制造硬化的異形制品的方法與硬化工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的硬化工具。
【背景技術(shù)】
[0002]這種沖壓硬化工具通常用來(lái)制造由鋼板材料制成的硬化金屬板形制品，例如制造機(jī)動(dòng)車輛部件，并且例如在文件DE102011108912A1和DE102009043926A1中是已知的。
[0003]通常，在此情形中，加熱的鋼板材料作為起始物料被布置在沖壓硬化工具的工具部件之間，并且隨后通過(guò)工具部件移動(dòng)到一起，成形制品由鋼板材料形成。在成形制品已被成形和沖壓之后，成形制品在材料的臨界冷卻速率之上被冷卻，以便硬化成形制品。在制造開(kāi)放和封閉廓形形式的成形制品(下文也被稱為異形制品)期間，在硬化工具中通常是這樣的情形，即僅在一側(cè)實(shí)現(xiàn)散熱接觸。對(duì)于異形制品可以設(shè)想使用內(nèi)工具芯，該內(nèi)工具芯通過(guò)接觸允許硬化過(guò)程中更快的散熱。具有相對(duì)復(fù)雜組件幾何結(jié)構(gòu)的異形制品可能具有底切區(qū)域，從而模具芯無(wú)法完全且在所有區(qū)域抵靠異形制品的內(nèi)表面。組件的底切部分將具有這樣的效果，即模具芯沒(méi)有覆蓋所有區(qū)域或者不再能從異形組件移除。因此不利之處在于，具有相對(duì)復(fù)雜組件幾何結(jié)構(gòu)的異形制品不能被完全硬化，或者僅能以相對(duì)長(zhǎng)的硬化時(shí)間來(lái)進(jìn)行硬化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是在制造異形制品時(shí)確保具有短周期的充分硬化，即使異形制品具有相對(duì)復(fù)雜的組件幾何結(jié)構(gòu)。
[0005]該目的是通過(guò)一種用于利用鋼板材料制造硬化的異形制品的硬化工具來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該硬化工具具有相對(duì)于彼此可移動(dòng)的至少兩個(gè)工具部件，并且在兩個(gè)工具部件之間最初特別被冷彎成型且隨后被加熱的異形制品在硬化過(guò)程中被冷卻，其中硬化工具具有模具芯，該模具芯在硬化過(guò)程期間被布置在異形制品的凹部，并且其中模具芯具有至少一個(gè)出口孔，用于將來(lái)自冷卻介質(zhì)管的冷卻介質(zhì)加壓在異形制品上。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的硬化工具與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):模具芯具有冷卻介質(zhì)出口，從而在異形組件因其復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)而沒(méi)有緊靠工具部件或模具芯的區(qū)域中，異形組件通過(guò)來(lái)自出口孔的冷卻介質(zhì)而被冷卻。特別地，冷卻介質(zhì)進(jìn)入異形組件和工具部件之間或者異形組件和模具芯之間的所有空腔中。從而確保了異形組件在其所有區(qū)域中以相應(yīng)的速率被冷卻并且進(jìn)而被硬化。此外，通過(guò)加速冷卻過(guò)程可以縮短周期，從而使用根據(jù)本發(fā)明的硬化工具制造異形組件變得更便宜。特別地，冷卻介質(zhì)包括冷卻液，特別是冷卻水形式。模具芯可以獨(dú)立于兩個(gè)工具部件而形成，或者可以作為兩個(gè)工具部件之一的集成組成部件。所制造的異形制品例如可以是機(jī)動(dòng)車輛的橫梁組件，特別是車身組件。熱異形制品的成形和/或校準(zhǔn)的最終步驟還可以在硬化過(guò)程期間和/或之前在硬化工具中進(jìn)行。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和進(jìn)一步改進(jìn)在從屬權(quán)利要求以及下文說(shuō)明書(shū)并結(jié)合附圖進(jìn)行了說(shuō)明。
[0008]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)出口孔面向異形制品，從而異形制品由來(lái)自出口孔的冷卻介質(zhì)直接加壓?？梢栽O(shè)計(jì)出來(lái)自出口孔的冷卻介質(zhì)在出現(xiàn)之后直接加壓在異形制品上。
[0009]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，模具芯具有與冷卻介質(zhì)管交互的多個(gè)出口孔。冷卻介質(zhì)進(jìn)而可以在多個(gè)位置處從冷卻介質(zhì)管進(jìn)入異形組件和工具部件之間的或異形組件和模具芯之間的空腔中，從而異形組件的快速冷卻是可行的或被確保的。
[0010]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，模具芯具有帶閉合截面或帶在一側(cè)開(kāi)口截面的冷卻介質(zhì)管。帶有在一側(cè)開(kāi)口的截面的冷卻介質(zhì)管特別地是槽的形式，并且因而可以相對(duì)便宜且簡(jiǎn)單的方式被實(shí)現(xiàn)。然而，冷卻管優(yōu)選被形成為帶有閉合的截面，也就是說(shuō)作為通道孔。
[0011]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，兩個(gè)工具部件沿著工作方向可相對(duì)于彼此移動(dòng)，其中模具芯和/或其部件沿著另外的工作方向可相對(duì)于兩個(gè)工具部件移動(dòng)，所述另外的工作方向相對(duì)于所述工作方向成一角度，特別地成直角。因此有利的是可以實(shí)現(xiàn)具有相對(duì)復(fù)雜組件幾何結(jié)構(gòu)例如底切部分的異形制品。兩個(gè)工具部件和模具芯特別地每個(gè)被設(shè)計(jì)為使得鋼板材料至少部分抵靠相應(yīng)工具部件或模具芯的工具工作表面。這樣，可以實(shí)現(xiàn)良好散熱。沒(méi)有抵靠?jī)蓚€(gè)工具部件或模具芯的工具工作表面的那些異形制品區(qū)域由冷卻介質(zhì)來(lái)冷卻。此外，模具芯還可以具有允許芯膨脹的裝置，從而可以確保模具芯和異形制品之間改進(jìn)的接觸以及相關(guān)更有效的散熱。模具芯例如可以是膨脹芯。模具芯的另一優(yōu)點(diǎn)是其能夠借助滑動(dòng)元件來(lái)膨脹，從而首先即使在具有底切部分以及需要支持的區(qū)域中也能獲得所需作用，并且其次，有助于從異形制品的凹部收回模具芯，因?yàn)楫愋沃破返臋M截面因冷卻而尺寸減小。
[0012]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，模具芯具有用于另外冷卻介質(zhì)的另外冷卻介質(zhì)管，其中另外的冷卻介質(zhì)管被設(shè)計(jì)成使得另外的冷卻介質(zhì)在異形制品的區(qū)域中僅在模具芯內(nèi)循環(huán)。另外的冷卻介質(zhì)管可以有利地被用于冷卻模具芯。在此情形中，另外的冷卻介質(zhì)管特別地獨(dú)立于原冷卻介質(zhì)管而形成，并且在異形制品區(qū)域中沒(méi)有用于另外冷卻介質(zhì)的出口孔。還可以設(shè)想硬化工具在工具部件的區(qū)域中具有多個(gè)此類另外的冷卻介質(zhì)管。
[0013]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，模具芯和/或兩個(gè)工具部件的至少一個(gè)具有通風(fēng)裝置，特別是通風(fēng)管。借助通風(fēng)裝置，有利的是存在于異形組件和工具部件之間或異形組件和模具芯之間空腔中的空氣在冷卻介質(zhì)被引入空腔時(shí)可以逸出。
[0014]本發(fā)明還涉及一種用于特別地利用權(quán)利要求之一所述的硬化工具由鋼板材料制造硬化的異形制品的方法，其中在第一方法步驟中，鋼板材料特別地被冷彎成型以形成開(kāi)放或封閉的異形制品，并且其中在第二方法步驟中，成形的異形制品被加熱并且通過(guò)冷卻被硬化，其中在第二方法步驟中，模具芯被布置在異形制品的凹部之中，并且異形制品利用冷卻介質(zhì)而被加壓，其中冷卻介質(zhì)通過(guò)在模具芯上形成的至少一個(gè)出口孔從模具芯的冷卻介質(zhì)管引導(dǎo)到異形制品。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法，類比于根據(jù)本發(fā)明的硬化工具，與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)，即即使是具有相對(duì)復(fù)雜組件幾何結(jié)構(gòu)的異形制品也可快速被冷卻和硬化，因?yàn)樵诘诙椒ú襟E中，異形制品至少各區(qū)域利用冷卻介質(zhì)形式的冷卻劑而被加壓。這樣可以確保異形制品的所有區(qū)域被硬化以及/或者實(shí)現(xiàn)異形制品所有區(qū)域的快速冷卻。這里，冷卻介質(zhì)特別地被引入到下述空腔區(qū)域中，其中空腔存在于異形組件和工具部件之間或在異形組件和模具芯之間。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在第二方法步驟之前，異形制品被布置在兩個(gè)工具部件之間，兩個(gè)工具部件沿著工作方向相對(duì)于彼此朝向彼此移動(dòng)，并且模具芯沿著另外工作方向被移動(dòng)進(jìn)入凹部，所述另外工作方向相對(duì)于所述工作方向成一角度，特別地成直角。
[0017]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，在第二方法步驟之前或期間，模具芯被部分移出凹部，特別是在冷卻介質(zhì)通過(guò)冷卻介質(zhì)管輸運(yùn)之前。由于模具芯被部分移出，可以設(shè)想空腔以針對(duì)性的方式被形成在異形組件和模具芯之間，其中冷卻介質(zhì)被引入空腔中。
[0018]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，在第二方法步驟中，模具芯通過(guò)另外的冷卻介質(zhì)來(lái)冷卻。模具芯因此被冷卻。
【附圖說(shuō)明】
[0019]本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)將在下文對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明并結(jié)合附圖變得明顯