CN105537414B - 一种带冷却水道的热冲压模具及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

一种带冷却水道的热冲压模具，包括热冲压模具本体及其内部设置的冷却水道，所述冷却水道包括相互平行的一号冷却水道、二号冷却水道、三号冷却水道，所述热冲压模具本体的中部设置有销孔镶块，销孔镶块的横向中心线与二号冷却水道的中心线重合，销孔镶块的一侧与一号冷却水道相交，销孔镶块的另一侧与三号冷却水道相交；制造过程中，先将钎料均匀涂抹在销孔镶块的表面，再将销孔镶块安装于热冲压模具本体中，然后将安装有销孔镶块的热冲压模具本体放入真空钎焊炉中，加热到1180℃后随炉冷却，之后，将热冲压模具依次进行淬火与回火处理。本设计不仅零件定位准确，而且冷却速率高。

Description

一种带冷却水道的热冲压模具及其制造工艺

技术领域

本发明涉及一种热冲压模具，尤其涉及一种带冷却水道的热冲压模具及其制造工艺，主要适用于提升零件定位的精准度。

背景技术

热冲压成形技术是目前非常热门的一项技术，该技术所制造的冲压件强度达1500MPa，由于其轻质高强度的特点，已成为汽车减重、增强碰撞安全性能的重要途径。热冲压成形关键之一是要保证板材从奥氏体到马氏体的转变及组织分布的均匀性，因此要保证热冲压模具的冷却能力要强，均匀性要好，即保证热冲压模具中含有均匀分布的冷却水道。通常定位销孔的直径大于冷却水道的间隙，如在热冲压模具上布置定位销孔，将会形成干涉，如果冷却水道让开定位销孔，那么附近的冷却速率将不够均匀。因此与冷冲压模具不同，热冲压模具无法直接布置定位销孔（或顶杆孔），从而导致零件定位不准确（或顶出困难），在后续激光切割时定位不可靠，对于自动化生产有着较大的影响。

中国专利申请公布号为CN104923660A，申请公布日为2015年9月23日的发明公开了一种蛇形冷却水道式热冲压模具，包括成对设置的凸模镶块和凹模镶块，凸模镶块具有凸起部以使其横截面为凸型，凹模镶块具有凹进部以使其横截面为凹型，凸模镶块和凹模镶块内分别设有蜿蜒曲折的蛇形冷却水道，蛇形冷却水道的深度设置为其底部贴近凸模镶块和凹模镶块相互接触的面。该发明虽然冷却效果较好，但是其仍然存在以下缺陷：该发明为促使冷却程度和速度均匀，而并未在热冲压模具上设置定位销孔，从而导致零件定位不准确。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的零件定位不准确的缺陷与问题，提供一种零件定位准确的带冷却水道的热冲压模具及其制造工艺。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种带冷却水道的热冲压模具，包括热冲压模具本体及其内部设置的冷却水道，所述冷却水道包括相互平行的一号冷却水道、二号冷却水道、三号冷却水道，所述热冲压模具本体的中部设置有销孔镶块，销孔镶块的横向中心线与二号冷却水道的中心线重合，销孔镶块的一侧与一号冷却水道相交，销孔镶块的另一侧与三号冷却水道相交。

所述一号冷却水道、二号冷却水道、三号冷却水道设置于热冲压模具本体的内部，一号冷却水道、二号冷却水道、三号冷却水道的一端部都位于热冲压模具本体的一号端面上，一号冷却水道、二号冷却水道、三号冷却水道的另一端部都位于热冲压模具本体的二号端面上，二号端面与一号端面相互平行，所述一号冷却水道、二号冷却水道、三号冷却水道都与一号端面相互垂直。

所述销孔镶块为圆柱形结构，销孔镶块包括镶块及其中部设置的销孔，镶块的中心与销孔的圆心重合。

所述镶块的一侧设置有一号水道槽，一号水道槽与镶块的纵向中心线相互垂直，一号水道槽与一号冷却水道的一侧相连接，一号冷却水道的另一侧远离一号水道槽；

所述镶块的另一侧设置有二号水道槽，二号水道槽与纵向中心线相互垂直，二号水道槽与三号冷却水道的一侧相连接，三号冷却水道的另一侧远离二号水道槽。

所述二号冷却水道包括第一段冷却水道与第二段冷却水道；

所述镶块的一侧设置有一号凹槽，一号凹槽与横向中心线相互垂直，一号凹槽的一端与第一段冷却水道的一端相连接，第一段冷却水道的另一端延伸至热冲压模具本体的一号端面上，一号凹槽的另一端与设置于镶块上的环形槽相连接；

所述镶块的另一侧设置有二号凹槽，二号凹槽与横向中心线相互垂直，二号凹槽的一端与第二段冷却水道的一端相连接，第二段冷却水道的另一端延伸至热冲压模具本体的二号端面上，二号凹槽的另一端与环形槽相连接。

所述一号凹槽的宽度大于等于第一段冷却水道的直径，所述二号凹槽的宽度大于等于第二段冷却水道的直径。

一种带冷却水道的热冲压模具的制造工艺，所述制造工艺依次包括以下步骤：

焊接工艺：先将钎料均匀涂抹在销孔镶块的表面，再将销孔镶块安装于热冲压模具本体中，然后将安装有销孔镶块的热冲压模具本体放入真空钎焊炉中，加热到1180℃后随炉冷却，此时，销孔镶块与热冲压模具本体相焊接以构成热冲压模具；

热处理工艺：包括淬火与回火；淬火是指先将热冲压模具加热到550℃后保温一个半小时，再继续升温到850℃后保温一个半小时，然后继续升温到1180℃后保温一个半小时，之后，油冷至室温；回火是指将淬火处理后的热冲压模具加热到550℃后保温四个半小时。

所述回火的次数为2–3次。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、由于本发明一种带冷却水道的热冲压模具及其制造工艺中冷却水道包括相互平行的一号冷却水道、二号冷却水道、三号冷却水道，热冲压模具本体的中部设置有销孔镶块，销孔镶块的横向中心线与二号冷却水道的中心线重合，销孔镶块的一侧与一号冷却水道相交，销孔镶块的另一侧与三号冷却水道相交，这样的设计一方面通过销孔镶块来提高零件的定位精准度，另一方面通过冷却水道的布置来提高热冲压模具的冷却效率。因此，本发明不仅零件定位准确，而且冷却速率高。

2、由于本发明一种带冷却水道的热冲压模具及其制造工艺中冷却水道均匀布置在热冲压模具的内部，销孔镶块包括镶块及其中部设置的销孔，镶块上设置的水道槽分别与一号冷却水道、三号冷却水道相连接，镶块上设置的凹槽、环形槽用于连通第一段冷却水道与第二段冷却水道，这样的设计不仅结构简单，而且加工简便、成本低。因此，本发明不仅结构简单，而且加工简便、成本低。

3、由于本发明一种带冷却水道的热冲压模具及其制造工艺中销孔镶块包括镶块及其中部设置的销孔，镶块上设置的水道槽分别与一号冷却水道、三号冷却水道相连接，镶块上设置的凹槽、环形槽用于连通第一段冷却水道与第二段冷却水道，冷却水道不与销孔相交，销孔的布置不会对冷却形成干涉，因此冷却程度与速度均匀。因此，本发明冷却程度与速度均匀。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中销孔镶块的结构示意图。

图3是图1沿A–A方向的剖视图。

图中：热冲压模具本体1、一号冷却水道11、二号冷却水道12、第一段冷却水道121、第二段冷却水道122、三号冷却水道13、中心线14、一号端面15、二号端面16、销孔镶块2、镶块21、一号水道槽211、二号水道槽212、一号凹槽213、二号凹槽214、环形槽215、销孔22、横向中心线23、纵向中心线24。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图3，一种带冷却水道的热冲压模具，包括热冲压模具本体1及其内部设置的冷却水道，所述冷却水道包括相互平行的一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13，所述热冲压模具本体1的中部设置有销孔镶块2，销孔镶块2的横向中心线23与二号冷却水道12的中心线14重合，销孔镶块2的一侧与一号冷却水道11相交，销孔镶块2的另一侧与三号冷却水道13相交。

所述一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13设置于热冲压模具本体1的内部，一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13的一端部都位于热冲压模具本体1的一号端面15上，一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13的另一端部都位于热冲压模具本体1的二号端面16上，二号端面16与一号端面15相互平行，所述一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13都与一号端面15相互垂直。

所述销孔镶块2为圆柱形结构，销孔镶块2包括镶块21及其中部设置的销孔22，镶块21的中心与销孔22的圆心重合。

所述镶块21的一侧设置有一号水道槽211，一号水道槽211与镶块21的纵向中心线24相互垂直，一号水道槽211与一号冷却水道11的一侧相连接，一号冷却水道11的另一侧远离一号水道槽211；

所述镶块21的另一侧设置有二号水道槽212，二号水道槽212与纵向中心线24相互垂直，二号水道槽212与三号冷却水道13的一侧相连接，三号冷却水道13的另一侧远离二号水道槽212。

所述二号冷却水道12包括第一段冷却水道121与第二段冷却水道122；

所述镶块21的一侧设置有一号凹槽213，一号凹槽213与横向中心线23相互垂直，一号凹槽213的一端与第一段冷却水道121的一端相连接，第一段冷却水道121的另一端延伸至热冲压模具本体1的一号端面15上，一号凹槽213的另一端与设置于镶块21上的环形槽215相连接；

所述镶块21的另一侧设置有二号凹槽214，二号凹槽214与横向中心线23相互垂直，二号凹槽214的一端与第二段冷却水道122的一端相连接，第二段冷却水道122的另一端延伸至热冲压模具本体1的二号端面16上，二号凹槽214的另一端与环形槽215相连接。

所述一号凹槽213的宽度大于等于第一段冷却水道121的直径，所述二号凹槽214的宽度大于等于第二段冷却水道122的直径。

一种带冷却水道的热冲压模具的制造工艺，所述制造工艺依次包括以下步骤：

焊接工艺：先将钎料均匀涂抹在销孔镶块2的表面，再将销孔镶块2安装于热冲压模具本体1中，然后将安装有销孔镶块2的热冲压模具本体1放入真空钎焊炉中，加热到1180℃后随炉冷却，此时，销孔镶块2与热冲压模具本体1相焊接以构成热冲压模具；

热处理工艺：包括淬火与回火；淬火是指先将热冲压模具加热到550℃后保温一个半小时，再继续升温到850℃后保温一个半小时，然后继续升温到1180℃后保温一个半小时，之后，油冷至室温；回火是指将淬火处理后的热冲压模具加热到550℃后保温四个半小时。

所述回火的次数为2–3次。

本发明的原理说明如下：

热冲压成形不仅要保证热冲压模具有强的冷却能力，且冷却要均匀，而且还要保证零件定位准确。而现有技术中在满足冷却速率均匀的前提下并未满足零件定位准确的要求。本设计一种带冷却水道的热冲压模具的中部设置有销孔镶块2，销孔镶块2的中心设置有销孔22，通过销孔22保证零件定位准确（或顶出简单），在后续激光切割时定位可靠，这对于自动化生产有着积极影响；

镶块21的一侧设置有一号水道槽211，一号水道槽211与镶块21的纵向中心线24相互垂直，一号水道槽211与一号冷却水道11的一侧相连接，一号冷却水道11的另一侧远离一号水道槽211，镶块21的另一侧设置有二号水道槽212，二号水道槽212与纵向中心线24相互垂直，二号水道槽212与三号冷却水道13的一侧相连接，三号冷却水道13的另一侧远离二号水道槽212，一号冷却水道11与三号冷却水道13均不与销孔22相交，一号冷却水道11与三号冷却水道13工作时，冷却水顺利通过一号冷却水道11与三号冷却水道13，且不会受销孔22的影响，因此，一号冷却水道11与三号冷却水道13的冷却程度与速度均匀；

镶块21的一侧设置有一号凹槽213，一号凹槽213与横向中心线23相互垂直，一号凹槽213的一端与第一段冷却水道121的一端相连接，第一段冷却水道121的另一端延伸至热冲压模具本体1的一号端面15上，一号凹槽213的另一端与设置于镶块21上的环形槽215相连接，镶块21的另一侧设置有二号凹槽214，二号凹槽214与横向中心线23相互垂直，二号凹槽214的一端与第二段冷却水道122的一端相连接，第二段冷却水道122的另一端延伸至热冲压模具本体1的二号端面16上，二号凹槽214的另一端与环形槽215相连接，所述一号凹槽213的宽度大于等于第一段冷却水道121的直径，所述二号凹槽214的宽度大于等于第二段冷却水道122的直径；二号冷却水道12工作时，冷却水依次通过第一段冷却水道121、一号凹槽213、环形槽215、二号凹槽214、第二段冷却水道122后流出，这样不仅不会受到销孔22的影响，而且冷却程度与速度均匀。

综上，本设计既能保证热冲压模具具有均匀的冷却速率，又能保证热冲压模具具有精准定位功能。

实施例1：

参见图1至图3，一种带冷却水道的热冲压模具，包括热冲压模具本体1及其内部设置的冷却水道，所述冷却水道包括相互平行的一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13，所述热冲压模具本体1的中部设置有销孔镶块2，销孔镶块2的横向中心线23与二号冷却水道12的中心线14重合，销孔镶块2的一侧与一号冷却水道11相交，销孔镶块2的另一侧与三号冷却水道13相交。

按上述方案，一种带冷却水道的热冲压模具的制造工艺，所述制造工艺依次包括以下步骤：焊接工艺：先将钎料均匀涂抹在销孔镶块2的表面，再将销孔镶块2安装于热冲压模具本体1中，然后将安装有销孔镶块2的热冲压模具本体1放入真空钎焊炉中，加热到1180℃后随炉冷却，此时，销孔镶块2与热冲压模具本体1相焊接以构成热冲压模具；热处理工艺：包括淬火与回火；淬火是指先将热冲压模具加热到550℃后保温一个半小时，再继续升温到850℃后保温一个半小时，然后继续升温到1180℃后保温一个半小时，之后，油冷至室温；回火是指将淬火处理后的热冲压模具加热到550℃后保温四个半小时；所述回火的次数为2–3次。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1至图3，所述一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13设置于热冲压模具本体1的内部，一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13的一端部都位于热冲压模具本体1的一号端面15上，一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13的另一端部都位于热冲压模具本体1的二号端面16上，二号端面16与一号端面15相互平行，所述一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13都与一号端面15相互垂直；所述销孔镶块2为圆柱形结构，销孔镶块2包括镶块21及其中部设置的销孔22，镶块21的中心与销孔22的圆心重合；所述镶块21的一侧设置有一号水道槽211，一号水道槽211与镶块21的纵向中心线24相互垂直，一号水道槽211与一号冷却水道11的一侧相连接，一号冷却水道11的另一侧远离一号水道槽211；所述镶块21的另一侧设置有二号水道槽212，二号水道槽212与纵向中心线24相互垂直，二号水道槽212与三号冷却水道13的一侧相连接，三号冷却水道13的另一侧远离二号水道槽212。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

参见图1至图3，所述一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13设置于热冲压模具本体1的内部，一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13的一端部都位于热冲压模具本体1的一号端面15上，一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13的另一端部都位于热冲压模具本体1的二号端面16上，二号端面16与一号端面15相互平行，所述一号冷却水道11、二号冷却水道12、三号冷却水道13都与一号端面15相互垂直；所述销孔镶块2为圆柱形结构，销孔镶块2包括镶块21及其中部设置的销孔22，镶块21的中心与销孔22的圆心重合；所述二号冷却水道12包括第一段冷却水道121与第二段冷却水道122；所述镶块21的一侧设置有一号凹槽213，一号凹槽213与横向中心线23相互垂直，一号凹槽213的一端与第一段冷却水道121的一端相连接，第一段冷却水道121的另一端延伸至热冲压模具本体1的一号端面15上，一号凹槽213的另一端与设置于镶块21上的环形槽215相连接；所述镶块21的另一侧设置有二号凹槽214，二号凹槽214与横向中心线23相互垂直，二号凹槽214的一端与第二段冷却水道122的一端相连接，第二段冷却水道122的另一端延伸至热冲压模具本体1的二号端面16上，二号凹槽214的另一端与环形槽215相连接；所述一号凹槽213的宽度大于等于第一段冷却水道121的直径，所述二号凹槽214的宽度大于等于第二段冷却水道122的直径。

Claims (8)

1.一种带冷却水道的热冲压模具，包括热冲压模具本体（1）及其内部设置的冷却水道，其特征在于：所述冷却水道包括相互平行的一号冷却水道（11）、二号冷却水道（12）、三号冷却水道（13），所述热冲压模具本体（1）的中部设置有销孔镶块（2），销孔镶块（2）的横向中心线（23）与二号冷却水道（12）的中心线（14）重合，销孔镶块（2）的一侧与一号冷却水道（11）相交，销孔镶块（2）的另一侧与三号冷却水道（13）相交。

2.根据权利要求1所述的一种带冷却水道的热冲压模具，其特征在于：所述一号冷却水道（11）、二号冷却水道（12）、三号冷却水道（13）设置于热冲压模具本体（1）的内部，一号冷却水道（11）、二号冷却水道（12）、三号冷却水道（13）的一端部都位于热冲压模具本体（1）的一号端面（15）上，一号冷却水道（11）、二号冷却水道（12）、三号冷却水道（13）的另一端部都位于热冲压模具本体（1）的二号端面（16）上，二号端面（16）与一号端面（15）相互平行，所述一号冷却水道（11）、二号冷却水道（12）、三号冷却水道（13）都与一号端面（15）相互垂直。

3.根据权利要求1或2所述的一种带冷却水道的热冲压模具，其特征在于：所述销孔镶块（2）为圆柱形结构，销孔镶块（2）包括镶块（21）及其中部设置的销孔（22），镶块（21）的中心与销孔（22）的圆心重合。

4.根据权利要求3所述的一种带冷却水道的热冲压模具，其特征在于：

所述镶块（21）的一侧设置有一号水道槽（211），一号水道槽（211）与镶块（21）的纵向中心线（24）相互垂直，一号水道槽（211）与一号冷却水道（11）的一侧相连接，一号冷却水道（11）的另一侧远离一号水道槽（211）；

所述镶块（21）的另一侧设置有二号水道槽（212），二号水道槽（212）与纵向中心线（24）相互垂直，二号水道槽（212）与三号冷却水道（13）的一侧相连接，三号冷却水道（13）的另一侧远离二号水道槽（212）。

5.根据权利要求3所述的一种带冷却水道的热冲压模具，其特征在于：

所述二号冷却水道（12）包括第一段冷却水道（121）与第二段冷却水道（122）；

所述镶块（21）的一侧设置有一号凹槽（213），一号凹槽（213）与横向中心线（23）相互垂直，一号凹槽（213）的一端与第一段冷却水道（121）的一端相连接，第一段冷却水道（121）的另一端延伸至热冲压模具本体（1）的一号端面（15）上，一号凹槽（213）的另一端与设置于镶块（21）上的环形槽（215）相连接；

所述镶块（21）的另一侧设置有二号凹槽（214），二号凹槽（214）与横向中心线（23）相互垂直，二号凹槽（214）的一端与第二段冷却水道（122）的一端相连接，第二段冷却水道（122）的另一端延伸至热冲压模具本体（1）的二号端面（16）上，二号凹槽（214）的另一端与环形槽（215）相连接。

6.根据权利要求5所述的一种带冷却水道的热冲压模具，其特征在于：所述一号凹槽（213）的宽度大于等于第一段冷却水道（121）的直径，所述二号凹槽（214）的宽度大于等于第二段冷却水道（122）的直径。

7.一种权利要求1所述的带冷却水道的热冲压模具的制造工艺，其特征在于：所述制造工艺依次包括以下步骤：

焊接工艺：先将钎料均匀涂抹在销孔镶块（2）的表面，再将销孔镶块（2）安装于热冲压模具本体（1）中，然后将安装有销孔镶块（2）的热冲压模具本体（1）放入真空钎焊炉中，加热到1180℃后随炉冷却，此时，销孔镶块（2）与热冲压模具本体（1）相焊接以构成热冲压模具；

热处理工艺：包括淬火与回火；淬火是指先将热冲压模具加热到550℃后保温一个半小时，再继续升温到850℃后保温一个半小时，然后继续升温到1180℃后保温一个半小时，之后，油冷至室温；回火是指将淬火处理后的热冲压模具加热到550℃后保温四个半小时。

8.根据权利要求7所述的一种带冷却水道的热冲压模具的制造工艺，其特征在于：所述回火的次数为2–3次。