具有压边修剪部件的金属板材和方法技术

一种金属板材（１０，１００，２１０），包括压边修剪部件（４０，２４０），压边修剪部件（４０，２４０）具有带非线性部分（２５０）的至少一个切割边缘（２４，２６，１０２）。所述非线性部分（２５０）的产生同时在相邻的金属板材的压边修剪部件中形成了相应的部分，从而可在这两个金属板材之间共享压边材料。这样减少了金属废料量，因为随后所述压边修剪部件（４０，２４０）被切除和丢弃。另外，所述非线性部分（２５０）可包括一个或多个战略性设置的构造，例如突起（５０，６０，１０４，２４６，２４８，２５２，２６０）、凹陷（５２，６２，１０６，２５４，２６２，２６６，２６８）或平坦部分（２５６，２５８）等，这些构造使所述非线性部分沿其长度不一致并且特别适合成形中的部件的制造需求。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及金属板材(blank )，更具体地涉及具有压边修剪 部件(binder trim component)并可用于汽车工业的金属板材。
技术介绍
在金属成形工业中，通常将金属板材制造为具有绕着金属板材的 周缘延伸的外凸缘，从而在后续的金属成形操作中，在上模具(die) 和下模具中形成的筋条结构(bead structure)会使板材材料接合并夹 紧在该筋条结构上。筋条结构通常包括在模具中的一个的压边环中形成的阳筋条和在另 一模具的压边环中形成的阴沟槽，并且被设计成当 上模具和下模具在液力或其它类型的压力作用下靠近时彼此相配。通过牢固地将外凸缘夹紧在相对的筋条结构之间，摩擦力和变形力限制 在金属成形工艺过程中将外凸缘拉入到模具的中心。另外，筋条结构与金属板材的外凸缘之间的压缩性的相互作用对 被拉进模具中的金属板材料的量产生了影响。如果被拉进的材料太少， 那么会在成形的部件中产生撕裂或破裂；相反，如果被拉进的材料太 多，那么成形的部件会具有褶皱和/或其它表面变形。在金属成形工艺 之后，通常会将外凸缘从成形的部件上切除或去除，并作为废料被丟 弃。
技术实现思路
根据一个方面，提供了一种金属板材，所述金属板材包括外周缘、压边^參剪部件和构件(part component)。所述压边〗奮剪部件具有非线 性部分，所述非线性部分包括第一突起和第二突起，所述第一突起和 所述第二突起i)彼此的形状和/或尺寸不同，以及ii)在所述金属成 形操作过程中向所述构件提供不同量的材料，并且提供给所述构件的 材料量至少部分地基于所述突起的不同形状和/或尺寸。根据另一方面，提供了一种金属板材，所述金属板材包括外周缘、 压边修剪部件和构件。所述压边修剪部件具有非线性部分，所述非线 性部分包括突起、凹陷和平坦部分，其中，所述突起、凹陷和平坦部 分i)被布置在沿着所述非线性部分的特定位置并且对应于所述构件 的一个或多个特征，以及ii)使所述非线性部分沿其长度不一致。根据又一方面，提供了一种金属板材组件，所述金属板材组件包 括第一金属板材、第二金属板材和将所述第一金属板材和所述第二金 属板材连接在一起的焊缝。所述第一金属板材具有带非线性部分的压 边修剪部件，所述非线性部分包括至少一个突起和至少一个凹陷，所 述突起位于所述非线性部分的第一端，从而所述突起邻近于所述焊缝， 所述凹陷位于所述非线性部分的第二端，从而所述凹陷位于所述金属 板材组件的拐角。根据又一方面，提供了一种用于设计金属板材的压边修剪部件的 方法。所述方法包括以下步骤(a)执行成形仿真，所述成形仿真确 定至少一个目标成形部分；(b)执行排料仿真，所述排料仿真确定至 少一个目标排料部分；(c)利用所述目标成形部分和所述目标排料部 分来确定非线性部分的最佳压边修剪位置；以及(d)设计出非线性部 分，所述非线性部分具有专门为所述最佳压边修剪位置和所述建议的 部件i殳计的构造的组合。以下结合附图对本专利技术的优选示例性实施方式进行描述，在附图 中相似的标记表示相似的元件，在附图中附图说明图1示出了具有在两侧形成有非线性部分的压边修剪部件的金属 4反材的实施方式；10图2示出了具有在一侧形成有非线性部分的压边修剪部件的金属氺反材的实施方式；图3示出了可用于汽车门板的金属板材组件的实施方式，其中，所述金属板材组件包括带有非线性部分的压边修剪部件；图3A是图3所示的非线性部分的放大图4是说明用于生产三维金属部件的方法的实施方式的流程以及图5是说明用于设计金属板材的压边修剪部件的方法的实施方式流程图。优选实施方式本文所描述的金属板材包括压边修剪部件，该压边修剪部件具有带非线性部分的至少一个切割边缘，该非线性部分形成一系列的突起、凹陷、平坦部分以及其它的结构。该非线性部分的产生同时在相邻的金属板材的压边修剪部件中形成相应的特征，从而可以在相邻的两个金属板材之间共享压边材料。此外，非线性部分可以包括一个或多个战略布置的构造，这些构造使非线性部分沿着其长度是不一致的，从而该非线性部分特别适合成形中的部件的制造需求。参照图1，其中示出了金属板材10的实施方式，金属板材10可用于各种金属成形操作，例如冲压、拉延(drawing)和拉深(deepdrawing),以产生三维金属部件。尽管以下示例性描述是针对汽车部件，但是应该理解本文所述的金属板材还可用作例如飞机、铁路、农用设备和家用器具等应用中的部件。金属板材10优选地由以大巻供应的镀锌冷成形钢制成，然而，金属板材10的组成和形状通常由采用金属板材10的具体应用的需求决定并且可与上面所提出的金属板材的组成和形状不同。例如，金属^1材10可由以切割或冲裁(blanked)的板的形式代替巻的形式提供的金属板材料制成。根据该具体实施方式，金属板材10是大体上为平面的金属板部件并且包括具有边缘20-26的外周缘18、具有边缘30-36的内周缘28、在内周缘18与外周缘28之间形成的压边修剪部件40、以及构件42。一旦金属板材被沖裁，则外周缘18通常构成该金属板材的外周边或边界，在该具体情况中，外周缘18包括4个边缘20-26。边缘20和22是沿着金属板材10的长度延伸的通常被拉长的平行边缘，根据该具体实施方式，边缘20和22是在钢厂生产的钢巻的制造边或钢巻边缘。另一方面，边缘34和36通常在制造边缘20与22之间延伸并且是在将钢巻切割成单个部分或金属板材的操作过程中产生的切割边缘。术语"切割边缘"广义地指当将金属板材料分成各部分或板材时通过切割、剪切、冲裁、^修剪、切断或以其它方式形成的任何边缘。由于边缘24是切割边缘，因此它具有在位于金属板巻上的金属板材10左侧的相邻的金属纟反材上形成的互补边缘，而边缘26具有在位于钢巻上的金属板材10右侧的相邻的金属板材上形成的互补边缘。在该实施方式中，切割边缘24和26中的每个包括形成一系列交替的突起50和凹陷52的非线性部分。尽管该实施方式中的切割边缘24和26-故显示为具有这些突起和凹陷，但是应该理解，可以将金属板材设计成使仅一个切割边缘遵循这种非线性的路线。例如，金属板材可以包括具有突起和凹陷的切割边缘26以及在制造边缘20与22之间延伸的直的切割边缘24(见图2)。事实上，只要金属板材具有包括如本文所教导的非线性部分的外周缘18的至少一个边缘，则任何数量的不同边缘的组合是可能的。突起50和凹陷52通常是彼此的配对物，从而当形成突起50时，在相邻的金属;^反材上就形成互补的凹陷52。沿着边缘26的不同特^正的宽度和长度尺寸很大程度上由金属成形操作的具体需求决定，即由产生充分约束力以将金属板材保持就位并允许适当的材料流动(material flow)所需的压边材料量决定，下面将对这一点进行解释。在该具体实施方式中，突起被显示为具有平行四边形的形式，然而应该理解可以采用多种不同构造中的一种。比如，图2示出了具有S形(serpentine)边缘102的金属板材100的不同实施方式，边缘102包括一连串的指状突起104和具有更加渐缩形状的凹陷106。与前述实施方式相同，切割边缘102的形成导致在相邻的金属板材中形成相应的切割边缘。此外，由于突起和凹陷的精确形状、数量、尺寸等可能与这里所示的不同，因此这些边缘仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在金属成形操作中使用的金属板材（１０，１００，２１０），包括：　外周缘（１８），具有至少一个切割边缘（２４，２６，１０２）；　压边修剪部件（４０，２４０），位于所述外周缘（１８）的内侧并且具有非线性部分（２５０），所述非线性部分（２ ５０）沿着所述切割边缘（２４，２６，１０２）延伸并包括第一突起和第二突起（５０，６０，１０４，２４６，２４８，２５２，２６０），所述压边修剪部件（４０，２４０）有助于在金属成形工艺过程中将所述金属板材（１０，１００，２１０）保持就位；以及　　构件（４２，２４２），位于所述压边修剪部件（４０，２４０）的内侧，所述第一突起和所述第二突起（５０，６０，１０４，２４６，２４８，２５２，２６０）：　ｉ）彼此的形状和／或尺寸不同，以及　ｉｉ）在所述金属成形操作过程中向所述构件（４２， ２４２）提供不同量的材料，并且提供给所述构件（４２，２４２）的材料量至少部分地基于所述突起（５０，６０，１０４，２４６，２４８，２５２，２６０）的不同形状和／或尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰R艾握斯基，詹姆士W沃尔瑟，斯蒂芬A费特斯科，
申请(专利权)人：夏伊洛工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]