用于制造成型构件的方法和设备的制造方法_3

文档序号:9492857阅读:来源:国知局
计,作为用于对抗工件冷却的措施,设置有用于降低由工件向设备上的热传导的措施。通过设置有用于降低热传导的措施可以实现,在对接冲头的区域中更少的工件热量通过对接冲头散失,从而对抗冷却。
[0043]根据按照本发明的设备的另一种设计,作为用于降低热传导的措施,设置有用于减小设备在对接冲头的区域中的导热性的措施。相应的措施比如可以是设置在对接冲头区域中的添加物或者间隔部件,而且其也可以形成为设备本身的一些部分或者形成作为额外的部件。尽管在对接冲头区域中的设备和对接冲头区域中的工件之间最终仍存在温度差,但通过用于降低设备在对接冲头的区域中导热性的措施仍可以降低热传导。
[0044]特别是,作为用于降低导热性的措施,在对接冲头的区域中的设备、特别是对接冲头和/或在对接冲头的区域中的工具具有低导热性的材料。具有低导热性的可能的材料例如是具有低导热性的工具钢或陶瓷。
[0045]降低的导热性或具有低导热性的材料特别是理解为导热性小于所使用的钢材的导热性。具有低导热性的材料的导热性例如小于40、优选小于30或设置小于20W/(m -K)。
[0046]作为用于降低热传导的措施,如果根据设备的另一种设计在工件与设备之间、特别是工件与工具之间引入添加物,可以有利地进一步降低热传导。这类添加物例如可以是能够设置在设备或工件上的润滑剂。
[0047]作为用于降低热传导的措施,如果根据设备的另一种设计减小工件和设备之间的接触面积、特别是在形状上改造对接冲头的表面,并优选对接冲头的表面具有一种结构、特别是具有一个或多个凹槽,可以有利地进一步降低热传导。优选在对接冲头的密封区域中设置减小的接触面积。替代性地或额外地也可以在对接冲头的区域中这样改造工具形状。
[0048]作为用于降低热传导的措施,如果根据设备的另一种设计设备设置有用于减小在对接冲头区域中的设备与工件之间的温度差的措施,可以实现在对接冲头区域中的热传导不依赖于设备与工件处于接触的区域的导热性。
[0049]根据设备的另一种设计,作为用于降低温度差的措施,可以特别简单地设置有调温的对接冲头和/或在对接冲头区域中调温的工具。例如可以通过感应线圈或者筒形加热器进行调温。同样可以使用流体,该流体可以加热对接冲头和/或在对接冲头区域中的工具。
[0050]最后,通过对接冲头能够移动可以有利地改进该设备。以此,对接冲头不仅可以几乎不依赖于工件形状而可靠地密封工件,而且可以简化已成型工件的冷却或淬火,因为在对接冲头回缩的情况下可以以简单的方式喷洒冷却介质,例如水。
[0051]根据本发明第二教导的设备的其他优势和有利设计参见根据本发明第一教导的方法描述。
【附图说明】
[0052]随后结合附图通过描述实施例进一步说明本发明。附图中示出了:
[0053]图1示出了按照本发明的设备的第一个实施例,该设备用于实施按照本发明的方法的第一实施例,
[0054]图2示出了按照本发明的设备的第二个实施例,该设备用于实施按照本发明的方法的第二实施例,
[0055]图3示出了按照本发明的设备的第三个实施例,该设备用于实施按照本发明的方法的第三实施例,
[0056]图4示出了按照本发明的设备的第四个实施例,该设备用于实施按照本发明的方法的第四实施例,
[0057]图5示出了按照本发明的设备的第五个实施例,该设备用于实施按照本发明的方法的第五实施例。
【具体实施方式】
[0058]图1以截面图示出了设备I的第一个实施例的一部分,该设备用于使工件2成型而制成成型构件。工件2由可硬化钢组成并且在这种情况下是一个由管状型材成型得到的管状工件。工件2另外具有空心区域2a。设备I包括工具4和能够轴向移动的对接冲头6,该工具具有两个赋形的铸模半部4a和4b。待制型材的形状通过铸模半部4a和4b的赋形内圆周面决定。工件2已经引入工具4中,其中,工件2的空心区域2a的开口通过对接冲头6密封地封闭。为此,对接冲头6以其设计作为密封区域的表面6a密封地紧贴在工件2的终端区域中的内圆周面上。对接冲头6为此与工件2相匹配并且在这种情况下基本上旋转对称且呈锥形延伸地形成。为了将流体引入到空心区域2a中使工件成型,对接冲头6具有共轴设置的流体输送管8。
[0059]该设备例如可以还具有第二个或另外的对接冲头,通过该对接冲头可以密封管状工件2的第二个开口或另外的开口(未示出)。这里仅示例性地说明一个对接冲头6。
[0060]在将工件2如图1中所示地引入到工具4中之前,例如可以使工件达到位于Ac3温度以上的温度。但也可替代性地直到位于工具4中才加热工件2。
[0061]如果现在将较热的流体(例如在Acl温度以上)通过流体输送管8引入固定在工具4中的工件2的空心区域2a中,工件2与赋形的铸模半部4a和4b共同作用而热成型。在此,通过在高压下引入的流体或者通过在适当压力下引入流体的情况下铸模半部4a和4b的合拢实现成型。同样地也可以设置为这些方法的结合。
[0062]为了促进成型,对接冲头6另外还具有凸起6b,该凸起从后方夹紧工件2。由此可以将工件2的材料向后推送至铸模半部4a和4b之间区域中,从而可以确保在较高的变形程度范围内有充足的材料可供使用。
[0063]如上所述,在成型过程中,对接冲头6总是以密封区域6a紧贴在工件2终端区域中的内圆周面上。但是在现有技术中的设备和方法中以此会从已加热的工件2向对接冲头6上进行不可忽视的热传递,并导致工件2在对接冲头区域和邻接区域中的冷却。
[0064]为了对抗工件2在对接冲头6的区域中的冷却,设备I现为了降低从工件2向设备I的热传递而具有用于降低设备I的对接冲头6与工件2之间温度差的措施,该措施的形式为通过加热部件10对对接冲头6进行调温。加热部件10例如可以通过筒形加热器或主动的调温装置实现。通过加热部件10可以使对接冲头的温度例如达到Acl温度或Ac3温度以上。以此在热成型过程中可防止通过在对接冲头区域中的冷却引起的钢材的相变。因此,可以通过已成型的工件2接下来的冷却或淬火完成特别是包括在对接冲头6的区域中的硬化,而不必再次加热工件。
[0065]加热部件10也可以替代性地例如形成为感应线圈,从而在最初实现了工件2在对接冲头6的区域中的加热。在这种情况下并不强制性地减小对接冲头6与工件2之间的温度差,但是总是通过在对接冲头6的区域中加热工件2来对抗工件2在对接冲头6的区域中的冷却。
[0066]为了硬化,在工件2热成型为型材之后例如可以在轴向上移除对接冲头6,从而可以通过引入冷却介质使制成的型材硬化。
[0067]因此可以在对接冲头6的区域中实现得到改善的可成形性并且制成基本上已完全硬化的构件,从而可以降低由于来自对接冲头6的区域未硬化的工件区域而导致的材料废料。同时可以实现制造具有复杂几何形状的空心型材。另外由于降低了工件2的冷却简化了工件2的材料从对接冲头6的区域向后推送,从而能够实现工件2的高变形程度。
[0068]图2示出了设备I’的第二个实施例,该设备类似于图1中的设备I。就这点而言,随后仅探讨不同点而同样或者类似的部件标有相同的附图标记。与图1中的设备I的区别在于,图2中的设备I’不具有用于降低工件2与设备I’之间温度差的措施,而是取而代之地具有用于降低对接冲头6和工具4在对接冲头6区域中的导热性的措施。在这种情况下以此设置该措施,即,对接冲头6的区域中的工具4和对接冲头6本身包括具有低导热性的材料11。在这种情况下,对接冲头6由具有低导热
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