熱成形鋼板的分離用沖壓模具及分離工藝的制作方法
【專利摘要】熱成形鋼板的分離用沖壓模具包括下模座及固定在下模座上的下分離鑲塊，工件定位在下分離鑲塊上，上分離鑲塊固定在上模座上，上模座固接在壓機(jī)滑塊上，壓料塊與上模座彈性連接，滑塊由壓機(jī)驅(qū)動(dòng)上、下移動(dòng)，下分離鑲塊的刃口型面與工件的表面形狀一致，上分離鑲塊的硬度大于或等于下分離鑲塊的硬度，且二者的硬度至少為HRC50，并具有韌性。本發(fā)明還提供了相應(yīng)的分離工藝，主要針對(duì)高強(qiáng)度熱成形鋼板采用低速分離及刃口點(diǎn)接觸分離的工藝。本發(fā)明適用于熱成形鋼板的分離作業(yè)，在保證分離效率的同時(shí)，能夠大為減小分離時(shí)對(duì)分離裝置的沖擊，減小分離裝置的磨損，延長(zhǎng)分離裝置的使用壽命，并且能夠大幅降低分離所需的作用力。
【專利說(shuō)明】熱成形鋼板的分離用沖壓模具及分離工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱成形鋼板的分離【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于對(duì)經(jīng)過(guò)熱成形處理后的高強(qiáng)度及超高強(qiáng)度鋼板的修邊和/或沖孔的沖壓模具及分離工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]高強(qiáng)度鋼板強(qiáng)度高，特別是在正火或正火加回火狀態(tài)有較高的綜合力學(xué)性能，高強(qiáng)度鋼板的應(yīng)用是同時(shí)確保輕量化和碰撞安全性的有效手段，因此在大型船舶、橋梁、電站設(shè)備、中、高壓鍋爐、高壓容器、機(jī)車車輛、起重機(jī)械等工程行業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。而熱成形鋼板作為一種新興事物，其生產(chǎn)工藝不同于普通的高強(qiáng)度鋼板，熱成形鋼板的生產(chǎn)工藝通常包括成形和淬火冷卻兩個(gè)階段，其中，成形階段需要在高溫下由模具一次沖壓成形，淬火冷卻階段需要通過(guò)控制一定的冷卻速度迅速冷卻，從而使鋼板發(fā)生從奧氏體微觀組織向馬氏體微觀組織的轉(zhuǎn)變，由此得到極高的強(qiáng)度和硬度，以常見(jiàn)硼鋼為例，熱成形處理后其強(qiáng)度達(dá)到1500Mpa左右。一般的高強(qiáng)度鋼板的抗拉強(qiáng)度在400MPa?450MPa左右，而熱成形鋼材加熱前抗拉強(qiáng)度即已達(dá)到500 MPa?800MPa，加熱成形后則可提高至1300?1600 MPa，其強(qiáng)度為普通高強(qiáng)度鋼材的3?4倍，其硬度僅次于陶瓷，但又具有鋼材的韌性，以常見(jiàn)熱成形硼鋼鋼板為例，強(qiáng)度達(dá)到1500MPa，延伸率為5%左右，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般意義的高強(qiáng)鋼，其分離工藝難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通鋼板和常見(jiàn)高強(qiáng)鋼鋼板。
[0003]對(duì)于熱成形鋼板的分離，若采用傳統(tǒng)的針對(duì)普通鋼板和普通高強(qiáng)鋼鋼板的壓機(jī)控制沖壓模具的分離工藝，如中國(guó)專利CN102189179A公開(kāi)的“一種自動(dòng)化修邊和整形二合一的汽車沖壓模具及其沖壓工藝”中模具結(jié)構(gòu)，其修邊凸模與修邊凹模的刃口邊緣與工件的形狀一致，可在一個(gè)沖程內(nèi)以一定快速度瞬間完成分離工藝，在沖壓分離時(shí)，修邊凹模與工件為線接觸，由于熱成型鋼板強(qiáng)度高、脆性較大，在沖壓瞬間沖壓力巨大，由此需要大噸位的壓機(jī)，以汽車行業(yè)的白車身零件為例，通常要求1000噸左右的壓機(jī)才能滿足沖壓噸位要求，而另一方面，由于以一定的快速度瞬間完成分離工藝，沖壓瞬間沖擊力巨大，模具磨損嚴(yán)重，維護(hù)頻次高，同時(shí)，為了緩沖，必須在壓機(jī)上配備緩沖墊，即使如此，也仍難以解決壓力瞬間巨大變化產(chǎn)生的噪音以及模具磨損的問(wèn)題，因此，現(xiàn)有對(duì)高強(qiáng)鋼的熱成形鋼板的分離工藝(包括修邊和沖孔)大多采用激光切割工藝。然而，激光切割工藝需要使用激光切割頭，并且在激光切割頭的每一自由度上均需設(shè)置相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如中國(guó)專利CN201483157U公開(kāi)的“激光切割機(jī)”，其切割效率受限于激光切割頭的移動(dòng)速度，相比于傳統(tǒng)的壓機(jī)配合模具的分離裝置，激光切割工藝不僅成本高，而且工作效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本 申請(qǐng)人:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種熱成形鋼板的分離用沖壓模具及分離工藝，其在保證分離效率的同時(shí)，能夠大為減小分離時(shí)對(duì)分離裝置的沖擊，減小分離裝置的磨損，延長(zhǎng)分離裝置的使用壽命，并且能夠大幅降低分離所需的作用力。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下: 本發(fā)明所述熱成形鋼板的分離用沖壓模具，包括下模座及固定在下模座上的下分離鑲塊，工件定位在下分離鑲塊上，上分離鑲塊固定在上模座上，上模座固接在壓機(jī)滑塊上，壓料塊與上模座彈性連接，滑塊由壓機(jī)驅(qū)動(dòng)上、下移動(dòng)，下分離鑲塊的刃口型面與工件的表面形狀一致，上分離鑲塊的硬度大于或等于下分離鑲塊的硬度，且二者的硬度至少為HRC50，并具有韌性。
[0006]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:
所述上分離鑲塊刃口任一點(diǎn)的切線與工件邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線之間具有夾角。
[0007]所述夾角的范圍為0.5°?35°。
[0008]所述夾角大于5°時(shí)，使上分離鑲塊(3)刃口任一點(diǎn)的切線方向與水平線的夾角小于工件邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線方向與水平線的夾角。
[0009]所述壓機(jī)為液壓壓機(jī)或伺服壓機(jī)。
[0010]所述上分離鑲塊與下分離鑲塊的硬度差的范圍為O?HRC10。
[0011]本發(fā)明所述熱成形鋼板的分離工藝，包含以下步驟:
第一步，工件定位在下分離鑲塊上；
第二步，壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊快速下行，滑塊快速下行，直至壓料塊與工件開(kāi)始接觸；
第三步，壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊低速下行，壓料塊壓緊工件，上分離鑲塊在低速下行過(guò)程中與工件接觸并對(duì)工件進(jìn)行分離作業(yè)，上分離鑲塊低速下行直至分離作業(yè)完成；
第四步，壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊快速上行，直至滑塊恢復(fù)原位；
第五步，取出分離后的工件。
[0012]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:
所述滑塊快速下行的速度為滑塊低速下行的速度的1.5?50倍。
[0013]所述滑塊低速下行的行程小于或等于150mm。
[0014]所述滑塊低速下行的速度范圍為5mm/s?400 mm/s。
[0015]所述滑塊快速下行及快速上行的速度范圍為15mm/s?900 mm/s。
[0016]所述第三步驟中，上分離鑲塊的刃口與工件為點(diǎn)接觸，即上分離鑲塊刃口任一點(diǎn)的切線與工件邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線之間具有夾角，從而在上分離鑲塊低速下行過(guò)程中將工件逐漸分離。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)效果:
1、本發(fā)明提供的分離用沖壓模具通過(guò)控制上分離鑲塊和下分離鑲塊的性能(包括差異化硬度分布和韌性要求)，使得本發(fā)明所述沖壓模具能夠適用于強(qiáng)度較高和延伸率較低的熱成形鋼板，改變了傳統(tǒng)的壓機(jī)控制沖壓模具無(wú)法適用于高強(qiáng)度的熱成形鋼板的現(xiàn)狀；上分離鑲塊大于或等于下分離鑲塊的硬度，也使得刃口的磨損趨于均衡，進(jìn)而提升了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性；
2、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的分離用沖壓模具采用上分離鑲塊的刃口型面為與工件為點(diǎn)接觸的刃口結(jié)構(gòu)，大幅降低了壓機(jī)所需提供的分離作用力，與傳統(tǒng)的壓機(jī)控制沖壓模具所需的理論沖壓力相比，本發(fā)明所需的分離作用力能夠降低至傳統(tǒng)沖壓模具所需的理論沖壓力的1%?20%，由于分離作用力大幅減小，降低了本發(fā)明所述壓機(jī)的投資和使用要求，同時(shí)，傳統(tǒng)沖壓模具中壓機(jī)瞬間的大震動(dòng)及噪音問(wèn)題得以解決，因而在本發(fā)明所述沖壓模具的壓機(jī)上無(wú)需配備緩沖墊；另一方面，對(duì)上分離鑲塊刃口上任一點(diǎn)的切線方向與工件上對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線方向之間的夾角的方向性規(guī)定，能夠確保上分離鑲塊的刃口更為平坦，確保工作時(shí)，對(duì)上分離鑲塊的磨損更??；
3、更進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的分離工藝采用快速下行一低速下行分離一快速上行回程的分離工藝，即本發(fā)明提供的沖壓模具采用移動(dòng)速度可調(diào)的壓機(jī)控制滑塊及上分離鑲塊的移動(dòng)速度可調(diào)，從而使分離作業(yè)在低速階段進(jìn)行，低速分離作業(yè)，減小了對(duì)上分離鑲塊和下分離鑲塊的沖擊，減小了上分離鑲塊和下分離鑲塊的磨損，進(jìn)而提升了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性；另一方面，本發(fā)明低速下行的行程控制在30mm之內(nèi)，因此，并不會(huì)影響本發(fā)明所述沖壓模具的工作效率；
4、本發(fā)明所述沖壓模具與現(xiàn)有常規(guī)熱成形鋼板的激光分離裝置相比，由于使用液壓裝置，既減小了設(shè)備投資，又大幅度提高了生產(chǎn)效率。以汽車常用B柱為例，現(xiàn)有最高速激光切割機(jī)的投資約為液壓分離裝置的10倍，而在生產(chǎn)效率方面，用激光切割機(jī)切割一個(gè)B柱所需要的時(shí)間在60秒左右，使用本發(fā)明所述液壓分離裝置，則每個(gè)B柱所需要的分離時(shí)間不超過(guò)15秒，效率提高了 3倍。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述分離用沖壓模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為示意性地表示本發(fā)明所述上分離鑲塊刃口型面、下分離鑲塊刃口型面與工件斷面形狀的關(guān)系的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中工件以汽車用車門(mén)防撞桿熱成形硼鋼工件為示例。
[0020]圖3為圖2中上分離鑲塊刃口型面與工件斷面為點(diǎn)接觸的放大示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明所述分離用沖壓模具分離熱成形鋼板過(guò)程中的壓機(jī)滑塊位移曲線及沖壓力示意圖，圖中還對(duì)比顯示了傳統(tǒng)的壓機(jī)控制沖壓模具分離熱成形鋼板過(guò)程中壓機(jī)滑塊位移曲線及沖壓力。
[0022]其中:1、下模座；2、下分離鑲塊；3、上分離鑲塊；4、壓料塊；5、上模座；6、滑塊；7、工件。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0024]見(jiàn)圖1，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例公開(kāi)的熱成形鋼板的分離用沖壓模具包括下模座I及固定在下模座I上的下分離鑲塊2，工件定位在下分離鑲塊2上，上分離鑲塊3固定在上模座5上，上模座5固接在滑塊6上，壓料塊4與上模座5彈性連接，滑塊6由壓機(jī)驅(qū)動(dòng)上、下移動(dòng)，下分離鑲塊2的刃口型面與工件的表面形狀一致，上分離鑲塊3的硬度大于或等于下分離鑲塊2的硬度，且二者的硬度至少為HRC50，并具有韌性，具體地，所述上分離鑲塊3與下分離鑲塊2的硬度差的范圍為O?HRC10。其中，所述壓機(jī)為市售的現(xiàn)有技術(shù)，所述壓機(jī)采用液壓壓機(jī)或伺服壓機(jī)。
[0025]進(jìn)一步地，見(jiàn)圖2，所述上分離鑲塊3刃口任一點(diǎn)的切線與工件7邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線之間具有夾角，見(jiàn)圖3，上分離鑲塊3的刃口型面形狀與工件7的表面形狀不一致，且二者之間具有傾角，由此，上分離鑲塊3與工件7接觸時(shí)，由于所述傾角的存在，上分離鑲塊3的刃口漸次與工件7形成點(diǎn)接觸，漸次形成剪切力剪切工件7，具體地，在圖3中，以上分離鑲塊3與工件7的接觸點(diǎn)A為例，傾角α表示工件7斷面邊線上的A點(diǎn)的切線方向AE與上分離鑲塊3上對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線方向AF之間的夾角，夾角α依據(jù)工件的厚度、形狀、分離(修邊或沖孔)長(zhǎng)度而變化，優(yōu)選為0.5°?35°。由于上分離鑲塊3與工件7上需要分離掉的廢料部分相接觸，因此上分離鑲塊3的刃口型面形狀與工件7的表面形狀不一致，對(duì)工件7的成型形狀沒(méi)有任何影響。
[0026]進(jìn)一步地，對(duì)所述夾角α規(guī)定有方向性，見(jiàn)圖3，當(dāng)夾角α大于5°時(shí)，上分離鑲塊3刃口任一點(diǎn)的切線向工件7斷面邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線旋轉(zhuǎn)時(shí)，為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而當(dāng)夾角α小于5°時(shí)，上分離鑲塊3刃口任一點(diǎn)的切線向工件7斷面邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線旋轉(zhuǎn)時(shí)，既可以為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，也可以為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。夾角α具有方向性，是為了保證上分離鑲塊3刃口某一點(diǎn)的切線方向與水平線的夾角小于工件7邊線上對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線方向與水平線的夾角，如此，使得分離鑲塊3的刃口更為平坦，工作時(shí)，對(duì)上分離鑲塊3的磨損更小。
[0027]本發(fā)明所述的熱成形鋼板的分離沖壓模具對(duì)傳統(tǒng)的針對(duì)普通鋼板和普通高強(qiáng)度鋼板的壓機(jī)控制沖壓模具的分離裝置進(jìn)行改進(jìn)，與傳統(tǒng)的上模上的分離鑲塊硬度小于下模上的分離鑲塊硬度的做法不同，本發(fā)明將上分離鑲塊3及下分離鑲塊2的硬度控制HRC50及以上，并使得下分離鑲塊2的硬度不超過(guò)上分離鑲塊3的硬度，如此，可以將改進(jìn)后的沖壓模具適用于高強(qiáng)度及延伸率低的熱成形鋼板的分離，而不至于在非常大的分離作用力之下，將上分離鑲塊3和下分離鑲塊2嚴(yán)重磨損或者損壞；另一方面，為了進(jìn)一步減小所需分離作用力，使上分離鑲塊3的刃口型面形狀與工件7的表面形狀之間存在有傾角，上分離鑲塊3與工件7接觸時(shí)，由于所述傾角的存在，上分離鑲塊3的刃口漸次與工件7形成點(diǎn)接觸，漸次形成剪切力剪切工件7，從而達(dá)到減小所需分離作用力的目的，從而大幅降低了本發(fā)明所述壓機(jī)的投資和使用要求，同時(shí)，由于分離時(shí)所需的作用力減小，壓機(jī)瞬間的大震動(dòng)及噪音問(wèn)題得以解決，省卻了傳統(tǒng)沖壓模具中壓機(jī)上配備的緩沖墊。
[0028]在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還公開(kāi)了利用上述熱成形鋼板的分離用沖壓模具分離熱成形鋼板的工藝，其包含以下步驟:
第一步，將工件7定位在下分離鑲塊2上，下分離鑲塊2的刃口型面與工件7的表面形狀一致，下分離鑲塊2與工件7未被分離的部分接觸；
第二步，壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6快速下行，滑塊5帶動(dòng)壓料塊4及上分離鑲塊3 —同快速下行，直至壓料塊4與工件7開(kāi)始接觸；
第三步，壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6低速下行，壓料塊4壓緊工件，由于壓料塊4與滑塊6為通過(guò)彈簧等彈性元件連接的彈性連接關(guān)系，壓料塊4壓緊工件后停止下行，而上分離鑲塊3繼續(xù)隨著滑塊6 —同低速下行，上分離鑲塊3在低速下行過(guò)程中與工件7接觸并對(duì)工件7進(jìn)行分離作業(yè)(沖孔和/或修邊)，上分離鑲塊3低速下行直至分離作業(yè)完成；
第四步，壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6快速上行，直至滑塊6恢復(fù)原位；
第五步，從下分離鑲塊2上取出分離后的工件7。
[0029]上述分離工藝第二步驟及第四步驟中的“快速運(yùn)動(dòng)”與第三步驟中的“低速運(yùn)動(dòng)”，所謂“快速”和“慢速”均不是恒定的快速度或低速度，其中，“快速運(yùn)動(dòng)”指的是第二步驟中壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6從靜止?fàn)顟B(tài)加速下行至壓料塊4接觸工件7的快速下行過(guò)程，以及第四步驟中壓機(jī)驅(qū)動(dòng)塊6從閉合靜止的最低點(diǎn)位置加速上行至最高點(diǎn)的快速上行回退過(guò)程，“低速運(yùn)動(dòng)”指的是第三步驟中壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6從壓料塊4接觸工件7至到達(dá)閉合靜止的最低點(diǎn)位置完成工件7沖切分離的慢速運(yùn)動(dòng)過(guò)程。其中，不僅快速運(yùn)動(dòng)的速度最大峰值大于低速運(yùn)動(dòng)的速度最大峰值，而且快速運(yùn)動(dòng)的平均速度也大于低速運(yùn)動(dòng)的平均速度，由此形成相對(duì)的“快速”與“低速”概念。
[0030]具體地，為了保證本發(fā)明所述分利用沖壓模具分離熱成形鋼板的工作效率，使所述滑塊6快速下行的速度為滑塊6低速下行的速度的1.5?50倍，優(yōu)選3?20倍，滑塊6低速下行的速度范圍優(yōu)選為5mm/s?400mm/s，滑塊6快速下行及快速上行的速度范圍優(yōu)選為15mm/s?900 mm/s，滑塊6低速下行的行程小于或等于150mm，其中，所謂“快速運(yùn)動(dòng)的速度”及“低速運(yùn)動(dòng)的速度”，分別指快速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中、低速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度最大峰值。
[0031]本發(fā)明所述熱成形鋼板的分離工藝采用壓機(jī)為壓料塊4和上分離鑲塊3的移動(dòng)、壓緊工件和分離工件提供動(dòng)力源，并使得滑塊6的移動(dòng)速度可調(diào)，從而使得壓料塊4和上分離鑲塊3的移動(dòng)速度可調(diào)，在分離作業(yè)階段，采用低速下行進(jìn)行分離作業(yè)，對(duì)上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的沖擊能量遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的上模隨著壓機(jī)滑塊一直以一定快速度下行瞬間完成分離作業(yè)的沖擊，減小了對(duì)上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的磨損，延長(zhǎng)了本發(fā)明所述分離用沖壓模具的使用壽命。
[0032]進(jìn)一步地，同樣地，當(dāng)本發(fā)明所述分離用沖壓模具中的上分離鑲塊3刃口任一點(diǎn)的切線與工件邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線之間具有夾角時(shí)，在所述第三步驟中，上分離鑲塊3與工件7接觸時(shí)，上分離鑲塊3的刃口與工件7為點(diǎn)接觸，從而在上分離鑲塊3低速下行過(guò)程中將工件7逐漸分離，即可以使工件7的各分離部分有順序地依次完成分離作業(yè)。這不僅大幅減小所需分離作用力，解決了壓機(jī)瞬間的大震動(dòng)及噪音問(wèn)題，而且，在分離作業(yè)階段，由于工件7為在較小的分離力作用下漸次被分離，因此，工件7的受力較小，對(duì)工件7的沖擊和磨損較小，從而在保證有效分離作業(yè)的前提下，能夠提高分離后工件的質(zhì)量穩(wěn)定性，為了進(jìn)一步減小對(duì)上分離鑲塊3刃口的磨損，提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，對(duì)上分離鑲塊3刃口任一點(diǎn)的切線與工件邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線之間的所述夾角規(guī)定有方向性。
[0033]以下引用工程實(shí)踐中的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述液壓分離裝置及分離工藝進(jìn)行說(shuō)明:
見(jiàn)圖3，工件7為厚度1.5mm、長(zhǎng)度1.2m、斷面形狀如圖3所示的汽車用車門(mén)防撞桿熱成形硼鋼工件，材料抗拉強(qiáng)度1500MPa，對(duì)于此類工件，按照傳統(tǒng)的壓機(jī)控制沖壓模具的分離裝置的所需的理論沖壓力的計(jì)算公式如下:
P=KLtτ
其中，P為理論沖壓力，單位為N，L為工件分離周邊長(zhǎng)度，單位為mm，t為工件的厚度，單位為mm，τ為材料抗拉強(qiáng)度，單位為MPa，K為系數(shù)，一般取K為1.3 (由材料的性質(zhì)及厚度確定)，按照上述計(jì)算公式，將本實(shí)施例的工件厚度值1.5 mm、長(zhǎng)度1.2m、抗拉強(qiáng)度1500MPa、系數(shù)K為1.3代入上式計(jì)算得出，傳統(tǒng)分離裝置所需理論沖壓力約為358噸，要求利用本發(fā)明所述分離用沖壓模具及分離工藝在一個(gè)工序中對(duì)高強(qiáng)度的熱成形工件7的兩端進(jìn)行修邊的分離作業(yè)。
[0034]實(shí)施例一
本實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述分離用沖壓模具選用噸位為60噸的液壓壓機(jī)，且無(wú)需配備緩沖墊，壓力在O?60噸范圍內(nèi)可調(diào)，速度在O?450mm/s可調(diào)，其上分離鑲塊3的行程為600mm，壓料塊4的行程為30mm，壓料力為4噸，在具體材料選用上，所述上分離鑲塊3及下分離鑲塊2的刃口材料可以采用SKD61、CALDIE、V4E等硬度在HRC50及以上的、并具有韌性的優(yōu)質(zhì)模具鋼，并控制下分離鑲塊2不超過(guò)上分離鑲塊3的硬度，具體分離過(guò)程如下:
第一步，工件投放:0.5秒內(nèi)將工件7快速投放定位在下分離鑲塊2上；
第二步，快速下行:液壓壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6快速下行，以最高速為450mm/s的速度快速下行，壓料塊4與工件7開(kāi)始接觸，此步驟中，滑塊6快速下行的行程為570mm ；
第三步，修邊:設(shè)置液壓壓機(jī)的噸位20噸，液壓壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6以30mm/s的速度低速下行，壓料塊4壓緊工件，由于壓料塊4與滑塊6為通過(guò)彈簧等彈性元件連接的彈性連接關(guān)系，壓料塊4壓緊工件后停止下行，而上分離鑲塊3繼續(xù)隨著滑塊6 —同低速下行，上分離鑲塊3在低速下行過(guò)程中與工件7接觸并對(duì)工件7進(jìn)行修邊作業(yè)，上分離鑲塊3低速下行直至修邊作業(yè)完成，由于上分離鑲塊3刃口型面與工件7為點(diǎn)接觸，在上分離鑲塊3低速下行過(guò)程中將工件7逐漸分離，即可以使工件7的各分離部分有順序地依次完成修邊作業(yè)，圖3示出了所示工件7的修邊刃入順序?yàn)锳 (C)到B (D)，此步驟中，滑塊6低速下行的行程為 30mm ；
第四步，快速回程，取件:液壓系統(tǒng)6驅(qū)動(dòng)上滑塊以450mm/s的速度快速上行，直至滑塊6恢復(fù)原位，此步驟中，滑塊6快速上行的行程為600mm ；
第五步，取出工件:0.5秒內(nèi)將進(jìn)行修邊后的工件7快速取出。
[0035]從上述實(shí)施例可以看出，本實(shí)施例通過(guò)控制上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的性能(包括硬度和韌性要求)，使得本發(fā)明所述分離用沖壓模具能夠適用于本實(shí)施例所述的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500MPa的汽車用車門(mén)防撞桿熱成形硼鋼工件；進(jìn)一步地，采用移動(dòng)速度可調(diào)的液壓壓機(jī)控制壓機(jī)滑塊6的移動(dòng)速度可調(diào)，從而使修邊作業(yè)在低速階段進(jìn)行，低速修邊，減小了對(duì)上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的沖擊，減小了上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的磨損；更進(jìn)一步地，采用上分離鑲塊3的刃口型面為與工件為點(diǎn)接觸的刃口結(jié)構(gòu)，大幅降低了液壓壓機(jī)所需提供的修邊作用力，本實(shí)施例選用的液壓壓機(jī)的噸位為60噸，與傳統(tǒng)的壓機(jī)控制沖壓模具分離裝置所需的理論沖壓力為上述358噸相比，本實(shí)施例所需的修邊作用力降低至傳統(tǒng)沖壓模具所需的理論沖壓力的16.8%，見(jiàn)圖4，圖中橫軸表示分離作業(yè)階段，圖中左邊豎軸表示壓機(jī)滑塊的位移，圖中右邊豎軸表示所需分離的作用力，其中豎軸箭頭上方的階段標(biāo)注表示傳統(tǒng)的壓機(jī)控制沖壓模具用來(lái)分離同一強(qiáng)度的鋼板的各個(gè)分離作業(yè)階段，橫軸下方的階段標(biāo)注表示使用本發(fā)明所述分離用沖壓模具用來(lái)分離同一強(qiáng)度的鋼板的各個(gè)分離作業(yè)階段，很明顯，在分離作業(yè)階段上，整個(gè)分離作業(yè)階段行程和用時(shí)與傳統(tǒng)沖壓模具相同，差別在于分離階段所用的時(shí)間不同，而在所需分離作用力上，由于傳統(tǒng)的沖壓模具是大沖壓力瞬間以一定快速度沖壓完成分離，而本發(fā)明所述分離用沖壓模具由于采用點(diǎn)接觸刃口分離，是通過(guò)長(zhǎng)行程與小分離作用力來(lái)完成分離作業(yè)的，因此，本發(fā)明所需分離作用力遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)沖壓模具所需理論沖壓力，由于修邊作用力大幅減小，因而在液壓壓機(jī)上無(wú)需配備緩沖墊。
[0036]實(shí)施例二
本實(shí)施例所述分離用沖壓模具選用噸位為60噸的液壓壓機(jī)，且無(wú)需配備緩沖墊，壓力在O?60噸范圍內(nèi)可調(diào),速度在O?450mm/s可調(diào),其上分離鑲塊3的行程為600mm,壓料塊4的行程為30mm，壓料力為4噸，在具體材料選用上，所述上分離鑲塊3及下分離鑲塊2的刃口材料可以采用SKD61、CALDIE、V4E等硬度在HRC50及以上的、并具有韌性的優(yōu)質(zhì)模具鋼，并控制下分離鑲塊2不超過(guò)上分離鑲塊3的硬度，具體分離過(guò)程如下:
第一步，工件投放:0.5秒內(nèi)將工件7快速投放定位在下分離鑲塊2上；
第二步，快速下行:液壓壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6快速下行，以最高速為15mm/s的速度快速下行，壓料塊4與工件7開(kāi)始接觸，此步驟中，滑塊6快速下行的行程為570mm ；
第三步，修邊:設(shè)置液壓壓機(jī)的噸位20噸，液壓壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6以5mm/s的速度低速下行，壓料塊4壓緊工件，由于壓料塊4與滑塊6為通過(guò)彈簧等彈性元件連接的彈性連接關(guān)系，壓料塊4壓緊工件后停止下行，而上分離鑲塊3繼續(xù)隨著滑塊6 —同低速下行，上分離鑲塊3在低速下行過(guò)程中與工件7接觸并對(duì)工件7進(jìn)行修邊作業(yè)，上分離鑲塊3低速下行直至修邊作業(yè)完成，由于上分離鑲塊3刃口型面與工件7為點(diǎn)接觸，在上分離鑲塊3低速下行過(guò)程中將工件7逐漸分離，即可以使工件7的各分離部分有順序地依次完成修邊作業(yè)，圖3示出了所示工件7的修邊刃入順序?yàn)锳 (C)到B (D)，此步驟中，滑塊6低速下行的行程為 30mm ；
第四步，快速回程，取件:液壓系統(tǒng)6驅(qū)動(dòng)上滑塊以15mm/s的速度快速上行，直至滑塊6恢復(fù)原位，此步驟中，滑塊6快速上行的行程為600mm ；
第五步，取出工件:0.5秒內(nèi)將進(jìn)行修邊后的工件7快速取出。
[0037]該實(shí)施例通過(guò)控制上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的性能(包括硬度和韌性要求)，使得本發(fā)明所述分離用沖壓模具能夠適用于本實(shí)施例所述的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500MPa的汽車用車門(mén)防撞桿熱成形硼鋼工件；進(jìn)一步地，采用移動(dòng)速度可調(diào)的液壓壓機(jī)控制壓機(jī)滑塊6的移動(dòng)速度可調(diào)，從而使修邊作業(yè)在低速階段進(jìn)行，低速修邊，減小了對(duì)上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的沖擊，減小了上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的磨損；更進(jìn)一步地，采用上分離鑲塊3的刃口型面為與工件為點(diǎn)接觸的刃口結(jié)構(gòu)，大幅降低了液壓壓機(jī)所需提供的修邊作用力，本實(shí)施例選用的液壓壓機(jī)的噸位為60噸，與傳統(tǒng)的壓機(jī)控制沖壓模具分離裝置所需的理論沖壓力為上述358噸相比，本實(shí)施例所需的修邊作用力降低至傳統(tǒng)沖壓模具所需的理論沖壓力的16.8%，由于修邊作用力大幅減小，因而在液壓系統(tǒng)6上無(wú)需配備緩沖墊。相比于實(shí)施例一的技術(shù)效果，在整個(gè)分離作業(yè)用時(shí)上，由于快速運(yùn)動(dòng)和低速運(yùn)動(dòng)的速度均相對(duì)減小，該實(shí)施例的用時(shí)明顯增加。
[0038]實(shí)施例三
本實(shí)施例所述分離用沖壓模具選用噸位為60噸的液壓壓機(jī)，且無(wú)需配備緩沖墊，壓力在O?60噸范圍內(nèi)可調(diào),速度在O?600mm/s可調(diào),其上分離鑲塊3的行程為600mm,壓料塊4的行程為30mm，壓料力為4噸，在具體材料選用上，所述上分離鑲塊3及下分離鑲塊2的刃口材料可以采用SKD61、CALDIE、V4E等硬度在HRC50及以上的、并具有韌性的優(yōu)質(zhì)模具鋼，并控制下分離鑲塊2不超過(guò)上分離鑲塊3的硬度，具體分離過(guò)程如下:
第一步，工件投放:0.5秒內(nèi)將工件7快速投放定位在下分離鑲塊2上；
第二步，快速下行:液壓壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6快速下行，以最高速為600mm/s的速度快速下行，壓料塊4與工件7開(kāi)始接觸，此步驟中，滑塊6快速下行的行程為570mm ；
第三步，修邊:設(shè)置液壓壓機(jī)的噸位20噸，液壓壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6以400mm/s的速度低速下行，壓料塊4壓緊工件，由于壓料塊4與滑塊6為通過(guò)彈簧等彈性元件連接的彈性連接關(guān)系，壓料塊4壓緊工件后停止下行，而上分離鑲塊3繼續(xù)隨著滑塊6 —同低速下行，上分離鑲塊3在低速下行過(guò)程中與工件7接觸并對(duì)工件7進(jìn)行修邊作業(yè)，上分離鑲塊3低速下行直至修邊作業(yè)完成，由于上分離鑲塊3刃口型面與工件7為點(diǎn)接觸，在上分離鑲塊3低速下行過(guò)程中將工件7逐漸分離，即可以使工件7的各分離部分有順序地依次完成修邊作業(yè)，圖3示出了所示工件7的修邊刃入順序?yàn)锳 (C)到B (D)，此步驟中，滑塊6低速下行的行程為 30mm ；
第四步，快速回程，取件:液壓系統(tǒng)6驅(qū)動(dòng)上滑塊以600mm/s的速度快速上行，直至滑塊6恢復(fù)原位，此步驟中，滑塊6快速上行的行程為600mm ；
第五步，取出工件:0.5秒內(nèi)將進(jìn)行修邊后的工件7快速取出。
[0039]該實(shí)施例通過(guò)控制上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的性能(包括硬度和韌性要求)，使得本發(fā)明所述分離用沖壓模具能夠適用于本實(shí)施例所述的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500MPa的汽車用車門(mén)防撞桿熱成形硼鋼工件；進(jìn)一步地，采用移動(dòng)速度可調(diào)的液壓壓機(jī)控制壓機(jī)滑塊6的移動(dòng)速度可調(diào)，從而使修邊作業(yè)在低速階段進(jìn)行，低速修邊，減小了對(duì)上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的沖擊，減小了上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的磨損；更進(jìn)一步地，采用上分離鑲塊3的刃口型面為與工件為點(diǎn)接觸的刃口結(jié)構(gòu)，大幅降低了液壓壓機(jī)所需提供的修邊作用力，本實(shí)施例選用的液壓壓機(jī)的噸位為60噸，與傳統(tǒng)的壓機(jī)控制沖壓模具分離裝置所需的理論沖壓力為上述358噸相比，本實(shí)施例所需的修邊作用力降低至傳統(tǒng)沖壓模具所需的理論沖壓力的16.8%，由于修邊作用力大幅減小，因而在液壓系統(tǒng)6上無(wú)需配備緩沖墊。相比于實(shí)施例一的技術(shù)效果，在整個(gè)分離作業(yè)用時(shí)上，該實(shí)施例的用時(shí)有所減少，提高了生產(chǎn)效率，但是由于在與工件開(kāi)始接觸的低速分離作業(yè)階段，由于其低速運(yùn)動(dòng)速度明顯大于實(shí)施例一中的低速分離運(yùn)動(dòng)速度，因此，在點(diǎn)接觸刃口分離工藝的基礎(chǔ)上，相比于實(shí)施例一，其對(duì)于分離鑲塊3和靜分離鑲塊2的磨損會(huì)相對(duì)較大。
[0040]實(shí)施例四
本實(shí)施例所述分離用沖壓模具選用噸位為60噸的液壓壓機(jī)，且無(wú)需配備緩沖墊，壓力在O?60噸范圍內(nèi)可調(diào),速度在O?900mm/s可調(diào),其上分離鑲塊3的行程為600mm,壓料塊4的行程為30mm，壓料力為4噸，在具體材料選用上，所述上分離鑲塊3及下分離鑲塊2的刃口材料可以采用SKD61、CALDIE、V4E等硬度在HRC50及以上的、并具有韌性的優(yōu)質(zhì)模具鋼，并控制下分離鑲塊2不超過(guò)上分離鑲塊3的硬度，具體分離過(guò)程如下:
第一步，工件投放:0.5秒內(nèi)將工件7快速投放定位在下分離鑲塊2上；
第二步，快速下行:液壓壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6快速下行，以最高速為900mm/s的速度快速下行，壓料塊4與工件7開(kāi)始接觸，此步驟中，滑塊6快速下行的行程為570mm ；
第三步，修邊:設(shè)置液壓壓機(jī)的噸位20噸，液壓壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊6以18mm/s的速度低速下行，壓料塊4壓緊工件，由于壓料塊4與滑塊6為通過(guò)彈簧等彈性元件連接的彈性連接關(guān)系，壓料塊4壓緊工件后停止下行，而上分離鑲塊3繼續(xù)隨著滑塊6 —同低速下行，上分離鑲塊3在低速下行過(guò)程中與工件7接觸并對(duì)工件7進(jìn)行修邊作業(yè)，上分離鑲塊3低速下行直至修邊作業(yè)完成，由于上分離鑲塊3刃口型面與工件7為點(diǎn)接觸，在上分離鑲塊3低速下行過(guò)程中將工件7逐漸分離，即可以使工件7的各分離部分有順序地依次完成修邊作業(yè)，圖3示出了所示工件7的修邊刃入順序?yàn)锳 (C)到B (D)，此步驟中，滑塊6低速下行的行程為 30mm ；
第四步，快速回程，取件:液壓系統(tǒng)6驅(qū)動(dòng)上滑塊以900mm/s的速度快速上行，直至滑塊6恢復(fù)原位，此步驟中，滑塊6快速上行的行程為600mm ；
第五步，取出工件:0.5秒內(nèi)將進(jìn)行修邊后的工件7快速取出。
[0041]該實(shí)施例通過(guò)控制上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的性能(包括硬度和韌性要求)，使得本發(fā)明所述分離用沖壓模具能夠適用于本實(shí)施例所述的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500MPa的汽車用車門(mén)防撞桿熱成形硼鋼工件；進(jìn)一步地，采用移動(dòng)速度可調(diào)的液壓壓機(jī)控制壓機(jī)滑塊6的移動(dòng)速度可調(diào)，從而使修邊作業(yè)在低速階段進(jìn)行，低速修邊，減小了對(duì)上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的沖擊，減小了上分離鑲塊3和下分離鑲塊2的磨損；更進(jìn)一步地，采用上分離鑲塊3的刃口型面為與工件為點(diǎn)接觸的刃口結(jié)構(gòu)，大幅降低了液壓壓機(jī)所需提供的修邊作用力，本實(shí)施例選用的液壓壓機(jī)的噸位為60噸，與傳統(tǒng)的壓機(jī)控制沖壓模具分離裝置所需的理論沖壓力為上述358噸相比，本實(shí)施例所需的修邊作用力降低至傳統(tǒng)沖壓模具所需的理論沖壓力的16.8%，由于修邊作用力大幅減小，因而在液壓系統(tǒng)6上無(wú)需配備緩沖墊。相比于實(shí)施例一的技術(shù)效果，在整個(gè)分離作業(yè)用時(shí)上，該實(shí)施例的用時(shí)稍微有所增加，增加的時(shí)間在于點(diǎn)接觸刃口分離作業(yè)階段。
[0042]以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋，不是對(duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。
【權(quán)利要求】
1.熱成形鋼板的分離用沖壓模具，包括下模座(I)及固定在下模座(I)上的下分離鑲塊(2 )，工件定位在下分離鑲塊(2 )上，上分離鑲塊(3 )固定在上模座(5 )上，上模座(5 )固接在滑塊(6)上，壓料塊(4)與上模座(5)彈性連接，滑塊(6)由壓機(jī)驅(qū)動(dòng)上、下移動(dòng)，下分離鑲塊(2)的刃口型面與工件的表面形狀一致，其特征在于:上分離鑲塊(3)的硬度大于或等于下分離鑲塊(2)的硬度，且二者的硬度至少為HRC50，并具有韌性。
2.按權(quán)利要求1所述的熱成形鋼板的分離用沖壓模具，其特征在于:所述上分離鑲塊(3)刃口任一點(diǎn)的切線與工件邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線之間具有夾角。
3.按權(quán)利要求2所述的熱成形鋼板的分離用沖壓模具，其特征在于:所述夾角的范圍為 0.5。?35°。
4.按權(quán)利要求2所述的熱成形鋼板的分離用沖壓模具，其特征在于:所述夾角大于5°時(shí)，使上分離鑲塊(3)刃口任一點(diǎn)的切線方向與水平線的夾角小于工件邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線方向與水平線的夾角。
5.按權(quán)利要求1所述的熱成形鋼板的分離用沖壓模具，其特征在于:所述壓機(jī)為液壓壓機(jī)或伺服壓機(jī)。
6.按權(quán)利要求1所述的熱成形鋼板的分離用沖壓模具，其特征在于:所述上分離鑲塊(3)與下分離鑲塊(2)的硬度差的范圍為O?HRC10。
7.一種利用權(quán)利要求1所述的熱成形鋼板的分離用沖壓模具分離熱成形鋼板的工藝，其特征在于，包含以下步驟: 第一步，工件定位在下分離鑲塊(2)上； 第二步，壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊(6 )快速下行，滑塊(6 )快速下行，直至壓料塊(4 )與工件開(kāi)始接觸； 第三步，壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊(6)低速下行，壓料塊(4)壓緊工件，上分離鑲塊(3)在低速下行過(guò)程中與工件接觸并對(duì)工件進(jìn)行分離作業(yè)，上分離鑲塊(3)低速下行直至分離作業(yè)完成； 第四步，壓機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊(6)快速上行，直至滑塊(6)恢復(fù)原位； 第五步，取出分尚后的工件。
8.按權(quán)利要求7所述的熱成形鋼板的分離工藝，其特征在于:所述滑塊(6)快速下行的速度為滑塊(6)低速下行的速度的1.5?50倍。
9.按權(quán)利要求7所述的熱成形鋼板的分離工藝，其特征在于:所述滑塊(6)低速下行的行程小于或等于150mm。
10.按權(quán)利要求7所述的熱成形鋼板的分離工藝，其特征在于:所述滑塊(6)低速下行的速度范圍為5mm/s?400 mm/s。
11.按權(quán)利要求7所述的熱成形鋼板的分離工藝，其特征在于:所述滑塊(6)快速下行及快速上行的速度范圍為15mm/s?900 mm/s。
12.按權(quán)利要求7至11任一權(quán)利要求所述的熱成形鋼板的分離工藝，其特征在于:所述第三步驟中，上分離鑲塊(3 )的刃口與工件為點(diǎn)接觸，即上分離鑲塊(3 )刃口任一點(diǎn)的切線與工件邊線上的對(duì)應(yīng)接觸點(diǎn)的切線之間具有夾角，從而在上分離鑲塊(3)低速下行過(guò)程中將工件逐漸分離。
【文檔編號(hào)】B21D28/34GK103934349SQ201410165027
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】陳揚(yáng) 申請(qǐng)人:無(wú)錫紅弦汽車輕量化科技有限公司, 陳揚(yáng)