专利名称：弯折控制结构、模具和过程的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及在材料片材上定位和/或配置弯折控制结构，诸如槽、凹槽或者位移的方法，以及使用模压或者冲压模具形成这些结构的方法，且更特别地涉及能更为经济地用来挠性生产或者小规模生产折叠或者弯折片材基产品的模压或者冲压过程。
背景技术：
挠性、快速或者小规模生产在许多工业中正在变得流行。第一批小规模生产的产品制造出来，然后销售。获得市场反馈，指示出希望的特定产品改动，且该反馈用来改动产品，用于另一批小规模产品生产。挠性或者快速生产过程允许制造商让他们的产品演变，以满足演变的用户需求。当然，用户发现具有挠性制造能力的制造商的响应是更加合乎心意的。
在样品制造情形下，甚至可以进行更小规模的生产，用来在投放市场前测试产品设计。最终的样品设计然后可以用挠性制造进行小规模生产、或者大规模生产、常设工艺设备生产、流水线生产。
利用弯折控制槽、凹槽或者位移从片材材料制造产品时，其中一个重要的关键设计因素是弯折控制结构的定位和配置，以及弯折控制结构之间所产生的弯折带的定位和配置。因此，边缘效应、应力集中、废料减少和与片材开口或者片材上的结构特征的相互作用全都可能是重要的设计因素，可能要求改变弯折控制槽、凹槽或者位移和/或弯折带。
上述相关申请公开了几种用来制造或者形成弯折控制结构的技术，这些技术将精确地产生材料片材弯折部。在这些相关申请中，题为“具有弯折控制位移的片材及其形成方法”(Sheet Material with Bend ControllingDisplacements and Method for Forming the Same)的No.10/795,077是特别相关的，在于其广泛地公开了特别适合在片材材料上经济地形成弯折控制结构的模压或者冲压过程。相关申请中的弯折控制结构最令人希望地在槽相对侧上产生了片材材料边-面啮合，用来精确弯折片材。上面确认的相关申请全部通过引用方式全文包含在本申请中。
和相关申请中公开的一样，弯折控制槽、凹槽或者位移具有各种形状和长度。而且，纵向相邻弯折控制结构之间的弯折带宽度和形状，根据每个弯折控制槽、凹槽或者位移的端部部分形状以及穿过纵向相邻的槽、凹槽或者位移之间的弯折线的缓进或者横向距离，具有变化的配置。
这里所述，表达式“弯折控制结构”应该理解为槽、凹槽、位移或者其他限定延伸穿过希望的弯折线的弯折带的结构。但是，从相关申请中应该理解，由弯折控制结构限定的弯折带与槽、凹槽或者位移协作或者相结合，来控制片材弯折。
通过在片材材料上模压或者冲压弯折控制结构，可以获得显著的经济效益。通过设置模组替代物，本发明致力于进一步降低模压或者冲压成本，其中所述模组替代物降低了成本并且还能适应带来希望的产品性能的弯折控制结构所需的各种定位和形状。
可以使用多种不同的模压或者冲压模组，且每个模组具有配合的模具表面，这些表面能产生完整弯折控制结构。这些模组可以经济地用于挠性制造过程。但是，将会理解到，基于不同的模组用于每个可能的槽配置和/或弯折带宽度的方法可能造成令人不满的大量冲压或者模压模组。通过提供几种降低模组的大库存所带来的成本的替代方案，本发明将解决这个问题。
作为任何产品设计过程的一部分，希望用来控制片材弯折的槽、凹槽或者位移长度发生变化，以适应特定设计。例如，产品尺度通常不能改变来适应槽尺度和特别的槽长度。因此，产品可能具有长度或者宽度固定的壁，且当设计弯折控制结构时，弯折该壁的槽、凹槽或者位移的长度最优选可变，以适应最终结构的固定壁长度。而且，当弯折控制槽、凹槽或者位移延伸出去，到达片材材料边缘时，希望弯折控制结构不会翘曲、变形或者导致片材边缘应力集中。对于一些结构来说，这不是什么难事，但是还是会受到产品壁的固定宽度或者长度的影响。
由于希望废料最少，而且由于现有相关申请中教导的开设槽、凹槽和位移的技术特别良好地适合相对复杂的片材折叠部这一事实，所以可能存在的令人不希望的边缘效应被进一步复杂化。因此，具有多条折叠线，且一些折叠线相交的片材是常见的。例如，不经常见到产品的壁终止于紧靠另一个壁的边缘，该另一个壁将沿着另一个方向折叠或者弯折。因此，不想让用于折线的弯折诱发结构沿着片材一个壁的延伸越过并进入超过壁边缘的材料内，所述壁将折叠到不同的平面内。类似地，如果槽、凹槽或者位移延伸出一个产品的边缘，进入用来形成另外产品的相邻片材部分，则废料增加。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种在材料片材上形成弯折控制结构的方法，以及由此而来的材料片材，该片材特别良好地适合三维产品的挠性或者快速制造应用场合以及样品制造，所述三维产品是通过弯折所形成的材料片材而产生。
本发明的另一个目的是提供一种从片材材料制造产品的方法，所述片材材料良好地适合采用了最少数目的索引站点或者顺序阶段的经济的模压或者冲压过程。
本发明的另一个目的是提供在材料片材上形成弯折控制结构的方法和模压或者冲压模组，该方法和模压或者冲压模组允许利用最少数目的模组形成弯折控制结构和中间弯折带的各种配置、长度和间隔。
本发明的进一步目的是提供一种将弯折控制结构定位在材料片材上的方法，该方法将允许槽、凹槽或者位移相对于成品边缘或者成品的其他结构特征定位在最具有优势的位置。
本发明的进一步的目的是提供一种在材料片材上形成弯折控制结构的过程和模组，该过程和模组允许废料最少，且允许在不同平面上适应复杂的片材折叠部。
正如附图中例证和图示的那样，本发明在材料片材上形成弯折控制结构的过程、所产生的片材以及用于该过程的模组具有其他目的和优势特征，他们将更为详细地在以下本发明的具体实施方式
中论述，并且从中变得更为明显。
本发明的过程适合用来形成弯折控制结构，该弯折控制结构沿着希望的弯折线，以沿着该弯折线的交替侧部纵向偏移关系定位，使得纵向相邻弯折控制结构限定倾斜穿过该弯折线延伸的弯折带。每个弯折控制结构具有平行于或者基本上平行于该弯折线延伸的中心部分；和在该中心部分相对端部从该弯折线分叉的端部部分。
在一个方面，所述过程包括步骤简单的说，以沿着弯折线的希望间隔距离，在纵向相邻弯折控制结构之间形成弯折带，且该弯折带通过形成限定所述弯折带的槽、凹槽或者位移的端部部分，从而具有希望的弯折带配置，此后，通常通过利用中心部分成形模组来连接弯折控制结构端部部分，从而形成弯折控制结构的剩余部分。在一个模压或者冲压实施例中，利用端部部分成形模组，第一对侧向间隔开的端部部分同时形成在材料片材上的弯折线相对侧部。然后，模组旋转90度，相对于片材重新定位，从而在端部部分之间建立希望的间隔。然后，第二对侧向间隔开的端部部分同时形成，且该过程沿着弯折线重复下去。一旦弯折控制槽、凹槽或者位移之间的弯折带形成，利用中心部分成形模组来形成中心部分的步骤就告完成，所述模组形成中心部分的长度节段。然后，优选通过移动或者平移片材材料，中心部分成形模组例如以快速行程模式，逐渐从以前形成的一个端部部分向下一个端部部分线性平移或者步进，以完成弯折控制结构的中心部分。
在另一个模压或者冲压实施例中，个别端部部分模组用来形成一个端部部分，然后旋转并平移以形成相对的端部部分。中心部分模组从一个端部部分到另一个端部部分逐渐平移或者步进，以完成弯折控制结构。另外的弯折控制结构以相同方式形成在弯折线两侧。
仍在另一个模压或者冲压实施例中，使用了左手和右手模组，每个模组包括了弯折控制结构的端部部分和中心部分的连接节段。通过反转其中一个模组并且选择纵向间隔以及模组之间的缓进距离，弯折控制带宽度发生变化。通过选择左手和右手模组的中心部分节段之间的重叠部，弯折控制结构的长度受到控制。
本过程还包括相对于材料片材边缘定位弯折控制结构和相对于弱化结构特征，诸如材料片材上的开口定位弯折控制结构的方法。通过首先使用用于限定弯折带的端部部分的模压模组，然后用中心部分将端部部分连接，这种定位能经济地实现。
但是，在最宽泛的方面，弯折控制结构定位过程还应用于激光切削、射流切削和其他成形或者材料去除技术形成的弯折控制结构。
当用于挠性或者快速相对小规模制造时，或者用于样品制造时，本过程包括改变配置和弯折带之间的距离其中之一，以生产希望的产品的步骤。当用于样品制造时，产生多个变化的样品设计，并且从样品生产中形成用于变化的样品设计的弯折结构。然后基于对弯折结构的测试选择样品弯折带配置和间隔，然后基于所选择的设计，制造大规模生产模具或者小规模挠性制造模具。
在本发明的另一个方面，提供了实现弯折结构挠性制造的模压或者冲压模组，简单地说，该模组包括至少一个端部部分成形模组，其形成用来产生弯折控制槽或者凹槽的端部部分；和中心部分模组，其形成以产生该槽、凹槽或者位移的连接中心部分的节段。
仍在进一步方面，建立了模块化的模组插入件，他们能安装到模具主体内，以接合各种端部部分插入件模块和各种中心部分插入件模块，使得沿着模具主体建立弯折控制结构，从而产生希望的弯折控制结构配置和定位。
最后，通过使用相对较少数目的模组还可以实现显著的经济优势，其中的模组形成以产生各种长度的完整弯折控制结构。然后从这些模组中进行选择，来产生希望长度的弯折控制结构组合，该组合沿着弯折线隔开，使得弯折带的数目和宽度产生希望的弯折强度、耐疲劳性和产品性能特征。
图1是根据本发明的材料片材顶视平面图，并且该材料片材具有定位于其上的弯折控制结构并且图示了这些结构相对于片材边缘和弱化结构特征的定位；图1A是由图1中的线1A-1A界定的区域的断裂放大顶视平面图；
图1B是有图1中的线1B-1B界定的区域的断裂放大顶视平面图；图2是另一个材料片材顶视平面图，示出了在其中根据本发明的过程的一个实施例沿着希望的弯折线形成多个弯折控制结构的步骤；图2A是在实现图2过程的第一步时，利用端部部分成形模组在材料片材上制作印痕的断裂放大顶视平面图；图2B是在实现图2过程的第二步骤时，利用中心部分模组在材料片材上制作印痕的断裂放大顶视平面图；图3是用来形成图2和2A所示端部部分的转塔式冲床的侧视截面图；图4是基本上沿着图3中的线4-4平面剖开的图3所示的模组侧视截面图；图5是相应于图4的侧视图，示出了在材料片材上冲压端部部分的模组；图6是其上冲压有端部部分的材料片材断裂侧视截面图；图7是用来形成图2和2B所示中心部分的中心部分成形模组侧视截面图；图8是基本上沿着图7中的线8-8平面剖开的中心部分成形模组侧视截面图；图9是相应于图8的侧视截面图，示出了在材料片材上冲压中心部分节段的模组；图10是形成中心部分节段以后的材料片材端视截面图；图11是图7所示中心部分成形模组的侧视截面图，且该材料片材在弯折控制结构中心部分的一个端部被冲压或者模压；图12是相应于图11的侧视截面图，其中模组和材料片材其中之一被移动，从而将中心部分模组定位到图11所示结构的右边；图13是图11所示模组的进一步侧视图，其中模组沿着弯折控制结构的中心部分移动并定位到右边；图14是带有完整弯折诱发结构的材料片材断裂侧视截面图；图15是图示了本发明的过程的替代实施例的材料片材顶视平面图；图15A是通过用来制作图15所示弯折控制结构的右手模组和左手模组所制作的印痕的断裂顶视平面图；图16是图示了本发明的过程的进一步替代实施例的材料片材顶视平面图；
图16A是用来形成图16所示弯折控制结构一部分的一个模组所制作的印痕的断裂顶视平面图；图16B是用来形成图16所示弯折控制结构剩余部分的、图16A中所示模组的镜像模组所制作的印痕的断裂顶视平面图；图17是示出本发明的过程的进一步替代实施例的材料片材的顶视平面图；图18是基本上沿着图17中的线18-18平面剖开的、用来制作图17所示印痕的转塔式冲床的侧视截面图；图19是基本上沿着图17和18中的线19-19平面剖开的侧视截面图；图20相应于图19并且示出材料片材冲压的侧视截面图；图21是基本上沿着图19中的线21-21平面剖开的模组底视平面图；图22是根据本发明构造的模块化模组组件端视图；图23是将模具安装到模组组件以前，可用于图22所示模组组件的模块化模具的顶视平面图；图24是当它们用来形成完整弯折控制结构和相邻弯折控制结构的部分时，以并排关系安装的图23所示模块化模具的顶视平面图；图25是具有以图24所示的模块化模具形成的弯折控制结构的材料片材断裂顶视平面图；图25A是基本上沿着图25中的线25A-25A平面剖开的图25所示的片材的断裂侧视图；图25B是基本上沿着图25中的线25B-25B平面剖开的图25所示的片材的断裂侧视图；图26是在将模具安装到模组以前，可用于图22所示的模组组件的模块化模具的替代实施例顶视平面图；图27是当它们用于图22所示的模组组件中来形成弯折控制结构端部部时，带有隔件并以并排关系安装的端部部分模块化模具的顶视平面图；图28是示出由图27所示的模块化模具制作的印痕的材料片材顶视平面图；图29是当它们用于图22所示的模组组件，用于弯折控制结构的中心部分时，带有隔件并以并排关系安装的中心部分模块化模具的顶视平面图；图30是图28所示的材料片材的顶视图，示出了利用图29所示的模块化模具和图27所示的模块化模具制作的印痕；图30A是基本上沿着图30中的线30A-30A平面剖开的图30所示片材的断裂侧视图；图30B是基本上沿着图30中的线30B-30B平面剖开的图30所示片材的断裂侧视图；图31是材料片材顶视图，示出了通过使用3个模组产生不同长度的完整弯折控制结构而形成的弯折控制结构。
具体实施例方式
现在将详细论述本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。虽然针对优选实施例说明了本发明，但是应该理解，图示的实施例并不是用来限制本发明。相反，本发明旨在覆盖替代、改动和等同方案，他们可以包括在本发明的精神和范围内，如附带的权利要求限定的那样。
现在参照图1，示出了材料片材21，该片材具有多个弯折控制结构，通常表示为22，沿着希望的弯折线23形成在片材内。在本例中，每个弯折控制结构22示出为槽，该槽完全穿过片材21的厚度尺度。如现有相关申请所公开的那样，不完全穿透材料片材厚度尺度的凹槽和位移也可以用来控制片材材料的弯折。
正如将会看到的，槽或者弯折控制结构22沿着弯折线23的交替侧部延伸，且纵向相邻的槽22端部限定了它们之间的弯折带24。每个弯折控制结构22包括中心部分26，该部分基本上平行于弯折线23延伸；和端部部分27，该端部部分从弯折线23分叉出去，以限定弯折带24。如图1所示的弯折控制结构的形式中，端部部分27设置为弧形端部，从弯折线23弯曲离开。因此，弯折带24具有中心线，例如图1B中的中心线25，该中心线倾斜穿过弯折线23延伸。弯折带中心线25沿着交替的方向倾斜。这种构造，以及另外的替代端部部分和槽配置，在上述参照的相关申请中有更为详细地说明，是作为边-面啮合，这种啮合能通过这些弯折控制结构来实现，这种弯折控制结构将精确控制片材21沿着弯折线23弯折。这些细节将不再这里重复，而是通过从相关申请中引用而包含在本发明中。
在相关申请No.10/795,077中公开了沿着弯折线形成槽的过程，该过程是建立在使用模压和冲压模组的基础上的。模压或者冲压片材材料通常是制造能通过片材材料弯折而形成产品的非常经济的方式。在这种模压或者冲压过程中，使用模组非常可行，该模组在单个行程中产生每个槽。但是，如果弯折控制结构的配置和弯折带需要变化以允许片材弯折成希望的产品，从而实现各种性能标准(诸如强度，精度和耐疲劳性)，为每个可能的弯折控制结构和弯折带设置模组就需要令人不满的大量模组库存。
沿着弯折线23恰当地定位弯折控制槽、凹槽或者位移22，以及它们之间的弯折带24对于避免应力集中、边缘翘曲效应和在弯折部边缘或者靠近片材开口处的弱化是至关重要的。另外，恰当定位弯折控制结构允许让片材废料最小化。
因此，本发明的一个重要方面是提供定位弯折控制结构和弯折带的过程，使得复杂的弯折产品可以更为经济地形成，而且可以让负面的边缘效应和应力集中最小化。
图1图示了弯折控制结构的不良定位，而图1A和1B图示了改善的定位，这种改善可以利用本发明的模压和冲压过程来实施。作为一般原则，不希望让弯折控制结构22的弯曲或者分叉端部部分27延伸到片材边缘，诸如片材边缘28、29或者31。因此，将会从图1中看到，定位在片材边缘28和29的槽22都具有延伸到片材边缘的中心部分26。由于中心部分26通常平行于或者基本上平行于弯折线23，所述弯折控制槽22的中心部分26和弯折线23一样，相对于边缘28和29以基本上相同的角度关系离开片材。在弯折片材时，这样做减小了弯折控制结构在边缘产生局部翘曲的任何倾向。
但是，在图1所示的片材21边缘31处，槽终止于端部部分27的切点，并且该点也是同一个槽的中心部分26的起点。这样将槽端部部分27定位太靠近边缘31了，所以这种定位应该避免。弯折带24太靠近边缘31，能导致在边缘31处翘曲或者应力集中。
图1A图示了如何纠正图1所示的不希望的边缘条件。槽22a的端部部分27a从边缘31充分离开，以便理想地定心，从而防止片材沿着横穿弯折线的方向在边缘处产生局部扭曲。在图1A中，中心部分26a将端部部分27a从边缘31远远隔开，使得弯折带24a上的应力被引导到片材21主体内，而不是靠着边缘31或者缺口35的底部。
将弯折带24a从边缘31隔开以避免应力集中的距离取决于一些因素，诸如材料性质、片材厚度、片材制成的弯折产品载荷。本发明用来经济地进行小规模制造的能力允许通过加载所得弯折产品来测试一些因素，诸如端部位置和弯折带相对于片材边缘的位置。如果这种测试示出需要改变槽的位置，就改变它。
当片材包括弱化结构特征，诸如靠近弯折线的开口30时，可能会出现类似的应力集中问题。在图1中，槽22b具有几乎延伸到开口30的端部部分27b。因此，任何来自槽端部部分27b的裂纹延展都将被引导到开口或者弱化结构特征30，一般不希望这样。另外，将弯折带24定位成向开口30引导应力。
在图1B中，纠正了弯折控制结构22b的端部部分27b的不希望的定位。因此，槽22b沿着弯折线23移动到其在图1中的位置右边，使得其更为理想地定心，并且端部部分27b和带24b都不会将应力引导到开口30。
通过考虑图1中边缘28和29之间的槽22长度，可以看出另外的弯折控制结构定位原则。靠近边缘28的槽22相对较短。这导致了在靠近边缘28的弯折线上每单位长度上的弯折带数目大于沿着边缘28和29之间的弯折线剩余部分上每单位长度上的弯折线数目。这种构造将弯折带24集中到片材边缘28附近，片材在这里更倾向于从边缘28开始沿着弯折线撕裂。
通过增大缓进距离(jog distance)(两个弯折控制结构穿过弯折线的侧向间隔)或者沿着弯折线偏移纵向间隔，或者两者都实施，来增大弯折带24的横向宽度，也可以实现在片材边缘附近防止弯折线撕裂。两种途径都导致靠近片材边缘处有更大的带宽度尺度(垂直于中心线25的距离)和更大的带截面积(宽度乘以片材厚度)。靠近边缘处弯折带截面积增大也防止了撕裂从边缘沿着弯折线传播下去。
另一个边缘效应问题可以用图1A来表示。片材21切口到边缘31，当片材处于平坦或者预弯折条件时，该边缘靠近并排于边缘29。片材的靠近边缘29和31由横向缺口35形成，该缺口一部分向下延伸到片材里。在一些情况下，缺口35的宽度尺度或者截口(kerf)可以相对较小。非常希望槽22a不会延伸超过边缘31，穿过缺口35并且延伸到边缘29另一侧的相邻片材区域内。由于可以看出槽22a沿着其定位的弯折线23略高于延伸到边缘29的槽22沿着其定位的弯折线，所以交叉到边缘29的槽22a将在缺口35的任一侧导致结构弱化和不希望的修边效果(cosmetic effect)。
如果多个并排的部件用相同的材料片材形成，则同样的不希望的效果或者靠近的片材区域将会出现，除非这些部件以包容槽重叠部的量彼此隔开。但是这种包容导致了片材废料的不希望的增加。
因此，正如所理解的那样，存在许多因素使得沿着弯折线改变弯折控制槽、凹槽或者位移的长度、间隔和定位以及它们之间的弯折带变得令人希望和必要。而且，通常情况是片材边缘之间，诸如边缘28和29之间的距离，不能改变，因为产品要求无法改变。这就需要能改变弯折控制结构的长度和定位来包容无法改变的产品尺度。类似地，靠近弯折线的开口、槽和其他弱化结构区域也无法改变。下面描述的灵活或者快速制造过程，特别是模压或者冲压过程特别良好地适合经济地提供必要的弯折控制结构和弯折带所需要的调节，以生产希望的产品。
现在参照图2，可以说明用来生产本发明弯折控制结构22的经济模压或者冲压过程，该过程有利于设计变化，并且可以用于挠性生产环境。在该形成弯折带24的过程中，利用一个模压或者冲压模组来形成弯折控制结构的端部部分27a，和第二模组来完成弯折控制结构。因此，通过选择限定弯折带24的端部模组或者模块的配置，选择沿着弯折线23的弯折带间隔，然后利用单独的模组、或者模具模块以及一个或者多个模压或者冲压行程形成中心部分26连接隔开的弯折带，从而所述过程允许建立弯折控制槽、凹槽或位移。
在图2中，示出片材121上有3个希望的弯折线22a、22b和22c。这些弯折线图示了所述过程的两个阶段，且在弯折线23c上，产生了完整的弯折控制结构和弯折带。沿着弯折线23a，多个相对的端部部分27已经模压或者冲压到片材121内，从而在每组端部部分27之间限定弯折带24。可以认为通过模压或者冲压模组将端部部分27向下模压或者冲压到纸面内，如以下更为详细地说明的那样。每个端部在周边略微向下倾斜离开纸面，该周边略微弯折，如图2和2A中在大约四分之一圆弧端部部分27的端点之间延伸的点线41所示意性地表示的那样。但是应该理解，端部部分27可以从纸面向上倾斜，或者朝上或者朝下冲压，然后挤压或者压平到与片材121处于相同平面内。由于上述原因，沿着弯折线23a的纵向间隔经过选择，使得产生的槽22具有延伸到片材121的边缘128和129的中心部分26(如沿着弯折线23b所示)。
图3、4和5示出了形成端部部分的实施例，转塔式冲床(turret punch)模组用来以一个冲压行程建立数对端部部分27。因此，图2所示的沿着弯折线23a的每一对端部部分27都是利用图3-5所示的模组和这些模具的单个行程来形成的。
在图3、4和5中，可以看出端部部分成形转塔式冲床模组包括上模具块体51，该块体携带两个凸模52，安装成在孔53内往复运动。凹模块54定位成与凸模块5 1成对正关系，且凸模52的端部56和凹模块54的凹部57协作形成，使得凸模52的向下位移将产生图2和2A所示的向下位移的四分之一圆弧槽的端部部分27。
本发明的特别优势在于，只是通过旋转模组51/54，同样的端部部分成形模组51/54就可以用来制作数对端部部分27，他们限定朝向交替方向倾斜的弯折带24。在图2所示的弯折控制槽中，端部部分27从弯折线分叉成四分之一圆弧，该圆弧具有约90度的夹角。因此，模组51/54可以用来冲压一对端部部分27，然后旋转约90度来冲压下一组限定端部部分27的弯折带。弯折带将具有沿着弯折线朝向交替方向倾斜的中心线25(图2A)。在图15、16和17中，槽的弧形端部部分仅具有约60度的夹角，且具有等同于图3-5所示实施例的转塔式冲床模组，因为这些端部部分仅需要旋转60度。
如图2示意性地表示，断线圆弧61示出了处于生产位置的端部部分成形模组51/54，在该位置生产限定第一弯折带24的第一对端部部分27，同时圆弧断线62示出了旋转了90度、处于这样位置的端部部分成形模组51/54，在该位置形成限定反向倾斜的弯折带24的第二对端部部分27。如果材料片材21平移或者移动，即采用传统上的优选方法，则转塔式冲床模组51/54将保持在相同的位置上，只是在冲压行程之间旋转约90度。片材121沿着弯折线23a的平移量决定了数对端部部分之间的间隔以及弯折控制结构的整体长度。
因此，显然弯折带24之间的间隔，即槽22的长度可以容易地调节，从而让弯折控制槽的中心部分26终止于边缘128和129处。类似地，并不是需要所有的间隔都相等，这样就能让弯折带24能集中到片材边缘附近，或者带可以从弱化结构特征诸如开口(未示出)处离开，从而更为理想地定心弯折控制结构和带，并且沿着弯折线定制折叠力。
还可以改变端部部分27的形状，但是这要求模组51/54具有不同形状的凸模端部56和配套的凹模凹部57，例如形成约60度弧形端部部分的模组51/54。而且，如果想增大弯折带24的横向宽度，同时保持四分之一圆弧形状，模具52从中往复运动的孔53之间的距离以及凹模内的凹部57之间的距离必须改变。如上面提到的，可以通过增大穿过弯折线的槽之间的缓进距离或者通过沿着弯折线纵向移动端部部分27，或者两种都实施，来实现这种改变。虽然如此，由于存在多组端部部分成形模具51/54，所以可以尝试各种端部部分配置、弯折带宽度和带位置，从而让弯折控制结构的弯折带24满足所生产的三维产品的载荷标准。虽然需要多个端部部分成形模具，但是将端部部分成形过程从弯折控制槽、凹槽或者位移的中心部分成形过程分开可以大大减少可能的转换数量。这种分离去掉了建立希望的配置时作为变量的弯折控制结构中心部分的长度，从而减少了生产许多弯折控制结构长度和带配置所需的模组库存。
现在参照图2和2B，说明了在片材121上完成弯折控制结构22。在图2中，限定弯折带24的数对端部部分27沿着弯折线23b在弯折线的交替侧部被冲压到片材121内的中心部分26连接。但是，在图示的一组弯折控制槽22中，中心部分26实际上落在弯折线23b上并且在其上叠加。因此，这里所用的词句弯折线的“交替侧部”包括中心部分26从弯折线侧向隔开的情况或者叠加在弯折线上的情况，其中端部部分27延伸远离弯折线的交替侧部。
图2B图示了转塔式冲床模组在材料片材上制作的印痕，该冲床模组(图7-9)将弯折控制结构的中心部分26的节段26s冲入片材材料中。又一次图示了中心部分节段26s被冲入到纸面内，且断线50指示出片材材料从哪里开始从片材剩余部分的平面向下倾斜。虚线55示出了中心部分节段印痕的中心倾斜平面区域60和端部区域65之间的斜率变化。
可以看出中心部分26的每个节段26s沿着弯折线23b与其他节段加在一起，以连接端部部分27并且产生弯折控制结构的总中心部分26。在图2中，由3个中心部分节段26s沿着弯折线23b形成了第一全部槽中心部分26，同时由5个中心部分节段26s形成了下一个全中心部分26。
在图2中沿着弯折线23c示出了完成的冲压弯折控制结构22。断线70示出了沿着弯折控制结构大约结合的周边，片材材料将在这里向下倾斜并且离开片材121的平面。
在图7-9中，示出中心部分成形转塔式冲床模组，包括凸模块71和凹模块74。单个凸模72安装成在孔73内往复运动，并且具有端部76，该端部与凹模块74内的凹部77协作以产生图2B所示的中心部分节段26s。
虽然中心节段26s的长度尺度可能在单个冲压行程中连接端部部分27，但是在大多数情况下，需要几个中心行程来完成中心部分26的全部长度，如图沿着弯折线23b所示。因此，在本发明的过程的一个实施例中，单个中心部分成形模组71/74利用多个行程逐渐沿着弯折线线性前进、平移或者步进下行，从而实现希望的中心部分26长度。许多转塔式冲床包括快速行程模式。因此，很容易使用仅形成中心部分26的节段26s的中心部分模组71/74，并且在冲床处于快速行程模式的同时以小步长线性移动或者平移片材，以便让模组从一个端部部分27步进到另一个端部部分。
正如从图8所看到的，优选的是凸模工具72具有端部76，该端部76在端部部分之间沿着前进方向像船头一样倾斜，从而逐渐在向下的行程中进入前端的片材。另外，为了让中心部分26终止于边缘28和29处，而不会延伸到附近片材区域内，模具72优选形成有相对平直或者近似垂直的尾端91。正如沿着弯折线23b在左边缘129处看到的，相对平直的船头延伸超过边缘129不会非常远，并且将不会损坏，或者延伸切入靠近边缘129的材料不会非常远。这让片材121紧紧并排的区域可以用来形成并排部件，且只有很少浪费。
通过参照图2和13-15，可以进一步说明使用多个模具行程来形成中心部分26。在图2中，通过让模组71/74从左向右沿着弯折线23b步进，形成了连接向上分叉的端部部分27的中心部分26，同时通过将模组71/74旋转180度并且将模组从右向左沿着弯折线步进，形成了连接向下分叉的端部部分27的中心部分26。如上面提及的，在每种情况下，优选让片材移动来影响模组步进。
考虑到由5个重叠的中心部分节段26s形成的中心弯折控制结构，将会看到凸模72的尾端或者后端91位于端部部分27相切弯折线23b和希望的中心部分的点附近，但是略微与该点重叠。在图2和11中，示出该点为点93。虽然优选中心部分节段略微重叠端部部分的切点93，但是已经发现这种重叠也不是绝对必要。实际上，中心部分节段26s甚至可以从端部部分27略微隔开，且沿着弯折控制结构中心部分的边-面啮合将迫使端部部分27和中心部分节段26s弯折片材，就好像它们是连接的。在一些情况下，端部部分和中心部分之间的未切断的小空间将会穿过未连接的小长度断裂或者“失效”，并且完成弯折控制结构。
在任何情况下，当出现模具行程时，只形成了槽22全部中心部分26的节段26s，且模具72的箭头(prow)92仅在位置96局部进入片材材料121，该片材材料在槽22的另一个端部处没有端部部分27。然后片材和模组71/74其中之一将逐渐沿着图12中箭头97方向平移或者移动，最优选地，片材21平移。然后用模具72执行第二个模压行程，从而利用另一个线性槽节段26s将中心部分延长到图12所示的位置99。以图示的顺序，片材21又一次逐渐沿着箭头97方向线性移动，且采用模具72的第三行程。在另外两次平移和行程后，中心部分节段26s连接端部部分27。根据中心部分26的长度，根据需要执行多次行程，直到完成中心部分26，优选地，同时使用冲压或者模压设备的快速行程模式。在图14中，可以看出片材121具有端部部分27，以及中心部分26，形成在它们之中以产生希望的弯折控制结构22。
如上面所提及的，模组71/74沿着片材21从左向右前进，以形成具有端部部分27的槽22中心连接部分26，所述端部部分从弯折线向下分叉。对于从弯折线23向上分叉的端部部分27，模组将旋转180度并且在图2中从右向左前进。这让近似垂直的模具72的后端或者尾端91，对于向下分叉的槽来说恰好在边缘128处进入片材21，对于向上分叉的槽端部部分来说恰好在边缘129处进入片材21。因此，不具有槽22的片材邻接区域不会被中心部分成形模组所破坏，而且，槽中心部分26可以定位成延伸到片材边缘。与此同时，用中心部分成形模具的单个组71/74能适应显著的变形和槽22的长度。
在本发明的过程的最优选实施例中，作为该过程的第一步骤，形成限定弯折带24的端部部分27，然后形成中心部分26从而连接数对端部部分，以完成希望的槽或者弯折控制结构。因此，优选过程是以带为中心的。这样选择弯折带的配置和定位，以给出希望的弯折力、产品强度和耐疲劳性以及弯折精度。一旦选定了带配置和间隔，则中心部分连接限定端部部分的弯折带，以完成弯折控制结构。
但是应该理解，如果已经选定了弯折带的间隔和形状，也可以首先形成中心部分26，然后形成端部部分27。当采用这种替代方案时，中心部分将被定位，且其长度能让它们连接端部部分27。虽然在所述过程的替代方案中首先形成中心部分，但是必须在实际实施中心部分冲压过程之前确定弯折带间隔和弯折带宽度。弯折带间隔和弯折带宽度在以前提交的相关申请中有所讨论，该申请通过引用包含在本申请中。因此，弯折带的形状和间隔将仍旧控制中心部分26的长度，即使首先将中心部分26模压到材料片材内。
还应该理解，在大多数情况下，弯折控制结构22优选不布置在弯折线23上，使得模具72的尖头92延伸超过边缘128。由于尖头92逐渐透入材料片材，其将延伸超过128一段不希望的长距离，从而在边缘128处完全透过片材。由于超过边缘128透入片材，这样产生不希望的废料。显然，如果靠近边缘128没有材料，这个问题就不会产生。但是，如果存在片材的并排区域，然后选择弯折控制结构22的数目和长度，让向上分叉的槽22具有延伸到边缘129的中心部分26，而向下分叉的结构具有延伸到边缘128的中心部分26，则可以减小废料损失。
在图2中，通过单个冲压行程，利用图3-5所示的转塔式冲床模组产生了数对端部部分27。使用模组在每个冲压行程中只产生一个端部部分27，也在本发明的范围之内。该处理方式的劣势在于，需要更多的行程以及对材料片材的操纵，但是优势在于，减少了大规模生产弯折控制结构所需的模组库存。
当每个冲压行程形成单个端部部分时，弯折带宽度可以变化，而不需要新的模组，这些新的模组在数对冲压模具52之间的间隔更宽。通过每个模具行程形成单个端部部分27来形成弯折控制结构，这样的过程中，第一端部部分27由模具行程形成，材料片材平移到弯折控制结构的相对端，同时冲压模具旋转90度，然后通过另一个冲压行程形成第二端部部分27。该过程在弯折线23的一例进行下去，然后在弯折线的相对侧重复以形成弯折控制结构。
每个行程一个端部部分的方式允许通过改变冲压模具的定位以增大或者减小缓进距离和/或改变沿着弯折线的定位来简单地改变弯折带宽度。因此，不需要在数对端部部分成形冲压模具52之间存在不同间隔的多个模组对。
应该注意，还可以用单个行程来形成一个端部部分27，然后移动材料片材(或者模组)来定位模组，从而以第二行程穿过弯折线冲压第二端部部分27，而不是沿着弯折线冲压。当用来穿过弯折线冲压端部部分27时，冲压模组将旋转180度，来形成图2中所示的端部部分27的90度夹角。利用两个冲压行程，将形成限定希望的弯折带24的一对端部部分27，如图2中的弯折线23a上所示。
在所述每个行程一个端部部分的任一过程中，端部部分又一次优选被中心部分模组连接，诸如图7-9所示的模组，该模组冲压中心部分节段26s。中心部分节段26s可以足够长，以通过单个行程来连接端部部分27，或者较短并且需要多个行程以及片材(或者模组)的步进或者平移来形成完整的中心部分26，如上所述。
本发明的弯折控制结构成形过程以及产生的片材的进一步实施例可以参照图15和15A说明。在图15中，材料片材通常表示为21，示出其中弯折控制结构22沿着弯折线23形成。不同于完全从中心部分分开该结构的端部部分，图15和15A的实施例中使用了冲压或者模压模组(未示出)，其中端部部分27被连接到相对较长的中心部分节段26s。而且，使用了形成该结构右手端，即印痕A的模组，以及形成弯折控制结构22左手端，即印痕B的模组。又一次，断线80是被冲压的片材开始从纸面向上或者向下倾斜的周边界线。虚线85是材料向回倾斜到印痕船头端90的地方。
在图15中，可以看出使用了右手和左手模组来形成弯折控制结构22。可以看出中心弯折控制结构22由两个冲压行程构成，一个是产生印痕A的模组行程，另一个是产生印痕B的模组行程。印痕A和B的尾端90对齐，但是纵向重叠一定的量，让斜线85定位成非常轻微重叠的情况。这样就产生了中心部分26的最大连续长度，该长度可以由印痕A和B产生。
对于反转到中心弯折控制结构22右边的弯折控制结构22，模具行程重叠了更大的距离，来缩短中心部分26的长度。又一次，弯折控制结构的定位让中心部分26延伸到片材221的边缘228和229。在边缘228处的终止通常优选的是在边缘229处，因为印痕A的延伸部更远地进入靠近边缘229的区域。这是可以纠正的，例如通过增大中心弯折控制结构22的重叠部，从而拉入或者缩短印痕A在边缘229处的重叠部，使得其定位如边缘228处所示的那样。
至于加工顺序，例如印痕A的一系列印痕可以全部沿着弯折线23形成，然后模具旋转来形成相同的印痕，作为向下分叉的A印痕。形成B印痕的模组然后用来沿着弯折线一侧完成每个弯折控制结构22，然后在第一侧完成后模组旋转180度，来完成另一侧。这也可以在两个顺序冲压站或者阶段来实现。
还应该注意，靠近边缘228的弯折带24比靠近边缘229的弯折带要宽。这是通过增大弯折控制结构从弯折线23缓进的距离来实现的，并且可以用来例如为产品提供更大的强度来承受沿着边缘228的更大载荷。
现在转到图16、16A和16B，图示了本发明的过程和所产生的片材的更进一步的实施例。示出了片材材料321，其中通过在弯折线23的交替侧部模压或者冲压形成多个弯折控制结构22。以类似于图1所示的实施例中的方式，每个模组(未示出)产生了一对印痕，其中模压了端部部分27来限定具有希望配置的弯折带24。但是另外，以类似于图15和15A中的实施例的方式，模组产生了印痕，其中中心部分节段26s连接到端部部分27。因此，又一次通过对齐并且重叠中心部分节段26s，形成了完整的弯折控制结构22。
如从图16A和16B所看到的一样，该方法也需要右手模具和左手模具，因为仅仅将一组模具旋转180度是不能形成完整的弯折控制结构22的。因此，如图16A所示，右手印痕(向下倾斜到右边的弯折带24)是通常线宽，而在图16B中，粗线宽用来表示左手印痕(向下倾斜到左边的弯折带24)。这种(粗线/正常线图形)约定用于图16中，示出了如何使用右手和左手模组来产生完整的冲压弯折控制结构22。
在图16中，还可以看出，顶部弯折线示出了两个印痕，它们带有较大的重叠部，使得产生的弯折控制结构22，相对于下面的下一个弯折线，可以看出对于用来产生图16A和16B所示的印痕的模组来说具有最小的中心部分26。
对于底部片材321上的两条弯折线，已经为中心弯折控制结构减小了重叠部，该重叠部基本上具有用来产生图16A和16B的模组所能产生的最大中心部分26。在片材321底部左侧两条线上示出了用于槽22的中等中心部分长度。
和图15实施例的情况一样，优选使用阶段性的或者顺序模具站，让右手印痕在一个阶段形成，而左手印痕在另一个阶段形成。
还应该注意，产生图15或者16冲压片材的任一过程可以与中心部分成形模组结合使用。因此，可以通过沿着弯折线23以间隔开的距离冲压带有连接的中心部分的端部部分27来形成更长的弯折控制结构，然后利用产生中心部分节段26s的中心部分模组连接局部中心部分，所述中心部分节段26s根据需要在端部部分模具之间桥接间隙。
图17-21图示了冲压材料片材以及转塔式冲床模组，该模组可以用来以类似于图1-5所述方式形成弯折控制结构。又一次，数对端部部分27冲压到片材421内。端部部分27将被中心部分成形模组连接起来，但是未示出。
但是在图18-21中，可以看出模组451/452的配置方式不同于图3-5所示的模组51/54。从图19可以最明白地看出，凸模452宽度尺度小于凹模主体454内的凹部457。由于凸模452向下位移到片材421内，所以内边缘在凹部457内与边缘461紧密对齐，使得片材421在462处剪断。凸模452的外边缘463从凹部457的外边缘464侧向隔开。间隔在片材材料421上产生了肩部466，而不是在466处剪断。肩部466容易迫使凸模内边缘460靠着凹模边缘461。在向下促动凸模452时，一起促动边缘460和461，更容易实现剪断，并且相信紧密相对的剪切边缘460和461将在更多冲压行程中保持锋利。而且，模具452边缘更容易用磨床磨尖，也更便宜。因此，磨尖冲压模具451/454的成本较之磨尖冲压模具51/54的成本显著降低。
还应该注意，对于许多碳钢凸模452来说，只需要透入片材421片材厚度的70％到80％来沿着端部部分线27完全剪断片材421。这种透入深度在图20中示出。
图17以实线示出了完全剪断的端部部分27，同时以断线481示出了印痕的圆弧形肩部471，且向下位移的肩部472也用断线482示出。
最后，在图21中，可以看到蚕豆形凸模472和尺寸过大的类似形状的凹部457，他们产生图17中的印痕。为了清晰起见，没有在图18-20中试着示出这些蚕豆形状。
图18-20中的模具可以和图3-5所示的模具以相同方式使用，并且还有等同模组(未示出)来形成连接端部部分27的中心部分节段。图18-20中的模具可以用在阶段性转塔式冲床过程中，但是他们也教导了如何建造模块化模组组件来实现本发明，正如参照图22-30B更为详细说明所描述的那样。
在图22中，示出了模组组件，通常表示为500，该模组组件中一个模具块551携带凸模552，而第二模具块550携带凹模554。模具块551和550每个都形成有凹槽501，其中例如借助于O形环503、固紧构件504和紧固件506固紧了模块化插入件模具构件。
凸模552和凹部557两者优选具有蚕豆形，类似于图21所示，但是带有中心部分连接的结构节段，和用来产生图15和16的冲压片材的模具一样。凹部557相对于凸模552尺寸过大，从而在片材521上产生肩部566，该肩部反过来将凸模和凹模的内边缘推压在一起，和参照图18-20所述一样。
在图22至25B的实施例中，多个模块化模具插入件用来在块550和551上建立或者形成模块化模组，该模块化模组将沿着弯折线23产生希望形状和间隔的弯折控制结构22。图23以基本上沿着图22中线23-23剖开的截面，示出了用于带有凹部557的模具块550的凹模插入件511、512、513和514，以及相应的凸模构件552。
可以看出插入件512、513用来产生中心部分节段，而模块化插入件511和514用来形成端部部分27。当以并排靠接关系放置时，如图24所示，插入件511-514产生模块化模组，该模组能固紧在组件500的凹槽501内以形成希望的弯折控制结构。
可以用图24的模块化模具插入件组件冲压的片材512在图25、25A和25B中示出。正如所理解的，通过增加或者减少模块化的中心部分插入件，诸如模块化插入件构件512和513，可以简单地改变每个结构22中心部分26的长度。可以看出这里的每个部分插入件包括中心部分的短节段，使得插入件511和514可以放置在一起，而不需要带短中心节段的插入件512和513。而且，短中心部分节段，或者说插入件511和514，将与由插入件512和513形成的中心部分节段对齐。
通过替换用于端部部分的不同形状的模块化插入件511和514可以类似地改变弯折带24的形状和宽度。因此，通过使用沿着弯折线23长度延伸的模块化模具插入件可以沿着凹槽501形成多个弯折控制结构22，从而实现各种间隔目标以及边缘效应调节，如上所述。
适合模压或者冲压弯折控制结构22的模块化模组插入件组件的另一种实施例可以参照图26-30B。这些模块化插入件也用于冲压或者模压组件500，如图22所示。
图26示出了可以用来形成弯折控制结构22端部部分和中心部分的4个插入件构件611、612、613和614。端部部分成形插入件611和614具有如图21所示的转塔式冲床模具451/454的蚕豆形状。但是，还示出模块化插入件614具有延伸部或者直线节段610，该节段将使得更多的印痕与插入件构件612和613的中心部分印痕重叠。优选的是这是任选的，因为端部部分印痕和中心部分印痕之间的任何间隙将会因为边-面啮合的压迫而表现地好像这里根本没有间隙或者甚至穿过任何间隙剪断，如上面所提到的那样。模块化插入件611和614包括数对端部部分27，他们沿着弯折线23以希望的间隔形成，而不需要旋转模具，正如图1所示实施例中的转塔式冲床所为。
但是，在图26-30B的模块化实施例中，采用了两阶段冲压或者模压过程。因此，在图27中，根据产生的弯折控制结构需要的间隔，插入件611和614彼此被隔件616(模具“填充件”)隔开。应该注意，在图27中，插入件614并不具有如图26所示的延伸部610，而是插入件611的镜像插入件。
然后用图27中的组件冲压片材621，从而沿着弯折线23产生数对端部部分27，如图28所示。实线是透过片材621的槽，而断线617是肩部666(图30B)，断线618是肩部667。
在第二冲压阶段，如图29所示的模具插入件第二组件，用来连接端部部分27并且完成弯折控制结构22。因此，可以将插入件612和613与隔件616组装起来，从而连接端部部分27。模块化插入件612和613的几何形状允许它们反转，并且用于在弯折线23两侧连接端部部分。
显然，隔件616和模块化插入件经过选择，匹配连接端部部分所需要的间隔，但是由于端部部分成形插入件611和614并不包括中心部分节段，正如插入件511和514的情况一样，所以中心部分插入件612和613优选靠接，并且可能重叠由端部部分成形插入件611和614所形成的印痕。这种重叠应该足以让中心部分26至少在点618与端部部分印痕27相切。结果形成图30所示的连续弯折控制结构，其中以实线示出切断的槽，以断线示出相对的肩部666和肩部667。
相对于一阶段过程来说，两阶段过程的一项优势在于，两个阶段的每个行程需要更少的冲压力。显然，不足之处在于需要在两个节段之间操纵片材，且需要两套冲压设备。
现在转到图31，说明既能减少所需的冲压模组库存，同时又能得到希望的弯折控制结构配置和定位的进一步技术。
片材721在其顶部形成3个模具印痕或者冲压剪切部722a、722b和722c，每个冲压剪切部由单个模组和单个行程制成。因此，每个印痕722a-722c称为由一个冲压行程形成的完整弯折控制结构。将会看到，这些弯折控制结构沿着弯折线具有3个不同的长度尺度，剪切部722a最短，剪切部722b是722a的两倍长，剪切部722c是722a的3倍长。通过设置能产生不同长度的完整弯折控制结构的冲压模组，可以对所用的模具进行选择，从有限的3组(或者4组、或者5组，或者更多组)中选择，这将基本上允许得到希望的或者理想的弯折带定位和配置。
考虑到图31中的弯折线23，将会看到，希望的弯折部延伸穿过片材721上的开口730。在开口730的右侧，产生片材剪切部722a的两个模具用于边缘728和729，同时两倍长度的中等弯折控制结构剪切部722b定位在剪切部722a之间。这将导致剪切部722a的中心部分运行或者延伸出去，到达边缘728和729，且较长的剪切弯折控制结构722b沿着弯折线23向开口730的右边完成希望的弯折控制结构。
在开口730的左侧，选择了产生印痕722a、722b和722c的一组不同的模具。因此，采用了多个导致弯折带24靠近开口730的短印痕722a。在片材中部，采用了较长的印痕722c，且印痕或者剪切部722b用在边缘731上。
弯折控制结构沿着弯折线23的侧向间隔、缓进距离也可以根据需要而变化。虽然示出印痕或者剪切部722a、722b和722c具有1倍、2倍和3倍长度关系，其他倍数，包括分数倍数也可以采用，而且从给定模具组中选择更大数目的长度。另外，如果弯折控制端部部分将例如变化为夹角为60度的圆弧或者变为回卷到自身的耐疲劳弧形端部，则需要类似形成的模组。
在论述了几种能用来在片材材料上产生弯折控制结构的转塔式冲床和模块化模具组合后，现在说明这些模具组合应用于挠性制造或者样品制造过程中。
作为第一步，为片材选择沿着弯折线23的弯折带24的配置和间隔。和这里所用的一样，文字表述“配置”应该理解为数对端部部分27之间的形状和横向间隔。沿着弯折线23的纵向间隔显然表示同一个弯折结构22的端部部分27沿着弯折线27彼此隔开的位置。因此，产品设计师可以选择带24的带配置和纵向间隔，并且用所需的端部部分27和连接中心部分26形成片材。生产所选的弯折控制结构配置和间隔的模具安装在适当的成形设备上，并且操作相对少量的片材，形成第一弯折带和弯折控制结构配置。然后用不同的或者变化的间隔和/或端部部分配置进行第二次操作，使得多个不同设计可以在多个小规模生产中形成在片材材料内。下一步将会是把片材弯折或者折叠成用于不同设计的结构，数量足够以希望的性能指标测试弯折结构，诸如载荷、耐疲劳性、弯折位置的精度、折叠力和其他用于结构的指标。测试以后，可以在设计之间进行选择，从而得到哪种配置或者间隔最佳地满足完全形成的三位结构标准。选好最佳配置后，可以以选出的弯折控制结构进行片材材料生产操作。结果是赋予以小规模生产经济地设计和重新设计该结构的能力，这使得该过程适合于挠性(快速)制造和/或样品制造。
本弯折过程的一个重要方面在于，其也降低了过渡到大量生产、常设工具生产的成本。以相对小规模生产所产生的弯折控制结构在将弯折部定位在片材上的时候极度精确并且精准。当冷弯冲压机用于样品设计时，常见的问题是一旦选择了希望的小规模冷弯冲压机，当所选择的设计将要用于常设工具大量生产时，需要大量测试和设计调整。因为其可以实现的弯折定位精度，用上述模压和冲压过程形成的弯折控制结构22将以更少的设计调整转换到常设工具生产上。
本发明的具体实施例的前述说明是为了图示和说明的目的进行陈述的。他们并未用于穷举或者限制本发明到精确公开的形式，且显然在上述教导的启发下存在许多改动和变形。所述选择和说明的实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而让本领域的其他人员最好地利用本发明及其适合所考虑的特定用途时带有多种变形的各种实施例。这一目的在于本发明的范围由附带在这里的权利要求及其等同物所限定。
权利要求
1.一种在材料片材上形成弯折控制结构的过程，所述结构沿着希望的弯折线定位在该弯折线的交替侧部，并且与每个结构呈纵向位移关系，所述每个结构具有中心部分，该中心部分基本上平行于所述弯折线延伸；和端部部分，该端部部分从中心部分的相对端部分叉，从而在纵向相邻端部部分之间限定弯折带，该过程包括步骤在纵向相邻结构之间，在相对于弯折线的希望位置，通过在材料片材上形成所述结构的端部部分以限定所述弯折带，从而形成所述弯折带；和通过分开的成形步骤，形成所述中心部分，所述中心部分连接所述端部部分以完成所述结构。
2.如权利要求1所述的过程，其特征在于，形成中心部分的步骤在形成弯折带的步骤之后实施。
3.如权利要求1所述的过程，其特征在于，形成弯折带的步骤这样实利用端部部分成形模具，在弯折线的相对侧部形成一对进入材料片材的侧向隔开的端部部分，将端部部分成形模具旋转基本上等于分叉的端部部分夹角的量，将端部部分成形模具和材料片材其中之一移动到移动位置，端部部分成形模具在该移动位置距离第一对端部部分希望的间隔，且在该移动位置形成第二对侧向隔开的端部部分。
4.如权利要求3所述的过程，其特征在于，端部部分是弧形的并且从弯折线分叉，夹角约90度，且通过将端部部分成形模具旋转约90度来实现旋转步骤。
5.如权利要求3所述的过程，其特征在于，端部部分是弧形的并且从弯折线分叉，夹角约60度，且通过将端部部分成形模具旋转约60度来实现旋转步骤。
6.如权利要求3所述的过程，其特征在于，利用中心部分成形模具将第一对端部部分其中之一连接到位于弯折线同一侧上的第二对端部部分其中之一来实现形成中心部分的步骤。
7.如权利要求6所述的过程，其特征在于，形成中心部分的步骤这样实现利用长度小于待成形中心部分长度的中心部分成形模具形成中心部分，和形成中心部分长度节段的步骤，移动材料片材和中心部分成形模具其中之一，并形成中心部分长度的另一个节段，且重复形成节段的步骤，直到形成中心部分全部长度。
8.如权利要求7所述的过程，其特征在于，利用快速行程模式，同时移动材料片材，在转塔式冲床上实现形成节段的步骤。
9.如权利要求6所述的过程，其特征在于，利用适配成产生完全穿透材料片材厚度尺度的槽的端部部分成形模具和中心部分成形模具来实现形成端部部分的步骤和形成中心部分的步骤。
10.如权利要求9所述的过程，其特征在于，端部部分成形模具和中心部分成形模具是转塔式冲床模具。
11.如权利要求1所述的过程，以及如下步骤改变配置和弯折带之间的距离其中之一来产生多个变化的产品设计；利用变化的设计进行小规模材料片材生产；以小规模生产形成用于变化的设计的弯折结构；和基于弯折结构选择弯折带配置和间隔。
12.一种在材料片材上形成弯折控制结构的过程，所述结构每个具有基本上平行于希望的弯折线延伸的中心部分和从所述中心部分的相对端部分叉的端部部分，所述过程包括步骤利用端部部分成形模具，在材料片材上，在沿着弯折线的希望位置形成第一分叉端部部分；利用端部部分成形模具，在材料片材上，在沿着弯折线从第一端部位置隔开的预定位置形成第二端部部分；形成中心部分，连接隔开的第一和第二端部部分。
13.如权利要求12所述的过程，其特征在于，使用中心部分成形模具形成中心部分的步骤在形成第一端部部分和第二端部部分的步骤之后实施。
14.如权利要求13所述的过程，其特征在于，利用长度小于正在形成的中心部分的长度的中心部分成形模具，以多个成形步骤实现形成中心部分的步骤。
15.如权利要求12所述的过程，其特征在于，通过形成基本上为第一端部部分镜像形状的第二端部部分，从而实现形成第二端部部分的步骤。
16.如权利要求15所述的过程，其特征在于，通过将端部部分成形模具旋转等于分叉的第一端部部分夹角的量，从而形成第二端部部分。
17.如权利要求12所述的过程，其特征在于，多个弯折结构形成在弯折线的交替侧部，与沿着弯折线的纵向相邻结构呈纵向交错关系，所述纵向相邻结构在其中限定弯折带，所述弯折带具有倾斜穿过弯折线延伸的中心线，且其中，形成第一端部部分的步骤沿着弯折线的一侧以间隔位置重复多次，且沿着弯折线的另一侧重复多次；形成第二端部部分的步骤沿着弯折线的一侧以间隔位置重复多次，且沿着弯折线的另一侧重复多次，从而与第一端部部分一起限定多个具有希望配置的弯折带；和形成中心部分的步骤在弯折带的两侧重复多次，以完成该结构的成形。
18.如权利要求17所述的过程，其特征在于，通过将端部部分成形模具旋转大约分叉的端部部分夹角的角度来实现在弯折线一侧形成第二端部部分的步骤；和通过将同一个端部部分成形模具旋转180度然后将同一个模具从180度取向旋转大约所述夹角的角度来实现在弯折线另一侧上形成第二端部部分的步骤。
19.如权利要求12所述的过程，其特征在于，利用具有弧形形状的端部部分成形模具来实现形成第一端部部分和第二端部部分的步骤。
20.如权利要求12所述的过程，其特征在于，成形步骤形成了作为槽的弯折控制结构。
21.如权利要求12所述的过程，其特征在于，成形步骤位移了材料片材的一块区域，以形成弯折控制结构。
22.如权利要求12所述的过程，其特征在于，端部部分成形模具适配成在弯折线的相对侧部形成弯折控制结构的两个侧向隔开的端部部分，以限定具有希望配置的弯折带，且形成第一端部部分的步骤同时在弯折带的相对一侧的另一个弯折控制结构上形成了第一端部部分。
23.一种在材料片材上形成弯折控制结构的过程，所述结构沿着希望的弯折线定位在弯折线交替侧部，且与每个结构成纵向位移关系，所述每个结构具有基本上平行于所述弯折线延伸的中心部分和从所述中心部分的相对端部分叉以在纵向相邻端部部分之间限定弯折带的端部部分，该过程包括步骤利用右端部部分成形模具和左端部部分成形模具形成所述结构以形成完整的弯折控制结构，所述右端部部分成形模具和左端部部分成形模具每个包括所述结构的端部部分和中心部分节段，通过将模具定位，让每个模具的中心部分的节段位置彼此对齐，从而实现成形步骤。
24.如权利要求26所述的过程，其特征在于，通过将每个模具中心部分节段重叠来实现成形步骤。
25.如权利要求23所述的过程，其特征在于，通过将每个模具中心部分节段沿着弯折线彼此隔开来实现形成右手端部部分的步骤；和利用中部部分成形模具实现连接隔开的每个模具的中心部分节段的步骤。
26.如权利要求23所述的过程，其特征在于，通过使用其中一个模具沿着弯折线在弯折线两侧以隔开的距离形成每个结构的一部分来实现成形步骤，且此后另一个模具用来沿着弯折线的两侧形成每个结构的剩余部分。
27.如权利要求26所述的过程，其特征在于，通过在转塔式冲床设备上使用模具来实现成形步骤。
28.用来在材料片材上形成弯折控制结构的一组模具，所述弯折控制结构包括沿着希望的弯折线以基本上平行关系定位的中心部分和在弯折线的相对端部从弯折线分叉的端部部分，该组模具包括至少一个端部部分成形模组，该模组形成有产生希望形状的至少一个端部部分的配合模具表面；和中心部分成形模组，该模组形成有配合模具表面，该表面利用中心部分成形模组的一个行程产生弯折控制结构中心部分的至少一个节段。
29.如权利要求28所述的一组模具，其特征在于，形成端部部分成形模组以产生两个弯折控制端部部分，这两个部分定位在弯折线相对侧部上希望的侧向隔开位置。
30.如权利要求28所述的一组模具，其特征在于，中心部分成形模组具有配合模具表面，该表面产生基本上线性的中心部分节段，且模具一端近乎垂直于材料片材，而模具的相对端倾斜，以逐渐进入材料片材。
31.如权利要求28所述的一组模具，和多个端部部分成形模具有适合于通过线性中心部分成形模具连接在一起的不同端部部分形状；和中心部分成形模组具有产生线性中心部分节段的配合表面。
32.如权利要求31所述的一组模具，其特征在于，形成每个端部部分成形模组，从而在弯折线相对侧部的侧向隔开位置产生两个弯折控制端部部分。
33.用于在材料片材上形成弯折控制结构的一组模具，所述弯折控制结构包括沿着希望的弯折线以基本上平行关系定位的中心部分和在中心部分的相对端部从弯折线分叉的端部部分，该组模具包括右端部部分成形模组，其具有配合模具表面，该表面形成用来产生希望形状的右端部部分和所述结构的中心部分节段；和左端部部分成形模组，其具有配合模具表面，该表面形成用来产生希望形状的左端部部分和所述结构的中心部分节段。
34.如权利要求33所述的一组模具，其特征在于，右端部部分模组和左端部部分模具形成用来产生互为镜像的端部部分。
35.一种在材料片材上形成至少一个弯折控制结构的过程，所述结构具有基本上平行于希望的弯折线延伸的中心部分和从中心部分的相对端部分叉的端部部分，所述过程包括步骤利用预定成形模具、冲压和模压其中之一，在片材材料上沿着弯折线在希望位置同时形成一对分叉的端部部分和连接中心部分。
36.如权利要求35所述的过程，其中所述过程进一步包括沿着所述弯折线在所述片材上形成额外的预选数目的弯折控制结构。
37.如权利要求36所述的过程，所述步骤包括改变配置和弯折控制结构之间的距离其中之一，以产生多个变化的样品设计；利用变化的样品设计进行材料片材样品生产；在样品生产中为变化的样品设计形成弯折结构；基于弯折结构选择样品弯折控制结构配置和间隔；利用所选的样品弯折控制结构配置和间隔制造生产模具；利用生产模具、模压模具和冲压模具流水线生产带有弯折控制结构的材料片材。
38.用单块材料片材制作三维物体的方法，该方法包括步骤在材料片材上形成多个弯折控制结构，每个结构具有基本上平行于希望的弯折线延伸的中心部分并且具有从中心部分相对端部分叉的端部部分；在所述材料片材上沿着另外的预定弯折线形成另外的预选数目的弯折控制结构；和沿着所述弯折线弯折所述材料片材以形成希望的三维物体。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述三维物体是承载物体。
40.在材料片材上定位将要沿着至少一条弯折线弯折的弯折控制结构的过程，所述过程包括步骤定位弯折控制结构，让弯折结构中心部分和弯折结构端部部分其中之一延伸到弯折部边缘，其中所述弯折控制结构中心部分平行于弯折线，从弯折结构端部部分向所述边缘延伸一定的距离，该距离从所述边缘充分地隔开，从而防止材料片材在所述边缘沿着横穿弯折线的方向局部弯折，且其中所述弯折控制结构的端部部分限定弯折带，让所述边缘配置成类似于纵向相邻弯折控制结构之间的弯折带配置；和选择从所述边缘向内沿着弯折线的弯折控制结构长度和数目，以产生希望数目的弯折带，这些弯折带从所述边缘向内沿着弯折线定位，从而产生希望长度的弯折部。
41.如权利要求40所述的过程，所述步骤包括从所述边缘向内沿着弯折线将弯折带定位在这样的位置，在所述位置引导弯折带上的弯折应力远离片材材料上的局部弱化结构特征。
42.如权利要求40所述的过程，所述步骤包括定位在所述边缘附近的弯折带多于沿着弯折线剩余部分每单位长度上定位的弯折带数目。
43.如权利要求42所述的过程，其特征在于，通过缩短靠近所述边缘的弯折控制结构的长度来实现定位步骤。
44.如权利要求40所述的过程，其特征在于，靠近所述边缘的弯折控制结构限定的弯折带横向宽度尺度增加。
45.如权利要求40所述的过程，其特征在于，弯折控制结构的端部部分形成从弯折线分叉，以限定弯折带，该弯折带带有穿过弯折线延伸的倾斜取向中心线。
46.如权利要求45所述的过程，其特征在于，所述边缘相对于弯折线呈倾斜角度延伸，且通过定位带有分叉端部部分的弯折控制结构来实现定位步骤，所述端部部分与所述倾斜边缘沿着相同方向分叉。
47.如权利要求45所述的过程，其特征在于，通过定位中心部分以延伸到所述边缘，让端部部分朝向材料片材非弱化区域延伸，从而实现定位步骤。
48.用来沿着至少一条弯折线精确弯折的材料片材，该片材包括具有多个弯折控制结构的材料片材，所述弯折控制结构沿着弯折线的交替侧部形成于材料片材上，弯折线延伸到材料片材的一个边缘，弯折控制结构包括取向基本上平行于弯折线的中心部分和至少一个连接到中心部分并且从弯折线分叉的端部部分，且弯折控制结构纵向相邻的端部部分在其间限定了弯折带，该弯折带具有穿过弯折线倾斜延伸的中心纵轴，且最靠近所述边缘的弯折控制结构让其中心部分延伸到所述边缘，使得端部部分充分地从所述边缘隔开，以防止所述片材弯折时所述边缘局部变形。
49.如权利要求48所述的过程，其特征在于，材料片材在靠近弯折线处形成有弱化结构特征，且弯折控制结构沿着弯折线定位到所述结构特征附近，定位方式防止了裂纹延展到所述结构特征，以及防止在所述结构特征处应力集中。
50.如权利要求48所述的过程，其特征在于，较之沿着弯折线剩余部分上每单位长度的弯折带截面积，靠近所述边缘的弯折控制结构限定的弯折带沿着弯折线在每单位长度上具有增大的截面积。
51.如权利要求50所述的过程，其特征在于，弯折线每单位长度上的弯折带数目在靠近所述边缘处大于远离所述边缘处。
52.如权利要求50所述的过程，其特征在于，靠近所述边缘的弯折带宽度大于远离所述边缘的弯折带宽度。
53.用来在材料片材上关于弯折线形成弯折控制结构的模块化模具，所述模块化模具包括模具主体，其具有形成在其上的轨道，用来将多个模块化模具构件安装到所述模具主体上；和多个模块化模具构件，他们安装在轨道上并且包括至少一个模块化端部部分模具构件，该构件适合形成弯折控制结构的端部部分，该端部部分从弯折线分叉；和至少一个分开的模块化中心部分模具构件，其适合形成弯折控制结构中心部分的至少一个节段，该弯折控制结构的中心部分基本上平行于弯折线，模块化端部部分模具构件和模块化中心部分模具构件以靠接关系定位在轨道内，并且协作成形，以使得模块化模具能用来在材料片材上产生连续的弯折控制结构。
54.如权利要求53所述的模块化模具，其特征在于，轨道大致延伸在弯折线的长度之上，且模块化模具构件可拆卸地安装在轨道上。
55.如权利要求53所述的模块化模具，其特征在于，多个模块化端部部分模具构件和至少一个模块化中心部分模具构件安装在轨道上。
56.如权利要求53所述的模块化模具，其特征在于，模块化模具构件是凸模块化模具构件，和第二模具主体带有第二轨道，该第二轨道中形成多个第二模块化模具，第二模块化模具构件是凹模块化模具构件，该凹模块化模具构件的形状与凸模块化模具构件协作，以产生弯折控制结构。
57.在材料片材上形成弯折控制结构的过程，该结构沿着希望的弯折线定位在该弯折线的交替侧部，并且以纵向位移关系定位，从而在纵向相邻弯折控制结构之间限定弯折带，该过程包括步骤提供一组冲压模组，让该组中的每个模组在单个冲压行程中产生不同长度的弯折控制结构；从该组中选择模组组合，从而让弯折带沿着弯折线形成希望的定位和配置；和使用所选的模组组合在希望的位置将弯折控制结构冲压到材料片材上。
58.如权利要求57所述的过程，其特征在于，通过提供多个模组来实现提供步骤，其中多个模组的长度尺度不同于长度最短的模组，所述多个模组的长度尺度是最短长度的整数倍。
59.如权利要求57所述的过程，其特征在于，提供步骤至少包括提供第二组模组的步骤，该第二组模组具有不同的长度和弯折控制结构端部部分，第二组模组中弯折控制结构端部部分的形状不同于第一组中弯折控制结构端部部分，且其中通过从第一组和第二组中选择来实现选择步骤。
全文摘要
一种在材料片材(21、121、221、321、421、521、621、721)上形成弯折控制结构，诸如槽、凹槽或者位移(22)的过程。弯折控制结构(22)具有基本上平行于希望的弯折线(23)在片材上延伸的中心部分和从所述弯折线(23)分叉的端部部分。在一个实施例中，该过程包括沿着弯折线(23)，以希望的隔开距离，在数对端部部分(27)之间形成弯折带(24)的步骤，使得所述带(24)具有希望的配置；和形成中心部分(26)的步骤，该中心部分连接端部部分(27)以利用分开的模组完成槽(22)。多个端部部分模具(51/54)可以用来产生各种形状的端部部分(27)和各种宽度的带(24)，且单个中心部分成形模组(71/74)用来连接端部部分(27)。
文档编号B21D5/00GK101094737SQ200580045878
公开日2007年12月26日 申请日期2005年11月9日 优先权日2004年11月9日
发明者马克斯·W·德奈伊, 菲利普·M·阿诺德 申请人:奥里加米工业股份有限公司