CN106238584A - 变强度冲压模具 - Google Patents

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姜自伟
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Abstract

变强度冲压模具，属于模具技术领域。变强度冲压模具，它能使零件不同区域具有不同的组织和强度，实现了单一零件的多性能要求。凹模底面与下模座顶面固定连接，下定肩块固定设置在凹模的模腔内，下定肩块顶面上设置有加热区、过渡区和冷却区，过渡区设置在加热区和冷却区之间，下定肩块顶面上设置有气隙通槽、螺旋形凹槽和蛇形凹槽，螺旋形凹槽位于加热区内，蛇形凹槽位于冷却区，气隙通槽位于过渡区内，螺旋形凹槽内镶嵌有两根加热管，蛇形凹槽内镶嵌有冷却水管，上定肩块水平设置在下定肩块上，板料水平设置在落料板上。本发明具有加热效率高，氧化小，不必整体加热，工件变形小，电能消耗小；电能利用率高、安全、更可靠。

Description

变强度冲压模具
技术领域
本发明属于模具技术领域，特别是涉及一种冲压模具。
背景技术
为了满足轻量型汽车良好防撞要求，汽车行业发明了许多新的材料和制造工艺，热冲压工艺就是一种最近在汽车行业越来越受欢迎的创新型制造工艺，能够大幅度提高成形件的抗拉强度。其不但可以减轻汽车零部件的质量，同时可以承受同程度的碰撞，并能保持结构的完整性。
在传统的热冲压中，零件整体都要进行快速淬火冷却，从而获得均匀的高强钢零件。虽然很多汽车零部件都需要采用高强钢，然而对于汽车B 柱来讲，B 柱顶端需要较高的强度使汽车可以抵制冲击力，以避免汽车壳体的损坏，从而保证汽车的完整性；而B 柱底端需要较低的强度、较高的塑性来吸收汽车冲击时的能量以保证乘客的安全。变强度热冲压汽车零部件对提高汽车碰撞的安全性和乘员的防护性有非常重要的意义。但传统的热成形工艺只能成形强度均一的零件，无法满足零件不同区域承受不同冲击力的要求。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种变强度冲压模具，它能使零件不同区域具有不同的组织和强度，实现了单一零件的多性能要求。
本发明所采取的技术方案是：变强度冲压模具，包括上模座、下模座、两个导套及两个导柱；所述上模座和下模座均水平设置，所述两个导套和两个导柱均竖直设置，两个导套顶面分别与上模座底面固定连接，所述两个导柱底面分别与下模座顶面固定连接，所述两个导套套设在对应的导柱上，每个导套与对应的导柱滑动连接，所述变强度冲压模具还包括模柄、上模板、凸模、落料板、上定肩块、凹模、下模座、垫板、卸料螺钉、卸料弹簧、下定肩块、冷却水管、板料及两个加热管；所述凹模底面与下模座顶面固定连接，所述下定肩块固定设置在凹模的模腔内，下定肩块顶面上设置有加热区、过渡区和冷却区，所述过渡区设置在加热区和冷却区之间，所述下定肩块顶面上设置有气隙通槽、螺旋形凹槽和蛇形凹槽，所述螺旋形凹槽位于加热区内，所述蛇形凹槽位于冷却区，所述气隙通槽位于过渡区内，所述螺旋形凹槽内镶嵌有两根加热管，所述蛇形凹槽内镶嵌有冷却水管，所述上定肩块水平设置在下定肩块上，所述落料板水平设置在凹模上，所述板料水平设置在落料板上，所述上模座顶面开设有上下贯通的模柄安装孔，所述模柄竖直设置，模柄与模柄安装孔间隙配合，模柄底面与水平设置的垫板顶面固定连接，所述垫板底面与水平设置的上模板顶面固定连接，所述上模板中部开设有凸模安装槽，所述凸模固定安装在凸模安装槽内，所述多个卸料螺钉设置在上模座与凹模之间，多个卸料螺钉与凹模螺纹连接，所述每个卸料螺钉外侧均套装有卸料弹簧，所述多个卸料弹簧顶端和底端均分别与凹模和上模座固定连接。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的下定肩块做成镶块式的加热-过渡-冷却区，将两个加热管串联，进行分布式精准加热，使得加热后温度均匀，冷却后的低强度区强度分布均一。
2.本发明基于变强度的冲压件，利用感应加热的原理，设计出包括分布式感应加热区-过渡区-冷却区的新型模具。该模具不同于以往电阻式加热和冷却的模具，具有加热效率高，氧化小，不必整体加热，工件变形小，电能消耗小；电能利用率高、安全、更可靠。
附图说明
图1：本发明主视图；
图2：图1的左视图；
图3：下定肩块俯视图；
其中：1-模柄；2-上模座；3-上模板；4-凸模；5-落料板；6-上定肩块；7-凹模；8-下模座；9-顶杆；11-垫板；12 -导套；13-卸料螺钉；14-导柱；15-卸料弹簧；16-下定肩块；16-1-加热区；16-2-过渡区；16-3-冷却区；17-顶板一；18-推块；19-推杆；20-加热管；21-冷却水管；22-板料；23-顶板二。
具体实施方式
如图1~图3所示，变强度冲压模具，包括上模座2、下模座8、两个导套12及两个导柱14；所述上模座2和下模座8均水平设置，所述两个导套12和两个导柱14均竖直设置，两个导套12顶面分别与上模座2底面固定连接，所述两个导柱14底面分别与下模座8顶面固定连接，所述两个导套12套设在对应的导柱14上，每个导套12与对应的导柱14滑动连接，所述变强度冲压模具还包括模柄1、上模板3、凸模4、落料板5、上定肩块6、凹模7、下模座8、垫板11、卸料螺钉13、卸料弹簧15、下定肩块16、冷却水管21、板料22及两个加热管20；所述凹模7底面与下模座8顶面固定连接，所述下定肩块16固定设置在凹模7的模腔内，下定肩块16顶面上设置有加热区16-1、过渡区16-2和冷却区16-3，所述过渡区16-2设置在加热区16-1和冷却区16-3之间，所述下定肩块16顶面上设置有气隙通槽、螺旋形凹槽和蛇形凹槽，所述螺旋形凹槽位于加热区16-1内，所述蛇形凹槽位于冷却区16-3，所述气隙通槽位于过渡区16-2内，所述螺旋形凹槽内镶嵌有两根加热管20，所述蛇形凹槽内镶嵌有冷却水管21，所述上定肩块6水平设置在下定肩块16上，所述落料板5水平设置在凹模7上，所述板料22水平设置在落料板5上，所述上模座2顶面开设有上下贯通的模柄安装孔，所述模柄1竖直设置，模柄1与模柄安装孔间隙配合，模柄1底面与水平设置的垫板11顶面固定连接，所述垫板11底面与水平设置的上模板3顶面固定连接，所述上模板3中部开设有凸模安装槽，所述凸模4固定安装在凸模安装槽内，所述多个卸料螺钉13设置在上模座2与凹模7之间，多个卸料螺钉13与凹模7螺纹连接，所述每个卸料螺钉13外侧均套装有卸料弹簧15，所述多个卸料弹簧15顶端和底端均分别与凹模7和上模座2固定连接。
所述两个加热管20均为感应线圈，两个加热管20通过导线一串联连接，两个加热管20各与一根导线二一端电连接，所述两个导线二另一端各通过一根铜管与高频感应电源的两个输出端电连接，两个加热管20的空腔内均注有水，所述冷却水管21与外部供水管连接。
所述落料板5顶面开设有板料安装插槽，所述板料22插装在板料安装插槽内，所述板料安装插槽的槽底面上开设有落料口。
所述变强度冲压模具还包括推杆19、顶板一17、推块18、顶板二23、螺母10及两个顶杆9；所述下模座8底面开设有推杆安装孔和两个顶杆导向孔，所述竖直设置的推杆19上端与下模座8底面的推杆安装孔通过螺纹连接，所述推杆19上由上至下依次套装有顶板一17、推块18、顶板二23及螺母10，所述两个顶杆9均竖直安装在顶板一17顶面和下模座8底面的顶杆导向孔之间。当一次冲裁结束后由推块18施加推力带动顶板一17推动两个顶杆9经由下模座8的顶杆导向孔上升从凹模7内顶出已冲裁成型的冲裁件，如此往复循环配合冲裁过程完成工件的冲裁。
所述上定肩块6为钢板。
所述板料22为高强钢板。
本发明利用感应加热的原理，感应加热的工作原理是通入中频或高频交流电的感应器使模具表面形成感应电流，将表面模具迅速加热。感应加热相比于电阻加热的方式加热速度快，工件表面氧化脱碳较轻；加热设备可以安装在机械加工生产线上，易于实现机械化和自动化；不必整体加热，工件变形小，电能消耗小；电能利用率高、安全、更可靠。
感应加热会产生趋肤效应，产生的热量会从外向内递减，但是本发明中将加热区16-1布置成两个加热管20即为感应线圈串联，而不用一个大的线圈，可以使得通过感应线圈产生的热量更加均匀，热量分布更加合理。而且可以实现分别控制两个线圈的通电时间来控制产生热量的大小。可以根据变强度冲压件的要求来调整加热区16-1-过渡区16-2的分布。实现汽车冲压件强度的可定制化。
在加热区16-1和冷却区16-3即下定肩块16结构中间有5mm宽的气隙凹槽，隔绝加热端和冷却端的热传递，该结构上面连着上定肩块6，上定肩块6受到下面感应线圈的加热作用和冷却水管21的冷却作用，通过上定肩块6这个钢板的一端加热，另外一端冷却，中间形成过渡区16-2，将放在上定肩块6上边的板料22-高强钢板迅速传导热量，形成变强度的冲压件。
工作过程：
首先将冲裁件放入落料板5上的轨道内。由压力机通过模柄1提供压力使上模座2、垫板11、上模板3、凸模4和导套12沿导柱14向下运动，凸模4冲落落料板5上面的板料22获得零件。这时零件卡在凸模4与上定肩块6之间。此时压力机保持当前状态，下定肩块16上的加热管20和冷却水管21同时工作，保压适当时间。凸模4回升时，上模板3、垫板11、上模座2、模柄1、导套12借卸料弹簧15的弹力从凹模7中退出，取走零件，至此完成整个落料过程。再将条料送进一个步距，进行下一次冲裁 落料过程，如此往复进行。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种变强度冲压模具，包括上模座（2）、下模座（8）、两个导套（12）及两个导柱（14）；所述上模座（2）和下模座（8）均水平设置，所述两个导套（12）和两个导柱（14）均竖直设置，两个导套（12）顶面分别与上模座（2）底面固定连接，所述两个导柱（14）底面分别与下模座（8）顶面固定连接，所述两个导套（12）套设在对应的导柱（14）上，每个导套（12）与对应的导柱（14）滑动连接，其特征在于：所述变强度冲压模具还包括模柄（1）、上模板（3）、凸模（4）、落料板（5）、上定肩块（6）、凹模（7）、下模座（8）、垫板（11）、卸料螺钉（13）、卸料弹簧（15）、下定肩块（16）、冷却水管（21）、板料（22）及两个加热管（20）；所述凹模（7）底面与下模座（8）顶面固定连接，所述下定肩块（16）固定设置在凹模（7）的模腔内，下定肩块（16）顶面上设置有加热区（16-1）、过渡区（16-2）和冷却区（16-3），所述过渡区（16-2）设置在加热区（16-1）和冷却区（16-3）之间，所述下定肩块（16）顶面上设置有气隙通槽、螺旋形凹槽和蛇形凹槽，所述螺旋形凹槽位于加热区（16-1）内，所述蛇形凹槽位于冷却区（16-3），所述气隙通槽位于过渡区（16-2）内，所述螺旋形凹槽内镶嵌有两根加热管（20），所述蛇形凹槽内镶嵌有冷却水管（21），所述上定肩块（6）水平设置在下定肩块（16）上，所述落料板（5）水平设置在凹模（7）上，所述板料（22）水平设置在落料板（5）上，所述上模座（2）顶面开设有上下贯通的模柄安装孔，所述模柄（1）竖直设置，模柄（1）与模柄安装孔间隙配合，模柄（1）底面与水平设置的垫板（11）顶面固定连接，所述垫板（11）底面与水平设置的上模板（3）顶面固定连接，所述上模板（3）中部开设有凸模安装槽，所述凸模（4）固定安装在凸模安装槽内，所述多个卸料螺钉（13）设置在上模座（2）与凹模（7）之间，多个卸料螺钉（13）与凹模（7）螺纹连接，所述每个卸料螺钉（13）外侧均套装有卸料弹簧（15），所述多个卸料弹簧（15）顶端和底端均分别与凹模（7）和上模座（2）固定连接。
2.根据权利要求1所述的变强度冲压模具，其特征在于：所述两个加热管（20）均为感应线圈，两个加热管（20）通过导线一串联连接，两个加热管（20）各与一根导线二一端电连接，所述两个导线二另一端各通过一根铜管与高频感应电源的两个输出端电连接，两个加热管（20）的空腔内均注有水，所述冷却水管（21）与外部供水管连接。
3.根据权利要求1所述的变强度冲压模具，其特征在于：所述落料板（5）顶面开设有板料安装插槽，所述板料（22）插装在板料安装插槽内，所述板料安装插槽的槽底面上开设有落料口。
4.根据权利要求1所述的变强度冲压模具，其特征在于：所述变强度冲压模具还包括推杆（19）、顶板一（17）、推块（18）、顶板二（23）、螺母（10）及两个顶杆（9）；所述下模座（8）底面开设有推杆安装孔和两个顶杆导向孔，所述竖直设置的推杆（19）上端插入推杆安装孔内，所述推杆（19）上由上至下依次套装有顶板一（17）、推块（18）、顶板二（23）及螺母（10），两个顶杆（9）均竖直安装在顶板一（17）顶面和下模座（8）底面的顶杆导向孔之间。
5.根据权利要求1所述的变强度冲压模具，其特征在于：所述上定肩块（6）为钢板。
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