专利名称：具备成形翻孔复合功能的热成形模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具备成形翻孔复合功能的热成形模具。
背景技术：
应用热成形工艺技术制造的汽车白车身结构件，其原理是将硼钢板加热到奥氏体温度区间以上，快速输送到热成形模具上，在冲压成形的同时，对板料进行淬火，得到完全 马氏体组织的零件，使零件达到1500MPa级别的抗拉强度。因其具有超高强度，热成形零件逐渐广泛被应用于白车身结构件，在确保结构强度的同时实现更轻量化的产品设计，对于提高汽车的燃油经济性，推动节能减排具有重要意义。不同于传统的冷冲压工艺，热成形工艺往往只有成形一道工序，这是因为板料在热成形之后，已经达到超高强度，难以实现传统冷冲压工艺中的翻孔、翻边、整形等后续工序。这样就限制了热成形零件的几何复杂性，只能设计成相对简单的形状。但是出于车身装配和功能的需要，某些零件的局部特征往往又难以简化，例如中央地板通道的变速器拨杆过孔往往需要进行翻孔。这就要求能够在同一副模具中同时实现热成形和热翻孔的工艺。而目前的热成形模具不具备在热成形的同时实现热翻孔的功能。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种具备成形翻孔复合功能的热成形模具，该模具可同时实现热成形和热翻孔的功能，实现较复杂零件的制造。为解决上述技术问题，本实用新型包括上模，上模包括上模座和固定在所述上模座下表面的凹模镶块；上模的下方设有一用于放置待处理的板料的压边圈，压边圈的上表面与凹模镶块的下表面的水平部分相对应；压边圈的下表面设有多个垂直的顶杆，顶杆的另一端连接有压机液压垫；它还包括下模，下模设在压边圈的下方；下模包括下模座，下模座包括下模座本体和沿下模座本体的边缘垂直向上延伸的下模座凸缘，下模座本体的上表面垂直固定有多个相同的氮气弹簧，氮气弹簧上压有一安装板，安装板的边缘与下模座凸缘的内表面间隙配合，安装板的上表面中心固定有凸模镶块，凸模镶块的凸面与凹模镶块的凹面相对应，压边圈的中间设有第一通孔，凸模镶块的最大直径略小于第一通孔的内径，下模座本体上表面的中心垂直固定有翻孔冲头，安装板和凸模镶块对应于翻孔冲头的位置设有第二通孔，翻孔冲头与第二通孔间隙配合，凹模镶块的中心设有第三通孔，第三通孔与翻孔冲头在同一轴线上，第三通孔的内径面与翻孔冲头的外径面的径向距离略大于待处理的板料的厚度。本实用新型可以在同一工序中，先进行常规的热成形，然后在板料对应部位冷却之前完成热翻孔，实现较复杂零件的制造。优选的，翻孔冲头的最高点略低于凸模镶块的上表面。翻孔冲头的最高点略低于凸模镶块的上表面，避免在热成形过程中翻孔冲头接触板料。优选的，压边圈的分模线的四周固定有多个相同的平衡块，平衡块的高度略大于板料的厚度。平衡块能保证凹模镶块与压边圈的间隙均匀分布且大于板料厚度，使板料在成形过程中能够顺畅流动和变形。优选的，安装板的边缘与下模座凸缘的内表面之间设有导板。导板确保了安装板和下模座凸缘相对运动的精度。优选的，下模座本体的上表面固定有多个相同的墩死块，墩死块位于安装板的下方。墩死块能够在氮气弹簧被压缩到下止点时起到限位作用。优选的，安装板和下模座对应顶杆的位置设有第四通孔，顶杆与第四通孔间隙配 口 O
图I为本实用新型具备成形翻孔复合功能的热成形模具的一种实施方式的剖视图。图2为图I所示具备成形翻孔复合功能的热成形模具的实施方式的热成形工艺剖视图。图3为图I所示具备成形翻孔复合功能的热成形模具的实施方式的热翻孔工艺剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。如图I所示，本实用新型包括上模1，上模I包括上模座11和固定在上模座11下表面的凹模镶块12 ;上模I的下方设有一用于放置待处理的板料6的压边圈2，压边圈2的上表面与凹模镶块12的下表面的水平部分相对应；压边圈2的下表面设有多个垂直的顶杆4，顶杆4的另一端连接有压机液压垫；压边圈2的上表面的分模线的四周固定有多个相同的平衡块5，平衡块5的高度略大于板料6的厚度；压边圈2的下方设有下模3 ;下模3包括下模座31，下模座31包括下模座本体31a和沿下模座本体31a的边缘垂直向上延伸的下模座凸缘31b ;下模座本体31a的上表面垂直固定有多个相同的氮气弹簧32 ;氮气弹簧32上压有一安装板33，安装板33的边缘与下模座凸缘31b的内表面间隙配合，安装板33的边缘与下模座凸缘31b的内表面之间设有导板37 ;安装板33的上表面中心固定有凸模镶块34，凸模镶块34的凸面与凹模镶块12的凹面相对应，压边圈2的中间设有第一通孔，凸模镶块34的最大直径略小于第一通孔的内径；下模座本体31a上表面的中心垂直固定有翻孔冲头35，翻孔冲头35的最高点可略低于凸模镶块34的上表面，安装板33和凸模镶块34对应于翻孔冲头35的位置设有第二通孔，翻孔冲头35与第二通孔间隙配合；凹模镶块12的中心设有第三通孔，第三通孔与翻孔冲头35在同一轴线上，第三通孔的内径面与翻孔冲头35的外径面的径向距离略大于板料6的厚度；下模座本体31a的上表面固定有多个相同的墩死块36，墩死块36位于安装板33的下方；所述安装板33和所述下模座31对应所述顶杆4的位置设有第四通孔，顶杆4与第四通孔间隙配合。加热后的板料6被自动化设备输送放置到压边圈2上，上模I随压机滑块下行，凹模镶块12与压边圈2上的平衡块5相接触，平衡块5使凹模镶块12与压边圈2之间的间隙大于板料6的料厚，保证高温状态下的板料6不因过大的压边力而发生破裂。[0018]如图2所示，由于支撑压边圈2的顶杆4的液压力较小，上模I和压边圈2 —同下行。板料6先后与凸模镶块34和凹模镶块12接触，开始拉深成形。在此过程中，由于氮气弹簧32的支撑力大于板料6的成形力，安装板33基本保持不动，翻孔冲头35完全位于凸模镶块34内部，不与板料6上待翻孔区域发生接触，板料6对应位置不会快速冷却，仍然保持较高的温度和可成形性。当板料6与凸模镶块34和凹模镶块12完全接触时，板料6在凸模镶块34、凹模镶块12作用下基本成形完毕，第一阶段的热成形工艺完成。如图3所示，上模I继续下行。压机滑块的下压力大于氮气弹簧32的支撑力，安装板33在导板37导向作用下，与凸模镶块34、板料6 —同下行。由于翻孔冲头34是固定在下模座31上，与凸模镶块34之间产生向上的相对运动，与板料6上的待翻孔区域接触并 开始翻孔，直至安装板33与固定在下模座31上的墩死块36接触，到达下止点，热翻孔工艺结束。需要指出的是，氮气弹簧32的规格、数量与排布形式，需根据凸模镶块34和安装板33重量以及成形力大小进行设计计算，保证氮气弹簧32的总支撑力大于凸模镶块34和安装板33重量以及成形力之和，这样能够确保在热成形工序彻底完成之后再进行热翻孔。板料6热成形和热翻孔完毕之后，由于冷却收缩，一般会包覆在凸模镶块34及翻孔冲头35上。卸料时，随着压机滑块和上模I上行，压机滑块的成形力被撤去，在氮气弹簧32的支撑力作用下，凸模镶块34和安装板33相对翻孔冲头35向上运动，使已成形的板料6与翻孔冲头35脱开。接着，在顶杆4的作用下，压边圈2相对凸模镶块34向上运动，使已成形的板料6与凸模镶块34脱开，出料机械手可将已成形的板料6取走。本实用新型可以在同一工序中，先进行常规的热成形，然后在板料6对应部位冷却之前完成热翻孔，实现较复杂零件的制造。以上对本实用新型实施例所提供的一种具备成形翻孔复合功能的热成形模具进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种具备成形翻孔复合功能的热成形模具，包括上模(I)，所述上模(I)包括上模座(11)和固定在所述上模座(11)下表面的凹模镶块(12);所述上模(I)的下方设有一用于放置待处理的板料(6)的压边圈(2)，所述压边圈(2)的上表面与所述凹模镶块(12)的下表面的水平部分相对应；所述压边圈(2)的下表面设有多个垂直的顶杆(4)，所述顶杆(4)的另一端连接有压机液压垫，其特征在于它还包括下模(3)，所述下模(3)设在所述压边圈(2 )的下方；所述下模(3 )包括下模座(31)，所述下模座(31)包括下模座本体(3Ia)和沿下模座本体(31a)的边缘垂直向上延伸的下模座凸缘(31b)，所述下模座本体(31a)的上表面垂直固定有多个相同的氮气弹簧(32)，所述氮气弹簧(32)上压有一安装板(33)，所述安装板(33)的边缘与所述下模座凸缘(31b)的内表面间隙配合，所述安装板(33)的上表面中心固定有凸模镶块(34)，所述凸模镶块(34)的凸面与所述凹模镶块(12)的凹面相对应，所述压边圈(2)的中间设有第一通孔，所述凸模镶块(34)的最大直径略小于所述第一通孔的内径，所述下模座本体(31a)上表面的中心垂直固定有翻孔冲头(35)，所述安装板(33)和所述凸模镶块(34)对应于所述翻孔冲头(35)的位置设有第二通孔，所述翻孔冲头(35)与所述第二通孔间隙配合，所述凹模镶块(12)的中心设有第三通孔，所述第三通孔与所述翻孔冲头(35)在同一轴线上，所述第三通孔的内径面与所述翻孔冲头(35)的外径面的径向距离略大于待处理的板料(6)的厚度。
2.根据权利要求I所述的具备成形翻孔复合功能的热成形模具，其特征在于所述翻孔冲头(35)的最高点略低于所述凸模镶块(34)的上表面。
3.根据权利要求I所述的具备成形翻孔复合功能的热成形模具，其特征在于所述压边圈(2)的分模线的四周固定有多个相同的平衡块(5)，所述平衡块(5)的高度略大于待处理的板料(6)的厚度。
4.根据权利要求I所述的具备成形翻孔复合功能的热成形模具，其特征在于所述安装板(33)的边缘与所述下模座凸缘(31b)的内表面之间设有导板(37)。
5.根据权利要求I所述的具备成形翻孔复合功能的热成形模具，其特征在于所述下模座本体(31a)的上表面固定有多个相同的墩死块(36)，所述墩死块(36)位于所述安装板(33)的下方。
6.根据权利要求I所述的具备成形翻孔复合功能的热成形模具，其特征在于所述安装板(33)和所述下模座(31)对应所述顶杆(4)的位置设有第四通孔，所述顶杆(4)与所述第四通孔间隙配合。
专利摘要本实用新型涉及一种具备成形翻孔复合功能的热成形模具。本实用新型的上模包括上模座和固定在上模座上的凹模镶块；上模的下方设有一压边圈；下模包括下模座，下模座上固定有多个相同的氮气弹簧，氮气弹簧上压有一安装板，安装板可沿垂直方向移动，安装板上中心固定有凸模镶块，凸模镶块的凸面与凹模镶块的凹面相对应，凸模镶块的最大直径略小于压边圈通孔的内径，下模座上垂直固定有翻孔冲头，翻孔冲头穿过安装板和凸模镶块，可沿垂直方面相对移动，翻孔冲头与凹模镶块的通孔在同一轴线上，两者的径向距离略大于待处理的板料的厚度。本实用新型可以在同一工序中，先进行常规的热成形，然后在板料对应部位冷却之前完成翻孔，实现较复杂零件的制造。
文档编号B21D37/10GK202516923SQ20112052694
公开日2012年11月7日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者刘磊超, 许红平 申请人:上海赛科利汽车模具技术应用有限公司