專利名稱：制造半殼部件的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用深沖模和深拉模制造半殼部件的方法。本發(fā)明同樣涉及一種用于制造半殼部件的具有深沖模和深拉模的裝置，以及一種可以利用所述方法制造的半殼部件。
背景技術(shù)：
在汽車制造中，作為結(jié)構(gòu)元件通常使用閉合的或開放的空心型材。這樣的型材主要由半殼部件組合構(gòu)成，半殼部件的橫截面和材料厚度特異地與各種使用情況相匹配。為制造半殼部件通常需要對(duì)板坯進(jìn)行深沖處理。在深沖處理期間不可避免地將應(yīng)力引入半殼部件，該應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致成型之后的回彈。然而，半殼部件的回彈例如使半殼部件在深拉模中的精確定位困難化，該精確定位用于將半殼部件焊接成一個(gè)閉合的型材。 在文獻(xiàn)DE102007059251A1提出了，在第一裝置中首先由板坯預(yù)成型制造出板狀毛坯，該板狀毛坯在底部區(qū)段相對(duì)于待制造的半殼部件具有剩余材料。接著，將該板狀毛坯在另一裝置中最終成型制造出半殼部件，其中，將在底部區(qū)段中存在的剩余材料推擠進(jìn)板狀毛坯的其它區(qū)段。由此降低了回彈的程度。然而，以這樣的方式，為得到預(yù)期的半殼部件，需要兩個(gè)裝置和兩個(gè)工作步驟。此外，由文獻(xiàn)DE19853130A1已知一個(gè)方法，利用該方法能夠使半殼部件的存在凸形和凹形結(jié)構(gòu)的部分區(qū)段以改進(jìn)的質(zhì)量進(jìn)行深沖處理。為此，在深拉模中設(shè)置有彈力負(fù)載的擋板。在深沖模的退回運(yùn)動(dòng)中，首先使板坯的位于深沖模和擋板的相應(yīng)表面之間的相關(guān)部分區(qū)段進(jìn)行成型處理，然后對(duì)板坯整體進(jìn)行深沖處理。在此，剩余材料應(yīng)該在一定的區(qū)域內(nèi)加以避免。已知的方法僅實(shí)現(xiàn)了，對(duì)半殼部件的部分區(qū)段的形狀精確度加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
由上述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于過(guò)程安全地且廉價(jià)地制造高度尺寸精確的半殼部件的方法和裝置。同樣，還提供了一種半殼部件，由該半殼部件可以以較小成本制造閉合或開放式的空心型材。就方法而言，根據(jù)本發(fā)明的原理，由此實(shí)現(xiàn)了該目的，即，為制造半殼部件，使用深沖模和深拉模，而且，在單一工作步驟中使深沖模駛?cè)肷罾?，將板坯預(yù)成型為帶有至少一個(gè)底部區(qū)段、至少一個(gè)邊框區(qū)段以及可選地帶有凸緣區(qū)段的板狀毛坯，其中，在用深沖模預(yù)成型期間將剩余材料帶入板狀毛坯的底部區(qū)段和邊框區(qū)段中或帶入可選的凸緣區(qū)段中，并將板狀毛坯最終成型并校正為半殼部件。預(yù)成型和/或最終成型可以作為冷成型或熱成型步驟來(lái)進(jìn)行。對(duì)于熱成型，由鋼構(gòu)成的板坯通常被加熱至高于Acl的、優(yōu)選高于Ac3的溫度，并進(jìn)行成型。在熱成型期間預(yù)期會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)變化為奧氏體的過(guò)程，以便充分利用該結(jié)構(gòu)的良好成型能力，并接著進(jìn)行淬火，例如通過(guò)將奧氏體轉(zhuǎn)化為馬氏體或其它結(jié)構(gòu)。因此，在制造無(wú)凸緣半殼部件時(shí)在底部區(qū)段以及在邊框區(qū)段中，或在制造帶凸緣半殼部件時(shí)在板狀毛坯的可選的凸緣區(qū)段中，比在半殼部件相應(yīng)的區(qū)域中有更多的材料。該剩余材料可以在最終成型和校正期間被擠入其它區(qū)段，這一點(diǎn)對(duì)于整個(gè)半殼部件誘導(dǎo)出了壓應(yīng)力，該壓應(yīng)力位于塑性區(qū)域，并由此降低或壓制深沖后的回彈。由此，本發(fā)明的方法導(dǎo)致這樣的半殼部件，其特征在于較高的尺寸精確性，也就是說(shuō)具有較小的公差。在本發(fā)明方法的第一設(shè)計(jì)方案中，設(shè)置了深沖模的用途，其具有至少一個(gè)在深拉方向上前凸定位的底部沖模以及一個(gè)相應(yīng)的底部沖模容納部。用設(shè)置在前凸位置上的底部沖模在板狀毛坯預(yù)成型期間將剩余材料引入板狀毛坯的底部區(qū)段和邊框區(qū)段，或者引入可選的凸緣區(qū)段。以這樣的至少兩件式的深沖模可以以過(guò)程安全的方式在預(yù)成型期間在板狀毛坯中形成剩余材料。此外，具有前凸定位的底部沖模的深沖模的制造可以以較小的開支和成本進(jìn)行。
本方法的另一設(shè)計(jì)方案提供了，一旦底部沖模被置于倚靠深拉模的板狀毛坯上，就通過(guò)將底部沖模駛?cè)氲撞繘_模容納部中而對(duì)板狀毛坯進(jìn)行最終成型和校正。由此，使板狀毛坯能夠被底部沖模以特別簡(jiǎn)單的方式固定在深拉模上，從而在最終成型和校正過(guò)程中能夠防止預(yù)成型的板狀毛坯發(fā)生滑動(dòng)。此外，通過(guò)將底部沖模置于倚靠于深拉模的板狀毛坯上，可以在最終成型和校正的極早階段對(duì)材料流進(jìn)行有針對(duì)性地控制，從而能夠提供無(wú)回彈的半殼部件。本方法可以進(jìn)一步由此構(gòu)成，S卩，在單一工作步驟中對(duì)板狀毛坯進(jìn)行切邊。一方面，高度尺寸精確的、經(jīng)切邊的半殼部件的制造在單一工序中以盡可能更短的周期實(shí)現(xiàn)。另一方面，可以使用單一裝置。結(jié)果，本方法可以獲得更大的經(jīng)濟(jì)性。板狀毛坯優(yōu)選通過(guò)使用設(shè)置在深沖模上的切邊進(jìn)行切邊處理。切邊在此可以在深沖模上自身形成。然而，作為替代可以設(shè)置切板，使該切板特別也是可動(dòng)地固定在深沖模上，并且該切板具有切邊。通過(guò)使用單獨(dú)的切板，在此需要考慮這樣的情況，即，切邊和深沖模的剩余區(qū)域發(fā)生了不同的磨損。另一設(shè)計(jì)方案提供了，同時(shí)通過(guò)將底部沖模設(shè)置在倚靠于深拉模的板狀毛坯上，使切邊與板狀毛坯形成接觸。由此，當(dāng)預(yù)成型很大程度上結(jié)束時(shí)，切邊與板狀毛坯形成接觸。然后，用該切邊將其它材料流擠入深拉?；蛘咴俅螌⑵鋸纳罾Ｖ袛D出。此外，通過(guò)在預(yù)成型期間引入剩余材料，可使切邊與板狀毛坯的一部分區(qū)段形成接觸，該接觸多數(shù)情況下減輕了尚且存在的很小的拉應(yīng)力，從而使板狀毛坯元件能夠在精確限定的位置上與邊角料相分離。本發(fā)明的方法還可以由此構(gòu)成，即，在最終成型和校正期間，將剩余材料從板狀毛坯的底部區(qū)段壓入板狀毛坯的邊框區(qū)段和/或可選的凸緣區(qū)段中。由此不會(huì)發(fā)生僅在這樣的區(qū)域(剩余材料在預(yù)成型期間引入該區(qū)域)內(nèi)的擠壓，而會(huì)在發(fā)生在鄰接的邊框區(qū)段和/或可選的凸緣區(qū)段上發(fā)生擠壓，從而使半殼部件的尺寸精確性整體上能夠進(jìn)一步得到改
盡
口 ο待制造的半殼部件的尺寸精確性可以在本方法的另一設(shè)計(jì)方案中由此得到提高，即，通過(guò)使用頂鍛面將板狀毛坯頂鍛出邊框區(qū)段，優(yōu)選頂鍛出底部區(qū)段。通過(guò)頂鍛，可以使隨著深沖發(fā)生的非預(yù)期的不均勻應(yīng)力和延伸分布疊加，并由此有意地進(jìn)行調(diào)整，從而使這樣的半殼部件不會(huì)發(fā)生非預(yù)期的回彈。特別是通過(guò)經(jīng)整個(gè)橫截面長(zhǎng)度的頂鍛，可以制造出半殼部件，其在所有區(qū)段都具有高度的尺寸精確性。
為此目的，優(yōu)選使用連接于切邊的頂鍛面，從而通過(guò)該頂鍛面同時(shí)能夠使板狀毛坯的切削面進(jìn)行平整處理。特別是，當(dāng)板狀毛坯的邊框區(qū)段受到頂鍛處理時(shí)，該邊框區(qū)段在例如制造帶凸緣的半殼部件時(shí)不直接連接于切面，那么還可以將切邊和頂鍛面分離設(shè)置。本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案設(shè)置了，板坯至少在預(yù)成型開始時(shí)用夾具加以固定。在深沖處理期間的褶皺生成，特別是對(duì)于薄板坯，可以由此盡可能加以避免。此外，通過(guò)夾具，可以對(duì)深拉模中的材料流有意地加以控制。在本方法的擴(kuò)展方案中，制造了無(wú)凸緣的半殼部件。無(wú)凸緣半殼部件可以以工字接頭的形式連接成一個(gè)閉合的空心型材，該空心型材不具有礙事的、前凸的區(qū)段。此外，可以以該方式實(shí)現(xiàn)重量的節(jié)省。然而，作為替代，還可以制造帶凸緣的半殼部件。用凸緣提供了一個(gè)平面，以該平
面，半殼部件例如可以簡(jiǎn)單地焊接在平面構(gòu)件上。進(jìn)一步，可以以該凸緣提供足夠大的表面，用以將半殼部件與其它構(gòu)件粘接在一起。根據(jù)本發(fā)明的第二原理，前述目的通過(guò)這樣的裝置實(shí)現(xiàn)，其具有深沖模、深拉模和將深沖模駛?cè)肷罾５墓ぞ?，其中，在深沖模和深拉模之間定位一個(gè)板坯，并用深沖模將板坯預(yù)成型為板狀毛坯，該深沖模具有將剩余材料引入板狀毛坯的底部區(qū)段和邊框區(qū)段中、或可選的凸緣區(qū)段中的工具，而且使板狀毛坯最終成型并校正成為半殼部件。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的裝置，在單個(gè)工具中使板坯成型為高度尺寸精確的半殼部件，由此實(shí)現(xiàn)顯著的成本節(jié)約。引入剩余材料的工具可以在深沖模成型的范圍內(nèi)采取其它器具。在此例如使用通過(guò)壓力介質(zhì)向前隆起的膜。該裝置的簡(jiǎn)單的第一設(shè)計(jì)方案設(shè)置了在深拉模方向上可前凸定位的底部沖模和相應(yīng)的底部沖模容納部，通過(guò)該底部沖模容納部可將剩余材料在板狀毛坯預(yù)成型期間引入。這樣的深沖模的制造僅需要較小成本，從而使這樣的裝置極為廉價(jià)。該裝置的又一設(shè)計(jì)方案提供了，設(shè)置有切邊工具，特別是至少一個(gè)設(shè)置在深沖模上的切邊。該設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了，憑借同一裝置進(jìn)行切邊處理，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的成本優(yōu)勢(shì)和時(shí)間節(jié)省。該裝置進(jìn)一步可以由此設(shè)計(jì)，即深拉模具有與深沖模的切邊相對(duì)應(yīng)的脫離部。在對(duì)板狀毛坯進(jìn)行切邊時(shí)，邊角料可以擠入脫離部中，從而得到特別平整的切削面。根據(jù)本裝置的另一設(shè)計(jì)方案，只要脫離部的深度至少對(duì)應(yīng)于待成型板坯的板坯厚度，就可以避免邊角料卡住，而使本發(fā)明的方法過(guò)程安全地實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了該裝置的擴(kuò)展方案，其中，深拉模具有入口輪廓，特別是入口倒圓角，使材料便于流入到深拉模中。入口輪廓具有這樣的優(yōu)勢(shì)，即，它會(huì)在放置過(guò)程中導(dǎo)致切邊的自身定心。入口倒圓角在此優(yōu)選與脫離部相對(duì)應(yīng)。該裝置的另一設(shè)計(jì)方案提供了，切邊在深沖模的完全駛?cè)肷罾５奈恢蒙稀⒃谏罾较蛏吓c在深拉模上的、特別是在脫離部上設(shè)置的反切邊間隔設(shè)置，或者以與反切邊同樣的高度設(shè)置。由此使板狀毛坯的壓力負(fù)載盡可能得到避免，S卩，使脫離部的反切邊也以與深沖模的切邊同樣的高度進(jìn)行設(shè)置。以與切邊相似的方式在深拉模設(shè)置反切邊，或者在深拉模上形成可動(dòng)地固定的反切板。
通過(guò)在深沖方向上間隔的切邊，可以在最終成型和校正過(guò)程中使在位于深沖模和深拉模之間的空間中的板狀毛坯受到壓力負(fù)載，從而使板狀毛坯受到頂鍛處理。在深沖過(guò)程之后存在的非預(yù)期的不均勻的應(yīng)力和延伸分布可以以這種方式發(fā)生疊加，并且轉(zhuǎn)化為新的進(jìn)行調(diào)整的應(yīng)力，以壓制住半殼部件非預(yù)期的回彈，即，改善了半殼部件的尺寸精確性。經(jīng)整個(gè)橫截面進(jìn)行的頂鍛導(dǎo)致這樣的應(yīng)力狀態(tài)，該應(yīng)力狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致在半殼部件整個(gè)橫截面上的塑性流動(dòng)。本發(fā)明的另一擴(kuò)展方案提供了這樣的深沖模頂鍛面，該頂鍛面與切邊連接。以這種方式可以將板狀毛坯有意地在切面上進(jìn)行頂鍛，由此，能夠生成特別平整的切削面。在深沖期間，形成板狀毛坯的邊框區(qū)段和/或底部區(qū)段的板坯區(qū)段可以與反切邊形成接觸。然而，為了確保無(wú)瑕疵的材料流，可以在另一設(shè)計(jì)方案中形成倒圓角的反切邊結(jié)構(gòu)。用本發(fā)明的裝置和方法，可以制成半殼部件，其壁厚為W，而且其中，半殼部件的切削面的平整切割部分至少為壁厚W的三分之一。這樣的半殼部件可以在它的切面上與其它 構(gòu)件特別好地以工字接頭的形式焊接在一起。從根據(jù)本發(fā)明的方法描述中可以得到該裝置廣泛的有利特性。


憑借示出實(shí)施例的附圖，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。附圖中圖Ia-C用截面圖示出了處于不同狀態(tài)的本發(fā)明裝置的第一實(shí)施例；圖2用立體圖示出了用圖I所示的裝置制造的半殼部件的實(shí)施例；圖3用截面圖示出了圖2所示的半殼部件的區(qū)段邊沿以及相對(duì)比的現(xiàn)有技術(shù)的半殼部件的區(qū)段邊沿；圖4a_e用截面圖示出了處于不同狀態(tài)的本發(fā)明裝置的第二實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)；圖5a_c用截面圖示出了處于不同狀態(tài)的本發(fā)明裝置的第三實(shí)施例；圖6用立體圖示出了用圖5所示的裝置制造的半殼部件的實(shí)施例；圖7a_c用截面圖示出了處于不同狀態(tài)的本發(fā)明裝置的第四實(shí)施例；以及圖8用立體圖示出了用圖7所示的裝置制造的半殼部件的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在圖I中示出的裝置具有深沖模I，該深沖?？梢酝ㄟ^(guò)未示出的駛?cè)牍ぞ唏側(cè)肷罾?，其中，該駛?cè)牍ぞ呖梢赃M(jìn)入由圖Ia至Ic分別所示出的位置，從而由板坯17首先制成板狀毛坯5并接著由板狀毛坯5制成半殼部件3。深沖模I具有在板狀毛坯5的底部區(qū)段4中引入剩余材料的工具。該工具具有這樣的形狀，該形狀可以通過(guò)底部沖模6加以改變，該底部沖模設(shè)置為可以推入底部沖模容納部7中。底部沖模6的靠近深拉模2的邊沿8和9經(jīng)倒圓角處理,從而使板狀毛還5的板狀區(qū)段4的發(fā)生彎曲的風(fēng)險(xiǎn)降低。此外，在深沖模I上形成切邊10以及直接連接于其上的墩鍛面11。在此，墩鍛面11基本上標(biāo)準(zhǔn)地朝向深沖方向，S卩，與深沖模I到深拉模2中的駛?cè)敕较驅(qū)R。深拉模2具有帶有駛?cè)氲箞A角13的脫離部12，其階梯狀地過(guò)渡至深拉邊框區(qū)段16，該深拉邊框區(qū)段塑造出成品半殼部件3的邊框區(qū)段15，其中，形成有反切邊14。脫離部12的寬度和深度這樣進(jìn)行設(shè)置，即，對(duì)板坯17進(jìn)行深沖處理過(guò)程中不會(huì)受到反切邊14的阻礙。首先，對(duì)應(yīng)于圖Ia示出的狀態(tài)，在深沖模I和深拉模2之間設(shè)置板坯17。厚度為P的板坯17在此用夾具18固定在深拉模2上。底部沖模6位于在深拉模2的方向上的前凸位置并與板坯17進(jìn)行 接觸。未示出的駛?cè)牍ぞ呖梢詸C(jī)械地、氣動(dòng)地或液壓地形成，使用該駛?cè)牍ぞ邔⑸顩_模I和深拉模2引至圖Ib所示的位置。由此將板坯17預(yù)成型為板狀毛坯5，其具有邊框區(qū)段15和底部區(qū)段4。用這里未示出的鎖緊裝置，使底部沖模6在此鎖定在前凸位置。然而也可以考慮，例如通過(guò)液壓或氣動(dòng)氣缸或者彈簧在預(yù)成型期間將底部沖模6固定在前凸位置。板坯17被夾具18這樣固定在深拉模2上，從而一方面能夠?qū)Σ牧线M(jìn)行拉伸處理，而另一方面還防止板坯17的隆起以及避免由于隆起產(chǎn)生的褶皺生成。通過(guò)前凸的底部沖模6，形成了直至底部設(shè)定尺寸的垂度，S卩，將剩余材料引入板狀毛坯5的底部區(qū)段4中。在駛?cè)氲箞A角13的區(qū)域中，板狀毛坯5倚靠于脫離部12。底部沖模6以圖Ib所示的位置降落在貼靠于深拉模2的板狀毛坯5上。同時(shí)，深沖模I的切邊10與板狀毛還5形成接觸。在該位置，底部沖模6的鎖定解除，從而使底部沖模6在深沖模I進(jìn)一步駛?cè)肷罾?的過(guò)程中被推進(jìn)底部沖模容納部7中。在使用液壓或氣動(dòng)氣缸或彈簧的情況下，固定在前凸位置的底部沖模足以用于，使駛?cè)牍ぞ呖朔蓺飧谆驈椈僧a(chǎn)生的作用力。在深沖模I和深拉模2進(jìn)一步接近限定位置的過(guò)程中，通過(guò)切邊10在板狀毛坯5中生成局部應(yīng)力，從而生成裂縫并造成板狀毛坯5的切邊。邊角料19，即板坯17的不被使用的材料在此被推擠入深拉模2的脫離部12中。同時(shí)，如箭頭所示，在預(yù)成型過(guò)程中生成的剩余材料被底部區(qū)段4以及邊框區(qū)段15擠壓入整個(gè)板狀毛坯5中。由此，使通過(guò)對(duì)板坯17深沖而生成的邊框區(qū)段15中的應(yīng)力有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)整。因此用該裝置制成的半殼部件的回彈幅度非常小，并提高了半殼部件的尺寸精確性。在圖Ic所示出的位置上，深沖模I完全駛?cè)肷罾?。該深沖模處于下死點(diǎn)位置。深沖模I和深拉模2在此大體上形成了待制造的半殼部件的內(nèi)輪廓或外輪廓的負(fù)模。深沖模I的切邊10在此在深沖方向上與從屬于深拉模2的反切邊14間隔設(shè)置。由此可以在成型和校正過(guò)程中對(duì)邊框區(qū)段15進(jìn)行頂鍛處理。這一點(diǎn)同樣對(duì)于制成的、在圖2中示出的無(wú)凸緣的半殼部件3的高尺寸精確性有所貢獻(xiàn)，這種板殼部件的特征特別在于相對(duì)光滑的切削面20。如圖3a所示，鑒于本發(fā)明的半殼部件3的壁厚W，與現(xiàn)有技術(shù)的半殼部件(圖3b)相比，本發(fā)明的切削面20的平整切割部分多于三分之一。因此，所示出的半殼部件3能夠以簡(jiǎn)單的方式與另外的構(gòu)件，特別是與用相似的裝置制成的半殼部件以工字接頭焊接成一個(gè)閉合的空心型材。圖4示出了制造無(wú)凸緣半殼部件3'的裝置的替代實(shí)施例的截面圖。該裝置同樣具有帶有底部沖模6'的深沖模Γ和深拉模2'。然而，脫離部12'不呈階梯狀地過(guò)渡，而是以斜邊21'過(guò)渡至深拉邊框區(qū)段16'。
斜邊21'相對(duì)于階梯狀過(guò)渡具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即反切邊14'形成為鈍角。由此，可以降低該反切邊的磨損。此外，該反切邊可以更簡(jiǎn)單地制成。另一方面，階梯狀的過(guò)渡使在切邊過(guò)程中待推擠出的邊角料遭遇較少的阻力，并且降低了邊角料卡在裝置中的風(fēng)險(xiǎn)。此外，斜邊21'在切邊期間造成切邊10'的自身定心。此外，與在圖I中示出的裝置一樣，在深沖模Γ完全駛?cè)肷罾的位置上時(shí)，切邊10'在深沖方向上要深于反切邊14'(見圖4e)。因此，對(duì)于在圖4中示出的裝置，將半殼部件3,的整個(gè)橫截面進(jìn)行頂鍛處理，并過(guò)渡至塑性狀態(tài)。具有斜邊的脫離部以及階梯狀的脫離部都可以與切邊設(shè)置或反切邊設(shè)置相結(jié)合，其中，在深沖模完全駛?cè)肷罾５奈恢蒙蠒r(shí)，切邊和反切邊處于至少同樣高度。鑒于板坯17'經(jīng)板狀毛坯5'變?yōu)榘霘げ考?'的變形過(guò)程，需要注意對(duì)于圖I的解釋。
最后，圖5示出了本發(fā)明的裝置的一個(gè)實(shí)施例，用該裝置可以制成帶凸緣的半殼部件3"。與前述裝置相同，在圖5示出的裝置中也具有帶有底部沖模6"的深沖模I"，該深沖模還包括凸緣成型沖模33"。深拉模2"具有形成板狀毛坯5"的底部區(qū)段4"的深拉底部區(qū)段22"、具有形成板狀毛坯5"的邊框區(qū)段14"的深拉邊框區(qū)段16"、還具有形成板狀毛坯5"的凸緣區(qū)段23"的深拉凸緣區(qū)段24"。在此，在深拉凸緣區(qū)段24"和深拉邊框區(qū)段16"之間的過(guò)渡區(qū)25"具有駛?cè)氲箞A角或拉伸半徑。以相應(yīng)的方式，底部沖模6"包括底部區(qū)段26"和底部沖模邊框區(qū)段27"，而凸緣成型沖模33"包括帶有切邊10"的凸緣成型沖模區(qū)段28"。該切邊10"在深拉模2"一側(cè)對(duì)應(yīng)于大尺寸的斜邊21"，該斜邊實(shí)現(xiàn)了切邊10"的自身定心。如圖5a所示，為制造帶凸緣的半殼部件3"，首先將板坯17"設(shè)置在深沖模I "和深拉模2"之間。在此，深沖模I"的底部沖模6"位于于深拉模2"方向上的前凸位置上。板坯17"通過(guò)夾具18"在深拉模凸緣區(qū)段24"之外固定在深拉件2"上。深拉模2"的反固定區(qū)段30"(相對(duì)于該反固定區(qū)段用夾具18"固定住板坯17")在此相對(duì)于深拉凸緣區(qū)段24"進(jìn)一步從深拉底部區(qū)段22"上去除。通過(guò)使深沖模I "駛?cè)肷罾? "，首先使板狀毛坯5 "預(yù)成型，其中，在板狀毛坯5"的凸緣區(qū)段23"中生成剩余材料(見圖5b)。板狀毛坯5"的凸緣區(qū)段23"通過(guò)深拉模凸緣區(qū)段24"和反固定區(qū)段30"的錯(cuò)置平面在對(duì)板坯進(jìn)行深拉時(shí)進(jìn)行凸?fàn)钜约鞍紶钫蹚?。同時(shí)，隨著將底部沖模6"安放在倚靠于深拉模底部區(qū)段22"的板狀毛坯5"上，使切邊10"與板狀毛坯5"形成接觸。在將底部沖模6"安放在板狀毛坯5"上之后，僅有凸緣成型沖模33"仍然在深拉模2"方向上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而板狀毛坯5"被切邊、成型、校正成為具有切邊10"的凸緣帶半殼部件3"。在圖5c中所示出的深沖模I"完全駛?cè)肷罾?"的位置上可以看出，凸緣成型沖模區(qū)段28"形成為深拉模凸緣區(qū)段24"的抵消輪廓(Offsetkontur)。該抵消部分具有這樣的板坯17"的厚度P"值，從而通過(guò)凸緣區(qū)段23"的剩余材料而對(duì)該凸緣區(qū)段進(jìn)行頂鍛處理。在深沖模底部區(qū)段26"和深拉模底部區(qū)段22"之間的抵消部分對(duì)應(yīng)于板坯17"的厚度P"。在深拉模邊框區(qū)段16"和深沖模邊框區(qū)段27"之間，抵消部分以在圖5a-c中未示出的深沖縫隙得到提高，以在成型和校正期間實(shí)現(xiàn)板狀毛坯5"的不同區(qū)段之間的材料流通。用該裝置由此可以制造出例如高度尺寸精確的、經(jīng)切邊的半殼部件3"，該半殼部件在圖6中以立體圖示出。
圖7示出了本發(fā)明的裝置的實(shí)施例的另一變體，用該變體可以制造無(wú)凸緣的半殼部件3"，的另一形式，如在圖8中用立體圖所示。與圖5a_c所示的裝置的唯一區(qū)別在于，凸緣成型沖模33"，在側(cè)面具有帶有切邊10"'的凹槽，從而在對(duì)板狀毛坯5"'進(jìn)行切邊之后，通過(guò)裝置進(jìn)一步駛?cè)?，使板狀毛?"'的末端區(qū)段引入凹槽。無(wú)凸緣的半殼部件3"'最終成型和校正。無(wú)凸緣和帶凸緣的半殼部件3、3'、3"、3"'的尺寸精確性由此得到促進(jìn)，即通過(guò)墩鍛使整個(gè)截面轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)，并且能夠?qū)?yīng)力有意地進(jìn)行調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種利用深沖模(1、廣、1"、1"')和深拉模(2、2'、2"、2"')制造半殼部件的方法，其特征在于，在單一步驟中使深沖模(1、1'、1"、1"')駛?cè)肷罾?2、2'、2"、2"')，將板坯(17、17'、17"、17"')預(yù)成型為板狀毛坯(5、5'、5"、5"')，所述板狀毛坯具有至少一個(gè)底部區(qū)段(4、4'、4"、4"')、至少一個(gè)邊框區(qū)段(15、15'、15"、15"')以及可選具有凸緣區(qū)段(23"、23"')，其中，在用深沖模(1、Γ、1"、1"')進(jìn)行預(yù)成型期間，在板狀毛坯(5、5'、5"、5"')的底部區(qū)段(4、4'、4"、4"')和邊框區(qū)段(14、14'、14"、14"')或可選的凸緣區(qū)段(23")中引入剩余材料，并將板狀毛坯(5、5'、5"、5"')最終成型并校正成為半殼部件(3、3'、3"、3"')。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，使用深沖模(1、Γ、1"、1"’ )，所述深沖模具有至少一個(gè)在深拉模(2、2'、2"、2"，)方向上前凸定位的底部沖模(6、6'、6"、6"')，用該設(shè)置在前凸位置上的底部沖模(6、6'、6"、6"')、在對(duì)板狀毛坯(5、5'、5"、5"')預(yù)成型期間，將剩余材料引入板狀毛坯(5、5'、5"、5"')的底部區(qū)段(4、4'、4"、4" / )和邊框區(qū)段(15、15'、15"、15" / )和/或可選的凸緣區(qū)段(23 "、23" ’ )中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，只要底部沖模(6、6'、6"、6"')被置于倚靠在深拉模(2、2'、2"、2"')上的板狀毛坯(5、5'、5"、5"')上，就通過(guò)將底部沖模(6、6'、6"、6"')駛?cè)氲撞繘_模容納部(7、7'、7"、7"')中而對(duì)板狀毛坯(5、5'、5"、5"')進(jìn)行最終成型和校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在單一步驟中對(duì)板狀毛坯(5、5'、5"、5"')進(jìn)行切邊處理，優(yōu)選通過(guò)使用設(shè)置在深沖模(1、廣、1"、1"')上的切邊(10、10' 、10" 、10"')。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，同時(shí)通過(guò)將底部沖模(6、6/、6"、6"')放置在倚靠于深拉模(2、2'、2"、2"')的板狀毛坯(5、5'、5"、5"')上，使切邊(10、10'、10"、10"')與板狀毛坯(5、5'、5"、5"')形成接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在最終成型和校正期間，將剩余材料從板狀毛坯(5、5'、5"、5"')的底部區(qū)段(4、4'、4"、4"')壓入到板狀毛坯(5、5'、5"、5"')的邊框區(qū)段(15、15'、15"、15"')中。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)使用頂鍛面(11、1Γ、11"')，特別通過(guò)使用與切邊(10)形成連接的頂鍛面(11)，將板狀毛坯(5、5'、5"、5"')至少頂鍛出邊框區(qū)段(15、15〃、15"')，優(yōu)選頂鍛出底部區(qū)段(4、4〃、4" ' λ
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述板坯(17、17'、17"、17"')至少在預(yù)成型開始時(shí)用夾具(18、18'、18"、18"')進(jìn)行固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，由板狀毛坯(5、5'、5"、5"')制成無(wú)凸緣的半殼部件(3、3'、3"')和帶凸緣的半殼部件(3〃)。
10.一種用根據(jù)權(quán)利要求I至9的任意一項(xiàng)所述的方法制造半殼部件的裝置，所述裝置具有深沖模(1、1'、1"、1"')和深拉模(2、2'、2"、2"')，其特征在于，所述裝置具有使深沖模(1、1'、1"、1"')駛?cè)肷罾?2、2'、2"、2"')中的工具，其中，在深沖模(1、廣、1"、1"')和深拉模(2、2'、2"、2"')之間定位有板坯(17、17'、17"、.17"')，所述板坯能夠用深沖模預(yù)成型為板狀毛坯(5、5'、5"、5"')，所述深沖模(I、I'、1"、1" / )具有這樣的工具，用該工具將剩余材料引入板狀毛坯(5、5'、5"、5"，)的底部區(qū)段(4、4'、4"、4"')和邊框區(qū)段(15、15'、15"、15"')或可選的凸緣區(qū)段(23〃、23"')中，而且，用深沖模(1、廣、1"、1"')能夠使板狀毛坯(5、5'、5"、5"')最終成型并校正成為半殼部件(3、3'、3"、3"')。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述深沖模(1、1'、1"、1"，)具有至少一個(gè)在深拉模(2、2'、2"、2" / )方向上前凸定位的底部沖模(6、6'、6"、6" / )，并可選地具有相應(yīng)的底部沖模容納部(7、7'、7"、7",)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于，設(shè)置有切邊工具，特別是至少一個(gè)設(shè)置在深沖模(1、1'、1"、1"')上的切邊(10、10'、10"、10"')。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述深拉模(2、2'、2"、2"')具有至少一個(gè)與深沖模(1、1'、1"、1"')的切邊(10、10'、10"、10"')相對(duì)應(yīng)的的脫離部(12、12' 、12" 、12"')。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述脫離部(12、12'、12"、12"')的深度(Τ、Τ,、Τ"、Τ"')至少對(duì)應(yīng)于待成型板坯(17、17'、17"、17"')的板坯厚度(P、P'、Ρ"、Ρ" ’ )。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的裝置，其特征在于，所述深拉模(2、2'、2"、2"')具有入口倒圓角，特別是設(shè)置在脫離部上的入口倒圓角(13、13'、13"、13"，)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15的任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述切邊(10、10'、10"、10",)在深沖模的完全駛?cè)肷罾５奈恢蒙稀⒃谏顩_方向上與反切邊(14、14'、14"、14"，)間隔設(shè)置或者設(shè)置在至少與反切邊(14')同等的高度上，所述反切邊設(shè)置在深拉模(2、2'、2"、2"')上、特別是設(shè)置在脫離部(12、12'、12"、12"')上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，對(duì)所述反切邊(14、14'、14"、14"')進(jìn)行倒圓角處理。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17的任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述深沖模(1、1'、I"、1",)具有頂鍛面(11、11〃、11",)，特別是與切邊(10)直接形成連接的頂鍛面(11)。
19.一種用根據(jù)權(quán)利要求4至9的任意一項(xiàng)所述的方法、特別用權(quán)利要求13至18的任意一項(xiàng)所述的裝置制造的半殼部件，其特征在于，所述半殼部件壁厚為W，而所述半殼部件(3、3〃、3"')的切削面(20、20〃、20"')的平整切割部分至少為壁厚W的三分之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用深沖模(1)和深拉模(2)制造半殼部件的方法。本發(fā)明的目的在于提供一種方法，用于過(guò)程安全且廉價(jià)地制造高度尺寸精確的半殼部件，在此由此實(shí)現(xiàn)該目的在單一步驟中使深沖模駛?cè)肷罾?，將板坯預(yù)成型為板狀毛坯，板狀毛坯具有至少一個(gè)底部區(qū)段(4)、至少一個(gè)邊框區(qū)段(15)以及可選具有凸緣區(qū)段(23′)，其中，在用深沖模進(jìn)行預(yù)成型期間，在板狀毛坯的底部區(qū)段和邊框區(qū)段或可選的凸緣區(qū)段中引入剩余材料，并將板狀毛坯最終成型并校正成為半殼部件(3)。
文檔編號(hào)B21D37/08GK102665956SQ201080057678
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者康斯坦丁諾斯·薩維瓦斯, 托馬斯·弗萊米希 申請(qǐng)人:蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司