一種熱衝壓成形模具的製作方法
2023-06-25 18:12:01 1
專利名稱：一種熱衝壓成形模具的製作方法
技術領域：
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本發明涉及一種熱衝壓成形模具，屬於熱衝壓成形技術領域。
背景技術：
熱衝壓成形技術是一項專門用於成形高強度鋼板衝壓件的新技術，成形後零件可以獲得 1500MPa以上的強度，而且成形精度髙，基本無回彈，用於汽車保安件或結構件，可以提高 汽車的安全性能，減輕車身重量，近年來受到業界的普遍關注。熱衝壓成形技術的原理是將 硼合金鋼板加熱到高溫並保溫一段時間，使其完全奧氏體化，然後在熱成形模具中迅速成形 冷卻，使板材由奧氏體轉變成髙強度的馬氏體組織，從而獲得具有較高的尺寸精度和強度的 工件。由於板材的成形及淬火均在熱衝壓成形模具中完成，因此熱衝壓成形模具的設計是熱 衝壓成形技術的關鍵之一。熱衝壓成形模具設計中最為重要的是冷卻機構的設計，既要保證 冷卻速度在30°QS以上，確保奧氏體完全轉變為馬氏體組織，又要保證對零件表面均勻冷 卻，使零件組織均勻，避免產生低強度點，減少殘餘熱應力，確保最終成形件的質量。
在目前的熱衝壓模具中，主要採用在模具凸凹模內鑽孔作為冷卻管道，外接水循環系統 形成冷卻迴路的方式，實現對模具的快速冷卻。這種方法能夠達到熱衝壓成形工藝所要求的 冷卻速率，但是仍然存在明顯的不足， 一般汽車保安件或結構件表面形狀都比較複雜，而且 經常有一定的曲率，鑑於鑽孔的加工方法只能鑽出直孔的限制，致使冷卻管道與凸凹模表面 之間距離不等，必然造成冷卻的不均勻，影響最終成形件的質量。尤其當模具表面形狀複雜 時，必須將模具分塊，分別鑽取冷卻管道，有時甚至需要採取在兩個方向對鑽的加工方法， 加工難度很大，同時也給模具的裝配增加了難度。而且由於在凸凹模內部開設了冷卻管道， 對於模具材料的抗鏽性要求很髙，限制了熱衝壓成形模具材料的選用。
發明內容
本發明提供一種熱衝壓成形模具，主要是解決熱衝壓成形模具冷卻不均勻以及結構複雜 模具的冷卻問題。
本發明的上述目的是這樣實現的，結合
如下
—種熱衝壓成形模具，主要由凸、凹模和上、下配流板組成，所述的凸、凹模內部設有
冷卻凹槽3，上、下配流板上設有相應的凸起4,凸、凹模與上、下配流板組合裝配在一起 構成冷卻管道，所述的上、下配流板的凸起4端處設有凹槽，凹槽處設有與其相通的進、出水口 6， 7。通水後在凸模(凹模)內部形成冷卻迴路。通過保證冷卻管道的截面尺寸以及
與模具表面之間的距離達到對工件均勻冷卻的目的。
所述的凸、凹模內的冷卻凹槽3與凸、凹模工作表面的距離保持相等，每條冷卻管道的
縱向高度應保持相等。
所述的凸、凹模與上、下配流板接觸面內採用密封圈密封。
所述的凸、凹模上的冷卻凹槽3和上、下配流板上的凸起4採用梯形截面配合。
所述的冷卻管道採用多條時，凸模與上配流板構成的冷卻管道和凹模與下配流板構成的
冷卻管道錯開分布，而且進、出水口反向設置。
與傳統的熱衝壓成形模具相比，本發明具有諸多優點。
本發明的主要優點在於可以保證冷卻槽與模具工作表面的距離相等，對模具表面的冷卻 更加均勻，可以有效減少殘餘熱應力，避免低強度點的產生，保證零件組織成分均勻，從而 提髙零件的質量。
本發明解決了形狀複雜零件難以冷卻的問題，避免了因鑽孔需要對模具分塊而給裝配帶 來的困難以及對成形精度的影響，同時避免了鑽孔時盲孔或交匯處導致的冷卻水的渦流或回 流，使水流更加平穩順暢。
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圖l.凸模工作表面示意圖2.凸模背面示意圖3.配流板示意圖4.凸模與配流板配合截面圖。
圖中l.凸模2.配流板3.冷卻凹槽4.凸起5.密封圈6.進水口 7.出水口
具體實施例方式
下面結合附圖所示實施例進一步說明本發明的內容及其具體實施方式
。 由於凸、凹模與上、下配流板組合後形成的冷卻管道的結構是相同的，故下面僅以凸模 結構為例說明。
參閱圖1、 2、 3,本發明結合凸模l工作表面的形狀在其內部設置一系列的冷卻凹槽3， 凹槽3與凸模1表面距離保持相等。在配流板2上設置相應的凸起4，凸起高度小於槽深， 凸模與配流板組合在一起之後，形成高度相等的冷卻管道。附圖所示實施例中的凸模上凹槽 設置了3條，與其向配合的配流板只設置了一個凸起，凸起4的設置是為了保證各條冷卻管 道的高度相等，即冷卻管道的縱向尺寸相等，但是各個管道寬度不一定相同，以保證冷卻均 勻。本圖凸模兩側凹槽對應處的配流板上未設凸起，是因為以模具冷卻管道的高度作為最淺 槽與配流板之間的距離，這樣可以最大限度的節省模具材料，同時可以降低配流板的加工難度。配流板上的凸起部分的長度小於凸模上凹槽的長度，在兩端形成空腔，分別與配流板的 進水口6和出水口7相連，進、出水口用軟管外接水循環系統，水從進水口流入，通過端部 的空腔同時配給各個冷卻管道，再由另一側流出，通過冷卻水與模具之間的熱交換達到冷卻 的目的。為保證冷卻管道的密封性，將配流板2上的凸起4與凸模內的凹槽3均設計為梯形 截面，二者緊密配合，必要時可以在低溫下進行裝配，利用材料的熱脹冷縮的性質達到緊密 配合的目的。在配流板2上同時設有密封圈5，以保證冷卻水不會通過接觸面洩露。凸模l 與配流板2的固定方式可採用銷釘定位，螺釘連接。
本發明採用的配流板凸起、凸模凹槽側壁梯形截面的設計， 一方面保證了二者的緊密配 合，另一方面，當模具工作一段時間後，如果表面發生磨損，對表面進行調修後仍可保證二 者的緊密配合，繼續使用，而矩形截面則無法保證緊密配合，因此，從某種意義上講，可以 延長模具的使用壽命。在凸凹模與配流板配合的平面內設有密封圈，防止冷卻水通過接觸面 發生洩漏。
熱衝壓成形由於需要在模具內開設冷卻管道，因此對模具的耐鏽性有很髙的要求。本發 明中由於可以預先對冷卻管道壁進行抗鏽處理，因此降低了對模具材料的選擇。配流板不接 觸工件，受溫度影響較小，因此對其熱力學性能要求不高，在選擇材料時只需考慮其強度及 耐鏽性。
對於尺寸較長的工件的模具採用本模具結構設計時，可以採用在凸模(凹模)中設置多 個冷卻迴路的方法，既能減小因模具較長對冷卻效果的影響，提高冷卻效率，又能提高模具 的機械強度。在多個冷卻迴路的模具的設計中，凸、凹模的冷卻區間設置要不相一致，凸、 凹模內分隔各個冷卻區間的側壁要交錯開，避免產生冷卻盲區，凸模上的進出水口分別與凹 模採取反向設計，通過對凸、凹模水流的反向流動補償冷卻水溫度差對模具表面的影響，使 冷卻更加均勻。在實際生產中可以根據需要增減進出水口的數目。
多條冷卻槽的情況主要是受模具表面形狀的限制， 一般模具有幾個凸起和凹槽，那麼就 要相應設置幾條冷卻管道。如果凸起和凹槽的寬度過大，則要考慮在一個凸起或凹槽內設置 兩條或多條冷卻管道，以保證模具的機械強度，在這種情況下，凸、凹模的管道應該錯開分 布，避免產生冷卻盲區。
本發明所述熱衝壓成形模具的結構，解決了當前熱成形模具難以均勻冷卻以及表面形狀 複雜模具冷卻管道難於開設的問題，降低了對模具材料耐鏽性的要求，具有重大的現實意義。
權利要求
1、一種熱衝壓成形模具，主要由凸、凹模和上、下配流板組成，其特徵在於所述的凸、凹模內部設有冷卻凹槽(3)，上、下配流板上設有相應的凸起(4)，凸、凹模與上、下配流板組合裝配在一起構成冷卻管道，所述的上、下配流板的凸起(4)端處設有凹槽，凹槽處設有與其相通的進、出水口(6，7)。
2、 根據權利要求1所述的一種熱衝壓成形模具，其特徵在於所述的凸、凹模內的冷卻 凹槽(3)與凸、凹模工作表面的距離保持相等，每條冷卻管道的縱向高度應保持相等。
3、 根據權利要求1所述的一種熱衝壓成形模具，其特徵在於所述的凸、凹模與上、下 配流板接觸面內採用密封圈密封。
4、 根據權利要求1所述的一種熱衝壓成形模具，其特徵在於所述的凸、凹模上的冷卻 凹槽(3)和上、下配流板上的凸起(4)採用梯形截面配合。
5、 根據權利要求1所述的一種熱衝壓成形模具，其特徵在於所述的冷卻管道採用多條 時，凸模與上配流板構成的冷卻管道和凹模與下配流板構成的冷卻管道錯開分布，而且進、 出水口反向設置。
全文摘要
本發明涉及一種熱衝壓成形模具，屬於熱衝壓成形領域。所述模具包括凸、凹模、上、下配流板等主要部分。所述發明結合模具工作表面的形狀在其內部設置一系列的冷卻凹槽，在配流板上設置相應的凸起，凸模與配流板組合在一起形成空腔作為冷卻管道，配流板與凸模凹槽兩端形成空腔，分別與進水口和出水口相連，水從進水口流入，由端部的空腔同時配給各個冷卻管道，通過冷卻水與模具之間的熱交換達到冷卻的目的。控制冷卻管道與模具表面之間的距離，使冷卻更加均勻，確保零件各部分組織均勻，提高零件的質量。而且能夠解決表面形狀複雜模具冷卻困難的問題，對冷卻管道的防鏽處理，降低對模具材料的要求。
文檔編號B21D37/00GK101486063SQ200910066588
公開日2009年7月22日 申請日期2009年3月4日 優先權日2009年3月4日
發明者靜 張, 張正林, 勇 徐, 虹 徐, 超 朱, 谷諍巍 申請人:吉林大學