[发明专利]一种高强钢板热冲压模具制造方法

说明书

技术领域：

本发明提出一种高强钢板热冲压模具制造方法，属于热冲压成形技术领域。

背景技术：

节能、环保、安全、舒适是当今汽车工业发展的总趋势，降低油耗、节能减排是当今全球关注的热点问题。汽车的轻量化技术无疑是解决这一问题的有效途径。然而，要实现汽车的轻量化，除了可以优化设计汽车结构，还可以采用轻量化材料制造汽车车体构件。高强度和超高强度钢板作为轻量化材料的典型代表，以其质轻、高强度的特点成为汽车轻量化的最主要手段之一。高强度钢板与普通钢板相比，具有较高的屈服应力和抗拉强度，硬化指数和厚向异性系数却比较低，延伸率也比较低，在常温条件下的冲压成形能力差，易出现开裂、起皱、回弹等缺陷，同时模具磨损较为严重，大大降低了模具使用寿命。因此，传统的冷冲压成形工艺已不能完全满足技术和生产发展的需要，于是出现了一种新的热冲压成形技术解决了高强度钢板上述成形性能的局限。热冲压技术是将高强钢板在专门的加热装置中加热到高温下某一温度，并保温一段时间，使其充分奥氏体化后，迅速转移到热冲压模具中快速成形，同时，利用热冲压模具内设置的冷却装置对制件进行淬火冷却，从而获得具有均匀马氏体组织，强度在1500MPa以上的超高强度钢构件。该技术的核心在于对板料成形的同时进行淬火，即热冲压模具在具备满足零件成形的同时，还应具备优良的冷却能力。热冲压模具的冷却系统是设计在模具凸、凹模型面以下一定厚度处的冷却水道，该冷却水道可通过机械加工的方法加工出来，在冷却水道中通入循环冷却水来冷却模具凸、凹模型面，从而冷却成形件，实现对成形件的淬火。

通常热冲压模具的冷却水道都是设计成直线圆孔式，并且通过钻床进行加工。当冷却水道随弯曲的凸、凹模型面设计成随形时，钻床将无法做到随形加工，将导致冷却水道内表面到凸、凹模型面的距离不相等，必然会影响制件的冷却效果，影响制件的组织性能。

本发明提出了一种新型的高强钢板热冲压模具制造方法，此种方法解决了传统加工方法对于弯曲凸、凹模型面的随形冷却水道无法加工的问题。

发明内容：

随形冷却水道具有冷却效率高、冷却均匀度好等优点，但是由于其存在随形的三维空间结构特征，给传统的模具制造技术带来了挑战。

本发明提出了一种高强钢板热冲压模具制造方法，主要解决传统加工方法对于弯曲凸、凹模型面的随形冷却水道无法加工的问题。

一种高强钢板热冲压模具制造方法，结合附图包括以下步骤：

a)冷却水道制造：按照模具凸模2、凹模1型面弯曲形状组合制造出随形的空间冷却水道3；

b)分割凸、凹模：以冷却水道中心位置4为分切面，将凸、凹模分割成加工块5、6、7、8；

c)冷却水道凹槽加工：在凸、凹模分切面4上机械加工出用于放置冷却水道的凹槽9、10、11、12；

d)冷却水道置入：将冷却水道放置于凸、凹模分切面4加工好的凹槽9、10、11、12中，随凸、凹模型面弯曲形状精确定位；

f)组合固定凸、凹模加工块：将凸、凹模所对应的加工块通过13组合固定，获得内置随形冷却水道的凸模、凹模结构。

所述的冷却水道制造是通过切割、弯曲、焊接和螺纹联接制成的组合式随形空间冷却水道3。

所述的分割凸模2、凹模1是利用电火花线切割或激光切割等方法，以冷却水道中心位置4为分切面，将凸、凹模分别分割成两个加工块5、6、7、8。

所述的冷却水道凹槽加工是利用机械加工的方法在凸、凹模分块的分切面4上加工出用于放置冷却水道的凹槽9、10、11、12。

所述的组合固定凸、凹模加工块是在冷却水道随凸、凹模型面弯曲形状精确定位并放置于已加工好的凹槽中后，利用螺纹联接13分别组合固定凸、凹模的两个加工块。

与传统热冲压模具制造方法相比，具有以下优点：

利用本发明可以制造出具有随形三维空间结构冷却水道的热冲压模具。传统的热冲压模具的冷却水道都是设计成直线圆孔式，并且通过钻床进行加工。当冷却水道随弯曲的凸、凹模型面设计成随形时，钻床则无法做到随形加工，导致冷却水道内表面到凸、凹模型面的距离不相等，必然会影响制件的冷却效果，影响制件的组织性能。本发明按照模具凸、凹模型面形状弯制冷却水道，并连接成管路系统，然后将凸、凹模按照随形冷却水道划分成加工块，并加工出放置随形冷却水道的凹槽，将随形冷却水道置入凹槽中，对应组合固定加工块形成内置随形冷却水道的凸、凹模结构，保证了冷却水道随形，且距离模具凸、凹模型面处处相等，同时也能够防止冷却水渗漏损害模具。利用该模具可以加工出冷却效果均匀的高强钢板热冲压件。

附图说明：