[发明专利]用于将钢板制成的工件热成型和局部加压淬火的成型工具和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将钢板制成的工件热成型和局部加压淬火的成型工具，其具有凹模、能够压入凹模凹处的用于将工件成型的凸模和冷却设备。本发明还特别涉及用于将钢板制成的工件热成型和局部加压淬火的方法，其中工件在成型之前经过加热接着在成型工具中热成型，该成型工具具有凹模和能够压入凹模凹处的凸模，成型工具还具有冷却设备。

背景技术

近些年在车辆制造领域内开创了对由较高和最高强度的钢制成的钢板进行热成型来制造加压淬火零部件。其中已经发展出很多用于制造局部淬火、具有不同结构的零部件的方案。由文献DE10 2006 019 395 A1已知的方案中，由适当的钢制成的钢板加热到高于奥氏体温度的温度然后直接在热成型工具中成型，该热成型工具中至少在一个区域内设置有加热设备，用于在局部形成较软的结构。然而该已知方案具有缺点，必须设置至少一个加热设备，其导致运行成本激增。此外，成型工具的相应作用面的持续热气冲击也不利于其自身耐用度（寿命）。

发明内容

本发明基于的目的，提供一种用于钢板的热成型和局部加压淬火的方法和成型工具，其在生产工程中以简单的方式实现，在待制成的金属零部件上生成彼此限界的、具有不同结构的区域并且由此产生不同的金属特性。

根据本发明，该目的由具有权利要求1的特征的成型工具和具有权利要求9的特征的方法实现。

根据本发明的方法（其中工件在成型之前进行加热并且紧接着在成型工具中热成型，其中成型工具具有冷却设备）大体上的特征为，在成型工具的关闭状态下，工件与凹模和凸模的接触面之间的接触通过活动的凹模部分和活动的凸模部分从关闭位置向打开位置的相对移动、在一些区域内被断开。

根据本发明的成型工具具有凹模、能够压入凹模凹处的凸模和冷却设备。根据本发明的凹模由第一凹模部分和至少一个相对于第一凹模部分能够移动的第二凹模部分形成，而凸模由第一凸模部分和至少一个相对于第一凸模部分能够移动的第二凸模部分形成，其中至少一个能够移动的第二凹模部分和至少一个能够移动的第二凸模部分与打开设备共同作用，该打开设备作用为，使至少一个第二凹模部分和至少一个第二凸模部分与工件的接触时间小于第一凹模部分和第一凸模部分。

根据本发明的方法和根据本发明的成型工具实现以简单的生产工程方式，在待制成的金属零部件上生成彼此限界的、具有不同结构的区域并且由此产生不同的材料特征值（例如强度和延伸能力）。

根据本发明的成型工具的一个有利的设计是，凹模部分与凹模载体活动地相连，凸模部分与凸模载体活动地相连，其中凹模载体和凸模载体都设有冲杆，其中在第一凹模部分和第一凸模部分的关闭状态时的冲杆通过凹模载体和凸模载体的靠拢导致至少一个第二凹模部分和至少一个第二凸模部分的分开。相对于传统的对钢板进行热成型和局部加压淬火的成型工具，该设计不需要额外的能量消耗。特别是，本设计不需要价格昂贵的、额外地用于工具部分的分开移动的驱动工具，该驱动工具作用为产生至少一个零部件的具有相对软的结构的区域。这里使用已经存在的加压冲杆，该冲杆作用为关闭成型工具，或者说移动凸模。当凹模载体和凸模载体的冲杆反向运行时，在凹模和凸模打开之前再次关闭至少一个第二凹模部分和至少一个第二凸模部分，由此冲压工件（零部件）的断开工件和工具作用面的区域。

根据本发明的成型工具的另一个有利的设计的特征是，第一凹模部分是刚性地并且至少一个第二凹模部分与凹模载体活动地相连，而第一凸模部分是刚性地并且至少一个第二凸模部分与凸模载体活动地相连，其中凹模载体和凸模载体都设有导致向前和向回运动的驱动工具，并且在第一凹模部分和第一凸模部分的关闭状态时，驱动工具引起至少一个第二凹模部分和至少一个第二凸模部分的分开移动。根据本发明的成型工具的该变形形式能够描述为，根据所需的具有和不具有工件冲压步骤，即，具有和不具有与凹模载体移动相连的凹模部分和与凸模载体移动相连的凸模部分的再次关闭来完成。在与凹模载体移动相连的凹模部分和与凸模载体移动相连的凸模部分移动分开的时刻，能够对变化的、并且依赖于工具部分的接触区域的、于工件内待调整的延伸率进行调节。用于将至少一个第二凹模部分和至少一个第二凸模部分分开的驱动工具优选由液压的、气压的或者液压气动的工作气缸形成。