CN214200916U - 一种热成形钢冲压性能模拟实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，以解决目前的热成形冲压模具尺寸较大，设计复杂，生产难度较高，不利于实验室研究的问题。该实验装置包括上下对应设置的上冲压模具、下成形模具和温控系统，所述上冲压模具和下成形模具内皆设有空腔，空腔内安装电加热管，所述上冲压模具和下成形模具与温控系统连接。本实用新型可实验模拟热成形钢在不同终冷温度和冷却速度下的冲压成形过程，以及模拟在热冲压成形过程中模具的温度上边界，为增加板材的合格率，增长模具的使用寿命提供参考依据。
Description
技术领域
本实用新型涉及模具技术领域，特别是涉及一种热成形钢冲压性能模拟实验装置。
背景技术
由于各国推行降低汽车油耗的政策，汽车轻量化成为汽车发展的主要趋势，其中选用高强钢来制造零部件是目前实现车身减重最有效、最经济的手段。热冲压成形技术是一项用于汽车超高强钢板冲压件的新型技术，这种技术的基本思路是将钢板加热到奥氏体化温度，在高温低强度下冲压成形，通过模具冷却将零件快速淬火从而获得马氏体组织，大幅度提高强度，强度可达到1500MPa以上。同时这种方法充分利用了高温下钢板的成形性，零件尺寸精度高。由于板材的成形及淬火均在热冲压成形模具中完成，因此热冲压成形模具的设计及应用是热冲压成形技术的关键之一。
在目前的热成形冲压模具中，用于汽车B柱的模具较多，但该模具多设计用于现场工业生产，模具尺寸较大，设计复杂，生产难度较大。且由于板材需在热冲压成形模具中完成淬火过程，模具中多设计冷却系统，防止经过多次冲压，模具温度升高，冷却效果减弱，达不到在规定时间内奥氏体全部生成马氏体的条件。模具中冷却系统的设计既增加了模具的生产难度，也增加了模具的生产成本。由于该模具生产成本过高，一般实验室难以配置，影响与板材热冲压成形相关的技术研究。
针对以上问题，本实用新型创造性地设计了一种热成形钢冲压性能模拟实验装置。通过对模具形状的设计，减小模具尺寸，降低模具生产难度，增加其应用于实验室研究的可行性。通过更改温度，可研究不同降温速率及不同终冷温度对热成形钢性能的影响，同时也可以模拟出在热冲压成形过程中模具的温度上边界，为增加板材的合格率，增长模具的使用寿命提供参考依据。
实用新型内容
本实用新型设计了一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，主要解决工业用热冲压成形模具尺寸大，设计复杂，生产难度高，难以进行模具控温研究的问题。
本实用新型提供如下技术方案：
本实用新型提供了一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，实验装置包括上下对应设置的上冲压模具、下成形模具和温控系统，所述上冲压模具形状为倒梯形转W形模具，所述下成形模具与上冲压模具契合。所述上冲压模具和下成形模具内皆设有空腔，所述空腔内安装电加热管，所述上冲压模具和下成形模具与温控系统连接。
优选地，所述上冲压模具形状正面为倒梯形，中间部分开有凹槽，使得从背面看为W形，上冲压模具冲压深度d为4-6cm，该种设计尺寸较小，易于生产和应用，且有助于模拟出板材冲压成汽车B柱的各部分性能。
优选地，所述下成形模具形状与上冲压模具契合，上冲压模具高度m和下成形模具高度n均为7-9cm，且上冲压模具和下成形模具两侧均设有平台，该种设计有助于板材在冲压过程中的起到固定作用。
优选地，所述下成形模具中间设有凸起部分，与上冲压模具中的凹槽部分相契合，所述凸起部分高度最大值h为2-4cm，所述凸起部分中的倒角e、倒角f处设计为圆角，半径为0.2-0.5cm，所述凸起部分中坡度g处斜坡与水平的夹角设计为30°-60°。
优选地，所述下成形模具中的倒角a、倒角b处设计为圆角，半径为0.5-1.0cm，下成形模具中坡度c处斜坡与水平的夹角设计为45°-60°。
优选地，所述上冲压模具和下成形模具中各水平安装电加热管6-15根，电加热管呈左右对称分布，有助于增加导热的均匀性。
优选地，所述温控系统包括温度传感器和PLC温度控制装置，所述温控系统可控温调节范围为35-300℃，所述上冲压模具和下成形模具中的电加热管分别连接非接触式温度传感器，非接触式温度传感器与PLC温度控制装置连接。此设计有助于实验模拟热成形钢在不同终冷温度和冷却速度下的冲压成形过程，也有助于模拟出在热冲压成形过程中模具的温度上边界。
与现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于：
本实用新型上冲压模具形状采用倒梯形转W形设计，尺寸较小，易于生产和使用，且有利于模拟出板材冲压成汽车B柱的各部分性能。
本实用新型加热均匀，可进行温度控制，温度控制范围大，有利于实验模拟热成形钢在不同终冷温度和冷却速度下的冲压成形过程，和该热冲压成形过程中模具的温度上边界，增加了工业生产中板材的合格率，延长了模具的使用寿命提供参考依据。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构示意图。
其中1-上冲压模具，2-下成形模具，3-温控系统，4-空腔，5-电加热管，6-平台，7-非接触式温度传感器，8-PLC温度控制装置，9-凸起部分，10-凹槽部分。
具体实施方式
以下通过实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明，但本实用新型的内容不限于以下实施例。
实施例
下面结合附图1对本实用新型进行具体描述，一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，包括上冲压模具1、下成形模具2和温控系统3，所述上冲压模具1和下成形模具2均左右对称。所述上冲压模具1的高度m为7cm，冲压深度d为4cm。所述上冲压模具1内设有9个空腔4，所述空腔4内水平安装电加热管5，所述电加热管5连接有非接触式温度传感器7，所述非接触式温度传感器7与PLC温度控制装置8连接。所述下成形模具2的高度n为7cm。所述下成形模具2内设有9个空腔4，所述空腔4内水平安装电加热管5，所述电加热管5连接有非接触式温度传感器7，所述非接触式温度传感器7与PLC温度控制装置8连接。所述下成形模具2中的倒角a、倒角b处设计为半径为1cm的圆角，所述下成形模具2的坡度c处斜坡与水平的夹角设计为60°。所述下成形模具2的倒角e、倒角f、坡度g、高度h处均为下成形模具凸起部分9的特征，所述凸起部分9的倒角e、倒角f处设计为半径为0.5cm的圆角，所述凸起部分9的坡度g处斜坡与水平的夹角设计为45°，所述凸起部分9的高度h处设计为2cm。所述下成形模具2的凸起部分9与上成形模具1的凹槽部分10相契合。所述上冲压模具1和下成形模具2均设有平台，所述上冲压模具1与下成形模具2契合。
本实用新型一种热成形钢冲压性能模拟实验装置的操作步骤为：
(1)将模具安装于冲床上。
(2)打开PLC温度控制装置，将温度设定为实验所需研究的温度，等待模具温度上升到设定温度。
(3)将加热到奥氏体区的钢板快速移至下模具平台，通过冲床上滑块带动上模组件下压，使钢板与上冲压模具和下成形模具相贴合，利用模具与钢板的巨大温度差对钢板进行保压淬火处理。
(4)保压淬火处理完成后，冲床上滑块带动上模组件上行，取出钢板，放置在空气中冷却，待冷却至常温，对钢板进行性能分析。
本实用新型装置通过对下成形模具倒角a、倒角b、倒角e、倒角f的设计，可以有效防止冲压开裂情况，下成形模具坡度c、坡度g处不同斜率的设计以及深度d、高度h的设计，可以在实验室很好地模拟出汽车B柱的冲压情况。模具内设置温度控制系统，可以通过板材与设定温度的温差，在模拟出不同终冷温度和冷却速度下对冲压成形过程影响的基础上，模拟出在热冲压成形过程中模具的温度上边界，对工业生产中模具的使用进行指导。
上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分可能做出一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，其特征在于，实验装置包括：上下对应设置的上冲压模具(1)、下成形模具(2)和温控系统(3)，所述上冲压模具(1)和下成形模具(2)内皆设有空腔(4)，空腔(4)内安装电加热管(5)，所述上冲压模具(1)和下成形模具(2)与温控系统(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，其特征在于：所述空腔(4)横穿上冲压模具(1)和下成形模具(2)主体，所述空腔(4)内安装电加热管(5)，所述上冲压模具(1)和下成形模具(2)各有电加热管(5)6-15根，水平对称分布。
3.根据权利要求1所述的一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，其特征在于：所述的上冲压模具(1)形状为倒梯形转W形模具，上冲压模具(1)高度m和下成形模具(2)高度n均为7-9cm，上冲压模具(1)冲压深度d为4-6cm，下成形模具(2)形状与上冲压模具(1)契合，且上冲压模具(1)和下成形模具(2)两侧均设有平台(6)。
4.根据权利要求1所述的一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，其特征在于：所述下成形模具(2)中间设有凸起部分(9)，与上冲压模具(1)中的凹槽部分(10)相契合，所述凸起部分(9)高度最大值h为2-4cm，凸起部分(9)中的倒角e、倒角f处设计为圆角，半径为0.2-0.5cm，坡度g处斜坡与水平的夹角设计为30-60°。
5.根据权利要求1所述的一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，其特征在于：所述下成形模具(2)中的倒角a、倒角b处设计为圆角，半径为0.5-1.0cm，下成形模具(2)中坡度c处斜坡与水平的夹角设计为45-60°。
6.根据权利要求1所述的一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，其特征在于：所述温控系统(3)包括非接触式温度传感器(7)和PLC温度控制装置(8)，温控系统(3)可控温调节范围为35-300℃。
7.根据权利要求6所述的一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，其特征在于，所述上冲压模具(1)和下成形模具(2)中的电加热管(5)分别通过非接触式温度传感器(7)与PLC温度控制装置(8)连接。
Priority Applications (1)
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| CN202022340060.1U CN214200916U (zh) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | 一种热成形钢冲压性能模拟实验装置 |
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| CN202022340060.1U CN214200916U (zh) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | 一种热成形钢冲压性能模拟实验装置 |
Publications (1)
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| CN214200916U true CN214200916U (zh) | 2021-09-14 |
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| CN (1) | CN214200916U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115161464A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-10-11 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种基于伺服电机升降的薄钢板冷却装置及其实验方法 |
| CN115266393A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-11-01 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种便携式金属薄板热冲压模拟装备及其实验方法 |
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2020
- 2020-10-20 CN CN202022340060.1U patent/CN214200916U/zh active Active
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