專利名稱：浸入式熱沖壓成形機(jī)及浸入式復(fù)合熱沖壓成形淬火工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于沖壓成形裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種浸入式熱沖壓成形機(jī)及浸入式復(fù)合熱沖壓成形淬火工藝，主要用于高強(qiáng)度鋼及超高強(qiáng)度鋼的熱沖壓成形。
背景技術(shù)：
隨著鋼材強(qiáng)度的提高，其成形性能大大降低，在成形過程中還容易產(chǎn)生破裂、起皺、尺寸和形狀不良等問題。傳統(tǒng)的高強(qiáng)度鋼板的冷成形方法通常局限于生產(chǎn)幾何形狀相對簡單的構(gòu)件，不能用于生產(chǎn)幾何形狀相對復(fù)雜的構(gòu)件，而汽車車身結(jié)構(gòu)件等零件的幾何形狀通常較復(fù)雜，現(xiàn)有高強(qiáng)度鋼板的冷形成方法不能滿足汽車車身結(jié)構(gòu)件等零件的制造要求。為此，目前開發(fā)了高強(qiáng)度鋼的熱沖壓成形工藝。現(xiàn)有的高強(qiáng)度鋼的熱沖壓成形工 藝?yán)媒饘僭诟邷貭顟B(tài)下，其塑性和延展性會迅速增加，屈服強(qiáng)度迅速下降的特點(diǎn)，利用模具使零件成形的工藝。與板料冷沖壓相比，高強(qiáng)度鋼的熱沖壓成形具有以下優(yōu)點(diǎn)a)變形抗力小、塑性好、成形極限高、易于成形；b)由于變形抗力降低，所以降低了對模具和沖床的要求；c)由于成形性能的提高，減少了變形的工序數(shù)。但目前所開發(fā)高強(qiáng)度鋼的熱沖壓成形工藝，大多是在傳統(tǒng)的沖壓機(jī)或液壓機(jī)上完成，其高強(qiáng)度鋼的淬火主要是利用熱鋼板與模具接觸的固體傳導(dǎo)淬火方式，為了防止模具溫度升高，采用通冷卻水來保證模溫的方式來實(shí)現(xiàn)。采用該方法，增大了模具的制造難度與成本，并且采用固體接觸的淬火方式，對于某些高強(qiáng)度鋼達(dá)不到臨界冷卻速度，使得淬火后得不到完全的馬氏體組織，造成生產(chǎn)的高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)件存在強(qiáng)度不均勻等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計出一種浸入式熱沖壓成形機(jī)及浸入式復(fù)合熱沖壓成形淬火工藝。本發(fā)明要解決的問題一是現(xiàn)有高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形工藝因主要通過帶冷卻系統(tǒng)的模具來實(shí)現(xiàn)，容易造成冷卻不均勻的問題；二是因通過固體接觸的傳導(dǎo)冷卻淬火方式容易使高強(qiáng)度鋼的馬氏體組織轉(zhuǎn)化不充分的問題；三是因在模具內(nèi)完成高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形后直接用油等淬火，造成淬火變形大的問題。本發(fā)明所述的浸入式熱沖壓成形機(jī)，包括機(jī)架、液壓馬達(dá)驅(qū)動組件、螺旋傳動增力組件、帶翻轉(zhuǎn)沖壓基礎(chǔ)平臺組件和T型槽沖壓平臺組件；所述液壓馬達(dá)驅(qū)動組件包括液壓馬達(dá)、馬達(dá)座、馬達(dá)支架和聯(lián)軸器；螺旋傳動增力沖壓組件包括螺桿、螺桿固定支承座、螺桿固定端墊塊、齒條塊、軸、法蘭盤、齒輪、軸承座、鉸桿、螺桿支承座和螺桿自由端墊塊；所述帶翻轉(zhuǎn)沖壓基礎(chǔ)平臺組件包括沖壓基礎(chǔ)平臺、滑動軸承座、轉(zhuǎn)動軸；所述T型槽沖壓平臺組件包括T型槽沖壓平臺、導(dǎo)軌和導(dǎo)軌座；液壓馬達(dá)安裝于馬達(dá)座上，馬達(dá)座固定在馬達(dá)支架上，馬達(dá)支架固定在沖壓基礎(chǔ)平臺上，螺桿通過聯(lián)軸器與液壓馬達(dá)連接，螺桿兩端分別連接螺桿固定支承座和螺桿支承座上。固定支承座和螺桿支承座分別固定在螺桿固定端墊塊和螺桿自由端墊塊上，螺桿固定端墊塊和螺桿自由端墊塊固定在沖壓基礎(chǔ)平臺上，齒條塊連接在螺桿上的螺桿副上，軸承座固定在沖壓基礎(chǔ)平臺上，軸連接在軸承座內(nèi)，齒輪和法蘭盤連接在軸端上，鉸桿通過與法蘭盤鉸鏈連接，鉸桿與T型槽沖壓平臺鉸鏈連接，導(dǎo)軌座通過螺栓固定在沖壓基礎(chǔ)平臺上，導(dǎo)軌與T型槽沖壓平臺、導(dǎo)軌座連接，T型槽平臺和支座固定在沖壓基礎(chǔ)平臺上，液壓缸與支座連接，轉(zhuǎn)動軸焊接在沖壓基礎(chǔ)平臺內(nèi)，轉(zhuǎn)動軸與滑動軸承座連接，滑動軸承座固定在機(jī)架上。液壓液壓馬達(dá)為低速液壓馬達(dá)。齒輪與軸通過鍵連接，法蘭盤位于齒輪的上方與軸通過鍵連接,軸通過軸肩與軸承座內(nèi)的軸承連接。本發(fā)明所述的浸入式復(fù)合熱沖壓成形淬火工藝包括液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)通過聯(lián)軸器的帶動螺桿做正轉(zhuǎn)運(yùn)動，螺桿上螺桿副做向右的直線運(yùn)動，由于齒條塊連接在螺桿副上也做向右的直線運(yùn)動，齒條塊帶動兩側(cè)齒輪，一個齒輪做順時針旋轉(zhuǎn)，另一個做逆時針旋轉(zhuǎn)，齒輪與軸通過鍵連接，軸一端通過軸承座內(nèi)兩個滾動軸承使齒輪轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，軸肩與一個滾動軸承連接，齒輪上方的法蘭盤與軸通過鍵連接，法蘭盤與齒輪一起轉(zhuǎn)動，法蘭盤通過與鉸桿 鉸鏈連接，法蘭盤旋轉(zhuǎn)帶動鉸桿運(yùn)動，鉸桿推動T型槽沖壓平臺向前沖壓，T型槽沖壓平臺與兩側(cè)兩對直線導(dǎo)軌連接，導(dǎo)軌通過螺栓固定在導(dǎo)軌座上，模具安裝于兩個T型槽平臺內(nèi)，當(dāng)沖壓機(jī)完成沖壓時，此時兩側(cè)液壓缸開始工作，液壓缸通過與支座銷軸連接，液壓缸拉起沖壓基礎(chǔ)平臺一側(cè)，此時模具一側(cè)沖壓基礎(chǔ)平臺向下轉(zhuǎn)動使模具進(jìn)入淬火油，完成整個淬火過程，此時液壓缸伸出使沖壓基礎(chǔ)平臺再次保持水平狀態(tài)，沖壓基礎(chǔ)平臺內(nèi)焊接了轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸兩端連接了滑動軸承座，滑動軸承座用螺栓固定在機(jī)架上，當(dāng)完成整個沖壓和淬火過程后，此時液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)，齒條塊向左運(yùn)動，齒輪同時做反轉(zhuǎn)運(yùn)動，法蘭盤同時也做反轉(zhuǎn)運(yùn)動，鉸桿帶動T型槽沖壓平臺向左運(yùn)動，此時可以取出沖壓件，完成整個沖壓機(jī)的運(yùn)動過程。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的沖壓部分臥式放置在工作臺上，且工作臺在對稱布置的液壓缸作用下能夠翻轉(zhuǎn)，有效解決了高強(qiáng)度鋼熱沖壓件的模內(nèi)保壓淬火問題，能提高熱沖壓件的質(zhì)量；沖壓機(jī)構(gòu)采用對稱布局的增力機(jī)構(gòu)大大增力了沖壓機(jī)的沖壓力，也由于其對稱布局沖壓的穩(wěn)定性更高，沖壓的摩擦損失更低。


圖I為本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.液壓馬達(dá)，2馬達(dá)座，3.馬達(dá)支架，4.聯(lián)軸器，5.螺桿，6.螺桿固定支承座，7.螺桿固定端墊塊，8.齒條塊，9.軸，10.法蘭盤，11.齒輪，12.軸承座，13.鉸桿，14.螺桿支承座，15.螺桿自由端墊塊，16. T型槽沖壓平臺，17.導(dǎo)軌，18.導(dǎo)軌座，19.沖壓基礎(chǔ)平臺，20.滑動軸承座，21.轉(zhuǎn)動軸，22.液壓缸，23.支座，24.機(jī)架。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖所示，本發(fā)明所述的浸入式熱沖壓成形機(jī)，包括機(jī)架24、液壓馬達(dá)驅(qū)動組件、螺旋傳動增力組件、帶翻轉(zhuǎn)沖壓基礎(chǔ)平臺組件和T型槽沖壓平臺組件；所述液壓馬達(dá)驅(qū)動組件包括液壓馬達(dá)I、馬達(dá)座2、馬達(dá)支架3和聯(lián)軸器4 ;螺旋傳動增力沖壓組件包括螺桿5、螺桿固定支承座6、螺桿固定端墊塊7、齒條塊8、軸9、法蘭盤10、齒輪11、軸承座12、鉸桿13、螺桿支承座14和螺桿自由端墊塊15。所述帶翻轉(zhuǎn)沖壓基礎(chǔ)平臺組件包括沖壓基礎(chǔ)平臺19、滑動軸承座20、轉(zhuǎn)動軸21 ;所述T型槽沖壓平臺組件包括T型槽沖壓平臺16、導(dǎo)軌17和導(dǎo)軌座18。液壓馬達(dá)I安裝于馬達(dá)座2上，馬達(dá)座2固定在馬達(dá)支架3上，馬達(dá)支架3固定在沖壓基礎(chǔ)平臺19上。螺桿5通過聯(lián)軸器4與液壓馬達(dá)I連接。螺桿5兩端分別連接螺桿固定支承座6和螺桿支承座14上。固定支承座6和螺桿支承座14分別固定在螺桿固定端墊塊7和螺桿自由端墊塊15上,螺桿固定端墊塊7和螺桿自由端墊塊15固定在沖壓基礎(chǔ)平臺19上。齒條塊8連接在螺桿5上的螺桿副上。軸承座12固定在沖壓基礎(chǔ)平臺19上。軸9連接在軸承座12內(nèi)。齒輪11和法蘭盤10連接在軸9端上。鉸桿13與法蘭盤10鉸鏈連接。鉸桿13與T型槽沖壓平臺16鉸鏈連接。導(dǎo)軌座18通過螺栓固定在沖壓基礎(chǔ)平臺19上，導(dǎo)軌17與T型槽沖壓平臺16、導(dǎo)軌座18連接。T型槽平臺16和支座24固定在沖壓基礎(chǔ)平臺19上。液壓缸22與支座23連接。轉(zhuǎn)動軸21焊接在沖壓基礎(chǔ)平臺19內(nèi)，轉(zhuǎn)動軸21與滑動軸承座20連接，滑動軸承座20固定在機(jī)架24上。液壓馬達(dá)I為低速液壓馬達(dá)。齒輪11與軸9通過鍵連接，法蘭盤10位于齒輪11 的上方與軸9通過鍵連接，軸9通過軸肩與軸承座12內(nèi)的軸承連接。本發(fā)明所述的浸入式復(fù)合熱沖壓成形淬火工藝包括浸入式熱沖壓成形機(jī)沖壓時，液壓馬達(dá)I正轉(zhuǎn)通過聯(lián)軸器2的帶動螺桿5做正轉(zhuǎn)運(yùn)動，螺桿5上螺桿副做向右的直線運(yùn)動，由于齒條塊8連接在螺桿副上也做向右的直線運(yùn)動，齒條塊8帶動兩側(cè)齒輪，一個齒輪11做順時針旋轉(zhuǎn)，另一個做逆時針旋轉(zhuǎn)，齒輪11與軸9通過鍵連接，軸9 一端通過軸承座12)內(nèi)兩個滾動軸承使齒輪11轉(zhuǎn)動平穩(wěn),軸9肩與一個滾動軸承連接，齒輪11上方的法蘭盤10與軸9通過鍵連接，法蘭盤10與齒輪11 一起轉(zhuǎn)動，法蘭盤10通過與鉸桿13鉸鏈連接，法蘭盤10旋轉(zhuǎn)帶動鉸桿13運(yùn)動，鉸桿13推動T型槽沖壓平臺16向前沖壓，T型槽沖壓平臺18與兩側(cè)兩對直線導(dǎo)軌連接17，導(dǎo)軌17通過螺栓固定在導(dǎo)軌座18上，模具安裝于兩個T型槽平臺內(nèi)，當(dāng)沖壓機(jī)完成沖壓時，此時兩側(cè)液壓缸22開始工作，液壓缸22通過與支座23銷軸連接，液壓缸22拉起沖壓基礎(chǔ)平臺19 一側(cè)，此時模具一側(cè)沖壓基礎(chǔ)平臺19向下轉(zhuǎn)動使模具進(jìn)入淬火油，完成整個淬火過程，此時液壓缸22伸出使沖壓基礎(chǔ)平臺19再次保持水平狀態(tài)，沖壓基礎(chǔ)平臺內(nèi)焊接了轉(zhuǎn)動軸21，轉(zhuǎn)動軸21兩端連接了滑動軸承座20，滑動軸承座20用螺栓固定在機(jī)架24上，當(dāng)完成整個沖壓和淬火過程后，此時液壓馬達(dá)I反轉(zhuǎn)，齒條塊8向左運(yùn)動，齒輪11同時做反轉(zhuǎn)運(yùn)動，法蘭盤10同時也做反轉(zhuǎn)運(yùn)動，鉸桿13帶動T型槽沖壓平臺16向左運(yùn)動，此時可以取出沖壓件，完成整個沖壓機(jī)的運(yùn)動過程。上述本發(fā)明熱沖壓成形過程的實(shí)現(xiàn)采用了臥式放置的增力機(jī)構(gòu)，采用臥式的沖壓成形主要是便于工作臺翻轉(zhuǎn)，采用增力機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)增大沖壓力以減少沖壓部分的尺寸和重量。上述利用工作臺翻轉(zhuǎn)浸入油槽中，由于沖壓成形模具是開放式結(jié)構(gòu)，浸入油槽中，油可迅速接觸成形后的熱鋼板以完成淬火，在淬火的同時，保存一定的沖壓成形力，可減少高強(qiáng)度鋼成形淬火的變形，提高高強(qiáng)度鋼板的成形尺寸精度。本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)動作是通過液壓缸驅(qū)動推桿伸長使工作臺翻轉(zhuǎn)，該工作臺部件的布置采用采用配重的方式進(jìn)行布置，使轉(zhuǎn)動軸兩邊的重量大致趨于平衡，減少液壓缸的驅(qū)動力。再就是，該部分的翻轉(zhuǎn)動作，可在沖壓完成后開始動作，也可在沖壓的同時，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)動作，但要確保熱沖壓成形機(jī)的模具浸入油槽前，完成沖壓動作
以上所述僅為本發(fā)明的一個實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實(shí)施例做各種修改或補(bǔ)充，或等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包 含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種浸入式熱沖壓成形機(jī)，包括機(jī)架、液壓馬達(dá)驅(qū)動組件、螺旋傳動增力組件、帶翻轉(zhuǎn)沖壓基礎(chǔ)平臺組件和T型槽沖壓平臺組件，其特征在于所述液壓馬達(dá)驅(qū)動組件包括液壓馬達(dá)、馬達(dá)座、馬達(dá)支架和聯(lián)軸器；螺旋傳動增力沖壓組件包括螺桿、螺桿固定支承座、螺桿固定端墊塊、齒條塊、軸、法蘭盤、齒輪、軸承座、鉸桿、螺桿支承座和螺桿自由端墊塊；所述帶翻轉(zhuǎn)沖壓基礎(chǔ)平臺組件包括沖壓基礎(chǔ)平臺、滑動軸承座、轉(zhuǎn)動軸；所述T型槽沖壓平臺組件包括T型槽沖壓平臺、導(dǎo)軌和導(dǎo)軌座；液壓馬達(dá)安裝于馬達(dá)座上，馬達(dá)座固定在馬達(dá)支架上，馬達(dá)支架固定在沖壓基礎(chǔ)平臺上，螺桿通過聯(lián)軸器與液壓馬達(dá)連接，螺桿兩端分別連接螺桿固定支承座和螺桿支承座，固定支承座和螺桿支承座分別固定在螺桿固定端墊塊和螺桿自由端墊塊上，螺桿固定端墊塊和螺桿自由端墊塊固定在沖壓基礎(chǔ)平臺上，齒條塊連接在螺桿上的螺桿副上，軸承座固定在沖壓基礎(chǔ)平臺上，軸連接在軸承座內(nèi)，齒輪和法蘭盤連接在軸端上，鉸桿通過與法蘭盤鉸鏈連接，鉸桿與T型槽沖壓平臺鉸鏈連接，導(dǎo)軌座通過螺栓固定在沖壓基礎(chǔ)平臺上，導(dǎo)軌與T型槽沖壓平臺、導(dǎo)軌座連接，T型槽平臺和支座固定在沖壓基礎(chǔ)平臺上，液壓缸與支座連接，轉(zhuǎn)動軸焊接在沖壓基礎(chǔ)平臺內(nèi)，轉(zhuǎn)動軸與滑動軸承座連接，滑動軸承座固定在機(jī)架上。
2.如權(quán)利要求I所述的浸入式熱沖壓成形機(jī)，其特征在于液壓液壓馬達(dá)為低速液壓馬 達(dá)。
3.如權(quán)利要求I所述的浸入式熱沖壓成形機(jī)，其特征在于齒輪與軸通過鍵連接，法蘭盤位于齒輪的上方與軸通過鍵連接，軸通過軸肩與軸承座內(nèi)的軸承連接。
4.一種浸入式復(fù)合熱沖壓成形淬火工藝，其特征在于該工藝包括液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)通過聯(lián)軸器的帶動螺桿做正轉(zhuǎn)運(yùn)動，螺桿上螺桿副做向右的直線運(yùn)動，由于齒條塊連接在螺桿副上也做向右的直線運(yùn)動，齒條塊帶動兩側(cè)齒輪，一個齒輪做順時針旋轉(zhuǎn)，另一個做逆時針旋轉(zhuǎn)，齒輪與軸通過鍵連接，軸一端通過軸承座內(nèi)兩個滾動軸承使齒輪轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，軸肩與一個滾動軸承連接，齒輪上方的法蘭盤與軸通過鍵連接，法蘭盤與齒輪一起轉(zhuǎn)動，法蘭盤通過與鉸桿鉸鏈連接，法蘭盤旋轉(zhuǎn)帶動鉸桿運(yùn)動，鉸桿推動T型槽沖壓平臺向前沖壓，T型槽沖壓平臺與兩側(cè)兩對直線導(dǎo)軌連接，導(dǎo)軌通過螺栓固定在導(dǎo)軌座上，模具安裝于兩個T型槽平臺內(nèi)，當(dāng)沖壓機(jī)完成沖壓時，此時兩側(cè)液壓缸開始工作，液壓缸通過與支座銷軸連接，液壓缸拉起沖壓基礎(chǔ)平臺一側(cè)，此時模具一側(cè)沖壓基礎(chǔ)平臺向下轉(zhuǎn)動使模具進(jìn)入淬火油，完成整個淬火過程，此時液壓缸伸出使沖壓基礎(chǔ)平臺再次保持水平狀態(tài)，沖壓基礎(chǔ)平臺內(nèi)焊接了轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸兩端連接了滑動軸承座，滑動軸承座用螺栓固定在機(jī)架上，當(dāng)完成整個沖壓和淬火過程后，此時液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)，齒條塊向左運(yùn)動，齒輪同時做反轉(zhuǎn)運(yùn)動，法蘭盤同時也做反轉(zhuǎn)運(yùn)動，鉸桿帶動T型槽沖壓平臺向左運(yùn)動，此時可以取出沖壓件，完成整個沖壓機(jī)的運(yùn)動過程。
全文摘要
本發(fā)明所述的熱沖壓成形機(jī)，包括機(jī)架、液壓馬達(dá)驅(qū)動組件、螺旋傳動增力組件、帶翻轉(zhuǎn)沖壓基礎(chǔ)平臺組件和T型槽沖壓平臺組件。本發(fā)明通過由液壓馬達(dá)帶動的螺桿并驅(qū)動螺桿兩邊的齒輪，通過齒輪的轉(zhuǎn)動帶動鉸桿的運(yùn)動完成沖壓機(jī)的沖壓過程。本發(fā)明通過液壓缸的拉伸和推動，來實(shí)現(xiàn)沖壓機(jī)的翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到?jīng)_壓成形和淬火一體化。
文檔編號B21D22/00GK102728687SQ201210191188
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者許錦泓, 趙云, 陳龍, 顧金梅, 黃風(fēng)立 申請人:嘉興學(xué)院