用于制造纤维-金属-复合工件的方法、工具机以及计算机程序产品技术

本发明专利技术涉及一种用于在工具机(1)上制造纤维-金属-复合工件的方法，其包括以下步骤：以金属的工件(2)装载所述工具机(1)的工件支座(5)；借助于加工装置(3，3a)加工平放在所述工件支座(5)上的工件(2)，以便在所述工件(2)上制造成型部(15)；在所述成型部(15)的区域中将纤维织物(16)施加在平放于所述工件支座(5)上的工件(2)上；以及通过借助于所述加工装置(3，3a)加工所述工件(2)使所述纤维织物(16)与所述工件(2)力锁合地和/或形状锁合地连接。本发明专利技术也涉及一种工具机(1)，包括：加工装置(3，3a)，用于成型式加工工件(2)；工件支座(5)，用于在加工时支撑工件(2)；以及装置(17，18)，用于将纤维织物(16)施加在平放于所述工件支座(5)上的工件(2)上。本发明专利技术也涉及一种计算机程序产品(21a)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造纤维-金属-复合工件的方法、工具机以及计算机 程序产品
本专利技术涉及一种用于在工具机上制造纤维-金属-复合工件的方法、一种用于制 造纤维-金属-复合工件的工具机以及一种所属的计算机程序产品。
技术介绍
轻型结构的纤维-金属-复合工件通常存在的必要性在于，将金属部件集成为力 导入部位或集成为至金属构件的接口。为了制造这种纤维-金属-复合工件或纤维-金 属-复合构件，可以利用纤维在经选择的部位上加固金属工件。 DE 697 25 418 T2公开了一种方法，其中，工件设有槽，将事前制造好的由纤维形 成的预制件和覆层金属置入到该槽中。通过接着的等温锻造使预制件与工件焊接。 由EP 1 533 393 Bl已知了一种用于制造纤维-金属-复合工件的方法，其中，安 放在盒中的纤维预制件以及环形槽中的填充金属放置在两个金属工件之间。通过加载热和 加载压力或通过扩散焊接使金属工件与纤维预制件以及填充金属连接。 在这两种情况中，通过热处理（焊接）或经由金属-阵列的附着实现了纤维织物 与金属工件的连接。因此，这些方法具有高的耗费并且需要相对大份额的手工工序。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，如下改进开头所述类型的方法和工具机，即能够减少在制造 纤维-金属-复合工件中的耗费以及特别是在过程中降低人工干预的份额。 根据本专利技术，该任务通过一种用于在工具机上制造纤维-金属-复合工件的方法 解决，该方法包括步骤：以金属的、优选板形的工件（特别是金属板）装载所述工具机的工 件支座；借助于加工装置加工平放在所述工件支座上的工件，以便在所述工件上制造成型 部；在所述成型部的区域中将纤维织物施加在平放于所述工件支座上的工件上；以及通过 借助于所述加工装置加工所述工件使所述纤维织物与所述工件（优选在成型部的区域中） 力锁合地和/或形状锁合地连接。 为了制造成型部，借助于加工装置使工件塑性变形。成型部涉及到工件的构型的 三维变化，所述成型部适用于建立与纤维织物的力锁合的和/或形状锁合的连接，即所述 成型部在板状的工件中典型地超过工件平面伸出或者从这个工件平面突出。 纤维织物在工件上的施加优选形状锁合地或这样来实现，使得纤维织物在施加之 后能够与工件一起在加工平面中移动，而不会形成工件和纤维织物之间的相对运动。为了 在施加时在工件上固定纤维织物，可以使用预先在那里形成的成型部，纤维织物可以固定 在所述成型部上，例如其方式是：以纤维-粗纱缠绕所述成型部。可替换地也可以使纤维垫 上设置的空隙与所述成型部相配合，和/或纤维垫的几何形状如此适配，使得该纤维垫形 状锁合地适配到所述成型部之间。 纤维织物与工件力锁合的和/或形状锁合的连接通过纤维织物和金属工件之间 的直接的力传递、特别是通过在成型部上对工件进行成型式加工来实现，从而可以取消热 处理（焊接）。在此，力锁合的和/或形状锁合的连接可以在同一个工具机上实现，该工具 机也用于制造工件中的成型部，从而不需要在工件的成型式加工和工件与纤维织物之间的 连接过程之间传送工件。因此，根据本专利技术的方法能够实现在唯一的工序中自动地制造纤 维-金属-复合工件，从而借助于根据本专利技术的方法能够以经济的和可高负载的方式制造 纤维-金属-复合工件。 优选地在这个方法中实现在纤维织物与工件力锁合地和/或形状锁合地连接时 和/或之前冲制式加工工件以制造成型部。通过冲制过程可以制造以穿通部（圆形的空隙、 该空隙的边缘还向上或向下成型）、凹槽（槽状的凹部）、凹口（具有开口的凹槽）等形式 的成型部。这理解为，在此所给出的列举没有完整地提及权利要求的内容，也就是说，还可 以使用不同于在此列举的类型的成型部，以便在工件和纤维织物之间建立力锁合的和/或 形状锁合的连接。替代于或者附加于用于建立力锁合的和/或形状锁合的连接的冲制式加 工，加工装置必要时也可以构造用于例如通过弯曲式加工来允许成型式加工的其它类型。 在一个变体方案中，施加所述纤维织物的步骤包括将所述纤维织物的至少一部分 以纤维垫的形式供应给平放在工件支座上的工件。纤维垫可以例如从纤维纺织物中切削出 来或者以刺绣技术来制造。在后一种情况中，这涉及到在纺织机上制造的二维的纤维织物， 其中，纤维-粗纱安置在刺绣底板上并且例如通过锯齿形-针来固定在刺绣底板上。在此， 纤维垫的形状和尺寸这样典型地构造或如此裁剪这个形状和尺寸，使得为了形成复合工件 不必进行附加的（切削式）加工，也就是说，纤维垫的裁切典型地相应于如同在复合工件中 使用的最终形状。 优选地如此实现纤维垫在工件上的定位，使得工件的至少一个成型部与至少一个 在纤维垫上形成的空隙相配合。以这种方式，纤维垫在工件上固定并且可以在加工平面（X/ Y方向）中与工件一起移动，而在这里不会打滑。这对于用于在工件和纤维织物之间建立持 久的连接的后续（成型式）加工是有利的，因为工件为了建立持久的连接典型地必须在加 工平面中移动，以便允许成型部上的成型式加工。必要时也可以这样避免工件的打滑，即纤 维垫不具有空隙或穿孔，然而为此具有外缘，该外缘的形状和尺寸与工件上的区域的轮廓 相匹配，该区域由多个成型部限界。在这种情况中也可以实现形状锁合的连接或固定，这种 连接或固定允许了工件和纤维织物的共同运动。也可能的是，在将纤维织物施加在工件上 之前，设置例如以尖齿形式的尖的成型部，在施加纤维织物时，所述尖的成型部刺穿所述纤 维织物并且因此禁止了相互的打滑。在随后的接合或成型式加工中，这些尖齿被弯曲并且 被压平，其中，纤维被夹紧并且形成力锁合的连接。 可替换地或附加地，施加纤维织物的步骤可以包括通过以纤维线缠绕工件的成型 部的至少一部分来制造所述纤维织物的至少一部分，所述纤维线在下文中有时也称为纤 维-粗纱。在此，工件保持在工件支座上并且典型地相对于（通常位置固定的）施加装置 在工件平面中移动，利用该施加装置实现将纤维线固定在工件上或缠绕成型部。 有利的是，在加工装置附近执行纤维线的施加或供入。在这种情况中，在改变所述 工件在工件支座上的位置以在其它部位上重新制造成型部之前，可以制造一成型部并且以 纤维线直接缠绕这个成型部。这理解为，即施加装置或用于纤维线的输送装置必要时也可 以在工件支座上方运动，以便利用纤维线缠绕工件的不同的部位上的成型部。 优选地通过从料箱输送（例如通过从线轴展开）将纤维线供应给位于工件支座 上的工件。这种输送包括来自料箱的纤维线的进给运动，该进给运动可以借助于驱动装置 (例如借助于用于展开线轴的马达）实现。必要时也可以取消驱动装置，因为纤维线通过 缠绕运动被拉紧。输送至工件的纤维线可以借助于施加装置施加在工件上的成型部的区域 中，或可以借助于施加装置缠绕所述成型部。施加装置能够以刺绣装置的类型构造并且具 有例如以针的类型的工具，以便在开始缠绕时将纤维线的自由末端固定在工件上或者夹紧 在那里。施加装置也可以具有分离装置、例如切削刀，以便在缠绕成型部之后断开纤维线。 同样例如借助于针状的工具可以将施加在成型部上的纤维线的末端夹紧在工件上。 在这个变体的改进方案中，通过工件相对于（通常位置固定的）加工装置的移动 来实现缠绕工件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在工具机(1)上制造纤维‑金属‑复合工件(23)的方法，其包括以下步骤：‑以金属的工件(2)、特别是金属板材装载所述工具机(1)的工件支座(5)；‑借助于加工装置(3，3a)加工平放在所述工件支座(5)上的工件(2)，以便在所述工件(2)上制造成型部(15)；‑在所述成型部(15)的区域中将纤维织物(16)施加在平放于所述工件支座(5)上的工件(2)上；以及‑通过借助于所述加工装置(3，3a)加工所述工件(2)使所述纤维织物(16)与所述工件(2)力锁合地和/或形状锁合地连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.13 EP 12159180.41. 一种用于在工具机（1)上制造纤维-金属-复合工件（23)的方法，其包括以下步 骤： -以金属的工件（2)、特别是金属板材装载所述工具机（1)的工件支座（5); -借助于加工装置（3, 3a)加工平放在所述工件支座（5)上的工件（2)，以便在所述工 件⑵上制造成型部（15); -在所述成型部（15)的区域中将纤维织物（16)施加在平放于所述工件支座（5)上的 工件⑵上；以及 -通过借助于所述加工装置（3, 3a)加工所述工件（2)使所述纤维织物（16)与所述工 件（2)力锁合地和/或形状锁合地连接。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于冲制式加工所述工件（2)，以便制造所述成 型部（15)和/或使所述纤维织物（16)与所述工件（2)力锁合地和/或形状锁合地连接。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，施加所述纤维织物（16)的步骤包括：将所 述纤维织物的至少一部分以纤维垫（16)的形式供应给平放在所述工件支座（5)上的工件 ⑵。4. 根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：将所述纤维垫（16)在所述工件（2) 上如此定位，使得所述工件（2)的至少一个成型部（15)与至少一个在所述纤维垫（16)上 形成的空隙（9)相配合。5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，施加所述纤维织物（16)的步骤包 括：通过以纤维线（18a)缠绕所述工件（2)的成型部（15)的至少一部分产生所述纤维织物 的至少一部分。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过从料箱输送、特别是通过从线轴 (18b)退卷使所述纤维线（18a)供应给位于所述工件支座（5)上的工件（2)。7. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述工件（2)的成型部（15)的缠绕 在所述工件（2)相对于所述加工装置（3, 3a)移动的情况下进行。8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述纤维织物（16)与所述工 件⑵的力锁合和/或形状锁合连接包括在所述工件⑵上制造的成型部（15)的变形。9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：将至少一个板状的覆盖 物、特别是盖板（20)安置到已施加在所述工件（2)上的纤维织物（16)上，其中，所述纤维 织物（16)与所述工件（2)的力锁合和/或形状锁合连接包括所述纤维织物（16)在所述工 件⑵和所述覆盖物（20)之间的夹紧。10. 根据前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·伦茨，
申请(专利权)人：通快机床两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE