用于制造薄板部件的方法和工具技术

本发明专利技术涉及用于制造薄板部件的方法和工具，该方法包括：将工件预成型为预成型的部件(2,3)，其中，在预成型的部件(2,3)中至少区域地引入多余的材料(4)；在使用多余的材料(4)的条件下将预成型的部件(2,3)校准为至少部分最终成型的部件(2′，3′)，其中，预成型的部件(2,3)至少区段式地顶锻。以低工艺技术投入实现部件高尺寸精度、刚度和/或强度的目的根据第一方面由此实现，即，时间先后地校准预成型的部件(2,3)的不同区域(2a,2b,2c)，或者在校准期间产生一个或多个局部增厚的区域(5)。

Method and Tool for Manufacturing Thin Plate Components

The invention relates to a method and a tool for manufacturing sheet parts. The method includes: preforming a workpiece into a preformed part (2,3), in which superfluous material (4) is introduced at least regionally into the preformed part (2,3); and calibrating the preformed part (2,3) to at least part of the final formed part (2', 3') under the condition of using superfluous material (4), in which the preformed part (2,3') is preformed. Components (2,3) are at least sectional upsetting. The purpose of achieving high dimensional accuracy, stiffness and/or strength of components with low technological input is thus achieved on the basis of the first aspect, i.e., time sequentially calibrating different areas (2a, 2b, 2c) of preformed components (2,3), or producing one or more locally thickened areas (5) during calibration.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造薄板部件的方法和工具
本专利技术根据不同的方面涉及用于制造薄板部件的方法，该方法分别包括：将工件预成型为预成型部件，其中，在预成型部件中至少区域地引入多余的材料；并且使用该多余的材料将预成型部件校准为至少部分最终成型的部件，其中，预成型部件至少区段地顶锻。本专利技术根据不同的方面还涉及用于制造薄板部件的工具，尤其用于执行相应方面的根据本专利技术的方法的工具，其包括：至少一个用于将工件预成型为预成型部件的预成型工具，其中，在预成型部件中至少区域地引入多余的材料；以及至少一个使用多余的材料将预成型部件校准为至少部分最终成型的部件的校准工具，其中，预成型部件至少区段地顶锻。
技术介绍
通过板材成形制造的部件，例如深冲部件，通常需要最终的边缘切割，其中，切掉例如深冲部件的多余区域。在具有凸缘的部件中，这可例如通过一个或多个切割工具进行，其部分地或完全地由上方或倾斜地以期望的方式切割凸缘。与此不同，在没有凸缘的部件中，切割明显更昂贵，因为其必须例如通过楔形滑动器引导，由侧面切割。但是，这种剪切操作就此而言是不利的，切割大多需要一个或甚至多个单独的操作，这些操作还经常需要自己的工具技术和自己的物流系统。此外，切掉的区域增加废料份额，由此进一步产生成本。例如，借助卷边或冲压成型的部件中也可省却最终的切边。为了至少缩短过程链，提出过不同的方案，借助这些方案还将凸缘剪切与最后的赋形操作、例如深冲操作进行了结合。因此，尽管已经获得了可观的成本节约，但是，仍旧存在一些缺点，例如，脚料的堆积，复杂工具的设置，昂贵的试验，不期望的回弹效应，有限的尺寸精密性以及缺乏过程抗干扰性。由此，提出了用于节约或大量降低尤其u形或帽状轮廓部件的切边的方法和工具。德国公开文献DE102007059251A1说明了一种用于使用少量仪器投入制造尺寸精密性高的深冲半壳的方法，该深冲半壳具有底部区域和侧面。为此，首先由板坯成型预成型的半壳。预成型半壳的整个截面由于其几何形状而具有多于的板坯材料。在通过至少一个其他压制工序将该预成型半壳改型为其最终形状的过程中，将整个截面顶锻为制成的半壳，并且制成的半壳在整个截面内具有增大的壁厚。德国公开文献DE102008037612A1同样说明了一种用于制造高尺寸精度的深冲半壳的方法，该半壳具有底部区域、侧面区域以及凸缘区域，其中，首先由板坯成型预成型的半壳，其接着改型为最终成型的半壳。预成型半壳由于其几何形状而具有多于的板坯材料。通过该多于材料，在通过至少一个其他压制工序将预成型半壳改型为其最终形状期间将半壳顶锻为最终成型的半壳。预成型半壳在侧面区域与凸缘区域之间的过渡区域内具有多于的板坯材料。德国公开文献DE102009059197A1说明了一种用于借助深冲凸模和深冲凹模制造半壳件的方法。由此实现过程可靠且成本低廉的制造，在唯一的工序中将深冲凸模移入深冲凹模内，将板坯预成型为具有至少一个底部区段、至少一个侧面区段以及可选的凸缘区段的薄板坯件，其中，在借助深冲凸模预成型的期间，或者在薄板坯件的底部区段和侧面区段内、或者在可选的凸缘区段内引入材料剩余，并将薄板坯件最终成型并校准为半壳件。德国公开文献DE102013103612A1同样说明了一种用于制造高尺寸精度的深冲半壳的方法，其中，由板坯预成型的半壳被改型为制成的半壳，并且预成型的半壳由于其几何形状而具有多余的板坯材料。半壳在顶锻工具中顶锻为最终成型的半壳。设置使顶锻工具关闭期间顶锻间隙的大小减小至预成型半壳的侧面区域的实际壁厚。德国公开文献DE102013103751A1说明了一种用于由剪裁的板坯制造高尺寸精度的半壳的方法，其中，半壳在第一凹模中通过深冲预成型，并且其中，预成型的半壳接着在第二凹模、尤其校准工具内最终成型。在考虑预成型或最终成型的半壳的期望最终形状的条件下，在深冲之前以预先设定的公差范围内的正尺寸偏差剪裁板坯，并且第一凹模的凹模底部相对于凹模支承面移动，从而以引导的方式深冲板坯。所述方案的共同点在于，在一个第一或多个(第一)方法步骤中产生预成型件，其尽管尽可能地接近部件的最终形状或制成形状，但具有以下差别，在部件区段内、例如凸缘、侧面、凸缘与侧面和/或底部之间的过渡区域内引入设定的材料预留，该材料预留在第二方法步骤中通过在校准期间对整个部件进行特别的顶锻而再次赋形。该已知的方法虽然克服了上述缺点，但本身具有不期望的副作用。首先，预成型部件的顶锻在大的或分级严重的部件、大壁厚和/或高强度钢的情况下需要很高的压力，这可能超出了现有压制能力。此外，高压力可能降低工具的寿命。迄今为止，如果出现这些情况，则必须放弃前述方法的应用。此外已经证实，通过顶锻过程也可能改变局部的板厚。由此产生可能导致视觉缺陷的波浪。迄今为止的努力是为了尽可能降低顶锻比例，但这同样由于回弹而导致形状偏差方面的部件质量负担。汽车结构件必须经常地承受高负载和能量。高负载通常要求高弯曲刚度和弯折刚度，此外，高能量要求高的材料强度。为了满足这些需求，尤其在无法进行顶锻过程的情况下，只能使用例如拼焊板坯(TailoredBlanks)、修补区域(Patch-Bereiche)或者定制回火(TailoredTempering)或者特殊的截面设计。但是，所有的这些措施都需要相对高的投入，包括对应的花费。其中，必须焊接和随着形状赋形拼焊的板坯和修补的板坯。定制回火需要加热和相应的回火工序，而特殊的截面则必须执行复杂的仿真。
技术实现思路
由现有技术出发，本专利技术的目的在于，给出方法和工具，其能够以低工艺技术投入实现部件的高尺寸精度、刚度和/或强度，尤其在大的、局部分级的部件和/或高强度材料和/或大的壁厚的情况下。根据本专利技术的第一方面，该目的通过一种相应的方法由此实现，即时间先后地校准预成型部件的不同区域，或者仅校准预成型部件的一个或多个区段。预成型部件的不同区域因此至少部分地不同时校准。不同区域可部分重叠或者为完全不同的区域。预成型部件的不同区域因此能够至少部分各自地或单独地校准。校准尤其由部分的校准步骤组成。优选一个区域的校准在之前区域的校准结束以后才开始。但同样可以在不同区域的校准之间存在部分时间的重叠。在此，例如设置至少第一区域和第二区域，其时间先后地校准。但是，也可设置多于两个的(例如三个、四个、五个或更多的)不同区域。在此，不需要校准整个部件、而仅需校准预成型部件的一个或多个区段。尤其可至少部分地放弃对几何不关键区域的校准。也就是说，不完全校准预成型部件。通过时间先后地校准不同区域实现了，即便部件由于高的力需求而迄今为止不能或者不能充分地进行校准步骤，也能够将其校准以获得足够的强化。因此，能够克服或至少大幅地减少开头所述的缺点，并且能够扩展对部件的应用范围，由其对借助现有技术已知的方法的边界条件迄今为止不能够制造的部件。工件例如为基本平面的板坯。优选工件由一种或多种钢材制造。替代地，也可使用铝材或其他可变形的金属。在此，预成型件的制造可借助可任意结合的赋形方法以一个或多个步骤制造。预成型可例如包含深冲类的赋形步骤。尤其也可使用多级的赋形，其例如包含用于建立底部的冲压、用于建立侧面的竖立或者可选的用于建立凸缘的矫正。也可考虑倒棱和/或(花纹)冲压的任意组合。通过预成型获得的预成型部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制造薄板部件的方法，该方法包括：‑将工件预成型为预成型的部件(2,3)，其中，在所述预成型的部件(2,3)中至少区域地引入多余的材料(4)；以及‑在使用所述多余的材料(4)的条件下将所述预成型的部件(2,3)校准为至少部分最终成型的部件(2′，3′)，其中，所述预成型的部件(2,3)至少区段式地顶锻；其特征在于，‑时间先后地校准所述预成型部件(2,3)的不同区段(2a,2b,2c)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.07 DE 102016116759.21.用于制造薄板部件的方法，该方法包括：-将工件预成型为预成型的部件(2,3)，其中，在所述预成型的部件(2,3)中至少区域地引入多余的材料(4)；以及-在使用所述多余的材料(4)的条件下将所述预成型的部件(2,3)校准为至少部分最终成型的部件(2′，3′)，其中，所述预成型的部件(2,3)至少区段式地顶锻；其特征在于，-时间先后地校准所述预成型部件(2,3)的不同区段(2a,2b,2c)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，部件(2,3，2′，3′)为半壳形部件，尤其截面为u形或帽状的部件。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，部件(2,3，2′，3′)至少区域地为无凸缘的部件或者至少区域地具有凸缘。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述预成型的部件(2,3)至少区域无修边地校准为所述最终成型的部件(2′，3′)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在一个工具(1)或不同工具中进行至所述最终成型的部件(2′，3′)的校准。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在将所述预成型的部件(2,3)的不同区域(2a,2b,2c)校准为基本最终成型的部件(2′，3′)之间进行部件传送。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，时间先后地校准的不同区域(2a,2b,2c)为沿着所述预成型的部件(2,3)布置的多个部件区段。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，在校准一个区域期间防止其余区域的至少一个部分偏移。9.用于制造薄板部件、尤其用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的工具，所述工具包括：-至少一个预成型工具，该预成型工具用于将工件预成型为预成型的部件(2,3)，其中，在所述预成型的部件(2,3)中至少区域地引入多余的材料(4)；以及-至少一个校准工具(1)，所述校准工具用于在使用所述多余的材料(4)的条件下将所述预成型的部件(2,3)校准为至少部分最终成型的部件(2′，3′)，其中，所述预成型的部件(2,3)至少区段式地顶锻；其特征在于，-所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·弗莱米格，马丁·基宾，丹尼尔·尼霍夫，阿恩特·马克思，丹尼尔·卡斯帕里，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE