[实用新型]一种金属管材热态气体胀形与快冷强化模具组件

说明书

本实用新型涉及一种金属管材热态气体胀形与快冷强化模具组件，包括核心部件和辅助部件；核心部件包括下模底板(210)、下模模座(220)、下模镶块(230)、上模顶板(240)、上模模座(250)、上模镶块(260)、级进式模具(270)、侧推密封油缸模块(280)和电极压紧气缸模块(290)，下模底板上依照上下空间顺序依次设置下模模座、下模镶块、级进式模具、上模镶块、上模模座和上模顶板，级进式模具包含有加热工位(2B)和热气胀及淬火工位(2C)；下模镶块内设置有下模环向冷却水道(450)，上模镶块内设置有上模环向冷却水道(420)。本实用新型采用级进式模具，电阻加热工序和热气胀及淬火工序同时并行实现，级进式进料，因而节拍快，效率大幅提升。

技术领域

本实用新型属于金属塑性加工技术领域，具体涉及一种金属管材气体胀形与快冷强化模具组件。

背景技术

当前汽车制造的潮流无疑在向着更大的减重目标转变，以最终实现更显著的节能和减少排放。轻量化是实现传统汽车节能减排，并解决当前新能源汽车续航里程不足问题的重要途径之一。

超高强度钢、高强铝合金、高强镁合金等材料是构成轻量化汽车车身的关键材料，该类材料成形过程中都存在塑性低、回弹大、易破裂的问题，传统工艺难以解决其高品质精确成形问题。金属管材热态气体胀形与快冷强化工艺(HMGFQ,Hot Metal Gas FormingQuenching)为车身结构工程师提供了一种加工超高强度钢、高强铝合金等材料的全新途径，该工艺充分结合液压成形、吹塑成形和模压淬火强化成形(Press Hardening)等工艺的优点，通过快速加热使材料在高温下成形，并迅速同步完成模内淬火强化，改善成形性能的同时提高了成形质量和效率，特别适用于汽车A柱、B柱、防撞梁、扭力梁等高刚度封闭截面空间框架结构的制造，将车身轻量化水平和结构强度提升到全新的水平。

现有研究成果表明了HMGFQ成形工艺可以将高强钢管材内压成形产品的强度从800MPa提升到1500MPa左右，工艺路线可行，应用前景良好，但目前现有技术中，大多没有抗氧化气体防护装置，导致如下工艺问题需要进一步解决：①连续炉加热成本高，需要采用有铝硅涂层等防护涂层的钢板制管，成本高、焊接夹杂影响成形产品质量。管材在连续炉气体保护氛围内加热和保温系统的高能耗也让系统能耗增加，防腐涂层板制管难题也使得成本增加；②采用裸板制管、电阻自发热方式加热，产品加热后机器人转运到模具内，则存在转运过程中遇空气氧化、生产节拍慢的缺点。这些缺点导致了高能耗、高成本的问题，最终该技术难以普及。

针对现有技术存在的不足，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种金属管材热态气体胀形与快冷强化模具组件，包括核心部件和自动上下料模块，自动上下料模块设置在核心部件的两侧，为核心部件提供工件的上料和下料作业；所述核心部件包括下模底板、下模模座、下模镶块、上模顶板、上模模座、上模镶块、级进式模具、侧推密封油缸模块和电极压紧气缸模块，下模底板上依照上下空间顺序依次设置下模模座、下模镶块、级进式模具、上模镶块、上模模座和上模顶板，所述级进式模具包含有加热工位和热气胀及淬火工位，所述下模镶块内设置有下模环向冷却水道，所述上模镶块内设置有上模环向冷却水道。该模具组件将热气胀+淬火成形工位组合在一起，极大地缩短了加工时间，也避免了产品表面氧化的问题。

进一步地，所述级进式模具包括进给底板、进给模块和进给托板，所述进给模块驱动所述进给底板左右平移，也驱动所述进给托板进行上下升降运动；所述进给模块包括级进模驱动器、级进模驱动导向条、升降液压缸、旋转压紧气缸和可旋转压板，所述进给托板上设置有多个容纳工件端部的模腔，还设置有多个容纳旋转压紧气缸的孔槽。每个模腔对应于不同的加工工位。

进一步地，所述级进模驱动器包括驱动电机、减速器、齿轮和齿条，驱动电机固定设置在下模底板上，齿轮通过减速器与驱动电机连接，并与齿条啮合，齿条设置在进给底板上。