可控制零件熱成形損傷分布的模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱成形模具，更確切地說，本發(fā)明涉及一種可控制零件熱成形損傷分布的模具。
【背景技術(shù)】
[0002]低碳、環(huán)保、安全是當(dāng)今汽車業(yè)發(fā)展重要主題，汽車輕量化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。為了實(shí)現(xiàn)輕量化，高強(qiáng)材料、輕質(zhì)合金開始在汽車上廣泛使用。其中高強(qiáng)度鋼和鋁合金應(yīng)用最為廣泛。高強(qiáng)度鋼熱成形技術(shù)以及鋁合金的溫成形技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度車身零件高精度沖壓成形的重要方式。
[0003]具有均勻高強(qiáng)度的安全部件通常并不能滿足吸能性要求，需要人為改變板料特性或者零件成形特性，誘導(dǎo)碰撞時變形趨勢。如:車身B柱受到側(cè)面碰撞時，需要加強(qiáng)板下端先產(chǎn)生變形，引導(dǎo)碰撞力向下方的門檻梁方向傳遞，從而減小B柱上端(乘員胸部高度位置處)乘員保護(hù)區(qū)的侵入量。為實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)變形，傳統(tǒng)的方法有:拼焊板技術(shù)(TWB)，乳制板技術(shù)(TRB)，后處理回火工藝。拼焊板技術(shù)的缺點(diǎn)是焊縫限制了板料的成形性，從而大大降低了零件形狀的復(fù)雜性。乳制板技術(shù)的缺點(diǎn)是為確保零件形狀精確度及板料與模具間的良好接觸，板料厚度的變化會增加模具設(shè)計(jì)的難度。后處理回火工藝的缺點(diǎn)是在零件成形完成后，需要額外消耗幾分鐘來進(jìn)行后處理回火。除上述傳統(tǒng)方法外，現(xiàn)今常采用的方法是熱成形“局部冷卻法”，但是“局部冷卻法”也存在不足之處，即在淬火過程中，為使某些部位生成軟質(zhì)相，需要降低其冷卻速率，降低冷卻速率意味著延長生產(chǎn)周期，這與實(shí)際生產(chǎn)中提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)相矛盾。在現(xiàn)今的這些方法中均已增加額外工藝及設(shè)備或者犧牲成產(chǎn)周期為代價實(shí)現(xiàn)在碰撞過程中誘導(dǎo)抗撞零件變形的目的。
[0004]金屬成形是一個塑性變形過程，位錯密度隨成形而改變，導(dǎo)致材料產(chǎn)生微小損傷(微空洞和微裂紋)，隨著微小損傷的演化和擴(kuò)展產(chǎn)生破裂失效。熱成形是一個相對緩慢的粘塑性變形過程(高溫、低速)，微裂紋或空洞通常發(fā)生在晶界處，這種材料的微損傷會對零件在使用過程中的抗撞性和抗疲勞性產(chǎn)生很大的影響。板料在熱成形過程中產(chǎn)生的損傷受到板料初始溫度、沖壓速度、模具初始溫度、摩擦系數(shù)和壓邊力等成形參數(shù)的影響。車身抗撞零件在碰撞過程中(常溫、高速)也會產(chǎn)生損傷，成形和碰撞兩種損傷相互疊加共同影響零件的使用性能。
[0005]現(xiàn)今對零件碰撞研究過程中，并未考慮成形因素的繼承特性，忽略了熱成形過程中產(chǎn)生的損傷不僅會影響計(jì)算精度、甚至造成結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)的不合理。
[0006]本發(fā)明考慮高強(qiáng)度零件在熱成形過程中的損傷，并加以利用，通過控制成形參數(shù)，控制零件不同部位因熱成形產(chǎn)生的損傷，進(jìn)而改變零件使用性能，獲得理想吸能變形和抗撞性能。這對于抗撞零件的優(yōu)化具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)忽略了零件在熱成形過程中會產(chǎn)生熱成形損傷并對零件的使用性能有一定的影響以及克服了現(xiàn)有技術(shù)中為實(shí)現(xiàn)變形誘導(dǎo)增加額外工藝及設(shè)備或者犧牲生產(chǎn)周期為代價這一缺陷，提供了一種可控制零件熱成形損傷分布的模具。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:所述的可控制零件熱成形損傷分布的模具包括有上部機(jī)構(gòu)、下部機(jī)構(gòu)、卸料機(jī)構(gòu)、壓邊機(jī)構(gòu)與潤滑機(jī)構(gòu)；
[0009]所述的上部機(jī)構(gòu)包括上模座與2個結(jié)構(gòu)相同的凸模加熱板；
[0010]所述的下部機(jī)構(gòu)包括4個結(jié)構(gòu)相同的上模座支撐柱、下模座；
[0011 ] 所述的卸料機(jī)構(gòu)包括2個結(jié)構(gòu)相同的卸料彈簧、2個結(jié)構(gòu)相同的卸料加熱板；
[0012]所述的壓邊機(jī)構(gòu)包括6個結(jié)構(gòu)相同的氮?dú)飧祝?br>[0013]所述的潤滑機(jī)構(gòu)包括上電容板、下電容板、4對結(jié)構(gòu)相同的噴油器、2個結(jié)構(gòu)相同的卸料電容板、2個結(jié)構(gòu)相同的凸模電容板與4對結(jié)構(gòu)相同的噴油器基座；
[0014]上部機(jī)構(gòu)通過上模座安裝在下部機(jī)構(gòu)中4個結(jié)構(gòu)相同的上模座支撐柱的頂端為固定連接；卸料機(jī)構(gòu)安裝在下模座的空腔內(nèi)，2個結(jié)構(gòu)相同的卸料彈簧的下端與下模座的空腔的底面焊接；壓邊機(jī)構(gòu)通過6個結(jié)構(gòu)相同的氮?dú)飧椎捻敹伺c上模座的底面焊接連接；潤滑機(jī)構(gòu)中的4對結(jié)構(gòu)相同的噴油器通過4對結(jié)構(gòu)相同的噴油器基座均勻?qū)ΨQ地安裝在下模座前后的兩側(cè)，上電容板安裝在上加熱板的底面上，兩者之間為焊接連接，下電容板安裝在下加熱板的上表面上，兩者之間為焊接連接，2個結(jié)構(gòu)相同的凸模電容板安裝在左右布置的2個凸模加熱板的底面上，2個結(jié)構(gòu)相同的卸料電容板分別安裝在2個結(jié)構(gòu)相同的卸料加熱板的上表面上。
[0015]技術(shù)方案中所述的上部機(jī)構(gòu)還包括2個結(jié)構(gòu)相同的缸筒、2個結(jié)構(gòu)相同的活塞桿、凸模與2個結(jié)構(gòu)相同的熱電偶。2個結(jié)構(gòu)相同的缸筒的上端裝入上模座的底面上從左到右設(shè)置的2個結(jié)構(gòu)相同的缸筒圓孔內(nèi)為固定連接，2個結(jié)構(gòu)相同的活塞桿裝入2個結(jié)構(gòu)相同的缸筒內(nèi)為滑動連接，2個結(jié)構(gòu)相同的活塞桿的上端裝入2個結(jié)構(gòu)相同的缸筒內(nèi)為滑動連接，活塞桿下端與凸模(4)的頂端面焊接連接，2個結(jié)構(gòu)相同的凸模加熱板并排地安裝在凸模的底面上所設(shè)置加熱板槽內(nèi)，兩者之間采用過盈配合聯(lián)接，2個結(jié)構(gòu)相同的熱電偶貼合在2個凸模加熱板上。
[0016]技術(shù)方案中所述的凸模長方體結(jié)構(gòu)件，除頂端面外，其余五個面的相交棱線均由過渡圓角即圓柱面所替代，圓柱面與其兩側(cè)平面為圓滑連接；凸模底面的中心處設(shè)置一個沿凸模的縱向與橫向?qū)ΨQ面對稱的加熱板槽，加熱板槽用于嵌入凸模加熱板與凸模電容板；加熱板槽的長度為凸模加熱板長度的兩倍，加熱板槽的寬度與凸模加熱板的寬度相等，加熱板槽的深度等于凸模加熱板與凸模電容板厚度之和。
[0017]技術(shù)方案中所述的下部機(jī)構(gòu)還包括下加熱板、下隔熱板、6個結(jié)構(gòu)相同的熱電偶
(53)。4個結(jié)構(gòu)相同的上模座支撐柱的底端采用焊接方式垂直地對稱地固定在下模座的四角處，下隔熱板安裝在下模座中凸臺的頂端面上，兩者之間采用焊接方式連接，下加熱板安裝在下隔熱板的頂端面上，兩者之間采用焊接方式連接；6個結(jié)構(gòu)相同的熱電偶均勻地貼合在下加熱板上。
[0018]技術(shù)方案中所述的下隔熱板由A下隔熱板、后B下隔熱板、前B下隔熱板、后C下隔熱板、前C下隔熱板與D下隔熱板組成。A下隔熱板與D下隔熱板結(jié)構(gòu)相同，后B下隔熱板、后C下隔熱板、前B下隔熱板與前C下隔熱板結(jié)構(gòu)相同，A下隔熱板、D下隔熱板、后B下隔熱板、后C下隔熱板、前B下隔熱板與前C下隔熱板的厚度相同；所述的下加熱板由A下加熱板、后B下加熱板、前B下加熱板、后C下加熱板、前C下加熱板與D下加熱板組成。A下加熱板、后B下加熱板、前B下加熱板、后C下加熱板、前C下加熱板與D下加熱板厚度相同，每個下加熱板采用型號為ST1036的鑄鐵加熱器。A下加熱板、后B下加熱板、前B下加熱板、后C下加熱板、前C下加熱板與D下加熱板依次和A下隔熱板、后B下隔熱板、前B下隔熱板、后C下隔熱板、前C下隔熱板與D下隔熱板的形狀相同。下加熱板安裝在下隔熱板的頂端面上是指:A下加熱板對正A下隔熱板，后B下加熱板對正后B下隔熱板，前B下加熱板對正前B下隔熱板，后C下加熱板對正后C下隔熱板，前C下加熱板對正前C下隔熱板，D下加熱板對正D下隔熱板。
[0019]技術(shù)方案中所述的卸料機(jī)構(gòu)還包括2個結(jié)構(gòu)相同的卸料板、2個結(jié)構(gòu)相同的卸料隔熱板與2個結(jié)構(gòu)相同的熱電偶。2個結(jié)構(gòu)相同的卸料彈簧豎直地放置，2個結(jié)構(gòu)相同的卸料板安裝在2個結(jié)構(gòu)相同的卸料彈簧的頂端，2個結(jié)構(gòu)相同的卸料彈簧的頂端面與2個結(jié)構(gòu)相同的卸料板的底面焊接連接，卸料隔熱板的形狀與卸料板的形狀相同，2個結(jié)構(gòu)相同的卸料板隔熱板分別安裝在2個結(jié)構(gòu)相同的卸料板的頂端面上，卸料加熱板形狀與卸料板的形狀相同，2個結(jié)構(gòu)相同的卸料加熱板分別安裝在2個結(jié)構(gòu)相同的卸料板隔熱板的頂端面上，兩者之間采用焊接方式固定連接，2個結(jié)構(gòu)相同的熱電偶依次貼合在2個結(jié)構(gòu)相同的卸料加熱板上。
[0020]技術(shù)方案中所述的壓邊機(jī)構(gòu)還包括上隔熱板、上加熱板與6個結(jié)構(gòu)相同的熱電偶。6個結(jié)構(gòu)相同的氮?dú)飧棕Q直地左右對稱地布置，6個結(jié)構(gòu)相同的氮?dú)飧椎牡锥嗣媾c上隔熱板的頂端面焊接連接，上加熱板安裝在上隔熱板的底面上，兩者之間采用焊接方式連接，6個熱電偶貼合在上加熱板上。
[0021]技術(shù)方案中所述的上隔熱板包括有A上隔熱板、后B上隔熱板、前B上隔熱板、后C上隔熱板、前C上隔熱板與D上隔熱板；上加熱板包括有A上加熱板、后B上加熱板、前B上加熱板、后C上加熱板、前C上加熱板與D上加熱板；A上加熱板、后B上加熱板、前B上加熱板、后C上加熱板、前C上加熱板與D上加熱板依次和A上隔熱板、后B上隔熱板、前B上隔熱板、后C上隔熱板、前C上隔熱板與D上隔熱板的形狀相同；所述的6個結(jié)構(gòu)相同的氮?dú)飧椎牡锥嗣媾c上隔熱板的頂端面焊接連接是指:6個結(jié)構(gòu)相同的氮?dú)飧椎牡锥嗣嬉来魏虯上隔熱板、后B上隔熱板、前B上隔熱板、后C上隔熱板、前C上隔熱板與D上隔熱板的上表面的中心處焊接連接；上加熱板安裝在上隔熱板的底面上是指:A上加熱板、后B上加熱板、前B上加熱板、后C上加熱板、前C上加熱板與D上加熱板依次安裝在A上隔熱板、后B上隔熱板、前B上隔熱板、后C上隔熱板、前C上隔熱板與D上隔熱板的底面上，兩兩相對正，并采用焊接連接。
[0022]技術(shù)方案中所述的上電容板包括有A上電容板、后B上電容板、前B上電容板、后C上電容