一种汽车吸能结构热成形冲压装置及冲压方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种汽车吸能结构热成形冲压装置，包括组合凹模，所述组合凹模包括多片紧密固定连接的凹模片；组合凸模，其设置于所述组合凹模的上方，所述组合凸模包括多片紧密固定连接的凸模片；压边圈，其设置于所述组合凹模上方，用于压紧带冲压钢板；驱动机构，其分别与所述组合凸模和压边圈连接，驱动所述组合凸模和压边圈向下移动进行冲压操作；其中，所述凹模片和/或凸模片内设置有冷却通道。本发明专利技术还提供了一种车吸能结构热成形冲压方法。本发明专利技术中由于每片模具都有单独的冷却通道，使得冷却速率有了很大的调节空间，从而可以根据需要实现多种强度以及强度的最优分布。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车吸能结构热成形冲压装置及冲压方法
本专利技术涉及高强钢热成形
，特别涉及一种多片组合式汽车吸能结构热成形冲压装置及实现最有强度分布的冲压方法。
技术介绍
汽车用超高强钢的出现使得减轻车重，降低油耗，减少排放和提高安全性得以统一。超高强钢的热冲压成形(后面简称为“热成形”)解决了超高强钢冷成形板料难加工，冷加工后回弹大等问题，而且零件在成形淬火后可以得到更高的强度。然而具有均匀高强度的安全部件通常并不能满足吸能性要求，强度高的零部件不一定能够最大限度地提升结构的碰撞吸能效果，合理的结构强度分布才可以改善零件的变形趋势和吸能特性。如：车身B柱加强板，其上端设计的强度应该很高，伸长率较低，下端设计的强度应该很低，伸长率较高。这样，当车身B柱受到侧面碰撞时，由于加强板下端较软，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。汽车前防撞梁，其中部设计的强度应该很高，伸长率较低，两端设计的强度应该较低，伸长率较高。这样，当汽车正碰时应力较大的中部能保证强度要求，同时又能达到最佳的吸能效果。现有汽车吸能机构成形工艺发展出了选择性冷却、选择性加热、局部回火等工艺。本专利技术针对选择性冷却工艺进行了创新和优化，现有选择性冷却工艺存在三个问题：1.传统冷却通道布置方式只能实现两种或三种不同的冷却速率，使得成形后的板材强度分布比较粗糙，无法达到最优的强度分布；2.传统模具制造完成后长度就已经确定，鉴于模具制造的复杂性和高成本，当需要制造不同长度的同型零件时就要重新制造模具，造成成本提高；3.零件形状较复杂时会出现冷却不良，造成零件局部强度不足或者过大。因此，有必要设计一种组合式冲压装置，以保证汽车吸能结构的最佳强度分布，同时避免冷却不良的问题。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种汽车吸能结构热成形冲压装置及冲压方法，解决了现有汽车吸能结构热成形后强度分布不够合理的缺陷，使组合模具的设计方便成形不同长度的零件，同时克服了现有技术存在的复杂形状零件局部冷却速率不均的问题。本专利技术提供的技术方案为：一种汽车吸能结构热成形冲压装置，包括组合凹模，其包括多片并列紧密固定连接的凹模片；组合凸模，其设置与所述组合凹模的上方，所述组合凸模包括多片并列紧密固定连接的凸模片；压边圈，其设置于所述组合凹模上方，用于压紧待冲压钢板；驱动机构，其分别与所述组合凸模和压边圈连接，驱动所述组合凸模和压边圈向下移动进行冲压操作；其中，所述凹模片和/或凸模片内设置有冷却通道，所述凹模片和/或所述凸膜片形成多个不同的冷却区域，每个区域具有不同的冷却速率。优选的是，所述驱动机构包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸与组合凸模连接，所述第二液压缸与压边圈连接。优选的是，所述凹模片的一侧设置有凹模凹槽，另一侧设置有凹模突起，所述凹模凹槽与凹模突起相配合，使相邻两片凹模片并列精确定位；所述凸模片的一侧设置有凸模凹槽，另一侧设置有凸模突起，所述凸模凹槽与凸模突起相配合，使相邻两片凸模片并列精确定位。优选的是，相邻连个凹模片之间设置有隔热片；相邻连个凸模片之间设置有隔热片。优选的是，所述凹模凹槽的深度大于所述凹模突起的高度，所述隔热片设置在所述凹模凹槽内；所述凸模凹槽的深度大于所述凸模突起的高度，所述隔热片设置在所述凸模凹槽内。优选的是，所述凹模上表面下方和凸模下表面上方设置有温度传感器。优选的是，所述组合凹模还包括凹模座，所述凹模座上设置有凹模安装导轨，所述凹模片下方设置有凹模安装槽，所述凹模安装槽与所述凹模安装导轨配合；所述组合凸模还包括凸模座，所述凸模座上设置有凸模安装导轨，所述凸模片上方设置有凸模安装槽，所述凸模安装槽与所述凸模安装导轨配合。优选的是，所述组合凹模还包括凹模座挡板，其固定于所述凹模座的一侧，所述凹模片通过螺栓与所述凹模座挡板固定；所述组合凸模还包括凸模座挡板，其固定于所述凸模座的一侧，所述凸模片通过螺栓与所述凸模座挡板固定。一种汽车吸能结构热成形冲压方法，包括如下步骤：步骤一、将钢板进行加热，使其内部组织完全转化为均匀的奥氏体；步骤二、将钢板放置于组合凹模上，并使第一液压缸和第二液压缸向下运动，进行热冲压操作；步骤三、在每片凹模片和凸模片的冷却通道中分别单独通入冷却剂，在冲压工作区形成五个连续的冷却速率不同的区域，使在第一个区域中钢板形成马氏体组织，第二个区域中钢板形成贝氏体和马氏体组织，第三个区域中钢板形成铁素体贝氏体和马氏体混合组织，第四个区域中钢板形成素体珠光体和贝氏体混合组织，第五个区域中钢板形成铁素体和珠光体组织。优选的是：步骤一中，钢板升温至900℃，并保温5min；步骤二中，冲压速度为75～80mm/s；步骤三中，所述凹模片和凸模片均设置有15片，第1-4片凹模片和凸模片上冷却速率大于25℃/s，第5、6片凹模片和凸模片上冷却速率为17℃/s，第7-9片凹模片和凸模片上冷却速率为10℃/s，第10、11片凹模片和凸模片上冷却速率为5℃/s，第12-15片凹模片和凸模片上冷却速率为3℃/s。与现有技术相比本专利技术的有益效果是:1、本专利技术所述的最优强度分布汽车条形吸能结构热成形方法及装置可以实现长条形汽车吸能结构的最优的强度分布。传统的汽车条形吸能结构所用模具都是两块或三块，冷却通道布置方式为纵向，因此只能实现两种或三种冷却速率。本专利技术通过多薄片式设计和冷却通道横向贴合模具表面布置方式，通过调节每片冷却通道的冷却液流速，让条形零件不同部位以不同的冷却速率降温，从而实现不同的强度。由于每片模具都有单独的冷却通道，使得冷却速率有了很大的调节空间，从而可以根据需要实现多种强度以及强度的最优分布。2、本专利技术可以用一套模具实现同一系列但不同长度的零件制造。传统模具制造完成后长度就已经确定，鉴于模具制造的复杂性和高成本，当需要制造不同长度的同型零件时就要重新制造模具，造成成本提高。本专利技术的多片式模具结构可以根据需要增加或减少片数，从而实现了不同长度条形吸能结构的热成形。3、本专利技术可以改善复杂零件热成形时局部冷却速率不均匀的问题。传统模具冷却通道的纵向布置方式当零件形状较复杂时会出现冷却速率不均匀，造成零件局部强度不足或者过大。本专利技术的冷却通道横向贴合模具表面布置方式可以保证条形吸能结构同一横截面冷却速率保持一致，改善冷却不良问题。附图说明图1为本专利技术所述的汽车吸能结构热成形冲压装置总体结构示意图。图2为本专利技术所述的汽车吸能结构热成形冲压装置正视图。图3为本专利技术所述的汽车吸能结构热成形冲压装置后视图。图4为本专利技术所述的凹模片的正向轴测图。图5为本专利技术所述的凹模片的后向轴测图。图6为本专利技术所述的凹模片凹模片在A-A处剖视图。图7为本专利技术所述的凸模座与凸模座挡板结构示意图。图8为本专利技术所述的凸模片的正向轴测图。图9为本专利技术所述的凸模片的后向轴测图。图10为本专利技术所述的凸模片在B-B处的剖视图。图11为本专利技术所述的凸模座与凸模座挡板结构示意图。图12为本专利技术所述的汽车吸能结构热成形冲压装置冲压后的轴测图。图13为本专利技术所述的汽车吸能结构热成形冲压装置冲压后的正视图。图14为本专利技术所述的汽车吸能结构热成形冲压装置冲压后的后视图。图15为本专利技术所述的材料22MnB5热成形的连续冷却CCT曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车吸能结构热成型冲压装置，其特征在于，包括：组合凹模，所述组合凹模包括多片紧密固定连接的凹模片；组合凸模，其设置于所述组合凹模的上方，所述组合凸模包括多片紧密固定连接的凸模片；压边圈，其设置于所述组合凹模上方，用于压紧待冲压钢板；驱动机构，其分别与所述组合凸模和压边圈连接，驱动所述组合凸模和压边圈向下移动进行冲压操作；其中，所述凹模片和/或凸模片内设置有冷却管道；所述凹模片和/或所述凸模片形成5个连续不同的冷却区域，每个区域具有不同的冷却速率；使在第一个区域中钢板形成马氏体组织，第二个区域中钢板形成贝氏体和马氏体组织，第三个区域中钢板形成铁素体、贝氏体和马氏体混合组织，第四个区域中钢板形成铁素体、珠光体和贝氏体混合组织，第五个区域中钢板形成铁素体和珠光体组织；相邻两个凹模片之间设置有隔热片；相邻两个凸模片之间设置有隔热片；所述凹模片的一侧设置有凹模凹槽，另一侧设置有凹模突起，所述凹模凹槽与凹模突起相配合，使相邻两片凹模片精确定位；所述凸模片的一侧设置有凸模凹槽，另一侧设置有凸模突起，所述凸模凹槽与凸模突起相配合，使相邻两片凸模片精确定位；所述凹模凹槽的深度大于所述凹模突起的高度，所述隔热片设置在所述凹模凹槽内；所述凸模凹槽的深度大于所述凸模突起的高度，所述隔热片设置在所述凸模凹槽内；所述组合凹模还包括凹模座，所述凹模座上设置有凹模安装导轨，所述凹模片下方设置有凹模安装槽，所述凹模安装槽与所述凹模安装导轨配合；所述组合凸模还包括凸模座，所述凸模座上设置有凸模安装导轨，所述凸模片上方设置有凸模安装槽，所述凸模安装槽与所述凸模安装导轨配合；所述组合凹模还包括凹模座挡板，其固定于所述凹模座的一侧，所述凹模片通过螺栓与所述凹模座挡板固定；所述组合凸模还包括凸模座挡板，其固定于所述凸模座的一侧，所述凸模片通过螺栓与所述凸模座挡板固定。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车吸能结构热成型冲压装置，其特征在于，包括：组合凹模，所述组合凹模包括多片紧密固定连接的凹模片；组合凸模，其设置于所述组合凹模的上方，所述组合凸模包括多片紧密固定连接的凸模片；压边圈，其设置于所述组合凹模上方，用于压紧待冲压钢板；驱动机构，其分别与所述组合凸模和压边圈连接，驱动所述组合凸模和压边圈向下移动进行冲压操作；其中，所述凹模片和/或凸模片内设置有冷却管道；所述凹模片和/或所述凸模片形成5个连续不同的冷却区域，每个区域具有不同的冷却速率；使在第一个区域中钢板形成马氏体组织，第二个区域中钢板形成贝氏体和马氏体组织，第三个区域中钢板形成铁素体、贝氏体和马氏体混合组织，第四个区域中钢板形成铁素体、珠光体和贝氏体混合组织，第五个区域中钢板形成铁素体和珠光体组织；相邻两个凹模片之间设置有隔热片；相邻两个凸模片之间设置有隔热片；所述凹模片的一侧设置有凹模凹槽，另一侧设置有凹模突起，所述凹模凹槽与凹模突起相配合，使相邻两片凹模片精确定位；所述凸模片的一侧设置有凸模凹槽，另一侧设置有凸模突起，所述凸模凹槽与凸模突起相配合，使相邻两片凸模片精确定位；所述凹模凹槽的深度大于所述凹模突起的高度，所述隔热片设置在所述凹模凹槽内；所述凸模凹槽的深度大于所述凸模突起的高度，所述隔热片设置在所述凸模凹槽内；所述组合凹模还包括凹模座，所述凹模座上设置有凹模安装导轨，所述凹模片下方设置有凹模安装槽，所述凹模安装槽与所述凹模安装导轨配合；所述组合凸模还包括凸模座，所述凸模座上设置有凸模安装导轨，所述凸模片上方设置有凸模安装槽，所述凸模安装槽与所述凸模安装导轨配合；所述组合...

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