本发明专利技术公开了用于在金属板上成型造型线的设备和方法，该金属板具有比软钢低的可成形性且该成型线具有小半径。该设备使用模具组，模具组具有用于支撑金属的成形造型线的一部分的装置，该装置由造型线成形时与造型组的表面一起移动的材料制成。在一个实施例中，弹性件支撑金属板，并在另一个实施例中，流体介质在成形造型线的位置处支撑金属板。该设备和方法在诸如铝、先进高强度钢和超高强度钢的金属中获得了比传统坚硬表面模具组能够实现的造型线具有更小半径的造型线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在金属板上成形造型线。
技术介绍
汽车车身板通过在具有匹配坚硬表面的两个冲模之间冲压软钢的常规工艺来大批量生产。车辆制造商正在减少软钢面板的使用，并转向使用铝、先进高强度钢(AHSS)或超高强度钢(UHSS)。铝、AHSS和UHSS提供高强度/低重量来替代软钢，但相比于软钢来说却具有较低的可成形性。较低的可成形性限制了造型线的曲率，并且与钢板上的相应造型线相比具有更大半径的造型线。 在准备本申请时考虑以下对比文件=Friedman等人的美国专利第6，952，941 B2号以及Golovashchenko的美国专利第7, 467, 532 B2号。
技术实现思路
公开了用于在插入两个模具之间的金属板上成形造型线的设备。该设备具有由一个模具保持的弹性件以及从相对模具突出并与弹性件相对的成形边缘。当模具闭合时，成形边缘接合金属板以成形造型线。在造型线的成形期间，金属板具有成形于其中的造型线的部分被推入弹性件中。成形边缘使金属板塑性变形同时使弹性件弹性变形。在一些实施例中，成形边缘位于设置在相对模具中的工具保持通道中的工具插入件上，以相对于该模具可移动。可移动的工具插入件允许模具冲压部件的其他特征，同时允许工具插入件以与模具不同的速率、不同的压力、不同的角度或用不同的位移程度来成形造型线。在其他实施例中，一个模具可以限定孔，并且弹性件是设置于孔内的弹性插入件，以方便更换弹性件。在另一个实施例中，可在弹性件上设置摩擦减小涂层，以延长弹性件的寿命并且帮助成形金属板。摩擦减小涂层使成形期间由金属板相对于弹性件的切向运动所引起的不期望结果最小化。金属板相对于弹性件的切向运动产生可能损害弹性件并在金属板的外观中引起瑕疵的摩擦。摩擦减小涂层使得在成形造型线期间金属板的切向滑动的不利影响最小化。在又一实施例中，弹性件的厚度为造型线沿成形方向的高度的至少两倍。弹性件的厚度影响在弹性件内可获得多少压缩。例如，弹性件的厚度必须能够在成形造型线时弹性变形至金属板的造型线的尺寸。如果弹性件的厚度太薄，则在成形期间，造型线的顶部可能比造型线的底部经受更大的压力，从而导致不均匀的压力分布。在再一实施例中，弹性件具有与成形边缘在造型线成形期间的移动基本正交的面对表面。基本正交的面对表面使得工具相对于弹性件的偏转最小化，使得力的损失最小且均衡成形期间施加于金属板的压力。在又一实施例中，弹性件是有具有30到60的邵氏D硬度的聚氨酯，并且成形边缘具有半径为O至2t (金属板的厚度的两倍)的前缘。在大多数实施例中，该设备使用具有比软钢低的可成形性限制的金属板，诸如铝、AHSS 或 UHSS 板。根据本公开 的另一方面，公开了一种用具有成形边缘的工具对金属板的一部分成形的方法，成形边缘前进到金属板被弹性聚合物件支撑的一部分中。金属板的成形边缘通过在成形造型线时压缩弹性聚合物件来成形造型线。根据本公开的又一方面，提供了一种在金属板中成形造型线的方法，包括利用弹性聚合物件支撑金属板的一部分；使具有成形边缘的工具前进到金属板被弹性聚合物件支撑的部分中；通过成形边缘使金属板成形以成形造型线；以及在成形造型线时压缩弹性聚合物件。根据本公开的其他方面，当成形造型线时，金属板的一个表面可被压印与推进工具的成形边缘相同的形状。当成形造型线时，弹性聚合物件与金属板保持接触。当成形造型线时，弹性聚合物件的外表面以与金属件的外表面基本相同的速率伸展。在可选实施例中，在成形造型线的同时，容纳流体介质的腔可用于支撑金属板。在该实施例中，腔邻近金属板的成形部分，并且在成形工具前进到金属板中时，成形工具将金属板的成形部分推入腔中以使流体介质位移。流体介质向金属板提供与前述实施例中的弹性件类似的表面支撑。在可选实施例的另一方面中，密封表面环绕腔并且与金属板配合来保持腔内的流体介质。当模具闭合时密封表面接触金属板的一个表面，并提供填充有流体介质的基本无泄漏的空隙。可以将密封设计为在高于环境压力的高压下阻挡流体介质。在打开模具之前可从空隙中泵出流体，然后打破密封，以在制造期间提供更清洁的操作环境。在可选实施例的又一方面中，可设置与腔流体连通的压力源。压力源可用于保持在冲压操作的任何点期间由流体介质施加于金属板的基本恒定的压力、增加压力或者减小压力。根据本公开了又一方面，提供了一种用于在具有第一侧和第二侧的金属板上成形造型线的设备，金属板分别插入到第一模具与第二模具之间，该设备包括由第一模具限定容纳流体介质的腔，腔邻近金属板的第一侧的成形部分；成形工具，由第二模具保持并与第一模具的腔对齐，成形工具能够相对于金属板移动；以及成形工具推进装置，能够将成形工具压入金属板面对腔的所述第二侧中，将金属板的第一侧的成形部分推入腔中，使流体介质位移以及在金属板中成形造型线。优选地，该设备进一步包括在第一模具上围绕腔的周界的密封表面，密封表面与金属板和腔配合基本上保持流体介质。优选地，该设备进一步包括压力源，与腔流体连接，使得在流体介质位移时压力源在腔中保持受控压力范围。优选地，该工艺中使用的金属板是具有比软钢低的可成形性限制的金属。附图说明图I是示出具有造型线的金属板的车辆的后部立体图；图2是插入到第一模具与第二模具之间的金属板的截面图，其中第一模具保持弹性件，第二模具保持工具插入件，并且第一模具和第二模具是打开的；图3是插入到保持弹性件的第一模具与保持工具插入件的第二模具之间的金属板的截面图，并且第一模具和第二模具是闭合的；；图4是插入到保持弹性件的第一模具与保持工具插入件的第二模具之间的金属板的截面图，其中工具插入件将金属板按压到弹性件中来成形造型线；图5是插入到保持弹性件的第一模具与保持工具插入件的第二模具之间的金属板的截面图，其中第一模具和第二模具重新打开以使弹性件返回到其原始尺寸；图6是插入到保持弹性件的第一模具与保持工具插入件的第二模具之间的金属板的截面图，其中工具插入件从金属板缩回；图7是插入到限定腔的第一模具与保持工具插入件的第二模具之间的金属 板的截面图，腔被填充有加压的流体介质并与金属板配合来基本上保持流体介质中的压力；图8是插入到限定腔的第一模具与保持成形工具的第二模具之间的金属板的截面图，腔被填充有加压的流体介质并与金属板配合来基本保持流体介质加压同时成形工具将金属板按压到流体介质中以成形造型线；以及图9是插入到处于打开位置的第一模具与第二模具之间的金属板的截面图，其中金属板通过用作保持流体介质的容器的压力源而具有造型线。具体实施例方式下面公开本专利技术的多个详细实施例。应该理解，所公开的实施例仅是示例，并且本专利技术可以各种可选形式来实施。附图并不一定按比例绘制，并且一些部件可被放大或缩小以示出特定部件的细节。特定结构和功能性细节不应被解释为限制，而是仅作为教导本领域技术人员如何实践本专利技术的代表性基础。参照图1，车辆10被示出具有包括造型线14的金属板12。金属板12由比软钢具有更高强度或更轻重量的材料制成，诸如但不限于铝、AHSS和UHSS。诸如铝、AHSS和UHSS的金属与软钢相比具有较低的可成形性。相比于利用单个冲压操作的传统坚硬模具组所能生产的，所示造型线I 4具有更尖锐的弯曲半径范围(sharper bend radius)。参照图2，模具组16被示本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在金属板上成形造型线的设备，所述金属板插入到第一模具与第二模具之间，所述设备包括：由所述第一模具提供的弹性件；从所述第二模具突出的成形边缘；以及其中，所述成形边缘接合所述金属板以成形所述造型线，同时成形于所述金属板中的所述造型线使所述弹性件弹性变形。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢尔盖·费奥多罗维奇·戈洛瓦先科，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：
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