CN115740233A - 一种基于温成型工艺的镶块设计方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于温成型工艺的镶块结构及制备方法，包括镶块基体、模面镶块，镶块基体安装在模面镶块上；镶块基体上设有突起；突起倾斜设置在镶块基体上；镶块基体上设有用于冷却的冷却结构；所述冷却结构包括冷却水道凹槽、连通槽，若干个冷却水道凹槽均匀平行分布在镶块基体上，连通槽包括第一连通槽和第二连通槽；镶块基体的冷却水道凹槽两侧分别设有第一连通槽和第二连通槽。本发明所述的一种基于温成型工艺的镶块结构，构建了随形型腔式冷却水道，将水道以铣削的方式布置在镶块基体表面，相比于钻孔方式成形难度大大降低，且该方式布置水道只有进水口、出水口两个通孔，无需再使用多余孔塞，减少了泄露风险。

Description

一种基于温成型工艺的镶块设计方法及结构

技术领域

本发明属于温成型工艺技术领域，尤其是涉及一种基于温成型工艺的镶块设计方法及结构。

背景技术

冷却系统在温成型冲压工艺中起着保证成型质量的有重要作用。冷却液在水道中流通，以此带走模具的热量，从而使板料得到冷却，通过控制冷却液的温度以及冷却液流速，达到控制板料降温速率，以此获得高成型质量零件的目的。

板料降温过程分为两个阶段，首先是板材转运过程中以及合模前的空冷阶段，二是合模后模内冷却阶段，是板料主要的降温方式，通过控制降温速率，使板材在理想的温度范围内完成不同方式的相变变化，获得不同的组织，从而保证或提高成型后零件的机械性能。

传统的冷却水道设计有钻孔直水道直排式冷却结构、钻孔直水道混排式冷却结构、水道预埋冷却水管再进行镶块浇铸等方式。生产制造过程中，都存在一定的使用限制或缺点，在加工时，直水道加工定位困难，且对于起伏较大的零件直水道不能保证冷却的均匀性以及充分性，并且模具钢价格昂贵；预埋浇铸式水道虽然能保证了水道结构同模面的随形度，但对浇铸工艺又有较高的要求，且铸铁耐冲击性以及耐疲劳性有限，使用周期较短。因此，为了提高冷却的均匀性以及冷却效率，设计一种符合温成型工艺的冷却水道结构是十分必要的。

发明内容

为实现温成型过程中板料温度能够均匀且快速地冷却到目的温度区间，实现对板料相变组织的控制，本发明提供了一种基于温成型工艺镶块设计方法及结构。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于温成型工艺的镶块结构，包括镶块基体、模面镶块，镶块基体安装在模面镶块上；

镶块基体上设有突起；突起倾斜设置在镶块基体上；模面镶块和镶块基体的配合面，是由模面偏置一定距离，进行几何优化后形成的圆滑曲面。模面镶块是由热冲压模具钢制作，具有耐高温、耐摩擦的特点；镶块基体可由普通钢材锻造成，具有一定强度的抗冲击能力即可。热冲压模具钢价格昂贵，使用分体式镶块可有效降低模具整体价格，且镶块整体性能不受影响。

镶块基体上设有用于冷却的冷却结构；

所述冷却结构包括冷却水道凹槽、连通槽，若干个冷却水道凹槽均匀平行分布在镶块基体上，连通槽包括第一连通槽和第二连通槽；

镶块基体的冷却水道凹槽两侧分别设有第一连通槽和第二连通槽。

优选的，第一连通槽的一端设有进液口，第二连通槽上设有出液口，出液口和进液口呈斜对角设置在镶块基体的冷却水道凹槽上，进液口通过连通槽、冷却水道凹槽与出液口连通。

优选的，冷却水道凹槽靠近进液口的一端设有负角槽，负角槽的角度从靠近进液口的一侧向远离进液扣的一侧依次减小。

优选的，所述负角槽与冷却水道凹槽所呈角度为锐角，优选的，锐角角度为0-60°。

优选的，镶块基体上设有密封槽，密封槽设置在镶块基体的四周，镶块基体、模面镶块之间通过设置在密封槽内的密封圈实现密封。

优选的，镶块基体与模面镶块通过螺栓连接。

优选的，镶块基体的四周上分别设有若干个均匀分布的螺栓固定孔，镶块基体一侧的螺栓固定孔的数目至少为2个。

优选的，突起的倾斜角度为15-30°。

一种基于温成型工艺的镶块结构的制备方法，模面镶块是由热冲压模具钢制作，镶块基体由钢材锻造成而成。镶块基体中的冷却水道凹槽通过铣削设置在镶块基体表面。

本方法的特点是将模具镶块拆分为模面镶块以及镶块基体部分，在镶块基体上构建随模面形状的冷却水道凹槽，并且利用模面镶块和镶块基体的配合，使冷却水道凹槽形成独立的冷却水道，实现水流方向的可控性，进实现对板料冷却速率的控制，从而获得理想组织的成形零件。

相对于现有技术，本发明所述的一种基于温成型工艺的镶块结构及其制备方法具有以下有益效果：

1、模面镶块是由热冲压模具钢制作，具有耐高温、耐摩擦的特点；镶块基体可由普通钢材锻造成，具有一定强度的抗冲击能力即可。热冲压模具钢价格昂贵，使用分体式镶块可有效降低模具整体价格，且镶块整体性能不受影响。

2、本发明与现有冷却水道结构相比，构建了随形型腔式冷却水道，将水道以铣削的方式布置在镶块基体表面，相比于钻孔方式成形难度大大降低，且该方式布置水道只有进水口、出水口两个通孔，无需再使用多余孔塞，减少了泄露风险。

3、本发明将水道并排排列，并且在冷却水凹槽靠近进水口位置设计一定负角，可以在通入冷却液后，多通道同时快速地带走零件热量，不存在水流循环死角的问题，实现零件均匀快速降温。

4、本发明冷却水道开放式设计，在螺栓将模面镶块与基体镶块固定后，密封圈被压实封堵两镶块间隙达到整体密封效果；冷却水槽与模面镶块配合形成封闭的冷却水道，且冷却水道间的隔断结构能够给模面镶块提供足够的强度支撑，在使用一定周期后，可将模面镶块拆卸，对冷却水道进行清洁。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种基于温成型工艺的镶块结构的整体示意图；

图2为本发明实施例所述的一种基于温成型工艺的镶块结构的镶块基体示意图。

附图标记说明：

1、模面镶块；2、镶块基体；3、冷却水道凹槽；4、第一连通槽；5、第二连通槽；6、进液口；7、出液口；8、负角槽；9、密封槽；10、螺栓固定孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种基于温成型工艺的镶块结构，包括镶块基体2、模面镶块1，镶块基体2安装在模面镶块1上；镶块基体2上设有突起；突起倾斜设置在镶块基体2上；模面镶块1和镶块基体2的配合面，是由模面偏置一定距离，进行几何优化后形成的圆滑曲面。模面镶块1是由热冲压模具钢制作，具有耐高温、耐摩擦的特点；镶块基体2可由普通钢材锻造成，具有一定强度的抗冲击能力即可。热冲压模具钢价格昂贵，使用分体式镶块可有效降低模具整体价格，且镶块整体性能不受影响。镶块基体2上设有用于冷却的冷却结构；所述冷却结构包括冷却水道凹槽3、连通槽，若干个冷却水道凹槽3均匀平行分布在镶块基体2上，连通槽包括第一连通槽4和第二连通槽5；镶块基体2的冷却水道凹槽3两侧分别设有第一连通槽4和第二连通槽5。

第一连通槽4的一端设有进液口6，第二连通槽5上设有出液口7，出液口7和进液口6呈斜对角设置在镶块基体2的冷却水道凹槽3上，进液口 6通过连通槽、冷却水道凹槽3与出液口7连通。冷却水道凹槽3靠近进液口6的一端设有负角槽8，负角槽8的角度从靠近进液口6的一侧向远离进液扣的一侧依次减小。负角槽8与冷却水道凹槽3所呈角度为锐角，优选的，锐角角度为0-60°。镶块基体2上设有密封槽9，密封槽9设置在镶块基体 2的四周，镶块基体2、模面镶块1之间通过设置在密封槽9内的密封圈实现密封。镶块基体2与模面镶块1通过螺栓连接。镶块基体2的四周上分别设有若干个均匀分布的螺栓固定孔10，镶块基体2一侧的螺栓固定孔10的数目至少为2个。突起的倾斜角度为15-30°。

一种基于温成型工艺的镶块结构的制备方法，模面镶块1是由热冲压模具钢制作，镶块基体2由钢材锻造成而成。镶块基体2中的冷却水道凹槽3 通过铣削设置在镶块基体2表面。

本方法的特点是将模具镶块拆分为模面镶块1以及镶块基体2部分，在镶块基体2上构建随模面形状的冷却水道凹槽3，并且利用模面镶块1和镶块基体2的配合，使冷却水道凹槽3形成独立的冷却水道，实现水流方向的可控性，进实现对板料冷却速率的控制，从而获得理想组织的成形零件。

实施例1：

以典型B柱零件为例，设计模具镶块如图1所示，模具可分为模面镶块 11以及镶块基体22两部分，模面镶块1和镶块基体2的配合面，是由模面偏置一定距离，再进行几何优化后形成的圆滑曲面。模面镶块1是由热冲压模具钢制作，具有耐高温、耐摩擦的特点；镶块基体2可由铸铁浇铸而成，具有一定强度的抗冲击能力。镶块基体2需开设冷却水道凹槽3、密封槽9、进水口、出水口以及螺栓固定孔10，在将模面镶块1以及镶块基体2螺栓固定后，密封圈在2中对整体结构形成密封，冷却水槽与模面镶块1配合形成冷却水管道，进水口通入冷却液后，在水压、以及设计的冷却水道负角进口的作用下，各通道水流均匀，能够迅速地降低模面温度，达到模内淬火的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种基于温成型工艺的镶块结构，其特征在于：包括镶块基体(2)、模面镶块(1)，镶块基体(2)安装在模面镶块(1)上；

镶块基体(2)上设有突起；突起倾斜设置在镶块基体(2)上；

镶块基体(2)上设有用于冷却的冷却结构；

所述冷却结构包括冷却水道凹槽(3)、连通槽，若干个冷却水道凹槽(3)均匀平行分布在镶块基体(2)上，连通槽包括第一连通槽(4)和第二连通槽(5)；镶块基体(2)的冷却水道凹槽(3)两侧分别设有第一连通槽(4)和第二连通槽(5)。

2.根据权利要求1所述的一种基于温成型工艺的镶块结构，其特征在于：第一连通槽(4)的一端设有进液口(6)，第二连通槽(5)上设有出液口(7)，出液口(7)和进液口(6)呈斜对角设置在镶块基体(2)的冷却水道凹槽(3)上，进液口(6)通过连通槽、冷却水道凹槽(3)与出液口(7)连通。

3.根据权利要求2所述的一种基于温成型工艺的镶块结构，其特征在于：冷却水道凹槽(3)靠近进液口(6)的一端设有负角槽(8)，负角槽(8)的角度从靠近进液口(6)的一侧向远离进液扣的一侧依次减小。

4.根据权利要求3所述的一种基于温成型工艺的镶块结构，其特征在于：所述负角槽(8)与冷却水道凹槽(3)所呈角度为锐角，优选的，锐角角度为0-60°。

5.根据权利要求1所述的一种基于温成型工艺的镶块结构，其特征在于：镶块基体(2)上设有密封槽(9)，密封槽(9)设置在镶块基体(2)的四周，镶块基体(2)、模面镶块(1)之间通过设置在密封槽(9)内的密封圈实现密封。

6.根据权利要求1所述的一种基于温成型工艺的镶块结构，其特征在于：镶块基体(2)与模面镶块(1)通过螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于温成型工艺的镶块结构，其特征在于：镶块基体(2)的四周上分别设有若干个均匀分布的螺栓固定孔(10)，镶块基体(2)一侧的螺栓固定孔(10)的数目至少为2个。

8.根据权利要求1所述的一种基于温成型工艺的镶块结构，其特征在于：突起的倾斜角度为15-30°。

9.权利要求1-8任一项所述的一种基于温成型工艺的镶块结构的制备方法，其特征在于：模面镶块(1)是由热冲压模具钢制作，镶块基体(2)由钢材锻造成而成；

镶块基体(2)中的冷却水道凹槽(3)通过铣削设置在镶块基体(2)表面。

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