br>[0061 ]如圖6、圖7所示，凹模片230的底面上設(shè)置有兩個安裝槽233，在凹模座210上表面設(shè)置有兩個平行的凹模安裝導(dǎo)軌211，所述安裝槽233與凹模安裝導(dǎo)軌211相配合，使凹模片230精確定位并安裝到凹模座210上。
[0062]凹模片230的左右兩側(cè)設(shè)置有兩個安裝孔234，在凹模座擋板220上同樣設(shè)置有兩個安裝孔221，將凹模連接螺栓240從凹模片230上的安裝孔234以及凹模座擋板220上的安裝孔221穿過，并將多個凹模片230緊固在凹模座擋板220上，形成組合式凹模。
[0063]凹模片230的上部靠近上表面處設(shè)置有凹坑235，深度為15mm，用來布置溫度傳感器。溫度傳感器優(yōu)選型號為WRNG-430或WRN2G-430的熱電偶，用來測量高溫板料下表面的實時溫度。凹模片230內(nèi)根據(jù)零件形狀貼合凹模表面布置有從左至右貫通的凹模冷卻通道236，所述凹模管道冷卻通道236的直徑為15mm，中心距離凹模片230上表面為10mm。
[0064]如圖8、圖9所示，凸模片330與凹模片230的結(jié)構(gòu)類似，凸模片厚度為25mm，正面加工有3mm厚的凸模凹槽331，背面加工有2mm厚的凸模突起332，所述凸模凹槽331和凸模突起332相配合，實現(xiàn)了兩個凸模片330之間的精確定位。凸模片330所加工的凸模凹槽331比凸模突起332深，用來在兩片凸模片330中間布置隔熱片，使相鄰兩片凸模片330之間沒有熱量傳遞。
[0065]如圖10、圖11所示，凸模片330的上部設(shè)置有兩個安裝槽333，在凸模座310上有凸模安裝導(dǎo)軌311，所述安裝槽333與凸模安裝導(dǎo)軌311相配合，使凸模片330精確定位并安裝到凸模座310上。
[0066]凸模片330的中部設(shè)置一個安裝孔334，在凸模座擋板320上同樣設(shè)置有一個安裝孔321，將凸模連接螺栓340從凸模片330上的安裝孔334以及凸模座擋板320上的安裝孔321穿過，并將多個凸模片330緊固在凸模座擋板320上，形成組合式凸模。
[0067]凸模片330的下部靠近下表面處設(shè)置有凹坑335，深度為15mm，用來布置溫度傳感器，來測量高溫板料上表面的實時溫度。凸模片330內(nèi)根據(jù)零件形狀貼合凸模表面布置有從左至右貫通的凸模冷卻通道336，所述凸模管道冷卻通道336的直徑為15mm，中心距離凸模片330下表面為10mm。
[0068]在組合式凹模和組合式凸模組裝完成后即可進(jìn)行鋼板的沖壓處理。將帶沖壓的鋼板500置于組合式凹的上方，首先對第二液壓缸150進(jìn)行充油，使壓邊圈400在第二液壓缸150的帶動下，向下運動，將鋼板500的邊緣壓住，然后對第一液壓缸140進(jìn)行充油，使第一液壓缸140帶動模組合式凸模向下運動，使組合式凹和模組合式凸模進(jìn)行合模，從而將鋼板500沖壓出模具的形狀，如圖12-14所示。
[0069]如圖15所示，以22MnB5為例闡述本發(fā)明的工作過程。將1.5mm厚的板料在加熱爐中加熱到90(TC，保溫3?5分鐘使之充分奧氏體化，然后迅速轉(zhuǎn)移到本熱成形裝置上進(jìn)行沖壓成形。當(dāng)板料冷卻速率大于25°C/s時形成抗拉強度為1500?1600MPa，斷后伸長率為5?6%的馬氏體組織;冷卻速率為3 °C/s每秒左右時形成抗拉強度為600?700MPa，斷后伸長率為15?20%的鐵素體和珠光體組織；中間其余冷卻速率依次形成貝氏體和馬氏體組織、鐵素體貝氏體和馬氏體混合組織、鐵素體珠光體和貝氏體混合組織，其抗拉強度依次降低，斷后伸長率依次升高。將冷卻通道通以不同溫度的冷卻氣體，使模具各部分保持不同溫度，從而實現(xiàn)吸能結(jié)構(gòu)的不同部位不同冷卻速率，最終實現(xiàn)汽車吸能結(jié)構(gòu)最優(yōu)強度分布。
[0070]具體工作過程包括以下步驟:
[0071]步驟一、將汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓裝置組裝完成，其中組合式凹模和組合式凸模上分別安裝15片凹模片和15片凸模片。利用切割機切割好I塊375mmX300mmX1.5mm的22MnB5毛坯板料，并利用工具將其轉(zhuǎn)移到加熱爐中，升溫至900°C，并保溫5min確保毛坯板料內(nèi)部組織完全轉(zhuǎn)化為均勻的奧氏體。
[0072]步驟二、通過機械裝置將完全奧氏體化的高溫的高強鋼板料迅速轉(zhuǎn)移到本沖壓裝置上，使第一液壓缸和第二液壓缸向下運動，進(jìn)行熱沖壓操作，沖壓速度為75?80mm/s。
[0073]步驟三、沖壓的同時在凸模冷卻通道和凹模冷卻通道中通以不同溫度的冷卻氮氣，對板料進(jìn)行選擇性冷卻。將凹模片和凸模片均編號為I?15。給I?4號模片通以低溫氮氣，實時監(jiān)測板料溫度使之冷卻速率大于25°C/s，形成抗拉強度為1500?1600MPa，斷后伸長率為5?6%的馬氏體組織;給5、6號模片通以稍低溫度的冷卻氮氣使板料冷卻速率為17°C/s左右，形成貝氏體和馬氏體組織，抗拉強度介于1500和1000之間；給7?9號模片通以中等溫度冷卻氮氣，實時監(jiān)測板料溫度使之冷卻速率10°C/s左右，形成抗拉強度為lOOOMPa，斷后伸長率為10%的鐵素體貝氏體和馬氏體混合組織(貝氏體占75%);給10、11號模片通以較高溫度冷卻氮氣，使板料冷卻速率為5°C/s左右，形成鐵素體珠光體和貝氏體混合組織，抗拉強度介于1000和600之間；給12?15號模片通以高溫氮氣，使板料冷卻速率為3°C/s，形成抗拉強度為600?700MPa，斷后伸長率為15?20%的鐵素體和珠光體組織。至此形成了長度為375mm，中間抗拉強度高塑性低，兩側(cè)抗拉強度低塑性高，且強度和塑性均勻漸變的汽車吸能零件。
[0074]在另一實施例中，當(dāng)需要沖壓不同強度分布的吸能零件時，只需通過調(diào)整各模片冷卻氮氣的溫度分布使零件各部位的冷卻速率改變，從而實現(xiàn)一套模具制造不同強度分布的吸能零件。
[0075]在另一實施例中，當(dāng)需要沖壓不同長度的吸能零件時，只需通過調(diào)整模片的片數(shù)即可，如增加5片到達(dá)20片，沖壓出長度為500mm的吸能零件。
[0076]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項】
1.一種汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓裝置，其特征在于，包括 組合凹模，其包括多片并列緊密固定連接的凹模片； 組合凸模，其設(shè)置于所述組合凹模的上方，所述組合凸模包括多片并列緊密固定連接的凸模片； 壓邊圈，其設(shè)置于所述組合凹模上方，用于壓緊待沖壓鋼板； 驅(qū)動機構(gòu)，其分別與所述組合凸模和壓邊圈連接，驅(qū)動所述組合凸模和壓邊圈向下移動進(jìn)行沖壓操作； 其中，所述凹模片和/或凸模片內(nèi)設(shè)置有冷卻通道，所述凹模片和/或所述凸模片形成多個不同的冷卻區(qū)域，每個區(qū)域具有不同的冷卻速率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓裝置，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)包括第一液壓缸和第二液壓缸，所述第一液壓缸與組合凸模連接，所述第二液壓缸與壓邊圈連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓裝置，其特征在于，所述凹模片的一側(cè)設(shè)置有凹模凹槽，另一側(cè)設(shè)置有凹模突起，所述凹模凹槽與凹模突起相配合，使相鄰兩片凹模片并列精確定位； 所述凸模片的一側(cè)設(shè)置有凸模凹槽，另一側(cè)設(shè)置有凸模突起，所述凸模凹槽與凸模突起相配合，使相鄰兩片凸模片并列精確定位。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓裝置，其特征在于，相鄰連個凹模片之間設(shè)置有隔熱片;相鄰連個凸模片之間設(shè)置有隔熱片。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓裝置，其特征在于，所述凹模凹槽的深度大于所述凹模突起的高度，所述隔熱片設(shè)置在所述凹模凹槽內(nèi)；所述凸模凹槽的深度大于所述凸模突起的高度，所述隔熱片設(shè)置在所述凸模凹槽內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓裝置，其特征在于，所述凹模上表面下方和凸模下表面上方設(shè)置有溫度傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5和6中任一項所述的汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓裝置，其特征在于，所述組合凹模還包括凹模座，所述凹模座上設(shè)置有凹模安裝導(dǎo)軌，所述凹模片下方設(shè)置有凹模安裝槽，所述凹模安裝槽與所述凹模安裝導(dǎo)軌配合;所述組合凸模還包括凸模座，所述凸模座上設(shè)置有凸模安裝導(dǎo)軌，所述凸模片上方設(shè)置有凸模安裝槽，所述凸模安裝槽與所述凸模安裝導(dǎo)軌配合。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓裝置，其特征在于，所述組合凹模還包括凹模座擋板，其固定于所述凹模座的一側(cè)，所述凹模片通過螺栓與所述凹模座擋板固定;所述組合凸模還包括凸模座擋板，其固定于所述凸模座的一側(cè)，所述凸模片通過螺栓與所述凸模座擋板固定。9.一種汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、將鋼板進(jìn)行加熱，使其內(nèi)部組織完全轉(zhuǎn)化為均勻的奧氏體； 步驟二、將鋼板放置于組合凹模上，并使第一液壓缸和第二液壓缸向下運動，進(jìn)行熱沖壓操作； 步驟三、在每片凹模片和凸模片的冷卻通道中分別單獨通入冷卻劑，在沖壓工作區(qū)形成五個連續(xù)的冷卻速率不同的區(qū)域，使在第一個區(qū)域中鋼板形成馬氏體組織，第二個區(qū)域中鋼板形成貝氏體和馬氏體組織，第三個區(qū)域中鋼板形成鐵素體貝氏體和馬氏體混合組織，第四個區(qū)域中鋼板形成素體珠光體和貝氏體混合組織，第五個區(qū)域中鋼板形成鐵素體和珠光體組織。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓方法，其特征在于: 步驟一中，鋼板升溫至900 V，并保溫5min; 步驟二中，沖壓速度為75?80mm/s ； 步驟三中，所述凹模片和凸模片均設(shè)置有15片，第1-4片凹模片和凸模片上冷卻速率大于25°C/s，第5、6片凹模片和凸模片上冷卻速率為17°C/s，第7-9片凹模片和凸模片上冷卻速率為10°C/s，第10、11片凹模片和凸模片上冷卻速率為5°C/s，第12-15片凹模片和凸模片上冷卻速率為3 °C/S。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓裝置，包括組合凹模，所述組合凹模包括多片緊密固定連接的凹模片；組合凸模，其設(shè)置于所述組合凹模的上方，所述組合凸模包括多片緊密固定連接的凸模片；壓邊圈，其設(shè)置于所述組合凹模上方，用于壓緊帶沖壓鋼板；驅(qū)動機構(gòu)，其分別與所述組合凸模和壓邊圈連接，驅(qū)動所述組合凸模和壓邊圈向下移動進(jìn)行沖壓操作；其中，所述凹模片和/或凸模片內(nèi)設(shè)置有冷卻通道。本發(fā)明還提供了一種車吸能結(jié)構(gòu)熱成形沖壓方法。本發(fā)明中由于每片模具都有單獨的冷卻通道，使得冷卻速率有了很大的調(diào)節(jié)空間，從而可以根據(jù)需要實現(xiàn)多種強度以及強度的最優(yōu)分布。
【IPC分類】B21D37/10, B21D37/16, B21D22/02
【公開號】CN105598282
【申請?zhí)枴緾N201511024094
【發(fā)明人】莊蔚敏, 徐紀(jì)栓, 解東旋, 敖文宏, 楊冠男, 劉西洋, 閆雪燕, 李冰嬌, 胡哲, 張凱希, 郭帥, 李曉鵬
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月30日