CN103736867B - 一种超高强度钢板热成形板料支撑机构 - Google Patents

Abstract

本发明专利涉及一种超高强度钢板热成形板料支撑机构，属于高强钢板热冲压成形的领域。本发明以绝缘点接触的形式代替板料直接和模具接触，尽可能大的形式减小热量的散失，磁力销给板料提供一个拉伸力使得板料的绕度减小，提高成形精度，同时以导向定位正销的倾斜部分快速准确对板料进行导向定位。解决了在热成形过程中板料在加热炉中奥氏体化后转移到模具上，冲压之前热量大量散失，从而造成温度分布不均，最终奥氏体化的组织不完全的问题，同时由于高温板料冲压时绕度大，成形后精度低；为避免板料过早的接触模具，减小高温板料绕度大的问题。

Description

一种超高强度钢板热成形板料支撑机构

技术领域

本发明专利涉及一种超高强度钢板热成形板料支撑机构，属于高强钢板热冲压成形的领域。

背景技术

随着国际石油资源紧张，温室效应的加剧，全球汽车开始朝着节能、减排、安全可靠地方向迈进，汽车的油耗主要取决于发动机的排量和汽车的总质量，在保证汽车的总体品质下，减小汽车总质量来降低汽车的输出功率进而降低油耗，成为缓解能源危机、减少环境污染的有效途径之一；轻质材料能有效实现汽车轻量化，如高强度钢、铝合金和超高强度钢等，与普通金属合金相比，超高强度钢板成形后抗拉强度达1500Mpa，远远超过了普通合金的刚度，可实现减轻质量又提高制件安全性能的目的；然而，超高强度钢板常温下硬化指数和厚向异性系数较低，可塑性小，常温下易拉裂、回弹大、难以成形复杂件，同时需要较大的成形力；热成形是解决以上难题的有效加工方法，热成形是指将板料先在加热炉中先加热到奥氏体化然后转移至模具上进行成形、淬火、保压的一种冲压工艺，这种热冲压工艺的优点是：需要较小的成形力；板料可塑性好，能成形复杂的零件；成形后零件强度大；成形零件无回弹精度高。

然而现有的工艺中在高温板料转移到模具的过程中，大部分还是通过机械手快速将板料转移到模具上然后直接冲压，这样由于高温板料大面积的和模具接触导致板料温度急剧下降，从而影响板料最终形成的组织不是完全马氏体组织，进而影响制件的最终强度；虽然，现已有了电阻加热方法可直接将板料加热高达950℃的温度，这可完全避免温度下降的问题，但由于技术不成熟，同时设备制造费昂贵，提高了成本；现今，由于技术的封锁，国内还没有生产出切实可行的热成形模具及板料支撑机构。

本发明根据现有的问题，利用简单的结构设计了一种高强钢板热成形支撑机构，该机构不仅起到支撑作用还能顺利的给板料进行导向和定位，同时支撑过程接触面积小，磁力销能够加快定位速度，提供一个拉伸力，进而减少了高温板料的绕度，提高制件的精度。加上支撑机构采用低热传导系数的绝缘材料制成，热量散失非常少，间接提高了制件的质量。

发明内容

本发明专利设计了一种超高强度钢板热成形板料支撑机构，属于高强度钢板热成形技术领域；该发明的目的是解决在热成形过程中板料在加热炉中奥氏体化后转移到到模具上，冲压之前热量大量散失，从而造成温度分布不均，最终奥氏体化的组织不完全的问题，同时由于高温板料冲压时绕度大，成形后精度低；为避免板料过早的接触模具，减小高温板料绕度大的问题，本发明设计了一个板料支撑机构，使加热板料在冲压之前不和模具接触，且以点接触的形式减少了热量的散失，同时给板料提供一个拉伸力减小板料的绕度，进而提高精度。

本发明的技术方案是：提供一种超高强度钢板热成形板料的支撑机构，以绝缘点接触的形式代替板料直接和模具接触，尽可能大的形式减小热量的散失，磁力销给板料提供一个拉伸力使得板料的绕度减小，提高成形精度，同时以导向定位正销的倾斜部分快速准确对板料进行导向定位。

在实际热冲压过程中根据具体的模具和实际情况设定支撑机构的数量，其特征在于，该支撑机构是由下固定板，弹簧，圆形导柱导套，支撑销固定板，导向定位销，支撑销和磁力销构成；圆形导套固定在支撑销固定板下表面中间位置上，圆形导柱固定在下固定板上表面中间位置上，四根弹簧安装在支撑销固定板和下固定板之间并对称分布；由于四根弹簧平稳好，能够平稳地把支撑销固定板支撑起来，支撑销、磁力销和导向定位销固定在支撑销固定板上；其中支撑销两个、磁力销两个、导向定位销一个，支撑销和导向定位销沿支撑销固定板对称中心线分布，两个支撑销在导向定位销的前面，而磁力销以支撑销和导向定位销连成的直线为中心线对称分布且和导向定位销在同一条直线上，磁力销和导向定位销的直壁部分等高且高于支撑销；下固定板上设有U形槽和圆形螺纹孔，U形槽和螺纹孔沿下固定板的对称中心线分布，下固定板前端开U形槽，后端开圆形螺纹孔。

该发明中支撑销和导向定位销是由热传导系数小的绝缘材料支撑；所述绝缘材料可以采用高温结构陶瓷、锰钢、镀锌钢等材料。

其中导向定位销的倾斜部分和直壁部分的夹角是30度；在冲压过程中高温板料经机械手转移到模具上，由导向定位销快速导向定位，由于板料和支撑销及导向定位销接触的面积小的可以近似为点接触，加上他们是热传导系数小的绝缘材料，因此该过程温度减小的少，间接提高了成形的精度。

该发明中的磁力销在板料转移到模具上时提供一个向下的吸引力，配合导向定位销可以使得板料快速定位，定位好以后侧向提供一个拉伸力使得高温板料平直，减小板料的绕度，提高成形精度。

方形的下固定板通过螺纹孔和U形槽固定在下模上；其中U形槽便于移动确定该机构的位置，整个装置通过下固定板安装在下模上，然后通过弹簧支撑其上面的支撑销固定板。

附图说明

图1是支撑机构的立体示意图；

图2是支撑机构的主视图；

图3是支撑机构的安装图；

图4是板料支撑示意图

附图中：1-下固定板2-螺纹孔3-支撑销固定板4-导向定位销5-磁力销6-支撑销7-圆形导柱导套8-弹簧9-U形槽10-下模11-定位销12-高温板料

具体实施方式

由图1-图4可知，本发明专利超高强度钢板热成形板料支撑机构主要部件包括：下固定板1，弹簧8，圆形导柱导套7，支撑销固定板3，导向定位销4，支撑销6和磁力销5构成；其中，圆形导套固定在支撑销固定板3下表面中间位置上，圆形导柱固定在下固定板1上表面位置上，四根弹簧8安装在上下固定板之间且对称分布；由于四根弹簧平稳好，能够平稳地把支撑销固定板3支撑起来，支撑销6、磁力销5和导向定位销4固定在支撑销固定板3上；其中支撑销6两个、磁力销5两个、导向定位销4一个，支撑销6和导向定位销4在中间部位呈直线分布，两个支撑销在导向定位销的前面，而磁力销5沿支撑销6和导向定位销4连成的直线对称分布且和导向定位销4在同一条直线上，磁力销5和导向定位销4的直壁部分等高且高于支撑销6；下固定板1上设有U形槽9和圆形螺纹孔2，U形槽9和螺纹孔2沿下固定板1的对称中心线分布，下固定板1前端开U形槽9，后端开圆形螺纹孔2，这样便于准确的定位支撑机构

可知在热成形过程中，模具上安装的支撑机构数量示模具结构而定，图3的模具三可以安装六个支撑机构其中长度方向对称放四个，宽度方向在中间部位放一个，这样可以使板料平稳支撑；板料经机械手转移到模具上，由于板料不能直接和下模10接触，因此由图2中30度导向定位销4和磁力销5快速导向定位后，使板料迅速定位到支撑销6上，使得板料不能直接和下模接触减小温度散失，加上磁力销5能够提供一个拉伸力使板料处于平直状态，从而减少板料的绕度，提高板料的精度。如图4所示，是定位后板料在支撑机构上的示意图。

由于支撑销6是热传导系数很小的材料，加上接触面积很小近乎是点接触，避免了板料直接与模具的大面积接触，从而减小了板料热成形前热量的大量散失，提高了制件的最终质量；板料掉到支撑销6上后由4根弹簧8提供的力平稳的支撑着，随后凸模快速下移，压缩弹簧8，经圆形导柱导套7导向使得板料进入下模中的型腔中进行成形；与此同时，支撑销固定板3在弹簧8的弹力下复位，回到初始状态进行下一个冲压过程。

本发明采用点接触的形式支撑板料，加上支撑销6和导向定位销4都采用热传导系数小的材料制成，很大程度上减小了高温板料温度的降低，同时采用倾斜30度的导向定位销4快速定位板料，最后磁力销5给板料提供一个拉伸力使板料处于平直状态，减少板料的绕度，提高精度；此过程中由于板料的接触面积很小，散热很小，不足以引起板料的组织分布不均匀，加上最终产品要进行修边加工等，这种机构能够很好的实现热成形的目的，提高成形件的精度；同时采用四根弹簧8提供支撑力，采用圆形导柱导套7进行导向，因此冲压过程板料平稳不易测斜；整个装置通过下固定板上的U形槽和螺纹孔固定在下模座上，其中U形槽可以移动机构的位置，以便更好的定位。

Claims (6)

1.一种超高强度钢板热成形板料支撑机构，其特征在于：该支撑机构包括下固定板，弹簧，圆形导柱导套，支撑销固定板，导向定位销，支撑销和磁力销；圆形导套固定在支撑销固定板下表面中间位置上，圆形导柱固定在下固定板上表面中间位置上，四根弹簧安装在支撑销固定板和下固定板之间并对称分布；支撑销、磁力销和导向定位销固定在支撑销固定板上；支撑销和导向定位销沿支撑销固定板对称中心线分布，支撑销在导向定位销的前面，而磁力销以支撑销和导向定位销连成的直线为中心线对称分布且和导向定位销在同一条直线上。

2.如权利要求1所述的一种超高强度钢板热成形板料支撑机构，其特征在于：磁力销和导向定位销的直壁部分等高且高于支撑销。

3.如权利要求1所述的一种超高强度钢板热成形板料支撑机构，其特征在于：所述支撑销和导向定位销是由热传导系数小的绝缘材料制成；所述绝缘材料为高温结构陶瓷、锰钢或镀锌钢。

4.如权利要求1所述的一种超高强度钢板热成形板料支撑机构，其特征在于：导向定位销的倾斜部分和直壁部分的夹角是30度。

5.如权利要求1所述的一种超高强度钢板热成形板料支撑机构，其特征在于：所述下固定板上设有U形槽和圆形螺纹孔，U形槽和螺纹孔沿下固定板的对称中心线分布，下固定板前端开U形槽，后端开圆形螺纹孔；方形的下固定板通过螺纹孔和U形槽固定在下模上从而将整个支撑机构通过下固定板安装在下模上，然后通过弹簧支撑其上面的支撑销固定板。

6.如权利要求1所述的一种超高强度钢板热成形板料支撑机构，其特征在于：支撑销为两个，磁力销为两个，导向定位销一个。