由金属板形成凸缘以减少表面扭曲的成形装置和方法
阅读：448发布：2024-01-15
专利汇可以提供由金属板形成凸缘以减少表面扭曲的成形装置和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开提供了“由金属板形成凸缘以减少表面扭曲的成形装置和方法”。一种形成车辆面板的方法包括在 冲压 工具之间使金属板 工件 变形 以形成所述工件的主表面的拐 角 。第一边缘和第二边缘由所述主表面与第一凸缘或第二凸缘的接合部限定。所述第二凸缘具有相对于所述主表面弯曲到第一角度的第一区域和弯曲到一定角度的展开区域，所述展开区域随着所述第二凸缘接近所述拐角而从所述第一区域展开。所述工件在第二组冲压工具之间变形，所述第二组冲压工具使所述第一凸缘和所述展开区域变形，直到所述第一凸缘和所述第二凸缘弯曲大于90°。，下面是由金属板形成凸缘以减少表面扭曲的成形装置和方法专利的具体信息内容。
1.一种由具有主表面的金属板工件形成车身面板的方法，其包括：
使所述工件在第一组冲压工具之间变形，以形成所述主表面的第一边缘和所述主表面的第二边缘，所述第一边缘和所述第二边缘会聚以限定所述主表面的拐角，所述第一边缘由所述主表面和第一凸缘的接合部限定，所述第二边缘由所述主表面和第二凸缘的接合部限定，其中使所述工件变形以形成所述第一边缘和所述第二边缘包括使所述工件变形，使得所述第二凸缘具有相对于所述主表面弯曲到第一角度的第一区域和相对于所述主表面弯曲到一定角度的展开区域，所述展开区域随着所述第二凸缘接近所述拐角而从所述第一区域展开；以及
使所述工件在第二组冲压工具之间变形，所述第二组工具使所述第一凸缘和所述第二凸缘的所述展开区域变形，直到所述第一凸缘和所述第二凸缘相对于所述主表面弯曲大于
90°。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二凸缘的所述展开区域从相对于所述主表面大于90°的第一弯曲量展开到相对于所述主表面大于0°且小于90°的第二弯曲量。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述主表面是A类表面。
4.如权利要求1所述的方法，其中使所述工件在所述第一组冲压工具之间变形包括通过按压上部钢和下部钢之间的所述展开区域来控制所述展开区域的角度。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一组冲压工具包括第一凸缘柱、第一凸缘钢和第二凸缘钢，其中使所述工件在所述第一组冲压工具之间变形的步骤包括:
将所述工件定位在所述第一凸缘柱上；
相对于所述第一凸缘柱在第一方向上移动所述第一凸缘钢；和
相对于所述第一凸缘柱在第二方向上移动所述第二凸缘钢，所述第二方向横向于所述第一方向。
6.如权利要求5所述的方法，其中当所述第一凸缘钢和所述第二凸缘钢相对于所述第一凸缘柱处于闭合位置时，所述第一凸缘钢和所述第二凸缘钢的工作表面与所述第一凸缘柱间隔开所述工件的厚度。
7.如权利要求5所述的方法，其中当所述第一凸缘钢处于所述闭合位置时，所述第一凸缘钢接触所述第一凸缘，其中当所述第二凸缘钢处于所述闭合位置时，所述第二凸缘钢接触所述第一区域和所述展开区域。
8.如权利要求7所述的方法，其中当所述第一凸缘钢处于所述闭合位置时，所述第一凸缘钢接触所述展开区域的一部分。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述第二组冲压工具包括第二凸缘柱和第三凸缘钢，所述第三凸缘钢能够相对于所述第二凸缘柱在第三方向上在打开位置和闭合位置之间移动，其中当所述第三凸缘钢处于所述闭合位置时，所述第三凸缘钢接触所述第一凸缘和所述第二凸缘的所述展开区域。
10.一组冲压工具，其用于由金属板工件形成车身面板，所述金属板工件具有主表面、沿所述主表面的第一边缘的第一凸缘和沿所述主表面的第二边缘的第二凸缘，所述第一边缘和所述第二边缘会聚以形成所述主表面的拐角，所述冲压工具包括:
第一铁砧；
第一垫，所述第一垫被构造为抵靠所述第一铁砧保持所述工件；
第一凸缘钢，所述第一凸缘钢能够相对于所述第一铁砧和所述第一垫在打开位置和闭合位置之间移动，其中所述第一凸缘钢被构造为当所述第一凸缘钢从所述打开位置移动到所述闭合位置时，接触所述第一凸缘以沿所述第一边缘弯曲所述第一凸缘；
第二凸缘钢，所述第二凸缘钢能够相对于所述第一铁砧和所述垫在打开位置和闭合位置之间移动，其中所述第二凸缘钢被构造为当所述第二凸缘钢从所述打开位置移动到所述闭合位置时，接触所述第二凸缘的第一区域以沿所述第二边缘弯曲所述第一区域；
其中所述第二凸缘钢包括第一展开表面，所述第一展开表面被构造为当所述第二凸缘钢从所述打开位置移动到所述闭合位置时接触所述第二凸缘的第二区域，以使所述第二区域沿所述第二边缘弯曲一定量，所述一定量的弯曲在所述第二区域接近所述拐角时从所述第一区域展开；
其中所述第一铁砧包括第二展开表面，所述第二展开表面被构造为与所述第一展开表面相对，所述第一展开表面和所述第二展开表面具有相对于接近所述拐角的所述主表面展开的角度。
11.如权利要求10所述的冲压工具，其还包括：
第二铁砧；
第二垫，所述第二垫被构造为在所述工件已经被所述第一凸缘钢和所述第二凸缘钢变形之后抵靠所述第二铁砧保持所述工件；
第三凸缘钢，所述第三凸缘钢能够相对于所述第二铁砧和所述第二垫在打开位置和闭合位置之间移动，其中所述第三凸缘钢被构造为当所述第三凸缘钢从所述打开位置移动到所述闭合位置时接触所述第一凸缘和所述第二区域，以使所述第一凸缘和所述第二区域相对于所述主表面弯曲到大于90°的角度。
12.如权利要求10所述的冲压工具，其中所述主表面是A类表面。
13.如权利要求10所述的冲压工具，其中当所述第一凸缘钢和所述第二凸缘钢处于所述闭合位置时，所述第一凸缘钢和所述第二凸缘钢的工作表面与所述第一凸缘柱间隔开所述工件的厚度。
14.如权利要求10所述的冲压工具，其中所述第一展开表面和所述第二展开表面从相对于所述主表面大于90°的第一弯曲量展开到相对于所述主表面大于0°且小于90°的第二弯曲量。
由金属板形成凸缘以减少表面扭曲的成形装置和方法
技术领域
[0001] 本公开涉及一种凸缘成形装置和在金属板部件上形成凸缘以减少表面扭曲的方法。
背景技术
[0002] 本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
[0003] 外部车身面板通常需要具有A类表面处理的复杂曲率。指定为A类表面的表面需要高公差，因为这些表面通常意图成为组装车辆中的可见外表面。车身面板通常由金属板材料通过冲压或按压操作形成，所述操作将金属变形为期望的形状。为了在A类表面与另一个部分相遇(例如护板与前照灯或发动机罩相遇)的地方产生光滑的边缘，金属板的边缘通常被弯曲以形成边缘和凸缘，所述凸缘是在A类表面之后弯曲的金属部分。为了实现期望的功能性和美观性，凸缘通常相对于A类表面弯曲大于90°的角度，使得凸缘大体上在部件的内侧上向后弯曲。
[0004] 当两个凸缘在A类表面的拐角处相遇时，将凸缘弯曲到这种程度可能特别困难。用典型的弯曲或冲压技术在拐角附近弯曲凸缘会导致A类表面几何形状的不一致的弯曲和扭曲。这些扭曲可能需要后期操作精加工工作(例如，研磨，附加成形等)以使A类表面几何形状返回到预期形状和公差。这些精加工操作会给部件的制造增加大量的时间、成本和废品率。
[0005] 本公开解决了用于诸如凸缘的金属板特征的传统成形方法的这些和其他限制。发明内容
[0006] 在一种形式中，一种由具有主表面的金属板工件形成车身面板的方法包括使工件在第一组冲压工具之间变形，以形成主表面的第一边缘和主表面的第二边缘，所述第一边缘和所述第二边缘会聚以限定主表面的拐角。所述第一边缘由所述主表面和第一凸缘的接合部限定。第二边缘由主表面和第二凸缘的接合部限定。使所述工件变形以形成所述第一边缘和所述第二边缘的步骤包括使所述工件变形，使得所述第二凸缘具有相对于所述主表面弯曲到第一角度的第一区域和相对于所述主表面弯曲到一定角度的展开区域，所述展开区域随着所述第二凸缘接近所述拐角而从所述第一区域展开。所述方法还包括使工件在第二组冲压工具之间变形。第二组工具使第一凸缘和第二凸缘的展开区域变形，直到第一凸缘和第二凸缘相对于主表面弯曲大于90°。
[0007] 根据另一种形式，第二凸缘的展开区域从相对于主表面大于90°的第一弯曲量展开到相对于主表面大于0°且小于90°的第二弯曲量。
[0008] 在另一种形式中，主表面是A类表面。
[0010] 在又一种形式中，第一组冲压工具包括第一凸缘柱、第一凸缘钢和第二凸缘钢。使工件在第一组冲压工具之间变形的步骤包括将工件定位在第一凸缘柱上，相对于第一凸缘柱在第一方向上移动第一凸缘钢，以及相对于第一凸缘柱在第二方向上移动第二凸缘钢。第二方向横向于第一方向。
[0011] 在又一变型中，当第一凸缘钢和第二凸缘钢相对于第一凸缘柱处于闭合位置时，第一凸缘钢和第二凸缘钢的工作表面与第一凸缘柱间隔开工件的厚度。
[0012] 根据另一种形式，当第一凸缘钢处于闭合位置时，第一凸缘钢接触第一凸缘。当第二凸缘钢处于闭合位置时，第二凸缘钢接触第一区域和展开区域。
[0013] 在又一种形式中，当第一凸缘钢处于闭合位置时，第一凸缘钢接触展开区域的一部分。
[0014] 在又一种形式中，第二组冲压工具包括第二凸缘柱和第三凸缘钢，所述第三凸缘钢可相对于第二凸缘柱在第三方向上在打开位置和闭合位置之间移动。当第三凸缘钢处于闭合位置时，第三凸缘钢接触第一凸缘和第二凸缘的展开区域。
[0015] 在另一种形式中，一种由具有表面的金属板工件形成车辆面板的方法包括形成第一凸缘和形成第二凸缘，所述第二凸缘从相对于表面弯曲大于90°的第一区域转变到相对于表面弯曲小于90°的第二区域。第二区域和第一凸缘在表面的拐角处会聚。所述方法还包括随后使第二区域相对于表面弯曲大于90°。
[0016] 根据另一种形式，形成第二凸缘的步骤包括在第一组冲压工具之间按压工件。第一组冲压工具沿第一区域和第二区域接触第二凸缘的前侧和后侧，以提供沿第一区域和第二区域的受控弯曲。
[0017] 在又一种形式中，形成第一凸缘的步骤包括将第一凸缘相对于表面弯曲到第一角度。使第二区域弯曲大于90°的步骤包括在第二组冲压工具之间按压工件。第二组冲压工具包括凸缘钢，所述凸缘钢使第二区域变形为相对于表面弯曲大于90°，并且使第一凸缘变形至大于第一角度的第二角度。
[0018] 在又一变型中，形成第一凸缘的步骤包括在第一组冲压工具之间按压工件。第一组冲压工具包括接触并形成第一凸缘和第二区域的至少一部分的第一凸缘钢。
[0019] 根据另一种形式，所述表面是A类表面。
[0020] 在又一种形式中，形成第一凸缘和形成第二凸缘的步骤包括：将工件定位在凸缘柱上；相对于凸缘柱在第一方向上移动第一凸缘钢以在第一凸缘钢和凸缘柱之间按压工件以形成第一凸缘；以及相对于凸缘柱在第二方向上移动第二凸缘钢以在第二凸缘钢和凸缘柱之间按压工件以形成第二凸缘的大部分。
[0021] 在又一种形式中，当第一凸缘钢和第二凸缘钢相对于凸缘柱处于闭合位置时，第一凸缘钢和第二凸缘钢的工作表面与凸缘柱间隔开工件的厚度。
[0022] 根据另一种形式，当第一凸缘钢处于闭合位置时，第一凸缘钢接触第一凸缘，并且当第二凸缘钢处于闭合位置时，第二凸缘钢接触第一区域和第二区域。
[0023] 在又一种形式中，当第一凸缘钢处于闭合位置时，第一凸缘钢接触第二区域。
[0024] 在另一种形式中，提供了用于由金属板工件形成车身面板的一组冲压工具。车身面板具有A类表面、沿A类表面的第一边缘的第一凸缘和沿A类表面的第二边缘的第二凸缘。第一边缘和第二边缘会聚以形成A类表面的拐角。冲压工具包括第一铁砧、第一垫、第一凸缘钢和第二凸缘钢。第一垫被构造为抵靠第一铁砧保持工件。第一凸缘钢可相对于第一铁砧和第一垫在打开位置和闭合位置之间移动。第一凸缘钢被构造为当第一凸缘钢从打开位置移动到闭合位置时，接触第一凸缘以沿第一边缘弯曲第一凸缘。第二凸缘钢可相对于第一铁砧和垫在打开位置和闭合位置之间移动。第二凸缘钢被构造为当第二凸缘钢从打开位置移动到闭合位置时，接触第二凸缘的第一区域以沿第二边缘弯曲第一区域。所述第二凸缘钢包括第一展开表面，所述第一展开表面被构造为当所述第二凸缘钢从所述打开位置移动到所述闭合位置时接触所述第二凸缘的第二区域，以使所述第二区域沿所述第二边缘弯曲一定量，所述一定量的弯曲在所述第二区域接近所述拐角时从所述第一区域展开。第一铁砧包括第二展开表面，所述第二展开表面被构造为与第一展开表面相对。第一展开表面和第二展开表面具有相对于接近拐角的A类表面展开的角度。
[0025] 根据另一种形式，冲压工具还包括第二铁砧、第二垫和第三凸缘钢。第二垫被构造为在工件已经被第一凸缘钢和第二凸缘钢变形之后抵靠第二铁砧保持工件。第三凸缘钢可相对于第二铁砧和第二垫在打开位置和闭合位置之间移动。第三凸缘钢被构造为当第三凸缘钢从打开位置移动到闭合位置时接触第一凸缘和第二区域以使第一凸缘和第二区域相对于A类表面弯曲到大于90°的角度。
[0027] 为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图通过示例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：
[0028] 图1是根据本公开的教导的第一组冲压工具的透视图，示出了相对于铁砧和金属板工件处于打开位置的主垫、第一凸缘钢和第二凸缘钢；
[0029] 图2是图1的铁砧的第一侧的透视图；
[0030] 图3是图1的铁砧的第二侧的透视图；
[0031] 图4是图1的工具组的透视图，示出了处于闭合位置的主垫，其中第一凸缘钢和第二凸缘钢处于打开位置；
[0032] 图5是图1的工具组的透视图，示出了处于打开位置的第一凸缘钢和处于闭合位置的第二凸缘钢，为了说明的目的，从视图中省略了主垫；
[0033] 图6是图1的工具组的透视图，示出了处于闭合位置的主垫和第一凸缘钢以及处于打开位置的第二凸缘钢；
[0034] 图7是图1的工具组的透视图，示出了处于闭合位置的第一凸缘钢和第二凸缘钢，为了说明的目的，从视图中省略了主垫；
[0035] 图8是沿图7中所示的线8-8截取的图1的工具组的横截面视图，示出了处于闭合位置的主垫、第一凸缘钢和第二凸缘钢；
[0036] 图9是沿图7中所示的线9-9截取的图1的工具组的横截面视图，示出了处于闭合位置的主垫、第一凸缘钢和第二凸缘钢；
[0037] 图10是沿图7中所示的线10-10截取的图1的工具组的横截面视图，示出了处于闭合位置的主垫、第一凸缘钢和第二凸缘钢；
[0038] 图11是沿图7中所示的线11-11截取的图1的工具组的横截面视图，示出了处于闭合位置的主垫、第一凸缘钢和第二凸缘钢；
[0039] 图12是图1的工件已经在图1的工具组之间被按压之后的图1的工件的外侧的平面图；
[0040] 图13是图12的工件的内侧的平面图；
[0041] 图14是根据本公开教导的第二组工具的透视图，示出了相对于第二铁砧处于打开位置的第三凸缘钢；
[0042] 图15是图14的工具组的透视图，示出了处于闭合位置的第三凸缘钢；
[0043] 图16是沿图15中所示的线16-16截取的图14的工具组的横截面视图，示出了处于闭合位置的第二垫和第三凸缘钢；和
[0044] 图17是图12的工件已经在图14的工具组之间被按压之后的该工件的内侧的平面图。
[0045] 本文所述的附图仅出于说明的目的，而不意图以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
[0046] 以下描述在本质上仅是示例性的，并且并非意图对本公开、其应用或用途进行限制。应理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相似或对应的部分和特征。
[0047] 参考图1，示出了用于在金属板工件14上执行第一组冲压操作的第一组冲压工具10。第一组冲压工具10包括凸缘柱(即，第一铁砧18)、第一垫22、第一凸缘钢26和第二凸缘钢30。在所提供的示例中，第一铁砧18大体上是静止的，而第一垫22、第一凸缘钢26和第二凸缘钢30相对于第一铁砧18是可移动的，并且可以由压力机(未示出，例如，液压机)移动。
第一凸缘钢26大体上可相对于第一铁砧18沿第一轴线或第一方向38移动。第一垫22和第二凸缘钢30大体上可相对于第一铁砧18沿第二轴线或第二方向34移动。第一垫22和第二凸缘钢30也可以沿第二方向34相对于彼此移动。第二方向34横向于第一方向38。在图1中，第一垫22、第一凸缘钢26和第二凸缘钢30被示出相对于第一铁砧18处于打开(即缩回)位置，使得工件14可以插入第一铁砧18和第一垫22之间或从第一铁砧18和第一垫22之间移除。另外参考图4，第一垫22被示出为相对于第一铁砧18处于闭合位置，其中第一凸缘钢26和第二凸缘钢30处于它们各自的打开位置。
第一凸缘钢26大体上可相对于第一铁砧18沿第一轴线或第一方向38移动。第一垫22和第二凸缘钢30大体上可相对于第一铁砧18沿第二轴线或第二方向34移动。第一垫22和第二凸缘钢30也可以沿第二方向34相对于彼此移动。第二方向34横向于第一方向38。在图1中，第一垫22、第一凸缘钢26和第二凸缘钢30被示出相对于第一铁砧18处于打开(即缩回)位置，使得工件14可以插入第一铁砧18和第一垫22之间或从第一铁砧18和第一垫22之间移除。另外参考图4，第一垫22被示出为相对于第一铁砧18处于闭合位置，其中第一凸缘钢26和第二凸缘钢30处于它们各自的打开位置。
[0048] 返回图1，并另外参考图2和图3，第一铁砧18具有支撑表面42、第一铁砧边缘46、第二铁砧边缘50、第一弯曲表面54和第二弯曲表面58。支撑表面42被构造为支撑工件14的内表面62(图13)。支撑表面42大体上与工件14的内表面62的形状相匹配。第一铁砧边缘46由支撑表面42和第一弯曲表面54的相交部限定。第二铁砧边缘50由支撑表面42和第二弯曲表面58的相交部限定。第一铁砧边缘46和第二铁砧边缘50在第一铁砧18的拐角66处会聚。
[0049] 第一弯曲表面54沿第一铁砧边缘46与支撑表面42形成锐角。在所提供的示例中，第一弯曲表面54和支撑表面42之间的锐角相对一致，并且一直延续到拐角66。第二弯曲表面58沿第二铁砧边缘50与支撑表面42形成变化的角度，使得第二弯曲表面58在远离拐角66的第一区域70中与支撑表面42形成锐角。当第二铁砧边缘50接近拐角66时，第二弯曲表面58和支撑表面42之间的角度展开(即变得更平坦)。换句话说，当第二铁砧边缘50接近拐角
66时，第二弯曲表面58大体上变得更加平行于支撑表面42。在所提供的示例中，第二弯曲表面58在第一区域70中具有相对一致的角度，并且在接近拐角66的第二区域74处开始受控的展开。在所提供的示例中，第二弯曲表面58和支撑表面42之间的角度不完全展开至与支撑表面42平坦的程度，而是维持接近拐角66的微小角度以仍然限定第二铁砧边缘50。
66时，第二弯曲表面58大体上变得更加平行于支撑表面42。在所提供的示例中，第二弯曲表面58在第一区域70中具有相对一致的角度，并且在接近拐角66的第二区域74处开始受控的展开。在所提供的示例中，第二弯曲表面58和支撑表面42之间的角度不完全展开至与支撑表面42平坦的程度，而是维持接近拐角66的微小角度以仍然限定第二铁砧边缘50。
[0050] 当工件14被支撑在第一铁砧18上时，工件14的第一边缘78悬于第一铁砧边缘46之上，并且工件14的第二边缘82悬于第二铁砧边缘50之上。工件14的第一边缘78和第二边缘82在工件14的拐角86处会聚，所述拐角86悬于第一铁砧18的拐角66之上。
[0051] 第一垫22具有夹紧表面90，所述夹紧表面90与支撑表面42相对并且大体上匹配工件14的主外表面的形状。在所提供的示例中，工件的主外表面是A类表面，并且用附图标记94表示。当第一垫22处于闭合位置(图4)时，夹紧表面90被构造为接触A类表面94并以足够的压力抵靠支撑表面42保持工件14，以保持工件14相对于第一铁砧18静止。
[0052] 如图4所示，当第一凸缘钢26和第二凸缘钢30处于它们的打开位置时，第一垫22可以处于闭合位置。从这个位置，第一凸缘钢26和第二凸缘钢30可以移动到它们的闭合位置。在所提供的示例中，第一凸缘钢26和第二凸缘钢30可以同时移动，以便同时形成它们相应的弯曲部。另外参考图5，第一凸缘钢26被示出处于打开位置，第二凸缘钢30被示出处于闭合位置。在图5中，第一垫22从视图中省略，以更好地示出第二凸缘钢30。另外参考图6，第一凸缘钢26被示出处于闭合位置，而第二凸缘钢30被示出处于打开位置。另外参考图7，第一凸缘钢26和第二凸缘钢30被示出处于它们的闭合位置，而为了图示清楚，第一垫22从视图中省略。如图7所示，当处于闭合位置时，第一凸缘钢26和第二凸缘钢30通过间隙110间隔开。在所提供的示例中，所述间隙110约为0.4mm。
[0053] 参考图5至图7，第一凸缘钢26包括工作表面114，所述工作表面114具有第一区域118和第二区域122，所述第一区域118和第二区域122在工作表面114的内部拐角126处会聚。工作表面114的第一区域118大体上具有对应于第一铁砧边缘46的轮廓。工作表面114的拐角126具有对应于第一铁砧18的拐角66的轮廓。工作表面114的第二区域122具有对应于第二铁砧边缘50的一部分的轮廓。
[0054] 当第一凸缘钢26处于闭合位置时，第一区域118与第一弯曲表面54相对。在所提供的示例中，当第一凸缘钢26处于闭合位置时，第一区域118与第一弯曲表面54间隔开工件14在第一边缘78处的厚度，使得将第一凸缘钢26移动到闭合位置使工件14的第一边缘78围绕第一铁砧边缘46弯曲，以开始形成第一凸缘130(如图13所示)。当第一凸缘钢26处于闭合位置时，第一凸缘钢26的第二区域122与第二弯曲表面58的第二区域74相对。在所提供的示例中，当第一凸缘钢26处于闭合位置时，第一凸缘钢26的第二区域122与第二弯曲表面58的第二区域74维持间隔，所述间隔是工件14在第二边缘82处的厚度，使得将第一凸缘钢26移动到闭合位置将工件14的第二边缘82围绕第二铁砧边缘50弯曲，以开始形成第二凸缘134的一部分(如图13所示)。
[0055] 第二凸缘钢30包括工作表面138，工作表面138大体上具有对应于第二铁砧边缘50的轮廓。工作表面138具有在远离拐角66的方向上对应于来自第一凸缘钢26的第二区域122的第二铁砧边缘50的一部分的轮廓。
[0056] 当第二凸缘钢30处于闭合位置时，工作表面138与第二弯曲表面58相对。在所提供的示例中，当第二凸缘钢30处于闭合位置时，工作表面138与第二弯曲表面58间隔开工件14在第二边缘82处的厚度，使得将第二凸缘钢30移动到闭合位置使工件14的第二边缘82围绕第二铁砧边缘50弯曲，以形成第二凸缘134的一部分。在所提供的示例中，工作表面138的一部分与第二区域74的一部分(即，受控展开区域的一部分)相对，并且工作表面138沿第二铁砧边缘50延伸，直到与第一区域70相对。换句话说，工作表面114、138配合以形成展开的第二区域74的相邻部分。在所提供的示例中，第二凸缘钢30的工作表面138与第二区域74的完全展开部分相对，并且工作表面114和区域74的相应部分的角度保持基本恒定直到拐角66。在未具体示出的替代构造中，展开角度可以继续进入第一凸缘钢26的工作表面114中。
[0057] 另外参考图8至图11，提供了横截面视图以更好地说明第二弯曲表面58和工作表面114、138的前进和展开。图8示出了对应于第一区域70的位置，其中工件14被第一铁砧18、第一垫22、第一凸缘钢26和第二凸缘钢30接触。在所述位置，工件14的第二边缘82围绕第二铁砧边缘50弯曲大于90°。图9示出比图8中所示更靠近拐角66并且对应于展开的第二区域74的位置，其中工件14被第一铁砧18、第一垫22、第一凸缘钢26和第二凸缘钢30接触。在所述位置，工件14的第二边缘82围绕第二铁砧边缘50弯曲约90°。图10示出比图9中所示更靠近拐角66并且对应于展开的第二区域74的位置，其中工件14被第一铁砧18、第一垫22、第一凸缘钢26和第二凸缘钢30接触。在所述位置，工件14的第二边缘82围绕第二铁砧边缘50弯曲小于90°。图11示出比图10中所示更靠近拐角66并且对应于展开的第二区域74的位置，其中工件14被第一铁砧18、第一垫22和第一凸缘钢26接触，但不被第二凸缘钢30接触。在所述位置，工件14的第二边缘82围绕第二铁砧边缘50弯曲小于90°，并且在所提供的示例中，约等于图10所示位置处的量。在所提供的示例中，工件14的第一边缘78沿第一铁砧边缘46的长度围绕第一铁砧边缘46弯曲大于90°(例如，在图8至图11所示的位置)。
[0058] 另外参考图12和图13，工件14被示出为处于被第一第二凸缘钢26和第二凸缘钢30弯曲后的状态。图12示出了工件14的外侧。如图所示，当第一凸缘130接近工件14的拐角86时，第一凸缘130以对应于第二区域74的方式展开。图13示出了包括第一凸缘130和第二凸缘134的工件14的内侧。
[0059] 另外参考图14，在用第一凸缘钢26和第二凸缘钢30弯曲工件之后，工件14(即，在图12和图13所示的状态下)然后被布置在第二组冲压工具210之间。第二组冲压工具210包括第二凸缘柱(即，第二铁砧214)、第二垫218(在图16中示出)和第三凸缘钢222。工件14被布置在第二铁砧214上。第二铁砧214具有支撑表面226、第一铁砧边缘230和第二铁砧边缘234。支撑表面226接触并支撑工件14的内表面62。第一铁砧边缘46和第二铁砧边缘50对应于第一边缘78和第二边缘82并且在拐角238处会聚，所述拐角238对应于并嵌套在工件14的拐角86内。第一铁砧边缘230沿支撑表面226和第二铁砧214的第一弯曲表面242之间的接合部限定。第二铁砧边缘234沿支撑表面226和第二铁砧214的第二弯曲表面246之间的接合部限定。
[0060] 第一弯曲表面242沿第一铁砧边缘230与支撑表面226形成锐角。在所提供的示例中，第一弯曲表面242和支撑表面226之间的锐角比支撑表面42(图8至图11)和第一弯曲表面54(图8至图11)之间的角度更尖锐，并且随着其一直延续到拐角238而相对一致。第二弯曲表面246沿第二铁砧边缘234与支撑表面226形成锐角。在所提供的示例中，第二弯曲表面246和支撑表面226之间的锐角比支撑表面42(图8至图11)和展开的第二区域74(图8至图
11)之间的角度更尖锐，并且相对一致，并且一直延续到拐角238。
11)之间的角度更尖锐，并且相对一致，并且一直延续到拐角238。
[0061] 第二垫218(图16)可相对于第二铁砧214沿第二方向34在打开位置和闭合位置(图16中示出)之间移动。在闭合位置，第二垫218接触工件14的A类表面94并且抵靠第二铁砧
214保持工件14。
214保持工件14。
[0062] 参考图14至图16，第三凸缘钢222可沿第三轴线或第三方向250相对于第二铁砧214和第二垫218移动。第三方向250横向于第二方向34和第一方向38。第三凸缘钢222可在打开位置(在图14中示出)和闭合位置(在图15和图16中示出)之间移动。
[0063] 第三凸缘钢222具有连续的工作表面310，所述工作表面310具有第一区域314和第二区域318，所述第一区域314和第二区域318在内部拐角322处会聚。第一区域314被构造为与第一弯曲表面242配合并相对。第二区域318被构造为与第二弯曲表面246配合并相对。第三凸缘钢222的拐角322被构造为与第二铁砧214的拐角238配合并且围绕第一弯曲表面242和第二弯曲表面246之间的接合部缠绕。
[0064] 在所提供的示例中，当第三凸缘钢222处于闭合位置时，第一区域314与第一弯曲表面242间隔开等于第一凸缘130的厚度的距离，并且第二区域318与第二弯曲表面246间隔开等于第二凸缘134的距离。因此，将第三凸缘钢222移动到闭合位置使第一凸缘130进一步围绕第一铁砧边缘230弯曲，并且还使第二凸缘134进一步围绕第二铁砧边缘234弯曲。
[0065] 在弯曲第二铁砧214和第三凸缘钢222之间的第一凸缘130和第二凸缘134之后，第一凸缘130和第二凸缘134已经相对于A类表面94沿第一边缘78和第二边缘82的长度(包括在拐角238处)弯曲大于90°。由于工件14在第一凸缘130和第二凸缘134处围绕第二铁砧214自身弯曲，因此第二铁砧214必须在远离工件14的拐角86的方向上移动，以便取出工件14。图17示出了提取后工件14的内侧。通过使用本文所述的工具和方法弯曲工件14，包括接近拐角66的受控展开，可以形成第一凸缘130和第二凸缘134而不会扭曲工件14的A类表面94。
[0066] 虽然参考步骤的特定示例顺序描述了所述方法的步骤，但是所述示例顺序并不意图被理解为步骤的唯一可能顺序。
[0067] 因此，本公开的教导提供了用于形成凸缘的冲压工具和成本有效的方法，所述凸缘在维持A类表面接近拐角的同时始终大于90°弯曲到工件的拐角。
[0068] 本公开的描述在本质上仅是示例性的，且因此，不脱离本公开的实质的变型意图在本公开的范围内。不应将此类变型视为脱离本公开的精神和范围。
[0069] 根据本发明，一种由具有主表面的金属板工件形成车身面板的方法包括：使工件在第一组冲压工具之间变形，以形成所述主表面的第一边缘和所述主表面的第二边缘，所述第一边缘和所述第二边缘会聚以限定所述主表面的拐角，所述第一边缘由所述主表面和第一凸缘的接合部限定，所述第二边缘由所述主表面和第二凸缘的接合部限定，其中使所述工件变形以形成所述第一边缘和所述第二边缘包括使所述工件变形，使得所述第二凸缘具有相对于所述主表面弯曲到第一角度的第一区域和相对于所述主表面弯曲到一定角度的展开区域，所述展开区域随着所述第二凸缘接近所述拐角而从所述第一区域展开；以及使所述工件在第二组冲压工具之间变形，所述第二组工具使所述第一凸缘和所述第二凸缘的所述展开区域变形，直到所述第一凸缘和所述第二凸缘相对于所述主表面弯曲大于90°。
[0070] 根据一个实施例，第二凸缘的展开区域从相对于主表面大于90°的第一弯曲量展开到相对于主表面大于0°且小于90°的第二弯曲量。
[0071] 根据一个实施例，主表面是A类表面。
[0072] 根据一个实施例，使工件在第一组冲压工具之间变形包括通过按压上部钢和下部钢之间的展开区域来控制展开区域的角度。
[0073] 根据一个实施例，第一组冲压工具包括第一凸缘柱、第一凸缘钢和第二凸缘钢，其中使工件在第一组冲压工具之间变形的步骤包括：将工件定位在第一凸缘柱上；相对于第一凸缘柱在第一方向上移动第一凸缘钢；以及相对于第一凸缘柱在第二方向上移动第二凸缘钢，第二方向横向于第一方向。
[0074] 根据一个实施例，当第一凸缘钢和第二凸缘钢相对于第一凸缘柱处于闭合位置时，第一凸缘钢和第二凸缘钢的工作表面与第一凸缘柱间隔开工件的厚度。
[0075] 根据一个实施例，当第一凸缘钢处于闭合位置时，第一凸缘钢接触第一凸缘，其中当第二凸缘钢处于闭合位置时，第二凸缘钢接触第一区域和展开区域。
[0076] 根据一个实施例，当第一凸缘钢处于闭合位置时，第一凸缘钢接触展开区域的一部分。
[0077] 根据一个实施例，第二组冲压工具包括第二凸缘柱和第三凸缘钢，第三凸缘钢可相对于第二凸缘柱在第三方向上在打开位置和闭合位置之间移动，其中当第三凸缘钢处于闭合位置时，第三凸缘钢接触第一凸缘和第二凸缘的展开区域。
[0078] 根据本发明，一种由具有表面的金属板工件形成车辆面板的方法包括:形成第一凸缘；形成第二凸缘，所述第二凸缘从相对于所述表面弯曲大于90°的第一区域转变到相对于所述表面弯曲小于90°的第二区域，第二区域和第一凸缘在表面的拐角处会聚；使第二区域相对于所述表面弯曲大于90°。
[0079] 根据一个实施例，形成第二凸缘的步骤包括在第一组冲压工具之间按压工件，第一组冲压工具沿第一区域和第二区域接触第二凸缘的前侧和后侧，以提供沿第一区域和第二区域的受控弯曲。
[0080] 根据一个实施例，形成第一凸缘的步骤包括将第一凸缘相对于所述表面弯曲到第一角度，其中使第二区域弯曲大于90°的步骤包括在第二组冲压工具之间按压工件，其中第二组冲压工具包括凸缘钢，所述凸缘钢使第二区域变形为相对于表面弯曲大于90°，并且使第一凸缘变形至大于第一角度的第二角度。
[0081] 根据一个实施例，形成第一凸缘的步骤包括在第一组冲压工具之间按压工件，其中第一组冲压工具包括接触并形成第一凸缘和第二区域的至少一部分的第一凸缘钢。
[0082] 根据一个实施例，所述表面是A类表面。
[0083] 根据一个实施例，形成第一凸缘和形成第二凸缘的步骤包括:将工件定位在凸缘柱上；相对于凸缘柱在第一方向上移动第一凸缘钢，以在第一凸缘钢和凸缘柱之间按压工件，从而形成第一凸缘；以及相对于凸缘柱在第二方向上移动第二凸缘钢，以在第二凸缘钢和凸缘柱之间按压工件，从而形成第二凸缘的大部分。
[0084] 根据一个实施例，当第一凸缘钢和第二凸缘钢相对于凸缘柱处于闭合位置时，第一凸缘钢和第二凸缘钢的工作表面与凸缘柱间隔开工件的厚度。
[0085] 根据一个实施例，当第一凸缘钢处于闭合位置时，第一凸缘钢接触第一凸缘，并且当第二凸缘钢处于闭合位置时，第二凸缘钢接触第一区域和第二区域。
[0086] 根据一个实施例，当第一凸缘钢处于闭合位置时，第一凸缘钢接触第二区域。
[0087] 根据本发明，一组冲压工具，其用于由金属板工件形成车身面板，所述金属板工件具有A类表面、沿所述A类表面的第一边缘的第一凸缘和沿所述A类表面的第二边缘的第二凸缘，所述第一边缘和所述第二边缘会聚以形成所述A类表面的拐角，所述冲压工具设置有：第一铁砧；第一垫，其被构造为抵靠所述第一铁砧保持所述工件；第一凸缘钢，其能够相对于所述第一铁砧和所述第一垫在打开位置和闭合位置之间移动，其中所述第一凸缘钢被构造为当所述第一凸缘钢从所述打开位置移动到所述闭合位置时接触所述第一凸缘以沿所述第一边缘弯曲所述第一凸缘；第二凸缘钢，其能够相对于所述第一铁砧和所述垫在打开位置和闭合位置之间移动，其中所述第二凸缘钢被构造为当所述第二凸缘钢从所述打开位置移动到所述闭合位置时，接触所述第二凸缘的第一区域以沿所述第二边缘弯曲所述第一区域；其中所述第二凸缘钢包括第一展开表面，所述第一展开表面被构造为当所述第二凸缘钢从所述打开位置移动到所述闭合位置时接触所述第二凸缘的第二区域，以使所述第二区域沿所述第二边缘弯曲一定量，所述一定量的弯曲在所述第二区域接近所述拐角时从所述第一区域展开；其中所述第一铁砧包括第二展开表面，所述第二展开表面被构造为与所述第一展开表面相对，所述第一展开表面和所述第二展开表面具有相对于接近所述拐角的所述A类表面展开的角度。
[0088] 根据一个实施例，上述发明的特征还在于：第二铁砧；第二垫，其被构造为在工件已经被第一凸缘钢和第二凸缘钢变形之后抵靠第二铁砧保持工件；第三凸缘钢，其可相对于第二铁砧和第二垫在打开位置和闭合位置之间移动，其中第三凸缘钢被构造为当第三凸缘钢从打开位置移动到闭合位置时接触第一凸缘和第二区域以使第一凸缘和第二区域相对于A类表面弯曲到大于90°的角度。
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