一种用于深拉伸零件生产的模具的制作方法

本实用新型涉及热成形技术领域，尤其是指一种用于深拉伸零件生产的模具和方法。

背景技术：

深拉伸零件就是用冲压、拉环或金属模的方法把板型金属材料变形为圆柱体或者盒子形状的零件。由于涉及到需要把金属进行变形，因此目前对于深拉伸零件的制作，常采用热成形的方法进行，即把坯料进行加热至软化以后，把坯料放置在模具内进行成型，同时模具内设置有冷却机构以保证模具处于较低温状态，使得坯料成型为深拉伸零件以后，能够及时冷却以保证深拉伸零件的形状能够固定。

而目前随着汽车轻量化和安全性能要求的不断提升，高强钢零件已逐步应用于车身安全件和结构件，而高强钢零件则大多都是通过热成型的方法生产制作而成的。众所周知，高强钢材料成形性与温度是密切相关的，具体为高强钢材料在高温下材料应力较低，材料流动性较好；而在低温下材料应力增大，流动性变差，因而热成形过程中板料与模具的接触状况和时序对于零件成形性影响较大。

采用高强钢制作的深拉伸零件，生产工序大致如下：在坯料进入模具以后，先由模具的压料件压住坯料的法兰边，然后再由模芯把坯料的中间部位压入模腔内，从而完成成形。

在上述的工序中，显然有着如下的问题：由于模芯、压料件以及设置有模腔的下模分别设置有冷却机构，因此先与压料件以及下模接触的坯料法兰边会先发生冷却降温，而最后与模具接触的坯料中间部位则会无法快速冷却，从而导致坯料中间部位处要比其他位置要软，因此更容易发生变形，即该中间部位会更容易发生开裂，影响了深拉伸零件的质量。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的问题提供一种用于深拉伸零件生产的模具，能够对坯料的位于下模模腔正上方的位置进行冷却。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供的一种用于深拉伸零件生产的模具，包括上模和下模，所述上模包括模芯和位于所述模芯的外侧的压料件，所述压料件用于压住坯料的法兰边，所述下模设置有用于与所述模芯配合的模腔，所述模芯、所述压料件和所述下模分别设置有用于流通冷却水的冷却道；

所述下模还设置有用于对位于所述模腔上方的坯料进行吹风的吹风机构。

进一步的，所述吹风机构包括冷却机以及通风管，所述通风管设置于所述下模内，所述通风管的一端连接于所述冷却机，所述通风管的另一端突伸如所述模腔内并用于指向位于所述模腔上方的坯料。

更进一步的，所述模腔的内侧壁活动设置有用于固定所述通风管的固定机构。

进一步的，所述压料件的顶部设置有氮气弹簧，所述氮气弹簧用于推动所述压料件对坯料的法兰边进行压料动作。

进一步的，所述模芯包括基部和设置于所述基部的底部的成型部，所述成型部的半径小于所述基部的半径，所述成型部与所述压料板之间设置有成型槽，所述冷却道设置于所述成型部。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过设置有吹风机构，用于在压料件压住坯料的法兰边进行固定以后，向坯料的底部中间部位进行吹风，从而使得坯料的底部也能够快速冷却，避免坯料的底部中间部位在成形以后，因冷却问题而导致容易变形甚至发生裂开，从而提升了利用本实用新型所生产的深拉伸零件的质量。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

附图标记：1—上模，2—下模，3—冷却道，4—吹风机构，5—固定机构，11—模芯，12—压料件，13—氮气弹簧，21—模腔，41—冷却机，42—通风管，111—基部，112—成型部，121—成型槽。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。以下结合附图1对本实用新型进行详细的描述。

实施例1

本实施例提供了一种用于深拉伸零件生产的模具，包括上模1和下模2，所述上模1包括模芯11和位于所述模芯11的外侧的压料件12，所述压料件12用于压住坯料的法兰边，所述下模2设置有用于与所述模芯11配合的模腔21，所述模芯11、所述压料件12和所述下模2分别设置有用于流通冷却水的冷却道3；

所述下模2还设置有用于对位于所述模腔21上方的坯料进行吹风的吹风机构4。

本实施例通过设置有吹风机构4，用于在压料件12压住坯料的法兰边进行固定以后，向坯料的底部中间部位进行吹风，从而使得坯料的底部也能够快速冷却，避免坯料的底部中间部位在成形以后，因冷却问题而导致容易变形甚至发生裂开，从而提升了利用本实用新型所生产的深拉伸零件的质量。此外，本实施例中的冷却道3，是用于把坯料放入前先与外界的冷却机构连接以进行冷却水的流通，从而保证上模1和下模2均处于较低温状态，能够在合模成形时快速带走坯料的热量而使得坯料快速冷却，进而让坯料产生高强度的马氏体组织，从而让坯料所成形的深拉伸零件的质量提升。

本实施例中的吹风机构4，可以通过外置的冷却装置加上在模具中开设的风道配合来进行吹风动作。

由于上述的吹风机构4的风道是固定的，即当制作风道发生误差时，则这个模具相当于报废了。为了避免上述问题出现而导致模具成本升高，在本实施例中，所述吹风机构4包括冷却机41以及通风管42，所述通风管42设置于所述下模2内，所述通风管42的一端连接于所述冷却机41，所述通风管42的另一端突伸如所述模腔21内并用于指向位于所述模腔21上方的坯料。即使用者可根据需要，来对通风管42进行微调，从而让通风管42可以准确地吹到坯料对应的位置。

此外，本实施例中的冷却机41设置在下模2之外，仅由通风管42置于下模2内并突伸出模腔21，从而保证了冷却机41处于正常温度的工作环境下进行工作，避免了冷却机41工作环境温度过高缩短了使用寿命。

具体的，所述模腔21的内侧壁活动设置有用于固定所述通风管42的固定机构5。在调整好通风管42的位置和角度以后，利用固定机构5来对通风管42进行固定，从而保证通风管42不会发生偏移。固定机构5的选择多种多样，例如利用固定机构5包括滑条和夹子，夹子夹住通风管42，而夹子与滑条啮合来调整角度；模腔21内设置有滑槽，滑条在滑槽滑动调整好位置以后，利用螺丝穿过滑槽、滑条的方式进行固定等。此外，为了避免通风管42会挡住深拉伸零件的成形，因此还可以设置伸缩机构，即在通风管42对坯料的底部进行吹风冷却以后，由伸缩机构带动通风管42缩回下模2内。本实施例的固定机构5的具体结构仅仅是其中一种实施方式，不应视为对于固定机构5的保护范围的限定。

在本实施例中，所述压料件12的顶部设置有氮气弹簧13，所述氮气弹簧13用于推动所述压料件12对坯料的法兰边进行压料动作。通过氮气弹簧13来压住压料件12，从而保证了压料件12能够稳定、可靠地压住坯料的法兰边来对坯料的位置进行固定。

在本实施例中，所述模芯11包括基部111和设置于所述基部111的底部的成型部112，所述成型部112的半径小于所述基部111的半径，所述成型部112与所述压料板之间设置有成型槽121，所述冷却道3设置于所述成型部112。在成型部112把坯料压入模腔21以后，模腔21内与成型槽121正对的间隙即用于容纳成型后的深拉伸零件的侧壁，从而完成成形工序。

实施例2

本实施例提供了一种深拉伸零件的生产方法，该生产方法应用了实施例1中的模具，具体包括以下步骤：

a、把坯料放入加热装置中加热至925-935°并进行保温，保温时间为4-5.5min；

b、分别把模芯11的冷却道3、压料件12的冷却道3以及下模2的冷却道3与冷却水循环装置进行连通；

c、把坯料移送至下模2，坯料遮盖在模腔21的上方，然后驱动模芯11和压料件12下移，使得压料件12压住坯料的法兰边，且模芯11与坯料抵触；

d、启动吹风机构4，由吹风机构4往坯料遮盖在模腔21的上方的部位吹风进行局部冷却；

e、驱动模芯11冲向模腔21，使得坯料形成深拉伸零件。

即本实施例利用了实施例1中的模具，在对高强钢坯料进行成形前，利用吹风机构4对坯料的底部指定位置进行吹风冷却，让该指定位置提早冷却，从而避免坯料底部因冷却不足而发生变软甚至开裂的现象，提升了深拉伸零件的稳定性和成品率，从而降低了生产成本。

在本实施例中，在步骤d与步骤e之间，还包括：d’、吹风机构4包括冷却机41和通风管42，通风管42设置于模腔21内，通风管42的一端连接于冷却机41，通风管42的另一端突伸入模腔21内并指向坯料。

具体的，由于坯料的底部，并不是所有位置都容易发生变软和开裂的，而为了提升吹风冷却的效率，从而提升了深拉伸零件的生产效率，在本实施例中的步骤a之前，还包括：a’、采用数值模拟分析来计算出坯料的待吹风位置，然后根据数值模拟分析的结果来调整通风管42的另一端的位置和角度。即通过数值模拟分析先分析出该高强钢的坯料的底部哪些位置在不经吹风机构4吹风冷却时容易变软甚至开裂，然后再根据这个数值模拟分析的结果来调整通风管42位于模腔21内的所述另一端的位置和角度，使得通风管42能够在压料板固定坯料的法兰边以后，能够直接对着坯料的底部特定位置进行吹风冷却，而其他位置依然保持高温，即使得坯料的底部形成有低温区和高温区，从而让坯料的底部保持足够发生热成形的温度之余，其在冷却后容易发生变形的位置能够提早冷却成型，进而既保证了成形的深拉伸零件的质量，又保证了深拉伸零件的生产效率。需要注意的是，本实施例中所用到的数值模拟分析方法，是属于目前模具、零配件的制作和生产中所常用的软件和方法，即数值模拟分析在本领域内属于现有技术，在此不再赘述。

具体的，在步骤d’中，还包括：还包括把通风管42的另一端通过固定机构5固定在模腔21内，以使得通风管42的另一端稳定指向坯料。在调整通风管42的位置和角度以后，再通过固定机构5来对通风管42进行固定，从而保证通风管42在吹风过程中不会因风的力而导致偏移。

在本实施例中，在步骤c与步骤d之间，还包括：c’、启动氮气弹簧13，通过氮气弹簧13往压料件12施加一个指向坯料的力，使得压料件12不会发生偏移。通过氮气弹簧13来对压料件12进行进一步固定，保证了在成形过程中压料件12不会发生偏移，从而保证了坯料位置的稳定性。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。