一种多工位连续热冲压生产线及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热冲压技术领域，具体涉及一种多工位连续热冲压生产线及方法。
【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，具有成形件回弹量小、贴模性好、尺寸精度高等优点。通过使用轻质高强板料成形的汽车零部件，可以提高汽车的安全性能并降低车身重量，为实现汽车轻量化做出了重大贡献。
[0003]传统热冲压工艺:首先将轻质高强板料制作的预制坯料加热至热冲压温度，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、压力机以及激光切割系统。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。对于裸板热冲压而言后续还需喷丸处理。在国外，围绕铝合金板热冲压也在进行研究，但是，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、实现连续快速稳定生产，上述问题亟需解决。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种多工位连续热冲压生产线及方法，它能连续完成快速加热、冲压成形、保压定形、切边冲孔及淬火等多个工位连续热冲压，可以提高生产效率，既提高了加热效率，又避免了热坯料冲压前的运输过程；对于钢板来说，在高温下对冲压件进行冲裁，避免了常温下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]提供一种多工位连续热冲压生产线，该生产线包括依次设置的上料台、进料机器人、压力机组、送料机器人、淬火装置、卸料机器人和传送带；其中，
[0008]所述上料台用于放置落料后的预制坯料；
[0009]所述进料机器人用于将预制坯料移送至压力机组中；
[0010]所述压力机组包括加热装置、模具装置和用于安装所述模具装置的至少一个压力机，所述加热装置用于对预制坯料进行整体或局部加热，得到热坯料，所述模具装置用于对热坯料进行冲压成形、保压定形和切边冲孔，得到热冲压件；
[0011]所述送料机器人用于将热冲压件移送至淬火装置内；
[0012]所述淬火装置用于对热冲压件进行淬火处理；
[0013]所述卸料机器人用于将淬火后的工件移送至传送带上。
[0014]按上述技术方案，所述加热装置为电加热装置，所述电加热装置包括电源、电极和绝缘件，所述电极安装在绝缘件上、且位于预制坯料的上下两侧，位于预制坯料任一侧的电极与电源连接，通电状态下，电源、电极和预制坯料形成通电回路，电流通过预制坯料产生焦耳热，使预制坯料被加热。
[0015]按上述技术方案，所述加热装置为激光加热装置，所述激光加热装置包括激光头、与所述激光头连接的激光器，所述激光头产生高能量的激光束对预制坯料进行加热。
[0016]按上述技术方案，所述加热装置为感应加热装置，所述感应加热装置包括感应线圈、设置在所述感应线圈内的铁芯，通电状态下，感应线圈和铁芯产生交变磁场，预制坯料在交变磁场的作用下产生感应电流，从而被加热。
[0017]按上述技术方案，所述模具装置包括一冲压-切边冲孔级进模，所述压力机的数量为一个，称为压力机A，所述冲压-切边冲孔级进模安装在压力机A上。
[0018]按上述技术方案，所述模具装置包括热成形模具和切边冲孔模具，所述压力机的数量为两个，分别为压力机B和压力机C，所述热成形模具和加热装置均安装在压力机B上，所述切边冲孔模具安装在压力机C上，所述压力机B与压力机C之间设置有机器人。
[0019]按上述技术方案，所述淬火装置包括淬火室、设置在所述淬火室内的可动夹持机构和喷淋机构，所述可动夹持机构滑动安装在淬火室的顶部、用于将送料机器人夹持的热冲压件转送至卸料机器人上，所述喷淋机构用于向移动中的热冲压件喷射淬火介质。
[0020]按上述技术方案，所述淬火装置包括淬火池，所述淬火池内盛有淬火介质。
[0021]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。
[0022]相应的，本发明还提供一种多工位连续热冲压方法，包括以下步骤:
[0023]S1、加热阶段:进料机器人抓取上料台上预制坯料放到模具装置上，加热装置对预制坯料的整体或局部进行快速加热，并加热至热冲压温度，得到热坯料；
[0024]S2、冲压保压阶段:模具装置对热坯料进行冲压成形和保压定形，保压时间为2s?5s，得到热冲压件；
[0025]S3、切边冲孔阶段:模具装置对热冲压件进行切边冲孔；
[0026]S4、淬火阶段:送料机器人抓取热冲压件移送至淬火装置中，淬火装置对热冲压件进行淬火处理；
[0027]S5、冷却阶段:卸料机器人将淬火后的热冲压件放置在传送带上，使其在空气中进行冷却。
[0028]本发明产生的有益效果是:本发明在压力机上设置加热装置，对预制坯料进行快速加热后进行原位冲压成形，加热效率高、速度快，不仅省掉了热坯料冲压前的运输过程和运输设备，而且减少了热量损失和空气氧化，极大地提高了能量利用率与加热效率，保证了热坯料的表面质量，同时，本发明在保压淬火前对热冲压件进行冲孔切边，此时冲孔区域和切边区域的强度和硬度低，不仅减少冲裁力、延长冲裁模具寿命，而且取消了激光切割工艺、降低了成本，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，可以保证了冲孔切边质量，获得较佳的剪切边缘，保证了热冲压件的几何形状和尺寸精度。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】
[0029]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0030]图1为本发明第一个实施例的结构示意图；
[0031]图2为本发明第二个实施例的结构示意图；
[0032]图3为本发明第三个实施例的结构示意图；
[0033]图4为本发明第四个实施例的结构示意图；
[0034]图5为本发明实施例的流程示意图；
[0035]图6为本发明实施例中电加热装置的结构示意图；
[0036]图7为本发明实施例中激光加热装置的结构示意图；
[0037]图8为本发明实施例中感应加热装置的结构示意图。
[0038]图中:1-预制坯料，2-上料台，3-进料机器人，4-压力机A，5_送料机器人，6_淬火室，61-可动夹持机构，62-喷淋机构，7-卸料机器人，8-传送带，9-压力机B，10-机器人，11-压力机C，12-淬火池，13-托料架，14-成形凹模，15-成形凸模，16-切边凹模，17-冲孔凸模，18-电源，19-电极，20-绝缘件，21-激光束，22-激光头，23-激光器，24-感应线圈，25-铁芯。
【具体实施方式】
[0039]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。
[0040]如图1-图5所示，一种多工位连续热冲压生产线，该生产线包括依次设置的上料台2、进料机器人3、压力机组、送料机器人5、淬火装置、卸料机器人7和传送带8 ;其中，
[0041]上料台2用于放置落料后的预制坯料I ;
[0042]进料机器人3用于将预制坯料I移送至压力机组中；
[0043]压力机组包括加热装置、模具装置和用于安装模具装置的至少一个压力机，加热装置用于对预制坯料进行整体或局部加热，得到热坯料，模具装置用于对热坯料进行冲压成形、保压定形和切边冲孔，得到热冲压件；
[0044]送料机器人5用于将热冲压件移送至淬火装置内；
[0045]淬火装置用于对热冲压件进行淬火处理；
[0046]卸料机器人7用于将淬火后的工件移送至传送带8上。
[0047]在本发明的优选实施例中，如图6所示，加热装置为电加热装置，电加热装置包括电源18、电极19和绝缘件20，电极19安装在绝缘件20上、且位于预制坯料的上下两侧，位于预制坯料I任一侧的电极19与电源18连接，通电状态下，电源18、电极19和预制坯料形成通电回路，电流通过预制坯料产生焦耳热，使预制坯料被加热。
[0048]在本发明的优选实施例中，如图7所示，加热装置为激光加热装置，激光加热装置包括激光头22、与激光头22连接的激光器23，激光头22产生高能量的激光束21对预制坯料进行加热。
[0049]在本发明的优选实施例中，如图8所示，加热装置为感应加热装置，感应加热装置包括感应线圈24、设置在感应线圈24内的铁芯25，通电状态下，感应线圈24和铁芯25产生交变磁场，预制坯料在交变磁场的作用下产生感应电流，从而被加热。
[0050]在本发明的优选实施例中，如图1、图3、图5所示，模具装置包括一冲压-切边冲孔级进模，压力机的数量为一个，称为压力机A4，冲压-切边冲孔级进模安装在压力机A4上，加热装置也安装在压力机A4上。
[0051]在本发明的优选实施例中，如图2、图4、图5