[发明专利]可控制零件热成形损伤分布的模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种热成形模具，更确切地说，本发明涉及一种可控制零件热成形损伤分布的模具。

背景技术

低碳、环保、安全是当今汽车业发展重要主题，汽车轻量化技术是实现这一目标的重要途径。为了实现轻量化，高强材料、轻质合金开始在汽车上广泛使用。其中高强度钢和铝合金应用最为广泛。高强度钢热成形技术以及铝合金的温成形技术是实现高强度车身零件高精度冲压成形的重要方式。

具有均匀高强度的安全部件通常并不能满足吸能性要求，需要人为改变板料特性或者零件成形特性，诱导碰撞时变形趋势。如：车身B柱受到侧面碰撞时，需要加强板下端先产生变形，引导碰撞力向下方的门槛梁方向传递，从而减小B柱上端(乘员胸部高度位置处)乘员保护区的侵入量。为实现诱导变形，传统的方法有：拼焊板技术(TWB)，轧制板技术(TRB)，后处理回火工艺。拼焊板技术的缺点是焊缝限制了板料的成形性，从而大大降低了零件形状的复杂性。轧制板技术的缺点是为确保零件形状精确度及板料与模具间的良好接触，板料厚度的变化会增加模具设计的难度。后处理回火工艺的缺点是在零件成形完成后，需要额外消耗几分钟来进行后处理回火。除上述传统方法外，现今常采用的方法是热成形“局部冷却法”，但是“局部冷却法”也存在不足之处，即在淬火过程中，为使某些部位生成软质相，需要降低其冷却速率，降低冷却速率意味着延长生产周期，这与实际生产中提高生产效率的目标相矛盾。在现今的这些方法中均已增加额外工艺及设备或者牺牲成产周期为代价实现在碰撞过程中诱导抗撞零件变形的目的。

金属成形是一个塑性变形过程，位错密度随成形而改变，导致材料产生微小损伤(微空洞和微裂纹)，随着微小损伤的演化和扩展产生破裂失效。热成形是一个相对缓慢的粘塑性变形过程(高温、低速)，微裂纹或空洞通常发生在晶界处，这种材料的微损伤会对零件在使用过程中的抗撞性和抗疲劳性产生很大的影响。板料在热成形过程中产生的损伤受到板料初始温度、冲压速度、模具初始温度、摩擦系数和压边力等成形参数的影响。车身抗撞零件在碰撞过程中(常温、高速)也会产生损伤，成形和碰撞两种损伤相互叠加共同影响零件的使用性能。

现今对零件碰撞研究过程中，并未考虑成形因素的继承特性，忽略了热成形过程中产生的损伤不仅会影响计算精度、甚至造成结构性能设计的不合理。

本发明考虑高强度零件在热成形过程中的损伤，并加以利用，通过控制成形参数，控制零件不同部位因热成形产生的损伤，进而改变零件使用性能，获得理想吸能变形和抗撞性能。这对于抗撞零件的优化具有非常重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术忽略了零件在热成形过程中会产生热成形损伤并对零件的使用性能有一定的影响以及克服了现有技术中为实现变形诱导增加额外工艺及设备或者牺牲生产周期为代价这一缺陷，提供了一种可控制零件热成形损伤分布的模具。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的可控制零件热成形损伤分布的模具包括有上部机构、下部机构、卸料机构、压边机构与润滑机构；

所述的上部机构包括上模座与2个结构相同的凸模加热板；

所述的下部机构包括4个结构相同的上模座支撑柱、下模座；

所述的卸料机构包括2个结构相同的卸料弹簧、2个结构相同的卸料加热板；

所述的压边机构包括6个结构相同的氮气缸；

所述的润滑机构包括上电容板、下电容板、4对结构相同的喷油器、2个结构相同的卸料电容板、2个结构相同的凸模电容板与4对结构相同的喷油器基座；

上部机构通过上模座安装在下部机构中4个结构相同的上模座支撑柱的顶端为固定连接；卸料机构安装在下模座的空腔内，2个结构相同的卸料弹簧的下端与下模座的空腔的底面焊接；压边机构通过6个结构相同的氮气缸的顶端与上模座的底面焊接连接；润滑机构中的4对结构相同的喷油器通过4对结构相同的喷油器基座均匀对称地安装在下模座前后的两侧，上电容板安装在上加热板的底面上，两者之间为焊接连接，下电容板安装在下加热板的上表面上，两者之间为焊接连接，2个结构相同的凸模电容板安装在左右布置的2个凸模加热板的底面上，2个结构相同的卸料电容板分别安装在2个结构相同的卸料加热板的上表面上。