CN203955955U - 热成形修边工艺生产线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热成形修边工艺生产线，包括上料框和收料框，其特征是：在所述上料框和收料框之间设置多台压机、上料装置、下料装置和传送装置；所述压机包括由压机立柱连接的上工作台面和下工作台面，上工作台面和下工作台面之间安装热成形冲压模具；所述热成形冲压模具包括上模座、上模镶块、下模镶块和下模座，下模镶块固定在下模座上，上模镶块固定在上模座上，工件定位在上模镶块与下模镶块之间，上模镶块下表面形状、下模镶块上表面形状与工件表面形状一致；所述上模镶块的刃口与下模镶块的刃口之间留有刃口间隙，刃口间隙为工件厚度的7%～20%。本实用新型可以有效降低冲压力，达到节约投资和提高效率的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热成形修边工艺生产线，属于热成形修边模具技术领域。
背景技术
汽车硼钢零件作为一系列热成形零件，生产工艺分为成形和淬火冷却2个阶段，其中：成形阶段需要在高温下由模具冲压成形；淬火冷却阶段需要通过控制一定的冷却速度，可以发生从奥氏体微观组织向马氏体微观组织的转变，得到极高的强度和硬度：根据硼钢种类不同，其强度可以达到500～2000MPa。常见热成形后强度达到1500MPa的硼钢化学成分如表1所示。
表1
| C | Si | Mn | P | S | Cr | B | |
| 最小 | 0.20 | 0.20 | 1.00 | - | - | 0.15 | 0.0015 |
| 最大 | 0.25 | 0.35 | 1.30 | 0.025 | 0.015 | 0.25 | 0.0050 |
利用热成形修边模具修边，经历投料、模具闭合和开模取料几个阶段完成热成形零件修边。
由于零件强度高达1500MPa，目前热成形零件修边模具是利用高吨位机械式压机来实现修边。例如一对A柱一序修边通常需要使用1000吨的机械压力机。为此，热成形生产线的投资很大，例如一条连续生产A柱大小零件的生产线，需要2-3台1000吨左右的机械压机，投资在6000万人民币左右。强大的冲击力也使得修边刀块使用寿命较短。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种热成形修边工艺生产线，可以有效降低冲压力，达到节约投资和提高效率的目的。
按照本实用新型提供的技术方案，所述热成形修边工艺生产线，包括上料框和收料框，其特征是：在所述上料框和收料框之间依次设置2～4台压机，在上料框一侧设置上料装置，在收料框一侧设置下料装置，在两台压机之间设置传送装置；所述压机包括上工作台面和下工作台面，上工作台面和下工作台面由压机立柱连接，在上工作台面和下工作台面之间安装热成形冲压模具；所述热成形冲压模具包括上模座、上模镶块、下模镶块和下模座，下模镶块固定在下模座上，上模镶块固定在上模座上，工件定位在上模镶块与下模镶块之间，上模镶块下表面形状、下模镶块上表面形状与工件表面形状一致；所述上模镶块的刃口与下模镶块的刃口之间留有刃口间隙，所述刃口间隙为工件厚度的7％～20％。
进一步的，所述压机的上工作台面和下工作台面的长度尺寸为工件长度的50～150％；所述两个压机立柱在工件长度方向之间的距离比上工作台面和下工作台面的尺寸大50～300mm。
进一步的，所述上模镶块的刃口与工件为点接触。
进一步的，所述上模镶块的刃口在任一点的切线与工件边线上相对应接触点的切线之间具有夹角α，夹角α为0.5°～35°。
进一步的，所述上料装置、下料装置和传送装置分别设置于压机与工件长度方向平行的一侧；以实现工件在压机上的上下料方向为与工件长度平行的一侧，有效缩短压机之间传输的距离。
进一步的，所述上模镶块的额定工作压力为理论冲压力的5-20％；所述理论冲压力的计算公式为：P＝KLtτ，其中，P为理论冲压力，单位为N；L为工件分离周边长度，单位为mm；t为工件的厚度，单位为mm；τ为材料抗拉强度，单位为MPa；K为系数，取值为1.3。
本实用新型包括以下优点：(a)本实用新型充分利用点接触刃口和大刃口间隙，大幅度降低修边冲孔冲压力的特点，大幅度降低生产线的额定压机吨位，达到降低成本的效果。(b)本实用新型的压机冲压力仅为理论冲压力的5-20％，大幅度降低压力机的投资成本。例如，采用此生产线生产一个常见B柱，所需压力机仅为50吨。(c)本实用新型的压机在冲压力减小的同时，台面尺寸也大幅度减小，工件在每一工位非加工部分，在与压机立柱不干涉的条件下，可以悬出压机台面。例如，可采用3台2m长度台面尺寸的压机生产长度2200mm的常见A柱。(d)由于本实用新型的压机吨位小，生产所需能耗更小，更加节能。(e)由于本实用新型的压机吨位小、行程长，冲压时候的噪音更小，更加环保。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为所述热成形冲压模具的结构示意图。
图3为所述上模镶块的刃口与工件断面点接触的示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示：所述热成形修边工艺生产线包括压机1、上工作台面1-1、下工作台面1-2、上料装置2、下料装置3、上料框4、收料框5、传送装置6、上模座7-1、上模镶块7-2、下模镶块7-3、下模座7-4、工件17等。
如图1所示，本实用新型包括上料框4和收料框5，在上料框4和收料框5之间依次设置2～4台压机1，在上料框4一侧设置上料装置2，在收料框5一侧设置下料装置3，在两台压机1之间设置传送装置6；
所述压机1为液压压机或伺服压机，可以在额定压力范围内以设定的工作压力和该压力下设定的行程冲压工件，持续做功；所述压机1的额定工作压力为理论冲压力的5～20％，理论冲压力的计算公式为：P＝KLtτ，其中，P为理论冲压力，单位为N；L为工件热成形修边后周边长度，单位为mm；t为工件的厚度，单位为mm；τ为材料抗拉强度，单位为MPa；K为系数，取值为1.3；
所述压机1包括上工作台面1-1和下工作台面1-2，上工作台面1-1和下工作台面1-2由压机立柱连接，在上工作台面1-1和下工作台面1-2之间安装热成形冲压模具；所述压机1的上工作台面1-1和下工作台面1-2的长度尺寸为工件长度的50～150％，具体大小根据生产线压机数量而调整变化；当压机数量越多时，每台压机修边、冲孔的工艺内容越少，所需压机台面和模具尺寸越小，工作放置在模具上时，超出压机工作台面的尺寸越大；所述两个压机立柱在工件长度方向之间的距离比工作台面的尺寸大50～300mm，根据传送装置上、下工件时不与压机立柱干涉而做调整变化，当由机器人实现上、下工件时，须保证机器人运动轨迹内工作与压机立柱无干涉；
如图2所示，所述热成形冲压模具包括上模座7-1、上模镶块7-2、下模镶块7-3和下模座7-4，下模镶块7-3固定在下模座7-4上，上模镶块7-2固定在上模座7-1上，工件17定位在上模镶块7-2与下模镶块7-3之间，上模镶块7-2下表面形状、下模镶块7-3上表面形状与工件17表面形状一致；所述上模镶块7-2的刃口与下模镶块7-3的刃口之间留有刃口间隙，该刃口间隙比传统冲压模具的刃口间隙大10％～150％，根据工件17厚度和形状的不同，所述刃口间隙优选为工件17厚度的7％～20％。由于上模镶块7-2的刃口与下模镶块7-3的刃口之间的刃口间隙比传统冲压模具的刃口间隙大，从而大幅度降低了分离后上模镶块7-2的回退阻力，降低了压料力要求。以往结构中的压料力要求为理论剪切力的5％～7％，而本实用新型通过将刃口间隙增大，使得压料力要求仅为理论剪切力的0.5％～5％，从而使所需的弹簧数量和吨位更少更小，模具的制造成本也随之降低。
另外，如图3所示，本实用新型中的上模镶块7-2的刃口与工件17始终为点接触，即上模镶块7-2的刃口在任一点的切线与工件17边线上相对应接触点的切线之间具有夹角α(具体如图3所示，工件17断面上某一点P的切线PE与上模镶块7-2上对应接触点的切线PF之间的夹角即为夹角α，夹角α依据工件17的厚度、形状、修边长度而变化，优选为0.5°～35°)；由于上模镶块7-2的刃口形状与工件17的表面形状不一致，且二者之间具有夹角α，由此，上模镶块7-2与工件17接触时，由于夹角α的存在，上模镶块7-2的刃口在下行过程中将工件17逐渐分离，工件17分离所需的冲压力仅为理论冲压力的5-20％。由于冲压力要求大幅减小，降低了本实用新型所需压机的投资和使用要求，而且对上模镶块7-2的刃口冲击力更小。
如图1所示，所述上料装置2、下料装置3和传送装置6采用手动和/或自动方式，自动方式优选5轴标准机器人，增加柔性，根据传输距离的长短不同，可以附加传送带、穿梭小车或滑料平台等辅助装置。
本实用新型所述的热成形修边工艺生产线，主要用于对工件进行修边、冲孔，在使用该生产线之前，工件须经过热加工工艺，在加热炉加热-完成热冲压-高温淬火，从而得到符合力学性能和产品形状要求的工件。
具体的热成形修边工艺包括如下步骤：
(1)上料装置2将经过热加工工艺的工件17由上料框4输送至压机1，压机1驱动热成形冲压模具的上模座7-1下行，进行修边、冲孔；传送装置6用于将经前一台压机1修边后的工件17传送至下一台压机1；所述压机1的额定工作压力为理论冲压力的5～20％，理论冲压力的计算公式为：P＝KLtτ，其中，P为理论冲压力，单位为N；L为工件热成形修边后周边长度，单位为mm；t为工件的厚度，单位为mm；τ为材料抗拉强度，单位为MPa；K为系数，取值为1.3；
(2)下料装置3用于将经压机1修边、冲孔后的工件17传送至收料框5；上料装置2、传送装置6和下料装置3在工件传输过程中，工件在压机上的上下料方向为与工件长度平行的一侧，可以有效缩短压机之间传输的距离。
Claims (6)
1.一种热成形修边工艺生产线，包括上料框（4）和收料框（5），其特征是：在所述上料框（4）和收料框（5）之间依次设置2～4台压机（1），在上料框（4）一侧设置上料装置（2），在收料框（5）一侧设置下料装置（3），在两台压机（1）之间设置传送装置（6）；所述压机（1）包括上工作台面（1-1）和下工作台面（1-2），上工作台面（1-1）和下工作台面（1-2）由压机立柱连接，在上工作台面（1-1）和下工作台面（1-2）之间安装热成形冲压模具；所述热成形冲压模具包括上模座（7-1）、上模镶块（7-2）、下模镶块（7-3）和下模座（7-4），下模镶块（7-3）固定在下模座（7-4）上，上模镶块（7-2）固定在上模座（7-1）上，工件（17）定位在上模镶块（7-2）与下模镶块（7-3）之间，上模镶块（7-2）下表面形状、下模镶块（7-3）上表面形状与工件（17）表面形状一致；所述上模镶块（7-2）的刃口与下模镶块（7-3）的刃口之间留有刃口间隙，所述刃口间隙为工件（17）厚度的7%～20%。
2.如权利要求1所述的热成形修边工艺生产线，其特征是：所述压机（1）的上工作台面（1-1）和下工作台面（1-2）的长度尺寸为工件长度的50～150%；所述两个压机立柱在工件长度方向之间的距离比上工作台面（1-1）和下工作台面（1-2）的尺寸大50～300mm。
3.如权利要求1所述的热成形修边工艺生产线，其特征是：所述上模镶块（7-2）的刃口与工件（17）为点接触。
4.如权利要求3所述的热成形修边工艺生产线，其特征是：所述上模镶块（7-2）的刃口在任一点的切线与工件（17）边线上相对应接触点的切线之间具有夹角α，夹角α为0.5o～35o。
5.如权利要求1所述的热成形修边工艺生产线，其特征是：所述上料装置（2）、下料装置（3）和传送装置（6）分别设置于压机（1）与工件（17）长度方向平行的一侧。
6.如权利要求1所述的热成形修边工艺生产线，其特征是：所述上模镶块（7-2）的额定工作压力为理论冲压力的5-20%；所述理论冲压力的计算公式为：P=KLtτ，其中，P为理论冲压力，单位为N；L为工件（17）分离周边长度，单位为mm；t为工件（17）的厚度，单位为mm；τ为材料抗拉强度，单位为MPa；K为系数，取值为1.3。
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| CN104056995A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-24 | 无锡朗贤汽车组件研发中心有限公司 | 热成形修边工艺生产线 |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |