一種多工位連續(xù)熱沖壓生產(chǎn)線及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱沖壓技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多工位連續(xù)熱沖壓生產(chǎn)線及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱沖壓技術(shù)是一種用于成形輕質(zhì)高強零件的新技術(shù)，具有成形件回彈量小、貼模性好、尺寸精度高等優(yōu)點。通過使用輕質(zhì)高強板料成形的汽車零部件，可以提高汽車的安全性能并降低車身重量，為實現(xiàn)汽車輕量化做出了重大貢獻。
[0003]傳統(tǒng)熱沖壓工藝:首先將輕質(zhì)高強板料制作的預(yù)制坯料加熱至熱沖壓溫度，接著將熱坯料快速轉(zhuǎn)移到模具上，然后快速沖壓成形、保壓淬火完成組織轉(zhuǎn)變，之后取出熱沖壓件并隨室溫冷卻，最后進行激光切割，形成產(chǎn)品。
[0004]一般地，熱沖壓生產(chǎn)線包括上料臺、機械手、加熱爐、傳輸系統(tǒng)、壓力機以及激光切割系統(tǒng)。目前，國內(nèi)研究應(yīng)用熱沖壓技術(shù)較多的是超高強度鋼板?，F(xiàn)有熱沖壓生產(chǎn)線存在以下問題:首先，超高強度鋼板坯料通常在輥底式加熱爐中加熱，大量的熱量會從輥軸和氣體中散失，降低加熱效率；其次，坯料轉(zhuǎn)移過程不僅延長了生產(chǎn)周期，而且熱坯料與空氣接觸，熱量損失嚴重，同時還會發(fā)生氧化(尤其對于國內(nèi)應(yīng)用較多的裸板，氧化現(xiàn)象嚴重)，產(chǎn)生的氧化皮易造成沖壓模具表面磨損；再者，由于淬火后的熱沖壓件具有超高強度和硬度，生產(chǎn)中通常采用激光切割，存在耗時長、成本高等問題。對于裸板熱沖壓而言后續(xù)還需噴丸處理。在國外，圍繞鋁合金板熱沖壓也在進行研究，但是，同樣存在著加熱效率低、熱坯料轉(zhuǎn)移耗時長、冷卻快等問題。為提高生產(chǎn)效率、實現(xiàn)連續(xù)快速穩(wěn)定生產(chǎn)，上述問題亟需解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種多工位連續(xù)熱沖壓生產(chǎn)線及方法，它能連續(xù)完成快速加熱、沖壓成形、保壓定形、切邊沖孔及淬火等多個工位連續(xù)熱沖壓，可以提高生產(chǎn)效率，既提高了加熱效率，又避免了熱坯料沖壓前的運輸過程；對于鋼板來說，在高溫下對沖壓件進行沖裁，避免了常溫下馬氏體組織的產(chǎn)生所帶來的切割難度的增加，減少了沖裁力并可以得到較佳的沖裁邊緣。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]提供一種多工位連續(xù)熱沖壓生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線包括依次設(shè)置的上料臺、進料機器人、壓力機組、送料機器人、淬火裝置、卸料機器人和傳送帶；其中，
[0008]所述上料臺用于放置落料后的預(yù)制坯料；
[0009]所述進料機器人用于將預(yù)制坯料移送至壓力機組中；
[0010]所述壓力機組包括加熱裝置、模具裝置和用于安裝所述模具裝置的至少一個壓力機，所述加熱裝置用于對預(yù)制坯料進行整體或局部加熱，得到熱坯料，所述模具裝置用于對熱坯料進行沖壓成形、保壓定形和切邊沖孔，得到熱沖壓件；
[0011]所述送料機器人用于將熱沖壓件移送至淬火裝置內(nèi)；
[0012]所述淬火裝置用于對熱沖壓件進行淬火處理；
[0013]所述卸料機器人用于將淬火后的工件移送至傳送帶上。
[0014]按上述技術(shù)方案，所述加熱裝置為電加熱裝置，所述電加熱裝置包括電源、電極和絕緣件，所述電極安裝在絕緣件上、且位于預(yù)制坯料的上下兩側(cè)，位于預(yù)制坯料任一側(cè)的電極與電源連接，通電狀態(tài)下，電源、電極和預(yù)制坯料形成通電回路，電流通過預(yù)制坯料產(chǎn)生焦耳熱，使預(yù)制坯料被加熱。
[0015]按上述技術(shù)方案，所述加熱裝置為激光加熱裝置，所述激光加熱裝置包括激光頭、與所述激光頭連接的激光器，所述激光頭產(chǎn)生高能量的激光束對預(yù)制坯料進行加熱。
[0016]按上述技術(shù)方案，所述加熱裝置為感應(yīng)加熱裝置，所述感應(yīng)加熱裝置包括感應(yīng)線圈、設(shè)置在所述感應(yīng)線圈內(nèi)的鐵芯，通電狀態(tài)下，感應(yīng)線圈和鐵芯產(chǎn)生交變磁場，預(yù)制坯料在交變磁場的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而被加熱。
[0017]按上述技術(shù)方案，所述模具裝置包括一沖壓-切邊沖孔級進模，所述壓力機的數(shù)量為一個，稱為壓力機A，所述沖壓-切邊沖孔級進模安裝在壓力機A上。
[0018]按上述技術(shù)方案，所述模具裝置包括熱成形模具和切邊沖孔模具，所述壓力機的數(shù)量為兩個，分別為壓力機B和壓力機C，所述熱成形模具和加熱裝置均安裝在壓力機B上，所述切邊沖孔模具安裝在壓力機C上，所述壓力機B與壓力機C之間設(shè)置有機器人。
[0019]按上述技術(shù)方案，所述淬火裝置包括淬火室、設(shè)置在所述淬火室內(nèi)的可動夾持機構(gòu)和噴淋機構(gòu)，所述可動夾持機構(gòu)滑動安裝在淬火室的頂部、用于將送料機器人夾持的熱沖壓件轉(zhuǎn)送至卸料機器人上，所述噴淋機構(gòu)用于向移動中的熱沖壓件噴射淬火介質(zhì)。
[0020]按上述技術(shù)方案，所述淬火裝置包括淬火池，所述淬火池內(nèi)盛有淬火介質(zhì)。
[0021]按上述技術(shù)方案，所述預(yù)制坯料由超高強度鋼板、高強度鋼板、鋁合金板或鈦合金板制成，但不限于這些材料。
[0022]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種多工位連續(xù)熱沖壓方法，包括以下步驟:
[0023]S1、加熱階段:進料機器人抓取上料臺上預(yù)制坯料放到模具裝置上，加熱裝置對預(yù)制坯料的整體或局部進行快速加熱，并加熱至熱沖壓溫度，得到熱坯料；
[0024]S2、沖壓保壓階段:模具裝置對熱坯料進行沖壓成形和保壓定形，保壓時間為2s?5s，得到熱沖壓件；
[0025]S3、切邊沖孔階段:模具裝置對熱沖壓件進行切邊沖孔；
[0026]S4、淬火階段:送料機器人抓取熱沖壓件移送至淬火裝置中，淬火裝置對熱沖壓件進行淬火處理；
[0027]S5、冷卻階段:卸料機器人將淬火后的熱沖壓件放置在傳送帶上，使其在空氣中進行冷卻。
[0028]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明在壓力機上設(shè)置加熱裝置，對預(yù)制坯料進行快速加熱后進行原位沖壓成形，加熱效率高、速度快，不僅省掉了熱坯料沖壓前的運輸過程和運輸設(shè)備，而且減少了熱量損失和空氣氧化，極大地提高了能量利用率與加熱效率，保證了熱坯料的表面質(zhì)量，同時，本發(fā)明在保壓淬火前對熱沖壓件進行沖孔切邊，此時沖孔區(qū)域和切邊區(qū)域的強度和硬度低，不僅減少沖裁力、延長沖裁模具壽命，而且取消了激光切割工藝、降低了成本，此外，由于高溫下的金屬材料塑性提升能承受更多的剪應(yīng)力，可以保證了沖孔切邊質(zhì)量，獲得較佳的剪切邊緣，保證了熱沖壓件的幾何形狀和尺寸精度。本發(fā)明在降低生產(chǎn)成本的同時顯著縮短了生產(chǎn)節(jié)拍，提升了生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0029]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0030]圖1為本發(fā)明第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明第三個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明第四個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明實施例的流程示意圖；
[0035]圖6為本發(fā)明實施例中電加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖7為本發(fā)明實施例中激光加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖8為本發(fā)明實施例中感應(yīng)加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖中:1-預(yù)制坯料，2-上料臺，3-進料機器人，4-壓力機A，5_送料機器人，6_淬火室，61-可動夾持機構(gòu)，62-噴淋機構(gòu)，7-卸料機器人，8-傳送帶，9-壓力機B，10-機器人，11-壓力機C，12-淬火池，13-托料架，14-成形凹模，15-成形凸模，16-切邊凹模，17-沖孔凸模，18-電源，19-電極，20-絕緣件，21-激光束，22-激光頭，23-激光器，24-感應(yīng)線圈，25-鐵芯。
【具體實施方式】
[0039]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0040]如圖1-圖5所示，一種多工位連續(xù)熱沖壓生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線包括依次設(shè)置的上料臺2、進料機器人3、壓力機組、送料機器人5、淬火裝置、卸料機器人7和傳送帶8 ;其中，
[0041]上料臺2用于放置落料后的預(yù)制坯料I ;
[0042]進料機器人3用于將預(yù)制坯料I移送至壓力機組中；
[0043]壓力機組包括加熱裝置、模具裝置和用于安裝模具裝置的至少一個壓力機，加熱裝置用于對預(yù)制坯料進行整體或局部加熱，得到熱坯料，模具裝置用于對熱坯料進行沖壓成形、保壓定形和切邊沖孔，得到熱沖壓件；
[0044]送料機器人5用于將熱沖壓件移送至淬火裝置內(nèi)；
[0045]淬火裝置用于對熱沖壓件進行淬火處理；
[0046]卸料機器人7用于將淬火后的工件移送至傳送帶8上。
[0047]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖6所示，加熱裝置為電加熱裝置，電加熱裝置包括電源18、電極19和絕緣件20，電極19安裝在絕緣件20上、且位于預(yù)制坯料的上下兩側(cè)，位于預(yù)制坯料I任一側(cè)的電極19與電源18連接，通電狀態(tài)下，電源18、電極19和預(yù)制坯料形成通電回路，電流通過預(yù)制坯料產(chǎn)生焦耳熱，使預(yù)制坯料被加熱。
[0048]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖7所示，加熱裝置為激光加熱裝置，激光加熱裝置包括激光頭22、與激光頭22連接的激光器23，激光頭22產(chǎn)生高能量的激光束21對預(yù)制坯料進行加熱。
[0049]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖8所示，加熱裝置為感應(yīng)加熱裝置，感應(yīng)加熱裝置包括感應(yīng)線圈24、設(shè)置在感應(yīng)線圈24內(nèi)的鐵芯25，通電狀態(tài)下，感應(yīng)線圈24和鐵芯25產(chǎn)生交變磁場，預(yù)制坯料在交變磁場的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而被加熱。
[0050]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖1、圖3、圖5所示，模具裝置包括一沖壓-切邊沖孔級進模，壓力機的數(shù)量為一個，稱為壓力機A4，沖壓-切邊沖孔級進模安裝在壓力機A4上，加熱裝置也安裝在壓力機A4上。
[0051]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖2、圖4、圖5