[發明專利]基于直接感應加熱的齒板局部熱沖裁系統及工藝

有效

• 申請號: 201611128009.6
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106734506B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 李輝平;侯弘歷;蔣芮;劉海娟;賀連芳
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B21D28/02
• 分類號: B21D28/02;B21D28/14;B21D37/16;B21D45/08
• 代理公司: 青島聯信知識產權代理事務所(普通合伙) 37227
• 代理人: 傅培

本發明提供了一種基于直接感應加熱的齒板局部熱沖裁系統及工藝,屬于熱沖裁成形領域，能夠提高齒板的齒面和齒底的強度、硬度、耐磨性、尺寸和形狀精度，易于后續的拉鉚工序，提高生產效率，降低生產成本。齒板局部熱沖裁系統包括用于加熱齒板齒端的感應加熱裝置和用于局部熱沖裁感應加熱后齒板的模具。利用上述基于直接感應加熱的齒板局部熱沖裁系統的齒板局部熱沖裁工藝，包括利用感應加熱裝置，將未成形齒板加熱；將加熱的未成形齒板快速轉移到設置有冷卻水道和彈性頂料銷的熱沖裁模具的凹模上進行熱沖裁，熱沖裁過程中冷卻水道內通入冷卻水，齒板在模內淬火冷卻至室溫。

技術領域

本發明涉及熱沖裁成形領域，尤其涉及一種基于直接感應加熱的齒板局部熱沖裁系統及工藝。

背景技術

隨著汽車行業的快速發展，載重汽車車窗的操作穩定性、安全性和便利性越來越受到關注，玻璃升降器是車門系統中非常重要的組件，玻璃升降器的性能是否可靠直接影響到汽車安全性及客戶的舒適性。而在玻璃升降器的組成零件中，扇形齒板是玻璃升降器中重要的傳動零件。扇形齒板在生產制造和使用過程中面臨著兩方面的問題：一方面，扇形齒板的生產制造的質量對玻璃升降器的傳動精度、傳動平穩性和使用壽命有著很大的影響。另一方面，在使用過程中，扇形齒板要與發電機進行齒輪嚙合，長時間使用會對扇形齒板造成嚴重的磨損，嚙合精度下降，導致玻璃升降器出現故障。因此扇形齒板的加工制造工藝對獲得高性能、高精度、耐磨性好的齒板尤為重要。

齒板齒形部分硬度要求高，其它部分為了滿足拉鉚、沖鉚工藝的需求，要求硬度低，塑性好。為了滿足這兩方面的需求，一般通過三種方式。第一種方式，齒板冷沖裁后，通過真空熱處理工藝，將齒板整體硬度控制在28-32HRC，雖然滿足了沖鉚的要求，但是齒形部分硬度低，耐磨性差，壽命低，而且生產成本較高；第二種方式，齒板冷沖裁后，通過熱處理工藝整體淬硬，硬度約為52-56HRC，然后利用光焊工藝將齒板和其它零件連接起來，這種方式雖然使的齒板硬度較高，但是光焊易出現缺陷，導致工件焊接不良，可靠性不高；第三種方式，冷沖壓后，對齒板進行局部加熱，然后通過水冷讓齒部變硬，這種工藝雖然使齒板具有了較高的硬度，但是在加熱和冷卻過程中，由于溫度和相變的影響，齒形發生了畸變，影響了齒板的嚙合精度。一方面這三種工藝都存在著缺陷，另一方面整個工藝耗費的時間太久，增加了工作量和生產成本。

CN101486061A公開了高強度鋼零件的熱成形、沖孔和切邊一體化工藝及模具，用于高強度鋼零件的熱沖壓成形、沖孔和切邊。一方面，該工藝和模具只適用于高強度鋼零件先沖壓成形后再沖孔、切邊，最終成形件的組織保持一致，提高了整個零件的強度和硬度，只能降低沖裁過程的載荷，并不能保證沖裁精度和剪切區質量，而且不易于后續的拉鉚成形；另一方面，該工藝是必須在電阻加熱爐中通保護氣對板料進行加熱，成本較高，很容易產生氧化皮。CN103143630A公開了一種熱沖壓復合模，通過鑄造將復雜的模具冷卻系統嵌入模具，得到了用于熱沖壓件成形、沖孔和淬火的復合模具，該模具不適用于局部獲得馬氏體組織同時其它部位保持原有組織，不易于后續的拉鉚成形。CN205324500U公開了一種帶冷卻水道的熱沖壓模具，其設置的冷卻水道可以以均勻的冷卻速度和冷卻程度進行冷卻，也不適用于局部獲得馬氏體組織。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于直接感應加熱的齒板局部熱沖裁系統及工藝，能夠提高齒板的齒面和齒底的強度、硬度、耐磨性、尺寸和形狀精度，提高生產效率，降低生產成本。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

基于直接感應加熱的齒板局部熱沖裁系統，包括用于加熱齒板齒端的感應加熱裝置和用于局部熱沖裁感應加熱后齒板的模具；感應加熱裝置包括導磁體及其內部用于加熱齒板齒端的感應加熱線圈；模具包括上下相對設置的上模座和下模座，上模座上固定有相互配合的凸模和壓邊圈，下模座上固定有相互配合的彈性卸料板和凹模,彈性卸料板位于凸模下方且與其形狀相同，凹模位于壓邊圈下方且與其形狀相同，凹模和彈性卸料板內部沿配合邊緣設置有用于通冷卻水的冷卻水道，冷卻水道兩側設置有用于放置橡膠密封圈的橡膠密封圈道。