一种热成型及热冲孔模具结构的制作方法

本发明涉及热成型的技术领域，尤其涉及的是一种热成型及热冲孔模具结构。

背景技术：

在现有技术中，对汽车零部件加工行业，常需要对板材进行热成型加工和冲孔，在现有专利cn201320327027.2中已公开了一种能同时开孔的热成型模具，其冲头设置在上模的上冲孔内，当上模和下模完全闭合时，能够将位于上模和下模之间的工件挤压成型，同时冲头能够在工件上开孔。

而在现有的热成型模具中，常设有对模具进行冷却的冷却系统，但在现有专利cn201320327027.2中并没有设置的冲头进行冷却的相关结构，无法对冲头进行冷却，容易造成模具的温度分布不均匀，板料的受热不均匀的情况。

因此，现有技术还有待改进和发展。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种热成型及热冲孔模具结构，使模具及冲头部分的温度分布更均匀，模具及板料的冷却效果更好。

本发明的技术方案如下：

一种热成型及热冲孔模具结构，包括上模组件、下模组件、模具冷却系统；

所述上模组件包括上模成型块，所述下模组件包括下模成型块，所述上模成型块的下表面与下模成型块的上表面匹配；

所述模具冷却系统对上模成型块和下模成型块进行冷却；

所述上模组件还包括冲头组件，所述冲头组件向下突出于上模成型块的下表面；所述下模组件还包括与冲头组件匹配的冲料孔；

所述冲头组件包括冲头、冲头冷却系统，所述冲头冷却系统设置在冲头内部，并对冲头进行冷却。

所述的热成型及热冲孔模具结构，其中，所述冲头冷却系统包括冷却液流道，所述冷却液流道设置在冲头内部，且与外界相通。

所述的热成型及热冲孔模具结构，其中，所述冲头冷却系统包括冷却液进水管、冷却液流道；所述冷却液流道设置在冲头内部，且与外界相通；所述冷却液进水管设置在冷却液流道内部，冷却液流道的直径大于冷却液进水管的外径；冷却液通过冷却液进水管流入冲头内部，再流经冷却液流道与冷却液进水管之间的间隙后流出冲头外。

所述的热成型及热冲孔模具结构，其中，所述冲头组件向下突出于上模成型块下表面的高度大于板料的厚度。

所述的热成型及热冲孔模具结构，其中，板料的厚度与所述冲头组件向下突出于上模成型块下表面的高度的比为0.36。

所述的热成型及热冲孔模具结构，其中，所述冲头组件还包括冲头弹顶销，所述冲头弹顶销设置在冲头的下表面，且相对于冲头上下运动。

所述的热成型及热冲孔模具结构，其中，所述冲头弹顶销包括销体、销孔、弹性件；所述销孔设置在冲头的下表面，所述销体设置在销孔内部，其下端向下突出于冲头的下表面，所述弹性件设置在销孔与销体之间，为销体提供上下方向的弹力。

所述的热成型及热冲孔模具结构，其中，所述上模组件还包括压料组件，所述压料组件可相对于上模成型块上下运动，压料组件的下端向下突出于上模成型块的下表面。

所述的热成型及热冲孔模具结构，其中，当压料组件相对于上模组件向下运动至最低点时，压料组件的下端与下模成型块的最低点齐平。

所述的热成型及热冲孔模具结构，其中，所述压料组件包括压料块、氮气弹簧，所述氮气弹簧与压料块的上端连接，控制压料块上下运动。

本发明的有益效果：本发明提供一种热成型及热冲孔模具结构，使模具及冲头部分的温度分布更均匀，模具及板料的冷却效果更好。

附图说明

图1是本发明的模具结构的一种结构图。

图2是本发明的模具结构的另一角度的结构图。

图3是模具结构在冲头组件位置的竖直剖面图。

图4是模具结构在冲头组件位置的竖直剖面图，此时上模组件和下模组件为合模状态。

图5是图3中b处的局部放大图。

图6是图4中c处的局部放大图。

图7是图1中a处的局部放大图。

附图标记说明：100、上模组件；110、上模成型块；121、冲头；122、冷却液流道；123、冷却液进水管；124、冲头弹顶销；131、压料块；200、下模组件；210、下模成型块；220、冲料孔；230、定位块；231、斜边；232、竖直边。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1~2所示，本发明提供一种热成型及热冲孔模具结构，包括上模组件100、下模组件200、模具冷却系统。

上模组件100包括上模成型块110，下模组件200包括下模成型块210，上模成型块110的下表面与下模成型块210的上表面匹配，待加工的板材在上模成型块110的下表面和下模成型块210的上表面之间被热压成型。

模具冷却系统对上模成型块110和下模成型块210进行冷却。

如图3~6所示，上模组件100还包括冲头组件，冲头组件向下突出于上模成型块110的下表面；下模组件200还包括与冲头组件匹配的冲料孔220；当上模成型块110与下模成型块210合模时，板料被冲头组件冲落后进入冲料孔220内。当上模组件100在竖直方向上下运动时，冲头组件与上模成型块110共同上下运动，在上模成型块110与下模成型块210进行合模的同时（板料在上模成型块110与下模成型块210之间被完全热压成型的同时），冲头组件对板料进行冲孔，该模具结构使板料的热压成型工序与热冲孔工序同时进行，生产效率更高。

由于上模成型块110与下模成型块210设有模具冷却系统对其进行冷却，而在上模组件100增设冲头组件后，冲头组件与上模成型块110之间会产生温度差，影响板料的成型效果，因此，冲头组件包括冲头121、冲头冷却系统，冲头冷却系统设置在冲头121内部，并对冲头121进行冷却，减小冲头121与上模成型块110、下模成型块210之间的温差。

在其中一种实施方式中，冲头冷却系统包括冷却液流道122，冷却液流道122设置在冲头121内部，且与外界相通。冷却液由外部通过冷却液流道122流入冲头121内部，对冲头121进行冷却，再流出冲头121外部。

在另一种实施方式中，冲头冷却系统包括冷却液进水管123、冷却液流道122；冷却液流道122设置在冲头121内部，且与外界相通；冷却液进水管123设置在冷却液流道122内部，冷却液流道122的直径大于冷却液进水管123的外径，冷却液通过冷却液进水管123流入冲头121内部，再流经冷却液流道122与冷却液进水管123之间的间隙后流出冲头121外。在本实施例中，由于流经冷却液流道122与冷却液进水管123之间的间隙的冷却液同时与冲头121的壁和冷却液进水管123的壁接触，即此间隙的冷却液会与冲头121进行热交换，对冲头121进行冷却，同时，还会与冷却液进水管123的管壁进行热交换，使此间隙的冷却液得到降温，使冲头121的降温效率更高。

进一步地，为了确保冲头组件能完全冲断板材，冲头组件向下突出于上模成型块110下表面的高度大于板料的厚度。

进一步地，板料的厚度与冲头组件向下突出于上模成型块110下表面的高度的比为0.36。如板料的厚度为1.8mm时，冲头组件向下突出于下模成型块210下表面的高度为5mm。由上述可知，只需冲头组件向下突出于上模成型块110下表面的高度大于板料的厚度，即可把板料完全冲断，但如果冲头组件向下突出于上模成型块110下表面的高度过大，冲头组件在板料热成型的初始阶段就在板料上完成冲孔，会造成冲出的孔在继续成型时产生拉伸和变形，因此冲头组件向下突出于上模成型块110下表面的高度不宜过大。在本发明中，由于冲头121在作业过程中容易磨损，为了为冲头组件的下表面提供磨损的余量（即当冲头组件的下表面产生磨损时，可对冲头121下表面进行研磨修整的量），板料的厚度与冲头组件向下突出于上模成型块110下表面的高度的比为0.36。

进一步地，为了避免板料被冲孔组件冲落的废料黏贴在冲孔组件的下表面不掉落，影响后续的加工，冲头组件还包括冲头弹顶销124，冲头弹顶销124设置在冲头121的下表面，且相对于冲头121上下运动，当冲头弹顶销124向下运动时，把黏贴在冲孔组件下表面的废料打落。

具体地，冲头弹顶销124包括销体、销孔、弹性件。销孔设置在冲头121的下表面，销体设置在销孔内部，弹性件设置在销孔与销体之间，为销体提供上下方向的弹力；当销体的下端与冲头121的下表面齐平时，弹性件对销体的弹性恢复力大于废料与冲头121下表面之间的黏力。当上模组件100与下模组件200分离时，销体在弹性件的作用下向下突出于冲头121的下表面，当上模组件100与下模组件200进行合模时，销体被冲断前的板料压入销孔内，销体的下端与冲头121的下表面齐平，当板材被冲断后，由于弹性件对销体的弹性恢复力大于废料与冲头121下表面之间的黏力，销体在弹性恢复力作用下向下运动，打落黏贴在冲头121下表面的废料。

进一步地，由于待热成型的板料均为平板，在热成型过程中容易相对于模具结构移位，造成工件成型效果不理想，因此，上模组件100还包括压料组件，压料组件可相对于上模组件100上下运动，压料组件的下端向下突出于上模成型块110的下表面。在板料的热成型过程中，上模组件100向下运动时，压料组件的下端会先与板料的上表面接触，并压在板料上，此时上模组件100的其它部件继续下行，而压料组件在板料成型的整个过程中一直压在板料上，直至上模组件100与下模组件200完全合模，压料组件的下端与上模成型块110的下表面平滑相接，热成型完成后，上模组件100上行离开下模组件200，最后，压料组件也跟随上模组件100其它部件一同上行。

进一步地，为使板料的整个热成型过程均被压紧不移位，当压料组件相对于上模组件100向下运动至最低点时，压料组件的下端与上模成型块110的最低点齐平。由于上模组件100的最低点是最先与板料表面接触的位置，因此，只要压料组件的下端与上模成型块110的最低点齐平，就能确保板料在整个热成型过程中被压料组件压紧不移位。

进一步地，压料组件包括压料块131、氮气弹簧，氮气弹簧与压料块131的上端连接，控制压料块131上下运动。当压料块131压紧在板料上时，氮气弹簧被压缩。

具体地，压料组件设置在冲头组件的外侧。

进一步地，为使板料的放置更准确，在下模组件200上设有定位组件，如图7所示，定位组件包括多个定位块230，多个定位块230均布在下模成型块210的两侧，下模成型块210两侧的定位块230对称设置，每个定位块230包括斜边231、竖直边232，斜边231设置在竖直边232的上方，两侧的定位块230的斜边231从上往下形成一逐渐缩小的喇叭形开口，使板料更容易进入两侧定位块230的竖直边232之间。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。