專利名稱：一種熱沖壓成形模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本發(fā)明涉及一種熱沖壓成形模具，屬于熱沖壓成形技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱沖壓成形技術(shù)是一項(xiàng)專門用于成形高強(qiáng)度鋼板沖壓件的新技術(shù)，成形后零件可以獲得 1500MPa以上的強(qiáng)度，而且成形精度髙，基本無回彈，用于汽車保安件或結(jié)構(gòu)件，可以提高 汽車的安全性能，減輕車身重量，近年來受到業(yè)界的普遍關(guān)注。熱沖壓成形技術(shù)的原理是將 硼合金鋼板加熱到高溫并保溫一段時(shí)間，使其完全奧氏體化，然后在熱成形模具中迅速成形 冷卻，使板材由奧氏體轉(zhuǎn)變成髙強(qiáng)度的馬氏體組織，從而獲得具有較高的尺寸精度和強(qiáng)度的 工件。由于板材的成形及淬火均在熱沖壓成形模具中完成，因此熱沖壓成形模具的設(shè)計(jì)是熱 沖壓成形技術(shù)的關(guān)鍵之一。熱沖壓成形模具設(shè)計(jì)中最為重要的是冷卻機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，既要保證 冷卻速度在30°QS以上，確保奧氏體完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R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(chǎn)生低強(qiáng)度點(diǎn)，減少殘余熱應(yīng)力，確保最終成形件的質(zhì)量。
在目前的熱沖壓模具中，主要采用在模具凸凹模內(nèi)鉆孔作為冷卻管道，外接水循環(huán)系統(tǒng) 形成冷卻回路的方式，實(shí)現(xiàn)對模具的快速冷卻。這種方法能夠達(dá)到熱沖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(jié)構(gòu)件表面形狀都比較復(fù)雜，而且 經(jīng)常有一定的曲率，鑒于鉆孔的加工方法只能鉆出直孔的限制，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(zhì)量。尤其當(dāng)模具表面形狀復(fù)雜 時(shí)，必須將模具分塊，分別鉆取冷卻管道，有時(shí)甚至需要采取在兩個(gè)方向?qū)︺@的加工方法， 加工難度很大，同時(shí)也給模具的裝配增加了難度。而且由于在凸凹模內(nèi)部開設(shè)了冷卻管道， 對于模具材料的抗銹性要求很髙，限制了熱沖壓成形模具材料的選用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種熱沖壓成形模具，主要是解決熱沖壓成形模具冷卻不均勻以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜 模具的冷卻問題。
本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合


如下
—種熱沖壓成形模具，主要由凸、凹模和上、下配流板組成，所述的凸、凹模內(nèi)部設(shè)有
冷卻凹槽3，上、下配流板上設(shè)有相應(yīng)的凸起4,凸、凹模與上、下配流板組合裝配在一起 構(gòu)成冷卻管道，所述的上、下配流板的凸起4端處設(shè)有凹槽，凹槽處設(shè)有與其相通的進(jìn)、出水口 6， 7。通水后在凸模(凹模)內(nèi)部形成冷卻回路。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(dá)到對工件均勻冷卻的目的。
所述的凸、凹模內(nèi)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(yīng)保持相等。
所述的凸、凹模與上、下配流板接觸面內(nèi)采用密封圈密封。
所述的凸、凹模上的冷卻凹槽3和上、下配流板上的凸起4采用梯形截面配合。
所述的冷卻管道采用多條時(shí)，凸模與上配流板構(gòu)成的冷卻管道和凹模與下配流板構(gòu)成的
冷卻管道錯(cuò)開分布，而且進(jìn)、出水口反向設(shè)置。
與傳統(tǒng)的熱沖壓成形模具相比，本發(fā)明具有諸多優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于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，可以有效減少殘余熱應(yīng)力，避免低強(qiáng)度點(diǎn)的產(chǎn)生，保證零件組織成分均勻，從而 提髙零件的質(zhì)量。
本發(fā)明解決了形狀復(fù)雜零件難以冷卻的問題，避免了因鉆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(shí)避免了鉆孔時(shí)盲孔或交匯處導(dǎo)致的冷卻水的渦流或回 流，使水流更加平穩(wěn)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(wèi).凸模2.配流板3.冷卻凹槽4.凸起5.密封圈6.進(jìn)水口 7.出水口
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容及其具體實(shí)施方式
。 由于凸、凹模與上、下配流板組合后形成的冷卻管道的結(jié)構(gòu)是相同的，故下面僅以凸模 結(jié)構(gòu)為例說明。
參閱圖1、 2、 3,本發(fā)明結(jié)合凸模l工作表面的形狀在其內(nèi)部設(shè)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(shè)置相應(yīng)的凸起4，凸起高度小于槽深， 凸模與配流板組合在一起之后，形成高度相等的冷卻管道。附圖所示實(shí)施例中的凸模上凹槽 設(shè)置了3條，與其向配合的配流板只設(shè)置了一個(gè)凸起，凸起4的設(shè)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(gè)管道寬度不一定相同，以保證冷卻均 勻。本圖凸模兩側(cè)凹槽對應(yīng)處的配流板上未設(shè)凸起，是因?yàn)橐阅＞呃鋮s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(jié)省模具材料，同時(shí)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于凸模上凹槽的長度，在兩端形成空腔，分別與配流板的 進(jìn)水口6和出水口7相連，進(jìn)、出水口用軟管外接水循環(huán)系統(tǒng)，水從進(jìn)水口流入，通過端部 的空腔同時(shí)配給各個(gè)冷卻管道，再由另一側(cè)流出，通過冷卻水與模具之間的熱交換達(dá)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(nèi)的凹槽3均設(shè)計(jì)為梯形 截面，二者緊密配合，必要時(shí)可以在低溫下進(jìn)行裝配，利用材料的熱脹冷縮的性質(zhì)達(dá)到緊密 配合的目的。在配流板2上同時(shí)設(shè)有密封圈5，以保證冷卻水不會通過接觸面泄露。凸模l 與配流板2的固定方式可采用銷釘定位，螺釘連接。
本發(fā)明采用的配流板凸起、凸模凹槽側(cè)壁梯形截面的設(shè)計(jì)， 一方面保證了二者的緊密配 合，另一方面，當(dāng)模具工作一段時(shí)間后，如果表面發(fā)生磨損，對表面進(jìn)行調(diào)修后仍可保證二 者的緊密配合，繼續(xù)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(nèi)設(shè)有密封圈，防止冷卻水通過接觸面 發(fā)生泄漏。
熱沖壓成形由于需要在模具內(nèi)開設(shè)冷卻管道，因此對模具的耐銹性有很髙的要求。本發(fā) 明中由于可以預(yù)先對冷卻管道壁進(jìn)行抗銹處理，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(xué)性能要求不高，在選擇材料時(shí)只需考慮其強(qiáng)度及 耐銹性。
對于尺寸較長的工件的模具采用本模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用在凸模(凹模)中設(shè)置多 個(gè)冷卻回路的方法，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(jī)械強(qiáng)度。在多個(gè)冷卻回路的模具的設(shè)計(jì)中，凸、凹模的冷卻區(qū)間設(shè)置要不相一致，凸、 凹模內(nèi)分隔各個(gè)冷卻區(qū)間的側(cè)壁要交錯(cuò)開，避免產(chǎn)生冷卻盲區(qū)，凸模上的進(jìn)出水口分別與凹 模采取反向設(shè)計(jì)，通過對凸、凹模水流的反向流動補(bǔ)償冷卻水溫度差對模具表面的影響，使 冷卻更加均勻。在實(shí)際生產(chǎn)中可以根據(jù)需要增減進(jìn)出水口的數(shù)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(gè)凸起和凹槽，那么就 要相應(yīng)設(shè)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(gè)凸起或凹槽內(nèi)設(shè)置 兩條或多條冷卻管道，以保證模具的機(jī)械強(qiáng)度，在這種情況下，凸、凹模的管道應(yīng)該錯(cuò)開分 布，避免產(chǎn)生冷卻盲區(qū)。
本發(fā)明所述熱沖壓成形模具的結(jié)構(gòu)，解決了當(dāng)前熱成形模具難以均勻冷卻以及表面形狀 復(fù)雜模具冷卻管道難于開設(shè)的問題，降低了對模具材料耐銹性的要求，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
權(quán)利要求
1、一種熱沖壓成形模具，主要由凸、凹模和上、下配流板組成，其特征在于所述的凸、凹模內(nèi)部設(shè)有冷卻凹槽(3)，上、下配流板上設(shè)有相應(yīng)的凸起(4)，凸、凹模與上、下配流板組合裝配在一起構(gòu)成冷卻管道，所述的上、下配流板的凸起(4)端處設(shè)有凹槽，凹槽處設(shè)有與其相通的進(jìn)、出水口(6，7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形模具，其特征在于所述的凸、凹模內(nèi)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(yīng)保持相等。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形模具，其特征在于所述的凸、凹模與上、下 配流板接觸面內(nèi)采用密封圈密封。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形模具，其特征在于所述的凸、凹模上的冷卻 凹槽(3)和上、下配流板上的凸起(4)采用梯形截面配合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形模具，其特征在于所述的冷卻管道采用多條 時(shí)，凸模與上配流板構(gòu)成的冷卻管道和凹模與下配流板構(gòu)成的冷卻管道錯(cuò)開分布，而且進(jìn)、 出水口反向設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱沖壓成形模具，屬于熱沖壓成形領(lǐng)域。所述模具包括凸、凹模、上、下配流板等主要部分。所述發(fā)明結(jié)合模具工作表面的形狀在其內(nèi)部設(shè)置一系列的冷卻凹槽，在配流板上設(shè)置相應(yīng)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(jìn)水口和出水口相連，水從進(jìn)水口流入，由端部的空腔同時(shí)配給各個(gè)冷卻管道，通過冷卻水與模具之間的熱交換達(dá)到冷卻的目的?？刂评鋮s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(zhì)量。而且能夠解決表面形狀復(fù)雜模具冷卻困難的問題，對冷卻管道的防銹處理，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(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者靜 張, 張正林, 勇 徐, 虹 徐, 超 朱, 谷諍巍 申請人:吉林大學(xué)