CN205074407U - 一种局部变强度热冲压件的成形模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种局部变强度热冲压件的成形模具。一种局部变强度热冲压件的成形模具，其特征在于包括上模安装板、下模安装板、导柱、导套、上模固定镶块、上模活动镶块、下模固定镶块、下模活动镶块、上液压缸、下液压缸、V型滑动导轨、V型滑动导槽；在热冲压件冲孔变强度区对应的上模固定镶块处设有上模活动镶块安装通孔，在热冲压件冲孔变强度区对应的下模固定镶块处设有下模活动镶块安装通孔。所述成形模具是通过在热冲压成形保压淬火阶段控制变强度区对应的上、下模活动镶块的运动，使上模活动镶块和下模活动镶块与热冲压件切边区和冲孔区分离，并形成一定的间隙，使热冲压件切边区和冲孔区冷却速率变缓，无法得到完全的马氏体组织，最终实现降低该区域组织强度的目的。

Description

一种局部变强度热冲压件的成形模具

技术领域

本实用新型涉及热冲压成形技术领域，尤其涉及一种便于热冲压件后期切边、冲孔的局部变强度热冲压件的成形模具。

背景技术

热冲压成形技术作为一种实现汽车轻量化、增加碰撞性能和安全性能的新技术，越来越受到人们关注。采用传统热冲压成形模具生产的热冲压件，组织全部为马氏体，其强度可达1500Mp以上且各部分强度分布一致。由于热冲压件强度太高，用传统冷冲切手段很难对其进行切边和冲孔，现在普遍采用激光切割的方法。但是激光切割由于受激光器功率的限制，切割速度较慢，这大大影响了热冲压零件的生产效率。另外,激光切割设备费用高，一次性投资大，生产成本较高。因此如何提高热冲压件的生产效率，尤其是提高热冲压件后期切边、冲孔的效率，降低生产成本成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种局部变强度热冲压件的成形模具，用于生产出切边部分和冲孔部分低强度的变强度热冲压件。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种局部变强度热冲压件的成形模具，其特征在于包括上模安装板、下模安装板、导柱、导套、上模固定镶块、上模活动镶块、下模固定镶块、下模活动镶块、上液压缸、下液压缸；上模固定镶块固定在上模安装板上，上模固定镶块上设有冷却通道，在热冲压件冲孔变强度区对应的上模固定镶块处设有上模活动镶块安装通孔，上模活动镶块的上端部位于上模活动镶块安装通孔内，上模活动镶块的上端与上液压缸的活塞杆相连，上液压缸的缸体通过上液压缸垫块与上模安装板相连；下模固定镶块位于上模固定镶块的下方，下模固定镶块固定在下模安装板上，下模固定镶块上设有冷却通道，在热冲压件冲孔变强度区对应的下模固定镶块处设有下模活动镶块安装通孔，下模活动镶块的下端部位于下模活动镶块安装通孔内，下模活动镶块的下端与下液压缸的活塞杆相连，下液压缸的缸体通过下液压缸垫块与下模安装板相连；上模安装板上固定导套，下模安装板上固定有导柱，导柱的上端穿入导套中。

下模活动镶块与下模固定镶块交界处设有V型滑动导轨，下模固定镶块对应位置上设有V型滑动导槽，V型滑动导轨与V型滑动导槽相配合。

上模活动镶块与上模固定镶块交界处设有V型滑动导轨，上模固定镶块对应位置上设有V型滑动导槽，V型滑动导轨与V型滑动导槽相配合。

所述的上模活动镶块为1-10个，下模活动镶块与其个数相同，位置一一对应；上模活动镶块安装通孔与下模活动镶块安装通孔的个数相同，位置一一对应。

所述上模活动镶块、下模活动镶块对应热冲压件切边变强度区、冲孔变强度区，且其面积范围应使热冲压件的切边线和冲孔线包含其中，以保证热冲压成形时热冲压件切边线，冲孔线部分变为低强度区。

所述上模固定镶块、下模固定镶块中冷却通道可采用随形布置、随场布置或其它布置形式，冷却通道分布的疏密、管径的大小、距模具型面的距离等参数设定应根据具体冷却需求而定，但必须保证热冲压件非变强度区的冷却速度在27℃/s以上，确保此区域奥氏体完全转变为马氏体组织。

所述上液压缸、下液压缸大小、型号根据具体镶块的大小而定，应保证其具有充足行程和动力。

所述上液压缸垫块、下液压缸垫块的大小和厚度根据具体安装情况而定，保证上、下液压缸的行程空间能够满足上、下模活动镶块的运动要求。

所述上模活动镶块、下模活动镶块如果较大(如热冲压件切边变强度区的上、下模活动镶块)，可采用多个液压缸同时作用。

所述上液压缸、下液压缸采用同一套液压系统，以保证上、下模活动镶块同步运动。

本实用新型用于生产出切边部分和冲孔部分低强度的变强度热冲压件，以便于后期用传统冷冲切的模具和方法进行热冲压件的切边和冲孔，以有效解决传统热冲压件切边、冲孔困难、效率低、成本高的难题。

本实用新型的有益效果是：采用上述技术方案，通过在热冲压成形保压淬火阶段控制上模活动镶块、下模活动镶块的运动，使上模活动镶块和下模活动镶块与热冲压件切边变强度区和冲孔变强度区分离，并形成一定的间隙，使热冲压件切边变强度区和冲孔变强度区冷却速率变缓，无法得到完全的马氏体组织。最终实现降低该区域组织强度的目的，便于热冲压件后期的切边和冲孔。本实用新型的局部变强度热冲压件的成形模具简单实用，易于实现，大大降低了热冲压件切边、冲孔的难度，提高了热冲压件切边、冲孔的效率，在汽车零部件的热冲压成形领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型局部变强度汽车B柱热冲压件示意图。

图2a是热冲压成形初始时刻模具状态示意图。

图2b是图2a沿A-A线的剖视图。

图3是热冲压成形开始时刻模具状态示意图。

图4是热冲压成形完成时刻模具状态示意图。

图5是热冲压成形保压淬火完成时刻模具状态示意图。

图6是热冲压成形开模取件时刻模具状态示意图。

图中：1-切边变强度区；2-冲孔变强度区；3-下模安装板；4-导柱；5-坯料；6-导套；7-上模安装板；8-上液压缸垫块(每个上液压缸均配备一个)；9-上模固定镶块；10-上液压缸(含多个，每个上模活动镶块至少配一个，比较大的上模活动镶块可以同时配多个)；11-上模活动镶块(包括两种，分别为外围切边变强度区的上模活动镶块和中间冲孔变强度区的上模活动镶块)；12-冷却通道(设置在上、下模固定镶块中)；13-下模活动镶块(与上模活动镶块一一对应)；14-下模固定镶块；15-下液压缸(含多个，并与上液压缸一一对应)；16-下液压缸垫块(每个下液压缸均配备一个)；17-V型滑动导槽；18-V型滑动导轨。

具体实施方式

下面以局部变强度汽车B柱热冲压件为例结合附图1～图6，进一步说明本发明的内容及其具体实施步骤。

如图1-6所示，一种局部变强度热冲压件的成形模具，包括上模安装板7、下模安装板3、导柱4、导套6、上模固定镶块9、上模活动镶块11(根据切边变强度区1和冲孔变强度区2的数目和位置设定相应数目和位置的上活动镶块，可分为切边变强度区上模活动镶块和冲孔变强度区上模活动镶块)、下模固定镶块14、下模活动镶块13(与上模活动镶块位置对应，个数相同)、上液压缸10、下液压缸15；上模固定镶块9固定在上模安装板7上，上模固定镶块9上设有冷却通道12(冷却通道12与外冷却管道相连通，提供冷却)，在热冲压件冲孔变强度区对应的上模固定镶块9处设有上模活动镶块安装通孔(切边变强度区在热冲压零件外围，不设安装通孔)，上模活动镶块11的上端部位于上模活动镶块安装通孔内，上模活动镶块11的上端与上液压缸10的活塞杆相连，上液压缸10的缸体通过上液压缸垫块8与上模安装板7相连；下模固定镶块14位于上模固定镶块9的下方，下模固定镶块14固定在下模安装板3上，下模固定镶块14上设有冷却通道12(冷却通道12与外冷却管道相连通，提供冷却)，在热冲压件冲孔变强度区对应的下模固定镶块14处设有下模活动镶块安装通孔，下模活动镶块13的下端部位于下模活动镶块安装通孔内，下模活动镶块13的下端与下液压缸15的活塞杆相连，下液压缸15的缸体通过下液压缸垫块16与下模安装板3相连；上模安装板7上固定导套6(导套6可有多个)，下模安装板3上固定有导柱4(导柱4可有多个，并与导套6的个数相同)，导柱4的上端穿入导套6中。

下模活动镶块13与下模固定镶块14交界(包括切边变强度区和冲孔变强度区下模活动镶块和下模固定镶块交界)处设有V型滑动导轨18，下模固定镶块14对应位置上设有V型滑动导槽17，V型滑动导轨18与V型滑动导槽17相配合。

上模活动镶块11与上模固定镶块9交界(包括切边变强度区和冲孔变强度区上模活动镶块和上模固定镶块交界)处设有V型滑动导轨18，上模固定镶块9对应位置上设有V型滑动导槽17，V型滑动导轨18与V型滑动导槽17相配合。

所述的上模活动镶块11为1-10个(本实施例图中采用2个，外围切边变强度区对应的是一个环形活动镶块)，下模活动镶块13与其个数相同，位置一一对应。上模活动镶块安装通孔与下模活动镶块安装通孔的个数相同，位置一一对应。

模具上、下模活动镶块对应B柱热冲压件的切边变强度区和冲孔变强度区，且在工作过程中所有上模活动镶块和所有的下模活动镶块同步运动，在下面的运动描述中不具体区分切边变强度区的活动镶块和冲孔变强度区的活动镶块，统一称为上模活动镶块、下模活动镶块。

局部变强度热冲压件的成形方法，包括如下步骤：

步骤一：模具准备，如上所示。

步骤二：准备阶段。从上一个工作循环结束时刻开始，此时模具处于开启状态，上模固定镶块9处于上止点，上模活动镶块11(包括切边变强度区的上模活动镶块和冲孔变强度区的上模活动镶块)的型面和上模固定镶块9的型面与下模活动镶块13(包括切边变强度区的下模活动镶块和冲孔变强度区的下模活动镶块)的型面和下模固定镶块14的型面处于分离状态；在上液压缸10的作用下，上模活动镶块11沿V型滑动导轨18下行；在下液压缸15的作用下，下模活动镶块13沿V型滑动导轨18上行；最终，上模活动镶块11与上模固定镶块9，下模活动镶块13与下模固定镶块14分别形成光滑、完整的上、下模冲压型面(参阅附图2a，图2b，图3)。

步骤三：冲压阶段。将加热到900℃～950℃充分奥氏体化的零件坯料5迅速从加热炉中转移至一种局部变强度热冲压件的成形模具(热冲压模具)的下模固定镶块14和下模活动镶块13上，此过程在3s内完成。下模固定镶块14及下模活动镶块13保持静止不动；上模固定镶块9与上模活动镶块11同步下行，直至与下模(包括下面固定镶块14和下模活动镶块13)闭合，完成热冲压成形；在此过程中，始终保证上模活动镶块11与上模固定镶块9同步运动，从而保持光滑、完整的模具冲压型面；与此同时，下模活动镶块13与下模固定镶块4静止不动，同样保持光滑、完整的模具型面，目的是保证热冲压零件成形后表面光滑、完整(参阅附图3和图4)。

步骤四：保压淬火阶段。下模固定镶块14和上模固定镶块9维持闭合并保压，热冲压件对应区域(非变强度区)在模具冷却系统的作用下以大于27℃/s的冷却速度进行淬火，冷却速度较快，奥氏体完全转变为马氏体组织；而零件变强度区(包括切边变强度区和冲孔变强度区)对应的上模活动镶块11和下模活动镶块13，维持闭合保压状态1s～3s后(目的是保证热冲压件成形充分)，分别在上液压缸10和下液压缸15的带动下，上模活动镶块11上行，下模活动镶块13下行，使上模活动镶块11的型面、下模活动镶块13的型面与热冲压件变强度区(切边变强度区1和冲孔变强度区2)表面脱离接触，并形成10mm的间隙；热冲压件变强度区的热量散失方式由原来的热传导为主转变为热对流和热辐射为主，冷却速率变缓，变强度区的奥氏体不能完全转变为马氏体组织(参阅附图4和图5)。

步骤五：回程取件阶段。模具开启，上模固定镶块9及上模活动镶块11同步上行，模具打开(上模活动镶块11的型面和上模固定镶块9的型面，与下模活动镶块13的型面和下模固定镶块14的型面，处于分离状态)，将局部变强度热冲压件取出(参阅附图5和图6)。

步骤二～步骤五为一个完整的工作循环。重复上述步骤，可实现局部变强度热冲压件的连续制造。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种局部变强度热冲压件的成形模具，其特征在于包括上模安装板(7)、下模安装板(3)、导柱(4)、导套(6)、上模固定镶块(9)、上模活动镶块(11)、下模固定镶块(14)、下模活动镶块(13)、上液压缸(10)、下液压缸(15)；上模固定镶块(9)固定在上模安装板(7)上，上模固定镶块(9)上设有冷却通道(12)，上模固定镶块(9)上设有上模活动镶块安装通孔，上模活动镶块(11)的上端部位于上模活动镶块安装通孔内，上模活动镶块(11)的上端与上液压缸(10)的活塞杆相连，上液压缸(10)的缸体通过上液压缸垫块(8)与上模安装板(7)相连；下模固定镶块(14)位于上模固定镶块(9)的下方，下模固定镶块(14)固定在下模安装板(3)上，下模固定镶块(14)上设有冷却通道(12)，下模固定镶块(14)上设有下模活动镶块安装通孔，下模活动镶块(13)的下端部位于下模活动镶块安装通孔内，下模活动镶块(13)的下端与下液压缸(15)的活塞杆相连，下液压缸(15)的缸体通过下液压缸垫块(16)与下模安装板(3)相连；上模安装板(7)上固定导套(6)，下模安装板(3)上固定有导柱(4)，导柱(4)的上端穿入导套(6)中。

2.根据权利要求1所述的一种局部变强度热冲压件的成形模具，其特征在于：下模活动镶块(13)与下模固定镶块(14)交界处设有V型滑动导轨(18)，下模固定镶块(14)对应位置上设有V型滑动导槽(17)，V型滑动导轨(18)与V型滑动导槽(17)相配合。

3.根据权利要求1所述的一种局部变强度热冲压件的成形模具，其特征在于：上模活动镶块(11)与上模固定镶块(9)交界处设有V型滑动导轨(18)，上模固定镶块(9)对应位置上设有V型滑动导槽(17)，V型滑动导轨(18)与V型滑动导槽(17)相配合。

4.根据权利要求1所述的一种局部变强度热冲压件的成形模具，其特征在于：所述的上模活动镶块(11)为1-10个，下模活动镶块(13)与其个数相同，位置一一对应；上模活动镶块安装通孔与下模活动镶块安装通孔的个数相同，位置一一对应。

5.根据权利要求1所述的一种局部变强度热冲压件的成形模具，其特征在于：所述的上模活动镶块安装通孔设置在热冲压件冲孔变强度区对应的上模固定镶块(9)处；下模活动镶块安装通孔设置在热冲压件冲孔变强度区对应的下模固定镶块(14)处。