用于使板材材料成型的方法及有關(guān)的分割裝置和成型模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具（200）如特別是深沖模具中使板材材料（110）成型的方法，其可以在成型過程期間有針對(duì)性地局部地影響材料流。規(guī)定：利用至少一個(gè)裝在成型模具（200）中的傳感器（400）來檢測(cè)進(jìn)而監(jiān)視成型過程，在識(shí)別到關(guān)鍵狀態(tài)時(shí)在成型模具（200）中的至少一個(gè)規(guī)定的位置引入板材材料（110）的有針對(duì)性的分割線（T），以便由此在后續(xù)成型過程期間能實(shí)現(xiàn)局部增強(qiáng)的材料流。本發(fā)明還涉及用于在成型過程期間在成型模具（200）中引入板材材料（110）的有針對(duì)性的分割線（T）的分割裝置以及特別是用來實(shí)施本發(fā)明的方法的用于使得板材材料（110）成型的與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具（200），其包括至少一個(gè)本發(fā)明的分割裝置（300）。
【專利說明】用于使板材材料成型的方法及有關(guān)的分割裝置和成型模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具如特別是深沖模具中使得板材材料成型的方法，且可以在成型過程期間有針對(duì)性地局部地影響材料流。
[0002]本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用在與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具中的分割裝置以及一種具有至少一個(gè)這種分割裝置的與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具。
【背景技術(shù)】
[0003]用于使得板材材料成型的與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具具有多個(gè)可相對(duì)移動(dòng)的構(gòu)造有對(duì)應(yīng)的工作面的模具部分(例如模具上部和模具下部)。為了在成型時(shí)在成型模具中得到待成型的板材材料的所希望的材料流，通常要對(duì)其進(jìn)行繁瑣的加工。
[0004]另一可行方案是，在成型過程期間，例如利用可控的拉深筋(Ziehleiste)和/或通過對(duì)壓板壓力的改變，特別是沿著凸緣區(qū)段(工具凸緣)從外面影響成型模具中的材料流，其中，用于調(diào)整局部壓板壓力的方案也是已知的(例如借助壓力機(jī)側(cè)的四點(diǎn)拉深墊機(jī)構(gòu))。此外還有如下方案:在成型過程期間，例如在板材材料上預(yù)先開設(shè)出所謂的減載孔，由此從內(nèi)部影響成型模具中的材料流。這種減載孔通常布置在以后的沖裁件(例如車窗沖裁件、車門沖裁件、活動(dòng)車頂沖裁件等)的區(qū)域中。
[0005]在板材成型件幾何形狀和新板材材料日益復(fù)雜且生產(chǎn)要求不斷變化的過程中，由現(xiàn)有技術(shù)已知的措施往往無法再足以在成型過程期間即在板材材料的成型期間影響成型模具中的材料流。這特別是涉及汽車車身的板材成型件的制造，所述板材成型件部分地也具有難以成型的設(shè)計(jì)部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提出能避免由現(xiàn)有技術(shù)帶來的缺點(diǎn)或者至少減小其程度的方案。
[0007]所述目的通過一種根據(jù)本發(fā)明的具有權(quán)利要求1的特征的方法得以實(shí)現(xiàn)。通過并列獨(dú)立權(quán)利要求，所述目的的解決方案還延及本發(fā)明的分割裝置。通過另一并列獨(dú)立權(quán)利要求，所述目的的解決方案還延及本發(fā)明的成型模具。全部發(fā)明主題的優(yōu)選改進(jìn)和設(shè)計(jì)都類似地既來自于從屬權(quán)利要求，又來自于后續(xù)介紹。
[0008]本發(fā)明的方法用于在與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具如特別是深沖模具中使得板材材料成型，且可以在成型過程期間有針對(duì)性地局部地影響材料流，其特征在于，利用至少一個(gè)安裝在成型模具中的傳感器來檢測(cè)進(jìn)而監(jiān)視成型過程，在識(shí)別到關(guān)鍵狀態(tài)時(shí)在成型模具中的至少一個(gè)規(guī)定的位置引入板材材料的有針對(duì)性的分割線，以便由此在后續(xù)成型過程期間能實(shí)現(xiàn)局部增強(qiáng)的材料流。
[0009]材料流(物料流)系指待成型的板材材料相對(duì)于模具工作面的相對(duì)移動(dòng)。較小的材料流的特點(diǎn)是，相對(duì)移動(dòng)的程度小，和/或相對(duì)移動(dòng)的移動(dòng)速度小，而較強(qiáng)的材料流的特點(diǎn)是，相對(duì)移動(dòng)的程度大，和/或相對(duì)移動(dòng)的移動(dòng)速度大。視觀察方式而定，局部的材料流系指在成型模具的某個(gè)區(qū)域內(nèi)或者在板材材料的某個(gè)區(qū)段(例如板材成型件)中的材料流。
[0010]本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)根據(jù)需要在成型過程期間局部地增強(qiáng)成型模具內(nèi)部的材料流。由此可以實(shí)現(xiàn)在成型過程期間并非從外面而是從內(nèi)部(在一定程度上，在所用板材板坯的內(nèi)部區(qū)域中)影響成型模具中的材料流。利用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)各種不同的目的，比如避免板材材料中的裂紋和折皺、防止板材材料的不允許的板材變薄、避免在板材材料中出現(xiàn)邊緣后傾或者無后傾邊緣地形成設(shè)計(jì)邊緣等等。本發(fā)明特別適合于制造復(fù)雜形狀的優(yōu)選帶有難以成型的設(shè)計(jì)部件的板材部分。所述板材部分例如是車身板材構(gòu)件，其例如帶有至少一個(gè)成型的增強(qiáng)邊緣和/或設(shè)計(jì)邊緣。本發(fā)明也可以有助于減少對(duì)于制造板材成型件必需的加工步驟(拉深工序)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，利用至少一個(gè)安裝在成型模具中或上的傳感器對(duì)成型過程進(jìn)行檢測(cè)，其中，這種傳感器例如也可以設(shè)置在壓力機(jī)側(cè)。傳感器尤其是一種接觸性的或非接觸性的安裝在合適位置的感測(cè)器或測(cè)量參數(shù)接受器。優(yōu)選規(guī)定，該傳感器朝向待成型的板材材料，由此檢測(cè)板材材料的成型過程。這意味著,借助于傳感器通過對(duì)板材材料的直接“觀察”對(duì)成型過程進(jìn)行檢測(cè)。
[0012]傳感器例如是用于檢測(cè)(板材材料的)板材厚度的傳感器，或者是用于檢測(cè)(在成型模具中的)板材移動(dòng)如特別是(例如在減載孔的切割邊緣處的)板材邊緣前傾的傳感器。傳感器也可以是攝像機(jī)。借助于利用傳感器檢測(cè)的值(測(cè)量值)，可以對(duì)成型過程進(jìn)行監(jiān)視。為此，特別是設(shè)置有基于計(jì)算機(jī)的帶有合適的軟件的控制機(jī)構(gòu)，借助于所述軟件，在識(shí)別到關(guān)鍵狀態(tài)時(shí)，也可以自動(dòng)地引起分割過程。
[0013]優(yōu)選地規(guī)定，板材材料的分割線在以后的沖裁件(例如車窗沖裁件、車門沖裁件、活動(dòng)車頂沖裁件)的區(qū)域中產(chǎn)生，或者在對(duì)接結(jié)構(gòu)(對(duì)接結(jié)構(gòu)尤其是板材成型件的既不屬于板材構(gòu)件又不屬于凸緣的區(qū)段)的區(qū)域中產(chǎn)生。特別優(yōu)選地規(guī)定，對(duì)板材材料的分割在沖裁件或?qū)咏Y(jié)構(gòu)(Ankonstruktion)中在兩個(gè)減載孔之間進(jìn)行。
[0014]可以借助于安裝在成型模具中的分割裝置在成型模具中的規(guī)定位置對(duì)板材材料進(jìn)行分割。優(yōu)選地規(guī)定，將板材材料切槽(或者在板材材料上開設(shè)出切槽)，隨后產(chǎn)生裂紋且裂紋擴(kuò)展，由此產(chǎn)生板材材料的分割線。借助于分割裝置開設(shè)的切槽因而根據(jù)公知的規(guī)律用于引起裂紋。通過切槽設(shè)計(jì)和切槽走向可以預(yù)先規(guī)定裂紋走向。也可以規(guī)定，切割板材材料(或者在板材材料上開設(shè)出切口)，由此產(chǎn)生板材材料的分割線。在板材材料上開設(shè)出的切口之切口端部會(huì)出現(xiàn)規(guī)定的裂紋擴(kuò)展。也可以把所述的兩種做法(切槽和切口)相互組合起來。由于在板材材料上存在有應(yīng)力，在操縱分割裝置時(shí)也可能會(huì)出現(xiàn)板材材料自然裂開(或破裂)。
[0015]本發(fā)明的分割裝置用于在成型過程期間在成型模具中引入板材材料的有針對(duì)性的分割線，該分割裝置包括至少一個(gè)切槽和/或切割部件和至少一個(gè)用于對(duì)切槽和/或切割部件進(jìn)行操縱特別是施加力的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在識(shí)別到關(guān)鍵狀態(tài)時(shí)，就可以激活驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便借助切槽和/或切割部件有針對(duì)性地分割板材材料。對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的激活可以通過控制機(jī)構(gòu)來引起。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)例如可以是在操縱時(shí)刻預(yù)壓緊的(機(jī)械、液壓或氣動(dòng)類型的)彈性機(jī)構(gòu)，或者是液壓的、氣動(dòng)的、電磁的或壓電的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明的與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的分割裝置。本發(fā)明的成型模具可以具有多個(gè)相同地或不同地設(shè)計(jì)的可獨(dú)立地根據(jù)需要被操縱的分割裝置。此外優(yōu)選地規(guī)定，本發(fā)明的成型模具具有至少一個(gè)傳感器，用于檢測(cè)板材移動(dòng)比如板材邊緣前傾。為此，傳感器可以例如從垂直方向(垂直于板材平面)觀察板材材料特別是邊緣(例如減載孔處的內(nèi)部切割邊緣)。特別地規(guī)定，該傳感器或板材邊緣前傾傳感器基于激光束掃描。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面示范性地以不受限的方式參照示意圖詳述本發(fā)明。然而，圖中所示的和/或下面介紹的特征可以是本發(fā)明的共用特征，而獨(dú)立于具體的特征組合。
[0018]圖1所示為按照本發(fā)明制造的板材成型件的俯視圖；
圖2所示為用于制造圖1的板材成型件的根據(jù)本發(fā)明的成型模具的局部剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1示出由成型的板材材料110構(gòu)成的板材成型件100。該板材成型件100包括板材構(gòu)件120，其中，該板材構(gòu)件例如是用于汽車車身的外皮部分(車門外板)。板材構(gòu)件120被凸緣130包圍，該凸緣在后續(xù)的切割過程中被切割掉。板材構(gòu)件120具有車窗沖裁件140，該車窗沖裁件也在后續(xù)的切割過程中被切割掉。用161和162表示兩個(gè)設(shè)置在車窗沖裁件140內(nèi)部的減載孔。用150表示在板材構(gòu)件120中的設(shè)置在車窗下邊緣下方的增強(qiáng)邊緣和/或設(shè)計(jì)邊緣。
[0020]在成型模具中或者有時(shí)也在多個(gè)相互鏈接的模具(拉深工序)中對(duì)作為板材板坯提供的板材原材料進(jìn)行成型，由此來制造板材成型件100，其中，該成型模具尤其是深沖模具。例如設(shè)計(jì)邊緣150的造型在此表明是關(guān)鍵的，因?yàn)樵诔尚瓦^程期間在板材材料110上在該設(shè)計(jì)邊緣150的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生裂紋、折皺、板材變薄和/或邊緣后傾(Nachlaufkante)。
[0021]本發(fā)明因此規(guī)定，在設(shè)計(jì)邊緣150的區(qū)域中用至少一個(gè)安裝在成型模具中的傳感器實(shí)時(shí)地檢測(cè)在成型模具中發(fā)生的成型過程，且在識(shí)別到關(guān)鍵的狀態(tài)時(shí)在成型模具中于規(guī)定的位置對(duì)板材材料110進(jìn)行有針對(duì)性的分割，以便由此在另一成型過程期間能局部地實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的材料流。
[0022]傳感器例如可以是在減載孔161和/或162處用于檢測(cè)朝向設(shè)計(jì)邊緣150的板材邊緣前傾的傳感器(見附圖標(biāo)記400)。如果板材邊緣前傾處于關(guān)鍵值，則可以在后續(xù)成型過程中在減載孔161和162之間對(duì)板材材料110進(jìn)行時(shí)間準(zhǔn)確的有針對(duì)性的(即有意地實(shí)施的)分割，由此實(shí)現(xiàn)朝向設(shè)計(jì)邊緣150的較強(qiáng)的材料流。在圖1中用T表示板材材料110的有針對(duì)性的分割線，其中，該分割線可以是切口和/或裂紋。
[0023]利用設(shè)置在成型模具中的分割裝置在規(guī)定的位置(其中，圖1中所示的位置僅僅是示范性的)對(duì)板材材料Iio進(jìn)行有針對(duì)性的分割。圖2示出成型模具200，其帶有模具上部210、模具下部220和設(shè)置在模具下部220中的分割裝置300。分割裝置300包括例如由陶瓷或硬金屬構(gòu)成的切槽和/或切割部件310和用于觸動(dòng)該切槽和/或切割部件310的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)320。用330表示減振和彈性部件，用于減輕撞擊和使得切槽和/或切割部件310復(fù)位。
[0024]如果由未示出的控制裝置借助由傳感器400檢測(cè)的值識(shí)別出關(guān)鍵狀態(tài)，就對(duì)分割裝置300的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)320進(jìn)行激活，然后以預(yù)定的力在規(guī)定的位置把楔形地進(jìn)而尖銳邊緣地構(gòu)造的切槽和/或切割部件310頂壓到板材材料110上。視所希望的做法而定，這里可以在板材材料110上開設(shè)出切槽或切口。在板材材料110上開設(shè)的切槽由于所產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)而導(dǎo)致裂紋和裂紋擴(kuò)展，當(dāng)裂紋T到達(dá)減載孔161和162時(shí)，所述裂紋擴(kuò)展結(jié)束。所述做法也可以在沒有減載孔161和162的情況下通過較小的變型來實(shí)現(xiàn)，從而本發(fā)明有時(shí)可以實(shí)現(xiàn)省去減載孔。
[0025]對(duì)于切槽和/或切割部件310來說，特別是當(dāng)它是切槽部件時(shí)，并未設(shè)置對(duì)應(yīng)的配合切槽部件或配合切割部件。由此使得分割裝置300有別于已知的切割裝置，已知的切割裝置通常包括刀具和與刀具對(duì)應(yīng)的切割底模(Schneidmatrize )。
[0026]一種優(yōu)選的方案規(guī)定，板材材料110在規(guī)定的分割線T的區(qū)段上經(jīng)受規(guī)定的板材變薄，必要時(shí)隨之進(jìn)行冷作硬化(Kaltverfestigung),然后借助也秀鈍的切槽和/或切割部件310有針對(duì)性地施加力F，由此使得板材材料110在該區(qū)域斷裂或裂開。
[0027]這些附圖僅僅是示范性的，它們示出了本發(fā)明的一個(gè)可能的應(yīng)用范例。在很多方面都有利的本發(fā)明提出了一種用于在待制造的板材成型件的內(nèi)部在成型期間或者在造型期間主動(dòng)地局部地影響材料流的新方案，這例如能實(shí)現(xiàn)特別是在設(shè)計(jì)部件的區(qū)域精確地形成給定幾何形狀、避免邊緣后傾、避免不確定的裂紋和/或折皺、避免縮窄部分、使得板材均勻地變薄、提高構(gòu)件表面質(zhì)量、防止在成型模具中發(fā)生邊緣游移(和由此有關(guān)地產(chǎn)生邊緣后傾)等等。
[0028]附圖標(biāo)記清單 100 板材成型件 110 板材材料 120 板材構(gòu)件 130 凸緣
140 沖裁件 150 設(shè)計(jì)邊緣
161減載孔
162減載孔 200 成型模具 210 模具上部 220 模具下部 300 分割裝置
310 切槽和/或切割部件 320 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 330 減振和/或彈性部件 400 傳感器 F 力
T 分割線(裂紋和/或切口)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具(200)如特別是深沖模具中使得板材材料(110)成型的方法，該方法可以在成型過程期間有針對(duì)性地局部地影響材料流，其特征在于，利用至少一個(gè)安裝在成型模具(200)中的傳感器(400)來檢測(cè)進(jìn)而監(jiān)視成型過程，在識(shí)別到關(guān)鍵狀態(tài)時(shí)在成型模具(200)中的至少一個(gè)規(guī)定的位置引入板材材料(110)的有針對(duì)性的分割線(T)，以便由此在后續(xù)成型過程期間能實(shí)現(xiàn)局部增強(qiáng)的材料流。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，傳感器(400)是用于檢測(cè)板材厚度的傳感器，或者是用于檢測(cè)板材移動(dòng)的傳感器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，板材材料(110)的分割線(T)在以后的沖裁件(140)的區(qū)域中產(chǎn)生，或者在對(duì)接結(jié)構(gòu)的區(qū)域中產(chǎn)生。
4.如前述權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將板材材料(110)切槽，隨后產(chǎn)生裂紋且裂紋擴(kuò)展，由此產(chǎn)生板材材料(110)的分割線(T)。
5.如前述權(quán)利要求廣3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，切割板材材料(110)，由此產(chǎn)生板材材料(110)的分割線(T)。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，板材材料(110)的分割線(T)用于避免板材材料(110)裂開、避免在板材材料(110)中形成折皺、避免板材材料(110)的不允許的板材變薄和/或避免在板材材料(Iio)中產(chǎn)生后傾邊緣。
7.一種用于在成型過程期間在成型模具(200)中引入板材材料(110)的有針對(duì)性的分割線(T)的分割裝置(300)，該分割裝置包括至少一個(gè)切槽和/或切割部件(310)和至少一個(gè)用于對(duì)切槽和/或切割部件(310)進(jìn)行操縱的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(320)。
8.如權(quán)利要求7所述的分割裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(320)是彈性機(jī)構(gòu)，或者是液壓的、氣動(dòng)的、電磁的或壓電的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
9.一種特別是用來實(shí)施根據(jù)前述權(quán)利要求1飛中任一項(xiàng)的方法的用于使得板材材料(110)成型的與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具(200)，該成型模具包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求7或8的分割裝置(300)。
10.如權(quán)利要求9所述的與壓力機(jī)有關(guān)的成型模具，其特征在于，該成型模具具有至少一個(gè)用于檢測(cè)待成型的板材材料(110)的板材移動(dòng)的傳感器(400 )。
【文檔編號(hào)】B21D22/20GK103962433SQ201410043204
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月1日
【發(fā)明者】H.瓦爾特爾, R.諾伊格鮑爾, S.波爾斯特, M.納格爾 申請(qǐng)人:大眾汽車有限公司, 弗勞恩霍弗實(shí)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)