專利名稱：一種熱沖壓u形件模具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及沖壓技術領域，特別涉及一種熱沖壓u形件模具。
背景技術：
熱沖壓成形技術是一種利用金屬在高溫狀態(tài)下塑性和延展性迅速增 加、屈服強度迅速下降的特點，在熱沖壓模具上使零件成形，同時利用模 具冷卻淬火達到超高強度的新工藝。采用熱沖壓技術，不僅可以克服傳統(tǒng) 高強鋼板成形困難、零件尺寸精度低的致命缺陷，而且可以顯著提高汽車 的安全性、舒適性，減輕車重，減小氣體排放量。正是由于這兩個優(yōu)點， 熱沖壓成形工藝是目前汽車、鋼鐵及其相關領域的研究熱點。
在國外已有研究機構或企業(yè)開展了熱沖壓成形材料、工藝和模具的研
究，如阿塞洛公司早在2002年就成功開發(fā)了商用的熱成形用鋼板 USIBOR1500，并為汽車廠生產(chǎn)防撞梁、立柱加強板等結構件；德國的本 特勒公司是全球最大的熱成形零件供應商。另外日本新日鐵、韓國浦項等 也在進行熱沖壓成形材料、工藝和模具研究。
在國內(nèi)德國本特勒公司在長春和上海分別設汽車零件熱成形加工廠， 向一汽大眾、上海大眾提供熱沖壓成形零件，上海同濟大學、北京航空航 天大學和哈爾濱工業(yè)大學等也分別和汽車廠或鋼廠開展熱沖壓成形材料、 工藝和模具的研究。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于設計一種熱沖壓U形件模具，其符合熱沖壓成 形工藝，并具備可調(diào)節(jié)凸凹模間隙和半徑。
為達到上述目的，本實用新型的技術方案是，
一種熱沖壓U形件模具，包括，下模板，導柱，設置于下模板上；墊 塊，設置于所述的導柱兩側(cè)的下模板上；凸模，設置于導柱上；壓邊圈， 分別設置于凸模下部兩側(cè)，并由螺桿將下模板、墊塊及壓邊圈相聯(lián)結；凹模，罩設于凸模上，其凹腔內(nèi)凸模兩側(cè)還分別設有容置空間；上模板，設
置于凹模上端面，并由螺桿相聯(lián)結；凹模鑲塊，分別設置于所述的凹模凹 腔內(nèi)的容置空間，并抵靠凸模上部，并由螺桿與凹模相聯(lián)結；所述的凸模 四周的壓邊圈、凹模鑲塊、凹模以及凸模本身均開設有冷卻用的通水孔道。
進一步，本實用新型還包括間隙調(diào)整塊，其設置于所述的凹模凹腔內(nèi) 側(cè)壁與凹模鑲塊之間。
所述的凹模鑲塊四個角為弧形；所述的凹模鑲塊四個角弧形的半徑均 不相同。
所述的壓邊圈及凹模之間放置板料的縫隙一側(cè)的壓邊圈及凹模設有 供放置擋料用擋料銷的槽孔以及相應的擋料銷。
又，本實用新型還包括模具導板，分別設置于所述的凹模、壓邊圈的 外側(cè)面，并由螺栓連接。
熱沖壓成形原理
熱沖壓成形就是對初始強度為500 600Mpa具有熱沖壓成形特點的 鋼板加熱到奧氏體溫度范圍(一般850度以上)，然后將加熱的鋼板置于 模具上，有壓機沖壓成所需形狀，同時以20 30QC/S的冷卻速度進行淬火， 保壓一段時間，最后零件隨室溫冷卻，成形后的零件的強度可以達到 1500MPa左右。
U形件是典型的具有拉伸和彎曲變形的零件，通過它可對熱沖壓成形
材料、工藝和模具進行模擬研究。因此，開發(fā)的模具應具有以下幾方面特 點
1. 模具應具有快速水冷卻功能。
2. 模具應能適應不同厚度坯料做試驗。
3. 模具應能適應不同半徑的法蘭角做試驗。
4. 模具應取耐高溫、耐摩擦的材料。 本實用新型的有益效果
1)冷卻
由于熱成形過程中隨著溫度的升高工件的強度會有所下降，為了防止 熱成形導致的板料強度下降，常在工件成形后噴水冷卻至組織轉(zhuǎn)變成強度 較高的馬氏體。但這種方法得到的工件變形較大，變形方向也無法預測，常需要通過校形才能達到圖樣要求，因此這種方法有著加工效率低、能量
消耗大、冷卻參數(shù)不易控制等缺點。為此u形件模具采用成形件在模具中
淬火，通過凸模四周的壓邊圈、凹模鑲塊、凹模以及凸模本身均開設有冷 卻用的通水孔道，結合模具定型，克服熱成形件形狀穩(wěn)定性不好的缺點。
2) 間隙調(diào)整
一般生產(chǎn)模具，成形件的原料厚度是固定的，即凹模凸模間隙是一定 的。為了節(jié)約成本，使開發(fā)的模具能適應不同厚度的材料，為此，設計的 模具為凸模直徑固定，而凹模內(nèi)經(jīng)有不同厚度的調(diào)整塊組成，通過換取不 同厚度的間隙調(diào)整塊，使凹模、凸模間隙始終保持不變。
3) 法蘭半徑調(diào)整
普通沖壓模具的凹模一般都采用整體結構，但是為了研究熱沖壓成形 過程中圓角半徑對零件性能及回彈的影響，對凹模結構進行了改進，添加 了凹模鑲塊。凹模鑲塊結構完全對稱，四個角弧形的半徑均不相同，這樣 通過改變鑲塊的工作面就可以方便的改變凹模的圓角半徑。


圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖； 圖2為本實用新型一實施例的側(cè)視圖3為本實用新型一實施例的俯視圖。
其中，圖1的局部剖面為圖3中A-A剖視圖；圖2的局部剖面為圖3 中B-B剖視圖。
具體實施方式
參見圖1 圖3，本實用新型的熱沖壓U形件模具，包括，下模板l， 導柱2，設置于下模板l上；墊塊3，設置于所述的導柱2兩側(cè)的下模板1 上；凸模4，設置于導柱2上；壓邊圈5，分別設置于凸模4下部兩側(cè)， 并由螺桿13將下模板1、墊塊3及壓邊圈5相聯(lián)結；凹模6，罩設于凸模 4上，其凹腔61內(nèi)凸模4兩側(cè)還分別設有容置空間611;上模板7，設置 于凹模6上端面，并由螺桿13'相聯(lián)結；凹模鑲塊8，分別設置于所述的 凹模6凹腔61內(nèi)的容置空間611，并抵靠凸模4上部，并由螺桿與凹模6相聯(lián)結；所述的凸模4四周的壓邊圈5、凹模鑲塊8、凹模6以及凸模4 本身均開設有冷卻用的通水孔道51、 81、 62、 41。
本實用新型還包括間隙調(diào)整塊9，其設置于所述的凹模6凹腔61內(nèi)側(cè) 壁與凹模鑲塊8之間。
所述的壓邊圈5及凹模6之間放置板料10的縫隙一側(cè)的壓邊圈5及 凹模6設有供放置擋料用擋料銷11的槽孔52、 63以及相應的擋料銷11。
模具導板12，分別設置于所述的凹模6、壓邊圈5的外側(cè)面，并由螺 栓13"連接。
凸模上有二豎排和一橫排的冷卻水孔、底面有二個對稱的導向孔，底 面中間有螺栓孔，通過螺栓可將凸模和壓機的主液缸連接。
凹模為一個組合模具，有凹模本體、間隙調(diào)整塊和凹模鑲塊組成，凹 模本體上有橫排的冷卻水孔和螺栓孔，間隙調(diào)整塊有螺栓孔，鑲凹模塊有 二豎排和二橫排的冷卻水孔，并有螺栓孔，根據(jù)試驗需求，選擇間隙調(diào)整 塊和凹模鑲塊法蘭角半徑，通過螺栓可將主塊、間隙調(diào)整塊、凹模鑲塊和 上模板連接起來。
壓邊圈為組合模具，有左右對稱的二組壓邊圈和墊塊組成，壓邊圈上 有一橫排的冷卻水孔，底面有螺栓孔和導向孔，外側(cè)有凹字形的模具導向 槽，墊塊上有螺栓孔和導向孔，通過螺栓和導向桿可將下模板、壓邊圈和 墊塊連接起來。
模具通過上模板和下模板實現(xiàn)與液壓機床的連接。導柱和模具導板分 別負責沖壓過程中凸模和凹模的導向和定位。
整個沖壓過程如下加熱到奧氏體狀態(tài)的板料出爐后由擋料銷完成定 位，凹模下行壓住板料，凸模上行完成沖壓成形，通水冷卻，達到預定溫 度后一結束通水，凸模下行，凹模上行，取出零件，準備下次沖壓。
權利要求1.一種熱沖壓U形件模具，其特征是，包括，下模板，導柱，設置于下模板上；墊塊，設置于所述的導柱兩側(cè)的下模板上，凸模，設置于導柱上；壓邊圈，分別設置于凸模下部兩側(cè)，并由螺桿將下模板、墊塊及壓邊圈相聯(lián)結；凹模，罩設于凸模上，其凹腔內(nèi)凸模兩側(cè)還分別設有容置空間；凹模鑲塊，分別設置于所述的凹模凹腔內(nèi)的容置空間，并抵靠凸模上部，并由螺桿與凹模相聯(lián)結；所述的凸模四周的壓邊圈、凹模鑲塊、凹模以及凸模本身均開設有冷卻用的通水孔道；上模板，設置于凹模上端面，并由螺桿相聯(lián)結。
2. 如權利要求1所述的熱沖壓U形件模具，其特征是，還包括間隙調(diào)整 塊，其設置于所述的凹模凹腔內(nèi)側(cè)壁與凹模鑲塊之間。
3. 如權利要求1所述的熱沖壓U形件模具，其特征是，所述的凹模鑲塊 四個角為弧形。
4. 如權利要求3所述的熱沖壓U形件模具，其特征是，所述的凹模鑲塊 四個角弧形的半徑均不相同。
5. 如權利要求1所述的熱沖壓U形件模具，其特征是，所述的壓邊圈及 凹模之間放置板料的縫隙一側(cè)的壓邊圈及凹模設有供放置擋料用擋料 銷的槽孔以及相應的擋料銷。
6. 如權利要求1所述的熱沖壓U形件模具，其特征是，還包括模具導板， 分別設置于所述的凹模、壓邊圈的外側(cè)面，并由螺栓連接。
專利摘要一種熱沖壓U形件模具，包括，下模板，導柱，設置于下模板上；墊塊，設置于所述的導柱兩側(cè)的下模板上；凸模，設置于導柱上；壓邊圈，分別設置于凸模下部兩側(cè)，并由螺桿將下模板、墊塊及壓邊圈相聯(lián)結；凹模，罩設于凸模上，其凹腔內(nèi)凸模兩側(cè)還分別設有容置空間；上模板，設置于凹模上端面，并由螺桿相聯(lián)結；凹模鑲塊，分別設置于所述的凹模凹腔內(nèi)的容置空間，并抵靠凸模上部，并由螺桿與凹模相聯(lián)結；所述的凸模四周的壓邊圈、凹模鑲塊、凹模以及凸模本身均開設有冷卻用的通水孔道。本實用新型模具具有快速水冷卻功能，能適應不同厚度坯料做試驗，能適應不同半徑的法蘭角做試驗。
文檔編號B21D37/10GK201172087SQ200820056509
公開日2008年12月31日 申請日期2008年3月24日 優(yōu)先權日2008年3月24日
發(fā)明者俞寧峰, 徐偉力 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司