耐疲劳板材切开的方法和得到的板材技术

一种沿着弯折线弯曲而形成的板材材料，包括：　　　　板材材料，具有多个为产生沿着弯折线的弯曲而配置和定位的弯曲诱导结构，至少一个弯曲诱导结构具有弧形返回部分，其从弯曲诱导结构的相对的末端延伸并且沿弯曲诱导结构朝着另一个返回部分回行，每个返回部分被配置成极大地减少由于在弯折线横向的方向定向的负荷造成的应力集中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及对板材材料的弯曲，所述板材材料具有在其中形成的弯曲诱导结构，例如切口、槽、穿孔或台阶；并且特别地涉及到通过对这样的板材进行弯曲所形成的结构在周期性的负荷期间抗疲劳性失效的改进。本申请要求美国临时专利申请第60/587,470，2004年7月12日递交的，题目是“增加通过弯曲被切开的板材材料形成的结构的抗疲劳性的方法和由此获得的产品”的优先权，其整个内容在此结合为参考文件。本申请也是美国专利申请第10/672,766，2003年9月26日递交的，并且题目为“设计和制造准确弯曲的、高强度的、耐疲劳结构和板材的技术”的部分继续申请；而上述申请是美国专利申请第10/256,870，2002年9月26日递交的，并且题目为“精确弯曲板材材料的方法，切口板材的制造过程”，现在为美国专利第6,877,349的部分继续申请；而此申请是美国专利申请第09/640,267，2000年8月17日递交的，并且题目为“精确弯曲板材材料的方法及由此获得的切口板材”，现在为美国专利第6,481,259的部分继续申请，它们的整个内容在此被结合为参考文件。
技术介绍
使用常规板材弯曲的设备，例如冷弯冲压机，来弯曲板材材料通常会遇到的一个问题是由于弯曲公差的改变和公差误差的积累难于控制弯曲位置。例如，板材金属在某些公差内可沿着第一条弯折线被弯曲。然而，第二个弯曲，经常根据第一个弯曲而被定位，并且相应地，所述公差误差可积累起来。由于要产生一个包围物或被封闭结构就要具有三个或多个弯曲，因此在常规已有的弯曲技术中渐增公差误差可能很大。解决这个问题的一种方法已设法通过使用弯曲诱导或弯曲控制结构，例如切口、槽、穿孔或类似物，控制在板材材料上的弯曲位置。弯曲诱导结构在薄板材上可以，例如通过使用电脑数值控制(CNC)设备来操作激光、射流、冲压机、刀具甚至单刃刀具被形成在非常精确位置。切口、槽、穿孔、凹痕和刻痕线已经用于各种各样的授予专利的系统中作为弯曲诱导或生产结构，以弯曲板材材料。授予Gitlin等的美国专利第6,640,605中使用平行偏置切口以产生可弯曲的板材，其中连接扭曲带或“缝纫”间隔横跨所述弯折线。Gitlin等的切开技术的开发是为了实现装饰的效果，并且在多数应用中获得的弯曲要被加强以提供必要的结构强度。授予West等的美国专利第5,225,799中使用一个基于开槽的技术以叠起板材材料来形成微波的波导或滤波器。在授予St.Louis的美国专利第4,628,661中，刻痕线和凹痕被用于折叠金属板。在授予Brandon的美国专利第6,210,037中，槽和穿孔用于弯曲塑料。使用切口或缺口来弯曲瓦楞纸板被显示在授予Yokoyama的美国专利第6,132,349和PCT公开WO 97/24221，及授予Grebel等的美国专利第3,756,499及授予Fischer等的美国专利第3,258,380中。如在授予Hunt的美国专利第5,692,672、授予Wood的美国专利第3,963,170和授予Carter的美国专利第975,121中所显示，通过切缝已经简化了对纸板板材的弯曲。但是在大多这些现有技术板材弯曲的系统中，弯曲诱导结构很大程度上削弱了获得的结构，或弯曲诱导结构不期望地导致弯曲的位置精度下降，或同时导致上述两种结果。当弯曲金属板时，且特别地弯曲厚度较大的金属板时，精确地弯曲和保持强度的问题是非常重要的。在许多应用中，非常希望能用较低的强度来弯曲金属板，例如用手，以仅使用手工工具或仅用适度动力的工具。已知常规的生产刚性三维结构的制造技术包括通过夹具加工和焊接，或夹紧和粘合剂接合，或用机加工方法和使用紧固件将板材材料连接在一起。在焊接的情况下，产生的问题是准确地进行切割及在焊接期间将每个部件定位，并且操纵很大数量的零件时要求的劳力非常大，如质量控制和责任认证。另外，焊接具有涉及到由于在焊接区域的热影响造成的尺寸稳定性的潜在问题。焊接具有很大材料厚度的金属板材或平板经常使用具有通过磨削或单刃刀具制成的斜切的边缘的零件来完成。这极大地增加了制造时间和费用。而且，受热影响的金属在周期性的负荷下的疲劳失效对具有基于焊接、铜焊或钎焊的承受负荷的几何结构的连接点来说是一个问题。已经提出一个用于精确弯曲板材材料，包括厚的板材的新的系统，其中使用了改进的弯曲诱导或弯曲控制结构。以这样的方式配置并定位所述弯曲诱导结构，使得与例如公开在授予Gitlin等的专利第6,640,605中已有的切开技术比较，通过弯曲所述板材获得的三维结构板材极大地改进了强度和尺寸精确度。这些新的和改进的弯曲诱导结构的位置和配置便于沿着弯折线精确地弯曲板材，优选地通过在整个弯曲期间在弯曲诱导结构的相反侧导致所述板材材料的边与面的接合，用于所述弯曲位置的控制。这些新的和改进的弯曲诱导的切口、槽和台阶的配置和设置在上述相关申请中已经进行了详细的描述，那些申请在此将它们的全部内容结合为本申请的参考文件。使用改进的弯曲诱导结构来弯曲板材材料具有许多好处，其中至少一个好处是能够使用一系列精确地定位的弯曲在弯曲期间将板材材料支持在其本身之上而封闭，例如，为制造箱形梁。相反地，冷弯冲压机弯曲不是非常适合于形成例如箱形梁的闭合结构。箱形梁是示例性结构，其具有许多应用，并且到目前为止其已经更加常规地通过将金属板或板材焊接在一起而形成，而不是通过将一块单张板或板材弯曲成一个闭合的空心的梁结构。如果获得的梁有基本上相同的强度，并且，如果它不会过早地由于在周期性的负荷期间的疲劳而失效，弯曲板材材料而形成的箱形梁具有比通过焊接制造的所述梁节约很大成本的好处。在使用期间当箱形梁加以负荷时，该梁典型地在它的长度上被横向地加载，也就是，横向地加到所述梁的纵向延伸的、所述板材或平板被焊接在一起的各角部位置或在折叠的单个板材的情况下沿着纵向延伸的弯折线的各角部位置。这样的加载通常是周期的并且导致梁在它的角部位置疲劳。因此，对于焊接的箱形梁，典型地沿被焊接的角部发生疲劳失效，并且，如果将要使用弯曲的板材，拐角弯折线也将是最易发生故障的区域。
技术实现思路
相应地，本专利技术的目的在于提供一种用于增加通过弯曲切口板材材料而形成的结构的抗疲劳性的方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于板材材料的弯曲诱导结构的改进的配置，其将极大地改进通过弯曲板材材料形成的三维物体的抗疲劳性。本专利技术的进一步的目的在于提供弯曲的板材材料的增加的抗疲劳性并改进板材材料弯折线的强度。本专利技术的再一进一步的目的在于提供一种用于增强被弯曲的、切口板材材料的抗疲劳性的方法和设备，其不会不理想地增加制造费用，能在更宽范围的结构中应用，并且适应于使用具有各种厚度的板材和各种类型的材料。本专利技术的方法和设备具有的其他目的和优点特征参考附图和以下描述的实施本专利技术最佳的方式将变得明显，或在其中被较详细地进行描述。在一个方面，本专利技术包括用于沿着弯折线进行弯曲而形成的板材材料，所述板材材料具有多个配置和设置成沿着弯折线产生弯曲的弯曲诱导结构。其中至少一个并且优选地所有的弯曲诱导结构，具有弧形返回部分，其从弯曲诱导结构的相对的各端延伸并且沿弯曲诱导结构返回朝着另一个返回部分。返回部分中的每一个通过具有减少应力集中的弧形长度和半径而配置成极大地增加对由于在弯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：马克斯·W·德奈伊，艾伦·D·彭德利，贾斯廷·科克，
申请(专利权)人：奥里加米工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：