungsform auf, die entsteht, wenn eine Winkelform, die entsteht, indem man die obere Platte 51 und die zweite seitliche Platte 53 verlängert, bis sie einander schneiden (eine Form, die in 2 durch eine Zweipunkt-Strichlinie dargestellt ist), bis zu einer vorbestimmten Breite W und einer vorbestimmten Höhe H schräg abgeschnitten wird. Somit ist der ebene Oberflächenbereich 55 in Bezug auf sowohl die obere Platte 51 als auch die erste seitliche Platte 52 schrägt geneigt.
  • Der fertig geformte Artikel 5 ist so ausgebildet, dass er eine Form aufweist, die die erste geneigte Fläche 5a und die zweite geneigte Fläche 5b aufweist, indem das Werkstück 50 entlang dem ersten Biegebereich 54a, dem zweiten Biegebereich 54b, dem ersten Biegebereich 55a und dem zweiten Beigebereich 55b so gebogen wird, dass die obere Platte 51, die erste seitliche Platte 52, die zweite seitliche Platte 53, der ebene Oberflächenbereich 54 und der ebene Oberflächenbereich 55 ausgebildet werden.
  • Als nächstes wird ein Biegeverfahren für die erste geneigte Fläche 5a und die zweite geneigte Fläche 5b des fertig geformten Artikels 5 erläutert, der wie oben beschrieben ausgebildet wird. Da im Übrigen das Biegeverfahren für die erste geneigte Fläche 5a und das Biegeverfahren für die zweite geneigte Fläche 5b im Wesentlichen identisch sind, wird nachstehend das Biegeverfahren für die erste geneigte Fläche 5a beschrieben und von der Beschreibung des Biegeverfahrens für die zweite geneigte Fläche 5b abgesehen.
  • Das heißt, dass die erste geneigte Fläche 5a, der erste Biegebereich 54a, der zweite Biegebereich 54b, die erste seitliche Platte 52 und der ebene Oberflächenbereich 54 des fertig geformten Artikels 5 und des Werkstücks 50 in der nachstehenden Beschreibung des Biegeverfahrens für die erste geneigte Fläche 5a der zweiten geneigten Fläche 5b, dem ersten Biegebereich 55a, dem zweiten Biegebereich 55b, der zweiten seitlichen Platte 53 und dem ebenen Oberflächenbereich 55 von jeweils dem fertig geformten Artikels 5 und dem Werkstück 50 in dem Biegeverfahren für die zweite geneigte Fläche 5b entsprechen.
  • Wie in 3 gezeigt ist, beinhaltet die Biegevorrichtung zum Erzeugen des fertig geformten Artikels 5 durch Biegen des Werkstücks 50 einen Stempel 1, bei dem es sich um ein feststehendes Formwerkzeug handelt, sowie einen Formwerkzeugblock 2 und ein Halteelement 3, die so angeordnet sind, dass sie dem Stempel 1 gegenüberliegen. Der Formwerkzeugblock 2 und das Halteelement 3 sind so konstruiert, dass sie in den Richtungen beweglich sind, so dass sie sich näher an den Stempel heran und von diesem wegbewegen können (die in 3 von oben nach unten verlaufenden Richtungen), und so dass das Werkstück 50 durch das Halteelement 3 und den Stempel 1, die das Werkstück 50 einspannen, getragen wird.
  • Der Stempel 1 weist einen Formgebungsbereich 1a einer oberen Platte auf, der einem Bereich entspricht, der die obere Platte 51 des fertig geformten Artikels 5 ausbildet, einen Formgebungsbereich 1b einer ersten seitlichen Platte, der einem Bereich entspricht, der die erste seitliche Platte 52 ausbildet, und einen Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs auf, der einem Bereich entspricht, der den ebenen Oberflächenbereich 54 ausbildet. Der Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs ist zwischen dem Formgebungsbereich 1a einer oberen Platte und dem Formgebungsbereich 1b einer ersten seitlichen Platte angeordnet. Ein vorstehender Winkelbereich 1p ist zwischen dem Formgebungsbereich 1a einer oberen Platte und dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs ausgebildet, und ein vorstehender Winkelbereich 1q ist zwischen dem Formgebungsbereich 1b einer ersten seitlichen Platte und dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs ausgebildet.
  • Darüber hinaus weist der Formwerkzeugblock 2 einen Formgebungsbereich 2b einer ersten seitlichen Platte auf, der einem Bereich entspricht, der die erste seitliche Platte 52 ausbildet, und einen Formgebungsbereich 2d eines ebenen Oberflächenbereichs, der einem Bereich entspricht, der den ebenen Oberflächenbereich 54 ausbildet. Indem der Formwerkzeugblock 2 zu der Seite des Stempels 1 bewegt wird, wird danach auf das zwischen dem Halteelement 3 und dem Stempel 1 eingespannte Werkstück 50 Druck ausgeübt, während das Werkstück 50 zwischen dem Formwerkzeugblock 2 und dem Stempel 1 von beiden Seiten fest umgeben (gepresst) wird, so dass der fertig geformte Artikel 5 durch Biegen des Werkstücks 50 erzeugt werden kann. Abgesehen davon kann das Werkstück 50 ebenso gebogen werden, indem der Formwerkzeugblock 2 gegen das Werkstück 50 gepresst wird, das zwischen dem Halteelement 3 und dem Stempel eingespannt ist, während der Formwerkzeugblock 2 in Richtung des Stempels 1 bewegt wird.
  • Mit Hilfe der wie vorstehend beschrieben konstruierten Biegevorrichtung wird das Werkstück 50 folgendermaßen gebogen, so dass der fertig geformte Artikel 5 entsteht. Um an dem Werkstück 50 einen Biegevorgang vorzunehmen, wird zunächst ein Werkstückhaltevorgang des Haltens des Werkstücks 50 ausgeführt, indem dasselbe zwischen dem Halteelement 3 und dem Stempel 1 eingespannt wird, während der Stempel 1 und der Formwerkzeugblock 2 voneinander entfernt liegen, wie in 4 gezeigt ist. In diesem Fall wird das Werkstück 50, das dem Bereich entspricht, der sich von der oberen Platte 51 zu der ersten seitlichen Platte 52 erstreckt, an einem ersten Endbereich desselben (ein in 4 auf der linken Seite befindlicher Endbereich, d. h. ein Bereich, der in der oberen Platte 51 ausgebildet ist) durch das Halteelement 3 und den Stempel 1 einseitig befestigt, und bei einem zweiten Endbereich des Werkstücks 50 (ein in 4 auf der rechten Seite befindlicher Endbereich, d. h. ein Bereich, der in der ersten seitlichen Platte 52 ausgebildet ist) handelt es sich um ein freies Ende, das räumlich nicht eingeschränkt wird.
  • Darüber hinaus wird in dem Werkstück 50, das durch das Halteelement 3 und den Stempel 1 einseitig befestigt wird, im Voraus ein vorläufiger Biegebereich 50p, der als ein Biegebereich dient, der in der gleichen Richtung wie der ersten Biegebereich 54a und der zweite Biegebereich 54b gebogen ist, in einem Bereich in dem Werkstück 50 ausgebildet, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a in dem fertig geformten Artikel 5 entspricht. Das heißt, dass in dem Werkstück 50, das dem Biegevorgang durch eine Biegevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform unterzogen wird, der vorläufige Biegebereich 50p, der in der gleichen Richtung wie der erste Biegebereich 54a und der zweite Biegebereich 54b gebogen ist, im Voraus in einem Vorgang ausgebildet wird, der früher stattfindet als der Biegevorgang. Das Werkstück 50 wird das durch das Halteelement 3 und den Stempel 1 einseitig befestigt, wobei der vorläufige Biegebereich 50p an einer Stelle positioniert ist, die dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels 1 entspricht. Der Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs ist ein Bereich, der den ebenen Oberflächenbereich 54 des Werkstücks 50 ausbildet.
  • Während das Werkstück 50 durch das Halteelement 3 und den Stempel 1 einseitig befestigt wird, erfolgt als nächstes ein Formgebungsvorgang, in dem der Formwerkzeugblock 2 zu der Seite des Stempels 1 (in einer Annäherungsrichtung an den Stempel 1) bewegt wird und die zweite Endseite des Werkstücks 50 durch den Formwerkzeugblock 2 zu der Seite des Stempels 1 gepresst und bewirkt wird, dass der Formwerkzeugblock 2 das Werkstück 50 an den Stempel 1 presst. Wie in 5 gezeigt ist, berührt zunächst ein unterer Endbereich des Formwerkzeugblocks 2 das Werkstück 50, während der Formwerkzeugblock 2 während des Formgebungsvorgangs zu der Seite des Stempels 1 bewegt wird.
  • Wie in 6 gezeigt ist, wird, nachdem der Formwerkzeugblock 2 das Werkstück 50 berührt hat, das Werkstück 50, dessen vorläufiger Biegebereich 50p in einem Bereich angeordnet ist, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs unterliegt, durch den Formwerkzeugblock 2 zu der Seite des Stempels 1 gepresst, so dass das Werkstück 50 an dem Winkelbereich 1p zwischen dem Formgebungsbereich 1a einer oberen Platte und dem Formgebungsbereichs 1d eines ebenen Oberflächenbereichs gebogen wird, wodurch der erste Biegebereich 54a an einer Position in dem Werkstück 50 ausgebildet wird, der dem Winkelbereich 1p des Stempels 1 entspricht.
  • Danach wird, während der Formwerkzeugblock 2 weiter zu der Seite des Stempels 1 bewegt wird, das Werkstück 50 durch den Formwerkzeugblock 2 weiter zur Seite des Stempels 1 bewegt, und das Werkstück 50 berührt den Winkelbereich 1q zwischen dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs und dem Formgebungsbereich 1b einer ersten seitlichen Platte des Stempels 1. Da das Werkstück 50 durch den Formwerkzeugblock 2 zu der Seite des Stempels gepresst wird, wird darüber hinaus ein Bereich in dem Werkstück 50, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels 1 entspricht, gekrümmt und somit auf die gleiche Seite gebogen bzw. umgeknickt wie der vorläufige Biegebereich 50p gebogen ist. Darüber hinaus befindet sich zu dem Zeitpunkt, wenn das Werkstück 50 den Winkelbereich 1q berührt, ein Bereich des Werkstücks 50, der den vorläufigen Biegebereich 50p beinhaltet und der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels 1 gegenüberliegt, nicht in Kontakt mit dem Formgebungsbereich 2d eines ebenen Oberflächenbereichs des Formwerkzeugblocks 2. Das heißt, dass zu diesem Zeitpunkt der Formgebungsbereich 2d eines ebenen Oberflächenbereichs des Formwerkzeugblocks 2 das Werkstück 50 noch nicht an den Formgebungsbereich 1 eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels 1 presst.
  • Wie in 8 gezeigt ist, wird das Werkstück 50, nachdem es den Winkelbereich 1q zwischen dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs und dem Formgebungsbereich 1b einer ersten seitlichen Platte berührt hat, durch den Form-Werkzeugblock 2 außerdem weiter zu der Seite des Stempels 1 gepresst, so dass das Werkstück 50 an dem Winkelbereich 1q gebogen wird, wodurch ein stabilisierter Biegebereich 50q entsteht. Die Biegerichtung des stabilisierten Biegebereichs 50q ist mit der Richtung des später ausgeführten Biegevorgangs des ersten Biegebereichs 54a und des zweiten Biegebereichs 54b des Werkstücks 50 identisch. Daneben wird der stabilisierte Biegebereich 50q des Werkstücks 50 plastisch verformt, so dass der Biegezustand desselben als eine stabilisierte Biegung beibehalten wird, selbst nachdem der durch den Formwerkzeugblock 2 bewirkte Presszustand aufgehoben worden ist.
  • Während des Zustands, in dem das Werkstück 50 an dem Winkelbereich 1q gebogen worden, aber noch nicht zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 gepresst worden ist, wie in 8 gezeigt ist, erstreckt sich im Übrigen ein Bereich des Werkstücks 50, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs entspricht, nicht entlang dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs, sondern wird durch den Pressvorgang des Werkstücks 50 durch den vorläufigen Biegebereich 50p, der in dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels 1 und durch den Formwerkzeugblock 2 ausgebildet worden ist, gekrümmt und wird somit so geknickt bzw. gebogen, dass er vorstehend erwähnte Bereich des Werkstücks 50, der in dem Bereich zwischen dem Winkelbereich 1p und dem Winkelbereich 1q vorhanden ist, von dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs entfernt ist. Abgesehen davon werden der stabilisierte Biegebereich 50q des Werkstücks 50 und der gekrümmte Bereich des Werkstücks 50, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs gegenüberliegt, plastisch verformt, so dass der Biegezustand und der Krümmungszustand desselben als ein stabilisierte Biegezustand aufrechterhalten werden, selbst nachdem der Presszustand, der durch den Formwerkzeugblock 2 bewirkt worden ist, aufgehoben worden ist.
  • Somit wird in dem Formgebungsvorgang, bevor das Werkstück 50 zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 gepresst wird, indem der Formwerkzeugblock 2 zu der Seite des Stempels 1 bewegt und dadurch das Werkstück 50 gepresst wird, der Bereich des Werkstücks 50, der den vorläufigen Biegebereich 50p beinhaltet und der dem Formgebungsbereichs 1d eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels 1 entspricht, gekrümmt und geknickt, wodurch der stabilisierte Biegebereich 50q entsteht. Wie in 9 gezeigt ist, wird danach das Werkstück 50 durch den Formwerkzeugblock 2 weiter in Richtung der Seite des Stempels 1 gepresst, so dass der Formwerkzeugblock 2 das Werkstück 50 an den Stempel 1 presst.
  • Genauer gesagt wird das durch den Formgebungsbereichs 1a einer oberen Platte des Stempels 1 und durch das Halteelement 3 eingespannte Werkstück 50 zwischen dem Formgebungsbereichs 1d eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels 1 und dem Formgebungsbereichs 2d eines ebenen Oberflächenbereichs des Formwerkzeugblocks 2 gepresst, und zwischen dem Formgebungsbereichs 1b einer ersten seitlichen Platte des Stempels 1 und dem Formgebungsbereichs 2b der ersten seitlichen Platte des Formwerkzeugblocks 2 gepresst, so dass das Werkstück 50 an dem Winkelbereich 1p und dem Winkelbereich 1q gebogen wird. Somit wird der erste Biegebereich 54a an einer Position in dem Werkstück 50 ausgebildet, der dem Winkelbereich 1p entspricht, und der zweite Biegebereich 54b wird an einer Position in dem Werkstück ausgebildet, der dem Winkelbereich 1q entspricht.
  • Somit werden der erste Biegebereich 54a und der zweite Biegebereich 54b durch Pressen des Werkstücks 50 zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 erzeugt, deren Formen der Form der ersten geneigten Fläche 5a des fertig geformten Artikels 5 entsprechen. Dabei werden die obere Platte 51, die erste seitliche Platte 52 und der obere Oberflächenbereich 54 in dem Werkstück 50 ausgebildet. Auf diese Weise entsteht der fertig geformte Artikel 5. Im Übrigen liegt der Zustand, in dem das Werkstück 50 zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 gepresst wird, am unteren Totpunkt des Formwerkzeugblocks 1 vor (d. h. der Position, wo der Stempel 1 und die Formwerkzeugblock 1 einander am nächsten sind).
  • In diesem Fall werden der vorläufige Biegebereich 50p, der im Voraus in einem Bereich des Werkstücks 50 erzeugt worden ist, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs entspricht, und die durch die Krümmung des Werkstücks 50 hervorgerufene Knickung so gepresst, dass sie zwischen dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels 1 und dem Formgebungsbereich 2d eines ebenen Oberflächenbereichs des Formwerkzeugblocks 2 geradegebogen bzw. begradigt werden und somit vorübergehend eine ebene Form aufweisen. Bevor das Werkstück 50 darüber hinaus zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 gepresst wird, wird der stabilisierte Biegebereich 50q, der in einem Bereich des Werkstücks 50 ausgebildet wird, der dem Winkelbereich 1q entspricht, begradigt, so dass er genauso eben wird wie der vorläufige Biegebereich 50p, und die durch die Krümmung des Werkstücks 50 hervorgerufene Knickung wird zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 gepresst, so dass der stabilisierte Biegebereich 50q von dem Winkelbereich 1q des Stempels 1 zu der Seite des Formgebungsbereichs 1b einer ersten seitlichen Platte bewegt wird.
  • Das heißt, da der Bereich des Werkstücks 50, der sich auf der Seite des Formgebungsbereichs 1a einer oberen Platte des Formgebungsbereichs 1d eines ebenen Oberflächenbereichs befindet, durch den Stempel 1 und das Halteelement 3 eingespannt und daher fixiert ist, wird ein geknickter Bereich des Werkstücks 50, der sich in dem Bereich befindet, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs unterliegt, so zusammengedrückt, dass er durch den Pressvorgang zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 geebnet wird, so dass der überschüssige oder durchhängende Bereich des Werkstücks 50, der sich in dem Bereich des Formgebungsbereichs 1d eines ebenen Oberflächenbereichs befindet, zu der Seite des Formgebungsbereichs 1b einer ersten Platte nach außen gedrängt wird. Somit bewegt sich der stabilisierte Biegebereich 50q von einer Stelle, die dem Winkelbereich 1q entspricht, zu der Seite des Formgebungsbereichs 1b der ersten seitlichen Platte. Darüber hinaus wird der stabilisierte Biegebereich 50q, nachdem er sich zur der Seite des Formgebungsbereichs 1b einer ersten seitlichen Platte bewegt hat, zwischen dem Formgebungsbereich 1b einer ersten seitlichen Platte des Stempels 1 und dem Formgebungsbereich 2b einer ersten seitlichen Platte des Formwerkzeugblocks 2 gepresst und dementsprechend begradigt, so dass er vorübergehend eine ebene Beschaffenheit annimmt.
  • Nachdem das Werkstück 50 zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 in der vorstehend angeführten Art und Weise gepresst und geformt worden ist, wird der Formwerkzeugblock 2 in eine Richtung bewegt, so dass er sich von dem Stempel 1 entfernt, und dann wird das geformte Werkstück 50 aus der Formgebungsvorrichtung freigegeben. Wie in 10 gezeigt ist, sind der erste Biegebereich 54a und der zweite Biegebereich 54b, die durch den Pressvorgang zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 gebogen wurden, aufgrund der Materialfestigkeit des Werkstücks 50 einer Rückverformung ausgesetzt, nachdem das Werkstück 50 aus der Formgebungsvorrichtung freigegeben worden ist.
  • In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass unter der Rückverformung, die in dem Werkstück 50 auftritt, ein Phänomen zu verstehen ist, bei dem sich die inneren Biegewinkel θ1, θ2 des ersten Biegebereichs 54a und des zweiten Biegebereichs 54b, die durch Pressen des Werkstücks 50 zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 entstehen, in einer Vergrößerungsrichtung verändern, wenn das Werkstück 50 aus der Formgebungsvorrichtung freigegeben wird. Das heißt, dass unter der Rückverformung ein Phänomen zu verstehen ist, bei dem der erste Biegebereich 54a und der zweite Biegebereich 54b, die durch Biegen des Werkstücks 50 mit Hilfe des Stempels 1 und des Formwerkzeugblocks 2 entstanden sind, in einer solchen Richtung geringfügig begradigt werden, so dass sie eine ebene Form annehmen, nachdem das Werkstück 50 aus der Formgebungsvorrichtung freigegeben worden ist. Aufgrund der Rückverformung, die in dem Werkstück 50 auftritt, tritt eine Veränderung des Winkels θ, der durch die obere Platte 51 und die erste seitliche Platte 52 des Werkstücks 50 erzeugt wird, in der Vergrößerungsrichtung auf.
  • In dem stabilisierten Biegebereich 50q des Werkstücks 50 und in dem Bereich des Werkstücks 50, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a entspricht, die den vorläufigen Biegebereich 50p des Werkstücks 50 beinhaltet, die während des Formgebungsvorgangs, in dem das Werkstück 50 zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 gepresst wird, begradigt werden, tritt hingegen ein Rückverformungsaufhebungseffekt auf, wenn das Werkstück 50 aus der Formgebungsvorrichtung freigegeben und daher aus der räumlichen Einschränkung, die ihm durch den Stempel 1 und die Formwerkzeugblock 2 auferlegt wurde, befreit wird. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass in dem vorläufigen Biegebereich 50p, dem Bereich in dem Werkstück 50, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 entspricht, und dem stabilisierten Biegebereich 50q, die zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 gepresst worden sind, so dass sie eine ebene Form aufweisen, eine Reaktionskraft zurückbleibt, so dass, wenn der Presszustand, der durch den Stempel 1 und den Formwerkzeugblock 2 ausgeübt wird, aufgehoben wird bzw. nachlässt, die verbleibende Reaktionskraft in Erscheinung tritt. Somit nehmen der stabilisierte Biegebereich 50q des Werkstücks 50 und die Fläche bzw. der Bereich in dem Werkstück 50, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a entspricht, die den vorläufigen Biegebereich 50p beinhaltet, erneut einen Biegezustand an. Dieses Phänomen wird als der Rückverformungsaufhebungseffekt, der in dem Werkstück 50 auftritt, bezeichnet Während der Rückverformungsaufhebungseffekt in dem stabilisierten Biegebereich 50q und dem Bereich in dem Werkstück 50 auftritt, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a entspricht, die den vorläufigen Biegebereich 50p beinhaltet, nehmen, wie vorstehend beschrieben, der ehemals eben gewordene, vorläufige Biegebereich 50p, der ehemals eben gewordene, gekrümmte und geknickte Bereich in dem Werkstück 50, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 entspricht, und der ehemals eben gewordene, stabilisierte Biegebereich 50q erneut einen Biegezustand ein. Daher verändert sich der zwischen der oberen Platte 51 und der ersten seitlichen Platte 52 des Werkstücks 50 vorliegende Winkel θ in der Verkleinerungsrichtung aufgrund des Rückverformungsaufhebungseffekts, der in dem Werkstück 50 auftritt.
  • Wenn das Werkstück 50 aus der Formgebungsvorrichtung freigegeben wird, tritt somit die Rückverformung in dem ersten Biegebereich 54a und dem zweiten Biegebereich 54b auf, und verändert daher den zwischen der oberen Platte 51 und der ersten seitlichen Platte 52 des Werkstücks 50 vorliegenden Winkel θ in der Vergrößerungsrichtung, wohingegen der Rückverformungsaufhebungseffekt, der den Winkel θ zwischen der oberen Platte 51 und der ersten seitlichen Platte 52 des Werkstücks 50 in der Verkleinerungsrichtung verändert, in dem stabilisierten Biegebereich 50q und in dem Bereich in dem Werkstück 50 auftritt, der dem Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a entspricht, der den vorläufigen Biegebereich 50p beinhaltet. Somit wird die Veränderung des Winkels θ, die durch die Rückverformung bewirkt wird, durch die Veränderung des Winkels θ kompensiert, die durch den Rückverformungsaufhebungseffekt bewirkt wird, und somit kann die Veränderung des Winkels θ vor und nach der Freigabe aus der Formgebungsvorrichtung eingeschränkt werden. Daher ist es nicht mehr notwendig, den Betrag der Rückverformung des Werkstücks 50 bei der Konstruktion der Formgebungsvorrichtung, die den Stempel 1 und den Formwerkzeugblock 2 gemäß dem Stand der Technik beinhaltet, zu berücksichtigen, sondern es besteht demgegenüber die Möglichkeit, dazu die Abmessungen des fertig geformten Artikels 5 heranzuziehen.
  • Der Betrag der Rückverformung, die jeweils in dem ersten Biegebereich 54a und dem zweiten Biegebereich 54b auftritt, und der Betrag des Rückverformungsaufhebungseffekts, der jeweils in dem stabilisierten Biegebereich 50q und dem Bereich auftritt, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a entspricht, die den vorläufigen Biegebereich 50p beinhaltet, verändert sich entsprechend der Abschrägungsform der ersten geneigten Fläche 5a, die durch die vorbestimmte Weite W und die vorbestimmte Höhe H definiert ist, wie in 2 gezeigt ist. Daher können die Gesamtheit der Beträge der Rückverformung und die Gesamtheit der Beträge des Rückverformungsaufhebungseffekts, die in dem Werkstück 50 auftreten, durch Anpassen der Abschrägungsform der ersten geneigten Fläche 5a aneinander angeglichen werden, wodurch die Maßgenauigkeit des fertig geformten Artikels 5 erhöht werden kann.
  • Darüber hinaus sind der Betrag der Rückverformung und der Betrag des Rückverformungsaufhebungseffekt, die in dem Werkstück 50 auftreten, jeweils proportional zur Materialfestigkeit des Werkstücks 50. Solange daher eine Anpassung dahingehend erfolgt, dass der Betrag der Rückverformung und der Betrag des Rückverformungsaufhebungseffekts, die in dem Werkstück 50 auftreten, einander entsprechend, kann eine gute Maßgenauigkeit des fertig geformten Artikels 5 sichergestellt werden, auch dann, wenn die Materialfestigkeit der Werkstücke 50 variiert, da der Betrag der Rückverformung und der Betrag des Rückverformungsaufhebungseffekts, die in dem Werkstück 50 auftreten, entsprechend der Größenordnung bzw. der Höhe des Werts der Materialfestigkeit zu- oder abnehmen. Auch wenn in diesem Fall ein Werkstück 50 eine hohe Materialfestigkeit von 980 MPa oder mehr aufweist, ist die Gewährleistung einer hohen Maßgenauigkeit des fertig geformten Artikels 5 genauso möglich wie im Fall eines Werkstücks 50 mit einer Materialfestigkeit von 980 MPa oder weniger.
  • Insbesondere wird in dieser Ausführungsform der vorläufige Biegebereich 50p, auf den ein Rückverformungsaufhebungseffekt einwirkt, wobei der vorläufige Biegebereich 50p in einem Bereich angeordnet ist, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a entspricht, im voraus im Werkstück 50 vor dem Biegevorgang durch die Biegevorrichtung ausgebildet, während dem ein Bereich, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a des Werkstücks 50 entspricht, gekrümmt wird. Daher kann die Rückverformung, die in der ersten geneigten Fläche 5a auftritt, durch den Rückverformungsaufhebungseffekt, der in dem vorläufigen Biegebereich 50p und dem Bereich des Werkstücks 50 auftritt, der aufgrund der Krümmung des Bereichs geknickt wird, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 entspricht (d. h. dem Bereich in dem Werkstück 50, der dem ebenen Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a, die den vorläufigen Biegebereich 50p beinhaltet, entspricht), ausreichend kompensiert bzw. ausgeglichen werden, so dass ein fertig geformter Artikel 5 mit einer hohen Maßgenauigkeit erzeugt werden kann.
  • Die Rückverformung, die in dem Werkstück 50 auftritt, kann außerdem auch durch ausschließliche Nutzung des Rückverformungsaufhebungseffekts, der in dem ebenen Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a auftritt, die den vorläufigen Biegebereich 50p beinhaltet, reduziert werden. Entsprechend der vorstehenden Ausführungsform ist jedoch, zusätzlich zu dem vorläufigen Biegebereich 50p, der stabilisierte Biegebereich 50q in der ersten seitlichen Platte 52 ausgebildet, und der Rückverformungsaufhebungseffekt, die in dem stabilisierten Biegebereich 50q auftritt, wird daher ebenso genutzt, so dass die Rückverformung, die in dem Werkstück 50 auftritt, reduziert werden kann und daher die Maßgenauigkeit des fertig geformten Artikels 5 verbessert werden kann.
  • In dieser Ausführungsform wird der stabilisierte Biegebereich 50q vor dem Ausbilden des ersten Biegebereichs 54a und des zweiten Biegebereichs 54b durch Pressen des Werkstücks 50 zwischen dem Stempel 1 und den Formwerkzeugblock 2 erzeugt, wobei die Verwerfung, die in der ersten seitlichen Platte 52 (einem vertikalen Wandbereich des hutartigen Querschnitts) entsteht, mit der der Formwerkzeugblock 2 in Gleitkontakt steht, eingeschränkt bzw. reduziert werden kann. Somit ist eine Verbesserung der Maßgenauigkeit des fertig geformten Artikels 5 möglich.
  • Auch wenn in dieser Ausführungsform der vorläufige Biegebereich 50p im Voraus erzeugt wird, kann der fertig geformte Artikel 5 darüber hinaus auch durch Verwendung eines Werkstücks 50 erzeugt werden, in dem ein vorläufiger Biegebereich 50p nicht im Voraus erzeugt wird. Wie in 11 gezeigt ist, wird in diesem Fall zunächst in einem Werkstückhaltevorgang ein Endbereich des Werkstücks 50 eingespannt und somit durch den Stempel 1 und das Halteelement 3, das so angeordnet ist, dass es dem Stempel 1 gegenüberliegt, einseitig befestigt.
  • Als nächstes wird in einem Formgebungsvorgang der Formwerkzeugblock 2 zu der Seite des Stempels 1 bewegt, so dass, wie in 12 gezeigt ist, der Formwerkzeugblock 2 das Werkstück 50 kontaktiert und das Werkstück 50 zur Seite des Stempels 1 presst. Somit wird das Werkstück 50 an dem Winkelbereich 1p gebogen, so dass der erste Biegebereich 54a an einer Position entsteht, die dem Winkelbreich 1p des Werkstücks 50 entspricht. Während danach der Formwerkzeugblock 2 weiter zu der Seite des Stempels 1 bewegt wird, wird das Werkstück 50 durch den Formwerkzeugblock 2 weiter zu der Seite des Stempel 1 gepresst, wie in 13 gezeigt ist, so dass das Werkstück 50 den Winkelbereich 1q des Stempels 1 kontaktiert und dadurch gebogen wird. Auf diese Art und Weise wird somit der stabilisierte Biegebereich 50q ausgebildet.
  • Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Werkstück 50 den Winkelbreich 1q kontaktiert und durch denselben gebogen wird, wird das Werkstück 50 zwischen dem Formwerkzeugblock 2 und dem Stempel 1 nicht fest zusammengepresst, und ein Bereich des Werkstücks 50, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs gegenüberliegt, erstreckt sich nicht entlang dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs, sondern befindet sich in einem gekrümmten und geknickten Zustand, in dem der vorstehend erwähnte Bereich des Werkstücks 50, der in dem Bereich zwischen dem Winkelbereich 1p und dem Winkelbereich 1q vorhanden ist, von dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs entfernt ist. Anschließend wird das Werkstück 50 durch den Formwerkzeugblock 2 weiter auf die Seite des Stempels 1 gepresst, und zwischen dem Stempel 1 und dem Formwerkzeugblock 2 fest zusammengepresst. Somit wird der fertig geformte Artikel 5 erzeugt.
  • Bevor das Werkstück 50 zwischen dem Formwerkzeugblock 2 und dem Stempel 1 gepresst wird, wird, wie vorstehend beschrieben, der Bereich des Werkstücks 50, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs (dem ebenen Oberflächenbereich 54 der ersten geneigten Fläche 5a des Werkstücks 50) gegenüberliegt, gekrümmt und somit geknickt, und das Werkstück 50 wird mit dem Winkelbereich 1q des Stempels 1 in Kontakt gebracht, so dass der stabilisierte Biegebereich 50q in dem Werkstück 50 erzeugt wird. Wenn darüber hinaus das Werkstück 50 zwischen dem Formwerkzeugblock 2 und dem Stempel 1 gepresst wird, nachdem der Bereich des Werkstücks 50, der im Bereich des Formgebungsbereichs 1d eines ebenen Oberflächenbereichs positioniert ist, gekrümmt worden ist und der stabilisierte Biegebereich 50q in dem Bereich ausgebildet worden ist, wird der gekrümmte und geknickte Bereich des Werkstücks 50, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs ausgesetzt ist, begradigt bzw. Wenn daher der fertig geformte Artikel 5 aus der Formgebungsvorrichtung freigegeben wird, wird durch den Rückverformungsaufhebungseffekt, der in dem Bereich des fertig geformten Artikels 5, der dem Formgebungsbereichs 1d eines ebenen Oberflächenbereichs entspricht, auftritt, die Rückverformung verringert, die in der ersten geneigten Fläche 5a des fertig geformten Artikels 5 auftritt.
  • Abgesehen davon kann die in dem Werkstück 50 auftretende Rückverformung mit erhöhter Sicherheit verringert werden, indem auch der Rückverformungs-Aufhebungseffekt, der in dem stabilisierten Biegebereich 50q auftritt, der in der ersten seitlichen Platte 52 ausgebildet ist, genutzt wird, so dass eine weitere Verbesserung der Maßgenauigkeit des fertig geformten Artikels 5 möglich ist.
  • Als nächstes wird eine Ausführungsform beschrieben, in der der Biegewinkel θa und der Biegewinkel θb der zweiten geneigten Fläche 5b festgelegt bzw. gesteuert werden, indem die Abschrägungsform der ersten geneigten Fläche 5a und der zweiten geneigten Fläche 5b des fertig geformten Artikels 5 auf verschieden Art und Weise verändert werden. Der Biegewinkel θa und der Biegewinkel θb sind in dieser Ausführungsform Winkel, die in dem Fall entstehen bzw. erzeugt werden, wenn der fertig geformte Artikel 5 unter der Voraussetzung erzeugt wird, dass der vorläufige Biegebereich 50p, der in dem Werkstück 50 ausgebildet wird, an der Position eines Schnittpunkts A zwischen imaginären Verlängerungslinien des Formgebungsbereichs 1a einer oberen Platte und des Formgebungsbereichs 1b einer ersten seitlichen Platte des Stempels 1 angeordnet ist.
  • 15 zeigt Werte des Biegewinkels θa der ersten geneigten Fläche 5a und Werte des Biegewinkels θb der zweiten geneigten Fläche 5b, die erhalten werden, wenn die Höhe H der Abschrägungsform der ersten geneigten Fläche 5a und der zweiten geneigten Fläche 5b jeweils bei H1, H2 und H3 eingestellt wird (H1 < H2 < H3) und die Breite W derselben jeweils bei W1, W2, W3 und W4 (W1 > W2 > W3 > W4) für jede der eingestellten Höhen H1, H2 und H3 unterschiedlich eingestellt wird.
  • Wie in 15 gezeigt ist, können der Biegewinkel θa und der Biegewinkel θb verändert werden, indem die Abschrägungsform (die Höhe H und die Breite W) variiert werden. Indem somit die Höhe H und die Breite W passend ausgewählt werden, können der Biegewinkel θa und der Biegewinkel θb so festgelegt bzw. gesteuert werden, dass sie ihren Sollwerten entsprechen.
  • In dieser Ausführungsform wurde der Biegewinkel θb an den Soll-Winkelwert angeglichen, indem die Höhe bei H2 und die Breite bei W2 eingestellt worden war. Zudem kann der Biegewinkel θa dem Soll-Winkel in dem Fall angenähert werden, in dem die Höhe bei H1 und die Breite bei W2 eingestellt wird, sowie in dem Fall, wo die Höhe bei H3 und die Breite bei W2 eingestellt wird.
  • Der Biegewinkel θb konnte dem Soll-Winkel in dem Fall am stärksten angenähert werden, wo die Höhe bei H3 und die Breite bei W2 eingestellt worden war. Zudem kann der Biegewinkel θa dem Soll-Winkel ebenfalls angenähert werden, wenn die Höhe bei H1 und die Breite bei W2 eingestellt wird, sowie in dem Fall, wo die Höhe bei H2 und die Breite bei W2 eingestellt wird.
  • Im Hinblick auf die Biegewinkel θa, θb, die erhalten werden, wenn der fertig geformten Artikel 5 unter der Voraussetzung erzeugt wird, dass der vorläufige Biegebereich 50p, der in dem Werkstück 50 ausgebildet wird, an der Position des Schnittpunkts A zwischen imaginären Verlängerungslinien des Formgebungsbereichs 1a einer oberen Platte und des Formgebungsbereichs 1b einer ersten seitlichen Platte des Stempels 1 angeordnet ist, wie in 14 gezeigt ist, werden als nächstes die Zusammenhänge des Ausmaßes bzw. der jeweiligen Größe der Veränderung der Biegewinkel θa, θb (des Betrags der Rückverformung) (der nachstehend als „Ausmaß der Veränderung der Biegewinkel θa, θb” bezeichnet wird) mit den Abschrägungsformen der ersten geneigten Fläche 5a und der zweiten geneigten Fläche 5b des fertig geformten Artikels 5 beschrieben.
  • 16 zeigt das jeweilige Ausmaß der Veränderungen der Biegewinkel θa, θb, wenn die Breite der Abschrägungsform der ersten geneigten Fläche 5a und der zweiten geneigten Fläche 5b bei W2, W3 und W4 eingestellt wird und wenn die Höhe derselben bei H1, H2, und H2 für eine jeweilige der eingestellten Breiten W2, W3 und W4 unterschiedlich eingestellt wird.
  • Wie in 16 zu sehen ist, können die Werte des Ausmaßes der Veränderung der Biegewinkel θa, θb durch Veränderung der Abschrägungsform (der Höhe H und der Breite W) verändert werden. Daher kann das Ausmaß der Veränderung der Biegewinkel θa, θb so festgelegt werden, dass es einen geringen Wert aufweist, indem die Höhe H und die Breite der Abschrägungsform passend gewählt werden.
  • In diesem Beispiel erreicht das Ausmaß der Veränderung der Biegewinkel θa, θb in dem Fall den geringsten Wert (nahe null), wo die Höhe bei H1 und die Breite bei W2 eingestellt wird. Zudem kann das Ausmaß der Veränderung der Biegewinkel θa, θb auch in dem Fall auf einen niedrigen Wert verringert werden, wo die Höhe bei H1 und die Breite bei W3 eingestellt wird, oder in dem Fall, wo die Höhe bei H1 und die Breite bei W4 eingestellt wird.
  • Als nächstes wird ein Beispiel beschrieben, in dem die jeweilige Höhe des Werts des Biegewinkels θa und des Biegewinkels θb festgelegt wird, indem die Position des vorläufigen Biegebereichs 50p, der in dem Werkstück 50 ausgebildet wird, verändert wird. In diesem Beispiel wird die Höhe des Werts des Biegewinkels θa und des Biegewinkels θb festgelegt, indem die Position, wo der vorläufige Biegebereich 50p ausgebildet wird, unter der Voraussetzung angepasst wird, dass die Abschrägungsform von jeweils der ersten geneigten Fläche 5a und der zweiten geneigten Fläche 5b (die Höhe H und die Breite W) auf eine vorbestimmte Form eingestellt wird.
  • Wie in 17 gezeigt ist, wird darüber hinaus die Position bzw. die Stelle, wo der vorläufige Biegebereich 50p ausgebildet wird, durch eine Ausgleichsabmessung D dargestellt, die, auf dem Werkstück 50, von der Position, die dem Winkelbereich 1p zwischen dem Formgebungsbereich 1a einer oberen Platte und dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels 1 entspricht, bis zu der Position gemessen wird, wo der vorläufige Biegebereich 50p ausgebildet wird. Durch Verändern dieser Offset- bzw. Ausgleichsabmessung D kann die Höhe des Werts des Biegewinkels θa und des Biegewinkels θb festgelegt bzw. gesteuert werden.
  • Im Rahmen dieser Wertefestlegung bzw. Steuerung kann der Biegewinkel des vorläufigen Biegebereichs 50p auf einen passenden Winkel unterhalb einer Obergrenze eingestellt werden, bei der es sich um den Biegewinkel handelt, bei dem das Werkstück 50 den Winkelbereich 1q des Stempels bzw. Oberwerkzeugs 1 in der Werkstückhaltevorgangsstufe kontaktiert, in der des Werkstück 50 einseitig befestigt wird. Darüber hinaus muss die Offset- bzw. Ausgleichsabmessung D so eingestellt werden, dass der vorläufige Biegebereich 50p innerhalb des Bereichs liegt, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs des Stempels 1 ausgesetzt ist, wobei es wünschenswert ist, dass die Ausgleichsabmessung D während des Werkstückhaltevorgangs auf einen derartigen Wert unterhalb eines Grenzwertbereichs angepasst bzw. eingestellt wird, dass das Werkstück 50 in der Werkstückhaltevorgangsstufe den Winkelbereich 1q des Stempels bzw. Oberwerkzeugs 1 kontaktiert. In dem Fall, in dem beispielsweise die Ausgleichsabmessung D bei D1 auf einen Wert innerhalb des Bereichs eingestellt wird, der dem Formgebungsbereich 1d eines ebenen Oberflächenbereichs ausgesetzt ist, wie in 18 gezeigt ist, liegt der maximale Wert des Biegewinkels θx des vorläufigen Biegebereichs 50p dann vor, wenn das Werkstück 50 den Winkelbereich 1q des Stempels 1 während der Werkstückhaltevorgangsstufe kontaktiert.
  • 19 zeigt den Betrag der Veränderung des Biegewinkels θa und des Biegewinkels θb (die Abweichung vom Sollwinkel), die bei verschiedenen Werten der Ausgleichsabmessung D unter der Voraussetzung auftritt, dass die Höhe H bei H2 eingestellt wird, die Breite W bei W2 eingestellt wird und die Abschrägungsform von jeweils der ersten geneigten Fläche 5a und der zweiten geneigten Fläche 5b einer vorbestimmten Abschrägungsform entspricht. In 19 wird der Betrag der Winkelveränderung, die dem Bereich der Ausgleichsabmessung D von 0 bis D3 entspricht, gezeigt, d. h., dass der Betrag der Winkelveränderung auf die Plusseite bzw. in den positiven Bereich wechselt, während die Ausgleichsabmessung D von 0 auf D1 wechselt, und außerdem auf die Plusseite bzw. in den positiven Bereich wechselt, bis die Ausgleichsabmessung D D2 erreicht. Während die Ausgleichsabmessung D von D2 auf D3 wechselt, wechselt der Betrag der Winkelveränderung geringfügig auf die Minusseite bzw. in den negativen Bereich.
  • Da somit die Beträge der Veränderung bzw. Abweichung des Biegewinkels θa und des Biegewinkels θb vom Sollwinkel festgelegt werden können, indem die Offset- bzw. Ausgleichsabmessung D verändert wird, kann ein gewünschter Veränderungsbetrag des Winkels erhalten werden, indem eine Anpassung der Ausgleichsabmessung D vorgenommen wird.
  • In dem Fall z. B., in dem der Betrag der Rückverformung, die durch die Formgebungsvorrichtung, die den Stempel 1 und den Formwerkzeugblock 2 beinhaltet, hervorgerufen wird, durch den Betrag des Rückverformungsaufhebungseffekts, der in dem vorläufigen Biegebereich 50p auftritt, kompensiert wird, kann ein die exakten Sollwinkel aufweisender fertig geformter Artikel 5 mit hoher Genauigkeit ausgebildet werden, indem der Formgebungsvorgang des fertig geformten Artikels 5 mit der Ausgleichsabmessung ausgeführt wird, die auf den Wert D2 eingestellt ist, bei dem der Betrag der Veränderung des Winkels im Wesentliche null entspricht, wie bei dem Biegewinkel θa, der in 19 gezeigt ist. Abgesehen davon wird in dem Fall, wo der Betrag des Rückverformungsaufhebungseffekts, der in dem vorläufigen Biegebereich 50p auftritt, und weitere Beträge des Rückverformungsaufhebungseffekts bei der Konstruktion der Formgebungsvorrichtung so berücksichtigt werden, dass das Werkstück 50 überbogen wird, eine Ausgleichsabmessung gewählt, durch die ein gewünschter Betrag der Winkelveränderung entsprechend der Höhe des Werts des Überbiegungswinkels ausgewählt wird, um den fertig geformten Artikel 5 herzustellen. Auf diese Art und Weise ist eine hochgenaue Herstellung des die exakten Sollwinkel aufweisenden fertig geformten Artikels 5 möglich.
  • Zusammenfassung
  • Werkstückbiegeverfahren und -vorrichtung
  • Ein Werkstückbiegeverfahren zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels, der zwei Oberflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten einer geneigten Fläche aufweist, in dem eine geneigte Fläche aus einem ersten Biegebereich, einem zweiten Biegebereich und einem ebenen Oberflächenbereich besteht, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: einen Werkstückhalteschritt, indem ein Endbereich des Werkstücks durch das feststehende Formwerkzeug und ein Halteelement einseitig befestigt wird; und den Formgebungsschritt, in dem ein Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, gekrümmt wird, indem ein bewegliches Formwerkzeug zu dem feststehenden Formwerkzeug bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug eine an einem freien Ende befindliche Seite des Werkstücks presst, und dann der erste Biegebereich und der zweite Biegebereich ausgebildet werden, und in dem der Bereich in dem Werkstück begradigt wird, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (8)

  1. Werkstückbiegeverfahren zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels, der zwei Oberflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten einer geneigten Fläche aufweist, indem ein ebenes Werkstück unter Verwendung eines feststehenden Formwerkzeugs und eines beweglichen Formwerkzeugs gebogen wird, wobei eine Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel aus einem ersten Biegebereich, einem zweiten Biegebereich und einem ebenen Oberflächenbereich besteht, der von dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich beidseitig umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: einen Werkstückhalteschritt, in dem das Werkstück einseitig befestigt wird, indem ein Endbereich des Werkstücks durch das feststehende Formwerkzeug und ein Halteelement eingespannt wird, das so angeordnet ist, dass es dem feststehenden Formwerkzeug gegenüberliegt; und einen Formgebungsschritt, in dem eine Fläche in dem Werkstück, die dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, gekrümmt wird, indem das bewegliche Formwerkzeug zu dem feststehenden Formwerkzeug bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug ein auf der freien Seite befindliches Ende des einseitig befestigten Werkstücks in Richtung des feststehenden Formwerkzeugs presst, und in dem der erste Biegebereich und der zweite Biegebereich ausgebildet werden, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst, dessen Formen einer Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel entsprechen, und in dem der Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, begradigt wird.
  2. Werkstückbiegeverfahren zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels, der zwei Oberflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten einer geneigten Fläche aufweist, indem ein ebenes Werkstück unter Verwendung eines feststehenden Formwerkzeugs und eines beweglichen Formwerkzeugs gebogen wird, wobei eine Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel aus einem ersten Biegebereich, einem zweiten Biegebereich und einem ebenen Oberflächenbereich besteht, der von dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich beidseitig umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: einen Schritt, in dem ein vorläufiger Biegebereich, der die gleiche Biegerichtung wie der erste Biegebereich und der zweite Biegebereich aufweist, in einem Bereich des Werkstücks ausgebildet wird, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht; einen Werkstückhalteschritt, in dem das Werkstück einseitig befestigt wird, indem ein Endbereich des Werkstücks durch das feststehende Formwerkzeug und ein Halteelement, das so angeordnet ist, dass es dem feststehenden Formwerkzeug gegenüberliegt, eingespannt wird; und einen Formgebungsschritt, in dem ein Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, gekrümmt wird, indem das bewegliche Formwerkzeug zu dem feststehenden Formwerkzeug bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug ein auf einer freien Seite befindliches Ende des einseitig befestigten Werkstücks in Richtung des feststehenden Formwerkzeugs presst, und in dem der erste Biegebereich und der zweite Biegebereich ausgebildet werden, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst, dessen Formen einer Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel entsprechen, und in dem der Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht und der den vorläufigen Biegebereich beinhaltet, begradigt wird.
  3. Werkstückbiegeverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Formgebungsschritt, bevor das Werkstück durch das bewegliche Formwerkzeug an das feststehende Formwerkzeug gepresst wird, ein stabilisierter Biegebereich in dem Werkstück ausgebildet wird, indem das Werkstück mit einem Bereich in dem feststehenden Formwerkzeug, der zum Ausbilden des zweiten Biegebereichs vorgesehen ist, in Kontakt gebracht wird, und wobei, nachdem der stabilisierte Biegebereich ausgebildet worden ist, der stabilisierte Biegebereich begradigt wird, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst.
  4. Werkstückbiegevorrichtung zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels, der zwei Oberflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten einer geneigten Fläche aufweist, durch Biegen eines Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: ein feststehendes Formwerkzeug, und ein bewegliches Formwerkzeug und ein Halteelement, die so angeordnet sind, dass sie dem feststehenden Formwerkzeug gegenüberliegen, wobei das bewegliche Formwerkzeug und das feststehende Formwerkzeug Formen aufweisen, die einer Form der geneigten Fläche des fertig geformten Artikels entsprechen, und das Werkstück einseitig befestigt wird, in dem ein Endbereich des Werkstücks durch das feststehende Formwerkzeug und das Halteelement eingespannt wird, und wobei durch Bewegen des beweglichen Formwerkzeugs an das feststehende Formwerkzeug, so dass das bewegliche Formwerkzeug ein auf einer freien Seite befindliches Ende des Werkstücks presst, ein Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, gekrümmt wird, und im Anschluss daran, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst, die geneigte Fläche, die aus einem ersten Biegebereich, einem zweiten Biegebereich und einem ebenen Oberflächenbereich besteht, der von dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich beidseitig umgeben ist, ausgebildet wird, und der Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, begradigt wird.
  5. Werkstückbiegevorrichtung zum Erzeugen eines fertig geformten Artikels, der zwei Oberflächen auf einander gegenüberliegenden Seiten einer geneigten Fläche aufweist, durch Biegen eines Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: ein feststehendes Formwerkzeug, und ein bewegliches Formwerkzeug und ein Halteelement, die so angeordnet sind, dass sie dem feststehenden Formwerkzeug gegenüberliegen, wobei das bewegliche Formwerkzeug und das feststehende Formwerkzeug Formen aufweisen, die einer Form der geneigten Fläche in dem fertig geformten Artikel entsprechen, und das Werkstück, in dem ein vorläufiger Biegebereich, der die gleiche Biegerichtung aufweist wie ein erster Biegebereich und ein zweiter Biegebereich, in dem Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, im Voraus ausgebildet wird, einseitig befestigt wird, indem ein Endbereich des Werkstücks durch das feststehende Formwerkzeug und das Halteelement eingespannt wird, und wobei, indem das bewegliche Formwerkzeug an das feststehende Formwerkzeug bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug ein auf einer freien Seite befindliches Ende des Werkstücks presst, ein Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht, gekrümmt wird und im Anschluss daran, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeugs presst, die geneigte Fläche, die aus dem ersten Biegebereich, dem zweiten Biegebereich und dem ebenen Oberflächenbereich besteht, der von dem ersten Biegebereich und dem zweiten Biegebereich beidseitig umgeben ist, ausgebildet wird, und der Bereich in dem Werkstück, der dem ebenen Oberflächenbereich der geneigten Fläche entspricht und der den vorläufigen Biegebereich beinhaltet, begradigt wird.
  6. Werkstückbiegevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei, bevor das Werkstück durch das bewegliche Formwerkzeug an das feststehende Formwerkzeug gepresst wird, die Werkstückbiegevorrichtung einen stabilisierten Biegebereich in dem Werkstück ausbildet, indem das bewegliche Formwerkzeug zu dem feststehenden Formwerkzeug bewegt wird, so dass das Werkstück mit einem Bereich in dem feststehenden Formwerkzeug in Kontakt gebracht wird, der zum Ausbilden des zweiten Biegebereichs vorgesehen ist; und wobei, nachdem der stabilisierte Biegebereich ausgebildet worden ist, die Werkstückbiegevorrichtung den stabilisierten Biegebereich begradigt, indem das bewegliche Formwerkzeug weiter zu dem feststehenden Formwerkzeug bewegt wird, so dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst.
  7. Werkstückbiegevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei: das feststehende Formwerkzeug eine obere Oberfläche, eine seitliche Oberfläche und eine geneigte Fläche beinhaltet, die zwischen der oberen Oberfläche und der seitlichen Oberfläche ausgebildet ist; das bewegliche Formwerkzeug eine Form aufweist, die der geneigten Fläche und der seitlichen Oberfläche des feststehenden Formwerkzeugs entspricht; die Biegevorrichtung das Werkstück, das durch die obere Oberfläche des feststehenden Formwerkzeugs und das Halteelement einseitig befestigt ist, krümmt, indem das bewegliche Formwerkzeug in Richtung des feststehenden Formwerkzeugs gepresst wird; und die Biegevorrichtung einen gekrümmten Bereich des Werkstücks durch die geneigte Fläche des feststehenden Formwerkzeugs begradigt, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst.
  8. Werkstückbiegevorrichtung nach Anspruch 7, wobei: die Biegevorrichtung das Werkstück krümmt, bis das Werkstück einen Winkelbereich zwischen der geneigten Fläche und der seitlichen Fläche des feststehenden Formwerkzeugs kontaktiert, indem das bewegliche Formwerkzeug in Richtung des feststehende Formwerkzeugs gepresst wird; die Biegevorrichtung einen stabilisierten Biegebereich in dem Werkstück ausbildet, indem das Werkstück gegen den Winkelbereich gepresst wird; und die Biegevorrichtung, indem bewirkt wird, dass das bewegliche Formwerkzeug das Werkstück an das feststehende Formwerkzeug presst, den gekrümmten Bereich des Werkstücks durch die geneigte Fläche des feststehenden Formwerkzeugs begradigt und den stabilisierten Biegebereich durch die seitliche Oberfläche des feststehenden Formwerkzeugs begradigt und gleichzeitig das Werkstück in Übereinstimmung mit einer Form des feststehenden Formwerkzeugs begradigt.
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