专利名称：超高强度钢板热冲压成型模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冲压模具，特别是一种热冲压成型模具。
技术背景现今，人们普遍开始重视汽车的安全性与节能环保性，应用超高强度钢板制造车身，可 以在确保汽车的碰撞安全性的条件下，减轻自重。加工超高强度钢板最经济的方法就是采用 热成形技术。纵观其他类型的热成形模具加工超高强度钢板，其主要缺点就在于所需设备庞 大复杂。 一些模具利用气体冷却技术，通过在模具上加工出的气孔、气道等，将冷却气体喷 射到制件表面，实现对制件的气体淬火效应。这类模具结构复杂、成本昂贵。在使用中，冷 却气体的制备、储存、输送等均有诸多不便。还有一种更落后的工艺是将热冲压制件快速取 出后直接将其投入淬火池中，由于钣金件属于薄壳零件，采用这种方法使得制件变形严重， 由于形状尺寸的变化导致废品率居高不下。发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种更简单实用的热冲压成型模具，它采用水冷技术， 可以更好地满足热冲压成型工艺的要求。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案 一种超高强度钢板热冲压成型模具， 包括上模座和固定在上模座上的凸模、下模座和固定在下模座上的凹模，所述凹模中设有冷 却水通道，所述的冷却水通道与一个冷却水循环系统相连接。使用本发明的模具对超高强度钢板进行合模热冲压后，在保压过程中利用模具自带的水 冷系统对模具和其中的冲压件进行快速冷却，达到淬火的效果。由于这个过程是在模具的保 压过程中完成的，因此工件的变形很小，可以很好地保证冲压件的尺寸精度。由于模具钢是 热的良导体，只要合理地设计冷却水的通道，合理的控制冷却水的流量和流速，就可以实现 满足工艺要求的冷却速度。作为上述技术方案的一种优选方案，所述凹模由一个槽状的凹模座和一个型腔体构成， 凹模座上设有进水口和出水口，所述型腔体座落在凹模座的凹槽内，型腔体与凹模座之间设 有空隙，所述空隙与进水口、出水口相连通。通入冷却水后，型腔体与凹模座之间的空隙被 冷却水所填充;它与凹模座上的进水口、出水口共同构成冷却水通道。型腔体相当于是座落在一个水槽中，与冷却水有很大的接触面积，不但提高了冷却的速度，也保证了冷却的均匀 性。作为一种更优选的方案，所述凸模内也设有冷却水通道，所述凸模内的冷却水通道也与 冷却水循环系统相连接。对凸模也采取冷却措施，可以进一步提高对冲压件的冷却速度和冷 却的均匀性。本发明应用于超高强度钢板热冲压加工中，与现有的技术相比，其所具有优势及有益效 果还体现在①以水冷代替气冷；水源的获得要比气源容易得多。气源的存储需要压力容器， 具有一定的危险性。气体在储运过程中的泄漏不易察觉，而水则更容易密封，即使泄漏其危 害性也较为有限。冷却气体无法回收利用，消散在大气中，不利于环保。本模具中使用的冷 却水，仅需简单处理即可重复利用，是绿色环保的加工设备。②复合式凹模；采用嵌入式设 计，在型腔体与凹模座之间设计冷却水通道并布置散热。此举显著提高模具与水的热交换效 能。同时，这种结构的制造、装配、日常保养均很容易。③加工质量与效率高；采用本模具 进行热冲压加工，可以实现冲压后制件的保压定形过程，此举可以显著降低制件的热变形与 回弹效应，并将制件的固体淬火过程融于其中同时进行，以此提高制件材料的机械强度和尺 寸精度，省去了采用其他模具所必须的后续淬火工艺。④模具寿命长；使用传统模具进行热 成形加工，模具表面温度变化剧烈，容易产生热疲劳效应，其内部也因温度变化产生热应力， 因此导致模具开裂，表面龟裂等失效现象过早产生。而本发明可以降低冲压模具温度，避免 由热带来的不利影响。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。 图1是本发明一种超高强度钢板热冲压成型模具的结构示意图。 图2是一种复合式凹模的结构分解图。 图3是凸模中冷却水通道的布置示意图。
具体实施方式
如图1所示，凸模2固定在上模座上1，凹模4固定在下模座5上的，凹模4中设有冷却 水通道3，冷却水通道3与一个冷却水循环系统相连接。在进行热冲压时，布置在凹模中的冷 却水通道中通入循环的冷却水，对凹模进行迅速降温，达到固体淬火的效果。图2所示的是本发明一种优选实施例的凹模结构，它采用了复合式凹模，由一个槽状的 凹模座9和一个型腔体6构成，凹模座9上设有进水口 7和出水口 10，型腔体6座落在凹模 座9的凹槽8内，型腔体6与凹模座9之间设有空隙，该空隙与进水口7、出水口10相连通。 通入冷却水后，型腔体6与凹模座9之间的空隙被冷却水所填充，它与凹模座9上的进水口 7、 出水口 10共同构成冷却水通道3。凹模座9的凹槽8内通入冷却水后相当于是一个水槽，型 腔体6就座落在这个水槽中，与冷却水有很大的接触面积，不但提高了冷却的速度，也保证 了冷却的均匀性。图3所示是本发明另一种优选实施例的凸模结构，在凸模内也布置了冷却水通道，该凸 模内的冷却水通道也与冷却水循环系统相连接。水流经由设计在与凸模承载面垂直的水道流 入，在横向水道中与模具进行热交换后，从另一侧的垂直水道流出。对凸模也采取冷却措施， 可以进一步提高对冲压件的冷却速度和冷却的均匀性。这种设计的优点是制造方便，成本低 廉，水冷效果好。但由于凸模在实际运用中是活动的，连接管道必须使用软管，且必须留出 软管的活动空间。本发明利用设置在凸、凹模内的冷却水通道，配合冷却水循环系统，将超高强度钢板的 热冲压变形与淬火过程同时进行，结构既紧凑又安全，能够承受较大吨位的载荷，缩短冲压 加工周期。特别地，嵌入式复合凹模的结构设计更是实现这一技术突破的核心。以上是本发明热成形模具的主要说明，但是在具体运用过程中，冷却系统的设计可以按需取舍或调整，对于追求生产效率，冲压节奏快的场合，可以采取增加进出水口等方法，以加强模具的冷却效果。在一些动凸模不具备通水条件的场合，采用安插热管的方法也可以使 模具具备一定的冷却效能。
权利要求
1.一种超高强度钢板热冲压成型模具，包括上模座(1)和固定在上模座上的凸模(2)、下模座(5)和固定在下模座上的凹模(4)，其特征是所述凹模(4)中设有冷却水通道(3)，所述的冷却水通道(3)与一个冷却水循环系统相连接。
2. 根据权利要求1所述的超高强度钢板热冲压成型模具，其特征是所述凹模(4)由一个 槽状的凹模座(9)和一个型腔体(6)构成，凹模座(9)上设有进水口 (7)和出水口 (10)， 所述型腔体(6)座落在凹模座(9)的凹槽(8)内，型腔体(6)与凹模座(9)之间设 有空隙，所述空隙与进水口 (7)、出水口 (10)相连通。
3. 根据权利要求1或2所述的超高强度钢板热冲压成型模具，其特征是所述凸模(2)内 也设有冷却水通道，所述凸模内的冷却水通道也与冷却水循环系统相连接。
全文摘要
本发明公开了一种超高强度钢板热冲压成型模具，包括上模座和固定在上模座上的凸模、下模座和固定在下模座上的凹模，凹模中设有冷却水通道，冷却水通道与一个冷却水循环系统相连接。特别是凹模由一个槽状的凹模座和一个型腔体构成，凹模座上设有进水口和出水口，型腔体座落在凹模座的凹槽内，型腔体与凹模座之间设有空隙，所述空隙与进水口、出水口相连通。不但提高了冷却的速度，也保证了冷却的均匀性。本发明结构简单实用，利用模具自带的水冷系统对模具和其中的冲压件进行快速冷却，达到淬火的效果。由于这个过程是在模具的保压过程中完成的，因此工件的变形很小，可以很好地保证冲压件的尺寸精度。
文档编号B21D22/02GK101288889SQ20071003960
公开日2008年10月22日 申请日期2007年4月18日 优先权日2007年4月18日
发明者峰 倪, 全 周, 朱巧红, 林建平, 鲍文华 申请人:上海大众汽车有限公司;同济大学