CN103658408B - 一种气体辅助快速合模超高强钢热冲压模具 - Google Patents

一种气体辅助快速合模超高强钢热冲压模具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气体辅助快速合模超高强钢热冲压模具，属于热冲压成形技术领域。所述模具主要由气缸（3）、凸模（6）、凹模（8）、固定板（5）、上模板（1）、下模座（7）等主要部分组成。凸模（6）通过固定板（5）装在上模板（1）上，固定板内安装有气缸（3），气缸的活塞杆与凸模连接。在冲压过程中，通过气缸进气推动凸模快速下行，将板料（11）快速冲压成形并与凹模（8）快速合模。所述模具主要解决热冲压成形工艺中使用普通液压机合模速度过慢引发的板料降温速度过快、冷却不均匀、工件力学性能差等问题。对生产企业利用现有普通液压机生产超高强钢热冲压件具有重要的指导意义。

Description

一种气体辅助快速合模超高强钢热冲压模具
技术领域：
本发明涉及一种气体辅助快速合模超高强钢热冲压模具，属于热冲压成形技术领域。
背景技术：
热冲压成形技术是一项用于制造汽车超高强度钢板冲压件的新型技术，零件成形后强度显著提高，可达到1500MPa，而且高温下成形零件回弹小，精度高，广泛应用于汽车车体结构件的制造中。热冲压成形技术的工艺原理是将硼合金钢板加热到900～950℃，保温4～5分钟，使其完全奥氏体化，然后迅速移至带有冷却管道的模具上快速冲压成形（防止板料温度过分降低），成形件同时被模具表面冷却淬火，把奥氏体转变成马氏体，发生相变强化，强度大幅提高。在热冲压成形工艺中，冲压成形速度必须足够快，一般应该在90-110mm/s以上，以确保整个板料都在高温状态下成形，并同时被冷却淬火。因此冲压成形速度非常关键，它决定了成形后工件的组织性能及成形精度。
为实现超高强钢热冲压成形工艺对高冲压成形速度的要求，国外使用的是一种超高速度的快速专用液压机，其冲压成形的工作速率可以达到90-210mm/s，但国内的普通液压机的工作速度仅有10-20mm/s，远不能满足这一要求，不能直接用于超高强钢的热冲压成形。
针对以上问题，本发明创造性地设计了一种气体辅助快速合模超高强钢热冲压模具，能够在普通液压机上，通过模具内部设置的气体辅助快速合模机构实现模具的快速合模，使板料可以在高温状态下快速成形，避免了板料冷却不均匀而导致板料变形，具有良好的应用和推广前景。
发明内容：
本发明设计了一种气体辅助快速合模超高强钢热冲压模具，主要解决热冲压成形工艺中使用普通液压机合模速度过慢引发的板料降温速度过快、冷却不均匀、工件力学性能差等问题。
本发明的上述目的是通过如下手段实现的，现结合附图说明如下：
一种气体辅助快速合模超高强钢热冲压模具，主要由气缸3、凸模6、凹模8、固定板5、上模板1、下模座7组成，所述凹模8固定在下模座7上，所述凸模6通过固定板5装在上模板1上，所述固顶板内安装有气缸3，气缸的活塞杆连接在凸模上，气缸设有上下进气管2、4，凸模由气缸驱动快速上下运动。
所述的气缸3为一个或多个，其数量根据零件成形力的大小确定。
所述凸模6通过两侧面与固定板5配合导向。
与传统的热冲压模具相比，本发明具有如下优点：
传统的热冲压模具凸模、凹模固定在上下模板上，位置保持不动。而本发明中在凸模固定板内加入气缸，气缸可推动凸模快速运动，实现快速合模，从而有效避免了普通液压机冲压速度慢引发的板料温度下降过快、冷却不均匀、成形件力学性能差等问题。
附图说明：
图1：传统热冲压模具示意图。
图2：本发明的气体辅助快速合模热冲压模具示意图。
图3：本发明的气体辅助快速合模热冲压模具油缸分布示意图。
图中：1.上模板2.上气管3.气缸4.下气管5.固定板6.凸模7.下模座8.凹模9.冷却管10.定位装置11.板料
具体实施方式：
下面结合附图进一步说明本发明的具体内容及其具体实施方式。
所述模具参阅图2，包括：1.上模板、2.上气管、3.气缸、4.下气管、5.固定板、6.凸模、7.下模座、8.凹模、9.冷却管、10.定位装置等主要部分。首先将加热保温后的板料11放入热成形模具上，液压机启动下压行程，其滑块推动模具上模板1下行，同时气缸3进气推动凸模6快速下行，将板料11快速冲压成形并与凹模8合模，液压机滑块推动上模板1继续下行（气缸3内的气体被压缩，活塞杆后退），直到达到压机下止点停止，凸模6凹模8被进一步合模压紧，实现保压冷却，然后液压机回程，气管4进气推动凸模6回到初始位置，准备下一个工作循环。
所述的气缸3安装在固定板5内部，其数量可以根据零件成形力的大小确定；
所述的凸模6后面直接连接在气缸3上，凸模的两侧面与固定板5配合导向。
首先将加热保温并均匀奥氏体化后的板料11快速放到热成形模具上，液压机启动下压行程，其滑块推动模具上模板1及凸模6等下行，开始冲压成形过程，同时上气管2进气使气缸3推动凸模6快速下行，凸模6将板料3快速冲压成形并与凹模8合模，液压机滑块推动上模板1等继续下行，气缸3内的气体因凸模6和凹模8合模接触不动而被压缩，活塞杆后退，直到达到压机下止点停止，凸模6和凹模8被进一步压实合紧，成形件被进一步压紧，实现保压冷却，同时成形件的外形精度被进一步校正，精度大幅提高。保压冷却7-10s后，液压机回程，气管4进气推动凸模6回到初始位置，准备下一个工作循环。
通过使用上述这种气体辅助快速合模模具，冲压成形速度可以完全达到超高强钢热冲压成形工艺的要求，能够在普通液压机上实现超高强钢的热冲压成形，使生产企业能够充分利用现有的普通液压机设备，生产超高强度的热冲压件，而不必耗费巨资引进国外价格昂贵的超高强钢热冲压专用快速液压机。
本发明从开发具有快速合模功能的热冲压模具入手，巧妙地解决了超高强钢热冲压成形工艺中使用普通液压机因合模速度过慢引发的板料降温速度过快、冷却不均匀、工件力学性能差等问题，对生产企业利用现有普通液压机生产超高强钢热冲压件具有重要的指导意义。

Claims (1)

1.一种气体辅助快速合模超高强钢热冲压模具，主要由气缸(3)、凸模(6)、凹模(8)、固定板(5)、上模板(1)、下模座(7)组成，其特征在于：所述凹模(8)固定在下模座(7)上，所述凸模(6)通过固定板(5)装在上模板(1)上，所述固定板内安装有气缸(3)，气缸的活塞杆连接在凸模上，气缸设有上下进气管(2、4)，凸模由气缸驱动快速上下运动。
所述的气缸(3)为一个或多个，其数量根据零件成形力的大小确定。
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