CN101489700B - 热印模装置 - Google Patents
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Abstract
一种包括第一模和第二模的热成形模。第一模具有由工具钢形成的第一模结构。第一模结构具有第一模面和多个第一冷却孔口。第一模面具有复杂的形状。第一冷却孔口与模面隔开第一预定距离。第二模具有第二模面。第一模面和第二模面协同形成模腔。还提供了相关的用于形成热成形模和用于使工件热成形的方法。
Description
技术领域
本公开总体上涉及一种热成形模,并且更具体地涉及热成形模及其制造和使用方法。
背景技术
车辆制造商力求提供更坚固、更轻便且成本更低的车辆。例如,车辆制造商尽了极大的努力以将诸如铝板、先进的高强度钢以及超高强度钢的非传统材料用于部分车身。尽管这些材料相对而言会既坚固又轻便,但是购买、成形和/或组装这些材料通常很昂贵。
已提出的一种解决方案包括使用热处理钢镶合板构件来形成车身。在一些应用中,钢镶合板构件是以常规的成形工艺成形的,并在随后经受热处理操作。这种两级处理存在的不利之处在于:额外的操作明显提高了成本,且部件在热处理操作过程中会变形
作为对采用不连续热处理操作的工艺的替代,已知的是诸如硼钢的某些材料能够在热成形模中同时成形和淬火。对此,通常将预热的板坯引入热成形模中,将其成形为期望的形状,并继成形操作之后在所述模中淬火,从而制造热处理部件。
这种已知的用于同时执行热成形步骤和淬火步骤的热成形模通常使用以诸如深钻孔的常规方式形成的水冷通道(用于使冷却水循环流过热成形模)。如本领域普通技术人员应当理解的,通过诸如深钻孔的技术产生的孔是延伸穿过模的直孔。本领域普通技术人员还应当理解,由于车辆制造商设计的车身其部件通常都不是平直的,因此热成形模的成形表面或模面通常都不是平坦的和平面的。因此,对于一般的机动车辆车身部件而言,钻孔形成的水冷通道不可能与用于该部件的热成形模的模面轮廓相一致。这是显著的事实,因为具有复杂的三维形状但采用按常规方式构造的水冷通道的热成形模会具有比预期要热的部分,使得无法适当地对车身部件的整个表面进行淬火操作。因此,通过已知的热成形模形成的部件的一个或多个区域与部件的其余部分比起来会相对较软。
因此,在本领域存在对改进的热成形模的需要。
发明内容
在第一方面,本教导提供了一种形成热成形模的方法,包括:设置具有第一模结构的第一模;在所述第一模结构上形成具有三维轮廓形状的第一模面;在所述第一模结构中形成多个冷却通道,所述冷却通道中的每一个均具有与所述第一模面的三维轮廓形状一致的轮廓;以及形成具有第二模面的第二模,所述第一模面和所述第二模面协同形成模腔,其中,所述第一模结构包括第一构件和第二构件,所述第一构件形成第一壳,所述第二构件至少部分地设置到所述第一壳中,并且其中,所述第一模结构包括固定地联接到所述第一构件的相关联的端部的端构件,所述端构件与所述第二构件相互协同以填充所述第一壳,其中,在所述第一构件和所述端构件之间形成有至少一个冷却通道。
在第二方面,本教导提供了另一种形成热成形模的方法,包括:设置具有第一模结构的第一模;在所述第一模结构上形成具有三维轮廓形状的第一模面;在所述第一模结构中形成多个冷却通道,所述冷却通道中的每一个均具有与所述第一模面的三维轮廓形状一致的轮廓;以及形成具有第二模面的第二模,所述第一模面和所述第二模面协同形成模腔,其中,所述第一模结构包括第一模构件,并且形成所述多个冷却通道包括:在所述第一模构件的与所述第一模面相反的表面中形成多个槽;形成多个填充板;以及将各个填充板插入到相关的一个所述槽中,每个填充板与所述相关的一个槽协同形成入口端口和出口端口。
在第三方面,本教导提供了一种热成形模,包括:第一模,所述第一模具有由工具钢形成的第一模结构,所述第一模结构具有第一模面和多个第一冷却通道,所述第一模面具有三维轮廓形状,所述第一冷却通道与所述模面隔开第一预定距离,所述第一预定距离沿着所述第一冷却通道的长度是一致的;和具有第二模面的第二模,所述第一模面和所述第二模面协同形成模腔,其中,所述第一模结构包括第一构件和第二构件,所述第一构件限定出第一壳,所述第二构件至少部分容置在所述壳中并与所述第一构件协同限定所述第一冷却通道的至少一部分,其中,所述第一模结构还包括端构件,所述端构件与所述第一构件协同限定所述第一冷却通道的另一部分,所述端构件固定地联接到所述第一构件的端部。
在第四方面,本教导提供了另一种热成形模,包括:第一模,所述第一模具有由工具钢形成的第一模结构,所述第一模结构具有第一模面和多个第一冷却通道,所述第一模面具有三维轮廓形状,所述第一冷却通道与所述模面隔开第一预定距离,所述第一预定距离沿着所述第一冷却通道的长度是一致的;和具有第二模面的第二模,所述第一模面和所述第二模面协同形成模腔,其中,所述第一模结构包括模构件和多个填充板,所述模构件限定有多个槽,每个填充板均容置在相关的槽中并与所述槽协同形成相关的一个所述第一冷却通道。
在第五方面,本教导提供了一种使工件热成形的方法,包括:第一步骤:提供根据本发明的第三或第四方面的热成形模;第二步骤:对工件坯件进行加热;第三步骤:将加热的坯件放置在所述热成形模的上模和下模之间;第四步骤:闭合所述上模和所述下模,以使工件在所述热成形模的模腔中成形;第五步骤:对所述上模和所述下模的模结构进行冷却,以在所述模腔中对所述工件进行淬火;以及第六步骤:从所述模腔中脱开已淬火的工件。
从在此提供的描述,其它应用领域将变得显而易见。应当理解这些描述和具体示例仅出于说明的目的而非意欲限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于示例目的,并不意在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本公开的教导构造的热成形模组的示意图,该热成形模组安装在压印机中并接到冷却流体源;
图2是根据本公开的教导构造的第一示例性热成形模组的下模的立体图。
图3是第一示例性热成形模组的上模的立体图;
图4是图2的下模的一部分的底视立体图,更详细地示出了集管座和模结构;
图5是图2的下模的一部分的俯视立体图,更详细地示出了集管座;
图6是与图5类似的俯视立体图,但示出了连接到集管座的模结构部分;
图7是模结构的一部分的底视立体图,示出了连接到盖的接块。
图8是沿冷却通道穿过图2和图3的下模和上模沿侧向截取的局部剖视图;
图9是类似于图8的视图,但示出了根据本公开的教导构造的第二示例性热成形模组;以及
图10是图9的热成形模组的一部分的底视立体图,示出了形成在模构件表面中的槽。
具体实施方式
参见附图中的图1,示意性地示出了根据本发明的教导构造的热成形模组10。热成形模组10可包括下模12和上模14。下模12可包括模构件18,模构件18能够由诸如工具钢的导热材料形成,尤其是伊利诺伊州罗林梅多斯市的Bohler-Uddeholm公司出售的或者是市售的H-11或H-13。模构件18可包括复杂的成形表面或模面20以及多个冷却通道22。如在此使用的,术语“模面”指的是模外表面中使热成形部件成形的部分。此外,本说明书和所附权利要求中使用的术语“复杂模面”意指该模面具有三维轮廓形状,如果通过贯穿模的一侧或两侧深钻而形成的冷却通道来冷却模面,则该三维轮廓形状不利于在批量生产(即,每小时30个工件或更多)中切实地有利于从奥氏体到马氏体的相变。每个冷却通道22均可与复杂模面20偏离第一预定距离,并且沿着冷却通道22的长度该距离可以是一致的。类似地,上模14可包括模构件24,模构件24可由诸如或者市售的H-11或H-13的工具钢形成,并包括复杂模面26和多个冷却通道28。每个冷却通道28均可与复杂模面26偏离第二预定距离,该第二预定距离可不同于第一预定距离,并且沿着冷却通道28的长度该第二预定距离可以是一致的。复杂模面20和复杂模面26能够相互配合以在其间形成模腔。
可将由诸如硼钢的适合的可热处理的钢形成的坯件30预热至例如大约930℃的预定温度,并可将其放置在复杂模面20和26之间的所述模腔中。可通过常规压印机34沿模的作用方向将下模12和上模14合拢(即闭合)以使坯件30变形,从而形成热压印部件36并选择性地对其进行修剪。可通过冷却系统38(例如,常规的包括蓄存器/冷却器以及流体泵的冷却系统)供应的冷却流体如水、气体或其它流体介质连续地循环流过冷却通道22和28,以分别冷却下模12和上模14。应当注意,循环冷却流体将冷却下模12和上模14,而下模12和上模14将对热压印部件36进行淬火并使其冷却。压印机34可保持下模12和上模14处于闭合关系预定时间,以允许将热压印部件36冷却到期望温度。
选择冷却通道22与复杂模面20之间以及冷却通道28与复杂模面26之间各自的距离以及冷却流体的质量流速率和流体的温度,以对下模12和上模14的冷却进行控制,使得热压印部件36以受控的方式遍及其大部分表面一致地被淬火,从而引发到期望的金相状态的相变。在提供的具体示例中,坯件30被加热,使得其结构基本上(若非完全)由奥氏体构成,加热的坯件30在下模12与上模14之间成形,并且在热压印部件36从下模12和上模14中退出之前由下模12和上模14对热压印部件36进行淬火。因此,下模12和上模14起到散热器的作用,以从热压印部件36中吸热,进而以受控的方式对热压印部件36进行淬火以在热压印部件36中引发期望的相变(例如变为马氏体或贝氏体),并选择性地将热压印部件36冷却至期望温度。之后,下模12与上模14可以彼此分开(即打开),并且能够从模腔中移走经过热处理的热压印部件36。根据本公开教导的热成形模组10的构造允许以精准的方式对模面上各点的淬火速度进行控制。由于能够使用相对较短的总循环时间,同时实现了从奥氏体到马氏体的转变,因此这对于大批量生产尤为有利。在试验和模拟中发现可在热成形模组10闭合后大约5秒内实现从奥氏体到马氏体的转变,并且在某些情况下可在热成形模组10闭合后大约2秒至4秒内实现从奥氏体到马氏体的转变。
参见图2和图3,示出了包括下模12a和上模14a的第一示例性热成形模组10a。上模14a能够以与下模12a基本类似的方式形成,因此在此仅对下模12a进行详细论述。
下模12a可包括模座100、集管座102以及能够协同配合以形成模面(例如,模面20a和20a’)的一个或多个模结构(例如,模结构104a、104b和104c)。模座100是能够执行一个或多个常规的已知功能的平板或座板,例如提供用于准确安装模的其余部分的装置;提供用于将模安装到压印机的装置;以及提供用于在该模与配合模(即上模14)闭合在一起时相对于该模来引导配合模的装置。除非在此另外指出,否则模座100为常规构造,因此无需在此进一步详细论述。
参见图4和图5,集管座102可以是由适合的工具钢形成的平板状构件。集管座102可包括第一安装表面110、第二安装表面112、输入集管114以及输出集管116。第一安装表面110构造为安装到模座100(图2),并且可包括诸如狭槽118的一个或多个定位装置,所述定位装置能够用来相对于模座100(图2)定位集管座102。在提供的示例中,键构件120(图2)容置在狭槽118中并与形成在模座100(图2)的相关表面中的配合槽122(图2)接合。第二安装表面112可与第一安装表面110相反,并且可包括诸如狭槽126的一个或多个定位装置和用于容置密封件130的一个或多个密封槽128,将在后面对密封件130进行详细论述。可利用狭槽126将模结构(例如,模结构104a)定位到集管座102上。在提供的示例中,键构件132容置在槽126中并与形成在模结构104a、104b、104c中的相应的狭槽(未示出)接合。
输入集管114可包括:直径相对较大的孔140,其能够在集管座102的第一横向侧部上纵向延伸穿过集管座102;以及多个输入孔口142,其能够从孔140延伸穿过第二安装表面112。在提供的具体示例中,两个供应孔口144穿过第一安装表面110形成并与孔140相交;供应孔口144构造为以流体连通的方式接到冷却流体源38(图1),以从冷却流体源接收加压的冷却流体,并且能够以流体密封的方式(例如,通过管塞)封堵孔140的相反端。因此应当理解,引至供应孔口144的冷却流体将流入孔140中并经输入孔口142流出。
类似地,输出集管116可包括:直径相对较大的孔150,其能够在集管座102的相对的第二横侧部纵向延伸穿过集管座102;以及多个输出孔口152,其能够从孔150延伸穿过第二安装表面112。在提供的具体示例中,两个回流孔口154穿过第一安装表面110形成并与孔150相交;回流孔口154构造为以流体连通的方式接到冷却流体源38(图1),以将冷却流体排放到冷却流体源38(图1)的蓄存器(未示出),并且能够以流体密封的方式(例如,通过管塞)封堵孔150的相反端。因此应当理解,经输出孔口152进入孔150的冷却流体将经回流孔口154流出集管座102。
返回图2,提供的具体示例的下模12a使用三个分立的模结构104a、104b、104c,这三个模结构104a、104b、104c共同形成一对模面20和20a’。该示例中使用三个分立的结构以允许根据需要更换和/或维修下模12a的某些部分。以这种方式构造下模12a可有助于有效且低花费地维护所述模,但是本领域普通技术人员应当理解,所述模可以使用更多或更少的模结构(例如,单个模结构)。术语“模面”在此用于指代模(例如,下模12a)表面的使热压印部件36(图1)的一部分成形的部分。因此,从本公开可以注意到,“模面”无需与模结构的相关外表面共同扩延,并且当根据本公开的教导构造的模结构中包括两个或更多模面时,在模面20a与20a’之间可设置既不构成模面20a的一部分、也不构成模面20a’的一部分的空间160。
参见图2以及图6至图8,示出了模结构104a的构造。应当理解,其余模结构104b和104c的构造可基本类似,因此对模结构104a的构造的论述足以用于论述其余模结构104b和104c。模结构104a可包括盖200(图7和图8)、一个或多个端构件或接块202(图6和图7)以及盖插入部204(图6和图8)。盖200、接块202以及盖插入部204可相互配合从而限定出能够以流体连通的方式接到输入孔口142和输出孔口152的多条冷却通道210。
具体参见图7和图8,盖200可由诸如或者市售的H-11或H-13的工具钢形成,并且可为包括盖壁220和凸缘222的壳状结构。盖壁220包括:外表面224,其能够限定模面20a(图2)和20a’(图2)的相应部分;以及内表面226,其能够与外表面224隔开期望的距离。应当理解,尽管已经将盖壁220示为具有相对统一的厚度,但是盖壁220的任何给定部分均可适当选择其厚度。在提供的示例中,由于模结构104a(图2)邻接另一模结构(即,图2中的模结构104b),因此凸缘222在盖壁220的三侧延伸。与之相比,模结构104b(图2)的凸缘结构220’(图2)邻接两个模结构(即,图2中的模结构104a和104c),因此凸缘220’仅从模结构104b(图2)的两个相对的横侧延伸。因而,模结构104b(图2)使用两个分立的接块202。凸缘222可构造成置于形成在集管座102中的相关密封槽128上,并且可包括多个通孔230,通孔230可用于通过例如能够螺纹接合到集管座102中的螺纹孔的螺纹紧固件(未示出)将凸缘222固定地但可松开地紧固到集管座102。
具体参见图6至图8,接块202和盖插入部204构造成支撑盖壁220,并且如上所述,它们与盖壁220共同形成可以流体方式连接输入孔口142和输出孔口152的多条冷却通道210。接块202和盖插入部204均包括第一孔口240和第二孔口242,第一孔口240和第二孔口242可分别与输入孔口142和输出孔口152对准,以便于冷却流体经其流动。应当理解,在采用单个模结构形成整个模面的情况下,无需任何接块(即,凸缘222可完全绕盖壁220延伸并可支撑盖壁220的整个周边)。然而,在提供的示例中,模面20a和20a’中由模结构104a(图2)所限定的部分延伸到盖壁220的未支撑边缘244(图2)(即,盖壁220的未由凸缘222支撑的部分),因此必须以受控的方式冷却模面20a和20a’的该部分(图2)并对其进行支撑。如果凸缘222形成为在该区域中延伸,那么根据本公开的教导,凸缘222将支撑盖壁220的边缘244,但是不允许在该区域中构造冷却通道210。
如果采用盖插入部204而非接块202来支撑边缘244(图2),那么理想的是将边缘244联接到盖插入部204。在某些情况下,可采用螺纹紧固件(未示出)与盖壁220中形成在边缘244附近的的螺纹盲孔(未示出)螺纹接合,但是盖壁220可能不是在任何情况下都足够厚以包括用于容纳螺纹紧固件的螺纹盲孔。可替代地,盖插入部204可通过例如焊接基本上永久地联接到盖壁220。以这种方式进行构造并非在任何情况下都是理想的,因为当盖200充分磨损时,盖200和盖插入部204可能都需要替换。
盖插入部204和用到的接块202可分别具有:能够接靠并牢牢紧固到集管座102的第二安装表面112的第一表面260和262;以及能够接靠盖壁220的内表面226的第二表面264和266。理想的是性插入部204和接块202的第二表面264和266与盖壁220的内表面226的轮廓紧密匹配,因此通常必须对内表面226和/或盖插入部204和接块202的第二表面264和266进行试验和淬火,使得所述表面彼此相配到所需程度。
冷却通道210可形成在内表面226、第二表面264、第二表面266或其组合中。在提供的具体示例中,通过球头端铣刀在盖壁220的内表面226中机加工出冷却通道210(未示出)。冷却通道210可加工成距模面20a和20a’预定距离。对此应当理解,每个冷却通道210均具有轮廓(当从纵截面图观察冷却通道210时),并且每个冷却通道210的轮廓与和冷却通道210正好一致的位置处的模面(即,模面20a或20a’)轮廓(当从纵截面图观察冷却通道210时)相配。对于本公开和所附权利要求,如果对于冷却通道210的每个相关点(即,当从纵截面图观察冷却通道210时与模面正好一致的各点),冷却通道210与模面之间的最短距离之间的偏差均在大约0.15英寸以内且优选均在大约0.04英寸以内,那么冷却通道210的轮廓与模面的轮廓相配。
当形成了冷却通道210时(例如,本示例中形成在盖壁220的内表面226中),可将接块202联接到盖200以支撑边缘244。在提供的具体示例中,接块202置于形成在边缘244附近的两个冷却通道210上。接块202可焊接到盖200(即,焊接到盖壁220和凸缘222)以将两个部件牢固地联接在一起。在提供的具体示例中,焊缝形成防止引入到边缘244附近的两个冷却通道210的冷却流体经接块202与盖200之间的界面渗出的密封。本领域普通技术人员应当理解,接块202形成凸缘222的“缺失部分”,而盖200和接块202的组件形成盖插入部204能够容置到其中的空腔270。
盖插入部204能够以任何适当的方式固定但可拆除地联接到集管座102的第二安装表面。在提供的示例中,诸如狭槽和键(未具体示出)的定位件用于相对于集管座102将盖插入部204定位在期望位置,并且螺纹紧固件(未具体示出)可贯穿盖插入部204并与集管座102中的相应螺纹孔(未具体示出)螺纹接合。盖200和接块202的组件274可装配在盖插入部204上面,由于盖插入部204的预先定位和内表面226与第二表面264之间的适配性,这样能够相对于集管座102将模面20a和20a’部分定位在期望位置。螺纹紧固件(未具体示出)可贯穿组件274(即,贯穿凸缘222和接块202以及盖壁220)并与形成在集管座102中的螺纹孔(未具体示出)螺纹接合。应当理解,诸如O形环的密封件130可容置在密封槽128中并密封性地接合集管座102、凸缘222以及接块202。
在操作中,来自冷却流体源38(图1)的优选为水的加压流体输入到输入集管114,从集管座102中的输入孔口142流出,经盖插入部204和接块202中的第一孔口240、冷却通道210、盖插入部204和接块202中的第二孔口242以及输出集管116流到冷却流体源38(图1)的蓄存器(未示出)。在一种形式中,冷却流体以连续的、无中断的方式循环,但是应当理解能够以期望的方式控制冷却流体的流动以进一步控制模面20a和20a’的冷却。
冷却通道210的设计、布置以及构造和冷却流体源38(图1)使得下模12a和上模14a冷却到即使当热成形模组10a(图2)用在大批量生产时,仍然能够相对快速地对热压印部件36(图1)进行淬火的程度。因此,热成形模组10a可用于以诸如120件/小时或180件/小时的批量使热压印部件(工件)成形、淬火和冷却,并实现整个工件从奥氏体到马氏体的相变。从奥氏体到马氏体的相变可在下模12a和上模14a闭合后大约4秒或更短的时间内完成。值得注意的是,热压印部件36(图1)可以淬火并选择性地冷却到使得当脱离热成形模组10a(图2)时其无明显数量的珠光体和贝氏体。
本领域普通技术人员应当理解,在适当的热处理操作中对盖200进行热处理以使模面20a和20a’硬化至期望的硬度。本领域普通技术人员还应当理解,盖200的特定构造在所述热处理操作期间易受变形。在实验中注意到,可通过将上模14a的盖组件274’与下模12a的盖组件274联接起来并对联接在一起的盖组件274、274’进行热处理来控制变形。更具体地,下模12a的盖200组装到与其相关的接块202——如果存在接块202的话,而相应上模14a的相关的盖200’则组装到与其相关的接块202——如果存在接块202的话。下模12a的组件274(即,盖和接块)联接到上模14a的组件274’(即,盖和接块)以形成具有由邻接的凸缘和接块形成的边框的中空结构。在实验中,通过位于邻接凸缘的界面处和邻接接块的界面处的定位焊缝使组件274、274’彼此联接。在热处理操作之后去除定位焊缝,观察到与单独进行热处理的组件相比,每个组件的变形都显著减小。
参见图9,局部示出了包括下模12b和上模14b的第二示例性热成形模组10b。上模14b能够以与下模12b基本类似的方式形成,因此在此仅对下模12b进行详细论述。
下模12b可包括模座(未示出)、集管座102以及一个或多个模结构104’。模座和集管座102可与上述模座和集管座基本相同。每个模结构104’均可包括模构件300和多个填充板302(仅示出一个)。模构件300可具有能够至少部分地限定至少一个模面20’的外表面306,和能够接靠集管座102的第二安装侧112的内表面308。另外参见图10,在内表面308中可形成有冷却槽或沟310(例如,通过球头端铣刀),使得当从纵截面图观察槽310时,槽310的内端312与模面20’的轮廓大体相配。填充板302可由任何适合的材料形成并形成为填充相关的槽310的一部分,使得槽310的未填充部分能够限定出冷却通道210’。在该示例中,冷却通道210’包括输入口端口240’和输出口端口242’,输入口端口240’和输出口端口242’分别直接联接到形成在集管座102中的输入孔口142和输出孔口152。
能够以诸如电火花加工(线切割加工)等任何期望的方式形成填充板302。填充板302的厚度可选择成与槽310的宽度紧密匹配,但是应当理解,填充板302能够以滑动配合的方式容纳在槽310中。填充板302能够以任何期望的方式保持在槽310中。在一种形式中,填充板302可定位点焊到模构件300,但是在提供的示例中,可将一个或多个保持栓330紧固到模构件300以阻止填充板302从槽310中脱出。
模结构310能够以与上述用于将盖组件(即,盖200和接块202)联接到集管座102的方式基本类似的方式联接到集管座102。因此,能够采用螺纹紧固件(未示出)将模构件300紧固到集管座102,并且能够采用密封件130来阻止冷却流体经集管座102与模构件300之间的界面渗出。
尽管已经在说明书中描述并在附图中示出了具体示例,但是本领域普通技术人员应当理解,可以在不背离权利要求中限定的本公开的的范围的情况下对本公开的元件做出多种改型和等同物替代。另外,在此明显考虑到多种示例间的特征、元件和/或功能的组合和搭配,使得本领域普通技术人员应当从本公开领会到,除非以上另有所述,否则一个示例的特征、元件和/或功能可以结合到另一示例中。此外,可以在不背离本公开的实质性范围的情况下做出多种修改,以使特定的情况或材料适应根据本公开的教导。因此,意谓着本公开并不局限于附图示出的和说明书中描述的作为目前构思用于实施本发明的最佳模式的特定示例,但是本公开的范围将包括落入上述说明和所附权利要求内的任何实施方式。
Claims (15)
1.一种形成热成形模的方法,包括:
设置具有第一模结构的第一模;
在所述第一模结构上形成具有三维轮廓形状的第一模面;
在所述第一模结构中形成多个冷却通道,所述冷却通道中的每一个均具有与所述第一模面的三维轮廓形状一致的轮廓;以及
形成具有第二模面的第二模,所述第一模面和所述第二模面协同形成模腔,
其中,所述第一模结构包括第一构件和第二构件,所述第一构件形成第一壳,所述第二构件至少部分地设置到所述第一壳中,并且其中,所述第一模结构包括固定地联接到所述第一构件的相关联的端部的端构件,所述端构件与所述第二构件相互协同以填充所述第一壳,
其特征在于,在所述第一构件和所述端构件之间形成有至少一个冷却通道。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述第二模面形成在第二模结构上,并且所述第二模结构包括第一构件和第二构件,所述第二模结构的第一构件形成第二壳,所述第二模结构的第二构件至少部分地设置到所述第二壳中。
3.如权利要求2所述的方法,还包括:
将所述第一壳的至少一部分联接到所述第二壳的至少一部分以形成壳组件;以及
对所述壳组件进行热处理。
4.如权利要求3所述的方法,其中,将所述第一壳的所述至少一部分焊接到所述第二壳的所述至少一部分。
5.一种形成热成形模的方法,包括:
设置具有第一模结构的第一模;
在所述第一模结构上形成具有三维轮廓形状的第一模面;
在所述第一模结构中形成多个冷却通道,所述冷却通道中的每一个均具有与所述第一模面的三维轮廓形状一致的轮廓;以及
形成具有第二模面的第二模,所述第一模面和所述第二模面协同形成模腔,
其特征在于,所述第一模结构包括第一模构件,并且形成所述多个冷却通道包括:
在所述第一模构件的与所述第一模面相反的表面中形成多个槽;
形成多个填充板;以及
将各个填充板插入到相关的一个所述槽中,每个填充板与所述相关的一个槽协同形成入口端口和出口端口。
6.如权利要求5所述的方法,还包括:
设置具有冷却流体入口和冷却流体出口的座板;
将所述第一模构件紧固到所述座板,使得所述冷却流体入口以流体连通的方式联接到所述入口端口;以及
向所述座板供应冷却流体流,冷却流体从所述入口端口进入所述冷却通道并从所述出口端口流出所述冷却通道。
7.一种热成形模,包括:
第一模,所述第一模具有由工具钢形成的第一模结构,所述第一模结构具有第一模面和多个第一冷却通道,所述第一模面具有三维轮廓形状,所述第一冷却通道与所述模面隔开第一预定距离,所述第一预定距离沿着所述第一冷却通道的长度是一致的;和
具有第二模面的第二模,所述第一模面和所述第二模面协同形成模腔,
其中,所述第一模结构包括第一构件和第二构件,所述第一构件限定出第一壳,所述第二构件至少部分容置在所述壳中并与所述第一构件协同限定所述第一冷却通道的至少一部分,
其特征在于,所述第一模结构还包括端构件,所述端构件与所述第一构件协同限定所述第一冷却通道的另一部分,所述端构件固定地联接到所述第一构件的端部。
8.如权利要求7所述的热成形模,其中,所述第二模具有与所述第二模面隔开第二预定距离的多个第二冷却通道。
9.一种热成形模,包括:
第一模,所述第一模具有由工具钢形成的第一模结构,所述第一模结构具有第一模面和多个第一冷却通道,所述第一模面具有三维轮廓形状,所述第一冷却通道与所述模面隔开第一预定距离,所述第一预定距离沿着所述第一冷却通道的长度是一致的;和
具有第二模面的第二模,所述第一模面和所述第二模面协同形成模腔,
其特征在于,所述第一模结构包括模构件和多个填充板,所述模构件限定有多个槽,每个填充板均容置在相关的槽中并与所述槽协同形成相关的一个所述第一冷却通道。
10.一种使工件热成形的方法,包括:
第一步骤:提供如权利要求7或9所述的热成形模;
第二步骤:对工件坯件进行加热;
第三步骤:将加热的坯件放置在所述热成形模的上模和下模之间;
第四步骤:闭合所述上模和所述下模,以使工件在所述热成形模的模腔中成形;
第五步骤:对所述上模和所述下模的模结构进行冷却,以在所述模腔中对所述工件进行淬火;以及
第六步骤:从所述模腔中脱开已淬火的工件。
11.如权利要求10所述的方法,其中,逐一重复上述第二至第六步骤,从而以每小时至少120个工件的速率生产另外的工件。
12.如权利要求11所述的方法,其中,所述速率为每小时至少180个工件。
13.如权利要求10所述的方法,其中,在所述工件的淬火过程中,在整个工件上发生从奥氏体到马氏体的相变。
14.如权利要求13所述的方法,其中,在所述上模和所述下模闭合后4秒内发生从奥氏体到马氏体的相变。
15.如权利要求10所述的方法,其中,所述加热的坯件由钢形成,并且所述工件在从所述热成形模中取出之后无显著数量的珠光体和贝氏体。
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