[发明专利]加强部件的方法和具有加强结构的部件

说明书

技术领域

本公开涉及一种为部件(例如，车辆的结构组件)制造一体式加强筋的方法以及根据该方法制作的一体式加强网格。

背景技术

金属板冲压和点焊是用于形成车辆的内面板和外面板以及其他耐用品的传统技术。用于制造汽车面板的金属板冲压工艺包括下料、拉伸、修剪和翻边。除了该传统顺序的冲压操作以外，还可包含再冲压操作或二次修剪操作。近几十年来，采用这种制造方法将低碳钢制造成部件。

新的燃料经济性标准要求汽车设计者使用更轻且更强的材料，例如，先进高强度钢(“AHSS”)/超高强度钢(“UHSS”)和铝合金。AHSS/UHSS通过减小材料的厚度(材料的厚度通过替换材料的增大的强度来补偿)来节省重量。然而，许多内部面板和结构性部件的设计和规格的选择取决于弯曲刚度和扭转刚度。

利用更薄、强度更高的钢来简单替换低碳钢会降低由强度更高的材料制成的部件的弹性弯曲性能特性和扭转性能特性。高强度材料的这些性能特性是限制AHSS和UHSS在汽车工业中应用的主要障碍。由AHSS和UHSS钢制造的冲压面板的弯曲刚度不足还阻碍了这些材料在其他耐用品中的广泛采用。

当前正在实施的一种改进方案是在冲压坯料刚度不足的局部区域中用覆盖的补丁修补部件的一些部分。例如，可将硼钢的热冲压补丁应用到B-立柱加强筋的一部分。在另一示例中，高强度材料的补丁可通过聚氨酯结合到顶面板的一部分，以加强车顶。设置高强度材料的补丁增大了车辆的重量并减少了采用高强度材料而提供的优点。

本公开致力于解决具有弹性弯曲需求和扭转刚度所要求的设计的冲压面板的刚度不足的问题。缺乏弹性刚度导致使用具有增大的规格的坯料，这对节省重量适得其反。

由下面所概述的本公开致力于解决上述问题和其它问题。

发明内容

根据本公开的一方面，进行加强的尖的V形肋通过对AHSS/UHSS制成的部件增加额外的制造电动液压成型肋或网格的操作而一体地形成在冲压面板上。

加强筋被形成为位于局部区域中的窄且尖的通道。面板首先被形成至所期望的大曲率，然后进行先进的成型工艺，例如电动液压成型(“EHF”)工艺，这增大能够施加到部件而不会使部件破损的应变量。

根据本公开的涉及一种加强部件的方法的一方面，所述方法包括：将金属面板形成为包括需要加强的预定区域的三维形状，并在需要加强的预定区域中形成包括多个槽的网格图案。

根据所述方法的其他方面，所述形成包括多个槽的网格图案的步骤还可包括通过使流体中的至少一个电极放电而电动液压地形成抵住单侧模具的网格图案，其中，所述流体容纳在接触需要加强的预定区域的容器中。可选地，除了利用电动液压的方式形成槽以外，还可使用电磁成型工具来形成V形槽。形成包括多个槽的网格图案的步骤还可包括形成V形截面槽的网格，所述网格包括沿第一方向延伸的第一组平行槽以及沿第二方向延伸的第二组平行槽，其中，第一组平行槽和第二组平行槽以预定角度相交。所述预定角度大致可以是直角。

根据本公开的另一方面，所述形成包括多个槽的网格图案的步骤还可包括将所述预定区域布置在电动液压腔室与单侧模具之间。在电动液压腔室中安装沿第一方向延伸的多个第一线电极。使储存的电荷通过所述多个第一线电极放电，以将所述多个槽中的第一组槽形成为尖的V形截面。然后，可将所述预定区域布置在电动液压腔室与单侧模具之间。使多个第二线电极沿第二方向横跨电动液压腔室延伸，第二方向与第一方向不同。使储存的电荷通过所述多个第二线电极放电，以将所述多个槽中的第二组槽形成为尖的V形截面，第一组槽与第二组槽以预定角度相交。

根据本公开的可选实施例，所述形成包括多个槽的网格图案的步骤还可包括将金属面板的预定区域布置在电极的阵列之上，所述电极沿第一方向对齐且沿第二方向对齐，其中，第一方向与第二方向相交。使多个电极放电，以沿第一方向形成多个第一通道并形成沿第二方向延伸的多个第二通道。

所述电极连接到具有第一极性的电力储存源，金属面板连接到具有与第一极性相反的第二极性的电力储存源。

根据本公开的另一方面，公开了一种部件，所述部件包括金属面板，所述金属面板被形成为包括需要加强的预定区域的中间部件形状。多个相交的V形通道形成在金属面板的需要加强的预定区域中。设置第一组V形通道来抵抗沿第一方向的变形，并且设置第二组V形通道来抵抗沿第二方向的变形，其中，第一方向与第二方向不同。