[发明专利]一种整体式冷却管道的热冲压模具

说明书

技术领域：

本发明涉及一种整体式冷却管道的热冲压模具，属于热冲压成形领域。

背景技术：

全球能源危机和环境问题的加剧，使节能、环保、安全成为汽车制造业的 主要发展方向。超高强度钢具有减轻车体重量和提高安全性的双重优势，在车 辆制造业中的用量逐年有大幅增加。超高强度钢板与普通钢板相比具有更高的 屈服应力和抗拉强度，成形性能比普通钢板要差，而且强度越高，成形就越困 难。在常温条件下，超高强度钢板所需的冲压力大，容易开裂，回弹严重。热 冲压技术是一项专门用于成形高强度钢板和超高强度钢板冲压件的新技术，成 形件能得到1500MPa以上的强度，成形精度高，基本无回弹，用于汽车保安件 和结构件以及其他场合的重要零部件，可提高汽车的安全性能、减轻车身重量 和燃油经济性能，成为业界的关注点。热冲压技术是将超高强度钢板加热到奥 氏体化温度以上并充分保温，其塑性和延展性会增加，屈服强度迅速降低，此 时在成形与淬火一体化模具中迅速成形并得到高强度的马氏体组织，从而得到 成形精度高、高强度的热冲压件。钢板的成形和淬火均在模具内完成，因此热 冲压模具技术是热冲压技术的关键之一。

为保证冷却速度在25℃/s以上以确保马氏体转变，以及保证零件表面的均 匀冷却以使零件组织、性能均匀，避免产生低强度点、减少成形残余应力，确 保成形质量，冷却系统的设计非常重要。

目前热冲压模具主要采用在凹、凸模内钻孔作为冷却管道，外接水循环系 统形成冷却水路，目前这样的大型、复杂模具均为分段式模具，先把模具切分 为若干部分再连接起来。该类分段式模具连接、装配复杂，模具寿命相对较低； 在冷却方法上存在不足，由于表面形状复杂件经常具有曲面，而常规钻孔方法 只能加工出直孔，将使冷却管道与凹、凸模表面的距离不相等，造成冷却不均， 最终影响成形件质量，而且钻孔冷却有时需要两个方向对钻以形成有角度曲面 的冷却，加工难度大，还会造成冷却水流动不畅，形成涡流和回流，降低冷却 效果。

发明内容：

本发明提供一种整体式冷却管道的热冲压模具，主要解决热冲压成形模具 分段、冷却系统结构复杂和冷却不均匀的问题。

本发明的上述目的实现方法结合附图说明如下：

一种整体式冷却管道的热冲压模具，主要有凹、凸模和凹、凸冷却支撑块 组成所述的凹、凸模内设有内分流腔8、内分流槽4，凹、凸模冷却支撑块上设 有冷却凹槽7、支撑凸起6，凹模与凹模支撑块装配在一起构成冷却水通道9和 端部空腔10，端部空腔10与出水口5相连。

由水泵提供一定压力的冷却水从直冷却管道1流入，通水后由横冷却管道2、 内冷却管道3、内分流腔8、内分流槽4和端部空腔10同时配合各冷却水通道9， 通过冷却水与模具直接的热交换达到冷却淬火的目的。通过控制冷却水通道9 截面尺寸和其与模具表面之间的距离，并随形冷却，确保成形件组织均匀，提 高成形件质量。

所述的凹、凸模和凹、凸冷却支撑块为整体式，不必将模具切分多块再组 装。

所述的凹、凸模和凹、凸冷却支撑块密封采用双密封圈11、12双重密封。

所述的凹、凸模和凹、凸模冷却支撑块组成的冷却水通道9与凹、凸模工 作表面的距离相等，实现完全的随形冷却，且凹、凸模和凹、凸模冷却支撑块 加工方便。

所述的凹模与凹冷却支撑块组成的下冷却水通道9和凸模与凸冷却支撑块 组成的上冷却水通道交错分布，且直冷却管道和出水口交错设置。

所述的内分流槽4、内分流腔8、内冷却管道3、横冷却管道2、直冷却管 道1和出水口5的截面尺寸满足完全充满条件，使各处冷却效率近似相等。

所述的横冷却管道2、内冷却管道3是采用水流两次缓冲的方法，目的是为 避免直冷却管道附近内部冷却水流速与较远部分的冷却水流速有明显差异。在 实际应用中，可根据需要增设直冷却管道和出水口的数量，且出水口的位置以 配合冷却管道进行设置，以使各条冷却水管道中的水流速度近似相同。

所述的冷却凹槽8、支撑凸起7为一体式，满足冷却要求和热冲压成形力学 要求，实现冷却效率大幅度提高。

与目前的热冲压成形模具相比，本发明具有诸多优点。