热辅助多板材滚弯成形制造技术

技术编号:24286543 阅读:103 留言:0更新日期:2020-05-26 18:40
一种热辅助方法使具有约束端的金属板材组件变形。对位于约束端之间的焦点弯曲区域进行加热。当金属板材组件处于升高弯曲温度范围内时,则对焦点弯曲区域进行弯曲。可通过本方法形成金属板材组件,所述金属板材组件包括外金属板材和与外金属板材固定在一起形成约束端的内金属板材。所述金属板材组件在第一和第二约束端之间具有形成的弯曲部,其中每一金属板材在弯曲部弯曲,所述弯曲部在所述内金属板材和所述外金属板材之间具有最大间隙。所述最大间隙不大于所述内金属板材和所述外金属板材之一的厚度的五倍,并且所述弯曲部的半径小于所述内板材和所述外板材之一的厚度的三倍。

Thermal assisted roll forming of multi sheet metal

【技术实现步骤摘要】
热辅助多板材滚弯成形
本公开一般涉及金属成形,更具体地,本公开涉及一种用于约束金属板材组件的热辅助多板材滚弯成形工艺。
技术介绍
生产设备处的滚弯成形通常通过在室温下使用一系列逐渐不同的辊将单板材弯曲并进行塑性变形成所需形状来完成。该工艺是连续且高速的,其结果是将板材弯曲成用于特定目的的特定轮廓。然而,正在采用更高强度的材料设计未来产品,而复杂的计算机分析使通常要求高强度尖角的板材设计越来越复杂。弯曲高强度材料时,这两个因素彼此相反且承受大应变的区域断裂。为了提高难度,当在其边缘焊接两个板材时,需将整个金属板材组件作为一个单元移动。如果试图弯曲在其配合表面上可能无中性轴的两个金属板材,则由于中性轴内侧的压应力和中性轴外侧的拉应力,两个金属板材会趋向于在弯曲部处分离。结果是,内板材被往内推,且两个板材不会在弯曲部处保持在一起。
技术实现思路
本公开提供使一种金属板材组件变形的系统和方法,该金属板材组件具有围绕紧密弯曲部附接的约束端,在弯曲部处,金属板材不分离,以及使另一种金属板材组件变形的系统和方法,该金属板材组件具有突转弯曲部,其中金属板材件在弯曲部处基本上保持在一起。在可与本文公开的其他形式组合或分开的一种形式中,提供了一种形成金属板材组件的方法。该方法包括提供金属板材组件,金属板材组件至少包括外金属板材和内金属板材,其中外金属板材与内金属板材固定在一起以形成第一约束端和第二约束端。金属板材组件具有初始温度。该方法还包括将金属板材组件的焦点弯曲区域(focusbendingarea)加热到至少大于初始温度的弯曲温度范围。焦点弯曲区域位于金属板材组件的第一和第二约束端之间。另外,该方法包括在金属板材组件处于弯曲温度范围内时,弯曲金属板材组件的焦点弯曲区域。在可与本文所公开的其他形式组合或分开的另一种形式中,提供了一种金属板材组件,其包括外金属板材和内金属板材。外金属板材和内金属板材固定在一起以形成第一约束端和第二约束端。所述金属板材组件在第一和第二约束端之间具有形成的弯曲部。每一金属板材在弯曲部处弯曲,且所述弯曲部在所述内金属板材和所述外金属板材之间具有最大间隙。最大间隙不大于内金属板材和外金属板材之一的厚度的五倍。弯曲部半径小于内金属板材和外金属板材之一的厚度的三倍。可提供附加特征,包括但不限于以下内容:其中弯曲步骤包括,将辊轮工具抵靠所述金属板材组件滚动以在所述焦点弯曲区域中形成具有外侧和内侧的弯曲部;进行加热步骤之前,将热源设置在焦点弯曲区域处的外板材和/或内板材附近;通过热源加热焦点弯曲区域;其中加热步骤包括将激光施加到焦点弯曲区域;将内金属板材设置为由第一材料形成;将外金属板材设置为由第二材料形成;第一和第二材料彼此不同或相同;将内金属板材和外金属板材中的至少一个设置为由铝合金形成;将内金属板材和外金属板材中的至少一个设置为由钢制成;将内金属板材设置为具有第一厚度;将外金属板材设置为具有第二厚度;第一和第二厚度不相等;第一和第二厚度基本上彼此相等;在焦点弯曲区域保持内金属板材和外金属板材之间的最大间隙;最大间隙不大于内金属板材和外金属板材之一的厚度的五倍;最大间隙不大于内金属板材和外金属板材之一的厚度的一半;在弯曲后,对金属板材组件进行快速淬火以在室温下保持高温相结构,或基于平衡相变的受控冷却速率获得不同相结构;其中弯曲金属板材组件还包括将弯曲部形成的半径小于内金属板材和外金属板材之一的厚度的三倍;提供在其中形成有弯曲部的模具或相对的辊轮工具;其中所述弯曲步骤包括用所述辊轮工具将所述金属板材组件压靠所述模具弯曲部,以在所述金属板材组件中形成部分弯曲;和/或内金属板材和外金属板材中的至少一个在室温下保持高温相结构。下面参考附图详细描述本公开的其他特征和优点,以及本公开的各种示例结构和操作。应注意的是,本公开并不限于本文中描述的具体实例。仅出于说明性目的在本文中呈现这些实例。根据本文包含的教导,其他示例对于相关领域的技术人员将是显而易见的。附图说明本文描述的附图仅用于说明目的,并不旨在以任何方式限制本公开的范围。图1是根据本公开原理的在形成金属板材组件的方法的第一步骤中未弯曲的金属板材组件的示意性剖视图;图2是根据本公开原理的图1的未弯曲金属板材组件连同用于形成金属板材组件的工具的示意性剖视图;图3是根据本公开原理的处于部分弯曲构造的图1和图2的金属板材组件的示意性剖视图;图4是根据本公开原理的图1-3的金属板材组件的示意性剖视图,其中在金属板材组件中形成了弯曲部。图5是根据本公开原理的在执行如图1-4所示的步骤之后的弯曲金属板材组件的示意性剖视图;和图5A是根据本公开原理的在执行如图1-4所示的步骤之后的弯曲金属板材组件的另一变形的示意性剖视图。具体实施方式虽然本文使用特定应用的说明性示例描述了本公开,但应理解该公开不限于此。能够获得本文提供的教导的本领域技术人员,将认识到其范围内的其他修改、应用和示例以及该公开具有重要用途的其他领域。本公开公开了一种用于塑性变形金属板材组件的热辅助方法。因此,所述方法涉及形成一种其中具有弯曲部的金属板材组件。提供金属板材组件10,其至少包括“外”金属板材12和“内”金属板材14。因为下文将会描述金属板材12位于弯曲部外侧,而金属板材14位于弯曲部内侧,因此金属板材12称为“外板材”,金属板材14称为“内板材”。如果需要,附加金属板材也可包括在金属板材组件10内。因此,金属板材组件10可具有两个、三个、四个、五个或任何所需数量的金属板材。将外金属板材12和内金属板材14固定在一起,形成第一约束端16和第二约束端18。例如,可通过焊接、钎焊、铆接或以任何其他期望方式将外金属板材12和内金属板材14固定在一起。在所示示例中,焊接头20在第一和第二约束端16、18将外金属板材12和内金属板材14连接在一起。金属板材组件10在弯曲之前,具有称为初始温度的一定温度。举例来说,初始温度可为室温。所有金属板材12、14可由相同或不同的材料形成。例如,两个金属板材12、14可由钢形成,或者金属板材12、14中的其中一个可由钢形成,而另一个可由铝或铝合金形成。所有金属板材12、14均可为涂覆金属板材或未涂覆金属板材。如果是合金化的,铝合金可包括至少85wt%的铝。可构成涂覆或未涂覆铝基底的一些值得留意的铝合金是铝-镁合金、铝硅合金、铝-镁-硅合金和铝锌合金。如果进行涂覆,铝金属板材可包括耐火氧化物材料(天然的和/或在高温下制造的,例如铁鳞)的表面层,耐火氧化物材料由氧化铝化合物和其他可能氧化化合物组成,例如,如果铝基底含镁,则为氧化镁。也可在铝金属板材上涂一层锌、锡或金属氧化物转化涂层,涂层由钛、锆、铬或硅氧化物组成,如专利号为9,987,705的美国专利中所描述的。可以锻造或铸造或挤压形式,提供铝金属板材。例如,金属板材可由2xxx、3xxx、4xxx、5xxx、6xxx或7xxx系列可锻铝合金板材层、挤压制品、锻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成金属板材组件的方法,包括:/n提供金属板材组件,所述金属板材组件至少包括外金属板材和内金属板材,将所述外金属板材和所述内金属板材固定在一起以形成第一约束端和第二约束端,所述金属板材组件具有初始温度;/n将所述金属板材组件的焦点弯曲区域加热到至少大于所述初始温度的弯曲温度范围,所述焦点弯曲区域位于所述金属板材组件的第一约束端和第二约束端之间;和/n当所述金属板材组件处于所述弯曲温度范围内时,弯曲所述金属板材组件的焦点弯曲区域。/n

【技术特征摘要】
20181120 US 16/196,0151.一种形成金属板材组件的方法,包括:
提供金属板材组件,所述金属板材组件至少包括外金属板材和内金属板材,将所述外金属板材和所述内金属板材固定在一起以形成第一约束端和第二约束端,所述金属板材组件具有初始温度;
将所述金属板材组件的焦点弯曲区域加热到至少大于所述初始温度的弯曲温度范围,所述焦点弯曲区域位于所述金属板材组件的第一约束端和第二约束端之间;和
当所述金属板材组件处于所述弯曲温度范围内时,弯曲所述金属板材组件的焦点弯曲区域。


2.根据权利要求1所述的方法,其中,弯曲步骤包括,将辊轮工具抵靠所述金属板材组件滚动以在所述焦点弯曲区域中形成弯曲部,所述弯曲部具有外侧和内侧。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括:
进行所述加热步骤之前,在所述焦点弯曲区域处将激光器设置在内板材和外板材之一附近;和
通过将激光束施加到所述焦点弯曲区域,加热所述焦点弯曲区域。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括:
将内金属板材设置为由第一材料形成;和
将外金属板材设置为由第二材料形成,且第一和第二材料彼此不同。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括:
将所述内金属板材和所述外金属板材的其中一个设置为由铝合金形成;和
将所述内金属板材和所述外金属板材中的另一个设置为由钢形成。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括:其中所述弯曲步骤包括在所述焦点弯曲区域处形...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·K·萨契戴夫J·E·卡斯利R·N·萨热
申请(专利权)人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国;US

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1