[发明专利]汽车零件热冲压模具

说明书

技术领域

本发明属于零件制造领域，尤其涉及一种热冲压模具。

背景技术

热冲压成形技术是一种利用金属在高温状态下塑性和延展性迅速增加、屈服强度迅速下降的特点，在汽车零件热冲压模具上使零件成形，同时利用模具冷却淬火达到超高强度的新工艺。采用热冲压技术，不仅可以克服传统高强钢板成形困难、零件尺寸精度低的致命缺陷，而且可以显著提高汽车的安全性、舒适性，减轻车重，减小气体排放量。正是由于这两个优点，热冲压成形工艺是目前汽车、钢铁及其相关领域的研究热点。

在国外已有研究机构或企业开展了热冲压成形材料、工艺和模具的研究，如：阿塞洛早在2002年就成功开发了商用的热成形用钢板USIBOR1500，并为汽车厂生产防撞梁、立柱加强板等结构件；德国的本特勒公司是全球最大的热成形零件供应商。另外日本新日铁、韩国浦项等也在进行热冲压成形材料、工艺和模具研究。

现有的热冲压模具包括上模板、限位模、凹模、导向板、导向块、压边模、凸模、顶出杆和下模板，所述的凸模的底部和压机的顶出杆相连，所述的凹模置于压机的上模板上，导向板和凹模相连，凹模的上方装有限位模，下方装有压边模，导向块和压边模相连，下模板和压机相连。

热冲压成形时对初始强度为500～600Mpa具有热冲压成形特点的钢板加热到奥氏体温度范围(一般850度以上)，然后将加热的钢板置于压边模和凹模之间压紧，由压机顶出杆上的凸模将钢板压成所需形状；这种设备工作时，由于热成形过程中随着温度的升高工件的强度会有所下降，为了防止热成形导致的板料强度下降，常在工件成形后喷水冷却至组织转变成强度较高的马氏体。但这种方法得到的工件变形较大，变形方向也无法预测，常需要通过校形才能达到图样要求，因此这种方法有着加工效率低、能量消耗大、冷却参数不易控制等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车零件热冲压模具，通过在凹模、凸模和压边模中布置冷却水的管路，在热冲压成形的同时以20～30℃/S的冷却速度进行淬火，因有模具帮助定型，克服了热成形件形状稳定性不好的缺点。

一种汽车零件热冲压模具，包括上模板、限位模、凹模、导向板、导向块、压边模、凸模、顶出杆和下模板，所述的凹模、凸模和压边模均为封闭式，并都布置有和冷却水管道相连的冷却水通道。

所述的凸模为由顶部、中部和底部构成的三段结构，每段的中间为相通的固定孔，固定孔周围设有相通的定位孔和通气孔，顶部内腔为冷却水道，所述的中部开有冷却水孔，底部内腔由中隔分成两个区域，两个区域分别开有第一进水口和第一出水口，中隔上开有和通气孔相通的进气口。

所述的定位孔共有两个。

所述的中部的冷却水孔为靠侧面一周钻孔式结构，沿中部的侧边均匀排列。

所述的凹模内的冷却水通道采用钻孔式，在第二进水口的入口处和第二出水口的出口区域分别开有一个水槽。

所述的凹模上开有测温孔。

所述的压边模由混排式空腔压边圈和盖板两部分组成，混排式空腔压边圈上开有第三进水口和第三出水口，内部的空腔为环形水道。

所述的混排式空腔压边圈内的空腔中布置有圆台。

所述的第三进水口的位置高于第三出水口。

所述的进水口和出水口都为两个。

本发明通过在凹模、凸模和压边模中布置冷却水的管路，在热冲压成形的同时以20～30℃/S的冷却速度进行淬火，保压一段时间，最后零件随室温冷却，成形后的零件的强度可以达到1500MPa左右，同时因为成形件在模具中淬火，有模具帮助定型，使得到的热成形件形状稳定性好、强度级别高；适合于制造汽车中对舒适性、安全性要求较高、强度级别1500Mpa左右的零件，如保险杠、防撞梁、B柱及其加强件等；也可以替换强度级别在1000Mpa左右并用传统工艺生产的车身零件，特别是车门防撞杆，在航空、航天、工程机械这些必须要用到强度级别较高的冲压件领域上具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本发明汽车零件热冲压模具总装图；

图2为凸模的结构示意图；

图3为凸模顶部示意图；

图4为凸模中部示意图；

图5为凸模底部示意图；

图6为图5的A-A向剖视图；

图7为凹模的主视图；

图8为图7的B-B向剖视图；

图9为凹模的左试图；

图10为凹模的俯视图；

图11为混排式空腔压边圈结构示意图。