一種箱式淬火複合成形模具及其製造工藝的製作方法

2023-11-02 04:37:32 2

一種箱式淬火複合成形模具及其製造工藝的製作方法
【專利摘要】一種箱式淬火複合成形模具及其製造工藝，它由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成主箱體，其上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽及輸液小孔，主箱體側封板設有連接冷卻介質輸入系統的外接口，並經選材、熱處理、預彎、成型、組裝等多道工序製成複合成形模具的技術方案；它克服了現有熱處理與成形相結合或以鈑金單獨成形的成形模具，前者存在淬火、變形難以控制，模具後期工作量大且生產周期長，能源消耗大；後者則對冷作模具使用性能要求高，使用壽命短，而模具鋼的採購成本、加工費用均較高，產品或零件在鈑金衝壓時還存在顯微裂紋的質量隱患等缺陷；它適合於經加熱加壓一次完成淬火、成形的複合成形的產品或零件。
【專利說明】一種箱式淬火複合成形模具及其製造工藝
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種箱式淬火複合成形模具及其製造工藝。
【背景技術】
[0002]現有需要熱處理又需要鈑金成形的產品或零件，工藝製造一般採用兩種方案，第一種為衝壓成型後再用淬火方式處理；第二種則是將已熱處理的原材料直接鈑金成型；它們主要的缺點是:第一種方式的淬火變形難控制，後期需要大量的人工校形或模具穩定化的時效處理，產品或零件製造周期長，定型模具與產品或零件一起要耐受反覆加熱與冷卻；第二種方式則是鈑金成型時對冷作模具的使用性能要求高，要求選用硬度高的模具鋼作模具材質，而硬度越高對模具的磨損越嚴重，模具的使用壽命則越短，所以模具鋼的採購成本、加工費用均較高，而且產品或零件在鈑金衝壓時還存在顯微裂紋的質量隱患。

【發明內容】

[0003]針對上述情況，本發明的目的在於提供一種箱式淬火複合成形模具，它既能同時淬火，又能同時成形，還能同時在線完成壓制產品或零件的淬火、變形控制，減輕重複試模和修模勞動強度，減少大量高級別模具鋼的採購、消耗，實現生產成本降低，生產周期縮短，全面提高壓制產品或零件的質量。
[0004]本發明的又一個目的在於提供一種生產流程簡單，操作容易，還能實現工業化、規模化、商業化，且經濟實惠、便於普及推廣的製備一種箱式淬火複合成形模具的工藝。
[0005]為了實現上述目的，一種箱式淬火複合成形模具，它包括一主箱體，該主箱體由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成，所述上加壓模具箱體與下成形模具箱體設有數塊側封板、上、下底板和上、下成形板，所述上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽，冷卻凹槽內設有小孔，所述側封板設有外接口。
[0006]為了實現結構、效果優化，其進一步的措施是:
[0007]冷卻凹槽設有四組。
[0008]冷卻凹槽間距L均按等間距排列。
[0009]冷卻凹槽間距L為30-50mm。
[0010]冷卻凹槽槽高H為5_20mm。
[0011]小孔直徑D為3_8mm。
[0012]上、下底板上分別設有加強筋板。
[0013]外接口連接軟管式冷卻介質輸入系統。
[0014]製造一種箱式淬火複合成形模具的工藝，它包括經選材、板材退火、油壓機預彎成型的主要處理工序，其操作步驟如下:
[0015]一、製作主箱體
[0016]A、製作上加壓模具箱體
[0017]1、選材-Q235鋼-下料、劃線-輔助設備；[0018]I1、前、後、左、右側封板-定型-工藝裝備、冷作設備；
[0019]II1、前、後、左、右側封板-適配鑽孔-工藝裝備、機加設備；
[0020]IV、外接口 -定模、加工-工藝裝備、機加、冷作設備；
[0021]V、上、下底板-定型-工藝裝備、冷作設備；
[0022]V1、加強筋板-定型-工藝裝備、機加、冷作設備；
[0023]Vn、箱體組裝-焊接-焊裝設備；
[0024]珊、箱體表面處理-打磨、拋光、噴塗-輔助設備；
[0025]IX、箱體成型-半成品-輔助設備；
[0026]B、製作下成形模具箱體
[0027]下成形模具箱體半成品的製作工藝與上加壓模具箱體半成品的製作工藝相同。
[0028]二、製作成形板
[0029]Α、製作上成形板
[0030]1、選材-Q235鋼-下料、劃線-輔助設備；
[0031]I1、上成形板-定型-工藝裝備、冷作設備；
[0032]II1、冷卻凹槽、間距L、槽高H-定型-工藝裝備、冷作設備、輔助設備；
[0033]IV、冷卻凹槽-銑削-工藝裝備、機加設備；
[0034]V、輸入冷卻液小孔-鑽削-工藝裝備、機加設備；
[0035]V1、上成形板-熱處理-退火-工藝裝備、熱處理設備；
[0036]VI1、上成形板-預彎-油壓機、熱處理設備、冷作設備、輔助設備；
[0037]珊、上成形板-銑削-工藝裝備、銑削設備、冷作設備；
[0038]IX、上成形板-定型-工藝裝備、油壓機、熱處理設備、冷作設備、輔助設備；
[0039]X、上成形板-表面處理-打磨、拋光、噴丸、噴塗-冷作設備、輔助設備；
[0040]X1、上成形板-成型-半成品-輔助設備；
[0041]B、製作下成形板
[0042]下成形板半成品的製作工藝與上成形板半成品的製作工藝相同。
[0043]三、半成品組裝
[0044]1、按工藝要求備好:上加壓模具箱體半成品、下成形模具箱體半成品；
[0045]I1、按工藝要求備好:上成形板半成品、下成形板半成品；
[0046]II1、上成形板半成品、下成形板半成品分別與上加壓模具箱體半成品、下成形模具箱體半成品適配-組裝-工藝裝備、焊接設備、冷作設備、輔助設備；
[0047]IV、外接口與軟管式冷卻介質輸入系統連接-冷作設備、輔助設備；
[0048]V、壓力試驗-上加壓模具箱體的上成形板與下成形模具箱體的下成形板適配合模-冷卻介質輸入-加壓-檢查有無洩漏-試驗、檢測裝備；
[0049]V1、檢驗-入庫-產品或零件成品-檢測設備、輔助設備。
[0050]本發明一種箱式淬火複合成形模具及其製造工藝，它包括由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成主箱體，其上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽及輸液小孔，主箱體側封板設有連接軟管式冷卻介質輸入系統的外接口，並經選材、熱處理、預彎、成型、組裝等多道工序製造成複合成形模具產品的技術方案，它克服了現有熱處理與成形相結合或以鈑金單獨成形的成形模具，前者存在淬火、變形難以控制，模具後期的人工校形勞動強度較大，模具穩定化的時效處理周期較長，定型模具與零件一起要耐受反覆加熱與冷卻，其能源消耗大；後者則對冷作模具使用要求高，其原材料硬度越高對模具的磨損越嚴重，而且模具鋼的採購成本、加工費用均較高，產品零件在鈑金衝壓時還存在顯微裂紋的質量隱患等缺陷。
[0051]本發明相比現有技術所產生的有益效果:
[0052]( I )本發明採用由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成主箱體，並於上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽及輸液小孔，並於主箱體側封板設置連接冷卻介質輸入系統的外接口的技術方案，較好地解決了傳統工藝採用鈑金、淬火兩道工序分開處理且產品或零件的成型性差、淬火質量不穩定的難題；
[0053](II)本發明採用由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成主箱體，並於上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽及輸液小孔，並於主箱體側封板設置連接冷卻介質輸入系統的外接口的技術方案，較好地解決了傳統工藝採用冷作鈑金生產的產品或零件回彈性較大的難題，而且省去了因產品或零件變形需要大量反覆試模和修模的重複勞動；
[0054](III)本發明採用由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成主箱體，並於上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽及輸液小孔，並於箱體側封板設置連接冷卻介質輸入系統的外接口的技術方案，實現了產品或零件在箱體型腔內進行壓力淬火過程中，應力釋放更充分，淬火變形更小，提高了產品或零件的質量；
[0055](IV)本發明採用由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成主箱體，並於上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽及輸液小孔，並於主箱體側封板設置連接軟管式冷卻介質輸入系統的外接口的技術方案，克服了傳統工藝採用鈑金、淬火兩道工序分開處理且生產成本高、人力資源、能源資源消耗均較大的缺陷；
[0056](V)本發明採用高溫短時成形後並即時淬火冷卻的最佳工藝的技術方案，保證了模具在冷卻介質的作用下維持足夠的剛性，熱衝蝕少，而單一的冷作模具和熱作模具的工作環境非常惡劣，故而可採用價格低廉的普通Q235鋼代替價格昂貴的模具鋼，取得意想不到的同時一次性成型、淬火的較佳效果，節約了傳統工藝需大量採購模具鋼的原材料成本；
[0057](VI)本發明採用將上加壓模具箱體與下成形模具箱體結合於由油壓機預彎成型的上、下成形板處並壓合組成主箱體的技術方案，有效減少了成形加工餘量，節約了大量的人力、物力，降低了生產成本；
[0058](VD本發明採用由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成主箱體，並於上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽及輸液小孔，並於主箱體側封板設置連接軟管式冷卻介質輸入系統的外接口及選用以焊接工藝為主體結構的技術方案，其結構簡單、緊湊，避免了模具上下型面間複雜的管道設計和製造，節約了大量的原材料消耗，減少了過多生產成本的投入；
[0059](VDI)本發明採用由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成主箱體，並於上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽及輸液小孔，並於箱體側封板設置連接軟管式冷卻介質輸入系統的外接口及採用加強筋板加固箱體底板的主體結構技術方案，其結構簡單、緊湊，箱體整體剛性好，保證了上下模具壓合時產品或零件成形和熱處理的穩定性能；
[0060](IX)本發明採用由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成主箱體，並於上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽及輸液小孔，並於主箱體側封板設置連接軟管式冷卻介質輸入系統的外接口及採用加強筋板加固箱體底板的主體結構技術方案，其結構簡單、緊湊，箱體整體剛性好，延長了模具使用壽命，節約了模具維護成本；[0061 ] ( X )本發明採用由上加壓模具箱體與下成形模具箱體於上、下成形板處壓合組成主箱體，並於上、下成形板的合模界面上設置數組冷卻凹槽及輸液小孔，並於主箱體側封板設置連接軟管式冷卻介質輸入系統的外接口結構技術方案，其結構簡單、緊湊，強度高，工藝簡易，工序簡化，操作簡便，維護容易，淬火、成型一次完成，不需重複的試模與修模操作，產品變形量小，質量穩定可靠；生產過程無汙染，勞動與工作環境顯著改善，省時省工省力省成本省能源，全面提高了一次成型產品或零件的優質品率，連接軟管式冷卻介質輸入系統的外接口通用性強，還易於實現工業化、規模化、商業化，且經濟實惠、便於普及推廣。
[0062]本發明適合於經加熱加壓一次完成淬火、成形的複合成形的產品或零件。
[0063]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0064]圖1為本發明一種箱式淬火複合成形模具主視圖。
[0065]圖2為圖1中冷卻凹槽與冷卻液輸入小孔的局部放大視圖。
[0066]圖中:1、上加壓模具箱，2、下成形模具箱體，3、成形板，4、側封板，5、底板，6、冷卻凹槽，7、小孔，8、外接口，9、加強筋板，M、主箱體，L、間距，H、槽高，D、直徑。
【具體實施方式】
[0067]結合附圖，一種箱式淬火複合成形模具，它包括一主箱體M，該主箱體M由上加壓模具箱體I與下成形模具箱體2於上、下成形板3處壓合組成，上加壓模具箱體I與下成形模具箱體2各自均設有前、後、左、右4塊側封板4，側封板4上設有連接軟管式冷卻介質輸入系統的外接口 8 ;上加壓模具箱體I與下成形模具箱體2分別設上底板5和下底板5，上底板5設置於上加壓模具箱體I上面，下底板5則設置於下成形模具箱體2的下面，為了增強模具箱體的整體剛性，上、下底板5上分別設有加強筋板9，同樣，上加壓模具箱體I與下成形模具箱體2於合模處設置上、下成形板3，上、下成形板3的合模界面上設有四組冷卻凹槽6，每組冷卻凹槽6間距L均按30-50mm等間距排列，冷卻凹槽6槽高H為5_20mm，冷卻凹槽6內設有直徑D為3-8mm的小孔7，側封板4設有外接口 8，冷卻凹槽6的組與組之間的距離可根據模具的尺寸大小要求及整體剛性、強度決定。
[0068]為保證模具成型效果和剛度，可增加上、下成形板3上冷卻凹槽6的密度，即減少冷卻凹槽6的槽間距L，降低冷卻凹槽6的槽高H，依據產品或零件材料和大小的不同，可以有不同數量的外接口和電機泵，以滿足產品或零件不同的淬火冷卻要求。本實施例取冷卻凹槽6的槽間距L為41mm，槽高H為12mm，輸入冷卻液小孔7直徑D為5mm。
[0069]參照附圖，製造一種箱式淬火複合成形模具的工藝，它包括經選材、板材退火、油壓機預彎、成型的主要處理工序，其操作步驟如下:
[0070]一、製作主箱體[0071]A、製作上加壓模具箱體
[0072]1、選取牌號為Q235鋼的鋼板，按加工要求下料，下料完成後按要求進入劃線工序，其設備-下料、劃線-輔助設備；
[0073]I1、按產品或零件成型要求製作前、後、左、右側封板各I塊，而且應該與下成形模具箱體側封板對應配合確定尺寸-定型-工藝裝備、冷作設備；
[0074]II1、前、後、左、右側封板上適配鑽孔，該孔的大小、設置位置應與外接口大小適配-工藝裝備、機加設備；
[0075]IV、外接口大小應與連接法蘭及軟管式冷卻介質輸入系統的軟管大小適配加工確定-定模、加工-工藝裝備、機加、冷作設備；
[0076]IV、外接口 -定模、加工-工藝裝備、機加、冷作設備；
[0077]V、上底板應該按上加壓模具箱體內腔大小及產品成型要求配合，確定箱體平面空間-定型-工藝裝備、冷作設備；
[0078]V1、加強筋板與上底板配合加工-定型-工藝裝備、機加、冷作設備；
[0079]VI1、箱體組裝包括:上加壓模具箱體配套的前、後、左、右側封板與上底板進行組裝-焊接-焊裝設備；
[0080]珊、箱體表面處理-打磨、拋光、噴塗-輔助設備；
[0081]IX、箱體成型-半成品-輔助設備；
[0082]B、製作下成形模具箱體
[0083]下成形模具箱體半成品的製作工藝與上加壓模具箱體半成品的製作工藝相同。
[0084]二、製作成形板
[0085]Α、製作上成形板
[0086]1、選材-Q235鋼-下料、劃線_輔助設備；
[0087]I1、上成形板-定型-工藝裝備、冷作設備；
[0088]II1、冷卻凹槽、間距L、槽高H-定型-工藝裝備、冷作設備、輔助設備；
[0089]IV、冷卻凹槽加工-銑削-工藝裝備、機加設備；
[0090]V、輸入冷卻液小孔加工-鑽削-工藝裝備、機加設備；
[0091]V1、上成形板-熱處理-退火-工藝裝備、熱處理設備；
[0092]VI1、上成形板-預彎-油壓機、熱處理設備、冷作設備、輔助設備；
[0093]珊、上成形板機加:少餘量毛坯加工-銑削-工藝裝備、銑削設備、冷作設備；
[0094]IX、上成形板定型應與上加壓模具箱體半成品配合實施-定型-工藝裝備、油壓機、熱處理設備、冷作設備、輔助設備；
[0095]X、上成形板-表面處理-打磨、拋光、噴丸、噴塗-冷作設備、輔助設備；
[0096]X1、上成形板-成型-半成品-輔助設備；
[0097]B、製作下成形板
[0098]下成形板半成品的製作工藝與上成形板半成品的製作工藝相同。
[0099]三、半成品組裝
[0100]1、按工藝要求備好:上加壓模具箱體半成品、下成形模具箱體半成品；
[0101]I1、按工藝要求備好:上成形板半成品、下成形板半成品；
[0102]II1、上成形板半成品、下成形板半成品分別與上加壓模具箱體半成品、下成形模具箱體半成品適配，按工藝要求組裝成二個密閉的腔體-組裝-工藝裝備、焊接設備、冷作設備、輔助設備；
[0103]II1、上成形板半成品、下成形板半成品分別與上加壓模具箱體半成品、下成形模具箱體半成品，按工藝要求適配組裝成二個密閉的腔體-工藝裝備、焊接設備、冷作設備、輔助設備；
[0104]IV、外接口與軟管式冷卻介質輸入系統連接-冷作設備、輔助設備；
[0105]V、壓力試驗-按工藝要求將上加壓模具箱體的上成形板與下成形模具箱體的下成形板適配合模-冷卻介質輸入-加壓-檢查有無洩漏-試驗、檢測裝備；
[0106]V1、檢驗-入庫-產品或零件成品-檢測設備、輔助設備。
[0107]本發明的工況與原理:①首先將主箱體M中的上加壓模具箱體I與下成形模具箱體2於上、下成形板3處壓合即按裝配關係進行合模，然後將上加壓模具箱體I與油壓機的支座固定，外接口通過法蘭盤接通外部冷卻介質輸入系統的軟管；本實施例中冷卻介質為冷卻液；②上加壓模具箱體I連同外接軟管在油缸的提升下離開下成形模具箱體2，將加熱產品置於下成形模具箱體2上；③上加壓模具箱體I在油缸的作用下向下施壓，將加熱產品壓製成形；④開啟冷卻電機泵，主箱體M內腔上下冷卻介質輸入系統經上加壓模具箱體1、下成形模具箱體2的輸入冷卻液小孔7向產品或零件的上下表面進行連續噴灑冷卻液，直至產品或零件冷透為止，整個淬火過程中上加壓模具箱體I與下成形模具箱體2維持合模狀態下的恆定工作壓力，防止產品或零件發生淬火變形。
【權利要求】
1.一種箱式淬火複合成形模具，其特徵在於它包括一主箱體(M)，該主箱體(M)由上加壓模具箱體(1)與下成形模具箱體(2)於上、下成形板(3)處壓合組成，所述上加壓模具箱體(1)與下成形模具箱體(2)設有數塊側封板(4)、上、下底板(5)和上、下成形板(3)，所述上、下成形板(3)的合模界面上設置數組冷卻凹槽(6)，冷卻凹槽(6)內設有小孔(7)，所述側封板(4)設有外接口(8)。
2.根據權利要求1所述的一種箱式淬火複合成形模具，其特徵在於冷卻凹槽(6)設有四組。
3.根據權利要求1所述的一種箱式淬火複合成形模具，其特徵在於冷卻凹槽(6)間距L均按等間距排列。
4.根據權利要求1所述的一種箱式淬火複合成形模具，其特徵在於冷卻凹槽(6)間距L 為 30_50mm。
5.根據權利要求1所述的一種箱式淬火複合成形模具，其特徵在於冷卻凹槽(6)槽高H 為 5_20mm。
6.根據權利要求1所述的一種箱式淬火複合成形模具，其特徵在於小孔(7)直徑D為.3-8mm。
7.根據權利要求1所述的一種箱式淬火複合成形模具，其特徵在於上、下底板(5)上分別設有加強筋板(9)。
8.根據權利要求1所述的一種箱式淬火複合成形模具，其特徵在於外接口(8)連接軟管式冷卻介質輸入系統。
9.製造權利要求1所述的一種箱式淬火複合成形模具的工藝，其特徵在於它包括經選材、板材退火、油壓機預彎成型的主要處理工序，其操作步驟如下: 一、製作主箱體 A、製作上加壓模具箱體 I、選材-Q235鋼-下料、劃線-輔助設備； I1、前、後、左、右側封板-定型-工藝裝備、冷作設備； II1、前、後、左、右側封板-適配鑽孔-工藝裝備、機加設備； IV、外接口-定模、加工-工藝裝備、機加、冷作設備； V、上、下底板-定型-工藝裝備、冷作設備； V1、加強筋板-定型-工藝裝備、機加、冷作設備； νπ、箱體組裝-焊接-焊裝設備； 珊、箱體表面處理-打磨、拋光、噴塗-輔助設備； IX、箱體成型-半成品-輔助設備； B、製作下成形模具箱體 下成形模具箱體半成品的製作工藝與上加壓模具箱體半成品的製作工藝相同。 二、製作成形板 Α、製作上成形板 i、選材-Q235鋼-下料、劃線-輔助設備； I1、上成形板-定型-工藝裝備、冷作設備； II1、冷卻凹槽、間距L、槽高H-定型-工藝裝備、冷作設備、輔助設備；IV、冷卻凹槽-銑削-工藝裝備、機加設備； V、輸入冷卻液小孔-鑽削-工藝裝備、機加設備； V1、上成形板-熱處理-退火-工藝裝備、熱處理設備； νπ、上成形板-預彎-油壓機、熱處理設備、冷作設備、輔助設備； 珊、上成形板-銑削-工藝裝備、銑削設備、冷作設備； IX、上成形板-定型-工藝裝備、油壓機、熱處理設備、冷作設備、輔助設備； X、上成形板-表面處理-打磨、拋光、噴丸、噴塗-冷作設備、輔助設備； X1、上成形板-成型-半成品-輔助設備； B、製作下成形板 下成形板半成品的製作工藝與上成形板半成品的製作工藝相同。 三、半成品組裝 i、按工藝要求備好:上加壓模具箱體半成品、下成形模具箱體半成品； I1、按工藝要求備好:上成形板半成品、下成形板半成品； II1、上成形板半成品、下成形板半成品分別與上加壓模具箱體半成品、下成形模具箱體半成品適配-組裝-工藝裝備、焊接設備、冷作設備、輔助設備； IV、外接口與軟管式冷卻介質輸入系統連接-冷作設備、輔助設備； V、壓力試驗-上加壓模具箱體的上成形板與下成形模具箱體的下成形板適配合模-冷卻介質輸入-加壓-檢查有無洩漏-試驗、檢測裝備； V1、檢驗-入庫-產品或零件成品-檢測設備、輔助設備。
【文檔編號】B21D37/10GK103736847SQ201310628339
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】楊旭馳, 譚永耀, 宋海峰, 蔣亦舟, 趙飛, 蔣秋娥, 劉克, 嚮導, 朱旭, 王倩, 余杰 申請人:江麓機電集團有限公司