具有切邊功能的熱成型模具及其沖壓方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種具有切邊功能的熱成型模具，上模塊最低點(diǎn)距熱成型板料的距離為L(zhǎng)1，熱成型板料沖壓深度為d1，所述模座與所述上壓邊圈之間設(shè)有第一氮?dú)鈴椈?，上模座與所述上模塊之間設(shè)有第二氮?dú)鈴椈?，下模座與所述下壓邊圈之間設(shè)有一可回縮的頂桿；壓邊圈與熱成型板料之間的距離L2小于L1，熱成型沖壓完成時(shí)，第二氮?dú)鈴椈傻膲嚎s量為d2，上模座下表面與所述上壓邊圈上表面之間的最小距離L3大于等于L1-L2+d1+d2，上模座下表面與所述上模座上表面之間的最小距離L4大于L2+L3-L1-d1。該熱成型模具在使用時(shí)，可以在沖壓成型的過(guò)程中同時(shí)完成切邊，提高工作效率，降低熱成型零件的制造成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有切邊功能的熱成型模具及其沖壓方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬熱成型領(lǐng)域，特別是涉及一種可在熱成型過(guò)程中對(duì)工件進(jìn)行切邊的熱成型模具以及該熱成型模具的使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)汽車(chē)的安全、節(jié)能和排放的要求越來(lái)越苛刻，采用超高強(qiáng)度鋼即可減輕汽車(chē)的重量、實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排，又可提高汽車(chē)的安全性。超高強(qiáng)度鋼可以采取以下強(qiáng)化機(jī)制:固溶強(qiáng)化(間隙原子和置換原子)、沉淀強(qiáng)化(T1、Nb、V、Mo等析出碳化物)、細(xì)化晶粒、位錯(cuò)強(qiáng)化和相變強(qiáng)化(馬氏體)。通常鋼的成型性隨著強(qiáng)度提高而下降，一般可通過(guò)將成型和強(qiáng)化分為兩個(gè)步驟來(lái)解決強(qiáng)度和成形性的矛盾。熱成型既是將成型和強(qiáng)化分為兩個(gè)步驟生產(chǎn)超高強(qiáng)度汽車(chē)零部件的一種新工藝，該汽車(chē)零部件利用相變強(qiáng)化形成馬氏體。熱成型零件的優(yōu)點(diǎn)在于具有超高的強(qiáng)度、成型精確，還可避免高強(qiáng)度鋼冷成型的回彈問(wèn)題。過(guò)熱成型工藝制造的零件具有超高強(qiáng)度，良好的尺寸精度，同時(shí)能夠有效的減輕車(chē)身重量，對(duì)于提高汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性，推動(dòng)節(jié)能減排具有重要意義，因此熱成型零件作為重要的安全件在白車(chē)身結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
[0003]根據(jù)工序過(guò)程的不同，熱成型過(guò)程分為直接熱成型和間接熱成型兩種工藝。直接熱成型中，板材不經(jīng)過(guò)預(yù)成型直接將平板加熱奧氏體化，然后放入模具中高速成型，一旦沖壓深度到達(dá)預(yù)定值，零件將立即被淬火硬化。在間接成型中，材料首先在常規(guī)冷成型模具中成型到最終形狀的90%-95%，然后將預(yù)成型的零件加熱奧氏體化并熱成型和淬火硬化。間接熱成型工藝中，零件的預(yù)成型可以減小材料與模具之間的相對(duì)位移，從而減小模具表面在高溫下的磨損。
[0004]零件進(jìn)行熱成型后，通常需要進(jìn)行切邊處理，目前應(yīng)用的熱成型零件的制造工藝通常把成型和切邊分開(kāi)進(jìn)行，即成型工序完成零件的成型和冷卻，然后通過(guò)切割完成零件的切邊，由于成型后的零件抗拉強(qiáng)度太高，一般采用激光來(lái)進(jìn)行切邊處理。采用激光進(jìn)行切邊時(shí)一般需要配備專(zhuān)用的切割定位夾具，工藝較為復(fù)雜，且采用激光進(jìn)行切割生產(chǎn)成本較高且工作效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種可在熱成型過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行切邊的熱成型模具。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種具有切邊功能的熱成型模具，包括上模、下模，所述上模包括上模座、上壓邊圈和上模塊，所述下模包括下模座、下壓邊圈和下模塊，所述上模塊與所述下模塊位置相對(duì)，所述上壓邊圈與所述下壓邊圈位置相對(duì)，在熱成型沖壓的初始狀態(tài)，所述上模塊最低點(diǎn)距熱成型板料的距離為L(zhǎng)I，熱成型板料沖壓深度為dl，所述上模座與所述上壓邊圈之間設(shè)有第一氮?dú)鈴椈?，所述上模座與所述上模塊之間設(shè)有第二氮?dú)鈴椈?，所述下模座與所述下壓邊圈之間設(shè)有一可回縮的頂桿；所述上壓邊圈與熱成型板料之間的距離L2小于LI，熱成型沖壓完成時(shí)，所述第二氮?dú)鈴椈傻膲嚎s量為d2，所述上模座下表面與所述上壓邊圈上表面之間的最小距離L3大于等于Ll-L2+dl+d2，所述上模座下表面與所述上模座上表面之間的最小距離L4大于L2+L3-Ll-dl，所述第一氮?dú)鈴椈傻淖畲髲椓π∮谒鲰敆U的作用力。
[0007]優(yōu)選地，所述上壓邊圈位于所述上模塊的外側(cè)，所述下壓邊圈位于所述下模塊的外側(cè)。
[0008]本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述熱成型模具的使用方法，其包括如下步驟:
[0009]I)將熱成型料板放置在下模上進(jìn)行定位，上模座隨壓機(jī)臺(tái)面下行，使上壓邊圈與下壓邊圈接觸壓緊熱成型料板的邊緣；
[0010]2)上模座隨壓機(jī)臺(tái)面繼續(xù)下行，在頂桿推力作用下上壓邊圈固定不動(dòng)，上模塊隨上模座繼續(xù)下行與下模座配合對(duì)熱成型料板進(jìn)行沖壓成型；
[0011]3)上模座隨壓機(jī)臺(tái)面繼續(xù)下行，使上壓邊圈上表面與上模座下表面接觸，在壓機(jī)推力作用下，上壓邊圈克服頂桿推力向下移動(dòng)，直至上模座下表面與上模塊上表面接觸，上壓邊圈、下壓邊圈向下移動(dòng)使成型零件四周邊緣被切除完成切邊。
[0012]優(yōu)選地，在步驟3)中進(jìn)行切邊時(shí)，所述熱成型料板溫度在600度以上。
[0013]優(yōu)選地，在步驟3)完成后，對(duì)成型零件進(jìn)行保壓冷卻。
[0014]如上所述，本發(fā)明的具有切邊功能的熱成型模具及其使用方法，具有以下有益效果:該熱成型模具在使用時(shí)，可以在沖壓成型的過(guò)程中同時(shí)完成切邊，這樣在零件沖壓成型完成后就無(wú)需再使用激光對(duì)零件進(jìn)行切邊處理，從而可有效節(jié)省零件加工時(shí)間，提高工作效率，降低熱成型零件的制造成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明熱成型模具初始狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明熱成型模具壓邊圈壓合狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明熱成型模具零件沖壓狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明熱成型模具進(jìn)行切邊狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0020] 1上模座
2第一氮?dú)鈴椈?br> 3上壓邊圈
4下壓邊圈
5頂桿
6下模座
7下模塊
B熱成型料板
9上模塊
10第二氮?dú)鈴椈?br> 【具體實(shí)施方式】
[0021]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0022]請(qǐng)參閱圖1至圖4。須知，本說(shuō)明書(shū)所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明提供一種具有切邊功能的熱成型模具，包括上模、下模，上模位于下模上方，上模與下模位置相對(duì)。上模包括上模座1、上壓邊圈3和上模塊10,上壓邊圈3位于上模塊10的外側(cè)，下模包括下模座6、下壓邊圈4和下模塊7，下壓邊圈4位于下模塊7的外側(cè)，上模塊10與下模塊7位置相對(duì)，上壓邊圈3與下壓邊圈4位置相對(duì)。上模座I與上壓邊圈3之間設(shè)有第一氮?dú)鈴椈?，上模座I與上模塊9之間設(shè)有第二氮?dú)鈴椈?0，下模座6與下壓邊圈4之間設(shè)有一可回縮的頂桿5，當(dāng)頂桿5受到的壓力大于其作用力時(shí)，頂桿5向內(nèi)回縮。
[0024]該熱成型模具處于熱成型沖壓的初始狀態(tài)，即第一氮?dú)鈴椈?、第二氮?dú)鈴椈?0均處于未壓縮狀態(tài)時(shí)，將熱成型料板8放置在下模塊及下壓邊圈上進(jìn)行定位，假設(shè)上模塊9最低點(diǎn)距熱成型板料的距離為L(zhǎng)I，該零件沖壓成型時(shí)熱成型板料沖壓深度為dl，沖壓完成時(shí)第二氮?dú)鈴椈?0的壓縮量為d2，則上壓邊圈3距熱成型板料的距離L2應(yīng)小于LI，上模座I下表面與上壓邊圈3上表面之間的最小距離L3應(yīng)大于等于Ll-L2+dl+d2，上模座I的下表面與上模座上表面之間的最小距離L4應(yīng)大于L2+L3-Ll-dl，且第一氮?dú)鈴椈?的最大彈力應(yīng)小于頂桿5的作用力。[0025]該熱成型模具在使用時(shí)，首先將熱成型料板8放置在下模上進(jìn)行定位，熱成型料板8的邊緣放置在下壓邊圈4上。使上模座I與壓機(jī)連接，由壓機(jī)帶動(dòng)上模座I向下移動(dòng)。上模座I隨壓機(jī)臺(tái)面下行L2距離時(shí)，上壓邊圈3與下壓邊圈4接觸將熱成型料板8的邊緣壓緊(如圖2所示)，這樣可防止在沖壓過(guò)程中工件出現(xiàn)褶皺。
[0026]當(dāng)上模座I隨壓機(jī)臺(tái)面繼續(xù)下移至LI距離時(shí)，上模塊10與熱成型料板8接觸，上模座I繼續(xù)向下移動(dòng)即可對(duì)零件進(jìn)行沖壓成型。隨著上模座I的下行，上模塊9在第二氮?dú)鈴椈?0的作用下使熱成型板料8產(chǎn)生變形，直至上模塊9與下模塊7完全閉合，這樣即可使零件的成型(如圖3所示)。
[0027]零件沖壓成型完成后，經(jīng)計(jì)算可知，上模座I相對(duì)于上壓邊圈3下行的距離為L(zhǎng)l-L2+dl+d2，上模座I相對(duì)于上模塊的下行距離為d2，而上模座I下表面與上壓邊圈3上表面之間的最小距離L3大于等于Ll-L2+dl+d2，因此上模座I將剛好或繼續(xù)下行就會(huì)與上壓邊圈3接觸，從而使上模座I與上壓邊圈3之間變?yōu)閯傂赃B接，同時(shí)由于L4的距離大于L2+L3-Ll-dl，經(jīng)計(jì)算可知上模座與上模塊之間仍有空隙，因此壓機(jī)可帶動(dòng)上模座繼續(xù)下行。隨著壓機(jī)的繼續(xù)下行，上壓邊圈3受到的壓力將大于頂桿5的作用力，頂桿5將回縮，隨著頂桿5的回縮，下壓邊圈4、上壓邊圈3在壓機(jī)壓力作用下向下移動(dòng)，熱成型料板8的邊緣被夾在上、下壓邊圈之間，當(dāng)上、下壓邊圈向下移動(dòng)時(shí)，熱成型料板8的邊緣也隨之向下移動(dòng)，而熱成型料板8形成的零件被固定在上、下模塊之間固定不動(dòng)，這樣熱成型料板8的邊緣與零件主體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣就可完成對(duì)零件的切邊操作(如圖4所示)。
[0028]在進(jìn)行切邊操作時(shí)，熱成型料板8的溫度應(yīng)控制在600度以上，此時(shí)熱成型料板8的抗拉強(qiáng)度低于600兆帕，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于成型結(jié)束淬火后的強(qiáng)度，熱成型料板的邊緣非常容易從零件主體上脫離，而且不易產(chǎn)生毛刺。壓機(jī)可直接下行至上模座I下行與上模塊9接觸，即上模座I墩死后需立即進(jìn)行保壓冷卻，這樣可有效增加零件的強(qiáng)度，保壓冷卻完成后對(duì)零件進(jìn)行淬火處理，這樣零件的整個(gè)沖壓過(guò)程即可完成。
[0029]該熱成型模具在使用時(shí)，可以在沖壓成型的過(guò)程中同時(shí)完成切邊，這樣在零件沖壓成型完成后就無(wú)需再使用激光對(duì)零件進(jìn)行切邊處理，從而可有效節(jié)省零件加工時(shí)間，提高工作效率，降低熱成型零件的制造成本。綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0030]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種具有切邊功能的熱成型模具，包括上模、下模，所述上模包括上模座、上壓邊圈和上模塊，所述下模包括下模座、下壓邊圈和下模塊，所述上模塊與所述下模塊位置相對(duì)，所述上壓邊圈與所述下壓邊圈位置相對(duì)，在熱成型沖壓的初始狀態(tài)，所述上模塊距最低點(diǎn)距熱成型板料的距離為L(zhǎng)I，熱成型板料沖壓深度為dl，其特征在于:所述上模座與所述上壓邊圈之間設(shè)有第一氮?dú)鈴椈?，所述上模座與所述上模塊之間設(shè)有第二氮?dú)鈴椈桑鱿履Ｗc所述下壓邊圈之間設(shè)有一可回縮的頂桿；所述上壓邊圈與熱成型板料之間的距離L2小于LI，熱成型沖壓完成時(shí)，所述第二氮?dú)鈴椈傻膲嚎s量為d2，所述上模座下表面與所述上壓邊圈上表面之間的最小距離L3大于等于Ll-L2+dl+d2，所述上模座下表面與所述上模座上表面之間的最小距離L4大于L2+L3-Ll-dl，所述第一氮?dú)鈴椈傻淖畲髲椓π∮谒鲰敆U的作用力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有切邊功能的熱成型模具，其特征在于:所述上壓邊圈位于所述上模塊的外側(cè)，所述下壓邊圈位于所述下模塊的外側(cè)。
3.一種采用權(quán)利要求1所述熱成型模具的沖壓方法，其特征在于，其包括如下步驟: 1)將熱成型料板放置在下模上進(jìn)行定位，上模座隨壓機(jī)臺(tái)面下行，使上壓邊圈與下壓邊圈接觸壓緊熱成型料板的邊緣； 2)上模座隨壓機(jī)臺(tái)面繼續(xù)下行，在頂桿推力作用下上壓邊圈固定不動(dòng)，上模塊隨上模座繼續(xù)下行與下模座配合對(duì)熱成型料板進(jìn)行沖壓成型； 3)上模座隨壓機(jī)臺(tái)面繼續(xù)下行，使上壓邊圈上表面與上模座下表面接觸，在壓機(jī)推力作用下，上壓邊圈克服頂桿推力向下移動(dòng)，直至上模座下表面與上模塊上表面接觸，上壓邊圈、下壓邊圈向下移動(dòng)使成型零件四周邊緣被切除完成切邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱成型模具的沖壓方法，其特征在于:在步驟3)中進(jìn)行切邊時(shí)，所述熱成型料板溫度在600度以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱成型模具的沖壓方法，其特征在于:在步驟3)完成后，對(duì)成型零件進(jìn)行保壓冷卻。
【文檔編號(hào)】B21D37/10GK103785747SQ201210419131
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】祁巖, 劉磊超, 馬治軍 申請(qǐng)人:上海賽科利汽車(chē)模具技術(shù)應(yīng)用有限公司