用于高溫成形工具的自補(bǔ)償式可收縮型芯的制作方法【專利摘要】提出了一種用于形成具有負(fù)拔模角的制品的成形工具裝置，所述負(fù)拔模角將形成的制品鎖定在成形工具內(nèi)。設(shè)置在限定于成形工具的成形表面中的凹部?jī)?nèi)的型芯具有與成形工具的成形表面配合以將金屬坯料成形為期望的最終形狀的表面。特別地，型芯的表面成形為限定形成的制品的負(fù)拔模角特征。在形成該制品后，線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被啟動(dòng)以將型芯從形成的制品中抽出，并且因而將形成的制品從工具解鎖。形成的制品然后沿著不平行于型芯被驅(qū)動(dòng)的方向的抽出方向從工具抽出?！緦＠f(shuō)明】用于高溫成形工具的自補(bǔ)償式可收縮型芯[0001]相關(guān)申請(qǐng)的引用[0002]本申請(qǐng)要求2011年8月19日提交的名稱為“用于包括超塑性成形在內(nèi)的高溫加工中的A級(jí)底切鑲板和部件的自補(bǔ)償式可收縮型芯設(shè)計(jì)(SelfCompensatingRetractableInsertDesignforClassAUndercutPanelsAndPartsInHighTemperatureTooling，IncludingSuperPlasticForming)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/525，426的權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參引結(jié)合到本文中。【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0003]本申請(qǐng)通常涉及一種金屬板部件，且更為特別地，本發(fā)明涉及一種用于形成板材制品的方法和成形工具裝置，該板材制品具有將成形的制品鎖定在成形工具內(nèi)的底切部或負(fù)拔模角?！?br>背景技術(shù)：
】[0004]汽車車身鑲板和非汽車車身鑲板等一般通過(guò)使用熱成形技術(shù)制造而成，在熱成形技術(shù)中，使加熱的金屬板坯料順從型腔的形狀，其中型腔形成在安裝于壓力機(jī)中的成形工具的表面之間。超塑性成形是用于形成金屬板材制品的熱成形工藝的具體示例。超塑性成形基于超塑性原理工作，超塑性指的是材料能夠在嚴(yán)格控制的條件下延長(zhǎng)超過(guò)其原始尺寸的100%。超塑性成形工藝的優(yōu)點(diǎn)是可以在單次操作中形成大而復(fù)雜的制品，因而減少了把較小的部件組裝在一起的需要，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了重量的減小。此外，成形的制品具有出色的精度和優(yōu)良的表面光潔度。[0005]汽車的外部車身鑲板，即所謂的“A級(jí)表面”，提供旨在吸引汽車的潛在買主的造型和美學(xué)品質(zhì)。通常，“A級(jí)表面”可以被認(rèn)為是具有造型目的的任何表面。因此常見(jiàn)的是為外部的車身鑲板形成給完成的汽車帶來(lái)柔滑且“性感”的外表的曲線和輪廓。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的汽車行業(yè)中，消費(fèi)者對(duì)經(jīng)銷商展廳的第一印象在銷售過(guò)程中舉足輕重。[0006]通常，對(duì)包括汽車的車身鑲板在內(nèi)的成形制品進(jìn)行的設(shè)計(jì)使得用于形成該制品的成形工具將具有以正拔模角延伸的成形工具壁，并因而確保易于將成品從成形工具上移除。然而，在某些情況下，成品的期望形狀需要通過(guò)對(duì)成形工具型腔的壁進(jìn)行底切而使成形工具具有負(fù)拔模角。遺憾的是，在這種情況下，成品被鎖定在成形工具中并且不能被移除。當(dāng)然，已經(jīng)提出了各種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)將具有負(fù)拔模角的成形的制品從工具上移除。[0007]在Kruger等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)2005/0150266中，公開(kāi)了一種成形工具系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依照曲線路徑前進(jìn)和后退的高精度成形工具。該高精度成形工具繞著固定樞軸可樞轉(zhuǎn)地安裝，使得高精度成形工具可以依照負(fù)拔模角從成形的制品上分離。遺憾的是，整個(gè)高精度成形工具繞著固定樞軸樞轉(zhuǎn)，因而成品可以被底切的程度有限。特別地，被深度底切的部分使得高精度成形工具需要沿著具有大半徑的曲線路徑移動(dòng)，該路徑可能會(huì)受到成品的其他部分的阻礙。[0008]在Kruger等人的美國(guó)專利7,306,451中公開(kāi)了一種用于形成制品的成形工具裝置，其包括具有可移除的型腔壁段的第一成形工具，該可移除的型腔壁段具有被底切的型腔壁。樞軸連桿通常將可移除壁段安置在成形位置中，在成形位置中，底切壁準(zhǔn)備好用于制品的成形。當(dāng)成形工具打開(kāi)時(shí)，樞軸連桿選擇性地將可移除壁段樞軸離開(kāi)成形位置，使得底切壁樞轉(zhuǎn)地抬升并釋放成形的制品以便于成形的制品從型腔移除。遺憾的是，這種系統(tǒng)非常復(fù)雜且要依賴可移除壁段的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)成形的制品解鎖。這需要使工具的非常大且重的一部分樞轉(zhuǎn)，這被設(shè)計(jì)成使得可移除壁段包圍制品的整個(gè)A級(jí)區(qū)域，并且導(dǎo)致與進(jìn)行必需的電連接、金屬線彎曲疲勞等有關(guān)的其他問(wèn)題。結(jié)果，實(shí)施該系統(tǒng)容易成本過(guò)高。[0009]有益的是提供一種克服至少一些在上文提到的本領(lǐng)域的限制和缺陷的方法和成形工具裝置?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0010]根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式的方面，提供了一種用于形成具有負(fù)拔模角的制品的成形工具裝置，所述負(fù)拔模角將所形成的制品鎖定在所述成形工具內(nèi)，所述成形工具裝置包括:第一成形工具和第二成形工具，所述第二成形工具能夠相對(duì)于所述第一成形工具在閉合狀態(tài)與打開(kāi)狀態(tài)之間移動(dòng)，所述閉合狀態(tài)用于限定成形工具型腔，在所述成形工具型腔中由金屬板坯料形成所述制品，所述打開(kāi)狀態(tài)用于將所形成的制品沿著抽出方向從所述成形工具型腔中移除，所述第一成形工具具有第一成形表面，所述第一成形表面用于形成所述制品的不包括所述負(fù)拔模角的第一部分，并且所述第一成形表面中限定有凹部；型芯，所述型芯設(shè)置在所述凹部?jī)?nèi)并且具有第二成形表面，所述第二成形表面用于形成所述制品的包括所述負(fù)拔模角的第二部分，所述第二成形表面具有尺寸設(shè)定成小于所述凹部的周長(zhǎng)的周長(zhǎng)，所述型芯能夠相對(duì)于所述第一成形工具沿著驅(qū)動(dòng)方向并在成形位置與抽出位置之間線性地移動(dòng)，在所述成形位置中，所述第二成形表面與所述第一成形表面配合以形成所述制品，而在所述抽出位置中，所述第二成形表面與所形成的制品間隔開(kāi)；線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述型芯連接，以使所述型芯在所述成形位置與所述抽出位置之間移動(dòng)；以及至少兩個(gè)壓力墊組件，所述至少兩個(gè)壓力墊組件設(shè)置在所述型芯與所述凹部的內(nèi)表面之間，所述至少兩個(gè)壓力墊組件中的每一個(gè)壓力墊組件包括溫度補(bǔ)償隔離元件，所述溫度補(bǔ)償隔離元件用于沿著與所述驅(qū)動(dòng)方向正交的方向偏壓所述型芯，使得在所述成形工具的在預(yù)定溫度范圍內(nèi)的操作過(guò)程中，沿著所述第二成形表面的周界的預(yù)定段，在所述第二成形表面與所述第一成形表面之間形成大致無(wú)間隙的邊界，并且使得沿著所述第二成形表面的周界的除所述預(yù)定段之外的部分，在所述第二成形表面與所述第一成形表面之間形成尺寸可變的間隙。[0011]根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式的方面，提供了一種用于形成具有負(fù)拔模角的制品的成形工具裝置，所述負(fù)拔模角將所形成的制品鎖定在所述成形工具內(nèi)，所述成形工具裝置包括:第一成形工具和第二成形工具，所述第二成形工具能夠相對(duì)于所述第一成形工具在閉合狀態(tài)與打開(kāi)狀態(tài)之間移動(dòng)，所述閉合狀態(tài)用于限定成形工具型腔，在所述成形工具型腔中由金屬板坯料形成所述制品，所述打開(kāi)狀態(tài)用于將所形成的制品從所述成形工具型腔中移除，所述第一成形工具具有第一成形表面，所述第一成形表面中限定有凹部；型芯，所述型芯設(shè)置在所述凹部?jī)?nèi)并且具有第二成形表面，所述第二成形表面包括用于形成所形成的制品中的所述負(fù)拔模角的特征，所述型芯能夠在成形位置與抽出位置之間在所述凹部?jī)?nèi)且相對(duì)于所述第一成形工具線性地移動(dòng)，在所述成形位置中，所述第二成形表面與所述第一成形表面配合以形成所述制品，而在所述抽出位置中，用于形成所述負(fù)拔模角的所述特征與所形成的制品間隔開(kāi)；至少兩個(gè)壓力墊組件，所述至少兩個(gè)壓力墊組件設(shè)置在所述型芯與所述凹部的內(nèi)表面之間，所述至少兩個(gè)壓力墊組件中的每一個(gè)壓力墊組件包括溫度補(bǔ)償隔離元件，所述溫度補(bǔ)償隔離元件用于將所述型芯定位在所述凹部?jī)?nèi)，使得當(dāng)所述型芯處于所述成形位置中時(shí)，所述第二成形表面與所述第一成形表面在對(duì)應(yīng)于所形成的制品的A級(jí)表面的預(yù)定區(qū)域內(nèi)在所述第二成形表面與所述第一成形表面之間形成大致無(wú)間隙的邊界，并且使得在所述預(yù)定區(qū)域外，所述第二成形表面與所述第一成形表面被間隙分開(kāi)，所述間隙在所述成形工具的在預(yù)定溫度范圍內(nèi)的操作過(guò)程中變化；以及線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述型芯連接，以使所述型芯在所述成形位置與所述抽出位置之間移動(dòng)。[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，設(shè)置有兩個(gè)壓力墊組件。[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，設(shè)置有三個(gè)壓力墊組件。[0014]根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式的方面，提供了一種使用成形工具裝置由金屬板坯料形成制品的方法，所述成形工具裝置具有相對(duì)的工具，所述相對(duì)的工具中的一個(gè)包括第一成形表面和型芯，所述第一成形表面中限定有凹部，所述型芯設(shè)置在所述凹部?jī)?nèi)，所述型芯具有第二成形表面，所述第二成形表面限定所形成的制品的負(fù)拔模角特征，并且所述型芯能夠沿著驅(qū)動(dòng)方向在成形位置與抽出位置之間在所述凹部?jī)?nèi)線性地移動(dòng)，所述方法包括:將所述金屬板坯料放置在所述相對(duì)的工具之間；將所述相對(duì)的工具閉合在一起以限定成形工具型腔，所述第一成形表面和所述第二成形表面面向所述成形工具型腔并且彼此配合以限定所形成的包括所述負(fù)拔模角特征的制品的最終形狀；在所述型芯處于所述成形位置中的情況下，將所述金屬板坯料成形為所形成的制品的最終形狀；將所述型芯移動(dòng)離開(kāi)所述形成的制品并移動(dòng)至所述型芯的所述抽出位置；打開(kāi)所述相對(duì)的工具；以及沿著不平行于所述驅(qū)動(dòng)方向的抽出方向抽出所述形成的制品。【專利附圖】【附圖說(shuō)明】[0015]將通過(guò)僅為示例性的方式并參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中，相似的附圖標(biāo)記在各個(gè)視圖中表示相似的元件，在附圖中:[0016]圖1為穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的成形工具裝置截取的簡(jiǎn)化截面圖，示出的成形工具裝置處于打開(kāi)狀態(tài)，而示出的型芯處于成形位置；[0017]圖2為穿過(guò)圖1的成形工具裝置截取的簡(jiǎn)化截面圖，示出的成形工具裝置處于閉合狀態(tài)，而示出的型芯處于成形位置；[0018]圖3為穿過(guò)圖1的成形工具裝置截取的簡(jiǎn)化截面圖，示出的成形工具裝置處于閉合狀態(tài)，而示出的型芯處于抽出位置；[0019]圖4為穿過(guò)圖1的成形工具裝置截取的簡(jiǎn)化截面圖，示出的成形工具裝置處于打開(kāi)狀態(tài)，而示出的型芯處于抽出位置；[0020]圖5為示出設(shè)置在凹部?jī)?nèi)的型芯的細(xì)節(jié)的放大視圖，該凹部限定在成形工具裝置的下部成形工具的成形表面內(nèi)；[0021]圖6為示出圖5的型芯在下部成形工具的成形表面內(nèi)的代表性位置的簡(jiǎn)化平面圖，其中包括兩個(gè)壓力墊組件和兩個(gè)A級(jí)邊界；以及[0022]圖7為示出另一型芯在下部成形工具的成形表面內(nèi)的代表性位置的簡(jiǎn)化平面圖，其中包括三個(gè)壓力墊組件和一個(gè)A級(jí)邊界。【具體實(shí)施方式】[0023]提供以下的說(shuō)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造并使用本發(fā)明，并且以下的說(shuō)明是在特定的應(yīng)用及其要求的背景下提供的。公開(kāi)的實(shí)施方式的各種更改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，并且本文中所限定的一般原理可以在不背離本發(fā)明的范圍的情況下應(yīng)用于其他的實(shí)施方式和應(yīng)用。因此，無(wú)意使本發(fā)明局限于所公開(kāi)的實(shí)施方式，而旨在被賦予與本文公開(kāi)的原理和特征相一致的最寬的范圍。[0024]參照?qǐng)D1和2，示出了穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的成形工具裝置100截取的簡(jiǎn)化截面圖。在圖1中，成形工具裝置100示出為處于打開(kāi)狀態(tài)，并且型芯102設(shè)置在成形位置。在圖2中，成形工具裝置100示出為處于閉合狀態(tài)，并且型芯102設(shè)置在成形位置。成形工具裝置100包括下部成形工具104和上部成形工具106，下部成形工具104和上部成形工具106能夠相對(duì)于彼此在圖1中示出的打開(kāi)狀態(tài)與圖2中示出的閉合狀態(tài)之間移動(dòng)。當(dāng)處于閉合狀態(tài)時(shí)，下部成形工具104和上部成形工具106限定成形工具型腔108。作為具體但非限制性的示例，在圖1和圖2中示出的成形工具裝置100用于通過(guò)超塑性成形工藝對(duì)加熱的金屬的板材110進(jìn)行成形。上部成形工具106具有進(jìn)氣口112，在上部成形工具106和下部成形工具104移動(dòng)到一起后，高壓氣體(在圖2中用箭頭表示)通過(guò)進(jìn)氣口112引入以迫使預(yù)熱的金屬板坯料110與下部成形工具104接觸。[0025]如將理解的，為了保持清楚，已經(jīng)從附圖中省略了對(duì)于獲得對(duì)本發(fā)明的理解而言不是必需的成形工具裝置的某些部件。在已知的形式中，下部和上部成形工具104和106包括嵌入其中的未示出的加熱元件，用以在成形過(guò)程中維持預(yù)熱的金屬板坯料110的溫度。此外，下部和上部成形工具104和106安裝在未示出的壓力機(jī)中，例如液壓壓力機(jī)或本領(lǐng)域已知的另一常規(guī)的壓力機(jī)，該壓力機(jī)使得下部和上部成形工具104和106相對(duì)于彼此在打開(kāi)狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間移動(dòng)。[0026]如圖1中進(jìn)一步示出的，下部成形工具104具有第一成形表面114，在第一成形表面104中限定了凹部116。在該具體示例中，凹部116在下部成形工具104的相對(duì)側(cè)之間具有大致統(tǒng)一的截面形狀和尺寸。設(shè)置在凹部116中的為型芯102，型芯102具有第二成形表面118。特別地，型芯102在圖1中示出為處于成形位置?，F(xiàn)在還參照?qǐng)D5，觀察到型芯102的第二成形表面118包括負(fù)拔模角特征120。在操作過(guò)程中，第一成形表面114和第二成形表面118配合以將加熱的金屬板坯料110形成為成品112，成品112接著沿著圖5中所示的抽出方向E從成形工具裝置100中抽出。然而，將理解的是，如果型芯102在成形工具裝置100打開(kāi)后停留在成形位置，則負(fù)拔模角特征120將成品122(在圖5中未示出)鎖定在成形工具裝置100中。[0027]參照?qǐng)D3，示出了穿過(guò)根據(jù)目前的實(shí)施方式的成形工具截取的簡(jiǎn)化截面圖，成形工具裝置100處于閉合狀態(tài)而型芯102處于抽出位置。線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)124—一例如液壓致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器、機(jī)械螺紋致動(dòng)器等中的一種一一用于沿著圖5中示出的離開(kāi)成品122且大致平行于負(fù)拔模角N的方向R移動(dòng)型芯102。還參照?qǐng)D4，如圖所示，當(dāng)成形工具裝置100處于打開(kāi)狀態(tài)而型芯102處于抽出位置時(shí)，第二成形表面118不將成品122鎖定在成形工具裝置100中，從而允許成品122沿著抽出方向E被取出。[0028]現(xiàn)在參照?qǐng)D5更詳細(xì)地描述型芯102的結(jié)構(gòu)。在本文公開(kāi)的【具體實(shí)施方式】中，成形工具裝置100用于熱成形工藝中一一例如超塑性成形中一一以生產(chǎn)用于汽車和非汽車應(yīng)用的A級(jí)鑲板。由于存在于A級(jí)鑲板上的任何缺陷或瑕疵對(duì)消費(fèi)者都是顯而易見(jiàn)的，因此A級(jí)鑲板必須具有優(yōu)異的表面光潔度特性。此外，A級(jí)鑲板在后續(xù)步驟中被噴漆，這容易凸顯這些缺陷或瑕疵的存在。因此，需要確保當(dāng)型芯102處于圖1、2和5中所示的成形位置時(shí)第一成形表面114與第二成形表面118之間的大致無(wú)間隙的邊界126。當(dāng)型芯102被設(shè)置為與凹部116的內(nèi)表面滑動(dòng)配合接觸時(shí)，實(shí)現(xiàn)了這種大致無(wú)間隙的邊界。圖1和圖5中示出的邊界126適合用于形成A級(jí)鑲板，并且在后文中將稱為“A級(jí)邊界”。[0029]遺憾的是，由于成形工具裝置100用于熱成形工藝中一一例如超塑性成形工藝中，所以下部成形工具104和型芯102在預(yù)定溫度范圍內(nèi)的成形工具裝置的操作過(guò)程中受到熱膨脹和熱收縮。結(jié)果，由于隨著成形工具裝置100的溫度的變化，型芯102會(huì)卡在凹部116內(nèi)，因此型芯102不能夠被設(shè)定尺寸成圍繞凹部116的內(nèi)表面自始至終都提供滑動(dòng)配合接觸。在這種情況下，不可能使型芯102在成形位置與抽出位置之間移動(dòng)。為此，在型芯102與下部成形工具104之間還設(shè)置有非A級(jí)邊界128。特別地，非A級(jí)邊界128出現(xiàn)在型芯102不與凹部116的內(nèi)表面滑動(dòng)配合接觸的位置處。作為具體但非限制性的示例，沿著非A級(jí)邊界128在第一成形表面114與第二成形表面118之間存在大約2-3mm的間隙寬度。關(guān)鍵地，非A級(jí)邊界128位于用于形成A級(jí)鑲板的成形表面區(qū)域的外側(cè)。換句話說(shuō)，非A級(jí)邊界128出現(xiàn)在成形表面的如下部分中:例如，與將從成品122上剪裁掉的區(qū)域相鄰的部分，或與消費(fèi)者看不到的成品122的部分相鄰的部分，等等。[0030]仍然參照?qǐng)D5，型芯102與凹部116的內(nèi)表面132之間的空間130容納壓力墊組件。壓力墊組件包括耐磨墊134，耐磨墊134例如通過(guò)使用螺栓136機(jī)械地聯(lián)接至型芯102。壓力墊組件還包括溫度補(bǔ)償隔離元件138，例如Bellville彈簧墊圈，也稱為錐形彈簧墊圈，其由適合的奧氏體鎳絡(luò)基超級(jí)合金(通常稱為Inconel?合金)制成。Inconel?合金為非常適合使用于受到壓力和熱量的極端環(huán)境中的抗氧化和耐腐蝕材料?？蛇x地，Bellville彈簧墊圈由另一種適合的合金制成。可選地，使用標(biāo)準(zhǔn)壓縮墊圈來(lái)代替Bellville彈簧墊圈。[0031]溫度補(bǔ)償隔離元件138通常沿著方向B偏壓型芯102，方向B與型芯102在成形位置與抽出位置之間移動(dòng)所沿的方向R正交。如在圖5中最清晰地示出的，型芯102沿著A級(jí)邊界126與凹部的內(nèi)表面滑動(dòng)配合接觸，并且耐磨墊134沿著非A級(jí)邊界128與凹部116的內(nèi)表面132滑動(dòng)配合接觸。由于成形工具裝置100的溫度在使用過(guò)程中變化，并且下部成形工具104和型芯102經(jīng)受熱膨脹和熱收縮，所以溫度補(bǔ)償隔離元件138維持型芯102與凹部的內(nèi)表面之間沿著A級(jí)邊界126的滑動(dòng)配合接觸，并且還維持耐磨墊134與凹部116的內(nèi)表面132之間沿著非A級(jí)邊界128的滑動(dòng)配合接觸。[0032]現(xiàn)在參照?qǐng)D6，示出了簡(jiǎn)化的平面圖，該平面圖示出了型芯102在下部成形工具104的第一成形表面114內(nèi)的代表性位置。在圖6中示出的具體的但非限制性的示例中，兩個(gè)A級(jí)邊界126形成在下部成形工具104的第一成形表面114與型芯102的第二成形表面118之間。在與A級(jí)邊界126的中的一個(gè)A級(jí)邊界相對(duì)的型芯102的每一側(cè)上，形成有非A級(jí)邊界128。特別地，沿著非A級(jí)邊界128中的每一個(gè)非A級(jí)邊界，在圖6中能夠看到第一成形表面114與第二成形表面118之間的間隙。在圖6中大體在140處示出的壓力墊組件在沿著每一個(gè)非A級(jí)邊界128的間隙內(nèi)可見(jiàn)。如前面參照?qǐng)D5所描述的，每個(gè)壓力墊組件140包括耐磨墊134和溫度補(bǔ)償隔離元件138，耐磨墊134例如通過(guò)使用螺栓136機(jī)械地聯(lián)接至型芯102。A級(jí)邊界126位于形成A級(jí)鑲板的成形工具區(qū)域內(nèi)。另一方面，非A級(jí)邊界128位于形成A級(jí)鑲板的成形工具區(qū)域外。為了清楚起見(jiàn)，成形工具的上述區(qū)域在圖6中用虛線描繪。[0033]當(dāng)然，在圖6示出的具體的但非限制性的示例中，設(shè)置有兩個(gè)壓力墊組件140并且在第一成形表面114與第二成形表面118之間形成有兩個(gè)A級(jí)邊界126?？蛇x地，如圖7中所示，設(shè)置三個(gè)壓力墊組件140并形成一個(gè)A級(jí)邊界126。在這種情況下，型芯702延伸超出所形成的具有負(fù)拔模角或底切特征的制品的A級(jí)部分的相對(duì)端部。這樣，一個(gè)A級(jí)邊界126形成在下部成形工具104的第一成形表面114與型芯702的第二成形表面118之間。在型芯702的非沿著A級(jí)邊界126的每一側(cè)上，形成非A級(jí)邊界128。特別地，沿著非A級(jí)邊界128中的每一個(gè)非A級(jí)邊界，在圖7中能夠看到第一成形表面114與第二成形表面118之間的間隙。在圖7中大體在140處示出的壓力墊組件在沿著每一個(gè)非A級(jí)邊界128的間隙內(nèi)可見(jiàn)。每一個(gè)壓力墊組件140包括耐磨墊134和溫度補(bǔ)償隔離元件138，耐磨墊134例如通過(guò)使用螺栓136機(jī)械地聯(lián)接至型芯702。A級(jí)邊界126位于形成A級(jí)鑲板的成形工具區(qū)域內(nèi)。另一方面，非A級(jí)邊界128位于形成A級(jí)鑲板的成形工具區(qū)域外。為了清楚起見(jiàn)，成形工具的上述區(qū)域在圖7中用虛線描繪。[0034]在圖中示出的具體的但非限制性的示例中，型芯102和702通常為具有四個(gè)圓角的矩形形狀?？商娲?，型芯102和702具有不同的形狀和/或不同數(shù)量的圓角。[0035]當(dāng)然，本文描述的工具成形裝置和方法也適合于使用除超塑性成形工藝之外的溫成形或熱成形操作對(duì)由金屬板制成的制品進(jìn)行成形。[0036]雖然上述說(shuō)明構(gòu)成了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式，但將理解，在不背離所附權(quán)利要求的合理含義的情況下，本發(fā)明容易進(jìn)行進(jìn)一步修改和變化。【權(quán)利要求】1.一種成形工具裝置，所述成形工具裝置用于形成具有負(fù)拔模角的制品，所述負(fù)拔模角將所形成的制品鎖定在所述成形工具內(nèi)，所述成形工具裝置包括:第一成形工具和第二成形工具，所述第二成形工具能夠相對(duì)于所述第一成形工具在閉合狀態(tài)與打開(kāi)狀態(tài)之間移動(dòng)，所述閉合狀態(tài)用于限定成形工具型腔，在所述成形工具型腔中由金屬板坯料形成所述制品，所述打開(kāi)狀態(tài)用于將所形成的制品沿著抽出方向從所述成形工具型腔中移除，所述第一成形工具具有第一成形表面，所述第一成形表面用于形成所述制品的不包括所述負(fù)拔模角的第一部分，并且所述第一成形表面中限定有凹部；型芯，所述型芯設(shè)置在所述凹部?jī)?nèi)并且具有第二成形表面，所述第二成形表面用于形成所述制品的包括所述負(fù)拔模角的第二部分，所述第二成形表面具有尺寸設(shè)定成小于所述凹部的周長(zhǎng)的周長(zhǎng)，所述型芯能夠相對(duì)于所述第一成形工具沿著驅(qū)動(dòng)方向并在成形位置與抽出位置之間線性地移動(dòng)，在所述成形位置中，所述第二成形表面與所述第一成形表面配合以形成所述制品，而在所述抽出位置中，所述第二成形表面與所形成的制品間隔開(kāi)；線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述型芯連接，以使所述型芯在所述成形位置與所述抽出位置之間移動(dòng)；以及至少兩個(gè)壓力墊組件，所述至少兩個(gè)壓力墊組件設(shè)置在所述型芯與所述凹部的內(nèi)表面之間，所述至少兩個(gè)壓力墊組件中的每一個(gè)壓力墊組件包括溫度補(bǔ)償隔離元件，所述溫度補(bǔ)償隔離元件用于沿著與所述驅(qū)動(dòng)方向正交的方向偏壓所述型芯，使得在所述成形工具的在預(yù)定溫度范圍內(nèi)的操作過(guò)程中，沿著所述第二成形表面的周界的預(yù)定段，在所述第二成形表面與所述第一成形表面之間形成大致無(wú)間隙的邊界，并且使得沿著所述第二成形表面的周界的除所述預(yù)定段之外的部分，在所述第二成形表面與所述第一成形表面之間形成尺寸可變的間隙。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形工具裝置，其中，所述至少兩個(gè)壓力墊組件中的每一個(gè)壓力墊組件包括機(jī)械地聯(lián)接至所述型芯的耐磨墊，所述耐磨墊與所述凹部的內(nèi)表面滑動(dòng)配合接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成形工具裝置，其中，所述至少兩個(gè)壓力墊組件中的每一個(gè)壓力墊組件包括將所述耐磨墊與所述型芯聯(lián)接在一起的螺栓，并且其中，所述溫度補(bǔ)償隔離元件是安裝在所述螺栓上的錐形彈簧墊圈。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成形工具裝置，其中，所述錐形彈簧墊圈由奧氏體鎳鉻基超級(jí)合金制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的成形工具裝置，其中，所述線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括液壓致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器和機(jī)械螺紋致動(dòng)器中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的成形工具裝置，其中，所述第一成形工具和所述第二成形工具均包括加熱元件，所述加熱元件用于在預(yù)定溫度范圍內(nèi)可控地加熱所述成形工具裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的成形工具裝置，其中，所述至少兩個(gè)壓力墊組件由兩個(gè)壓力墊組件構(gòu)成。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的成形工具裝置，其中，所述至少兩個(gè)壓力墊組件由三個(gè)壓力墊組件構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的成形工具裝置，其中，所述型芯的所述驅(qū)動(dòng)方向不平行于所形成的制品的所述抽出方向。10.一種成形工具裝置，所述成形工具裝置用于形成具有負(fù)拔模角的制品，所述負(fù)拔模角將所形成的制品鎖定在所述成形工具內(nèi)，所述成形工具裝置包括:第一成形工具和第二成形工具，所述第二成形工具能夠相對(duì)于所述第一成形工具在閉合狀態(tài)與打開(kāi)狀態(tài)之間移動(dòng)，所述閉合狀態(tài)用于限定成形工具型腔，在所述成形工具型腔中由金屬板坯料形成所述制品，所述打開(kāi)狀態(tài)用于將所形成的制品從所述成形工具型腔中移除，所述第一成形工具具有第一成形表面，所述第一成形表面中限定有凹部；型芯，所述型芯設(shè)置在所述凹部?jī)?nèi)并且具有第二成形表面，所述第二成形表面包括用于形成所形成的制品中的所述負(fù)拔模角的特征，所述型芯能夠在成形位置與抽出位置之間在所述凹部?jī)?nèi)且相對(duì)于所述第一成形工具線性地移動(dòng)，在所述成形位置中，所述第二成形表面與所述第一成形表面配合以形成所述制品，而在所述抽出位置中，用于形成所述負(fù)拔模角的所述特征與所形成的制品間隔開(kāi)；至少兩個(gè)壓力墊組件，所述至少兩個(gè)壓力墊組件設(shè)置在所述型芯與所述凹部的內(nèi)表面之間，所述至少兩個(gè)壓力墊組件中的每一個(gè)壓力墊組件包括溫度補(bǔ)償隔離元件，所述溫度補(bǔ)償隔離元件用于將所述型芯定位在所述凹部?jī)?nèi)，使得當(dāng)所述型芯處于所述成形位置中時(shí)，所述第二成形表面與所述第一成形表面在對(duì)應(yīng)于所形成的制品的A級(jí)表面的預(yù)定區(qū)域內(nèi)在所述第二成形表面與所述第一成形表面之間形成大致無(wú)間隙的邊界，并且使得在所述預(yù)定區(qū)域外，所述第二成形表面與所述第一成形表面被間隙分開(kāi)，所述間隙在所述成形工具的在預(yù)定溫度范圍內(nèi)的操作過(guò)程中變化；以及線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述型芯連接，以使所述型芯在所述成形位置與所述抽出位置之間移動(dòng)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成形工具裝置，其中，所述至少兩個(gè)壓力墊組件中的每一個(gè)壓力墊組件包括機(jī)械地聯(lián)接至所述型芯的耐磨墊，所述耐磨墊與所述凹部的內(nèi)表面滑動(dòng)配合接觸。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的成形工具裝置，其中，所述至少兩個(gè)壓力墊組件中的每一個(gè)壓力墊組件包括將所述耐磨墊與所述型芯聯(lián)接在一起的螺栓，并且其中，所述溫度補(bǔ)償隔離元件是安裝在所述螺栓上的錐形彈簧墊圈。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的成形工具裝置，其中，所述錐形彈簧墊圈由奧氏體鎳鉻基超級(jí)合金制成。14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的成形工具裝置，其中，所述線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括液壓致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器和機(jī)械螺紋致動(dòng)器中的一種。15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的成形工具裝置，其中，所述第一成形工具和所述第二成形工具均包括加熱元件，所述加熱元件用于在預(yù)定溫度范圍內(nèi)可控地加熱所述成形工具裝置。16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的成形工具裝置，其中，所述至少兩個(gè)壓力墊組件由兩個(gè)壓力墊組件構(gòu)成。17.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的成形工具裝置，其中，所述至少兩個(gè)壓力墊組件由三個(gè)壓力墊組件構(gòu)成。18.根據(jù)權(quán)利要求10至17中任一項(xiàng)所述的成形工具裝置，其中，所形成的制品沿著抽出方向被抽出，并且其中，所述型芯沿著驅(qū)動(dòng)方向在所述成形位置與所述抽出位置之間移動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)方向不平行于所形成的制品的所述抽出方向。19.一種使用成形工具裝置由金屬板坯料形成制品的方法，所述成形工具裝置具有相對(duì)的工具，所述相對(duì)的工具中的一個(gè)包括第一成形表面和型芯，所述第一成形表面中限定有凹部，所述型芯設(shè)置在所述凹部?jī)?nèi)，所述型芯具有第二成形表面，所述第二成形表面限定所形成的制品的負(fù)拔模角特征，并且所述型芯能夠沿著驅(qū)動(dòng)方向在成形位置與抽出位置之間在所述凹部?jī)?nèi)線性地移動(dòng)，所述方法包括:將所述金屬板坯料放置在所述相對(duì)的工具之間；將所述相對(duì)的工具閉合在一起以限定成形工具型腔，所述第一成形表面和所述第二成形表面面向所述成形工具型腔并且彼此配合以限定所形成的包括所述負(fù)拔模角特征的制品的最終形狀；在所述型芯處于所述成形位置中的情況下，將所述金屬板坯料成形為所形成的制品的最終形狀；將所述型芯移動(dòng)離開(kāi)所述形成的制品并移動(dòng)至所述型芯的所述抽出位置；打開(kāi)所述相對(duì)的工具；以及沿著不平行于所述驅(qū)動(dòng)方向的抽出方向抽出所述形成的制品?！疚臋n編號(hào)】B21D45/02GK103747891SQ201280040484【公開(kāi)日】2014年4月23日申請(qǐng)日期:2012年8月17日優(yōu)先權(quán)日:2011年8月19日【發(fā)明者】博里斯·舒利金,威廉·A·科科斯扎,馬克西米利安·阿姆特曼,阿爾多·萬(wàn)格爾德申請(qǐng)人:麥格納國(guó)際公司