[發明專利]用于熱沖壓模具的模型組件

有效

• 申請號: 201810240897.3
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108620484B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 弗林德爾·辛格·薩伊尼
• 申請（專利權）人: 福特汽車公司
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/16
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 宋天丹;魯恭誠

本公開涉及一種用于熱沖壓模具的模型組件。所述模型組件包括模型和可移除的通道插入件，所述模型具有限定有腔的主體。所述可移除的通道插入件被定位在所述腔中并具有彎曲的形狀。所述可移除的通道插入件還包括使通道插入件與所述主體成一體的多個突起。所述可移除的通道插入件被構造為在移除通道插入件時形成用于熱沖壓模具中的流體的入口和出口。

技術領域

本公開涉及利用共形(conformal)通道來冷卻模具。

背景技術

熱沖壓是可包括對要成形的制品(article)或部件進行加熱并隨后在制品仍處于高溫的同時對制品進行沖壓的金屬成形工藝。例如，當熱沖壓鋼制品時，可將制品加熱到鋼的微觀結構轉化成奧氏體(例如，奧氏體化)的溫度。根據鋼的成分，這個溫度可以在900℃-950℃左右。

在一些熱沖壓工藝中，為沖壓的制品提供期望形狀的沖壓模型的模具可被冷卻。被冷卻的模具可在制品正在被沖壓時冷卻制品。如果模具的冷卻速率足夠高，則沖壓的制品的微觀結構可轉化為高強度相。在鋼部件的情況下，足夠的冷卻速率可導致馬氏體微觀結構。還可使用熱沖壓對由其它金屬(諸如，鋁)制成的制品進行成形。例如，可以利用熱沖壓工藝對鋁合金進行固溶熱處理和淬火。

可通過利用機械工藝(諸如，槍鉆)在模具中形成的冷卻通道對用于熱沖壓工藝的模具進行冷卻。在模具的多個區域中，槍鉆的冷卻通道會降低控制冷卻速率的能力，并且可能限制模具中可用于冷卻的熱傳遞表面面積。這些限制會使在熱沖壓制品中給予微觀結構變化的能力降低。

發明內容

根據實施例，公開一種用于熱沖壓模具的模型組件。所述模型組件包括模型和可移除的通道插入件，所述模型具有限定有腔的主體。所述可移除的通道插入件被定位在所述腔中，并且具有彎曲的形狀和多個突起。所述多個突起使通道插入件與所述主體成一體，并被構造為在移除通道插入件時形成用于熱沖壓模具中的流體的入口和出口。

在一個或更多個實施例中，所述主體可包括上模型和下模型，所述上模型和所述下模型被構造為與彎曲的表面輪廓連接，所述彎曲的表面輪廓與通道插入件的彎曲的形狀相對應。所述下模型、上模型或者二者可包括成形表面，所述成形表面限定用于接納所述多個突起的凹部，以使通道插入件與所述主體成一體。所述下模型和所述上模型可配合以沿著彎曲的表面輪廓形成所述凹部，以對通道插入件進行定位。所述通道插入件可以是可移除的材料，以在模具中形成具有通道插入件的彎曲的形狀的通道。所述通道插入件可以包含分層打印砂。所述模型可以包含分層打印砂。所述通道插入件可包括用于在模具中的通道中形成流體流動區域的表面特征。

根據實施例，公開一種形成熱沖壓模具模型的方法。所述方法包括：對下模型進行定位，所述下模型具有上表面，所述上表面具有彎曲的表面輪廓和凹部；將通道插入件放置在所述上表面上，所述通道插入件具有與所述彎曲的表面輪廓相對應的形狀以及突起；將上模型定位在下模型和插入件上，所述上模型具有下表面，所述下表面具有與下模型的彎曲的表面輪廓相對應的彎曲的表面輪廓。

在一個或更多個實施例中，放置步驟可包括將突起定位在凹部中。所述方法還可包括3D打印出下模型和上模型。所述方法還可包括從砂3D打印出通道插入件以具有與所述表面輪廓相對應的形狀。所述方法還可包括在上模型中形成用于接納塊體材料的開口。所述方法還可包括在通道插入件上打印表面特征，以在通道內形成流體流動區域。

根據實施例，公開一種模具模型。所述模具模型包括下模型、通道插入件和上模型。所述下模型包括限定凹部并具有彎曲的表面輪廓的上表面。所述通道插入件可定位在下模型的上表面上并且具有與下模型的上表面相對應的形狀。所述通道插入件包括與上表面中的凹部相對應的突起。所述上模型包括下表面，所述下表面具有與下模型的彎曲的表面輪廓相對應的彎曲的表面輪廓。