部件成形的方法技術(shù)

一種部件成形的方法包括提供多個(gè)工件坯料。所述方法還包括在每個(gè)工件坯料中產(chǎn)生輪廓，使得每個(gè)輪廓與相應(yīng)工件坯料的材料區(qū)域鄰接。所述方法還包括將所述工件坯料進(jìn)行堆疊，使得一個(gè)工件坯料的所述輪廓與其他坯料的所述輪廓對齊。所述方法另外包括同時(shí)對鄰接每個(gè)堆疊工件坯料的相應(yīng)輪廓的材料區(qū)域進(jìn)行退火，從而增強(qiáng)所述材料區(qū)域的可成形性。另外，所述方法包括經(jīng)由拉伸鄰接所述相應(yīng)輪廓的所述經(jīng)退火的材料區(qū)域在所述工件坯料中的至少一個(gè)中形成形狀，從而使至少一個(gè)部件成形。所述部件可為用于車輛的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本公開涉及一種部件成形的方法。
技術(shù)介紹
沖壓是一種用于由工件坯料形成特殊成形部件的制造工藝。沖壓通常包括諸如沖孔、落料、壓花、彎曲、折邊和壓印的形成操作。沖壓工藝通常采用壓力機(jī)來通過利用沖模使工件坯料變形從而成形或切割工件坯料。沖壓工藝可為單階段操作，其中沖壓的每個(gè)沖程在工件上產(chǎn)生期望的形狀，或可通過一系列階段進(jìn)行。雖然沖壓工藝通常在金屬片上進(jìn)行，但是其也可用來由其他材料(諸如，聚苯乙烯)形成部件。將工件沖壓成期望的形狀經(jīng)常受限于工件承受變形而不出現(xiàn)裂口和裂縫的能力。在這種情況下，可使用退火來提高工件的延性，從而形成為期望形狀。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
部件成形的方法包括首先提供多個(gè)工件坯料。該方法還包括在每個(gè)工件坯料中生成輪廓，使得每個(gè)輪廓與相應(yīng)工件坯料的材料區(qū)域鄰接。根據(jù)該方法，一個(gè)工件坯料的輪廓可與其他工件坯料的輪廓基本相同。該方法還包括將工件坯料進(jìn)行堆疊，使得一個(gè)工件坯料的輪廓與其他工件坯料的輪廓對齊。該方法另外包括同時(shí)對鄰接每個(gè)堆疊工件坯料的相應(yīng)輪廓的材料區(qū)域進(jìn)行退火，從而增強(qiáng)對象材料區(qū)域的可成形性。此外，該方法包括通過拉伸鄰接相應(yīng)輪廓的經(jīng)退火的材料區(qū)域而在至少一個(gè)工件坯料中形成形狀，從而使至少一個(gè)部件成形。將輪廓生成到多個(gè)工件坯料中的每一個(gè)中的動作可在不進(jìn)行激光切割的情況下完成。此外，將輪廓生成到多個(gè)工件坯料中的每一個(gè)中的動作可通過模切來完成。將多個(gè)工件坯料進(jìn)行堆疊的動作可通過將工件坯料布置成垂直列來完成。這種垂直列可包括350至450個(gè)工件坯料。在至少一個(gè)工件坯料中形成形狀的動作可在傳送壓力機(jī)中單獨(dú)地在每個(gè)工件坯料上完成。同時(shí)對每個(gè)堆疊工件坯料的材料區(qū)域進(jìn)行退火的動作可經(jīng)由感應(yīng)線圈完成。經(jīng)由感應(yīng)線圈同時(shí)對每個(gè)堆疊工件坯料的材料區(qū)域進(jìn)行退火的動作可在675-800攝氏度的溫度范圍下完成。每個(gè)相應(yīng)工件坯料的材料可為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS)。AHSS可為雙相鋼。每個(gè)工件可為用于機(jī)動車輛的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)部件。從以下結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求對實(shí)施本公開的實(shí)施例和最佳方式進(jìn)行的詳細(xì)描述中能夠很容易了解到本公開的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖1是在代表性工件坯料內(nèi)輪廓被切割的示意圖。圖2是諸如圖1所示的工件坯料被堆疊以及鄰接輪廓的其材料被退火的示意圖。圖3是在圖2所示的退火之后由代表性工件坯料形成部件的示意圖。圖4是示出部件成形方法的流程圖。具體實(shí)施方式參照附圖，其中貫穿附圖同樣的元件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識，圖1至圖3詳細(xì)示出了多個(gè)工件坯料10的加工，諸如成形。這種工件坯料10經(jīng)常用于諸如金屬沖壓的制造工藝中，用來形成特殊成形部件。每個(gè)工件坯料10通常為一片預(yù)切割金屬片，諸如冷軋鋼。具體地，對象工件坯料10的材料12可為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS)。AHSS是一種既堅(jiān)硬又有韌性的特定種類的合金鋼。AHSS有幾種市售的等級。其中一種這樣等級的AHSS是雙相鋼，其經(jīng)過熱處理以同時(shí)含有鐵素體和馬氏體微觀結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)生可成形的高強(qiáng)度鋼。AHSS的另一種類型是相變誘發(fā)塑性(TRIP)鋼，其涉及特殊合金化和熱處理，以穩(wěn)定室溫下通常無奧氏體的低合金鐵素體鋼內(nèi)奧氏體的量。通過向TRIP鋼施加應(yīng)變，在不加熱的情況下使奧氏體經(jīng)歷相變成為馬氏體。AHSS的又另一種變型是孿生誘發(fā)塑性(TWIP)鋼，其使用特定類型的應(yīng)變，以增加合金硬化的工作有效性。AHSS特別有利于機(jī)動車輛中使用的結(jié)構(gòu)件。AHSS允許機(jī)動車輛的結(jié)構(gòu)件在使用較少量的材料的同時(shí)保持所需的強(qiáng)度。雙相鋼因其微觀結(jié)構(gòu)提供了強(qiáng)度與可拉伸性或可成形性的有益組合，其中硬質(zhì)的馬氏體或貝氏體相分散在軟鐵素體基體中。雙相鋼也具有高應(yīng)變可硬化性。高應(yīng)變可硬化性進(jìn)而賦予雙相鋼良好的應(yīng)變重分布能力和可拉伸性，以及優(yōu)于初始工件(例如工件胚料10)的機(jī)械性能的成品零部件機(jī)械性能(包括屈服強(qiáng)度)。此外，雙相鋼的組成和處理經(jīng)過了專門設(shè)計(jì)，以促進(jìn)在諸如涂漆烘烤或烘烤硬化(BH)的低溫?zé)崽幚砥陂g屈服強(qiáng)度的顯著增加。成品零部件的高機(jī)械強(qiáng)度給雙相鋼帶來優(yōu)異的抗疲勞強(qiáng)度和良好的能量吸收能力，使其適用于結(jié)構(gòu)件和加強(qiáng)件。雙相鋼的應(yīng)變硬化能力與強(qiáng)效烘烤硬化效應(yīng)相結(jié)合，賦予其減少結(jié)構(gòu)件重量的優(yōu)異潛力。由于其高能量吸收能力和抗疲勞強(qiáng)度，冷軋雙相鋼特別適用于諸如縱向梁、橫向構(gòu)件和加強(qiáng)件的汽車結(jié)構(gòu)和安全零部件。780冷軋雙相鋼，即具有780MPa拉伸強(qiáng)度的對象雙相鋼，推薦用于負(fù)責(zé)能源管理的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)零部件，尤其是在可成形性要求高于相等級別常規(guī)高強(qiáng)度低合金(HSLA)鋼所提供的可成形性的情況下。在一些情況下，為了從每個(gè)工件胚料10產(chǎn)生所需的最終形狀，首先通過從每個(gè)工件胚料10去除材料段12A和/或材料段12B來產(chǎn)生輪廓14。每個(gè)工件胚料10的輪廓14旨在與每個(gè)其他對象工件胚料的相應(yīng)輪廓基本相同。因此，在每個(gè)工件胚料10中，輪廓14與材料12的區(qū)域16鄰接。去除材料段12A產(chǎn)生特定的外部輪廓14A，而去除材料段12B產(chǎn)生孔或封閉切口14B。如圖1所示，外形輪廓14A和孔14B中的每一個(gè)與包括材料邊緣18的相應(yīng)區(qū)域16鄰接。如所示，外部輪廓14A由相應(yīng)工件胚料10中的區(qū)域16劃定，使得材料12通過材料邊緣18來限定相應(yīng)外部輪廓。此外，在孔14B的情況下，每個(gè)工件胚料10的材料邊緣18圍繞著孔360度延伸，即，材料12包圍并限定孔。可以單獨(dú)處理多個(gè)工件胚料10，以產(chǎn)生所需的輪廓14。在工件胚料10的后續(xù)成形期間，工件胚料10中鄰接各輪廓14的區(qū)域16可以通過拉伸材料邊緣18的已退火區(qū)域而經(jīng)受拉伸載荷和顯著的環(huán)向應(yīng)變。因此，在后續(xù)的成形期間，區(qū)域16可能出現(xiàn)邊緣破裂、斷裂或撕裂，這些可能導(dǎo)致工件胚料10的廢品率增加，并降低成品部件的穩(wěn)健性。此類問題的可能性在工件胚料10的材料12是AHSS的情況下尤其高。使用激光來切割工件坯料10中的輪廓14可減少區(qū)域16的材料邊緣18中破裂的可能性。然而，對工件坯料10中的輪廓14進(jìn)行激光切割消耗大量時(shí)間和能量，并且不利于生產(chǎn)率。對工件坯料10中的輪廓14進(jìn)行模切是更加經(jīng)濟(jì)的。對鄰接工件坯料10中的相應(yīng)輪廓14的材料12進(jìn)行局部退火可用來減少區(qū)域16的材料邊緣18中破裂的可能性。然而，對單獨(dú)的工件坯料10進(jìn)行退火消耗大量時(shí)間和能量，并且也不利于生產(chǎn)率。為了克服以上困難，最初，通過在不進(jìn)行(即，缺少)激光切割的情況下將材料段12A從每個(gè)工件坯料10中切割出來而產(chǎn)生輪廓14。具體地說，可以經(jīng)由具有上模20A和下模20B(如圖1中所示)的沖模20(諸如通過在壓機(jī)22中將材料段12A沖割或沖壓出)而產(chǎn)生輪廓14。繼產(chǎn)生輪廓14之后，可將多個(gè)工件坯料10堆疊成垂直列(即，布置在數(shù)百個(gè)坯料(諸如350至450個(gè)坯料范圍中的多個(gè)坯料)的堆疊24中)，使得一個(gè)工件坯料的輪廓14與對象堆疊中的其他工件坯料的輪廓對齊。繼將多個(gè)工件坯料10布置在堆疊24中之后，鄰接每個(gè)工件坯料的相應(yīng)輪廓14的材料12的區(qū)域16可使用連接到適當(dāng)電源27(如圖2中所示)的一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈26同時(shí)局部退火。經(jīng)由感應(yīng)線圈26對每個(gè)堆疊工件坯料10的區(qū)域16進(jìn)行這種同時(shí)退火旨在增強(qiáng)區(qū)域的可成形性，并且可在675-800攝氏度的溫度范圍下完成。繼對每個(gè)工件坯料10中的區(qū)域16進(jìn)行這種同時(shí)退火之后，預(yù)定形狀28可通過諸如經(jīng)由具有上模21本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種部件成形的方法，該方法包括以下步驟：提供多個(gè)工件坯料；在所述多個(gè)工件坯料中的每一個(gè)中產(chǎn)生輪廓，使得每個(gè)輪廓與所述相應(yīng)工件坯料的材料區(qū)域鄰接；將所述多個(gè)工件坯料進(jìn)行堆疊，使得一個(gè)工件坯料的所述輪廓與所述其他工件坯料的所述輪廓對齊；同時(shí)對鄰接每個(gè)所述堆疊工件坯料的所述相應(yīng)輪廓的所述材料區(qū)域進(jìn)行退火；以及經(jīng)由拉伸鄰接所述相應(yīng)輪廓的所述經(jīng)退火的材料區(qū)域在所述工件坯料中的至少一個(gè)中形成形狀，從而使所述部件成形。

【技術(shù)特征摘要】
2015.07.06 US 14/7916011.一種部件成形的方法，該方法包括以下步驟：提供多個(gè)工件坯料；在所述多個(gè)工件坯料中的每一個(gè)中產(chǎn)生輪廓，使得每個(gè)輪廓與所述相應(yīng)工件坯料的材料區(qū)域鄰接；將所述多個(gè)工件坯料進(jìn)行堆疊，使得一個(gè)工件坯料的所述輪廓與所述其他工件坯料的所述輪廓對齊；同時(shí)對鄰接每個(gè)所述堆疊工件坯料的所述相應(yīng)輪廓的所述材料區(qū)域進(jìn)行退火；以及經(jīng)由拉伸鄰接所述相應(yīng)輪廓的所述經(jīng)退火的材料區(qū)域在所述工件坯料中的至少一個(gè)中形成形狀，從而使所述部件成形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述多個(gè)工件坯料中的每一個(gè)中產(chǎn)生所述輪廓的所述操作在不進(jìn)行激光切割的情況下完成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述多個(gè)工件坯料中的每一個(gè)中產(chǎn)生所述輪廓的所述操作經(jīng)由模切完成。4....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：K·R·馬克斯，T·M·福爾曼，T·舍伍德，
申請(專利權(quán))人：通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US