防止高强钢零件热冲压翘曲变形的加工装置的制作方法

本实用新型涉及机械加工领域，具体涉及一种防止高强钢零件热冲压翘曲变形的加工装置。

背景技术：

在高强度钢板零件的生产过程中，由于高强度钢板比普通钢板的屈服强度和抗拉强度高，而硬化指数、厚向硬化系数和延伸率却相对较低，使高强度钢板的冷冲压成形性能比普通钢板要差。采用传统的冷冲压成形方法会带来成形力大、易开裂、回弹严重等一系列问题，而热冲压成形可解决高强度钢板成形难的问题。但当零件上存在非对称的加强筋等结构时，热冲压成形零件不同部位的变形会不均匀，且零件热冲压后冷却至室温过程中不同部位冷却速度不同，从而会导致零件发生严重翘曲变形，后续往往需要进行回火及校形处理，而回火和校形工序时间长，致使零件生产效率低，生产成本高。因此，本技术领域需要一个操作简单、加工质量高的装置或工艺防止零件发生严重翘曲变形。

技术实现要素：

为克服现有技术中高强度钢板冲压过程发生翘曲变形的问题，本实用新型提供一种可防止高强钢零件热冲压翘曲变形的加工装置。具体方案如下：

一种防止高强钢零件热冲压翘曲变形的加工装置，包括带有左右两个长方形下凹槽的长方形的下模板、设于下模板上方的带有与下模板上的长方形下凹槽对应的上凹槽的上模板、设于下模板上的四个相互垂直形成矩形空间的定位板、设于下模板上左侧的下凹槽内的第一凹模、设于上模板上的与第一凹模对应的第一凸模、设于下模板上右侧的下凹槽内的第二凹模、设于上模板上的与第二凹模对应的第二凸模。

根据本实用新型的一个优选实施例，下模板的四周边缘带有方便固定的台阶。

根据本实用新型的一个优选实施例，还包括多个内六角螺杆，第一凹模与第二凹模以内六角螺杆固定于下模板、第一凸模与第二凸模以内六角螺杆固定于上模板。

根据本实用新型的一个优选实施例，四个定位板大小相同，且均以焊接方式固定于下模板上。

根据本实用新型的一个优选实施例，上模板与下模板的材质均为Q235。

根据本实用新型的一个优选实施例，上模板下方带有与定位板配合以使被冲压的高强钢零件产生竖直的拉延筋的凸起。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

1、本加工装置可以在不改变零件的结构、性能的情况下，将零件冲压出拉延筋，减少热冲压成形过程中的变形量，从而提高了工件的质量。

2、本加工装置操作方便，结构简单，且方便移动；第一凸模、第一凹模、第二凸模和第二凹模均为可拆卸连接，可以根据需要更换变坏的模具，节省全部报废的成本，同时，可以更换不同尺寸的凸模与凹模，从而满足不同的需求。

3、使用本加工装置冲压出工件，在工件冷却定型后通过简单操作除去拉延筋，即可获得高质量的热冲压成形的工件，由此可见，本装置非常适合大批量、高效率的生产场合。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本实用新型提供的防止高强钢零件热冲压翘曲变形的加工装置的半剖视图；

图2为图1中防止高强钢零件热冲压翘曲变形的加工装置的俯视图；

图3为工件的主视图；

图4为图3中工件的左视图；

图5为图3中工件的俯视图。

图中：1、上模板，2、第一凸模，3、第一凹模，4、第二凹模，5、第二凸模，6、下模板，7、定位板，8、内六角螺杆，9、工件，91、工件本体，92、拉延筋，10、凸起。

具体实施方式

下面结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1～图2，一种防止高强钢零件热冲压翘曲变形的加工装置，包括带有左右两个长方形下凹槽的长方形的下模板6、设于下模板6上方的带有与下模板6上的长方形下凹槽对应的上凹槽的上模板1、设于下模板6上的四个相互垂直形成矩形空间的定位板7、设于下模板6上左侧的下凹槽内的第一凹模3、设于上模板1上的与第一凹模3对应的第一凸模2、设于下模板6上右侧的下凹槽内的第二凹模4、设于上模板1上的与第二凹模4对应的第二凸模5。

进一步地，下模板6的四周边缘带有方便固定的台阶。该台阶即为下模板6左右两侧左边缘的部分，可以利用螺栓使台阶与放置加工装置的油压机固定。

进一步地，还包括多个内六角螺杆8，第一凹模3与第二凹模4以内六角螺杆8固定于下模板6、第一凸模2与第二凸模5以内六角螺杆8固定于上模板1。

进一步地，四个定位板7大小相同，且均以焊接方式固定于下模板6上。

进一步地，上模板1与下模板6的材质均为Q235。

进一步地，上模板1下方带有与定位板7配合以使被冲压的高强钢零件产生竖直的拉延筋的凸起10。

请参阅图3～图5，工件9包括矩形的工件本体91与垂直设于其四周的拉延筋92，以下为利用本加工装置加工工件9的过程：

一、准备工作：

a、加工装置(热冲压成形模具)：对加工装置进行改进，在模具上设置定位板7等，该定位板7可使工件9在冲压的过程中在四周形成拉延筋92。

b、工件毛坯准备：根据布局了拉延筋92后的高强钢零件工件图计算工件毛坯尺寸，并完成工件毛坯的准备；

c、工件毛坯加热：将工件毛坯加热到适合热冲压成形的温度；

d、模具安装：将改进后的加工装置安装在油压机上，用压板、螺栓将上模板1固定在油压机上工作台台面上，用压板、螺栓将下模板6固定在油压机下工作台台面上；模具安装时要求调整好模具的间隙；

e、参数设置：设置数控程序各参数，包括油压机的压力、行程等。

二、加工：

加工工件时，将加热到热冲压成形温度的工件毛坯摆放到模具凹模平面上，根据定位板7定位好工件毛坯位置，启动油压机，模具上部分在油压机油缸作用下向下运动，随着模具上部分向下运行，模具上、下部分逐渐贴合，随后，在模具上下模的共同作用下完成压形。合模后在模具中保压5分钟，随后将零件从模具中拿出放在平台上冷却。工件冷却定型后，通过简单操作除去拉延筋92，获得高质量的热冲压成形零件。

以下为进一步的分析和操作流程：

Ⅰ、详细流程图

工件热冲压变形原因分析－－＞制定解决措施－－＞进行工艺试验验证－－＞工件设计、布局拉延筋92－－＞计算工件毛坯尺寸－－＞完成工件热冲压成形－－＞工件检测－－＞结论

Ⅱ、操作步骤

A、工件热冲压变形原因分析：工件上有两U型加强筋，加强筋的两端存在缩口结构，在热压成型过程中，随着板料的变形，缩口部位在凸模的挤压下成形，由于缩口部位结构不对称，使零件在成形过程中各部位变形不均匀，缩口部位应力集中。在板料成形结束时，随着外部载荷消失，变形应力的释放，进而可能使零件发生变形。另外，由于零件结构的不对称性，热压成型件冷却至室温的过程中，不同部位冷却速度不同，也可能导致零件发生严重变翘曲形。

B、制定解决措施：根据零件发生严重翘曲变形的可能原因，采取在不改变零件结构、性能的情况下，在零件上设计、布局拉延筋92，摸索拉延筋92设计、布局对零件热压成型的影响。

C、工艺验证：

①、在工件设计、布局拉延筋92；

②、对工件热冲压成形模具进行改进，在模具上增加拉延筋92的成形结构，使之能满足设计、布局拉延筋92后的高强钢零件工件的热冲压成形；

③、根据布局了拉延筋92后的高强钢零件工件图计算工件毛坯尺寸，并完成工件毛坯的准备；

④、将工件毛坯放到加热炉进行加热，加热到适合热冲压成形的温度，保温一定时间；

⑤、将改进后的热冲压成形模具安装在油压机上，用压板、螺栓将上模板1固定在油压机上工作台台面上，用压板、螺栓将下模板6固定在油压机下工作台台面上；模具安装时要求调整好模具的间隙。

⑥、将加热到热冲压成形温度的工件毛坯从加热炉转移到模具上，并摆放到模具凹模平面上，根据定位板7定位好工件毛坯位置，启动油压机，模具上部分在油压机油缸作用下向下运动，随着模具上部分向下运行，模具上、下部分逐渐贴合，随后，在模具上下模的共同作用下完成压形。合模后在模具中保压5分钟，随后将零件从模具中拿出放在平台上冷却；

⑦、工件冷却定型后，通过简单操作除去拉延筋92。

本加工装置新颖、简易，能够有效防止零件热冲压成形时发生翘曲变形，保证成形零件的质量。本加工装置的设计思路能作为一种非对称的高强钢零件热冲压成形过程中防止零件发生翘曲变形的典型，启迪专业人员作出一系列的引用及延伸。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。