可控制零件热成形损伤分布的模具制造技术

本发明专利技术公开了一种可控制零件热成形损伤分布的模具，旨在克服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的缺陷，该成形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；上部机构通过其中的上模座固定在下部机构中4个上模座支撑柱的顶端；卸料机构安装在下模座的空腔内，卸料机构的2个卸料弹簧的下端与下模座的空腔底面焊接；压边机构通过其中的6个氮气缸的顶端焊接连接在上模座的底面上；润滑机构的4对喷油器均匀对称地安装在下模座前后的两侧，上电容板固定在上加热板的底面上，下电容板固定在下加热板的上表面上，2个凸模电容板安装在2个凸模加热板的底面上，2个卸料电容板安装在2个卸料加热板的上表面上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热成形模具，更确切地说，本专利技术涉及一种可控制零件热成形损伤分布的模具。
技术介绍
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。本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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。技术方案中所述的上部机构还包括2个结构相同的缸筒、2个结构相同的活塞杆、凸模与2个结构相同的热电偶。2个结构相同的缸筒的上端装入上模座的底面上从左到右设置的2个结构相同的缸筒圆孔内为固定连接，2个结构相同的活塞杆装入2个结构相同的缸筒内为滑动连接，2个结构相同的活塞杆的上端装入2个结构相同的缸筒内为滑动连接，活塞杆下端与凸模(4)的顶端面焊接连接，2个结构相同的凸模加热板并排地安装在凸模的底面上所设置加热板槽内，两者之间采用过盈配合联接，2个结构相同的热电偶贴合在2个凸模加热板上。技术方案中所述的凸模长方体结构件，除顶端面外，其余五个面的相交棱线均由过渡圆角即圆柱面所替代，圆柱面与其两侧平面为圆滑连接；凸模底面的中心处设置一个沿凸模的纵向与横向对称面对称的加热板槽，加热板槽用于嵌入凸模加热板与凸模电容板；加热板槽的长度为凸模加热板长度的两倍，加热板槽的宽度与凸模加热板的宽度相等，加热板槽的深度等于凸模加热板与凸模电容板厚度之和。技术方案中所述的下部机构还包括下加热板、下隔热板、6个结构相同的热电偶(53)。4个结构相同的上模座支撑柱的底端采用焊接方式垂直地对称地固定在下模座的四角处，下隔热板安装在下模座中凸台的顶端面上，两者之间采用焊接方式连接，下加热板安装在下隔热板的顶端面上，两者之间采用焊接方式连接；6个结构相同的热电偶均匀地贴合在下加热板上。技术方案中所述的下隔热板由A下隔热板、后B下隔热板、前B下隔热板、后C下隔热板、前C下隔热板与D下隔热板组成。A下隔热板与D下隔热板结构相同，后B下隔热板、后C下隔热板、前B下隔热板与前C下隔热板结构相同，A下隔热板、D下隔热板、后B下隔热板、后C下隔热板、前B下隔热板与前C下隔热板的厚度相同；所述的下加热板由A下加热板、后B下加热板、前B下加热板、后C下加热板、前C下加热板与D下加热板组成。A下加热板、后B下加热板、前B下加热板、后C下加热板、前C下加热板与D下加热板厚度相同，每个下加热板采用型号为ST1036的铸铁加热器。A下加热板、后B下加热板、前B下加热板、后C下加热板、前C下加热板与D下加热板依次和A下隔热板、后B下隔热板、前B下隔热板、后C下隔热板、前C下隔热板与D下隔热板的形状相同。下加热板安装在下隔热板的顶端面上是指：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控制零件热成形损伤分布的模具，其特征在于，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(1)与2个结构相同的凸模加热板(51)；所述的下部机构包括4个结构相同的上模座支撑柱(5)、下模座(43)；所述的卸料机构包括2个结构相同的卸料弹簧(46)、2个结构相同的卸料加热板(49)；所述的压边机构包括6个结构相同的氮气缸(6)；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(44)、2个结构相同的卸料电容板(50)、2个结构相同的凸模电容板(52)与4对结构相同的喷油器基座(54)；上部机构通过上模座(1)安装在下部机构中4个结构相同的上模座支撑柱(5)的顶端为固定连接；卸料机构安装在下模座(43)的空腔内，2个结构相同的卸料弹簧(46)的下端与下模座(43)的空腔的底面焊接；压边机构通过6个结构相同的氮气缸(6)的顶端与上模座(1)的底面焊接连接；润滑机构中的4对结构相同的喷油器(44)通过4对结构相同的喷油器基座(54)均匀对称地安装在下模座(43)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(52)安装在左右布置的2个凸模加热板(51)的底面上，2个结构相同的卸料电容板(50)分别安装在2个结构相同的卸料加热板(49)的上表面上。...

【技术特征摘要】
1.一种可控制零件热成形损伤分布的模具，其特征在于，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(1)与2个结构相同的凸模加热板(51)；
所述的下部机构包括4个结构相同的上模座支撑柱(5)、下模座(43)；
所述的卸料机构包括2个结构相同的卸料弹簧(46)、2个结构相同的卸料
加热板(49)；
所述的压边机构包括6个结构相同的氮气缸(6)；
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(44)、2
个结构相同的卸料电容板(50)、2个结构相同的凸模电容板(52)与4对结构
相同的喷油器基座(54)；
上部机构通过上模座(1)安装在下部机构中4个结构相同的上模座支撑柱
(5)的顶端为固定连接；卸料机构安装在下模座(43)的空腔内，2个结构相
同的卸料弹簧(46)的下端与下模座(43)的空腔的底面焊接；压边机构通过6
个结构相同的氮气缸(6)的顶端与上模座(1)的底面焊接连接；润滑机构中
的4对结构相同的喷油器(44)通过4对结构相同的喷油器基座(54)均匀对
称地安装在下模座(43)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(52)安装在左右布置的2个凸模加热板(51)
的底面上，2个结构相同的卸料电容板(50)分别安装在2个结构相同的卸料加
热板(49)的上表面上。
2.按照权利要求1所述的可控制零件热成形损伤分布的模具，其特征在于，
所述的上部机构还包括2个结构相同的缸筒(2)、2个结构相同的活塞杆(3)、
凸模(4)与2个结构相同的热电偶(53)；
2个结构相同的缸筒(2)的上端装入上模座(1)的底面上从左到右设置的
2个结构相同的缸筒圆孔内为固定连接，2个结构相同的活塞杆(3)装入2个
结构相同的缸筒(2)内为滑动连接，2个结构相同的活塞杆(3)的上端装入2
个结构相同的缸筒(2)内为滑动连接，活塞杆(3)下端与凸模(4)的顶端面
焊接连接，2个结构相同的凸模加热板(51)并排地安装在凸模(4)的底面上
所设置加热板槽内，两者之间采用过盈配合联接，2个结构相同的热电偶(53)
贴合在2个凸模加热板(51)上。
3.按照权利要求2所述的可控制零件热成形损伤分布的模具，其特征在于，
所述的凸模(4)长方体结构件，除顶端面外，其余五个面的相交棱线均由过渡
圆角即圆柱面所替代，圆柱面与其两侧平面为圆滑连接；凸模(4)底面的中心

\t处设置一个沿凸模(4)的纵向与横向对称面对称的加热板槽，加热板槽用于嵌
入凸模加热板(51)与凸模电容板(52)；加热板槽的长度为凸模加热板(51)
长度的两倍，加热板槽的宽度与凸模加热板(51)的宽度相等，加热板槽的深
度等于凸模加热板(51)与凸模电容板(52)厚度之和。
4.按照权利要求1所述的可控制零件热成形损伤分布的模具，其特征在于，
所述的下部机构还包括下加热板、下隔热板、6个结构相同的热电偶(53)；
4个结构相同的上模座支撑柱(5)的底端采用焊接方式垂直地对称地固定
在下模座(43)的四角处，下隔热板安装在下模座(43)中凸台的顶端面上，
两者之间采用焊接方式连接，下加热板安装在下隔热板的顶端面上，两者之间
采用焊接方式连接；6个结构相同的热电偶(53)均匀地贴合在下加热板上。
5.按照权利要求4所述的可控制零件热成形损伤分布的模具，其特征在于，
所述的下隔热板由A下隔热板(37)、后B下隔热板(38)、前B下隔热板(39)、
后C下隔热板(40)、前C下隔热板(41)与D下隔热板(42)组成；
A下隔热板(37)与D下隔热板(42)结构相同，后B下隔热板(38)、后
C下隔热板(40)、前B下隔热板(39)与前C下隔热板(41)结构相同，A下
隔热板(37)、D下隔热板(42)、后B下隔热板(38)、后C下隔热板(40)、前
B下隔热板(39)与前C下隔热板(41)的厚度相同；
所述的下加热板由A下加热板(31)、后B下加热板(32)、前B下加热板
(33)、后C下加热板(34)、前C下加热板(35)与D下加热板(36)组成；
A下加热板(31)、后B下加热板(32)、前B下加热板(33)、后C下加热
板(34)、前C下加热板(35)与D下加热板(36)厚度相同，每个下加热板采
用型号为ST1036的铸铁加热器；
A下加热板(31)、后B下加热板(32)、前B下加热板(33)、后C下加热
板(34)、前C下加热板(35)与D下加热板(36)依次和A下隔热板(37)、
后B下隔热板(38)、前B下隔热板(39)、后C下隔热板(40)、前C下隔热板
(41)与D下隔热板(42)的形状相同；
下加热板安装在下隔热板的顶端面上是指：A下加热板(31)对正A下隔热
板(37)，后B下加热板(32)对正后B下隔热板(38)，前B下加热板(33)
对正前B下隔热板(39)，后C下加热板(34)对正后C下隔热板(40)，前C
下加热板(35)对正前C下隔热板(41)，D下加热板(36...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄蔚敏，李冰娇，解东旋，敖文宏，闫雪燕，郭帅，李晓鹏，刘西洋，杨冠男，徐纪栓，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22