[发明专利]用于高温成形工具的自补偿式可收缩型芯

说明书

相关申请的引用

本申请要求2011年8月19日提交的名称为“用于包括超塑性成形在内的高温加工中的A级底切镶板和部件的自补偿式可收缩型芯设计(Self Compensating Retractable Insert Design for Class A Undercut Panels And Parts In High Temperature Tooling，Including Super Plastic Forming)”的美国临时专利申请No.61/525,426的权益，该申请的全部内容通过参引结合到本文中。

技术领域

本申请通常涉及一种金属板部件，且更为特别地，本发明涉及一种用于形成板材制品的方法和成形工具装置，该板材制品具有将成形的制品锁定在成形工具内的底切部或负拔模角。

背景技术

汽车车身镶板和非汽车车身镶板等一般通过使用热成形技术制造而成，在热成形技术中，使加热的金属板坯料顺从型腔的形状，其中型腔形成在安装于压力机中的成形工具的表面之间。超塑性成形是用于形成金属板材制品的热成形工艺的具体示例。超塑性成形基于超塑性原理工作，超塑性指的是材料能够在严格控制的条件下延长超过其原始尺寸的100％。超塑性成形工艺的优点是可以在单次操作中形成大而复杂的制品，因而减少了把较小的部件组装在一起的需要，同时又实现了重量的减小。此外，成形的制品具有出色的精度和优良的表面光洁度。

汽车的外部车身镶板，即所谓的“A级表面”，提供旨在吸引汽车的潜在买主的造型和美学品质。通常，“A级表面”可以被认为是具有造型目的的任何表面。因此常见的是为外部的车身镶板形成给完成的汽车带来柔滑且“性感”的外表的曲线和轮廓。在竞争日益激烈的汽车行业中，消费者对经销商展厅的第一印象在销售过程中举足轻重。

通常，对包括汽车的车身镶板在内的成形制品进行的设计使得用于形成该制品的成形工具将具有以正拔模角延伸的成形工具壁，并因而确保易于将成品从成形工具上移除。然而，在某些情况下，成品的期望形状需要通过对成形工具型腔的壁进行底切而使成形工具具有负拔模角。遗憾的是，在这种情况下，成品被锁定在成形工具中并且不能被移除。当然，已经提出了各种方案来实现将具有负拔模角的成形的制品从工具上移除。

在Kruger等人的美国专利申请公开2005/0150266中，公开了一种成形工具系统，该系统包括依照曲线路径前进和后退的高精度成形工具。该高精度成形工具绕着固定枢轴可枢转地安装，使得高精度成形工具可以依照负拔模角从成形的制品上分离。遗憾的是，整个高精度成形工具绕着固定枢轴枢转，因而成品可以被底切的程度有限。特别地，被深度底切的部分使得高精度成形工具需要沿着具有大半径的曲线路径移动，该路径可能会受到成品的其他部分的阻碍。

在Kruger等人的美国专利7，306，451中公开了一种用于形成制品的成形工具装置，其包括具有可移除的型腔壁段的第一成形工具，该可移除的型腔壁段具有被底切的型腔壁。枢轴连杆通常将可移除壁段安置在成形位置中，在成形位置中，底切壁准备好用于制品的成形。当成形工具打开时，枢轴连杆选择性地将可移除壁段枢轴离开成形位置，使得底切壁枢转地抬升并释放成形的制品以便于成形的制品从型腔移除。遗憾的是，这种系统非常复杂且要依赖可移除壁段的枢转运动来对成形的制品解锁。这需要使工具的非常大且重的一部分枢转，这被设计成使得可移除壁段包围制品的整个A级区域，并且导致与进行必需的电连接、金属线弯曲疲劳等有关的其他问题。结果，实施该系统容易成本过高。

有益的是提供一种克服至少一些在上文提到的本领域的限制和缺陷的方法和成形工具装置。

发明内容