CN103547389A

CN103547389A - 热压装置

Info

Publication number: CN103547389A
Application number: CN201180071042.9A
Authority: CN
Inventors: 浅野润司; 小邑健二
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2031-05-26
Also published as: JPWO2012160699A1; DE112011105284T5; JP5783249B2; WO2012160699A1; CN103547389B; DE112011105284B4; US20140137619A1

Abstract

本发明提供能以充分的冷却速度对工件进行淬火的热压装置。热压装置1通过下模10及上模20对工件W进行热压成形，其中，在下模10和上模20的内部设置有冷却介质流动的冷却通路12及冷却通路13；和导热气体流动的多个气体导入孔13、14、15及多个气体导入孔23、24、25、26，多个气体导入孔13、14、15及多个气体导入孔23、24、25、26形成为从下模10和上模20的成形面到该成形面以外的面地贯穿下模10和上模20的内部，一边从在下模10和上模20的成形面开口的多个气体导入孔13、14、15及多个气体导入孔23、24、25、26向下模10和上模20与工件W之间供给所述导热气体一边进行热压成形。

Description

热压装置

技术领域

本发明涉及对于已加热了的工件在进行冲压加工的同时进行冷却的热压装置。

背景技术

以往，公知有一种热压装置，其对于被加热到奥氏体组织出现的温度以上的温度的钢板等工件在用模具进行冲压加工的同时，实施利用了模具与工件的接触所实现的冷却的淬火处理。

公知有以下的技术：在热压装置中，通过在模具的内部设置供冷却水流动的水路来将模具冷却，在淬火时使工件良好地冷却（例如参照专利文献1）。

然而，被实施了冲压加工的工件因回弹及板厚的波动等的影响，在淬火时会在工件与模具之间产生空隙。与之相伴，在淬火时工件的表面与模具的成形面的接触面积减少，在工件的一部分不能确保充分的冷却速度（例如，30（℃/sec）以上），会产生工件的硬度局部比所期望的值小这一问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－326620号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的课题是提供能以充分的冷却速度对工件进行淬火的热压装置。

用于解决问题的技术方案

本发明的热压装置，具备设置成彼此的成形面相对的下模及上模，并进行如下的热压成形：在通过所述下模及所述上模夹着已加热了的工件进行冲压加工的同时，在使所述下模的成形面及所述上模的成形面与所述工件的表面接触的状态下进行保持从而将所述工件冷却，该热压装置的特征在于，在所述下模和/或所述上模的内部设置有冷却介质流动的冷却通路和导热气体流动的多个气体导入孔，所述多个气体导入孔被形成为从所述下模和/或所述上模的成形面到该成形面以外的面地贯穿所述下模和/或所述上模的内部，一边从在所述下模和/或所述上模的成形面开口的所述多个气体导入孔向所述下模和/或所述上模与所述工件之间供给所述导热气体一边进行热压成形。

在本发明的热压装置中，优选的是，所述多个气体导入孔形成为在所述冷却通路的附近通过。

在本发明的热压装置中，优选的是，所述多个气体导入孔形成为在所述下模和/或所述上模的成形面开口，该多个气体导入孔的开口与下述空隙的位置对上，该空隙是因所述工件的冲压加工后的变形而在设有所述多个气体导入孔的所述下模和/或所述上模与所述工件之间产生的空隙。

发明效果

根据本发明，能够以充分的冷却速度对工件进行淬火，并能够防止工件的硬度局部比所期望值小。

附图说明

图1是表示本发明涉及的热压装置的图。

图2是表示在工件的冲压加工时上模到达下止点前的热压装置的图。

图3是表示在工件的冲压加工时上模到达了下止点的状态的热压装置的图。

具体实施方式

下面参照图1～图3来说明作为本发明涉及的热压装置的一个实施方式的热压装置1。

热压装置1是对工件W实施热压成形的装置。

工件W是成为热压装置1的加工对象的钢板，且通过通电加热等被加热到奥氏体组织出现的温度以上的温度。

再有，为了便于说明，将图1中的上下方向规定为热压装置1的上下方向，并将图1中的左右方向规定为热压装置1的左右方向。再有，将图1中的纸面跟前侧规定为热压装置1的前方，同样地，将纸面进深侧规定为热压装置1的后方。

如图1所示，热压装置1具备：下模10以及上模20；侧面气体供给装置30、30；和下模用气体供给装置40以及上模用气体供给装置50。

下模10以及上模20配置成它们的成形面互相相对，通过用液压缸等使上模20移动直至下止点以接近下模10，从而加工在下模10与上模20之间配置的板状的工件W夹住并对其进行冲压加工，将工件W成形为所谓帽形形状，与此同时，在使下模10的成形面以及上模20的成形面与工件W的表面接触的状态下进行保持，从而进行工件W的冷却并制作作为产品的工件W。

下模10是与上模20相对应的下模，在其成形面（上表面）上形成有向上方突出的凸部11。

凸部11在下模10的成形面的左右方向上的中途部（大体中央部）沿前后方向连续地形成，该中途部是下模10的成形面形成为向上方突出的部位。

在下模10中，在凸部11的最上部沿左右方向延展的顶面10a、从顶面10a的左右方向上的两端向下方延展的侧面10b、10b以及从侧面10b、10b的下端沿左右方向向外方延展的基端面10c、10c形成为所谓的帽形形状的成形面。

在下模10的内部设有冷却通路12、多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…以及多个气体导入孔15、15…。

冷却通路12是供水等冷却介质流动的通路，为了将下模10的成形面冷却而设置于下模10的内部。冷却通路12构成为，冷却介质从下模10的右部的下表面流入下模10的内部并沿前后方向及左右方向流动后，从下模10的左部的下表面流出到下模10的外部（参照图1中的空芯箭头）。再有，下模10内部的冷却介质的流动通过预定的泵（未图示）来实现。冷却介质在将下模10的成形面冷却并流出到下模10的外部后，被冷却而再次流入下模10的内部，总是在下模10的内部循环。

气体导入孔13、气体导入孔14及气体导入孔15是具有与空气比极高的导热率的惰性气体（以下记为“导热气体”）即氦气流动的通路。气体导入孔13、气体导入孔14以及气体导入孔15形成为从下模10的成形面到下模10的下表面沿上下方向贯穿下模10并在冷却通路12的附近通过，且该气体导入孔13、气体导入孔14及气体导入孔15分别配置成在顶面10a的左右方向上的中央部、左侧的基端面10c中的靠左侧的侧面10b附近的位置及右侧的基端面10c中的靠右侧的侧面10b附近的位置开口。再有，虽然未图示，但是，气体导入孔13、气体导入孔14及气体导入孔15分别沿下模10的前后方向互相隔开预定间隔地形成有多个。

这样，在下模10中，在顶面10a的左右方向上的中央部及基端面10c、10c中的靠侧面10b、10b附近的位置这总计三个位置分别形成有多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…及多个气体导入孔15、15…。

再有，通过在下模10的内部形成多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…及多个气体导入孔15、15…而形成在下模10的成形面上的开口被设定为不会对工件W的冲压加工产生不良影响的程度（工件W的冲压加工能够与以往同样地进行的程度）的内径。

上模20是与下模10相对应的上模，在其成形面（下表面）形成有凹部21，该凹部21与凸部11的形状一致地向上方凹陷。

凹部21在上模20的成形面的左右方向上的中途部（大体中央部）沿前后方向连续地形成，该中途部是上模20的成形面向上方凹陷地形成的部位。

在上模20中，在凹部21的最上部沿左右方向延展的底面20a、从底面20a的左右方向上的两端向下方延展的侧面20b、20b及从侧面20a、20b的下端沿左右方向向外方延展的基端面20c、20c形成为所谓的帽形形状的成形面。

在上模20的内部，设有冷却通路22、多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26`26…。

冷却通路22是供水等冷却介质流动的通路，为了冷却上模20的成形面而设置于上模20的内部。冷却通路22构成为，冷却介质从上模20的右部的上表面流入上模20的内部，沿前后方向及左右方向流动后，从上模20的左部的上表面流出到上模20的外部（参照图1中的空芯箭头）。再有，上模20的内部中的冷却介质的流动通过预定的泵（未图示）来实现。冷却介质在将上模20的成形面冷却并流出到上模20的外部后，被冷却而再次流入上模20的内部，总是在上模20的内部循环。

气体导入孔23、气体导入孔24、气体导入孔25及气体导入孔26是供导热气体即氦气流动的通路。气体导入孔23、气体导入孔24、气体导入孔25及气体导入孔26形成为从上模20的成形面到上表面沿上下方向贯穿上模20并在冷却通路22的附近通过，且该气体导入孔23、气体导入孔24、气体导入孔25及气体导入孔26分别配置成在底面20a中的靠左侧的侧面20b附近的位置、底面20a中的靠右侧的侧面20b附近的位置、左侧的基端面20c中的靠左侧的侧面20b附近的位置及右侧的基端面20c中的靠右侧的侧面20b附近的位置开口。再有，虽然未图示，但是，气体导入孔23、气体导入孔24、气体导入孔25及气体导入孔26分别沿上模20的前后方向互相之间隔开预定间隔地形成有多个。

这样，在上模20中，在底面20a中靠侧面20b、20b附近的位置及基端面20c、20c中的靠侧面20b、20b附近的位置这共计四个位置分别形成有多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26、26…。

再有，通过在上模20的内部形成多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26、26…而形成在上模20的成形面上的开口，被设定为不会对工件W的冲压加工产生不良影响的程度（工件W的冲压加工能够与以往同样地进行的程度）的内径。

侧面气体供给装置30是将导热气体即氦气供给到下模10和上模20之间（工件W和下模10之间以及工件W和上模20之间）供给的装置，且将在预定的容器（未图示）中储存的导热气体即氦气向下模10和上模20之间释放。侧面气体供给装置30在下模10的基端面10c、10c附近处的下模10的左侧及右侧配置有两个，使得能够在上模20到达了下止点时从下模10及上模20的外侧向下模10和上模20的间隙中释放导热气体即氦气（参照图3）。再有，虽然未图示，但是，各侧面气体供给装置30中的导热气体即氦气的释放口，沿前后方向互相之间隔开预定间隔地设有多个。

下模用气体供给装置40是将导热气体即氦气供给到工件W和下模10之间的装置。具体地，下模用气体供给装置40使在预定的容器（未图示）中储存的导热气体即氦气分别从下模10的下表面的开口流入形成于下模10的多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…及多个气体导入孔15、15…，并从下模10的成形面的开口释放。

上模用气体供给装置50是将导热气体即氦气供给到工件W和上模20之间的装置。具体地，上模用气体供给装置50使在预定的容器（未图示）中储存的导热气体即氦气分别从上模20的上表面的开口流入形成于上模20的多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26、26…，并从上模20的成形面的开口释放。

对于如上述那样构成的热压装置1对工件W实施热压成形时的工作进行详细说明。

如图2所示，在进行工件W的冲压加工时，在上模290相对于下模20接近且到达下止点前的阶段，由侧方气体供给装置30、30将导热气体即氦气供给到下模10和上模20之间、由下模用气体供给装置40将导热气体即氦气供给到工件W和下模10之间、并由上模用气体供给装置50将导热气体即氦气供给到工件W和上模20之间。

再有，图2中的实芯箭头表示导热气体即氦气的释放方向。

如图3所示，在上模20到达下止点前的期间中，持续进行来自侧方气体供给装置30、30、下模用气体供给装置40及上模用气体供给装置50的导热气体即氦气的供给。这样，在工件W和下模10之间以及工件W和上模20之间充满了导热气体即氦气的状态下，上模20被保持于下止点。

再有，在上模20被保持于下止点的状态下，能够将工件W和下模10之间以及工件W和上模20之间用导热气体即氦气充满即可，不限定来自侧方气体供给装置30、30、下模用气体供给装置40及上模用气体供给装置50的导热气体即氦气的供给的定时等。

这里，由于已实施了冲压加工的工件W会因回弹（スプリングバック）等的影响而使形状稍微变化，因此在下模10和上模20之间会产生空隙。

然而，在工件W由下模10及上模20冷却时，具有与空气相比极高的导热率的氦气充满了工件W和下模10之间以及工件W和上模20之间，因此即使在工件W中的从下模10的成形面或上模20的成形面分离的部分，也能以充分的冷却速度（例如，30（℃/sec）以上）进行淬火。

因此，能防止工件W的硬度局部地比期望值小的情况。

此外，由于氦气是惰性气体，因此难以发生化学反应，能够抑制下模10及上模20的氧化。

再有，作为本发明所使用的导热气体，除了氦气之外，还可以考虑具有与氦气相同程度的导热率的氢气，但是，由于氢气容易发生化学反应，因此优选采用惰性气体即氦气。

另外，作为惰性气体，可以考虑氮气或氩气等，但是，由于它们具有与空气相同程度的导热率，因此排除在外。

如上所述，多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…及多个气体导入孔15、15…形成于下模10的内部，多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26、26…形成于上模20的内部。

这样，从下模用气体供给装置40排出的导热气体即氦气，在多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…及多个气体导入孔15、15…中流动时，用由冷却通路12冷却了的下模10来冷却，并且从上模用气体供给装置50排出的导热气体即氦气，在多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26、26…中流动时，用由冷却通路22冷却了的上模20来冷却。

因此，不另外使用用于冷却导热气体即氦气的设备便能够冷却导热气体即氦气，且在工件W的淬火时，能促进由导热气体即氦气所进行的对工件W的吸热。

此外，多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…及多个气体导入孔15、15…形成为在冷却通路12的附近通过，多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26、26…形成为在冷却通路22的附近通过。

这样，从下模用气体供给装置40排出的导热气体即氦气，在多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…及多个气体导入孔15、15…中流动时，由冷却通路12冷却，并且从上模用气体供给装置50排出的导热气体即氦气，在多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26、26…中流动时，由冷却通路22冷却。

因此，在工件W的淬火时，能够进一步促进由作为导热气体的氦气所进行的对工件W的吸热。

再有，在气体导入孔13、气体导入孔14及多个气体导入孔15中，接近冷却通路12的部分越多越好，在气体导入孔23、气体导入孔24、气体导入孔25及多个气体导入孔26中，接近冷却通路22的部分越多越好。

此外，多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…及多个气体导入孔15、15…形成为在下模10的成形面开口，多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26、26…形成为在上模20的成形面开口。

这样，能够将从下模用气体供给装置40排出的导热气体即氦气从下模10的成形面的开口释放，并且能够将从上模用气体供给装置50排出的导热气体即氦气从上模20的成形面的开口释放。

因此，与从工件W的侧方等供给导热气体即氦气的情况相比，能够不向大气扩散地向工件W和下模10之间及工件W和上模20之间高效地供给。

此外，多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…及多个气体导入孔15、15…分别形成于顶面10a的左右方向上的中央部及基端面10c、10c中的靠侧面10b、10b附近的位置，多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26、26…分别形成于底面20a中的靠侧面20b、20b附近的位置及基端面20c、20c中的靠侧面20b、20b附近的位置。即、如图3所示，多个气体导入孔13、13…、多个气体导入孔14、14…及多个气体导入孔15、15…形成为，与冲压加工后的工件W和下模10之间产生的空隙的位置一致地在下模10的成形面开口，多个气体导入孔23、23…、多个气体导入孔24、24…、多个气体导入孔25、25…及多个气体导入孔26、26…形成为，与冲压加工后的工件W和上模20之间产生的空隙的位置一致地在上模20的成形面开口。

这样，能够高效地将导热气体即氦气供给到工件W和下模10之间以及工件W和上模20之间，且能够以少量氦气将工件W和下模10之间以及工件W和上模20之间充满。

因此，能够抑制导热气体即氦气的消耗量，能够实现成本的削减。

再有，冲压加工后的工件W的变形特性可通过实验来得到，因此在工件W与下模10及上模20之间产生的空隙的位置能够预先把握。

还有，在本实施方式中，在下模10及上模20这两者分别设置了冷却通路和多个气体导入孔，但是，也可能够设为仅在下模10及上模20中的一方设置冷却通路及多个气体导入孔的构成。

此外，本实施方式的下模10及上模20成为用于将工件W成形为帽形形状的形状，但是，并不限于该形状，即使在具备其他形状的下模及上模的热压装置中也能适用本发明。

另外，在本实施方式中，使本发明涉及的气体供给装置为侧方气体供给装置30、30、下模用气体供给装置40及上模用气体供给装置50，但是，也能够将这些装置构成为一个气体供给装置。

产业上的应用可能性

本发明能够用于对于已加热了的工件在进行冲压加工的同时进行冷却的热压装置。

附图标记说明

1 热压装置

10 下模

12 冷却通路

13、14、15 气体导入孔

20 上模

22 冷却通路

23、24、25、26 气体导入孔

30 侧方气体供给装置

40 下模用气体供给装置

50 上模用气体供给装置

Claims

1.一种热压装置，具备设置成彼此的成形面相对的下模及上模，并进行如下的热压成形：在通过所述下模及所述上模夹着已加热了的工件进行冲压加工的同时，在使所述下模的成形面及所述上模的成形面与所述工件的表面接触的状态下进行保持从而将所述工件冷却，

该热压装置的特征在于，

在所述下模和/或所述上模的内部设置有冷却介质流动的冷却通路和导热气体流动的多个气体导入孔，

所述多个气体导入孔被形成为从所述下模和/或所述上模的成形面到该成形面以外的面地贯穿所述下模和/或所述上模的内部，

一边从在所述下模和/或所述上模的成形面开口的所述多个气体导入孔向所述下模和/或所述上模与所述工件之间供给所述导热气体一边进行热压成形。

2.根据权利要求1所述的热压装置，其特征在于，

所述多个气体导入孔形成为在所述冷却通路的附近通过。

3.根据权利要求1或2所述的热压装置，其特征在于，

所述多个气体导入孔形成为在所述下模和/或所述上模的成形面开口，该多个气体导入孔的开口与下述空隙的位置对上，该空隙是因所述工件的冲压加工后的变形而在设有所述多个气体导入孔的所述下模和/或所述上模与所述工件之间产生的空隙。