[发明专利]一种汽车零件用高强钢板热冲压模具

说明书

技术领域：

本发明涉及一种汽车零件用高强钢板热冲压模具，属于热冲压成形技术领域。

背景技术：

进入21世纪以来，由于世界经济和社会的发展以及国民生活水平的提高，对于汽车节能、舒适以及安全性的要求也越来越高。面对这一现状，各汽车制造厂商着眼于可持续发展战略，纷纷利用汽车轻量化技术来实现节能减排。然而，要实现汽车的轻量化，除了可以优化设计汽车车身结构，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以其质轻、强度高、价格低廉等特点成为汽车轻量化的最主要手段之一。与普通钢板相比，高强度钢板具有较高的屈服强度和抗拉强度，满足了提高汽车安全性能及碰撞性能的要求，但其硬化指数、厚向异性指数以及延伸率却比较低，使其成形精度相对普通钢板而言低很多，且随着强度的升高，高强钢板在传统冷冲压工艺条件下的成形愈加困难，进而造成成形过程中板料的起皱、开裂、回弹、尺寸难以控制等不良问题，同时模具磨损较为严重，大大降低了模具使用寿命。因此，原有的冷冲压成形工艺已无法满足汽车工业对技术和生产发展的需求，进而催生出一种新型的针对高强钢板的成形技术——热冲压成形技术。该技术是将高强钢板加热到高温下某一温度，使其充分奥氏体化，再迅速转移到热冲压模具中，利用板料在高温状态下延展性与塑性增加、屈服强度下降的特点进行快速成形，与此同时，利用模具内设置的冷却系统实现对板料的快速淬火冷却，进而获得具有均匀马氏体组织，形状尺寸精度好，强度在1500MPa以上的超高强度零件。与传统的冷冲压技术相比，热冲压成形技术是一种实现板料成形和淬火冷却相结合的复杂成形技术。为得到成形性能好、形状尺寸精度好、回弹小的成形件，在热冲压工艺的淬火冷却阶段需要实现板料从奥氏体到马氏体的组织转变，这种相变转换的均匀程度与冷却效果的优劣程度有直接关系。因此，热冲压模具在具备满足零件成形需要的同时，还应具备优良的冷却能力。

热冲压模具的冷却系统是根据产品的形状在模具凸、凹模型面以下一定厚度处设计相应的冷却管道，在冷却管道中通入循环冷却剂来冷却模具凸、凹模型面，从而冷却成形件，实现对成形件的淬火。传统的冷却管道为直线结构，利用钻床打孔加工，易于实现，但是，由于直线结构的冷却管道无法跟随产品形状的复杂变化而变化，因而，对凸、凹模型面表面温度的控制力较弱，冷却效率低，也就无法保证产品在成型过程中冷却快速均匀。

要实现对模具进行快速冷却，从而保证模具能对成型过程中的板料进行快速冷却，冷却管道的设计和布置应当随着产品形状的变化而变化，即随形设计，这样，冷却管道将不再是直线结构，而是弯曲变化的结构。此时，传统的钻削工艺将无法加工弯曲变化的冷却管道，于是模具被设计成镶拼结构。将设计好的带随形冷却管道结构的模具凸、凹模根据冷却管道的空间结构划分成不同的加工块，每个加工块中的管道为直线结构，然后分别通过铣削、钻削工艺加工出各个加工块，再以一定的技术组合，最终得到所设计的凸、凹模。采用镶拼结构使得模具设计制造复杂，难度加大，成本增加，周期延长。在实际应用中，由于模具的冷却管道也采用镶拼结构，如果没有采取有效的防渗漏处理，在成形过程中，模具镶块受成形力的作用发生位移变化，容易导致冷却管道也发生位移变化而使冷却剂渗漏，从而损害模具的使用寿命和模具强度。

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用高强钢板热冲压模具，根据横截面为U型或近似为U型，且横向、或纵向、或横纵向均带有弯曲型面的汽车零件，通过在凸模体、凹模体和压边圈中设计和制造随形冷却管道，以克服上述现有热冲压模具的缺陷。

一种汽车零件用高强钢板热冲压模具，所述的模具结合附图主要包括凸模体(凸模1、凸模连接固定板2)、凹模体(凹模3、凹模连接固定板4)、压边圈板5(1)和板5(2)、冷却管道6、联接装置7、定位装置8、U型连接软管9、管接头10。

所述的模具各零件之间的关系如下：