一种轻量化B柱分区加热成型装置及其热成型工艺的制作方法

文档序号:42958244发布日期:2025-09-09 18:55阅读:38来源:国知局

本发明属于b柱生产,尤其涉及一种轻量化b柱分区加热成型装置及其热成型工艺。


背景技术:

1、在汽车制造领域,b柱作为车身结构的关键部件,承担着保障车辆碰撞安全性和车身结构稳定性的重要职责,随着汽车行业对轻量化、节能减排以及安全性能要求的不断提高,对b柱的性能和制造工艺也提出了更为严苛的标准,传统的b柱制造工艺往往难以在满足轻量化需求的同时,确保b柱具备足够的强度和韧性,而加热成型技术作为一种先进的制造工艺,能够有效解决这一问题。通过对b柱原材料进行加热,使其达到特定的温度范围,在高温状态下进行冲压成型,能够显著提高材料的塑性,使得b柱在成型过程中能够更好地贴合模具形状,减少成型缺陷的产生,满足汽车碰撞安全性能的要求。因此,对b柱进行加热成型成为汽车制造领域中提高b柱性能、实现轻量化的重要技术手段。

2、目前,现有的热成型装置在实现b柱加热成型过程中,存在以下问题和不足,首先,在对b柱冲压生产过程中,由于b柱不同区域的形状、厚度以及性能要求存在差异,需要模具在b柱相对应区域具有不同的温度,以实现最佳的成型效果,然而,现有的热成型装置在温度调控方面存在明显局限性,难以对b柱的不同位置进行精确、灵活的温度调控,进而影响b柱的成型质量,出现诸如回弹、开裂等缺陷,无法满足b柱不同区域对成型性能的特定要求;其次,冲压模具完成冲压后,上下模相互分开,需要将模腔中的成型b柱产品推出,当模腔中的b柱产品面积较大时,b柱产品与模腔侧壁之间会产生较大的抓力,现有的顶出机构在顶出b柱产品时,顶出力度难以精确控制,过大的顶出力量容易将b柱产品顶伤,导致b柱表面出现划痕、凹陷等损伤,同时剧烈的顶出力量还容易导致b柱产品出现变形,如弯曲、扭曲等,使得b柱产品的尺寸精度和形状精度无法满足设计要求,从而导致b柱产品不良率显著增加,不仅增加了生产成本,还影响了汽车制造的生产效率和产品质量;故存在不足,不能满足厂家的生产使用需求,因此,有必要进一步改进。

3、于是,有鉴于此,针对现有的结构及缺失予以研究改良,提供轻量化b柱分区加热成型装置及其热成型工艺,以期达到更具有实用价值性的目的。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本发明提供一种轻量化b柱分区加热成型装置及其热成型工艺,由以下具体技术手段所达成:

2、一种轻量化b柱分区加热成型装置,包括机座,设置于机座上的机架,还包括设置于机座和机架上的冲压组件,以及设置于冲压组件中的顶料机构;

3、所述冲压组件包括上模座和下模座,且下模座的上侧开设有模腔,所述下模座中设置有对b柱进行分区加热的分区加热部件,所述上模座上设置有对b柱加热后进行冷却降温的冷却部件;

4、所述上模座的底部固定安装有定位柱,所述下模座上开设有与定位柱相匹配的定位槽;

5、所述顶料机构包括设置在下模座中的顶料板,所述定位槽中设置有支撑组件,所述支撑组件的底部与顶料板固定连接,所述顶料板的上侧对称设置有若干个用于成型b柱卸料的顶料组件。

6、作为上述技术方案的进一步描述:通过加热系统中的加热器控制多个加热板对b柱产品不同区域进行分区加热,并结合冷却系统使上模座内冷却水不断流动,实现差异化冷却,随着b柱产品温度下降,内部奥氏体组织转变为马氏体组织,不同区域获得的马氏体含量和组织形态不同,形成材料性能梯度化,高强度区获得更多马氏体,强度和硬度更高,中强度区马氏体含量相对较少,具有一定韧性,通过这种分区加热和差异化冷却方式,可有效保证b柱产品各区域性能,减少不必要的材料使用,实现b柱的轻量化设计,降低汽车整体重量,符合汽车轻量化的发展趋势。

7、进一步的,所述上模座的底部固定安装有导向柱,所述下模座上开设有与导向柱相匹配的导向槽。

8、作为上述技术方案的进一步描述:通过上模座不断下移,导向柱插入导向槽中,实现上模座与下模座的精准定位和接触,进而完成合模动作。

9、进一步的,所述机架上设置有用于驱动上模座升降的驱动组件,所述驱动组件包括固定装配在机架上的液压缸,所述液压缸的底部利用活塞杆与上模座固定连接;

10、所述机架上还固定安装有导向套,所述导向套的内侧滑动安装有导向杆,所述导向杆的下端与上模座固定连接。

11、作为上述技术方案的进一步描述:通过启动液压缸,液压缸的活塞杆推动上模座向下移动,上模座在下移过程中,带动导向杆同步下移,导向杆在导向套中滑动,导向杆与导向套的配合保证了上模座下移的稳定性。

12、进一步的,所述机座上设置有用于驱动下模座前后移动的移载组件,所述移载组件包括固定装配在机座后侧的移载板,所述移载板的底部固定安装有移载架,所述移载架一侧固定安装有驱动电机,所述驱动电机的输出端固定连接有螺纹丝杆,所述螺纹丝杆上活动安装有移载块,所述移载块的上侧与下模座固定连接;

13、所述机座的上侧还固定安装有导向滑轨,且导向滑轨上滑动安装有导向滑块,所述导向滑块的上侧与下模座固定连接。

14、作为上述技术方案的进一步描述:通过下模座移动时带动导向滑块在导向滑轨上滑动,导向滑轨与导向滑块的配合为下模座的移动提供了稳定的导向,确保下模座能够平稳、准确地移动。

15、进一步的,所述分区加热部件包括固定装配在下模座中的安装架,所述安装架上固定安装有加热器,所述加热器的上侧设置有若干个对b柱产品进行分区加热的加热板;

16、其中,所述下模座中固定安装有热传导板,所述加热板的上侧与热传导板贴合接触。

17、作为上述技术方案的进一步描述:通过加热器的精确控制,使多个加热板产生不同的热量,从而可对b柱产品的不同区域进行分区加热。

18、进一步的,所述上模座的内部开设有内空腔,且内空腔中设置有冷却水,所述冷却部件包括固定装配在上模座左侧的冷却泵,所述冷却泵一侧固定连接有冷却管,所述冷却管远离冷却泵的一端与上模座的右侧固定连接。

19、作为上述技术方案的进一步描述:通过冷却泵对上模座内空腔中的冷却水进行抽取,可使上模座内空腔中的冷却水不断循环流动,从而加快对型腔中b柱产品的冷却效果。

20、进一步的,所述支撑组件包括活动安装在定位槽中的支撑连杆,所述支撑连杆的上端固定安装有限位板,所述支撑连杆的下端与顶料板固定连接,所述支撑连杆的外周套设有支撑弹簧。

21、作为上述技术方案的进一步描述:通过该设置能够驱使顶料板带动卸料顶杆对成型的b柱产品进行自主脱模。

22、进一步的,所述顶料组件包括固定装配在下模座中的固定套杆,所述固定套杆的内侧滑动安装有卸料顶杆,所述卸料顶杆的外周开设有若干降速槽;

23、所述固定套杆的内壁上固定安装有弹性伸缩件,所述弹性伸缩件朝向卸料顶杆的一端固定连接有敲击件。

24、作为上述技术方案的进一步描述:通过该设置有效降低了卸料顶杆的上移速度和顶出力量,使顶出过程更加柔和,减少了对b柱产品表面的损伤,并且通过降低卸料顶杆的顶出力量和上移速度,能够使b柱产品在顶出过程中受力更加均匀,减少因受力不均而产生的变形。

25、进一步的,所述机座的前侧固定装配有控制面板。

26、作为上述技术方案的进一步描述:通过操控面板的设置有利于对装置的操控,进一步提升其适用性。

27、一种轻量化b柱分区加热成型工艺,包括以下步骤:

28、s1:首先将预先加热好的板材材料精准放置于下模座上;

29、s2:通过启动驱动电机,驱使移载块与下模座向前移动,并随着驱动电机的持续驱动,下模座连同其上的板材材料逐渐移动至上模座的正下方,此时驱动电机停止运行;

30、s3:启动液压缸,液压缸的活塞杆推动上模座向下移动,利用上模座上的导向柱以及定位柱分别插入下模座上的导向槽和定位槽中,实现上模座与下模座的精准定位和接触,进而完成合模动作;

31、s4:合模后,上模座与下模座对板材材料施加压力,完成冲压作业,使板材材料形成b柱产品,冲压好的b柱产品位于下模座的模腔中;

32、s5:启动加热系统,利用加热器产生动能并开始工作,通过加热器的精确控制,使多个加热板产生不同的热量,从而可对b柱产品的不同区域进行分区加热;

33、s6:启动冷却系统,冷却泵对上模座内空腔中的冷却水进行抽取,使上模座内空腔中的冷却水不断循环流动,从而加快对型腔中b柱产品的冷却;

34、s7:最后通过卸料顶杆推动下模座模腔中成型的b柱产品进行脱模作业,实现b柱产品的自主脱模,继续下一循环。

35、综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

36、1、本轻量化b柱分区加热成型装置,通过加热系统中的加热器控制多个加热板对b柱产品不同区域进行分区加热,并结合冷却系统使上模座内冷却水不断流动,实现差异化冷却,随着b柱产品温度下降,内部奥氏体组织转变为马氏体组织,不同区域获得的马氏体含量和组织形态不同,形成材料性能梯度化,高强度区获得更多马氏体,强度和硬度更高,中强度区马氏体含量相对较少,具有一定韧性,通过这种分区加热和差异化冷却方式,可有效保证b柱产品各区域性能,减少不必要的材料使用,实现b柱的轻量化设计,降低汽车整体重量,有助于提高汽车的燃油经济性和续航里程,符合汽车轻量化的发展趋势。

37、2、本轻量化b柱分区加热成型装置,通过在卸料顶杆上移过程中,卸料顶杆上的降速槽与敲击件接触,弹性伸缩件推动敲击件与降速槽接触,能够有效降低卸料顶杆的上移速度和顶出力量,使顶出过程更加柔和,通过该设计大大减少了对b柱产品表面的损伤,避免因顶出力量过大或速度过快导致产品表面出现划痕、凹陷等缺陷,提高了产品的外观质量,同时,降低卸料顶杆的顶出力量和上移速度,能够使b柱产品在顶出过程中受力更加均匀,减少因受力不均而产生的变形,保证产品的尺寸精度和形状稳定性,提高产品的合格率。

38、3、本轻量化b柱分区加热成型装置,通过弹性伸缩件推动敲击件与降速槽接触瞬间,敲击件对卸料顶杆进行敲击引发共振,能够迅速破坏b柱产品与下模座模腔侧壁之间的吸附状态,通过将静摩擦转变为动摩擦,显著减少了顶出过程中的摩擦阻力,使卸料顶杆在顶出b柱产品时所需的初始力量大幅减小,顶出过程变得更加轻松顺畅,通过该设计不仅缩短了顶出时间,提高了生产效率,还降低了因长时间顶出而可能对产品造成的损伤风险,同时,提高了产品的顶出质量和完整性,确保b柱产品能够以良好的状态从模腔中顶出,减少了后续加工和修复的工作量,降低了生产成本。

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