CN106475464A - 用于成型铝的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于成型铝的系统和方法。提供一种冲压模具，所述冲压模具包括底模、凸模和限制壁。凸模被构造为接合底模以从金属板坯料形成部件。限制壁被固定到凸模并被构造为在凸模和底模接合期间限制金属板流动到底模中。限制壁能够相对于凸模调节，使得限制壁的调节改变金属板至底模的流动。

Description

用于成型铝的系统和方法
技术领域
本公开涉及用于从金属板形成部件的冲压模具。
背景技术
通常使用冲压模具来从金属板坯料形成部件。例如，汽车工业通常使用冲压模具形成车身部件。
发明内容
提供一种冲压模具。所述冲压模具包括底模、凸模和限制壁。凸模被构造为接合底模以从金属板坯料形成部件。限制壁固定到凸模并被构造为在凸模和底模接合期间限制金属板流动到底模中。限制壁能够相对于凸模调节，使得限制壁的调节改变金属板至底模中的流动。
提供一种冲压模具。所述冲压模具包括底模、凸模和一对可调节的限制壁。底模限定型腔，凸模被构造为接合底模，使得金属板坯料在型腔的内部形成部件。所述一对可调节的限制壁被固定到凸模的相对两侧并被构造为限制金属板流动到型腔中。限制壁能够相对于凸模调节使得限制壁的调节改变金属板至型腔中的流动。
根据本发明的一个实施例，限制壁能够相对于凸模沿着纵向方向调节。
根据本发明的一个实施例，第一组垫片设置在所述一对限制壁和凸模的水平表面之间，使得垫片中的一个移动引起所述一对限制壁中的至少一个限制壁沿着纵向方向调节。
根据本发明的一个实施例，所述一对限制壁限定有沿着纵向方向延伸的槽，其中，穿过所述槽并接合凸模的紧固件将所述一对限制壁固定到凸模，使得所述一对限制壁能够在纵向方向上沿着所述槽移动。
根据本发明的一个实施例，限制壁能够相对于凸模沿着横向方向调节。
根据本发明的一个实施例，第二组垫片设置在所述一对限制壁和凸模的竖直表面之间，使得垫片中的一个移动引起所述一对限制壁中的至少一个限制壁沿着横向方向调节。
提供一种双面冲压模具。模具组被构造为在闭合模具组时从7xxx系列铝合金坯料形成部件。模具组限定有被构造为冷却模具组的冷却通道，使得在闭合模具组时所述模具组对所述部件进行淬火。一对可调节的限制壁固定到模具组的第一侧部的相对两端，并被构造为在闭合模具组时接触铝合金坯料的顶表面，使得铝合金坯料至模具组中的流动被限制。限制壁相对于模具组的调节改变铝合金坯料至模具组中的流动。
根据本发明的一个实施例，限制壁能够沿着相对于闭合模具组的方向的纵向方向调节。
根据本发明的一个实施例，限制壁能够沿着相对于闭合模具组的方向的横向方向调节。
根据本发明的一个实施例，第一组垫片设置在所述一对限制壁和模具组的水平表面之间以提供沿着纵向方向的调节，使得垫片中的一个垫片移动引起所述一对限制壁中的至少一个限制壁沿着纵向方向调节，其中，第二组垫片设置在所述一对限制壁和模具组的竖直表面之间以提供沿着横向方向的调节，使得所述第二组垫片中的一个垫片移动引起所述一对限制壁中的至少一个限制壁沿着横向方向调节。
附图说明
图1是冲压模具的轴测图，并且还示出金属板坯料和在冲压模具中从金属板坯料成型的部件；
图2A是冲压模具的凸模部分的轴测图；
图2B是冲压模具的底模和型腔部分的轴测图；
图3是沿着图1中线3-3截取的剖视图。
具体实施方式
在此描述了本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其它实施例可以采用各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础。本领域的普通技术人员应理解，参照任一附图示出和描述的各个特征可以与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合以形成未被明确示出或描述的实施例。示出的组合特征为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定的应用或实施方式。
热冲压是涉及同时从预热的金属板坯料形成部件和在双面(two-sided)冲压模具中对预热的金属板坯料进行淬火的制造工艺。冲压模具和金属板坯料之间的高压接触对坯料进行可传导地冷却和淬火。可通过将坯料形状剪裁成与最终部件形状更加一致来提高冲压模具中的部件的成型性。或者，可改进模具的表面来提高成型性。
可基于由计算机辅助设计程序生成的并由有限元分析程序评估的模型构造模具的尺寸。基于计算机模型构造模具对在常规室温成型工艺中使用的模具来说通常是很精确的，而对在高温成型工艺中使用的模具通常是不精确的。由于计算机模型对于构造在高温成型工艺中使用的模具会是不精确的，因此可能会需要额外的机加工。为了达到针对期望的成型性的正确尺寸而对模具进行额外机的加工是试错过程，其导致增加设置时间。
在模具上包括可调节的限制壁(trap wall)允许模具改进而不需要额外的机加工。金属板坯料可通过可调节的限制壁而被约束或松开以支撑模具内的成型。可调节的限制壁可被调节用于挡住金属板坯料并限制金属板流动到型腔内。还可调节限制壁以在模具表面和金属板坯料之间形成空隙以允许更多的金属板材料流入到模具中。对模具增设可调节的限制壁由于不需要对模具进行额外的机加工而使设置时间减少从而获得期望的成型性。
参照图1，示出了冲压模具10的轴测视图。冲压模具10可以是双面冲压模具。冲压模具10包括具有第一侧部和第二侧部的模具组。模具组的第一侧部可以是凸模12，模具组的第二侧部可以是限定有型腔16的底模14。凸模12被构造为沿着纵向方向18接合底模14，使得设置在凸模12和底模14之间的金属板坯料20形成具有期望形状的部件22。凸模12和底模14接合还可被称为闭合模具组，纵向方向18还可被称为闭合模具组的方向。金属板坯料20可以是能够在冲压工艺中成型的任何金属板材料，包括但不限于，钢、镁、镁合金、铝以及铝合金。铝合金可包括2000、3000、4000、5000、6000和7000系列的铝合金。凸模12可包括柱部24，柱部24具有当凸模12接合底模14时与型腔16的形状匹配并符合的波纹形表面，以将设置在凸模12和底模14之间的金属板坯料20变成最终的部件22。
冲压模具10还可包括至少一个限制壁26，至少一个限制壁26被构造为在凸模12和底模14接合期间限制金属板坯料20流动到底模14和型腔16中。限制壁26可被固定到凸模12并被构造为在凸模12和底模14接合期间接触金属板坯料20的顶表面。限制壁26还可以是可调节的，使得限制壁相对于凸模12的调节改变金属板坯料20至底模14和型腔16中的流动。
参照图2A和图2B，示出了凸模12和底模14且凸模12旋转180°，以使凸模12的柱部24面朝上。在这个实施例中，一对限制壁26固定到凸模12的相对侧。限制壁26可经由紧固件28被固定到凸模12。凸模12可包括连接到内部冷却通道34的入口30和出口32。凸模12的内部冷却通道34可被构造用于为液体冷却剂提供路线，以减小凸模12(可包括柱部24)的表面温度。底模14也可包括连接到内部冷却通道40的入口36和出口38。底模14的内部冷却通道40可被构造用于为液体冷却剂提供路线，以减小底模14(可包括限定型腔的表面42)的表面温度。凸模12的冷却通道34和底模14的冷却通道40可被构造为在凸模12和底模14接合期间减小凸模12和底模14的表面温度，使得凸模12和底模14冷却在冲压模具10中成型的部件22。另外，作为热处理工艺的一部分，板20可在进入冲压模具10之前被预热并在冲压模具10中被冷却。例如，金属板坯料20可由7000系列铝合金(诸如，7075铝合金)制成，作为热处理工艺的一部分，所述7000系列铝合金先被加热，之后在冲压模具10中被淬火。在冲压模具中成型的部件22可随后被时效以获得T6或T7态。
参照图3，示出了沿着图1的线3-3截取的冲压模具10的剖视图。凸模12已经相对于底模14沿着纵向方向18移动，使得限制壁26接触金属板坯料20的顶表面44。限制壁26可相对于凸模12沿着纵向方向18调节。限制壁26还可相对于凸模12沿着横向方向46调节。底模14可包括凹处48以在凸模12和底模14接合期间为限制壁26提供间隙。
第一组垫片(包括至少一个垫片)50可设置在限制壁26和凸模12的水平表面52之间，使得垫片50中的一个移动引起限制壁26沿着纵向方向18调节。第二组垫片(包括至少一个垫片)54可设置在限制壁26和凸模12的竖直表面56之间，使得垫片54中的一个移动引起限制壁26沿着水平方向46调节。限制壁26可限定有沿着纵向方向18延伸的槽58。将限制壁26固定到凸模12的紧固件28可穿过槽58并接合凸模12，使得限制壁26在纵向方向18上沿着槽58可移动。
或者，可使用除垫片以外的其它调节机构来沿着纵向方向18或横向方向46调节限制壁26。例如，调节机构可包括磨块，所述磨块可用于通过经由磨削工艺从所述磨块去除材料来将限制壁26调节到正确的尺寸，或者所述调节机构可以是推拉块，所述推拉块通过紧固件接合限制壁26并且能够通过所述紧固件使限制壁26相对于推拉块调节。本公开不应被解释为限于以上所列类型的调节机构，而应包括能够使限制壁26相对于凸模12调节的任何类型的机构。
说明书中使用的词语为描述性词语而非限制，并且应理解在不脱离本发明的精神和范围情况下可以作出各种改变。如上所述，可以组合各个实施例的特征以形成本发明未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管已经描述了多个实施例就一个或更多个期望特性来说提供了优点或相较于其他实施例或现有技术实施方式更为优选，但本领域的普通技术人员应该认识到，根据具体应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性。因此，所描述的在一个或多个特性上不如其他实施例或现有技术实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外，并且可期望用于特定应用。

Claims (10)

1.一种冲压模具，包括：
底模；
凸模，被构造为沿着纵向方向接合底模；
第一可调节的限制壁，固定到凸模并被构造为在凸模和底模接合期间限制金属板流动到底模中，其中，第一可调节的限制壁相对于凸模的调节改变金属板至底模中的流动。
2.根据权利要求1所述的冲压模具，其中，第一可调节的限制壁能够相对于凸模沿着纵向方向调节。
3.根据权利要求2所述的冲压模具，其中，至少一个垫片设置在第一可调节的限制壁和凸模的水平表面之间，使得所述至少一个垫片的移动引起第一可调节的限制壁沿着纵向方向调节。
4.根据权利要求3所述的冲压模具，其中，第一可调节的限制壁限定有沿着纵向方向延伸的槽，其中，穿过所述槽并接合凸模的紧固件将第一可调节的限制壁固定到凸模，使得第一可调节的限制壁能够在纵向方向上沿着所述槽移动。
5.根据权利要求2所述的冲压模具，其中，第一可调节的限制壁能够相对于凸模沿着横向方向调节。
6.根据权利要求5所述的冲压模具，其中，至少一个垫片设置在第一可调节的限制壁和凸模的竖直表面之间，使得所述至少一个垫片的移动引起第一可调节的限制壁沿着横向方向调节。
7.根据权利要求5所述的冲压模具，还包括第二可调节的限制壁，所述第二可调节的限制壁在凸模的相对于第一可调节的限制壁的相对侧上固定到凸模，并被构造为在凸模和底模接合期间限制金属板流动到底模中，其中，第二可调节的限制壁相对于凸模的调节改变金属板至底模中的流动。
8.根据权利要求7所述的冲压模具，其中，第二可调节的限制壁能够相对于凸模沿着纵向方向调节。
9.根据权利要求8所述的冲压模具，其中，第二可调节的限制壁能够相对于凸模沿着横向方向调节。
10.根据权利要求1所述的冲压模具，其中，底模和凸模均包括内部冷却通道，所述内部冷却通道被构造为降低底模和凸模的表面温度，使得底模和凸模对在凸模和底模接合期间成型的金属板部件进行淬火。
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