带有在部件内分叉的冷却通道钻孔的模具制造技术

一种用于热变形，特别用于压硬金属板的模具，其带有数个彼此邻接放置的、限定出成型面的部件，其中该成型面与待通过热变形制备的板成型零件(7’)的至少一个截段形成互补，而且其中该部件具有钻孔形式的冷却通道(8、9、9.1、9.2、9.3)，该通道沿着成型面延伸。根据本发明专利技术至少两个部件具有至少一个在部件内分叉为至少两个冷却通道分支(9.2、9.3)的冷却通道(9.1)，其中冷却通道分支(9.2、9.3)的分别流过的和流到一起的钻孔轴沿着成型面延伸。据此提供了这种类型的模具(压具)，其在大成型面上提供高而均匀的冷却效率并可以相对成本低廉地制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热变形工具，特别是压硬金属板的工具，其带有数个彼此邻接放置的、限定出成型面的部件，其中成型面与待通过热变形制备的板成型零件的至少一个截段形成互补，而且其中该部件具有钻孔形式的冷却通道，该通道沿着成型面延伸。
技术介绍
在将钢板热变形时，钢板在一个热处理装置中被加热至奥氏体化温度，接着在热状态下置于模具(压具)中并变形。在模具中镶嵌着，该板成型零件通过冷却模具硬化。通过在奥氏体化后对热钢板同时进行变形和冷却，在最终产品中达到了马氏体结构，该结构给予零件超过IOOOMPa以及1500MPa的屈服点和抗拉强度。在此使用的钢板通常涉及硼合金钢质，例如涉及22MnB5钢质。压硬的钢板成型件特征为在相对小的零件重量下具有高至极高的强度。已知的用于压硬钢板的模具具有冷却液环流的钻孔状的冷却通道。另外已知用于压硬钢板的模具，其冲具和凹模由一个限定出成型面的外部件和与其互补的内部件(插入件)构成，其中至少在外部件和内部件彼此面对的面构建了冷却液环流的至少一个冷却通道，即通过铣处理和/或浇铸外部件和内部件(见文献DE 10 2007 047 314A1)。这样的模具的互补放置的外-和内部件的制备十分昂贵，其中特别是在外-和内部件部分面范围延伸的冷却通道的无缝密封是困难的。由文献US2006/0138698A1已知压硬金属板的模具，其冲具和凹模分别由许多板状、彼此相连的部件构成，其中该冲具和凹模的部件的相邻放置的表面分别横向于模具和通过热变形制备的板零件的轴延伸。冲具和凹模的板状部件在此具有为冷却液的钻孔分散和收集通道的彼此连接的截面，其中在部件彼此邻接放置的表面铣入冷却通道，该通道分叉出分散-和收集通道并与各自板状部件形成面轮廓平行地延伸。彼此邻接放置的板状部件的无缝密封应当简单并可靠，如根据文献DE 10 2007 047 314 Al所述的模具。由文献 US 2006/0138698A1已知，然而模具的生产由于高数额的板状部件非常耗费成本。此外由于冷却通道设置，其特征在于许多铣制的、横向模具轴延伸的冷却通道以及少量分散和收集通道的冷却水连接，在单个铣制冷却通道中有着非常不均勻的流体速率以及相应地通过各个成型面的不均勻的冷却效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种模具(压具)，其在大成型面上提供高而均勻的冷却效率并可以相对成本低廉地制备。该目的通过带有权利要求1所述特征的模具得以实现。本专利技术的模具由数个彼此邻接放置的、限定出成型面的部件构成，其中该成型面与待通过热变形制备的板成型零件的至少一个截段形成互补，而且其中该部件具有钻孔形式的冷却通道，该通道沿着成型面延伸。根据本专利技术至少两个部件具有至少一个在部件内分叉为至少两个冷却通道分支的冷却通道，其中分别流动的以及流到一起的冷却通道分支的钻孔轴沿着成型面延伸。将冷却通道设置为钻孔从生产角度看是有益的。因为钻孔可以相对成本低廉地制成并由于它到部件成型面的径向距离可以可靠地密封。此外彼此邻接放置的部件的彼此邻接设置的钻孔终端可以相对简单地无缝连接。通过钻孔冷却通道在部件内分叉一方面能够使冷却通道的曲线更好地适应于成型面以及待制备板零件的外廓曲线。另一方面通过本专利技术的冷却管的设置能够使模具划分为彼此相邻的部件，这种划分应尽可能减少。越少地将模具划分为数个彼此邻接的部件，则模具的生产耗费越少，模具相互密封的必要耗费也越少。特别是通过根据本专利技术的冷却通道的设计和设置，可以达到冷却液在冷却管内的非常高的流速以及相对均勻的通过相邻冷却管的速度分布，以至于相对于模具成型面而提供了相对高及均勻的冷却效率。这也是在本专利技术的范围内即通过在模具中根据位置调整不同的冷却效率，有意地影响制冷效率，特别为待制备的零件匹配预期的强度分布。一个如此设置的回火(“适应回火”)例如通过不同尺寸的冷却通道以及冷却通道的钻孔直径来实现。根据本专利技术的模具的部件可以具有一个或者多个在部件内分叉的钻孔冷却通道。 分叉的冷却通道可以具有多个分支，其中部件各自的冷却通道分支可以结束于一个或者两个部件连接面，或者也部分地结束于两个连接面的一个而另一个则结束于两个连接面的另一个。进一步地，本专利技术的模具的部件可以包括没有冷却通道的部件以及带一个或多个不分叉冷却通道的部件。因此两个部件(其在部件内具有至少一个在部件内分叉为至少两个冷却通道分支的冷却通道)之间设置有一个或者多个部件(其具有一个或多个钻孔形式的不分叉冷却通道)。为达到尽可能高的冷却液速度以及制冷效率，这是适宜的即根据本专利技术模具的优选的设计方案至少两个冷却通道分支内径截面积之和为分叉的冷却通道的内径截面积的1. 0倍至1. 3倍，优选1. 0倍至1. 2倍。例如分叉的冷却通道的直径可以为12mm，而同时两个从该冷却通道分出来的冷却通道分支分别具有9mm的直径。两个冷却通道分支的内径截面积的和在这种情况下为约127. 2mm2，而同时分叉的冷却通道的内径截面积为约 113. Imm20进一步，鉴于热板零件的均勻冷却，这是有益的即根据本专利技术进一步的设计方案，每个冷却通道分支与成型面的最短径向间距等于至少两个冷却通道分支的另外一个冷却通道分支与成型面的最短径向间距或者两者间的差别不超过20%，优选不超过10%。在本文中提供了根据本专利技术模具的进一步优选的实施方式，即分叉的冷却通道与成型面的最短间距等于至少两个冷却通道分支之一与成型面的最短间距，或者两者间的差别不超过 20%，优选不超过10%。根据另一优选的设计方案提供了，各个冷却通道分支和/或分叉的冷却通道与部件的成型面最短的径向间距为各个冷却通道分支或分叉的冷却通道的直径的0. 5至1. 2倍。特别是在制备复杂成型的钢板零件时为将模具的一定截面均勻冷却，这是有益的即冷却液体流在钢板零件轴向上数倍地分叉。根据本专利技术的模具的进一步的设计方案相应提出了，部件的至少一个冷却通道分支与下一部件的冷却通道相连，该冷却通道在下一个部件内至少分叉为两个另外的冷却通道分支，其中另外的冷却通道分支的钻孔轴沿着成型面延伸。一个另外的有利的根据本专利技术的模具的设计方案特征在于，其凹模具有至少一个活动的底板件。相对于在变形过程开始时和过程中的模具的成型面，通过凹模的活动的底板件可以实现待变形板截段的准确定位。在彼此邻近放置的部件的彼此面对的移动面的可靠的无缝密封可以通过本专利技术优选的设计方案如此达到即彼此相邻部件的彼此相连的冷却通道和/或冷却通道分支为容纳密封件设置有环状凹槽。该密封件优选由套筒状插入物构成，在插入物的外罩面中设置有至少两个轴向对称的环形槽，在环形槽中设置有弹性橡胶密封圈。这样实施的密封允许了彼此相邻放置的部件在轴向和/或径向的可移动性，而不会导致泄露。特别是基于温度造成的单个或者多个部件的涨和缩而会出现部件的轴向移动。径向可移动性在零件偏差的情况下是有益的。根据本专利技术的模具的另外优选和有利的实施例在从属权利要求中给出。 附图说明下面通过描述实施例的附图进一步阐明了本专利技术。附图中图1示出了在变形过程开始时用于热变形和压硬金属板的模具的垂直截面视图；图2仍以垂直截面示出了在变形过程结束前不久的图1的模具；图3示出了变形过程结束时的图1的模具；图4以俯视图示出了本专利技术的模具的凹模；图5示出了用本专利技术的模具制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于热变形，特别用于压硬金属板的模具，其带有数个彼此邻接放置的、限定出成型面的部件（２．２１、２．２２、２．２３、２．２４、２．２５、２．３１、２．３２、２．３３、２．３４），其中所述成型面与待通过热变形制备的板成型零件（７’）的至少一个截段形成互补，而且其中所述部件（２．２１、２．２２、２．２３、２．２４、２．２５、２．３１、２．３２、２．３３、２．３４）具有钻孔形式的冷却通道（９、９．１、９．２、９．３），所述冷却通道沿着所述成型面延伸，其特征在于，至少两个所述部件（２．２３、２．２４）分别具有至少一个在所述部件（２．２３、２．２４）内分叉为至少两个冷却通道分支（９．２、９．３）的冷却通道（９．１），其中所述冷却通道分支（９．２、９．３）的钻孔轴沿着所述成型面（１１）延伸。

【技术特征摘要】
2010.03.11 DE 102010011188.01.一种用于热变形，特别用于压硬金属板的模具，其带有数个彼此邻接放置的、限定出成型面的部件(2. 21,2. 22,2. 23,2. 24,2. 25,2. 31,2. 32,2. 33,2. ；34)，其中所述成型面与待通过热变形制备的板成型零件(7’ )的至少一个截段形成互补，而且其中所述部件0.21、 2. 22,2. 23,2. 24,2. 25,2. 31,2. 32,2. 33,2. 34)具有钻孔形式的冷却通道(9,9. 1,9. 2、 9. 3)，所述冷却通道沿着所述成型面延伸，其特征在于，至少两个所述部件(2. 23,2. 24)分别具有至少一个在所述部件(2. 23,2. 24)内分叉为至少两个冷却通道分支(9. 2,9. 3)的冷却通道(9. 1)，其中所述冷却通道分支(9.2、9.3)的钻孔轴沿着所述成型面(11)延伸。2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，至少两个所述冷却通道分支(9.2,9. 3)的内径截面积之和为分叉的所述冷却通道(9. 1)的内径截面积的1. O倍至1. 3倍，优选为1. O 倍至1. 2倍。3.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述冷却通道分支(9.2)与所述成型面(11)的最短径向间距等于至少两个所述冷却通道分支(9.2、9.3)中另一个冷却通道分支(9. 3)与所述成型面的最短径向间距，或者两者间的差别不超过20%，优选不超过10%。4.根据权利要求1至3中任一项所述的模具，其特征在于，各自分叉的冷却通道(9、 9. 1)与成型面(11、12)的最短径向间距等于至少两个冷却通道分支(9.2、9.3)中的一个冷却通道分支与所述成型面的最短径向间距，或者两者间的差别不超过20%，优选不超过 10%。5.根据权利要求1至4中任一项所述的模具，其特征在于，各个所述冷却通道分支 (9. 2,9. 3)和/或分叉的所述冷却通道(9. 1)与所述部件(2. 24)的成型面(11,...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·多马热，延斯·奥弗拉特，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯索弗蒂公司，蒂森克虏伯金属成型技术有限公司，
类型：发明
国别省市：FR