CN207308748U - 一种热成型模具的镶块及热成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热成型模具的镶块及热成型模具，本实用新型首创性的对镶块内部结构进行了改动，在镶块内部设置了冷却腔，且冷却腔具有与镶块成型面相适配的冷却壁面，同时使冷却壁面至成型面的距离相等，通过上述设置，冷却腔中冷却介质的流量、流速和压强同时增大，提高了镶块对热压钢板的淬火效率；再加之冷却腔的冷却壁面至镶块成型面的距离相等，由此提高了镶块对热压钢板冷却的均匀性，使得钢板在冲压过程中能够保持各个部位的力学性能相一致，从而避免了钢板冲压件在弯曲部位易产生回弹进而影响钢板冲压件的强度和成型精度的缺陷，同时也避免了钢板冲压件易发生开裂和缩颈的缺陷，提高了钢板冲压件的机械性能。

Description

一种热成型模具的镶块及热成型模具

技术领域

本实用新型属于成型模具技术领域，具体涉及一种热成型模具的镶块及热成型模具。

背景技术

由于汽车工业的迅猛发展，汽车轻量化以及高强钢的应用逐渐成为发展方向，使用高强度钢板制造车身零部件和加强件，能够显著提高车身构件的强度，增强汽车碰撞的安全性能，同时还能减少零部件材料的使用量，降低车身重量，从而实现汽车轻量化。采用传统的冷冲压工艺时，由于钢板强度的提高导致其成型性能降低、回弹严重、尺寸精度控制困难，因此无法满足高强度钢板的加工工艺要求，尤其对于强度超过1000MPa且几何形状较复杂的零件，传统的冷冲压工艺几乎无法对零件进行成型。热冲压成型技术是一种专门用于制造高强度钢板冲压件的成型方法，其主要原理是将钢板冲压件预先加热到奥氏体化温度以上，然后在模具中迅速成型同时淬火，以获得具有均匀马氏体组织的高强钢构件。因此，热冲压成型技术逐渐成为汽车工业的研发热点。

热冲压模具兼具成型和冷却淬火功能，是决定热冲压成型技术成败的关键。例如，中国专利文献CN104998967A公开了一种完全马氏体化的热成型控制模具及控制方法，所述控制模具包括上模组件、下模组件、弹顶系统以及冷却系统，其中，上模组件包括上模垫板、上模座和拼接凹模，下模组件包括下模垫板、下模座和成型凸模，弹顶系统分别设置在上模垫板和下模垫板上，冷却系统设置在上模组件上或者下模组件上或者同时设置在上模组件和下模组件上，且冷却系统具体为冷却水道，上述技术利用冷却水道中的冷却水实现了对钢板冲压件的冷却淬火处理，且采用上述热成型控制模具对热压钢板的冷却淬火处理时间为11～15s。

然而，一方面，经上述热成型控制模具制造的钢板冲压件在弯曲部位易产生回弹，进而影响钢板冲压件的强度和成型精度；另一方面，在冲压成型过程中，钢板冲压件易发生开裂和缩颈，影响了钢板冲压件在使用过程中的安全性和机械性能；此外，上述成型控制模具主要通过钻孔来加工热冲压模具的冷却系统，因此模具结构和冷却系统都受到了加工方式的限制，若将上述模具用于成型形状复杂的曲面，由于曲面形状的模具存在曲折多变性，采用钻孔加工复杂曲面的冷却系统难以完成。

因此，如何对现有的热成型控制模具进行改进以克服上述不足，这对于本领域技术人员而言是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中的热成型控制模具在冲压成型过程中钢板冲压件易发生开裂、缩颈、在弯曲部位易产生回弹，且受加工方式的限制水道式冷却系统不适用复杂曲面模具的缺陷，进而提供一种热成型模具的镶块及热成型模具。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种热成型模具的镶块，包括，

冷却腔，至少具有与所述镶块的成型面相适配的冷却壁面，所述冷却壁面至所述成型面的距离相等。

还包括承压板，所述承压板设置在所述冷却腔内。

所述承压板将所述冷却腔分隔成至少两个冷却空间。

所述承压板上设置有连通所述冷却空间的通孔。

所述镶块还包括镶块垫板，其设置在冷却腔的底部并用来密封冷却腔。

所述冷却壁面至所述成型面的距离为8～12mm，所述承压板的厚度为 5～10mm。

所述镶块为凸模镶块或凹模镶块。

一种热成型模具，包括，

镶块结构，由相互配合的凸模镶块和凹模镶块组成，所述镶块结构至少包括一个上述热成型模具的镶块。

还包括，压料器，其设置在所述凹模镶块之间；

上模组件，包括铸件上模座、设置于所述铸件上模座上的凹模镶块安装板和由若干所述凹模镶块形成的凹模，所述凹模通过定位键安装在所述凹模镶块安装板上；

下模组件，包括铸件下模座、设置于所述铸件下模座上的凸模镶块安装板和由若干所述凸模镶块形成的凸模，所述凸模通过定位键安装在所述凸模镶块安装板上；

密封圈，其设置在相邻凸模镶块之间和相邻凹模镶块之间。

所述上模组件还包括，压力缸安装板、压力缸、压力缸垫板和压料器安装板，所述压力缸底部通过压力缸垫板与连接所述压料器的压料器安装板相连，所述压力缸顶部通过压力缸安装板与所述铸件上模座相连；

所述下模组件还包括，局部压边圈、压边圈铸件座、压力缸、压力缸垫板、托料式定位距和仿行式举升器，所述压力缸的顶部与连接局部压边圈的压边圈铸件座相连，所述压力缸的底部通过压力缸垫板与所述凸模镶块安装板相连；所述托料式定位距绕所述凸模外缘成周向设置；所述仿行式举升器设置在凸模镶块上且其可在压力缸的作用下将热压钢板顶出热成型模具。

本申请中成型面是指与热压钢板相贴合的面，从而确保模具合模时成型热压钢板；与镶块的成型面相适配的冷却壁面是指冷却壁面与镶块的成型面形状一致。

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

(1)本实用新型所述的热成型模具的镶块，首创性的对镶块内部结构进行了改动，在镶块内部设置了冷却腔，且冷却腔具有与镶块成型面相适配的冷却壁面，同时使冷却壁面至成型面的距离相等，通过上述设置，冷却腔中冷却介质的流量、流速和压强同时增大，一则，可避免现有技术水道式冷却系统中水道孔中心距离模具表面的距离小于1.5倍水道孔直径的标准时才能实现淬火处理的缺陷；二则，再加之冷却腔的冷却壁面至镶块成型面的距离相等，由此提高了镶块对热压钢板冷却的均匀性，使得钢板在冲压过程中能够保持各个部位的力学性能相一致，从而避免了钢板冲压件在弯曲部位易产生回弹进而影响钢板冲压件的强度和成型精度的缺陷，同时也避免了钢板冲压件易发生开裂和缩颈的缺陷，提高了钢板冲压件的机械性能；三则，应用上述镶块组成的热成型模具，由于冷却介质的流量、流速和压强同时增大，因此提高了镶块对热压钢板的淬火效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的热成型模具的凸模镶块结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为实施例2提供的热成型模具在打开状态下的示意图；

图4为实施例2提供的热成型模具在闭合状态下的示意图；

其中，附图标记如下所示：

1-成型面；2-冷却壁面；3-承压板；4-通孔；9-凸模镶块；10-凹模镶块； 11-压料器；12-铸件上模座；13-凹模镶块安装板；14-定位键；15-铸件下模座；16-凸模镶块安装板；17-压力缸安装板；18-压力缸；19-压力缸垫板； 20-压料器安装板；21-局部压边圈；22-压边圈铸件座；23-热压钢板；24- 镶块垫板；25-水道孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请同时参见图1和图2，本实施例提供的热成型模具的镶块包括，

冷却腔，该冷却腔的上壁面为冷却壁面2，其与镶块的成型面1相适配，且冷却壁面2至成型面1的距离处处相等，在冷却腔内通入对热压钢板进行淬火处理的冷却介质；

承压板3，该承压板3设置在冷却腔内，根据实际需要，可以选择合适数量的承压板3，如图1所示，承压板3的个数为1个，其将冷却腔分隔成两个冷却空间，设置的承压板3可增强镶块的结构强度，在承压板3上还设置有连通上述两个冷却空间的通孔4，根据实际需要，可以选择合适数量的通孔4，如图2所示，通孔4的个数为2个，通过设置的通孔4可实现上述两个冷却空间中冷却介质的循环流动。在本实施例中，冷却介质具体为冷却水；

镶块垫板24，其设置在冷却腔的底部，与冷却腔的下壁面相贴合，用以密封冷却腔，由此可实现冷却水在冷却腔中的快速流动。

根据实际需要，可以选择冷却壁面2至成型面1的距离为10mm，承压板3的厚度为7mm，在其他实施例中，可以选择冷却壁面2至成型面1的距离为8～12mm之间的任意数值，承压板3的厚度为5～10mm之间的任意数值。

本实施例提供的镶块具体为凸模镶块，作为可替代的实施方式，上述镶块也可以为凹模镶块。

本实施例提供的热成型模具的镶块，在镶块内部设置了冷却腔再加之冷却腔的冷却壁面2至镶块成型面1的距离相等，上述设置使得冷却腔中冷却介质的流量、流速和压强同时增大，一则，可避免现有技术水道式冷却系统中水道孔中心距离模具表面的距离不大于1.5倍水道孔直径的标准时才能实现淬火处理的缺陷；二则，提高了镶块对热压钢板冷却的均匀性，使得钢板在冲压过程中能够保持各个部位的力学性能相一致，从而避免了钢板冲压件在弯曲部位易产生回弹进而影响钢板冲压件的强度和成型精度的缺陷，同时也避免了钢板冲压件易发生开裂和缩颈的缺陷；三则，应用上述镶块组成的热成型模具，由于冷却介质的流量、流速和压强同时增大，因此提高了镶块对热压钢板的淬火效率。

实施例2

请同时参见图3和图4，本实施例提供的热成型模具包括，

镶块结构，由相互配合的凸模镶块9和凹模镶块10组成，在本实施例中，凸模镶块9采用实施例1提供的热成型模具的镶块，凹模镶块10采用如图4所示的现有技术中的水道式冷却系统的镶块，即在镶块内部通过钻孔来加工模具的冷却系统，在钻孔后形成的孔道内加入冷却水来对热压钢板进行淬火处理。

作为可替代的实施方式，所述凹模镶块采用本申请提供的镶块结构，凸模镶块采用现有技术中的水道式冷却系统的镶块；

进一步地，作为可替代的实施方式，为进一步提高冷却效果，确保成型曲面的性能，凹模镶块和凸模镶块均采用本申请提供的镶块结构。

压料器11，其设置在相邻凹模镶块10之间，在压料器内部通过钻孔来加工压料器的冷却系统，在钻孔后形成的孔道内加入冷却水来对热压钢板进行淬火处理。

上模组件，包括铸件上模座12、设置于铸件上模座12上的凹模镶块安装板13和由若干凹模镶块(10)形成的凹模，凹模通过定位键14安装在凹模镶块安装板13上；上模组件还包括压力缸安装板17、压力缸18、压力缸垫板19和压料器安装板20，压力缸18底部通过压力缸垫板19与连接压料器11的压料器安装板20相连，压力缸18顶部通过压力缸安装板17与铸件上模座12相连；

下模组件，包括铸件下模座15、设置于铸件下模座15上的凸模镶块安装板16和由若干凸模镶块9形成的凸模，凸模通过定位键14安装在凸模镶块安装板16上；下模组件还包括局部压边圈21、压边圈铸件座22、压力缸18、压力缸垫板19、托料式定位距和仿行式举升器，压力缸18的顶部与连接局部压边圈21的压边圈铸件座22相连，压力缸18的底部通过压力缸垫板19与凸模镶块安装板16相连；托料式定位距绕凸模外缘成周向设置；仿行式举升器设置在凸模镶块9上且其可在压力缸18的作用下将热压钢板23顶出热成型模具。

密封圈，其设置在相邻凸模镶块9之间和相邻凹模镶块10之间，可以密封冷却水。

在本实施例中，压力缸具体为氮气缸，在其他实施例中，压力缸也可以为液压缸。

本实用新型提供的热成型模具的工作原理为：

(1)冲床上滑块带动上模组件下压，压料器将热压钢板压制在凸模镶块上，下膜组件中的局部压边圈与热压钢板相接触，利用压料器和局部压边圈内部流动的温度为10～20℃的冷却水对热压钢板进行预压和淬火；

(2)冲床上滑块继续下压，使热压钢板与凹模和凸模相贴合，利用凹模镶块、凸模镶块、压料器和局部压边圈内部流动的冷却介质对热压钢板进行预压和淬火；

(3)冲床上滑块带动上模组件下行至合模，使热压钢板完全收缩至局部压边圈以内，利用机床600～1200T的压力和凹模镶块、凸模镶块、压料器内部流动的冷却介质对热压钢板进行保压淬火处理；

(4)冲床上滑块带动上模组件上行，凹模首先脱离热压钢板，压料器在压力缸的作用下继续压在钢板上；

(5)冲床上滑块带动上模组件继续上行，压料器与钢板分离，凸模镶块上的仿行式举升器在压力缸的作用下将钢板顶出模腔，得到所述钢板冲压件。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种热成型模具的镶块，其特征在于，包括，

冷却腔，至少具有与所述镶块的成型面(1)相适配的冷却壁面(2)，所述冷却壁面(2)至所述成型面(1)的距离相等。

2.根据权利要求1所述的热成型模具的镶块，其特征在于，还包括承压板(3)，所述承压板(3)设置在所述冷却腔内。

3.根据权利要求2所述的热成型模具的镶块，其特征在于，所述承压板(3)将所述冷却腔分隔成至少两个冷却空间。

4.根据权利要求3所述的热成型模具的镶块，其特征在于，所述承压板(3)上设置有连通所述冷却空间的通孔(4)。

5.根据权利要求4所述的热成型模具的镶块，其特征在于，所述镶块还包括镶块垫板(24)，其设置在冷却腔的底部并用来密封冷却腔。

6.根据权利要求5所述的热成型模具的镶块，其特征在于，所述冷却壁面(2)至所述成型面(1)的距离为8～12mm，所述承压板(3)的厚度为5～10mm。

7.根据权利要求1-6任一所述的热成型模具的镶块，其特征在于，所述镶块为凸模镶块或凹模镶块。

8.一种热成型模具，包括，

镶块结构，由相互配合的凸模镶块(9)和凹模镶块(10)组成，其特征在于，所述镶块结构至少包括一个权利要求1-7任一项所述的热成型模具的镶块。

9.根据权利要求8所述的热成型模具，其特征在于，还包括，

压料器(11)，其设置在所述凹模镶块(10)之间；

上模组件，包括铸件上模座(12)、设置于所述铸件上模座(12)上的凹模镶块安装板(13)和由若干所述凹模镶块(10)形成的凹模，所述凹模通过定位键(14)安装在所述凹模镶块安装板(13)上；

下模组件，包括铸件下模座(15)、设置于所述铸件下模座(15)上的凸模镶块安装板(16)和由若干所述凸模镶块(9)形成的凸模，所述凸模通过定位键(14)安装在所述凸模镶块安装板(16)上；

密封圈，其设置在相邻凸模镶块(9)之间和相邻凹模镶块(10)之间。

10.根据权利要求9所述的热成型模具，其特征在于，所述上模组件还包括，压力缸安装板(17)、压力缸(18)、压力缸垫板(19)和压料器安装板(20)，所述压力缸(18)底部通过压力缸垫板(19)与连接所述压料器(11)的压料器安装板(20)相连，所述压力缸(18)顶部通过压力缸安装板(17)与所述铸件上模座(12)相连；

所述下模组件还包括，局部压边圈(21)、压边圈铸件座(22)、压力缸(18)、压力缸垫板(19)、托料式定位距和仿行式举升器，所述压力缸(18)的顶部与连接局部压边圈(21)的压边圈铸件座(22)相连，所述压力缸(18)的底部通过压力缸垫板(19)与所述凸模镶块安装板(16)相连；所述托料式定位距绕所述凸模外缘成周向设置；所述仿行式举升器设置在凸模镶块(9)上且其可在压力缸(18)的作用下将热压钢板(23)顶出热成型模具。