[发明专利]高强钢板可控变温组合多冲头成形装置

说明书

技术领域

高强钢板可控变温组合多冲头成形装置是对高强钢板材进行塑性加工的设备，属于机械工程领域。

背景技术

板材成形是塑性加工的重要组成部分，在航空航天、汽车运输及石油化工等领域有着重要应用。

板材成形大多需要成形模具，其中模具成本占生产成本的比重非常高。对于小批量单批次及新产品试制来说，模具的设计制造成本远高于材料成本，因此探索广泛适于小批量单批次板材成形的柔性通用模具就显得尤为重要。

采用组合冲头可以拟合模具复杂的成形曲面，通过调整组合冲头的组合方式可以很方便的实现单件小批量产品结构的调整，大量节省生产周期及生产成本。

但随着汽车产业节能减排及轻量化的不断发展，目前冲压生产中已大量使用TRIP钢及双相钢等高强钢板。高强度钢板常温下变形抗力高，成形所需载荷明显高于传统钢板，且室温变形回弹严重，因此往往需要高温成形。

对于单件小批量高强钢板冲压件的生产，不仅需要能够快速调整的组合冲头以根据不同零件调整成形模具形腔曲面，而且需要实现冲头加热以进行热成形，甚至对于部分特殊零件还需要根据材料及零件的特点在模具内形成成形曲面的温度梯度分布，因此可控温组合冲头就显得尤为重要。其对现代汽车、航空及化工等领域高强度钢板单件、小批量冲压件的加工具有重要的价值。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了高强钢板可控变温组合多冲头成形装置。高强板材多冲头成形装置由上下基本控制单元群，内置加热装置，调整机构，加载机构和机架组成。其上下基本控制单元由多个规则排列的可以调节的冲头和压边装置组成。基本冲头可沿轴向自由移动，并可在任意位置定位。此外，冲头的工作温度可控，冲头内部有作为加热体的电阻丝，可加热到任意所需温度，同时当温度升到设定值时，可自动停止加热。

控温部分是在每个冲头内部缠绕电阻丝作为电热体，电阻丝的粗细、匝数和缠绕的稀疏由所需加热温度决定。采用三氧化二铝粉加入胶水混匀，均匀涂于电阻丝及冲头内管，以保护电阻丝延缓电阻丝氧化，同时起到固定电阻丝的作用。

在加热基本冲头的同时，与冲头接触的预成形的区域也随之升温，在此基础上通过自动控制调整冲头位置拟合成形曲面，并加载机构完成对高强钢板的加载成形。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明在行程终点时的示意图。

图3为本发明的冲头组件结构示意图。

图中：1.压边圈  2.高强板材  3.热电偶  4.电阻丝  5.冲头  6.夹具7.垫板  8.机架

具体实施方式  本专利上述目的是这样实现的，结合附图说明如下。

参阅图1：高强钢板可控变温组合多冲头成形装置，由上下基本控制单元群，调整机构，加载机构和机架组成。其上基本控制单元由多个规则排列的可以调节温度和位置的冲头5组成。下基本控制单元由压边圈1、夹具6、冲头5、垫板7和机架8组成。

成型步骤为：首先将高强钢板（TRIP钢）2用夹具6固定，为了防止板材在成形过程中出现起皱等缺陷通过压边圈1对板材施加压边力，然后在钢板表面涂石墨起到润滑作用，以减小组合冲头在成形过程中的磨损。在对高强钢板成形之前，根据工艺先将组合冲头加热到预设温度，此工作由电阻丝4来完成。当温度达到设定的成型温度即停止加热，同时调整冲头位置，拟合成形曲面(见图2)，然后由加载机构加载成形。