CN104550494A - 横向拼接结构热成形水冷模具及其密封性能检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种横向拼接结构热成形水冷模具及其密封性能检测方法。发明模具，包括上模具以及与所述上模具形状和尺寸匹配的下模具，其特征在于，包括：所述上模具设置有电加热棒放置孔，所述上模具与压机相连，所述下模具由至少两个镶块拼接且与垫板相连，所述至少两个镶块内部均设置有供冷却水流动的冷却水道，且所述水道接口处设置有密封圈槽，密封所述至少两个镶块之间水道接口的密封圈放置在所述密封圈槽内。发明实施例简化了模具的结构，降低了模具的加工成，改善了模具的密封效果，提高了模具的工作效率。

Description

横向拼接结构热成形水冷模具及其密封性能检测方法

技术领域

本发明实施例涉及模具制造领域，尤其涉及一种横向拼接结构热成形水冷模具及其密封性能检测方法。

背景技术

热成形水冷模具的冷却系统在模具的设计中占有十分重要的地位，是改善零件机械性能、成形效率的关键。

为了保证热成形零件质量的均匀性和稳定性，必须使模具在连续工作状态时的模面温度保持在200℃以下，传统方法为对热冲压模具进行镶块化设计，并在每个镶块设计单独的进出水道。在公开号为CN101518804A和CN101394950A的发明专利中提到针对热冲压件在淬火时外界喷洒冷却水的冷却方法。在公开号为CN102179499A和CN102744328A的发明专利中均提出在模具内设置随模具型面走向的弯曲冷却水道来改善热成形过程板材的冷却均匀性，前者为铸造一体成形模具，后者为机械加工后整体紧固的模具。然而，将大型的热冲压模具镶块化设计并在各个镶块内设计单独的进出水道，然后通过销孔定位拼接进行冲压加工的方式，其热冲压零件的机械性能在没有水流作用的镶块拼接过渡区域将明显低于其他区域。镶块分割越多，则整个零件上没有水流作用的面积越大，零件的机械性能则越不均匀，越不稳定。批量生产时，废品率明显提高。

因此，现有技术中的热成形模具水冷系统结构过于复杂，并且成品率低。

发明内容

本发明实施例提供一种横向拼接结构热成形水冷模具及其密封性能检测方法，以克服现有技术中热成形模具水冷系统结构过于复杂，冷却效率低的问题。

本发明实施例提供了一种横向拼接结构热成形水冷模具，包括上模具以及与所述上模具形状和尺寸匹配的下模具，包括：

所述上模具设置有电加热棒放置孔，所述上模具与压机相连，所述下模具由至少两个镶块拼接且与垫板相连，所述至少两个镶块内部均设置有供冷却水流动的冷却水道，且所述水道接口处设置有密封圈槽，密封所述至少两个镶块之间水道接口的密封圈放置在所述密封圈槽内。

可选地，所述下模具的至少两个镶块采用螺栓预紧。

进一步地，所述密封圈为耐高温O型密封圈。

进一步地，所述上模具加热温度由温控箱调节。

进一步地，所述上模具与压机挡板之间采用石棉隔热。

进一步地，所述上模具通过模柄与压机相连。

本发明实施例还提供一种基于上述的模具密封性能检测方法，包括：

在所述密封圈槽装配变色试纸，在所述密封圈槽内、所述上模具面、所述下模具面以及所述至少两个镶块拼接处设置热电偶；

启动水循环系统和温控系统，所述水循环系统向所述至少两个镶块内部的冷却水道提供冷却水，所述温控系统采集所述热电偶温度并控制所述上模具加热温度；

观察所述变色试纸的变色面积，若所述变色试纸的变色面积大于阈值面积，则确定所述至少两个镶块之间的拼接面渗水，若所述变色试纸的变色面积小于阈值面积，则确定所述至少两个镶块之间的拼接面未渗水并提高所述上模具的加热温度直至变色试纸的变色面积大于阈值面积；

记录所述变色试纸变色面积大于阈值面积时的温控系统对应的温度、所述水循环系统对应的循环次数以及所述密封圈型号；

根据所述记录为所述至少两个镶块配置密封圈。

本发明实施例上模具设置有电加热棒放置孔，该上模具模柄与压机相连，下模具由至少两个镶块拼接且与垫板相连，该至少两个镶块内部均设置有供冷却水流动的冷却水道，通过所述水道接口处设置有密封圈槽，并将密封所述至少两个镶块之间水道接口的密封圈放置在所述密封圈槽内，解决了现有技术中热成形水冷模具机构过于复杂的问题，简化了模具结构的同时，还提高了加工零件的机械性能，降低了模具加工成本，改善了模具的密封效果，提高了模具的成品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明横向拼接结构热成形水冷模具结构示意图；

图2为本发明横向拼接结构热成形水冷模具性能检测方法的流程图；

图3为本发明横向拼接结构热成形水冷模具性能检测方法中温度采集的示意图；

图4为本发明横向拼接结构热成形水冷模具性能检测方法中模具示意图；

图5为本发明横向拼接结构热成形水冷模具性能检测方法中变色试纸变色面积示意图；

图6为本发明横向拼接结构热成形水冷模具性能检测方法中密封圈槽处的温度变化曲线示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明横向拼接结构热成形水冷模具结构示意图，如图1所示，本实施例的模具包括上模具以及与所述上模具形状和尺寸匹配的下模具，包括：

所述上模具101设置有电加热棒放置孔102，所述上模具模柄103与压机相连，所述下模具由至少两个镶块104拼接且与垫板105相连，所述至少两个镶块104内部均设置有供冷却水流动的冷却水道106，且所述水道接口处设置有密封圈槽107，密封所述至少两个镶块104之间水道接口的密封圈108放置在所述密封圈槽107内。

具体来说，本实施例中的横向拼接结构热成形水冷模具包括上模具和下模具，该上模具可采用模柄与压机相连，也可以采用其他方式与压机相连，本实施例对此不做限定，该上模具设置有电加热棒放置孔。该上模具的加热温度由温控箱调节。与压机挡板之间采用石棉隔热。下模具是由两个镶块拼接而成且与垫板相连，本实施例中两个镶块采用螺栓预紧，两个镶块内均设置有供冷却水流动的冷却水道，该水道接口处设置有密封圈槽，密封圈放置在该密封圈槽内，该密封圈为耐高温O型密封圈，包括包含氟硅橡胶密封圈、全氟橡胶密封圈、黄铜垫圈和组合垫圈等。本实施例中的模具，下模具的水循环系统可以由外部水系统供给，当水循环系统为两个镶块内部的冷却水道提供冷却水时，该冷却水从两个拼接镶块的一端流入，另一端直接流出。水循环系统可以通过调节水泵转速控制水流大小。

本实施例，横向拼接结构热成形水冷模具至少两个镶块间水道直接密封拼接，从而各个镶块之间的冷却水道直接串联通水，不需要额外设置水槽以使各个镶块单独进出水，增大了各个镶块上水冷却的面积，使得加工零件的机械性能更加均匀、稳定。简化了模具结构的同时，还提高了加工零件的机械性能，降低了模具加工成本，改善了模具的密封效果，提高了模具的成品率。

图2为本发明横向拼接结构热成形水冷模具密封性能检测方法的流程图，如图2所示，本实施例的方法可以包括：

步骤101、在所述密封圈槽装配变色试纸，在所述密封圈槽内、所述上模具面、所述下模具面以及所述至少两个镶块拼接处设置热电偶；

步骤102、启动水循环系统和温控系统，所述水循环系统向所述至少两个镶块内部的冷却水道提供冷却水，所述温控系统采集所述热电偶温度并控制所述上模具加热温度；

步骤103、观察所述变色试纸的变色面积，若所述变色试纸的变色面积大于阈值面积，则确定所述至少两个镶块之间的拼接面渗水，若所述变色试纸的变色面积小于阈值面积，则确定所述至少两个镶块之间的拼接面未渗水并提高所述上模具的加热温度直至变色试纸的变色面积大于阈值面积；

步骤104、记录所述变色试纸变色面积大于阈值面积时的温控系统对应的温度、所述水循环系统对应的循环次数以及所述密封圈型号；

步骤105、根据所述记录为所述至少两个镶块配置密封圈。

具体来说，整套模具固定在快速液压机上，并在密封圈槽装配变色试纸，两镶块拼接平面放置极薄的遇水变色试纸，该变色试纸制作成与配合面相同的尺寸和形状，可将圆环型遇水变色试纸固定在密封槽四周，内圆的大小与密封槽大小相同。在密封圈槽内、上模具面、下模具面以及两个镶块拼接处设置热电偶，如图3所示，热电偶为301，镶块为302。上模面焊接采温热电偶，上模具面加热温度由温控箱调节，使得上模具面温度稳定在设置温度，近似模拟热冲压时板料产生的热量。放置密封圈的槽内布置热电偶，监测密封圈失效温度分别采集冷却水道内流水温度、密封圈表面温度、模具面温度和两冷却水道之间拼接处模具温度。如图4所示，启动水循环系统401和温控系统402，上模具的温度由电加热棒提供，试验压机为40T高速液压机；将压机开启循环模式，设定冲压次数以及每次冲压的保压时间和停歇时间，按照热成形高强度钢生产节拍，一般设定每次循环时间为20秒，其中保压为15秒，循环次数为50次以上。上模具采用大功率电加热管进行加热并实时通过焊接在模具表面的热电偶采集加热过程中的模面温度，下模具冷却介质为水。为了降低冷却水道延长对冷却效果的影响，冷却水中加入了制冷剂。可以通过PC机设定检测循环次数、保压时间和上模具加热温度等参数，循环次数结束后将下模水道内残余的水吹干，取出变色试纸，观察变色面积，可以通过划分花型网格将变色面积量化。如图5所示，501为未变色的试纸面积，502为变色的试纸面积。本实施例中当变色面积大于70％，则确定为两个镶块之间的拼接面渗水，若变色面积小于70％，则确定为两个镶块之间的拼接面未渗水，并提高上模具的加热温度直至变色试纸的变色面积大于70％。记录所述变色试纸变色面积大于阈值面积时的温控系统对应的温度、所述水循环系统对应的循环次数以及所述密封圈型号。更换密封圈种类，重新上述检测方法的步骤进行模具的性能检测，并记录该型号的密封圈对应的各个参数。根据该记录为模具配置密封圈。如图6所示为典型的密封圈槽处温度曲线变化图。温度曲线为图3所示301中的密封圈槽处热电偶获得。在循环工况下，温度曲线表现为波动式上升，直到稳定到合理的工作阈值内。典型工作温度上限在55-65℃，下限为30-40℃。

本实施例，通过变色试纸的变色面积是否大于阈值面积，以及温控系统对应的温度，判断下模具两个镶块之间是否渗水并记录下对应的温度，从而确定热成形水冷模具所匹配的密封圈的型号，实现了模具密封性能的检测，提高了模具加工的成品率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种横向拼接结构热成形水冷模具，包括上模具以及与所述上模具形状和尺寸匹配的下模具，其特征在于，包括：

所述上模具设置有电加热棒放置孔，所述上模具与压机相连，所述下模具由至少两个镶块拼接且与垫板相连，所述至少两个镶块内部均设置有供冷却水流动的冷却水道，且所述水道接口处设置有密封圈槽，密封所述至少两个镶块之间水道接口的密封圈放置在所述密封圈槽内。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述下模具的至少两个镶块采用螺栓预紧。

3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述密封圈为耐高温O型密封圈。

4.根据权利要求1-3任一项所述的模具，其特征在于，所述上模具加热温度由温控箱调节。

5.根据权利要求1-3任一项所述的模具，其特征在于，所述上模具通过模柄与压机相连。

6.根据权利要求1-3任一项所述的模具，其特征在于，所述上模具与压机挡板之间采用石棉隔热。

7.一种基于权利要求1所述的模具密封性能检测方法，其特征在于，包括：

在所述密封圈槽装配变色试纸，在所述密封圈槽内、所述上模具面、所述下模具面以及所述至少两个镶块拼接处设置热电偶；

启动水循环系统和温控系统，所述水循环系统向所述至少两个镶块内部的冷却水道提供冷却水，所述温控系统采集所述热电偶温度并控制所述上模具加热温度；

观察所述变色试纸的变色面积，若所述变色试纸的变色面积大于阈值面积，则确定所述至少两个镶块之间的拼接面渗水，若所述变色试纸的变色面积小于阈值面积，则确定所述至少两个镶块之间的拼接面未渗水并提高所述上模具的加热温度直至变色试纸的变色面积大于阈值面积；

记录所述变色试纸变色面积大于阈值面积时的温控系统对应的温度、所述水循环系统对应的循环次数以及所述密封圈型号；

根据所述记录为至少两个镶块配置密封圈。2 -->