压制系统和方法技术方案

提供了用于制造热成型结构部件的压制设备和方法。该设备包括固定下体和活动上体。该设备包括冷却模具和布置在冷却模具下游的压制模具，以及用于将坯件从冷却模具转移到压制模具的坯件转移机构。冷却模具具有连接到活动上体的上气体冷却模具和/或连接到固定下体的下气体冷却模具。压制模具包括连接到上体的上压模和连接到下体的下压模。压模和连接到下体的下压模。压模和连接到下体的下压模。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压制系统和方法


[0001]本申请要求于2019年10月14日提交的欧洲专利申请19 382 899.3的优先权权益。本公开涉及用于制造热成型结构部件的压制系统及其方法。

技术介绍

[0002]在车辆制造领域，为了满足轻质结构的标准，轻质材料或部件的开发和实施变得越来越重要。减轻重量的需求尤其受到减少二氧化碳排放的目标的推动。对乘员安全的日益关注也导致采用材料在碰撞期间提高车辆的完整性，同时也提高能量吸收。
[0003]一种称为热成型模具淬火(HFDQ)(也称为热冲压或压制硬化)的工艺使用硼钢板制造具有超高强度钢(UHSS)特性的冲压部件，其抗拉强度为1500MPa或甚至高达2000MPa或更高。与其它材料相比，强度的增加允许使用更薄的材料，与传统的冷冲压低碳钢部件相比，其重量减轻。
[0004]钢板可以涂覆或无涂覆。然而，为了在热冲压过程之前、期间或之后改善腐蚀保护，可以施加涂层。例如Al
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Si涂层或Zn涂层的使用是已知的。
[0005]取决于基础钢材的成分，可能需要对坯件进行淬火(即快速冷却)以达到高抗拉强度。淬火可能意味着高于所用材料的临界冷却速率(例如大约)的冷却速率。其它钢材可能具有相对较低的临界冷却速率。通过以较低的冷却速率进行空气冷却，可以在室温下硬化的钢材的示例是已知的。
[0006]可以以这样的方式执行热冲压过程，使得待热成型的坯件被加热到预定温度，例如通过例如炉系统达到或高于奥氏体化温度以便降低强度，即促进热冲压过程。待热成型的坯件可以通过与坯件相比具有较低温度(例如室温)的压力系统和温度控制来成型，因此可以执行使用温度差的成型工艺和热处理。
[0007]用于制造热成型元件的多步压制系统的使用是已知的。多步压制系统可以包括多个模具，该模具被配置为同时对坯件执行不同的操作。采用此类布置，多个坯件在每个冲程中使用形成多步压制系统的模具同时经历不同的制造步骤。使用此类多步压机系统的一个方面是产量可以很高。
[0008]多步压制系统可以包括将加热的坯件转移到被配置为压制坯件的压制模具的传送器或转移装置。可以包括在多步压制系统中的其它模具可以例如是穿孔模具、校准模具、切削模具、修整模具、第二压制模具等中的任何一种。另外，加热和软化待热成型的坯件的炉系统可以设置在多步压制系统或设备的上游。
[0009]通常，在此类系统中，使用外部预冷模具来预先冷却待热成型的坯件。例如，镀锌钢坯通常可能需要在热成型工艺之前冷却，以减少或最小化诸如微裂纹的问题。一旦坯件冷却，它就会从外部预冷模具转移到多步压制设备或系统。
[0010]EP3067128公开了用于制造热成型结构部件的压制系统。该系统包括固定下体、活动上体，以及被配置为提供活动上体相对于固定下体的向上和向下的压制进程的机构。该系统进一步包括冷却模具，该冷却模具被配置为冷却先前加热的坯件，该坯件包括：上配合
压模和下配合压模，下压模采用一个或多个下偏置元件连接到下体，和/或上压模采用一个或多个上偏置元件连接到上体。该系统进一步包括被配置为拉拔坯件的压制模具，其中压制模具布置在冷却模具的下游。
[0011]EP3067128中公开的系统能够加快制造过程。为了确保冷却模具能够足够快速地冷却坯件。由于在压制模具关闭之前迫使上冷却模具和下冷却模具与坯件接触的偏置元件，冷却模具在压制模具关闭之前“关闭”。因此冷却模具的压模可以接触足够的时间以便适当地冷却坯件。并且通过将模具集成在同一压力机中，可以减少从冷却模具到拉拔模具的转移时间，从而可以优化工艺并提高生产率，同时保持令人满意的成型性，而不会在坯件处引起裂纹等。
[0012]然而，具有接触板的冷却模具需要大量维护。此外，在生产期间提供均匀且恒定的冷却是复杂的。特别是在中断后启动生产时，例如当开始使用新批次的产品时，或者在工作日开始时，需要较长时间(以及相应的产品损失)才能始终如一地达到理想的冷却效果。
[0013]本公开寻求提供多步过程和系统的改进。

技术实现思路

[0014]在第一方面，提供了一种用于制造热成型结构部件的压制设备。压制设备包括固定下体、活动上体，以及被配置为提供活动上体相对于固定下体向上和向下的压制进程的机构。该设备进一步包括被配置为冷却先前加热的坯件的冷却模具和被配置为拉拔坯件并且布置在冷却模具下游的压制模具，以及用于将坯件从冷却模具转移到压制模具的坯件转移机构。
[0015]在此，冷却模具具有连接到活动上体的上气体冷却模具和/或连接到固定下体的下气体冷却模具。并且压制模具包括连接到上体的上压模和连接到下体的下压模。
[0016]根据该方面，提供一种组合冷却模具和压制模具的多步压制设备。这可以加快生产过程并实现高产量。通过将模具集成在同一压力机中，可以减少从冷却模具到拉拔模具的转移时间，从而可以优化工艺并提高生产率，同时保持令人满意的成型性而不会在坯件处引起裂纹等。
[0017]使用气体冷却的一个方面是它需要相对较少的维护。气体冷却也相对容易提供恒定的均匀冷却过程。即，气体冷却通常没有使用接触板的缺点。
[0018]在多步设备中提供气体冷却模具也提供了多功能性。例如，对于相对较薄的坯件，可以仅使用较低的气体冷却模具。对于具有增加厚度的坯件的相同工艺，可以添加上气体冷却模具。然后周期时间仍可保持较短。取决于需要，本文公开的冷却模具允许冷却参数的灵活性，包括冷却时间、冷却气体的温度、冷却流量等。
[0019]在一些示例中，提供了单个冷却模具。例如，可以仅提供连接到固定下体的下冷却模具。在该情况下，压制设备可以具有提高的可靠性并且相对具有成本效益。在其它示例中，可以仅提供连接到活动上体的上冷却模具。在该情况下，上冷却模具可以使用迫使上冷却模具朝向固定下体的偏置元件连接到活动上体。
[0020]由于偏置元件，上气体冷却模具可以在采用压制模具进行拉拔/压制之前相对于待冷却的坯件达到适当的位置。因此，在同一压制设备中，在一个冲程内，冷却周期可能比拉拔周期长。
[0021]在又一些示例中，上气体冷却模具连接到活动上体，并且下气体冷却模具连接到固定下体。在这些情况下，一个或多个上偏置元件可以将活动上体连接到上气体冷却模具。上偏置元件将上气体冷却模具偏置远离活动上体。下气体冷却模具可以采用一个或多个下偏置元件连接到固定下体，该下偏置元件将下气体冷却模具偏置远离固定下体。
[0022]在一些示例中，在压制周期的底部，上气体冷却模具处于相对于坯件的预定的第一距离处，并且下气体冷却模具处于相对于坯件的预定的第二距离处。当空气从相对于坯件的预定距离范围吹向坯件时，可以实现有效且最可预测的气体冷却。在压制周期的底部，需要在冷却模具和坯件之间保持一定距离。
[0023]预定的第一距离可以等于预定的第二距离，使得可以为坯件的上表面和下表面提供基本上相等的冷却。
[0024]在一些示例中，冷却模具可以包括保持上气体冷却模具和坯件(或支撑坯件的下气体冷却模具)之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造热成型结构部件的压制设备，包括：固定下体、活动上体，以及被配置为提供所述活动上体相对于所述固定下体的向上和向下压制进程的机构，其中，所述设备包括：冷却模具，其被配置为冷却先前加热的坯件，以及压制模具，其被配置为拉拔所述坯件并且布置在所述冷却模具的下游，以及坯件转移机构，用于将所述坯件从所述冷却模具转移到所述压制模具其中，所述冷却模具具有连接到所述活动上体的上气体冷却模具和/或连接到所述固定下体的下气体冷却模具，其中，所述上气体冷却模具和/或所述下气体冷却模具被配置为提供加压冷却气流以在所述坯件上冲击，以及其中，所述压制模具包括连接到所述上体的上压模和连接到所述下体的下压模。2.根据权利要求1所述的压制设备，其中，所述压制设备被配置为使得在压制周期中冷却时间比拉拔时间长。3.根据权利要求1或2所述的压制设备，包括连接到所述固定下体的下气体冷却模具。4.根据权利要求1或2所述的压制设备，包括上气体冷却模具，所述上气体冷却模具采用一个或多个上偏置元件连接到所述活动上体，所述上偏置元件将所述上气体冷却模具偏置远离所述活动上体。5.根据权利要求1或2所述的压制设备，其中，所述冷却模具具有连接到所述活动上体的上气体冷却模具和连接到所述固定下体的下气体冷却模具，其中，所述上气体冷却模具采用一个或多个上偏置元件连接到所述活动上体，所述上偏置元件将所述上气体冷却模具偏置远离所述活动上体，和/或所述下气体冷却模具采用一个或多个下偏置元件连接到所述固定下体，所述下偏置元件将所述下气体冷却模具偏置远离所述固定下体。6.根据权利要求4或5所述的压制设备，其中，在压制周期的底部，所述上气体冷却模具相对于所述坯件处于预定的第一距离，并且所述下气体冷却模具相对于所述坯件处于预定的第二距离，并且其中，可选地，所述预定的第一距离等于所述预定的第二距离。7.根据权利要求4
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6中任一项所述的压制设备，其中，所述冷却模具包括止动件，所述止动件保持所述上气体冷却模具和所述坯件之间的最小距离。...

【专利技术属性】
技术研发人员：豪尔赫，
申请(专利权)人：昂登坦工程有限公司，
类型：发明
国别省市：