專利名稱：一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，屬于高強度鋼板料沖壓熱成形技術領域。
背景技術：
安全、環(huán)保、節(jié)能成為當前汽車技術發(fā)展的主題，采用高強度鋼板沖壓件制造車身不但減輕車體重量，而且可以提高汽車的安全性。但由于高強度鋼板具有高的屈服強度、抗拉強度以及較低的延伸率，所以常規(guī)的冷沖壓成形比較困難。熱成形技術是一項專門用于成形高強度沖壓件的先進制造技術，可以解決高強度鋼板成形性能的局限性。熱成形技術原理是先把下料后的高強度鋼板送入加熱裝置加熱到880 950°C，使 之奧氏體化，再將其送入內(nèi)部有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成形，同時在模具內(nèi)冷卻淬火，鋼板組織由奧氏體轉變成馬氏體，從而得到形狀復雜且具有超高強度的沖壓件。經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，目前該領域的熱成形模具的沖壓深度都是固定的，不可調(diào)整，不能滿足用同一模具制造不同深度沖壓件的要求。并且該領域的熱成形模具一般采用加熱和冷卻分開，即先將板料在加熱裝置中加熱，然后利用機械手把加熱后的板料送入具有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成形，并進行冷卻。這種方法由于板料加熱和冷卻分開，在傳送的過程中板料表面易發(fā)生氧化且發(fā)生溫度降低，影響沖壓件熱成形質(zhì)量。因此，一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具的研制就顯得非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服上述現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，它可以使得板料在加熱、沖壓成形和冷卻在同一模具中完成，而且由于凹模活動底板可調(diào)節(jié)，所以可熱成形出不同深度的沖壓件。本發(fā)明的的熱成形模具采用倒裝式結構，且由上模部分和下模部分組成，高強度鋼板料位于上模部分和下模部分之間，所述的上模部分包括上模座、上模固定板、凹模和凹?；顒拥装?；所述的下模部分包括下模座、外凸模、內(nèi)凸模、壓邊圈、高強度鋼板料加熱裝置；上模座與下模座通過導柱連接，上模固定板位于上模座上方并通過墊板A與上模座用螺栓連接，凹模、墊板A與上模座也用螺栓聯(lián)接；由凹模和凹?；顒拥装褰M成的凹模部件、由外凸模和內(nèi)凸模組成的凸模部件、壓邊圈、高強度鋼板料加熱裝置由上至下位于上模座與下模座之間，壓邊圈位于凸模部件外側并與凸模部件上端齊平，高強度鋼板料加熱裝置位于壓邊圈兩側，所述高強度鋼板料加熱裝置由加熱電極、電板固定板、絕熱層和托板組成，高強度鋼板料位于加熱電極上，加熱電極固定在電極固定板上，電極固定板與托板之間設有絕熱層，托板下端與支撐桿A頂部采用過盈配合聯(lián)接，彈簧A套在支撐桿A上，支撐桿A安裝在下模座上并能沿下模座孔上下滑動導向，其特征在于凹?；顒拥装迥茉诎寄＠锷舷乱苿樱寄；顒拥装逋ㄟ^導桿進行導向，支撐桿B上的彈簧B對凹?；顒拥装迤鹁彌_作用，凸模部件進入凹模的深度由沖床上滑塊下行的行程來調(diào)節(jié)；分別在凹模和凹?；顒拥装謇镩_設冷卻水道，通入冷卻水分別對其進行冷卻，并且還在凹模里開設氣道，在加熱前通入惰性氣體可對板料的上表面進行防氧化保護；在外凸模和內(nèi)凸模開設相通的冷卻水道，通入冷卻水分別對其進行冷卻，在外凸模中還開設氣道，在加熱前通入惰性氣體可對板料的下表面進行防氧化保護；在壓邊圈里開設冷卻水道，通入冷卻水可實現(xiàn)對其進行冷卻。所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于分別在凹模和凹?；顒拥装謇镩_設冷卻水道指在凹模里開設若干層冷卻水道，每層打通四個通孔，將幾個口用密封塞堵住，形成冷卻水道，且分別只留一個進水口 c和一個出水口 d，通入冷卻水對其進行冷卻；在凹?；顒拥装宓乃膫€側面分別開設四個通孔，且用密封塞將所有口堵住，形成冷卻水道,再在凹模活動底板的上表面分別開設一個進水口 e和一個出水口 f，通入冷卻水對其進行冷卻。所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于在凹模里開設氣道指分別從凹模的四個側面和下底面開進氣口 i和出氣體口 O，在加熱板料之前通入惰性氣體，對板料的上表面實施防氧化保護。 所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于在外凸模和內(nèi)凸模開設相通的冷卻水道，通入冷卻水分別對其進行冷卻指在內(nèi)凸模頂部加工出若干凸臺，使內(nèi)凸模和外凸模之間形成冷卻水道以便通入冷卻水對凸模部件進行冷卻，內(nèi)凸模和外凸模用螺栓聯(lián)接且用密封圈密封，在外凸模開設進水口 a，在內(nèi)凸模開設出水口 b，并通入冷卻水對其進行冷卻。所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于在外凸模中還開設氣道指在外凸模的側面開設進氣口 i，在外凸模的上表面開設若干出氣口 O，在加熱板料之前通入惰性氣體，對板料的下表面實施防氧化保護。所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于所述的在壓邊圈里開設冷卻水道，通入冷卻水可實現(xiàn)對其進行冷卻指在壓邊圈里四個側面分別開設四個盲孔和兩個通孔并用密封塞堵住一部分，留兩個進水口 g和兩個出水口 h，形成冷卻水道，通入冷卻水可對其進行冷卻。所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于下模部分兩側安裝加熱裝置指加熱電極安裝在電極固定板的槽中，電板固定板與托板用螺栓聯(lián)接且在它們之間加入絕熱層，防止熱量傳遞給托板，托板下端與支撐桿A頂部采用過盈配合聯(lián)接，彈簧A套在支撐桿A上，支撐桿A可在下模座的孔里上下滑動進行導向，并保證板料在沖壓時同時向下移動；當將高強度鋼板料放在加熱電極上進行定位，然后將加熱電極接通電路可實現(xiàn)對板料進行瞬時加熱。本發(fā)明的優(yōu)點是1)可實現(xiàn)對高強度鋼板進行加熱、沖壓成形和冷卻在同一副模具中進行，防止板料從加熱裝置轉移到模具過程中溫度下降而影響板料熱成形質(zhì)量，且可實現(xiàn)板料加熱、成形和冷卻一體化和自動化；2)可根據(jù)實際需要，實現(xiàn)不同深度沖壓件的熱成形，從而使得此模具一模多用，節(jié)省模具數(shù)量；3)在板料進行熱成形時，分別從凸模和凹模中通入惰性氣體對板料的上、下表面進行防氧化保護，保證沖壓件的成形質(zhì)量；4)分別在凸模部件、凹模、凹?；顒拥装搴蛪哼吶镩_設水道對熱成形中的沖壓件進行全面而且充分冷卻，對沖壓件各部分冷卻比較均勻且冷卻效果較好；5)由于高強度鋼板的加熱、冷卻和沖壓成形在同一副模具中進行，節(jié)省了板料傳送時間，從而提高模具的工作效率。


圖I是本發(fā)明的總裝配 圖2是本發(fā)明的加熱電極局部放大 圖3是本發(fā)明的凹模的主視 圖4是本發(fā)明的凹模的剖視 圖5是本發(fā)明的外凸模的剖視圖；
圖6是本發(fā)明的外凸模的俯視 圖7是本發(fā)明的凹?；顒拥装宓钠室? 圖8是本發(fā)明的壓邊圈的主視 圖9是本發(fā)明的壓邊圈的剖視 圖中1_上模固定板2-墊板A 3-上模座4-墊板B 5-凹模6-導柱7-墊板C
8-凹模活動底板9-壓邊圈10-外凸模11-內(nèi)凸模12-卸料桿13-打料板14-限位桿15-支撐架16-下模座17-支撐桿A 18-彈簧A 19-冷卻水20-托板21-絕熱層22-電極固定板23-加熱電極24-高強度鋼板料25-導桿26-彈簧B 27-支撐桿B 28-密封塞a-凸模部件入水口 b-凸模部件出水口 C-凹模入水口 d-凹模出水口 e-壓邊圈入水口 f-壓邊圈出水口 g_凹?；顒拥装迦胨?h-凹?；顒拥装宄鏊?。
具體實施例方式下面通過實施方式并對照附圖，進一步說明本發(fā)明的具體結構及其實施方式。由圖I所示，本發(fā)明提供一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具模具結構采用倒裝式結構，且由上模部分和下模部分組成，高強度鋼板料位于上模部分和下模部分之間，上模部分包括上模座、上模固定板、凹模和凹?；顒拥装?；下模部分包括下模座、外凸模、內(nèi)凸模、壓邊圈、高強度鋼板料加熱裝置；上模座與下模座通過導柱連接，上模部分通過上模固定板與壓力機上滑塊固定，下模部分通過支撐架固定在壓力機的工作臺上，上模部分與下模部分通過導柱導套進行導向。上模固定板位于上模座上方并通過墊板A與上模座固定連接；由凹模和凹模活動底板組成的凹模部件、由外凸模和內(nèi)凸模組成的凸模部件、壓邊圈、高強度鋼板料加熱裝置由上至下位于上模座與下模座之間，壓邊圈位于凸模部件外側并與凸模部件上端齊平，高強度鋼板料加熱裝置位于壓邊圈兩側，所述高強度鋼板料加熱裝置由加熱電極、電板固定板、絕熱層和托板組成，高強度鋼板料位于加熱電極上，加熱電極固定在電極固定板上，電極固定板與托板之間設有絕熱層，托板下端與支撐桿A頂部采用過盈配合聯(lián)接，彈簧A套在支撐桿A上，支撐桿A安裝在下模座上并能沿下模座中孔上下滑動導向，凹?；顒拥装迥茉诎寄＠锷舷乱苿?，凹?；顒拥装逋ㄟ^導桿進行導向，凸模部件進入凹模(5)的深度由壓機上滑塊下行的行程來調(diào)節(jié)；分別在凹模和凹?；顒拥装謇镩_設冷卻水道，通入冷卻水分別對其進行冷卻，并且還在凹模里開設氣道，在加熱前通入惰性氣體可對板料的上表面進行防氧化保護；在外凸模和內(nèi)凸模開設相通的冷卻水道，通入冷卻水分別對其進行冷卻，在外凸模中還開設氣道，在加熱前通入惰性氣體可對板料的下表面進行防氧化保護；在壓邊圈里開設冷卻水道，通入冷卻水可實現(xiàn)對其進行冷卻。
由圖I所示，凹?；顒拥装?可以在凹模5里上下移動，凹?；顒拥装?通過導桿25進行導向，凹?；顒拥装?與墊板C7用螺栓聯(lián)接，彈簧B26空套在支撐桿B27上且在上模座3和墊板C7之間，凸模部件進入凹模5的深度可由壓機上滑塊下行位置來調(diào)節(jié)，因此可根據(jù)實際需要，可以熱成形出不同深度的沖壓件。由圖1、2所示，下模部分的加熱電極23安裝在電極固定板22的槽中，電板固定板22與托板20采用螺栓聯(lián)接且在它們之間加入絕熱層21，防止熱量傳遞給托板20，托板20下端與支撐桿A17頂部采用過盈配合聯(lián)接，彈簧A18套在支撐桿A17上，支撐桿A17可在下模座16里滑動導向，當將高強度鋼板料24放在加熱電極23上進行定位，然后將加熱電極23接通電路可實現(xiàn)對板料24進行瞬時加熱。由圖1、3、4所示，凹模部件采用組合式，由凹模5和凹?；顒拥装?組合而成，在凹模5里開設幾層冷卻水道(圖中為四層)，每層打通四個通孔，將幾個口用密封塞28堵住，形成冷卻水道，且分別只留一個進水口 c和一個出水口 d,通入冷卻水19對其進行冷卻。
由圖1、3、4所示，在凹模5里開設氣道，分別從凹模5的四個側面和下底面開進氣口 i和出氣體口 O，在加熱板料24之前通入惰性氣體，對板料24的上表面實施防氧化保護。由圖1、5、6所示，凸模部件由內(nèi)凸模11和外凸模10組合而成，且在內(nèi)凸模11頂部加工出若干凸臺，使內(nèi)凸模11和外凸模10之間形成容腔以便通入冷卻水19對凸模部件進行冷卻，內(nèi)凸模11和外凸模10用螺栓聯(lián)接且用密封圈密封，在外凸模10開設進水口 a，在內(nèi)凸模11開設出水口 b，并通入冷卻水19對其進行冷卻。由圖1、5、6所不，在外凸模10中開設氣道，且在外凸模10的側面開設進氣口 i，在外凸模10的上表面開設若干出氣口 O，在加熱板料24之前通入惰性氣體,對板料24的下表面實施防氧化保護。由圖1、7所示，在凹?；顒拥装?的四個側面分別開設四個通孔，且用密封塞28將所有口堵住，形成冷卻水道，再在凹?；顒拥装?的上表面分別開設一個進水口 e和一個出水口 f，通入冷卻水19可對其進行冷卻。由圖1、8、9所示，在壓邊圈9里四個側面分別開設四個盲孔和兩個通孔并用密封塞28堵住一部分，留兩個進水口 g和兩個出水口 h,形成冷卻水道,通入冷卻水19可對其進行冷卻。由圖I所示，本發(fā)明一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具的工作過程首先將下料后的高強度鋼板料24放入到該熱成形模具的加熱電極23上并對其進行定位，與此同時分別將外凸模10和凹模5的進氣口 i接通氣路，通入惰性氣體對板料24上、下表面進行防氧化保護，并且分別將凸模部件、凹模5、凹模活動底板8和壓邊圈9的進水口接通水路并分別對它們進行冷卻，再將加熱電極23接通電路對板料24進行瞬時加熱到一定溫度，使得板料24的組織轉變?yōu)閵W氏體，然后開動壓力機驅(qū)使上模部分沿導柱向下移行并對板料24進行熱沖壓成形，在板料熱成形過程中冷卻水19流經(jīng)凸模部件、凹模5、凹?；顒拥装?和壓邊圈9可對沖壓件進行冷卻淬火，壓力機保壓一定時間，使得沖壓件的材料組織由奧氏體變?yōu)轳R氏體，最后上模部分沿導柱回程上行，一個熱成形工序結束，即可獲一個形狀復雜且具有超高強度的沖壓件。
權利要求
1.一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，由上模部分和下模部分組成，高強度鋼板料位于上模部分和下模部分之間，所述的上模部分包括上模座、上模固定板、凹模和凹?；顒拥装澹凰龅南履２糠职ㄏ履Ｗ?、外凸模、內(nèi)凸模、壓邊圈、高強度鋼板料加熱裝置；上模座與下模座通過導柱連接，上模固定板位于上模座上方并通過墊板A與上模座用螺栓連接，凹模、墊板A與上模座也用螺栓聯(lián)接；由凹模和凹?；顒拥装褰M成的凹模部件、由外凸模和內(nèi)凸模組成的凸模部件、壓邊圈、高強度鋼板料加熱裝置由上至下位于上模座與下模座之間，壓邊圈位于凸模部件外側并與凸模部件上端齊平，高強度鋼板料加熱裝置位于壓邊圈兩側，所述高強度鋼板料加熱裝置由加熱電極、電板固定板、絕熱層和托板組成，高強度鋼板料位于加熱電極上，加熱電極固定在電極固定板上，電極固定板與托板之間設有絕熱層，托板下端與支撐桿A頂部采用過盈配合聯(lián)接，彈簧A套在支撐桿A上，支撐桿A安裝在下模座上并能沿下模座孔上下滑動導向，其特征在于凹?；顒拥装迥茉诎寄＠锷舷乱苿?，凹?；顒拥装逋ㄟ^導桿進行導向，支撐桿B上的彈簧B對凹?；顒拥装迤鹁彌_作用，凸模部 件進入凹模的深度由沖床上滑塊下行的行程來調(diào)節(jié)；分別在凹模和凹?；顒拥装謇镩_設冷卻水道，通入冷卻水分別對其進行冷卻，并且還在凹模里開設氣道，在加熱前通入惰性氣體可對板料的上表面進行防氧化保護；在外凸模和內(nèi)凸模開設相通的冷卻水道，通入冷卻水分別對其進行冷卻，在外凸模中還開設氣道，在加熱前通入惰性氣體可對板料的下表面進行防氧化保護；在壓邊圈里開設冷卻水道，通入冷卻水可實現(xiàn)對其進行冷卻。
2.如權利要求I所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于分別在凹模和凹?；顒拥装謇镩_設冷卻水道指在凹模里開設若干層冷卻水道，每層打通四個通孔，將幾個口用密封塞堵住，形成冷卻水道，且分別只留一個進水口 c和一個出水口 d，通入冷卻水對其進行冷卻；在凹模活動底板的四個側面分別開設四個通孔，且用密封塞將所有口堵住，形成冷卻水道，再在凹?；顒拥装宓纳媳砻娣謩e開設一個進水口 e和一個出水口f，通入冷卻水對其進行冷卻。
3.如權利要求I所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于在凹模里開設氣道指分別從凹模的四個側面和下底面開進氣口 i和出氣體口 O，在加熱板料之前通入惰性氣體，對板料的上表面實施防氧化保護。
4.如權利要求I所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于在外凸模和內(nèi)凸模開設相通的冷卻水道，通入冷卻水分別對其進行冷卻指在內(nèi)凸模頂部加工出若干凸臺，使內(nèi)凸模和外凸模之間形成冷卻水道以便通入冷卻水對凸模部件進行冷卻，內(nèi)凸模和外凸模用螺栓聯(lián)接且用密封圈密封，在外凸模開設進水口 a，在內(nèi)凸模開設出水口b，并通入冷卻水對其進行冷卻。
5.如權利要求I所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于在外凸模中還開設氣道指在外凸模的側面開設進氣口 i，在外凸模的上表面開設若干出氣口 O，在加熱板料之前通入惰性氣體，對板料的下表面實施防氧化保護。
6.如權利要求I所述的一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，其特征在于所述的在壓邊圈里開設冷卻水道，通入冷卻水可實現(xiàn)對其進行冷卻指在壓邊圈里四個側面分別開設四個盲孔和兩個通孔并用密封塞堵住一部分，留兩個進水口 g和兩個出水口 h，形成冷卻水道，通入冷卻水可對其進行冷卻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，屬于高強度鋼板料沖壓熱成形技術領域。本發(fā)明的目的是要克服上述現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種可調(diào)式加熱冷卻一體化熱成形模具，它可以使得板料在加熱、沖壓成形和冷卻在同一模具中完成，而且由于凹?；顒拥装蹇烧{(diào)節(jié)，所以可熱成形出不同深度的沖壓件。
文檔編號B21D37/16GK102688944SQ201210197179
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權日2012年6月15日
發(fā)明者蘭東東, 劉政, 曹志福, 李欽生, 王祥, 陳煒 申請人:江蘇大學