[发明专利]一种热成形零件的定制设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及热成形工艺技术领域中的零件定制，特别涉及轻量化、高性能的汽车用热成形零件的定制设备及其方法。

背景技术

获得轻质高强的耐碰撞安全零件经历了由激光拼焊板、定制钢材、热成形、激光拼焊板热成形、连续变截面板热成形到先进的定制回火、定制热成形技术的发展历程。随着产品质量提高和成本降低的要求日益强化，钢材或零件用户要求钢铁企业能够提供近终形钢材或坯料的趋势加强。从汽车用高强度钢板的发展历程可以清楚地看出定制钢材或零件发展的必由之路。

随着产品质量提高和成本降低的要求日益强化，钢材用户企业要求钢铁企业能够提供近终形钢材或坯料的趋势加强。为此，急需开发一种高性能的汽车用热成形零件的定制设备及其方法。

发明内容

本发明提供一种热成形零件的定制设备及其方法，可以大幅度提高零件性能、减轻零件重量、减少钢材消耗，达到材料减量化和性能高级化的目的。

根据本发明的一方面，提供一种热成形零件的定制设备，包括设计系统和制造系统，所述制造系统包括：加热装置，包括多个不同的加热区，并且设置有多个控温仪，所述多个不同的加热区用于对坯料的不同部位加热，所述多个控温仪用于控制所述多个不同的加热区的加热温度；快速压力机及模具，对加热后的坯料进行快速热冲压成形；模具热循环管理器，用于控制安装在快速压力机上的模具各部位的温度；三维激光切割机，用于对快速热冲压成形的工序件进行切割，以制造定制零件。

此外，所述设计系统包括：分析平台，用于设计零件的数学模型；零件试验装置，用于对零件的使用性能进行测试及评估；数据处理平台，用于基于数据模型生成生产数据，将生产数据提供给制造系统，以制造定制零件。

此外，所述零件试验装置包括静态试验单元和动态试验单元，用于对零件进行各种静态和动态试验。

此外，分析平台设计零件样品的数学模型，并根据零件试验装置的反馈信息修正零件样品的数学模型，从而生成零件的定制方案。此外，数据处理平台基于零件样品的数学模型生成用于加工零件样品的生产数据，并根据零件的定制方案生成用于加工定制零件的生产数据。

此外，所述多个控温仪的数量与所述多个不同的加热区的数量对应。

此外，所述加热装置是设置有不同加热区的辊底式加热炉或感应式加热炉

此外，所述模具热循环管理器包括：低温模块，用于布置冷却循环水道，获得零件的马氏体组织；高温模块，用于布置保温装置，获得零件的铁素体或珠光体组织。

此外，所述低温模块控制零件的冷却速度不低于27℃/s；所述高温模块控制零件的温度范围在300～500℃。

根据本发明的另一方面，提供一种热成形零件的定制方法，包括以下步骤：对坯料不同部位进行加热，其中，不同部位的加热温度被分别控制；对加热后的坯料进行快速热冲压成形；控制进行快速热冲压成形的模具各部位的温度；对快速热冲压成形的工序件进行切割，以制造定制零件。

此外，所述热成形零件的定制方法还包括以下步骤：设计零件样品的数学模型；基于零件样品的数学模型生成用于加工零件样品的生产数据；进行零件样品的性能测试；基于通过各种试验获得的测试及评估数据生成零件的定制方案；基于零件的定制方案生成用于加工定制零件的生产数据。

本发明通过生产前的性能分析和优化设计、生产中精确控制加热温度和对模具热循环进行合理管理，实现零件各部位组织和性能的定制化处理。通过对关键技术路线、生产工序和设备系统的改进和创新，可以充分发挥材料和工艺的潜力、大幅度提高零件性能、减轻零件重量、减少钢材消耗，不但促进了钢材生产和应用的高效化和减量化，同时还可以形成相关的新兴高附加值加工制造产业，其产业关联度大。

附图说明

图1为根据本发明的热成形零件定制设备的结构示意图。

图2为根据本发明的热成形零件定制方法中的设计过程的流程示意图。

图3为根据本发明的热成形零件定制方法中的制造过程的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例作详细说明。

本发明提供一种热成形零件的定制设备及定制方法，以零件成形、淬火一体化的热成形工艺方法为技术基础，通过对定制热成形零件开发过程中的关键环节：定制产品设计、坯料精确控温、模具热循环管理进行优化设计和总体控制，实现零件各部位组织和性能的定制化处理，从而开发出符合性能要求的定制零件或钢材。