一種高強零件多工位熱成形裝置及熱成形方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高強零件的熱沖壓【技術領域】，尤其是指一種高強零件多工位熱成形裝置及熱成形方法，裝置包括上模架、下模架、成形凹模及成形凸模，所述上模架裝設有活動加熱部件，所述下模架裝設有固定加熱部件。先將加工完成的坯料輸送至固定加熱部件上，對坯料進行局部加熱，得到熱坯料；成形凸模和成形凹模相互靠攏進行合模成形加工得到熱成形制件。在壓力機上同步完成坯料的局部快速導電加熱和成形淬火過程，縮短了坯料的加熱時間，提高了加熱的效率，同時省掉了傳統(tǒng)熱成形工藝中的加熱爐和熱坯料的輸送裝備以及輸送過程，避免了輸送過程中熱坯料熱量的損失以及表面的氧化，保證熱坯料的表面質(zhì)量以及最終熱成形制件的質(zhì)量。
【專利說明】一種高強零件多工位熱成形裝置及熱成形方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高強零件的熱沖壓【技術領域】，尤其是指一種高強零件多工位熱成形裝置及熱成形方法。

【背景技術】
[0002]熱成形技術是一項結合沖壓和熱處理，用于成形高強度鋼板沖壓件的新技術，該技術是將板材加熱保溫完全奧氏體化后成形淬火，獲得均勻的馬氏體組織，使低強度的坯料成為超高強度的零件，廣泛用于汽車保安件以及車體結構件的生產(chǎn)。
[0003]傳統(tǒng)熱成形過程:首先通過沖壓?；蛘呒す馇懈畹玫筋A制坯料，接著在輥底式加熱爐或者多層箱式加熱爐內(nèi)完成高強鋼預制坯料的完全奧氏體化過程，然后通過工業(yè)機器人和機器手將熱坯料輸送到模具上，隨后在模具上完成熱坯料的成形淬火及保壓過程，最后在激光設備上完成熱成形制件的打孔和切邊過程。整個過程包括落料、加熱、輸送、成形淬火以及打孔和切邊工序，整個過程涉及的工序多，對裝備的協(xié)同工作程度要求高，且生產(chǎn)周期長，影響了生產(chǎn)效率，需要的機械裝備多且復雜，投資大，占用空間大。輥底式加熱爐或者多層箱式加熱爐完成高強鋼坯料的完全奧氏體化的加熱時間長，在熱坯料在輸送過程中，易被氧化，溫度下降大，熱量損失大，輸送過程需要的裝備多，投資大，對裝備的協(xié)同工作程度要求高，且熱坯料的表面質(zhì)量影響熱成形的淬火過程以及最終零件的質(zhì)量；成形淬火后獲得均勻馬氏體組織的熱成形制件，其強度高，硬度大，傳統(tǒng)的冷沖壓模具無法完成沖孔和切邊過程，因而需要激光設備來完成熱成形制件的打孔和切邊過程。因而提出新方法來解決了目前熱成形工藝存在的問題和不足尤為重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種在壓力機上同步完成坯料的局部快速導電加熱和成形淬火過程的高強零件多工位熱成形裝置及熱成形方法，該方法縮短了坯料的加熱時間，提高了加熱的效率，省掉了傳統(tǒng)熱成形工藝中的加熱爐和熱坯料的輸送裝備以及輸送過程，避免了輸送過程中熱坯料熱量的損失以及表面的氧化，保證熱坯料的表面質(zhì)量以及最終熱成形制件的質(zhì)量。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:一種高強零件多工位熱成形裝置，包括上模架、下模架、設置于上模架的成形凹模及設置于下模架的成形凸模，其特征在于:所述上模架裝設有活動加熱部件及用于驅(qū)動活動加熱部件上升和下降的升降驅(qū)動裝置，所述下模架裝設有固定加熱部件，所述下模架上的固定加熱部件與上模架上的活動加熱部件相互對應布置。
[0006]優(yōu)選的，所述上升和下降的升降驅(qū)動裝置裝設有用于活動加熱部件絕緣的加熱絕緣部件，所述下模架裝設有用于支撐固定加熱部件的固定加熱部件墊塊，所述固定加熱部件墊塊與固定加熱部件之間裝設有用于固定加熱部件絕緣的固定加熱部件絕緣部件，所述固定加熱部件和活動加熱部件為局部導電加熱裝置。
[0007]優(yōu)選的，所述上模架裝設有導套，所述導套在模具合模的時候，進入導柱，從而實現(xiàn)對模具合模運動進行導向，所述導柱裝設在下模上，所述上模架裝設有上墊塊，所述上墊塊裝設有落料凹模，所述下模架裝設有與落料凹模相配合的落料凸模及用于支撐落料凸模的落料凸模墊塊，所述落料凹模位于所述活動加熱部件的左側。
[0008]優(yōu)選的，所述落料凸模的旁側設置有與落料凸模墊塊固定連接的定位銷，所述落料凹模開設有與定位銷配合的定位孔，所述落料凹模與所述落料凸模合模時，所述定位銷插入定位孔中。
[0009]優(yōu)選的，所述上模架裝設有成形凹模，所述成形凹模開設有冷卻水孔，所述下模架裝設有與成形凹模相配合的成形凸模，所述成形凸模開設有冷卻水孔，所述成形凸模上成形制件的數(shù)量與下模架上的固定加熱部件加熱坯料的數(shù)量相等，所述成形制件的位置與下模架上的固定加熱部件的位置分別相對應，所述成形凹模位于所述活動加熱部件的右側，所述成形凸模位于所述固定加熱部件的右側。
[0010]優(yōu)選的，所述上模架裝設有切邊凸模，所述切邊凸模裝設有沖孔凸模，所述下模架裝設有與切邊凸模相配合的切邊凹模，所述切邊凹模裝設有與沖孔凸模相配合的沖孔凹模，所述切邊凸模位于上模架的最右端部。
[0011]優(yōu)選的，所述升降驅(qū)動裝置為氣缸，所述氣缸的缸體與上墊塊連接，所述氣缸的活塞桿與加熱絕緣部件連接，所述加熱絕緣部件與活動加熱部件連接。
[0012]一種高強零件多工位熱成形裝置進行加工的高強零件多工位熱成形方法，其特征在于包括如下步驟:
步驟A，將加工完成的預制坯料輸送至固定加熱部件上，針對坯料上需要進行成形加工的區(qū)域進行局部加熱，得到溫度區(qū)域分布的熱坯料；
步驟B，將溫度區(qū)域分布的熱坯料輸送到成形凸模的加工位置，成形凸模和成形凹模相互靠攏進行合模成形加工，得到熱成形制件。
[0013]優(yōu)選的，在進行所述步驟A之前，對高強板料進行沖壓加工得到預制坯料。
[0014]優(yōu)選的，在進行所述步驟B之后，對熱成形制件進行冷成形沖孔切邊加工得到最終成形零件。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供了一種高強零件多工位熱成形裝置及熱成形方法，該裝置和方法基于熱成形、導電加熱和級進模技術，實現(xiàn)了在壓力機上完成沖壓、力口熱、成形淬火以及沖孔切邊多工位熱成形過程。該方法實現(xiàn)了在壓力機上同步完成坯料的局部快速導電加熱和成形淬火過程，省掉了傳統(tǒng)熱成形工藝中的加熱爐和熱坯料的輸送裝備以及輸送過程。該方法采用坯料的局部快速導電加熱方法實現(xiàn)了熱成形制件力學性能的功能化分布，即在需要沖孔和切邊的區(qū)域仍為強度和硬度低的原始組織，而在其他區(qū)域獲得了強度和硬度高的均勻馬氏體組織，因此冷沖壓模具即可完成原始組織區(qū)域的沖孔和切邊工序，省掉了激光設備以及后續(xù)激光打孔和切邊工序，實用性較強。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一種實施例的立體結構示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實施例的多工位工序流程示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明實施例的多工位工序示意圖。
[0019]附圖標記包括:
1 一上模架，2—導套，3 —導柱，4一下模架，5—落料凸模墊塊，6—落料凸模，7—定位銷，8 —固定加熱部件墊塊，9 一固定加熱部件絕緣部件，10—固定加熱部件，11 一成形凸模墊塊，12—成形凸模，13—切邊凹模墊塊，14 一切邊凹模，15—沖孔凹模，16—切邊凸模，17—沖孔凸模，18—成形凹模，19一冷卻水孔，20—升降驅(qū)動裝置，21—加熱絕緣部件，22—活動加熱部件，23—落料凹模，24—上墊塊。

【具體實施方式】
[0020]為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本發(fā)明作進一步的說明，實施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。
[0021]如圖1所示，一種高強零件多工位熱成形裝置，包括上模架1、下模架4、設置于上模架1的成形凹模18及設置于下模架4的成形凸模12，所述上模架1裝設有活動加熱部件22及用于驅(qū)動活動加熱部件22上升和下降的升降驅(qū)動裝置20，所述下模架4裝設有固定加熱部件10，所述下模架4上的固定加熱部件10與上模架1上的活動加熱部件22相互對應布置。
[0022]優(yōu)選的，所述上模架1裝設有成形凹模18，所述成形凹模18開設有冷卻水孔19，所述下模架4裝設有與成形凹模18相配合的成形凸模12，所述成形凸模12開設有冷卻水孔19，所述成形凸模12上成形制件的彎折區(qū)的數(shù)量與下模架4上的固定加熱部件10的數(shù)量相等，成形制件的位置與下模架4上的固定加熱部件10的位置分別相對應，所述成形凹模18位于所述活動加熱部件22的右側，所述成形凸模12位于所述固定加熱部件10的右側。
[0023]本實施例中，所述上升和下降的升降驅(qū)動裝置20裝設有用于活動加熱部件22絕緣的加熱絕緣部件21，所述下模架4裝設有用于支撐固定加熱部件10的固定加熱部件墊塊8，所述固定加熱部件墊塊8與固定加熱部件10之間裝設有用于固定加熱部件10絕緣的固定加熱部件絕緣部件9，所述固定加熱部件10和所述活動加熱部件22為局部導電加熱裝置。
[0024]本實施例中，所述上模架1裝設有導套2，所述下模架4裝設有導柱3及上墊塊24，該上墊塊24裝設有落料凹模23，所述下模架4裝設有與落料凹模23相配合的落料凸模6及用于支撐落料凸模6的落料凸模墊塊5，落料凹模23與落料凸模6合模時，導柱3套接于導套2內(nèi)，所述落料凹模23位于所述活動加熱部件22的左側。
[0025]進一步，所述落料凸模6的旁側設置有與落料凸模墊塊5固定連接的定位銷7，所述落料凹模23開設有與定位銷7配合的定位孔，所述落料凹模23與所述落料凸模6合模時，所述定位銷4插入定位孔中。
[0026]本實施例中，所述上模架1裝設有切邊凸模16，所述切邊凸模16裝設有沖孔凸模17，所述下模架4裝設有與切邊凸模16相配合的切邊凹模14，所述切邊凹模14開設有與沖孔凸模17相配合的沖孔凹模15，切邊凸模16位于上模架1的最右端部。為了便于安裝，切邊凸模16與上模架1之間墊設有上墊塊24，切邊凹模14與下模架4之間墊設有切邊凹模墊塊13。
[0027]本實施例中，所述升降驅(qū)動裝置9為氣缸，所述氣缸的缸體與上墊塊24連接，所述氣缸的活塞桿與加熱絕緣部件21連接，所述加熱絕緣部件21與活動加熱部件22連接。所述氣缸的活塞桿伸出時，所述活動加熱部件22向下移動至與坯料接觸，并壓緊坯料，通電完成對坯料快速加熱，提高加熱效率，省掉傳輸熱坯料的傳輸過程。
[0028]見圖2和圖3，本發(fā)明還提供了一種利用上述高強零件多工位熱成形裝置進行加工高強零件的多工位熱成形方法，包括如下步驟:
首先，對高強板料進行沖壓加工得到預制坯料；
其次，將加工完成的坯料輸送至固定加熱部件10上，針對坯料上需要進行成形加工的區(qū)域進行局部加熱，得到溫度區(qū)域分布的熱坯料；
再次，將溫度區(qū)域分布的熱坯料輸送到成形凸模12的加工位置，成形凸模12和成形凹模18相互靠攏進行合模成形加工，熱坯料在該模具內(nèi)完成成形淬火及保壓過程，得到力學性能功能化分布的熱成形制件，即在需要沖孔和切邊的區(qū)域仍為強度和硬度低的原始組織，而在其他區(qū)域獲得了強度和硬度高的均勻馬氏體組織；
最后，對力學性能功能化分布熱成形制件進行冷成形沖孔切邊加工得到最終成形零件。
[0029]本發(fā)明的有益效果在于:實現(xiàn)了在壓力機上完成落料、加熱、成形淬火以及沖孔切邊多工位熱成形過程，縮短了熱成形過程的生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，降低了投資成本和生產(chǎn)成本。該方法實現(xiàn)了在壓力機上同步完成坯料的局部快速導電加熱和成形淬火過程，縮短了坯料的加熱時間，提高了加熱的效率，同時省掉了傳統(tǒng)熱成形工藝中的加熱爐和熱坯料的輸送裝備以及輸送過程，避免了輸送過程中熱坯料熱量的損失以及表面的氧化，保證熱坯料的表面質(zhì)量以及最終熱成形制件的質(zhì)量。該方法采用坯料的局部快速導電加熱方法實現(xiàn)了熱成形制件力學性能的功能化分布，即在需要沖孔和切邊的區(qū)域仍為強度和硬度低的原始組織，而在其他區(qū)域獲得了強度和硬度高的均勻馬氏體組織，因此冷沖壓模具即可完成原始組織區(qū)域的沖孔和切邊工序，省掉了激光設備以及后續(xù)激光打孔和切邊工序。
[0030]上述實施例為本發(fā)明較佳的實現(xiàn)方案，除此之外，本發(fā)明還可以其它方式實現(xiàn)，在不脫離本技術方案構思的前提下任何顯而易見的替換均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種高強零件多工位熱成形裝置，包括上模架(I)、下模架(4)、設置于上模架(I)的成形凹模(18)及設置于下模架(4)的成形凸模(12)，其特征在于:所述上模架(I)裝設有活動加熱部件(22)及用于驅(qū)動活動加熱部件(22)上升和下降的升降驅(qū)動裝置(20)，所述下模架(4)裝設有固定加熱部件(10)，所述下模架(4)上的固定加熱部件(10)與上模架(I)上的活動加熱部件(22)相互對應布置。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高強零件多工位熱成形裝置，其特征在于:所述上升和下降的升降驅(qū)動裝置(20)裝設有用于活動加熱部件(22)絕緣的加熱絕緣部件(21)，所述下模架(4)裝設有用于支撐固定加熱部件(10)的固定加熱部件墊塊(8)，所述固定加熱部件墊塊(8)與固定加熱部件(10)之間裝設有用于固定加熱部件(10)絕緣的固定加熱部件絕緣部件(9)，所述固定加熱部件(10)與所述活動加熱部件(22)為局部導電加熱裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種高強零件多工位熱成形裝置，其特征在于:所述上模架(I)裝設有導套(2)，所述下模架(4)裝設有導柱(3)及上墊塊(24)，該上墊塊(24)裝設有落料凹模(23)，所述下模架(4)裝設有與落料凹模(23)相配合的落料凸模(6)及用于支撐落料凸模(6)的落料凸模墊塊(5)，落料凹模(23)與落料凸模(6)合模時，導柱(3)套接于導套(2)內(nèi)，所述落料凹模(23)位于所述活動加熱部件(22)的左側。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種高強零件多工位熱成形裝置，其特征在于:所述落料凸模(6)的旁側設置有與落料凸模墊塊(5)固定連接的定位銷(7)，所述落料凹模(23)開設有與定位銷(7)配合的定位孔，所述落料凹模(23)與所述落料凸模(6)合模時，所述定位銷(4)插入定位孔中。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種高強零件多工位熱成形裝置，其特征在于:所述上模架(I)裝設有成形凹模(18)，所述成形凹模(18)開設有冷卻水孔(19)，所述下模架(4)裝設有與成形凹模(18)相配合的成形凸模(12)，所述成形凸模(12)開設有冷卻水孔(19)，所述成形凹模(18)位于所述活動加熱部件(22)的右側，所述成形凸模(12)位于所述固定加熱部件(10)的右側。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種高強零件多工位熱成形裝置，其特征在于:所述上模架(I)裝設有切邊凸模(16)，所述切邊凸模(16)裝設有沖孔凸模(17)，所述下模架(4)裝設有與切邊凸模(16)相配合的切邊凹模(14)，所述切邊凹模(14)開設有與沖孔凸模(17)相配合的沖孔凹模(15),切邊凸模(16)位于上模架(I)的最右端部。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種高強零件多工位熱成形裝置，其特征在于:所述升降驅(qū)動裝置(9)為氣缸，該氣缸的缸體與上墊塊(24)連接，所述氣缸的活塞桿與加熱絕緣部件(21)連接，所述加熱絕緣部件(21)與活動加熱部件(22)連接。
8.一種利用權利要求5所述的高強零件多工位熱成形裝置進行加工的高強零件多工位熱成形方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟A、將加工完成的預制坯料輸送至固定加熱部件(10)上，針對坯料上需要進行成形加工的區(qū)域進行局部加熱，得到溫度區(qū)域分布的熱坯料； 步驟B、將溫度區(qū)域分布的熱坯料輸送到成形凸模(12)的加工位置，成形凸模(12)和成形凹模(18)相互靠攏進行合模成形加工，得到熱成形制件。
9.根據(jù)權利要求8所述的高強零件多工位熱成形方法，其特征在于:在進行所述步驟A之前，對高強板料進行沖壓加工得到預制坯料。
10.根據(jù)權利要求8所述的高強零件多工位熱成形方法，其特征在于:在進行所述步驟B之后，對熱成形制件進行冷成形沖孔切邊加工得到成形零件。
【文檔編號】B21D37/10GK104438840SQ201410671896
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權日:2014年11月21日
【發(fā)明者】張宜生, 梁衛(wèi)抗, 姚小春 申請人:東莞市豪斯特熱沖壓技術有限公司, 華中科技大學