[發明專利]新型超高強鋼熱沖壓成形模具

無效

• 申請號: 200910080603.6
• 申請日: 2009-03-24
• 公開（公告）號: CN101508000A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 單忠德;姜超;谷錚巍;楊魯義;歷潔
• 申請（專利權）人: 機械科學研究總院先進制造技術研究中心
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種熱沖壓成形模具，屬于熱沖壓成形技術領域。

背景技術

通過熱沖壓成形技術加工的超高強鋼件，強度高，精度好，能有效的減輕車身重量，提高安全性能，符合節能環保要求，目前受到廣泛的關注。熱沖壓成形技術要求高溫板材在模具中同時完成成形和淬火，因此熱沖壓成形模具的設計，尤其是冷卻系統的設計，是熱沖壓成形技術的關鍵之一。

早期的氣體冷卻技術，將高壓氮氣噴射于板材表面，以實現板材的快速冷卻。由于包括氣體的制備、儲存和回收在內的冷卻系統設備復雜，成本高昂，在實際生產實踐中很少采用。應用比較廣泛的是以水為介質的液體冷卻方式。這種方法較之前者有明顯進步，但是仍存在難以克服的缺點。該方法需要在凸模和凹模內開設管道，作為冷卻水流道，管道的加工難度很大，在周期性地沖壓力作用下模具的機械強度難以保證，密封方面也存在很大困難，而且對模具材料的抗腐蝕性要求很高。

發明內容

本發明涉及一種采用壓縮空氣為冷卻介質的熱沖壓成形模具，解決以上氮氣冷卻和水冷模具所存在的問題。

本發明所述目的是通過如下方式實現的，結合附圖說明如下：

所述模具包括凸模1、凹模2、上模座3，下模座4等主要部分。在凸模和凹模的工作表面均開設若干條凹槽5、10，工作狀態下凹槽與板材11接觸構成冷卻氣體流道，這些凹槽一端開放，另一端設有一配氣凹槽7、8，與各個冷卻凹槽相連通，通過進氣口9外接氣源裝置，冷卻氣體從進氣口進入，通過端部凹槽流入各個冷卻流道，再從另一端直接排放到空氣中，通過高壓冷卻氣體與板料之間的熱交換達到淬火的目的。

所述模具在凹模內設有進氣口，與配氣凹槽相連，同時給凸凹模內的冷卻氣體流道配氣，凸模內不設進氣口。

所述模具在凹模內設有一面開口的密封圈6。

所述凸凹模表面的凹槽錯開分布，凸模下端的和凹模上端的圓角部分由于在成形過程中是主要受力部位，因此在這些位置不開設冷卻凹槽，而在另一塊模具的相應位置開設。

當模具尺寸較大時，采用在中間進氣、兩端排氣的方式，或者兩端進氣、中間設排氣孔的方式。

所述模具成形對象為硼合金超高強度鋼板，比如22MnB5，表面經防氧化處理，比如涂覆鋁硅基防氧化涂層。

與傳統的熱沖壓成形模具相比，本發明所述模具具有顯著的優點。

本發明使用壓縮空氣作為冷卻氣體，所需的配氣裝置僅為一個空氣壓縮機，設備簡單，成本低廉，無需水冷模具所需的水循環系統，冷卻后的尾氣可直接排出，無需回收，環保性好。

本發明所述模具結構簡單，冷卻氣體流道在模具表面，較之設置在模具內部的冷卻水流道，加工難度低，模具強度高，使用壽命更長，無需考慮密封性的要求；由于直接對板材進行冷卻，冷卻效率更高；在選擇模具材料時不用考慮耐蝕性，選擇范圍更廣。

附圖說明

圖1.模具配合截面示意圖

圖2.凸模結構示意圖

圖3.凹模結構示意圖

圖4.大尺寸模具結構示意圖

圖中：1.凸模??2.凹模??3.上模座??4.下模座??5.凸模上的冷卻凹槽??6.密封圈7.凸模配氣凹槽??8.凹模配氣凹槽??9.進氣口??10.凹模上的冷卻凹槽??11.板料12、13.排氣口??14、15.進氣口??16.密封圈

具體實施方式

下面結合附圖所示實施例進一步說明本發明的內容及其具體實施方式。

如附圖1、2、3所示，在凸模1和凹模2的工作表面均開設了凹槽作為冷卻氣體流道，凸凹模上的凹槽交錯分布，使冷卻更加均勻。凸模下端的和凹模上端的圓角部分由于在成形過程中是主要受力部位，因此在這些位置不開設冷卻凹槽，而在另一塊模具的相應位置開設。凸凹模上的配氣凹槽7、8設置在同一側，在凹模上開設一個進氣口9，同時給凸模和凹模上的冷卻流道配氣，簡化了模具的結構。工作時，模具表面的凹槽與板材形成了冷卻氣體流道，氣體從進氣孔進入，通過配氣凹槽流入各個冷卻流道，再從另一側直接排入空氣中。在凸模與凹模之間設有密封圈6，保證冷卻氣體不發生泄漏。

對于尺寸較長的工件，可以采用在兩端分別設置進氣口，中間設置排氣口的方式，或者中間進氣、兩端排氣的方式，減小模具長度對冷卻效果的影響。圖4所示為兩端進氣中間排氣的模具示意圖，冷卻氣體從進氣口14、15進入各個冷卻通道，再從排氣口12、13流出，模具中截面形狀與圖1相同。模具表面形狀復雜時，冷卻凹槽依據表面形狀加工，槽深保持相等。