CN105437604B - 挤压工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挤压工具，其用于制造板成型件，其带有：第一模具部分，其具有用于由板件形成板成型件的第一拓扑结构；以及第二模具部分，其具有用于形成板成型件的第二拓扑结构，其中，第一和第二拓扑结构彼此协调，以便通过将这两个模具部分合到一起在这两个拓扑结构的共同作用下给板成型件提供期望的形状，且其中，第一和第二拓扑结构中的一个带有阴模而第一和第二拓扑结构中的另一个带有阳模，以便在将这两个模具部分合到一起时将板件压到阴模中用于制造板成型件。为了能够在板成型件处制造显得较尖锐的轮廓、如尖锐的光棱或设计线，阳模具有弹性材料，以便在将这两个模具部分合到一起时在弹性材料的弹性变形下将板件压到阴模中用于制造板成型件。

Description

挤压工具

技术领域

本发明涉及一种用于制造板成型件(Blechumformteil)的挤压工具(Presswerkzeug)。

背景技术

例如由文件DE 196 21 942 C1已知一种开头所提及的类型的挤压工具。在该挤压工具中一模具部分(Werkzeugteil)的设置用于形成板成型件的拓扑结构(Topografie)具有以肋或结块(Noppe)的形式的突起(Erhebung)作为阳模(Positivform)而另一模具部分的设置用于形成板成型件的拓扑结构具有阴模地(formnegativ)与突起相对的、以沟或槽的形式的凹口(Ausnehmung)作为阴模(Negativform)，以便在将这两个模具部分合到一起时在突起和凹口的共同作用下在板成型件处构造带有凸痕形的(Beulenförmig)压印部(Eindrückung)的细微结构(Feinstruktur)。

根据该已知的挤压工具的一设计方案，代替凹口还可在另一模具部分中设置有弹性的填充物(Einlage)。在成型过程(Umformprozess)中弹性的填充物那么通过突起的压力被压入，从而板材料可在弹性的填充物中凸痕形地置于这些压印部中。

最近，在车辆车身的外壳件(板成型件)处更多地设置以尖锐的光棱(Lichtkante)或设计线(Designlinie)(例如在其外侧或可见侧上的旋风线(Tornadolinie))的形式的设计元素。如果现在应该利用如由文件DE 196 21 942 C1中已知的挤压工具来制造这样的外壳件，那么在外壳件的外侧上成形的凸状的棱边的半径将不小到足以使得形成符合质量要求的尖锐的光棱或设计线。

这此外基于：在阳模(其与构造阴模的弹性填充物共同作用)的那么必需的轮廓尖锐的构造中，在成型区域中产生较强的拉伸弯曲 负荷(Streckbiegebelastung)，其导致板材料提前开始屈服。结果，由于阳模的尖锐的轮廓(如尖锐的或设有较小外半径的冲头棱边(Stempelkante))，在成型区域中板材料的材料强度(Materialstärke)被减弱且阳模的尖锐的轮廓不足地在板件背对阳模的侧面(外侧或可见侧)上被塑造。

发明内容

本发明目的在于将挤压工具改进成使得以此在板成型件处可制造显得较尖锐的轮廓(如尖锐的光棱或设计线)。

这利用根据本发明的挤压工具来实现。

根据本发明，挤压工具为了制造板成型件具有第一模具部分和第二模具部分。第一模具部分具有用于由板件形成板成型件的第一拓扑结构，而第二模具部分具有用于形成板成型件的第二拓扑结构。第一个第二拓扑结构彼此协调，也就是说例如大致或大约彼此互补地来构造，以便通过将这两个模具部分合到一起在这两个拓扑结构的共同作用下给板成型件提供期望的形状。第一和第二拓扑结构中的一个具有阴模，而第一和第二拓扑结构中的另一个具有阳模，以便在将这两个模具部分合到一起时将板件压到阴模中以制造板成型件。根据本发明的挤压工具特征在于，阳模具有弹性材料，以便在将这两个模具部分合到一起时在弹性材料的弹性变形下将板件压到阴模中以制造板成型件。

在本发明的意义中，第一和第二拓扑结构由第一和第二模具部分的相应的面(其在板件的接触下参与板成型件的成型)形成且根据板成型件的期望的形状具有例如外半径、内半径、突起或凸起、凹部或倒凹和/或平的区段等。

在本发明的意义中，在相应的拓扑结构中的突起或凸起被看做阳模且对此与阳模相对的凹部或倒凹被看做用于容纳阳模的阴模。

根据本发明，柔性的弹性材料设置在阳模处，从而阳模可在弹性材料的弹性变形下将板件压入阴模中，以制造板成型件。通过弹性材料的弹性变形，阳模在成型区域中在接触面积增大情况下紧贴到板件的表面处，从而板件可在弹性材料与板件之间的高摩擦力的作用下最佳地被压入阴模中。换言之，根据本发明仅阴模规定待在板成型件处在阴模侧上产生的轮廓且阳模在成型过程中匹配阴模。

因此在避免在成型区域中的强拉伸弯曲负荷的情况下且因此在避免在成型区域中板材料提前开始屈服和板材料的材料强度减弱的情况下也可在板成型件处制造显得较尖锐的轮廓(如尖锐的光棱或设计线)。

根据本发明的一实施形式，弹性材料具有聚合材料。优选地，弹性材料具有弹性体材料且尤其具有橡胶材料、例如硬橡胶材料。

根据本发明的另一实施形式，弹性材料作为***件(Einsatzteil)被***设有阳模的模具部分的基础材料中。这确保了挤压工具的简单的且坚固的结构以及例如磨损的阳模的简单的可更换性。优选地，在此第一和第二模具部分作为基础材料分别具有金属材料、例如钢材料和/或铸铁材料。

根据本发明的又一实施形式，以弹性材料形成的***件构造成条形(Lesitenförmig)并且被***设有阳模的模具部分的基础材料中使得***件的纵向边缘区段从模具部分的基础材料前伸预定的量、尤其2mm至10mm且优选地2mm至5mm。由于***件的条形的设计，能够以简单的方式还对于伸长的阴模提供根据本发明的阳模。阴模和阳模的在成型区域中的挤压力在此可有利地通过***件的前伸量的合适的尺寸来设定。

根据本发明的一实施形式，阴模具有内半径以在板成型件的平面侧(Flaechenseite)上形成凸状的棱边而阳模具有由弹性材料形成的外半径以在将这两个模具部分合到一起时在外半径弹性变形以形成棱边的情况下将板件压到阴模的内半径中以制造板成型件。

根据本发明的又一实施形式，挤压工具设立用于在板件处实现深拉过程(Tiefziehvorgang)，其中，第一模具部分构造为冲头且在其第一拓扑结构中具有阳模而第二模具部分构造为凹模(Matrize)且在其第二拓扑结构中具有阴模。

根据本发明的另一实施形式，板成型件设置为车辆车身的外壳件，其中，阴模和阳模构造成在板成型件的外侧上形成棱边形的设计线或光棱作为凸状的棱边。

本发明的公开的特征只要这在技术上有意义可任意相互组合。

附图说明

接下来根据优选的实施形式且参考附图来说明本发明。其中：

图1以侧向的剖视图显示了在彼此分开的状态中的根据本发明的一实施形式的挤压工具和被置入挤压工具中的板件。

图2以侧向的剖视图显示了在合到一起的状态中的图1的挤压工具和由板件形成的板成型件。

图3以放大的侧向的剖视图说明了在板成型件的背对阳模的侧面上成尖锐轮廓的阳模的不充分塑造的问题。

附图标记清单

1 挤压工具

10 第一模具部分

11 第一拓扑结构

12 阳模

12'' 阳模

20 弹性材料

30 第二模具部分

31 第二拓扑结构

32 阴模

B 板件

B' 板成型件

B'' 对比板成型件

K' 棱边

K'' 棱边。

具体实施方式

接下来参考图1至3来说明根据本发明的一实施形式的挤压工具1。

挤压工具1设立成由板坯形的例如由铝或钢构成的板件B在执行深拉过程的情况下制造带有期望的形状的板成型件B'。在当前的实施形式中板成型件B'作为车辆车身的外壳件(未完全示出)且尤其作为车辆车身的车辆侧门的外壳件来设置。

挤压工具1具有下部的形成挤压工具1的冲头的第一模具部分10和上部的形成挤压工具1的凹模的第二模具部分30。图1在此显示了在彼此分开的状态中的这两个模具部分10,30，其中，已预成形的板件B布置在模具部分10,30之间地被置入挤压工具1中。而图2显示了在合到一起的状态中的这两个模具部分10,30，在其之间带有被带到期望的形状中的板成型件B'。

第一模具部分(冲头)10具有大致凸状地或阳形地构造的第一拓扑结构11用于形成板成型件B'。第二模具部分(凹模)30具有大致凹状地或阴形地构造的第二拓扑结构31用于形成板成型件B'。第一拓扑结构11和第二拓扑结构31彼此协调，也就是说大致或大约彼此互补地来构造，以便通过如图2中所示将这两个模具部分10,30合到一起在这两个拓扑结构11,31的共同作用下给板成型件B'提供期望的形状。

第二模具部分30在其第二拓扑结构31中具有带有较小的内半径的阴模32，以便在板成型件B'的平面侧(以后的外侧或可见侧)上形成带有较小的外半径的凸状的棱边K'且尤其棱边形的设计线或光棱、如旋风线。第一模具部分10在其第一拓扑结构11中具有以弹性材料20形成的、带有外半径的阳模12，以便在将这两个模具部分10,30合到一起时在由弹性材料20形成的外半径的弹性变形以形成棱边K'的情况下将板件B压到阴模32的内半径中用于制造板成型件B'。

如由图1可见，阳模12的外半径大于阴模32的内半径。换言之，根据本发明，第二模具部分(凹模)30的阴模32的内半径在板成型件B'的外侧或可见侧上规定棱边K'(棱边形的设计线或光棱)的扼要(Prägnanz)或显得尖锐的轮廓。

第一和第二模具部分10,30作为基础材料分别以金属材料(如钢材料/或铸铁材料)来制造。弹性材料20作为条形的***件被***第一模具部分10的基础材料中(条形的弹性材料20的纵向垂直于图平面延伸)，从而***件的限定阳模12的外半径的纵向边缘区段从第一模具部分10的基础材料前伸预定的量(例如2mm至10mm且优选地2mm至5mm)。根据本发明，弹性材料20是聚合材料且尤其是弹性体材料。优选地，弹性材料20是橡胶材料、尤其如硬橡胶材料。

在将这两个模具部分10,30合到如在图2中所示的状态中时，第一模具部分10(冲头)的阳模12的柔性的外半径(柔性的冲头棱边)将板件B在弹性材料20与板件B之间的高摩擦力的作用下且在阳模12的外半径的弹性变形下压到第二模具部分(凹模)30的阴模32的规定棱边K'的扼要或显得尖锐的轮廓的内半径中，以便制造板成型件B'。

图3为了比较说明了，如果如传统的那样棱边K''的扼要通过尖锐的轮廓、如阳模12''的较小的外直径(尖锐的冲头棱边)来实现，在对比板成型件B''的外侧或可见侧上制造出的棱边K''(棱边形的设计线或光棱)不足够的扼要或过大的外直径的问题。

如由图3可见，通过阳模12''的尖锐的轮廓在成型区域中产生强的拉伸弯曲负荷，其导致板材料(此处例如铝)提前开始屈服。由此在对比板成型件B''中，在成型区域中板材料的材料强度被减弱大约三分之一且在对比板成型件B''的外侧或可见侧上制造的棱边K''的外直径大于阳模12''的外直径。结果，在对比板成型件B''处制造的棱边K''没有足够的扼要或足够尖锐的轮廓以能够符合对尖锐的光棱或设计线的质量要求。

Claims (9)

1.一种用于由板件(B)制造板成型件(B')的挤压工具(1)，其带有：第一模具部分(10)，其具有用于形成所述板成型件(B')的第一拓扑结构(11)；以及第二模具部分(30)，其具有用于形成所述板成型件(B')的第二拓扑结构(31)，其中，第一和第二拓扑结构(11,31)彼此协调，以便通过将这两个模具部分(10,30)合到一起在这两个拓扑结构(11,31)的共同作用下给所述板成型件(B')提供期望的形状，且其中，第一和第二拓扑结构中的一个(31)具有阴模(32)而第一和第二拓扑结构中的另一个(11)具有阳模(12)，以便在将这两个模具部分(10,30)合到一起时将所述板件(B)压到所述阴模(32)中用于制造所述板成型件(B')，其特征在于，所述阳模(12)具有弹性材料(20)，以便在将这两个模具部分(10,30)合到一起时在所述弹性材料(20)的弹性变形下将所述板件(B)压到阴模(32)中用于制造所述板成型件(B')，其中，所述阴模(32)具有内半径，以便在所述板成型件(B')的平面侧上形成凸状的棱边(K')，且其中，所述阳模(12)具有由所述弹性材料(20)形成的外半径，以便在将这两个模具部分(10,30)合到一起时在所述外半径弹性变形以形成所述棱边(K')的情况下将所述板件(B)压到所述阴模(32)的内半径中用于制造所述板成型件(B')，且其中，阳模(12)的外半径大于阴模(32)的内半径。

2.根据权利要求1所述的挤压工具(1)，其中，所述弹性材料(20)是聚合材料。

3.根据权利要求1或2所述的挤压工具(1)，其中，所述弹性材料(20)是弹性体材料。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的挤压工具(1)，其中，所述弹性材料(20)是橡胶材料。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的挤压工具(1)，其中，所述弹性材料(20)作为***件被***设有所述阳模(12)的模具部分(10)的基础材料中。

6.根据权利要求5所述的挤压工具(1)，其中，第一和第二模具部分(10,30)作为基础材料分别具有金属材料。

7.根据权利要求5所述的挤压工具(1)，其中，以所述弹性材料(20)形成的所述***件构造成条形且被***设有所述阳模(12)的模具部分(10)的基础材料中使得所述***件的纵向边缘区段从所述模具部分(10)的基础材料中前伸预定的量。

8.根据权利要求1-2中任一项所述的挤压工具(1)，其中，所述挤压工具(1)设立用于在所述板件(B)处实现深拉过程，其中，所述第一模具部分(10)构造为冲头且在其第一拓扑结构(11)中具有所述阳模(12)，且其中，所述第二模具部分(30)构造为凹模且在其第二拓扑结构(31)中具有所述阴模(32)。

9.根据权利要求1-2中任一项所述的挤压工具(1)，其中，所述板成型件(B')设置为车辆车身的外壳件，且其中，所述阴模(32)和所述阳模(12)构造成在所述板成型件(B')的外侧上形成棱边形的设计线。

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