一种连续热冲压装置及工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热冲压技术领域，尤其涉及一种连续热冲压装置及工艺。
【背景技术】
[0002]热冲压技术是一种用于成形轻质高强零件的新技术，具有回弹量小、贴模性好、尺寸精度高等优点。使用轻质高强汽车零件，可以提高汽车安全性能并降低汽车重量，对于实现汽车轻量化具有重要意义。
[0003]传统热冲压工艺:首先将轻质高强板料的预制坯料加热至一定温度，接着将热坯料快速转移到模具上，然后快速冲压成形、保压淬火完成组织转变，之后取出热冲压件并随室温冷却，最后进行激光切割，形成产品。
[0004]一般地，热冲压生产线包括上料台、机械手、加热炉、传输系统、压力机组以及激光切割系统、喷丸机。目前，国内研究应用热冲压技术较多的是超高强度钢板。现有热冲压生产线存在以下问题:首先，超高强度钢板坯料通常在辊底式加热炉中加热，大量的热量会从辊轴和气体中散失，降低加热效率；其次，坯料转移过程不仅延长了生产周期，而且热坯料与空气接触，热量损失严重，同时还会发生氧化(尤其对于国内应用较多的裸板，氧化现象严重)，产生的氧化皮易造成冲压模具表面磨损；再者，由于淬火后的热冲压件具有超高强度和硬度，生产中通常采用激光切割，存在耗时长、成本高等问题。在国外，围绕铝合金板热冲压也在进行研究，同样存在着加热效率低，热坯料转移耗时长、冷却快等问题。为提高生产效率、降低成本、实现连续快速稳定生产，上述问题亟需解决。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种连续热冲压装置及工艺，它能连续完成快速加热、拉延成形、保压淬火、切边冲孔，提高生产效率，避免了热坯料冲压前的运输过程；而且在高温下对钢制冲压件进行冲裁，避免了常温下因马氏体组织的产生所带来的切割难度的增加，减少了冲裁力并可以得到较佳的冲裁边缘。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]提供一种连续热冲压装置，该装置包括:复合模具、以及设置在所述复合模具外侧的电加热机构；
[0008]所述复合模具安装在双动压力机上，所述复合模具包括相对设置的上模和下模；所述上模包括上模座、成形凸模、切边凹模和冲孔凸模，所述上模座与双动压力机的外滑块连接，所述成形凸模滑动安装于所述上模座上、且与双动压力机的内滑块连接，所述成形凸模内设有冷却系统，所述切边凹模固定安装于所述上模座的底部，所述冲孔凸模穿过所述成形凸模固定安装于所述上模座的底部；所述下模包括下模座、成形凹模、顶料板、弹性垫和托料架，所述成形凹模固定安装于所述下模座上，所述成形凹模内设有冷却系统，所述顶料板设置于所述切边凹模的正下方，所述顶料板的底部通过顶杆与弹性垫固定连接，所述弹性垫位于下模座的底部，所述托料架安装在所述下模座的两端，所述托料架的高度略高于成形凹模的高度；
[0009]所述电加热机构包括电源、可动电极、固定电极和升降组件，所述升降组件安装在所述复合模具的两侧，所述可动电极通过可动绝缘件安装在升降组件的顶部，所述固定电极通过固定绝缘件固定设置于所述可动电极的正上方，所述可动电极与电源连接。
[0010]按上述技术方案，所述上模座内滑动安装有推板，所述推板与内滑块连接，所述推板的底部安装有螺杆，所述螺杆的下端与所述成形凸模固定连接。
[0011]按上述技术方案，所述上模座的底部固定安装有垫板，所述切边凹模通过切边凹模固定板固定安装在垫板的底部，所述冲孔凸模通过冲孔凸模固定板固定安装在垫板的底部。
[0012]按上述技术方案，所述成形凹模通过成形凹模固定板固定安装在下模座上。
[0013]按上述技术方案，所述成形凸模上设有V型滑轨，所述切边凹模上设有与所述V型滑轨相配合的V型滑槽。
[0014]按上述技术方案，所述上模座上安装有导套，所述下模座上安装有与所述导套滑动连接的导柱。
[0015]按上述技术方案，所述弹性垫为气垫。
[0016]相应地，本发明还提供一种连续热冲压工艺，包括以下步骤:
[0017]S1、复合模具准备阶段:复合模具处于开启状态，双动压力机的外滑块和内滑块均位于上止点，弹性垫处于非工作状态；
[0018]S2、电加热阶段:首先将预制坯料放置在可动电极上，升降组件带动可动电极上行，直至预制坯料上表面与固定电极接触，确保预制坯料位置固定并与电极接触良好，然后通电加热，得到一定温度下的热坯料，最后升降组件带动可动电极下行，热坯料落在托料架上;
[0019]S3、拉延成形阶段:双动压力机的内滑块和外滑块下行，推动冲孔凸模、成形凸模和切边凹模同时下行，形成完整上模面，并将热坯料压入成形凹模的模腔中，成形热冲压件，合模；
[0020]S4、切边冲孔阶段:双动压力机的内滑块不动，外滑块下行至下止点，带动冲孔凸模下行进行冲孔、切边凹模下行进行切边，顶料板受压下行，带动顶杆下行压缩弹性垫，在此过程中，成形凸模和成形凹模保持合模状态，对热冲压件进行模内淬火；
[0021]S5、保压淬火阶段:双动压力机的内滑块不动，外滑块上行，带动冲孔凸模和切边凹模同时上行，成形凸模和成形凹模保持合模状态，继续对热冲压件进行模内淬火；
[0022]S6、回程取件阶段:双动压力机的内滑块和外滑块上行，冲孔凸模、成形凸模和切边凹模同时上行至上止点，复合模具恢复开启状态，取出热冲压制件。
[0023]按上述技术方案，所述预制坯料由超高强度钢板、高强度钢板、铝合金板或钛合金板制成，但不限于这些材料。
[0024]本发明产生的有益效果是:本发明基于热冲压技术、电加热技术和复合模技术，在压力机上实现了快速加热-拉延成形-切边冲切-保压淬火连续热冲压工艺，本发明采用电加热的方式和原位冲压成形，不仅省掉了热坯料冲压前的运输过程，而且减少了热量损失，极大地提高了能量利用率与加热效率；而且，本发明中热冲孔切边与保压淬火同步进行，在高温下对冲压件进行冲裁，避免了常温下因马氏体组织的产生所带来的切割难度的增加，减少了冲裁力并可以得到较佳的冲裁边缘，延长冲裁模具寿命；此外，由于高温下的金属材料塑性提升能承受更多的剪应力，保证了冲孔切边质量。本发明在降低生产成本的同时显著缩短了生产节拍，提升了生产效率。
【附图说明】
[0025]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0026]图1为本发明实施例在复合模具准备阶段的状态示意图；
[0027]图1a为沿图1中A-A线的剖视图；
[0028]图2为本发明实施例在电加热阶段的状态示意图；
[0029]图3为本发明实施例在拉延成形阶段结束时的状态示意图；
[0030]图4为本发明实施例在切边冲孔阶段结束时的状态示意图；
[0031]图5为本发明实施例在保压淬火阶段的状态示意图；
[0032]图6为本发明实施例在回程取件阶段结束时的状态示意图。
[0033]图中:1一升降组件，2—可动绝缘件，3—可动电极，4一预制还料，5-固定绝缘件，6—固定电极，7—螺钉，8—切边凹模，9一切边凹模固定板，10—螺钉，11 一外滑块，12—垫板，13—推板，14—内滑块，15—冲孔凸模，16—冲孔凸模固定板，17—连接螺杆，18—圆柱销，19一上模座，20一冷却系统，21 一导套，22一导柱，23一成形凸模，24一顶料板，25一成形凹模，26—V型滑轨，27—V型滑槽，28—托料架，29—成形凹模固定板，30—圆柱销，31—顶杆，32—下模座，33—托板，34—弹性垫，35 —电源。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]如图1所示，一种连续热冲压装置，该装置包括:复合模具、以及设置在复合模具外侧的电加热机构；
[0036]复合模具安装在双动压力机上，复合模具包括相对设置的上模和下模；上模包括上模座19、成形凸模23、切边凹模8和冲孔凸模15，上模座19与双动压力机的外滑块11连接，成形凸模23滑动安装于上模座19上、且与双动压力机的内滑块14连接，成形凸模23内设有冷却系统20，切边凹模8固定安装于上模座19的底部，冲孔凸模15穿过成形凸模23固定安装于上模座19的底部；下模包括下模座32、成形凹模25、顶料板24、弹性垫34和托料架28，成形凹模25固定安装于下模座32上，成形凹模25内设有冷却系统20，顶料板24设置于切边凹模8的正下方，顶料板24的底部通过顶杆31与弹性垫34固定连接，具体的，顶杆31穿过下模座32和成形凹模固定板29设置，弹性垫34位于下模座32的底部，托料架28安装在下模座32的两端，托料架28的高度略高于成形凹模25的高度；
[0037]电加热机构包括电源35、可动电极3、固定电极6和升降组件1，升降组件I安装在复合模具的两侧，可动电极3通过可动绝缘件2安装在升降组件I的顶部，固定电极6通过固定绝缘件5固定设置于可动电极3的正上方，可动电极3与电源35连接。
[0038]在本发明的优选实施例中，如图1所示，上模座19内滑动安装有推板13，推板13与内滑块14连接，推板13的底部安装有螺杆17，螺杆17的下端与成形凸模23固定连接。其中，螺杆17穿过垫板和冲孔凸模固定板设置，螺杆的下端与成形凸模23通过螺纹连接。
[0039]在本发明的优选实施例中，如图1所示，上模座19的底部固定安装有垫板12，切边凹模8通过切边凹模固定板9固定安装在垫板12的底部，冲孔凸模15通过冲孔凸模固定板16固定安装在垫板12的底部。具体的，上模座19、垫板12和切边凹模固定板9通过圆柱销18定位和螺钉10紧固。
[0040]在本发明的优选实施例中，如图1所示，成形凹模25通过成形凹模固定板29固定安装在下模座32上。具体的，下模座32和成形凹模固定板29通过圆柱销30定位和螺钉5紧固。
[0041]在本发明的优选实施例中，如图1a所示，成形凸模23上设有V型滑轨26，切边凹模8上设有与V型滑轨26相配合的V型滑槽27。
[0042]在本发明的优选实施例中，如图1所示，上模座19上安装有导套21，下模座32上安装有与导套21滑动连接的导柱22。合模的时候，导套21进入导柱22，保证模具的精确导向。