片材材料弯折线偏移工具和方法 相关申请
本申请是2005年3月14日提交的题为“SHEET MATERIAL WITHBEND CONTROLLING DISPLACEMENTS AND METHOD FOR FORMINGTHE SAME”的美国专利No.11/080,288的部分延续，该专利是2004年3月3日提交的题为“SHEET MATERIAL WITH BEND CONTROLLINGDISPLACEMENTS AND METHOD FOR FORMING THE SAME”的美国专利申请No.10/795,077的部分延续，No.10/795,077是2003年9月26日提交的题为“TECHNIQUES FOR DESGNING AND MANUFACUTREPERCISION-FOLDED，HIGH STRENGTH，FATIGUE-RESISTANTSTRUCTURES AND SHEET THEREFOR”的美国专利申请的部分延续，No.10/672,766是2002年9月26日提交的题为“METHOD FOR PRECISIONBENDING OF SHEET MATERIAL，SLIT SHEET AND FABRICATIONPROCESS”的美国专利申请No.10/256,870的部分延续，No.10/256,870是2000年8月17日提交的题为“METHOD FOR PRECISION BENDING OFSHEET OF MATERIAL AND SLIT SHEET THEREFOR”的美国专利申请No.09/640,267以及现在美国专利No.6,481,259B1的部分延续，这些申请的全部内容都以引用方式包含在此。
本申请还要求2005年3月17日提交的题为“METHOD AND TOOLINGFOR FORMING SHEET MATERIAL WITH BEND CONTROLLINGDISPLACEMENTS”的美国临时专利申请No.60/682,057的优先权，该申请的全部内容都通过引用方式包含在此。
【技术领域】
本申请一般涉及精确折叠片材材料，更特别涉及以冲压、模压、滚压、型压和类似过程制备用于弯折的片材材料，然后将片材弯折或者折叠成三维结构。
背景技术
本发明和装置基于上述相关申请中深入论述的切口和开槽几何形状，这些申请每一个都通过引用方式包含在此。在这些相关申请中，公开了几种技术或者制造过程，用来形成切口和凹槽，这些技术将精确地控制广泛的片材材料的弯折，所述技术包括激光切削(laser cutting)、射流切削(water jetcutting)、模压(stamping)、冲压(punching)、模制(molding)、铸造(casting)、立体影印(stereo lithography)、滚压(roll forming)、车削(machining)、化学铣削(chemical milling)、光学蚀刻(photo-etching)等。用来制造弯折引发切口几何形状的一些过程可能比其他一些过程昂贵。例如，例如与冲压或者模压相比，激光切削固有地涉及额外的成本，但是冲压和模压可能不能良好地适合相对重型的片材材料。
精确弯折上述指出的相关申请中的切口几何形状可以具有优势地适用于以相对轻型的片材材料形成的许多机构。较之强度和耐疲劳需求来说，这而结构更倾向于需要复杂和精确的弯折图案。由相对轻型的片材材料形成并且需要精确而复杂弯折的一种结构的示例是电子部件的底座，租入计算机、音频接收器、电视机、DVD播放机等。
正如现有相关美国专利申请No.10/672,766所述，根据现有相关申请开切口或者凹槽的平板片材，可以让电气部件通过“拾取-放置(pick-and-place)”技术安装到该平坦片材上。所述片材然后折叠成机壳或者壳体，全部部件空间相关地位于壳体内希望的位置上。“拾取-放置”技术大大降低了成本，以及用相对轻力的弯折技术将平坦片材折叠成尺寸精确的机壳的能力。虽然这种电子底座可以用激光切削或者射流切削技术形成，但是如果可以采用更低成本的切口成形或者凹槽成形技术，则会具有显著的优势。于是，诸如冲压、模压、滚压等更低成本的制造过程与相对轻型的材料一起使用是非常有优势的，如果它们不会损失相关申请中能产生的切口几何形状的精确度优势的话。
而且，切口成形技术，诸如冲压、模压和滚压，可以产生基本上零翘曲(zero kerf)和切口宽度尺寸的切口，而激光和射流切削去除材料并翘曲和宽度尺寸可测量的切口。零翘曲的片材优势在于，片材弯折后沿着弯折线更为封闭。于是，它们不会向翘曲尺寸可测量的片材那样，在弯折过程中倾向于打开很多。这让零翘曲片材适合用保护层进行涂覆，所述保护层将密封并封闭弯折线，以允许它们用于需要电磁屏蔽、耐腐蚀、诱人的外观以及流体密封的应用场合。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种方法，用来制备用于沿着弯折线精确弯折的片材材料，所述方法成本相对较低并且适合于使用片材材料的广泛应用领域。
本发明进一步的目的是提供一种低成本的方法，用来制备用于弯折的片材材料，该方法可以免于弯折误差积累而进行精确的弯折，适合于复杂的弯折图案，并仅需要最小的力来进行弯折。
本发明另一个目的是提供一种材料片材，其用于弯折，其中用低成本制造过程形成切口或者凹槽，所述制造过程能产生这样的结构，该结构可以密封、流体密封、耐腐蚀或者必须具有诱人的外观。
本发明的可弯折片材材料以及弯折诱发片材成形方法还具有其他目的和优势特征，它们将在以下本发明的具体实施方式中更为详细地论述，并在附图中进行示例和图示。
本发明制备用于沿着弯折线进行弯折的材料片材的方法简单地说包括以下步骤：沿着材料片材厚度方向形成至少一个偏移部，使得该偏移部周边最靠近弯折线的那部分提供边缘和相对平面，所述平面配置和定位成在弯折过程中提供材料片材的边缘-平面啮合。所述偏移部优选用冲压、模压、滚压、型压(embossing)、化学铣削或者蚀刻过程其中之一形成，其中模具、切削工具、刀具或者化学试剂在片材材料上形成零翘曲的切口或者剪切线或者凹槽。当使用模具时，由模具形成的偏移部周边，即最靠近弯折线的周边被至少局部剪切、通常完全剪切穿过弯折线附近的材料片材的厚度尺寸。最优选地，沿着弯折线形成多个偏移部，使得交替的偏移部定位在弯折线的相对侧部。在最优选的形式中，最靠近弯折线的周边，实际上叠加在弯折线上，使得弯折线相对侧部上的偏移部之间的走刀(jog)距离基本上为零。但是，偏移部可以具有片材厚度尺寸约-1到约+1倍范围的走刀距离。偏移部还被模具组塑形变形，产生相对的边缘与平面结构。在弯折时，材料片材不会沿着塑形变形的偏移部断裂或者破裂，所以沿着弯折线的弯折部将保持流体密封连续结构，或者材料片材会破裂，以产生类似于剪切片材的平面和相对的边缘。尽管优选偏移限定在切口或者凹槽内侧的舌片，但是也可以纵向偏移切口或者凹槽之间的区域，并且仍旧能实现边缘-平面的精确弯折。而且，弯折方向优选沿着舌片的偏移方向，但是如果能忍受较低精度的话，弯折可以沿着相反方向。
还提供了适合沿着弯折线弯折的材料片材，该片材包括，简单地说，这样的片材包括具有沿着片材厚度方向的至少一个偏移部，使得偏移部最靠近弯折线的那部分提供边缘和相对平面，所述平面配置成在弯折过程中在所述那部分的周边相对侧上产生片材材料的边缘-平面啮合。最优选地，沿着弯折线在弯折线的交替侧部上形成多个偏移部。弯折前，连续的涂覆材料层可以施加到片材上，进一步保证最终的弯折部流体密封、耐腐蚀和好看。材料片材上的偏移部可以局部延伸穿入片材或者完全穿过片材，并且为了最大的精度，片材可以沿着偏移方向弯折，或者依靠倾斜的弯折带而沿着相反方向弯折以控制精度。任选地但并非最不希望地，当不需要边缘-平面弯折所能实现的精度时，片材可以沿着相反的方向弯折。
本发明的一个方面教导了一种方法，用来制备用于沿着弯折线弯折的材料片材，所述方法包括步骤：沿着材料片材的厚度方向形成至少一个偏移部，所述偏移部包括基本上平行于材料片材的平坦区域，且所述平坦区域的一部分周边沿着并靠近弯折线延伸。所述偏移部还包括成角度的过渡区域，所述过渡区域将所述平坦区域和材料片材的剩余部分互联。所述成形步骤优选为靠近弯折线的那部分周边提供边缘，为材料片材提供相应的相对表面，所述边缘和表面配置和定位成在弯折过程中形成材料片材的边缘-平面啮合。所述成形步骤可以沿着所述那部分周边完全穿过厚度方向剪切材料片材。所述成形步骤可以用模压过程、冲压过程、滚压过程、基于刀具的剪切和型压过程其中之一来完成。
在一种实施例中，多个偏移部可以沿着弯折线形成在材料片材上，使得每个偏移部具有靠近弯折线的周边部分的平坦区域，以提供多个边缘和相对平面，用于材料片材的边缘-平面弯折。每个平坦区域可以具有基本上叠加在弯折线上的周边部分。所述成形步骤可以用模压过程、冲压过程、滚压过程、基于刀具的剪切和型压过程其中之一来完成。所述成形步骤可以用转塔压力机来完成，以形成所述多个偏移部中的每一个，其中所述转塔压力机相对于材料片材重新定位到所述多个偏移部中的每一个的希望位置。所述成形步骤可以用模块模具组来完成，所述模块模具组包括许多模具单元，其数目相应于偏移部的数目。所述多个偏移部的尺寸可以不同，其中模具单元也相应地具有不同的尺寸，且数目和尺寸也与所述多个偏移部互补。
在一种实施例中，偏移部的所述周边部分可以定位在弯折线的相对侧部上，彼此的走刀距离小于材料片材的厚度尺寸。所述走刀距离可以在材料片材厚度尺寸的约-0.5倍到+0.5倍的范围内。所述偏移部的周边部分可以定位在弯折线的相对侧部上，以限定取向倾斜穿过弯折线的弯折带。所述弯折带可以具有约为材料厚度2-5倍的宽度。
涂覆材料层可以粘附到材料片材上，布满偏移部的周边部分。所述粘结步骤可以形成连续的挠性涂覆材料层。
优选地，平坦区域延长并包括弯曲端部。所述弯曲端部的周边可以为半圆形。
所述方法可以进一步包括沿着弯折线弯折材料片材的步骤。所述弯折步骤可以手动完成。
本发明的另一方面教导了适合沿着弯折线弯折的材料片材，其中所述片材可以用上述方法其中之一形成。优选地，材料片材沿着材料片材的厚度方向具有至少一个偏移部，所述偏移部包括：基本上平行于材料片材的平坦区域，使得所述偏移部的一部分周边沿着并靠近弯折线延伸；并包括成角度的过渡区域，所述过渡区域将所述平坦部分与材料片材的剩余部分互联。
【附图说明】
图1A是材料片材的断裂顶视平面图，所述材料片材具有根据本发明形成在其中的弯折控制偏移部；
图1B是图1A中片材的放大断裂立面截面图，基本上沿着图1A中的线1B-1B切开；
图1C是相应于图1B的截面图，其中片材从图1B的平坦状态弯折了90度；
图1D是相应于片材替代实施例的图1B的截面图，其中保护涂层粘附到材料片材上；
图1E是相应于图1D的弯折的涂覆片材的图1C的截面图；
图2A是相应于图1A的材料片材断裂、顶视示意图，为了便于理解，仅示出单个偏移部或者剪切舌片；
图2B和2C是图2A所示片材相应于图1B和1 C的视图；
图3A是相应于图1A的材料片材的断裂、顶视示意图，示出了仅有一个偏移部或者剪切舌片，所述舌片已经被剪切或者偏移地超过了片材厚度尺寸；
图3B和3C是图3A所示片材相应于图1B和1C的视图；
图4A是相应于图1A的材料片材的断裂、顶视示意图，所述片材具有单个舌片的替代实施例，该舌片具有加强的中心舌片变形；
图4B和4C是图4A所示片材相应于图1B和1C的视图；
图4D是沿着图4中的4D-4D线切开的截面图；
图5A是相应于图1A的材料片材的断裂、顶视示意图，所述片材具有单个舌片的替代实施例，所述舌片塑形变形并且沿着片材厚度方向偏移；
图5B和5C是图5A所示片材相应于图1B和1C的视图；
图5D是相应于图5C的视图，其中片材在弯折过程中断裂或者破裂；
图6A是相应于图1A的材料片材的断裂、顶视示意图，其中示出了具有连续周边的偏移部的替代实施例，穿过片材厚度方向局部切开；
图6B和6C是图6A所示片材实施例相应于图1B和1C的视图；
图7A是相应于图6A的材料片材的断裂、顶视示意图，其中片材上的偏移部被穿过周边一侧局部剪切，而完全穿过周边的相对侧剪切；
图7B和7C是图7A所示片材相应于图1B和1C的视图；
图8是弯折的材料片材的正视图，所述片材具有图2A-2C所示的偏移部，带有覆盖弯折的护瓦，以断线示出，并图示了直立的固紧凸片；
图9是图8所示材料片材的平面图，其带有以实线示出并安装与固紧于凸片上的护瓦；
图10是材料片材的替代实施例的正视图，其带有以虚线示出的护瓦和连接结构；
图11是图10所示材料片材的端视平面图，其带有以实线示出并通过连接结构安装在片材上的护瓦；
图12A是根据本发明形成并定位到固定工具板上用于通过旋转柱和移动联杆弯折的材料片材的侧视图；
图12B是图12A所示材料片材在工具板上片材局部弯折后的侧视图；
图12C是图12A所示材料片材弯折90度以后的侧视图；
图13A是根据本发明形成并通过定位在固定工具板上用于通过气动弯折球胆弯折的材料片材的侧视图；
图13B是图13A所示材料片材弯折90度后的侧视图；
图14A是根据本发明开凹槽的材料片材的顶视平面示意图；
图14B是图14A的端视图；
图14C是图14A的侧视图，且示出弯折线上面的那一半片材被朝向纸面外弯折；
图14D是如图14C那样弯折的片材的端视图；
图15A是根据本发明的替代实施例的开有凹槽并设置有应力缓解特征的材料片材的顶视示意图；
图15B是图15A所示片材的端视图；
图15C是图15A所示片材的侧视图，且示出弯折线上面那一半片材被向着纸面以外弯折；
图15D是图15C所示弯折的片材的端视图；
图16A是材料片材的顶视示意图，所述片材带有剪切线控制弯折部并且具有弯折线同一侧上纵向相邻的剪切线之间的区域，所述区域偏移以产生边缘-平面弯折；
图16B是图16A所示弯折片材的端视图；
图16C是图16A所示片材的侧视图，且示出上半部分片材弯折到纸面内；
图16D是图16C所示弯折片材的端视图；
图16E是图16A所示片材的放大截面图，该图基本上沿着图16A中的线16E-16E切开；
图16F是图16E所示片材弯折90度的截面图
图17是类似于图1的另一种带弯折控制偏移部的材料片材的断裂、示意顶视图；
图18A和18B是图17所示片材的放大、断裂、端视截面图，该图基本上沿着图17中的18-18且切开，图18B图示了对图17所示片材的进一步、任选的加工；
图19是图18A所示片材弯折后的放大、断裂、端视截面图；
图20A、20B和20C是工具的示意图，所述工具能用来在图17所示的片材上根据本发明形成弯折控制偏移部；
图21A和21B是其他可以用来在图17所示的片材上形成弯折控制偏移部的工具的示意性顶视图；
图22A和22B是类似于图17的具有弯折控制偏移部的另一种材料片材的断裂、示意性顶视图；
图23A和23B是可以分别用来在图22A和22B所示的片材上形成弯折控制偏移部的工具的示意性顶视图；
图24是类似于图23A和23B所示的工具的示意性顶视图；
图25A、25B和25C是可以用来根据本发明形成相对较短的弯折控制偏移部的示意图；
图26是可以用来在类似与图17所示片材上形成弯折控制偏移部的其他工具的示意性端视图；
图27是类似于图17所示的片材的截面图，所述片材包括以图26所示工具形成的弯折控制偏移部；
图28是图26所示工具的分解示意图；
图29是图26所示工具的分解透视图；
图30是图26所示工具的局部分解透视图，示出了插入到冲头刀片块的冲头刀片；
图31是图26所示工具的局部透视图，示出了；
图32A、32B和32C是图30所示刀具的示意性尺寸的示意图；
图33是类似于图29所示的其他工具分解透视图。
【具体实施方式】
现在将论述本发明的优选实施例，其示例在附图中图示。虽然本发明结合优选实施例进行说明，但是应该理解，这并非旨在限制本发明于这些实施例。而是相反，本发明旨在覆盖那些可以包括在由附带的权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的替代、改动和等同方案。
用来精确弯折片材材料的本发明的方法和装置是基于上述确认的现有技术相关的申请所公开的开切口几何形态，所述申请通过引用方式以其全部包括在此。
正如关于现有技术相关申请所提及的，用来形成切口的过程包括诸如冲压、模压、滚压、机加工、光学蚀刻、化学蚀刻、氧乙炔加工等，所述切口将控制并精确定位片材材料的弯折。这些过程特别适合重量轻或者较薄规格的材料，虽然他们也可以用于相对重型的片材材料。较厚或者较重型的材料通常用激光切削或者射流切削设备切口或者开槽更有优势。
正如现有技术相关申请中所述，对于精确弯折片材材料来说更有优势的应用场合是涉及电子部件的底座。这种底座通常高度复杂，从而能让各种部件以三维阵列定位在电子设备最终壳体的内侧中。由于激光切削和射流切削都有些昂贵，所以特别希望能用低成本、高产量的技术，诸如冲压、模压、滚压等来形成电子设备的底座以及其他低成本壳体等。因此，本申请图示了这些低成本制造过程如何能以巨大的优势应用在相对较小截面的片材材料上。
现在回到图1A-1C，材料片材通常指定为21，示于图1中，具有多个切口22，所述切口沿着弯折线23定位在其附近。切口可以看成具有从弯折线23弯曲离开的端部，且弯曲的切口端部在其之间限定弯折带24，所述弯折带具有中心线，其穿过弯折线23倾斜延伸，延伸方式基本上如现有技术相关申请10/672,766中详细所述那样。可以看出，纵向相邻的切口22沿着弯折线的长度交替定位在弯折线23的相对侧上，这是优选布置，但不是绝对必需。
从图1A也可以看出，切口22定位在从弯折线23横向位移的位置处，但是这样做主要是为了图示弯折线的位置。在本发明最优选方式中，当轻型材料为了弯折而制备时，切口22将主要叠加在弯折线23上。这是优选的，因为这样有利于使用相同模组用于较为广泛的片材材料厚度。
正如在现有技术相关的美国专利申请No.10/672,766所述的那样，切口22之间的“走刀(jog)”距离定义为弯折线相对侧上的切口之间的横向距离。因此，在本申请实施例的最优选形式中，走刀距离基本上等于零，即所述切口被精确地定位在弯折线23上，从而使得在弯折线相对侧上的切口之间除了在弯曲端处之外没有横向间隔。如现有技术所述的那样，切口之间相对于弯折线23的走刀距离优选小于片材21的厚度尺寸。显然，走刀距离为零满足这种要求。
另外，可以看出，对于片材21右手端的切口22a和22b来说，也可以采用负的走刀距离。可以看出，切口22a穿过弯折线23延伸，切口22b也是一样。在本发明的教导中，这是可以接受的，并且将产生沿着弯折线23的边缘-平面弯折，这对于精确控制的弯折来说是希望出现的。对于电子设备底座中通常采用的较薄规格材料，切口22之间的走刀距离优选在片材21厚度尺寸t(图1b)的约-0.5到约+0.5倍范围内。由于切口之间的走刀距离在超过材料片材厚度的-0.5倍以上将变为增大的负值，所以片材倾向于沿着两条弯折线弯折而不是沿着切口边缘之间的单条弯折线，沿着两条弯折线弯折时，其弯折部定位在切口边缘。例如，在约0.8倍片材厚度时，已经发现在0.060的片材金属中出现两条弯折线的现象。
当负的走刀距离用于具有零劈缝(kerf)尺寸的切口22时，即使弯折90度以后，切口也将沿着其长度保持相对闭合。如果切口例如通过激光切削形成劈缝，并且采用了负的走刀距离，则材料在弯折例如90度时，倾向于在切口的相对侧上分开或者“漏光(daylight)”。但是，根据本申请，这完全是可以接受的。
在以下相当详细的说明中，将切口冲压或者模压到片材21内的最优选方式是用剪切片材的模具沿着片材的厚度方向偏移舌片或者附着坯料(slug)的封闭区域。但是，从现有技术相关申请中应该理解，切口22也可以例如用刀具而不是用偏移一部分片材的模具形成为剪切线或者其中不存在片材偏移的切口。在片材中形成偏移而不是用刀具切开的一种优势在于，减小了或者不再需要切口22相对侧上的边缘-平面材料滑动。通过保证在弯折过程中每个边缘和平面将沿着正确的方向移动，材料偏移也减小了所需的弯折力。
在优选形式中，切口22通过沿着厚度方向的偏移形成，使得所述偏移最靠近弯折线23的一部分周边提供了边缘26和相对平面27，所述边缘和相对平面配置和定位成在弯折过程中，在所述周边的相对侧上提供了材料片材的边缘-平面啮合。如图1B所示，D形舌片28已经朝下偏移，提供了平面27，当片材21弯折时，从舌片28下角部26或者切口22相对侧上的边缘抵靠所述平面27啮合。如图1B和1C所示，一部分切口周边叠加在弯折线23的平面上。位于图1B中的下一个切口具有类似的D形舌片28a，其已经朝下偏移，从而提供了平面27a，边缘26a将抵靠该平面27a啮合。
当将片材2 1例如弯折90度时，边缘26、26a在平面27、27a的中点围绕所述平面枢转并与之啮合。当弯折继续时，它们用作定位在弯折线23上的支点(fulcrum)(从图1 C中看出已经旋转了45度)。于是，当弯折开始时，边缘26、26a几乎立即旋转成与平面27、27a啮合，结果是非常精确地控制了弯折围绕弯折线23发生。倾斜取向的弯折带24牵引边缘26、26a，并在弯折过程中保持所述边缘抵靠平面27、27a，以保持所述支点与相对平面接触。边缘-平面啮合在现有技术相关申请中更为详细地进行说明。
图1A和1B中的图示大大放大了厚度，使得边缘-平面啮合更为清晰地图示出来。但是，应该理解，片材21可以相对较薄，例如为0.060英寸，而舌片28沿着厚度方向向下延伸仅0.030英寸。但是，除了指示在薄的片材材料中舌片材料的偏移并不是很大以外，这些尺寸显然不是关键因素。
从图1C中看出，边缘26、26a倾向于被带24保持与平面27、27a的张紧啮合。于是，即使在切口22上，最靠近弯折线的切口周边两侧上的片材材料也将在切口的长度上彼此接触。这倾向于允许弯折的片材用在例如需要电磁屏蔽的场合或者甚至用在需要保持流体的场合。但是，优选地，为了进一步保证流体密封的弯折部，连续的、优选挠性的涂层材料粘附或者结合到片材上，布满切口22的区域。本发明的这种实施例可以在图1D和1E中看出，其相应于图1B和1C。挠性密封剂或者涂层29的连续层可以看出已经设置、粘附或者结合到片材21面向下的表面上，布满切口。最优选的是当片材21为基本上平坦但是处于剪切条件的同时实现，如图1D所示。弯折到图1E的位置后，涂层29将倾向于断裂或者挤压在平面27和27a与材料片材的下平面之间。最具保护性的涂层，诸如环氧或者涂料，将具有足够挠性和压缩性来承受片材的挤压和弯折而不会断裂。于是，涂层29将保证形成流体密封的连续表面。显然，在本发明的范围内，也可以简单的在图1E的弯折片材上喷涂涂层，但是对于许多应用场合来说，向平坦但是冲压、模压或者滚压过的片材上施加涂层29更为优选，因为弯折线23可能在弯折后处于复杂内部位置处，难于涂覆。
在希望片材两侧全部覆盖挠性密封涂层的情况下，在如图2A-2C弯折D形舌片的实施例中，通常向片材的两侧(在弯折前)施加挠性涂层29。可以清楚地看出，弯折舌片36关于片材围绕边缘38旋转。这将片材顶部或者面朝上的平面保持原封不动或者连续，而下部或者面朝下的平面上的涂层被挤压在凸片端部37以下，如图1D和1E所示。
对本领域的技术人员显然的是，图1A-1D的偏移或者舌片28可以通过冲压、模压、型压和滚压过程容易地形成。一组模组可以用来向下冲压舌片28，带有一部分周边，所述周边在相对的边缘和平面上形成弯折控制切口22。如图所示，虚线31并非清楚限定肩部，而是舌片28在此点到达片材顶平面，且没有向下偏移。图1A-1C示出了舌片或者偏移部28，其基本上被冲压模具半切开，使得偏移部28的上表面向下偏移到片材的约一半厚度尺寸，这导致边缘下半部的模具切开并且完成平面27和27a。
在图2A-2C中，过程是相同的，只有冲压或者滚压设备向下剪切了片材全部厚度t的偏移部或者舌片36。于是，偏移部或者舌片36的周边上的平面37现在发生偏移，直到平面37的上边缘定位在切口22相对侧的边缘38处。这倾向于在弯折过程中，在边缘38处产生与平面37的角部的点-点接触，如图2C所示。虽然如此，但是平面38的边缘上的边缘支点38还是精确控制弯折位置，以及倾斜弯折带24沿着弯折线23的相对张力。
在图3A-3C中，片材21已经在冲压过程中被剪切，使得偏移部或者舌片41的平面42现在低于材料片材的下表面43。因此，边缘44不再与相对平面42啮合，而且在弯折过程中不啮合平面42，如图3C最佳示出。而是，对弯折部相对于弯折线23的位置控制由相对倾斜延伸的弯折带24来实现。使用弯折带24来控制材料片材弯折部的定位不如通过在弯折过程中切口周边相对侧的边缘-平面啮合那样精确。虽然如此，但是倾斜弯折带24可以产生合理精确的需要较少弯折力的弯折部，且弯折带在弯折过程中不会过度扭转或者受到压力。因此，对于最终产品的尺寸要求允许更大误差的情况下，可以使用舌片41过偏移到图3B所示的位置。应该注意，模组可以用来逐渐将偏移部或者舌片41偏移到图3B的位置，然后在第二模具站点将舌片41向上偏移到图2B或者1B所示的位置。例如，如果希望或者要求确定向下偏移的舌片已经完全剪穿并且还要重新定位使得边缘在弯折过程中啮合相对平面，则实施两站点操作。
在图4A-4D所示的实施例中，示出了完全剪切的偏移部或者舌片51，其相应于图2A-2C所述的完全剪切的舌片。但是，在图4A-4D中，舌片51形成有向下变形的中心加强部分52。这为下边缘26和平面27之间提供了在弯折线23上的角部或者点处的啮合。甚至进一步向下偏移的舌片51的中心部分52保证限制片材的过度弯折。
现在转到图5A-5D，示出了通过塑形变形而不是剪切来偏移片材材料，以提供边缘和相对平面。片材21已经在61处通常通过没有尖锐边缘的模压或者滚压模具向下偏移，使得向下的偏移部已经导致片材的区域62的塑形变形。弯折时，弯折带24将再次被张紧或者弯折，从而在弯折线23的相对侧上将片材牵引到一起，使得区域62变形而不发生剪切或者断裂。实际上，偏移部61端部的虚拟平面啮合弯折线23上的虚拟边缘63，从而精确控制弯折部的位置。这种方式最适合延展性片材材料，并且优势在于产生流体密封的弯折部。
在图5D中，示出了替代方案，其中在平面64处发生断裂或者破裂，使得虚拟平面变成真实平面64。关于精确弯折，在断裂部64发生与否没有关系，并且边缘63在舌片61朝下偏移的端部弯折离开真实平面64或者虚拟平面。
在图6A-6C和7A-7C中，偏移部具有闭合周边或者形成为在弯折线23的交替侧部朝下偏移的材料坯料。应该理解，为了容易示出，多个这种坯料形的偏移部没有示出，但是他们如图1所示那样定位，优选最靠近弯折线的周边侧部以叠加关系定位到弯折线23。这种卵形偏移部或者坯料对于冲压、模压、滚压以及类似高产量低成本的制造过程容易处理。坯料可以具有各种形状，包括“D”形和产生对角线形带和边缘-平面啮合的非均匀形状。
在图6A中，片材22形成有卵形偏移部71，其最靠近弯折线23的一部分周边22向下偏移，如图6B和6C所示。向下偏移或者剪切的偏移部71产生平面27，横穿周边22的下边缘26承载在所述平面27上。当弯折片材时，平面27围绕平面26枢转到图6C所示的位置，并且纵向相邻的卵形偏移部71之间的倾斜带24被弯折，如上述舌片28之间的带24一样。由于这是半剪切的偏移部71，所以结果基本上与图1A-1C所示相同，除了偏移部71周边的远端侧部72也受到剪切。从图6B可以看出，远端侧部72是冲入片材的卵形孔，从而在枢转边缘26的过程中支撑平面27，用来精确地将弯折部定位在弯折线23上。
图7A-7C类似于图6A-6C，只有卵形偏移部或者坯料81的一部分周边位于弯折线23上，即，弯折控制切口22已经被剪切了片材的全部厚度，而远端周边侧82只被剪切了一半。因此，边缘26以类似于图2A-2C所示的方式在平面27的上角部枢转。
尽管未示出，但是卵形偏移部或者坯料71和81也可以完全冲压或者模压出片材21，从而沿着片材留下卵形的孔。这种孔将限定倾斜延伸的弯折带24，所述弯折带在每个孔的相对端沿着相反方向倾斜。这些弯折带延伸穿过弯折线23并且再次沿着弯折线23产生弯折部，但是不存在边缘-平面啮合，因为坯料平面27现在不存在了。虽然不太精确，但是该实施例将沿着弯折线23产生合理精确的弯折部。
在图8-11中，示出了本发明冲压或者模压片材的两种替代实施例，其中“护瓦(shin guard)”已经添加到弯折的片材的角部。在现有技术的相关美国专利申请No.10/672,766中，说明了用角部盖子覆盖在弯折线上，从而出现光滑的角部表面。这种盖子在这里和现有技术的相关申请中称为“护瓦”，且图8-11图示了两种实施例，其中护瓦可以固紧到弯折片材的角部。
在图8中，材料片材21已经弯折成直角。片材21具有多个舌片偏移部28，其如图2A-2C所示那样构造。所述偏移部的平面27的上角部与舌片偏移部28周边另一侧上的边缘26形成边缘-平面啮合。冲入片材21的是多个向外延伸的固紧凸片91，他们用来将护瓦92耦合到弯折结构的角部周围并且穿过弯折线23。在图8和9所示的实施例中，护瓦92包括腔体94，其尺寸能接收凸片91，且所述腔体优选具有倾斜的入口表面96，其导致面朝外的肩部97与凸片91面朝内的肩部98啮合。因此，所述护瓦简单地定位到凸片91上，然后被朝向弯折片材21促动，导致肩部97卡在凸片面朝内的表面98后面，从而将护瓦固紧到弯折结构的角部。替代地，护瓦可以沿着角部滑动就位。
在图10和11中，开口101周期性地设置在片材材料21上，且护瓦103设置成具有倾斜且颈缩的凸起104。凸起104被促动穿过开口101，使得面朝外的肩部106卡在弯折片材21面朝内的表面107后面。还是一样，偏移部或者舌片28如图2A-2C所示那样构造。
本申请以及现有技术的相关申请中所述的切口或者偏移部的一个重要特征在于，折叠材料片材需要相对较小的力。弯折带24优选沿着弯折线包括少于材料主体的材料，并且它们在弯折片材材料过程中扭转和弯折。边缘26和平面27之间的支点以及弯折线两侧的片材长杠杆臂，使得用相对较小的力弯折片材非常容易。例如，可以将片材的边缘放入长槽或者凹槽内，然后向相对边缘手动施加力来轻易地弯折片材。在片材材料用作电子底座而会被弯曲的大多数情况下，片材可以用手弯折。但是，最优选能在自动机械实施过程中实现弯折，例如在渐进式模具组件内，其中在第一站点，通过沿着弯折线形成偏移部来制备用于弯折的片材，此后片材移动到另一个站点然后以相对轻力的弯折装置进行弯折。
图12A-C示出了机械弯折装置，其中固定工具板110支撑片材21，所述片材以上述方式制备好用于弯折。弯折柱体111安装到用来向下偏移的可动联杆或者臂112，如箭头113所示。当柱体111朝下抵靠片材21时，柱体上的凹口116的边缘114啮合片材21并且开始沿着顺时针方向旋转柱体和联杆112。随着联杆112继续向下移动，主体111继续旋转到位置21，从而形成如图12C所示。可替代地，工具板110可以移动或者工具板110和柱体111两者都可以移动。
在图13A和13B示出的替代方案中，工具板110具有定位在工具板的边缘122上的气动球胆(bladder)121。当球胆121膨胀到图13B所示的情况时，其啮合片材21未被支撑的部分，并且将其向下驱动到图13B所示的弯折位置。作用到图13B所示弯折部的较小的弯折力容易允许使用气动弯折系统。
其他适合用来弯折本发明的片材的弯折设备包括冷弯冲压机、机器人设备和其他适当装置。
在图14A-14D和15A-15D中，说明了使用机械、化学铣削或者光学蚀刻在片材内形成凹槽，所述凹槽采用了现有技术的相关申请中的几何形状。在图14A中，片材221沿着弯折线223形成有多个凹槽222，正如上面关于偏移部或者剪切线22所教导的那样。在优选形式中，凹槽222的边缘226位于弯折线223的平面上或者基本上相对于弯折线22的平面重叠。槽222在弯折线223的相对侧上是交替的，并且纵向相邻的凹槽222之间是弯折带224，所述弯折带看来穿过弯折线223倾斜延伸。
在图14C中，片材221已经弯折出图14C的纸面，或者朝向凹槽222弯折。结果不是实际支点的边缘-平面啮合来产生精确弯折，而是由倾斜弯折带224上的均等的张力来产生弯折，所述张力将基本上沿着弯折线223产生弯折。不能像边缘-平面啮合那样朝向凹槽产生十分良好的精确弯折部，但是精确度对于许多应用场合来说是相当可以接受的，例如在化学蚀刻的折叠平面结构中和/或电子底座部件中。
在这一方面，应该注意的是，图1A-7C所示的本发明的实施例全都示出沿着用于弯折的片材制备过程中在片材中形成的舌片或者坯料的偏移部的方向弯折。但是，所述的相同的实施例也可以沿着向上方向弯折，就是说，在片材切开过程中，逆着片材切口过程中舌片或者坯料的偏移方向。这种反向弯折将导致弯折带24而不是边缘-平面啮合来控制精确弯折，而且所述带将给出沿着弯折线23的合理精确度。
图15A-15D中的片材221已经通过切槽制备好用于弯折，且带有每个端部具有应力释放盘或者区域228的凹槽。再者，凹槽222a不完全穿过片材的厚度，且它们限定相对于弯折线223a倾斜的弯折带224a。再者，片材已经弯折到凹槽中，而不是离开它们，且带224a用来控制沿着弯折线223a的弯折部的位置。
现在转到图16A-16F，示出了本发明的一种实施例，其中弯折线同一侧上的纵向相邻的弧形切口之间的材料被偏移，而不是由切口限定的舌片或者坯料被偏移。在图16A中，示出的材料片材321具有定位在弯折线223交替侧部的多个切口322。设置有倾斜延伸的弯折带324，且切口322限定弧形切口322每一侧上的舌片328和中间部分330。
但是不像前面说明的实施例那样，D形舌片328不偏移，而是留在片材321的平面内。而是，弯折线323同一侧上的纵向靠近舌片或者舌片之间的材料或者区域330向上偏移，正如图16E最佳示出的那样。于是，在冲压、滚压、型压、模压等过程中，产生切口322和平面327的剪切力是向上的剪切力，其中区域330从片材321的平面向上偏移。向上偏移的区域330的下角部或者边缘326承载在平面327的角部上。当片材弯折到图16F的位置时，边缘326将滑下平面327并围绕旋转的弯折线或者平面323精确弯折弯折带324。产生的弯折片材也在图16C和D中示出，尽管它们相对于图16F旋转了90度。
正如以上关于其他实施例所述的那样，图16A-16F的实施例采用了偏移过程，其中剪切口322具有根据现有技术相关申请中的几何形状。制备用于轻力精确弯折的片材可以利用低成本制造技术，诸如冲压、模压、滚压等来实现。
在图17所示的实施例中，偏移部420以类似于上述切口、舌片和偏移部的方式形成在材料片材421内。在该实施例中，偏移部包括改动的舌片428，其包括平坦区域431和过渡区域432。平坦区域基本上平行于片材421的整体平面，而过渡区域以一定角度延伸并且将平坦区域和片材的剩余部分互联起来，如图18A清晰地示出那样。
在优选形式中，偏移部420通过沿着材料厚度方向的偏移来形成，使得最靠近弯折线423的偏移部的一部分周边提供边缘426。所述偏移过程也形成了相应的相对平面427，该平面配置和定位成在弯折过程中形成与边缘的边缘-平面啮合。如图17所示，偏移部420包括延长的舌片428，其具有基本上具有半圆形端部。在图示的实施例中，舌片428的端部基本上是半圆形的，但是应该理解，端部的实际几何形状可以改变。例如，可以使用具有多个半径的曲线、卵形、椭圆形、抛物线和/或其他适当弯曲的形状。
如图18A所示，延长的舌片已经向下偏移，提供了平面427，当片材421沿着弯折线423弯折时，舌片428的边缘426的下角部抵靠该平面啮合。如图17和18A所示，一部分切口周边叠加在弯折线423的平面上。但是应该理解，所述这部分切口周边可以位于距离弯折线适当走刀距离的位置，如下所述。
进入图18A纸面的下一切口具有类似的延长舌片428a，其向下偏移以提供平面427a，边缘426a抵靠该平面啮合。
优选地，舌片向下偏移的距离大约为片材厚度的60-100％，且最优选为80％的片材厚度。这种配置将在边缘426、426a和平面427、427a之间分别提供啮合点，该点位于所述平面的中点下方，且优选地定位在从片材421外表面离开片材材料厚度约60-110％的点处(例如，如图18A所示，从片材421的顶表面离开约60-110％的片材材料厚度)，更优选为60-100％，最优选为离开片材421外表面约80％的片材材料厚度。应该理解，片材外表面指的是片材421靠近弯折线、形成外角部的表面，相反于形成内角部的表面。
当将片材421弯折例如90度时，边缘426、426a围绕平面427、427a枢转并啮合在所述平面的中点以下。但是应该理解，啮合点可以位于所述平面的中点或者该中点以下，优选位于隔开约60-100％的点，优选从片材材料外表面离开约60-100％，并且更优选从所述外表面离开约80％。随着弯折继续，每个偏移部的啮合点作为定位在弯折线423上的相对支点。于是，当弯折开始时，边缘426、426a几乎立即就旋转到与平面427、427a啮合，结果是非常精确地控制了弯折围绕弯折线423发生。在弯折过程中，弯折带424抵靠平面427、427a牵引并且保持边缘426、426a，从而保持所述支点与相对平面接触。
还应该理解，延长的舌片可以进一步进行加工，以改变它们关于片材的最终位置。例如，延长的舌片可以“回平”，在这种情况下，舌片跟随偏移碰到平坦的冲压工具，从而将所述舌片局部或者全部推回偏移过程中形成的腔体内，如图18B所示。回平可以是局部的，以使凸缘在一个或者多个平面上平齐，或者可以沿着整体弯折线，以使片材材料折回到其本身，以形成折边(hemme)的片材边缘或者边界。
如上述情况中，图18和19极大地放大了厚度，以使边缘-平面接触更为清楚地示出。但是应该理解，片材42 1可以相对较薄，例如0.060英寸，在这种情况下，舌片428可以优选沿着厚度尺寸向下偏移约0.030到0.070英寸。
从图19中可以看出，边缘426、426a倾向于被带424保持与平面427、427a的张紧啮合。于是，即使在偏移部420处，最靠近弯折线的切口周边两侧上的片材材料也会在偏移部的长度上彼此接触。这种接触有利于对称折叠，因为边缘426、426a与平面427、427a的啮合沿着弯折线的长度基本上是均匀的。
延长的偏移部的配置适应宽泛的带宽度W和走刀距离，就是说，如上所述的切口之间的距离。例如，延长的偏移部的配置可以与约为片材厚度t2-5倍的带宽度和约为-10％到10％的走刀一起使用，并产生非常一致的折叠质量。这种配置在用于产生(populating)带偏移部的弯折线的几何形状中有较大的回旋余地，从而更容易适应各种长度的片材并更容易适应处于弯折线上或者其附近的“障碍物”。例如，如果材料片材具有沿着弯折线的凹部或者空口，相邻偏移部之间的间隔和/或偏移部的走刀距离就可以更容易地改变来适应这种障碍物。应该理解，特定应用场合下，大于10％的走刀也能带来足够的折叠精度。延长的偏移部的配置还减小了围绕所述带的轴线的扭转量并有利于围绕弯折线弯折所述带。由于带扭转减小，所述带宽度变得不太关键，从而宽度变化的带可以用于沿着相同的折叠线，正如以下将要参照图24更为详细说明的那样。
在促使纯弯折和最小化带扭转时，延长的偏移部的配置有利于用较低的弯折力来开始并完成沿着弯折线的折叠。由于边缘426、426a与平面427、427a的啮合在折叠发生时就开始，并因为限制了带扭转，所以在折叠过程中产生的塑形变形总量以及材料应变可以减小，从而减小弯折力。例如，折叠图18和19所示的片材421，因使得发生的带扭转最小化，所以产生了较小的材料应变和塑性变形。
而且，片材421的延长的偏移部配置以及弯折过程中产生的塑性变形和材料应变减小，有利于涂层粘附。如上所述，当片材处于平的但是已经剪切的条件下，挠性密封剂或者涂层(例如，见图1D和1E)可以施加到片材上，如图18A所示。在弯折到图19所示位置时，弯折过程中涂层遭受的破裂或者挤压量将减小，减小量相当于塑形变形和材料应变的减小，于是在折叠过程中粘附得更好。于是，可以在平坦状态下(例如，见图18A)涂刷片材421并折叠(例如，见图19)而不会损失涂刷质量。而且，由于在折叠过程中没有形成新的表面，就是说，不会有弯折前尚未暴露的表面，所以在材料折叠后就不会有未涂刷的表面出现。
延长的偏移部420可以通过冲压、模压、型压、滚压过程等容易地形成。延长的偏移部420的配置也良好地适合用转塔冲床制造，正如图20A-20C示意性地示出那样，也可以通过其他软工具(soft-tooling)装置制造。应该理解，所述软工具装置对于小批量生产(例如，原型制造)、中等批量生产(相对于使用硬工具装置的大批量生产)是有意义的。如图20B所示，转塔冲床组件440包括模具主体441，其具有凹部442；模具冲头443；和模具弹出器444，其可以传统方式配置成一个单元来移动。特别是，转塔冲床组件可以关于片材421定位，使得模具主体441定位在下面，而模具冲头443定位在上面，片材421位于延长的偏移部420的希望位置。一旦模具主体441抵靠片材421的底面定位，则模具冲头443冲击片材421的顶面，导致舌片向下偏移到凹部442内。应该理解，模具主体不是必须包括凹部。模具主体可以具有凸起形式，在这种情况下，偏移部可以被冲起。
模具冲头443的配置和尺寸通常符合希望形状的平坦区域431，而模具主体441和凹部442的配置和尺寸通常符合希望形状的过渡区域432。模具冲头443右侧和模具主体441之间的紧密度容限导致舌片428沿着弯折线423被剪切，而磨具冲头443之间增大的公差允许过渡区域432的非剪切偏移。任选地，模具弹出器444可以用来从模具主体442弹出舌片428。应该理解，只在特定场合才需要模具弹出器，例如，在较薄的材料的情况下，也可以用于较厚的材料。应该进一步理解，其他公知的装置，诸如剥离器(stripping)，也可以采用，这时材料片材从冲头的凸起形式上行剥下。在两种情况下，这种弹出在软工具和硬工具应用场合都可以向上形成或者向下形成。
一旦形成延长的偏移部420，则转塔冲床组件440就可以相对于片材421重新定位，且该过程重复来形成延长的偏移部421a和/或随后的延长偏移部。可替代地，片材421可以根据需要相对于转塔冲床重新定位，以形成各种延长的偏移部。
应该理解，转塔冲床相对于片材定位可以以传统装置来控制。例如，计算机数控器(CNC)可以用来控制一个或者多个转塔冲床的位置。特别是，单个转塔冲床组件可以形成第一延长的偏移部(例如420)，相对于片材421重新定位，并且旋转180°，形成第二延长的偏移部(例如420a)等等。
在图21A所示的另一种实施例中，模组450具有预定配置的延长偏移部形成表面，可以设置所述模组，该模组同时模压或者冲压多个延长偏移部(例如，420、420a等)。模组450可以包括模具主体451，其具有多个凹部452，所述凹部相应于互补的模组冲头453，所述模组冲头整体移动，从而同时形成几个延长的偏移部。
图21B图示了类似于图21A所示的另一个模组，除了该模组由多个模块模具单元460形成，每个单元的尺寸和形状相应于希望的延长偏移部。一个、两个、三个或者更多个模具单元可以用来形成相应数量的延长偏移部。模块单元可以通过适当装置彼此互联。在一些方面，模块单元类似于传统排版，多个模具单元可以配置形成任何数量的延长偏移部420、420a等。
现在转到图22A和22B，特别的材料片材所需的延长偏移部的配置可以根据材料片材的几何形状和配置而改变。应该理解，将延长偏移部的尺寸“标准化)以减少工具成本以及反过来简化设计过程是有某些优势的。例如，延长偏移部可以标准化为一个、两个、三个或者更多个“标准”尺寸，用于特别厚度的片材材料、特别类型的材料和/或其他参数。
如图22A所示，第一长度(例如，长度约为1.4英寸)的延长偏移部520、520a用于与第二较短长度(例如，约0.7英寸)的延长偏移部530组合。使用不同长度的延长偏移部允许设计者保证带宽度落入优选范围(例如，约2-5倍的片材520厚度)。
在图22A所示的实施例中，不存在终端模压件或者偏移部，就是说偏移部不会延伸到片材521边缘。这种无终端模压件配置的优势在于，不需要担心提供间隙来模压临近片材以及需要为终端带形成较短的笑脸(smile)配置。
如上所述，本发明延长偏移部的配置允许使用更宽范围的带长度。在该实施例中，延长偏移部的数目和尺寸经过选择，使得延长偏移部530、520、520a和530a之间的带宽度全都处于材料厚度的2-5倍的优选范围内。与此对照，图22B的片材52 1包括终端模压件或者偏移部630和630，其延伸到片材的终端边缘。但是，还是有一样，延伸偏移部的尺寸和数目经过选择，使得延长偏移部630、620、620a和630a之间的带宽度处于带宽度的优选范围内。
为了形成不同长度的延长偏移部，可以提供相应长度的模组。例如，在模块模组的情况下，长模具单元460可以与中等模具单元461组合使用，如图23A所示，以形成如图22A所示的片材521的延长偏移部配置。类似地，长模具单元460可以与短模具单元462组合使用，如图23B所示，以形成如图22B所示的片材621的配置。
而且，应该理解，可以采用长、中等和短模具单元的各种组合，以提供宽泛的延长偏移部配置。例如并如图24所示，长模具单元460与中等和短模具单元461和462组合使用。在该实施例中，还采用了宽度变化的隔片465、466，以进一步沿着弯折线调节带宽度。如上所述，带宽度的范围可以在材料厚度约2-5倍范围内变化。带宽度甚至可以有材料厚度的约6-7倍那样大，或者可能更大，在一些情况下，这是需要的，其中通过滚压(rolling)而非扭转，带的作用不同。特别是，紧邻延长偏移部的带部分仍然倾向于以上述方式(例如，图1C中的边缘26、26a和平面27、27a)牵引边缘并保持边缘抵靠平面。因此，所述紧邻的部分承受增大的张力并出现一些扭转。与此对照，带的剩余中间部分将不承受所述增大的张力并将具有增大的围绕弯折线滚转的趋势。相对于带扭转，在片材材料围绕弯折线弯折过程中，带滚转需要较少的能量，从而可以在弯折过程中更少地加工金属。而且，利用更厚的带，就会有更大百分比的材料连接穿过弯折线延伸的弯折片材的两个平面。
应该进一步理解，标准化尺寸的延长偏移部也可以与转塔冲床压力组件结合使用。例如，如图25A-C所示，确定具有模具主体471和模具冲头473的转塔冲床压力组件470的尺寸和配置，从而形成短的延长偏移部。应该进一步理解，尺寸标准化也对转塔冲压和硬工具模压有益，以及使得(用转塔冲压的)原型制造向(用硬工具模压的)生产过渡更容易。应该理解，根据本发明，其他硬工具方法也可以用来在片材材料上形成弯折控制偏移部。如图26所示，可以通过冲压、连续模具以及其他硬工具装置在片材721内容易地形成延长偏移部720。所述硬工具装置对于迅速而成本高效地大批量生产产品是有利的。
如图26示意性示出，硬工具组件740通常包括模具块752，其具有多个凹部755、多个冲头刀片772，所述刀片接收在冲头刀片块762的凹部769内。模具块752的凹部和冲头刀片772确定尺寸和配置成在片材72 1内形成延长偏移部720。
优选地模具块752和冲头刀片块762安装到相应的上下冲头单元757和764，所述冲头单元彼此滑动键合，使得它们以传统方式彼此往复运动。在所示实施例中，模具块安装到上冲头单元，而模具刀片块安装到下冲头单元。应该理解，所述组件可以反过来，让模具块安装到下单元而冲头刀片块安装到上面。为了有利于维护、维修以及调节，模具块和冲头刀片块通过上下底座760、767分别可拆卸地安装到上下单元。各个块可以通过适当装置，包括但不限于螺纹紧固件、栓钉和其他适当装置，紧固到底座和/或上下单元。
在一种实施例中，模具块和冲头刀片块可以以电子放电车削(EDM)和/或其他适当装置形成。
任选地，硬工具组件750包括剥离板779，其用来从冲头刀片772上弹出舌片728。应该理解，剥离板可以只在特定情况下才需要，例如，在较薄的片材材料的情况下。剥离板可以设置有剥离板插入件781，其具有口786，该口确定尺寸和配置成相对于冲头刀片772具有紧密公差。优选地，剥离板插入件通过适当装置，包括但不限于螺纹紧固件，可拆卸地安装在剥离板上。应该理解，拆下剥离板插入件为触及冲头刀片和/或冲头刀片块提供途径，以用于维护和维修。
模具冲头443的配置和尺寸通常符合希望形状的平坦区域431，而模具主体441和凹部442的配置和尺寸通常符合希望形状的过渡部分432。模具冲头443右侧和模具主体441之间的紧密度公差导致舌片428沿着弯折线423被剪切，而模具冲头443左侧增大的公差允许过渡区域432非剪切地偏移。
现在转到图29、图30和图31，以分解图、局部分解图和透视图示出了硬工具组件，所述透视图图示了部件相对于彼此的取向，且还示出了多个冲头刀片设置成可以同时产生一列弯折控制偏移部。应该理解，冲头刀片的数目和尺寸根据所形成产品的特殊设计标准可以变化。
如图29所示，冲头刀片可以设置有卡爪(detent)774，其可以用来与其他设置在冲头刀片块762内的传统受偏压装置相结合，从而可释放地将冲头刀片啮合在冲头刀片块762的凹部769内。应该理解，可以使用其他适当的锁定装置。
现在转到图30，冲头刀片772插入到冲头刀片块762内，使得刀片从所述块向上延伸最小的量。这种配置为冲头刀片提供了更大的横向稳定性以及因此减小了冲头刀片的弯折力矩，从而有利于更长的磨耗和撕裂(tear)。应该理解，使用相对薄的剥离板插入件78 1允许冲头刀片772从冲头刀片块762延伸最小的量，并且在生产片材721的延长偏移部720时仍旧发生作用。
图31是进一步的透视图，示出了处于组装状态的硬工具组件主要部件的取向，如图26的截面图所示。应该理解，在操作中，上冲头组件757朝向下冲头组件764下降，使得模具块752向下移动片材721抵靠剥离板插入件781，然后依次向下冲头组件764移动片材721和剥离板插入件781。这样做的时候，冲头刀片772将有效地穿过剥离板781并且延伸到模具块752的凹部755内，从而在片材721上形成弯折控制偏移部720。当上冲头单元向上缩回且从下冲头单元离开时，剥离板779被氮气柱和/或其他适当装置向上偏压，从冲头刀片剥离片材721。
在所示的实施例中，冲头刀片具有平坦表面，就是说，基本上平行于材料片材的表面。这种平坦配置的优势在于，其将减少冲头刀片上的磨损并延长冲头刀片的寿命。例如，带有平坦底部的冲头刀片将禁止和/或防止与倾斜的底部冲头发生剪切。而且，倾斜的底部工具通常磨损更多，制作更昂贵并且更难于重新塑形。
现在转到图32A、32B和32C，冲头刀片可以设置成各种尺寸和尺度。优选地，冲头刀片的截面轮廓设置有标准尺寸，该尺寸可以特别适合具有特别厚度、材料、刚性和其他参数的特别片材材料。例如，2mm宽的冲头刀片可以用来在相对薄的材料上形成弯折控制偏移部，3mm宽的用于相对中等厚度的材料，而4mm宽的用于相对较厚的材料。如图所示，冲头刀片可以以类似于图22至图24所述的方式具有可变的长度。
应该理解，硬工具组件可以设置成各种配置。例如，图33所示的组件配置成产生具有4条布置成方形的弯折线的接线盒，诸如2005年3月25日提交的、题为“THEREE-DIMENSIONAL STRUCTURE FORMED WITHPRECISION FOLD TECHNOLOGY AND METHOD OF FORMING SAME”的美国专利申请No.60/665,577所述的接线盒，该申请的全部内容通过引用方式包含在此。
如上所述，可以根据本发明通过各种装置在片材材料上形成弯折控制偏移部。例如，原型、“一次性(one-offs)”和其他小批量生产运行可以用激光切削、射流切削、氧乙炔切削以及其他适当方式来生产。中等批量生产运行可以用各种软工具方法来生产，包括但不限于CNC控制工具、冲床和模具诸如转塔冲床压力组件。大批量生产运行可以用各种硬工具方法，包括但不限于CNC控制压力和连续模具以及非CNC控制压力和连续模具来生产。还应该理解，以上任何制造方法可以得到适当的软件涉及和/或控制应用程序的协作，诸如那些授予Durney等人的题为“METHOD FO DESIGNING FOLDLINES IN SHEET MATERIAL”的美国专利申请公开2005/0005670A1所述的内容，该申请全部内容通过引用方式包含在此。
本发明具体实施例的前述说明已经为了图示和说明的目的进行了陈述。它们并非旨在穷举或者限制本发明到所公开的精确形式，而是根据上述教导显然可以进行许多改动和变形。所选择并说明的实施例是为了更好的解释本发明的原理及其实际应用，从而让本领域的其他技术人员最好地利用本发明及其带有各种改动的各种实施例，以适合所考虑的特别应用。这旨在说明本发明的范围由附带的权利要求书及其等同物所限定。