[发明专利]热成形钢板的分离用冲压模具及分离工艺

说明书

技术领域

本发明涉及热成形钢板的分离技术领域，具体涉及一种用于对经过热成形处理后的高强度及超高强度钢板的修边和/或冲孔的冲压模具及分离工艺。

背景技术

高强度钢板强度高，特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能，高强度钢板的应用是同时确保轻量化和碰撞安全性的有效手段，因此在大型船舶、桥梁、电站设备、中、高压锅炉、高压容器、机车车辆、起重机械等工程行业领域中应用广泛。而热成形钢板作为一种新兴事物，其生产工艺不同于普通的高强度钢板，热成形钢板的生产工艺通常包括成形和淬火冷却两个阶段，其中，成形阶段需要在高温下由模具一次冲压成形，淬火冷却阶段需要通过控制一定的冷却速度迅速冷却，从而使钢板发生从奥氏体微观组织向马氏体微观组织的转变，由此得到极高的强度和硬度，以常见硼钢为例，热成形处理后其强度达到1500Mpa左右。一般的高强度钢板的抗拉强度在400MPa～450MPa左右，而热成形钢材加热前抗拉强度即已达到500 MPa～800MPa，加热成形后则可提高至1300～1600 MPa，其强度为普通高强度钢材的3～4倍，其硬度仅次于陶瓷，但又具有钢材的韧性，以常见热成形硼钢钢板为例，强度达到1500MPa，延伸率为5%左右，已经远远超过一般意义的高强钢，其分离工艺难度远远高于普通钢板和常见高强钢钢板。

对于热成形钢板的分离，若采用传统的针对普通钢板和普通高强钢钢板的压机控制冲压模具的分离工艺，如中国专利CN102189179A 公开的“一种自动化修边和整形二合一的汽车冲压模具及其冲压工艺”中模具结构，其修边凸模与修边凹模的刃口边缘与工件的形状一致，可在一个冲程内以一定快速度瞬间完成分离工艺，在冲压分离时，修边凹模与工件为线接触，由于热成型钢板强度高、脆性较大，在冲压瞬间冲压力巨大，由此需要大吨位的压机，以汽车行业的白车身零件为例，通常要求1000吨左右的压机才能满足冲压吨位要求，而另一方面，由于以一定的快速度瞬间完成分离工艺，冲压瞬间冲击力巨大，模具磨损严重，维护频次高，同时，为了缓冲，必须在压机上配备缓冲垫，即使如此，也仍难以解决压力瞬间巨大变化产生的噪音以及模具磨损的问题，因此，现有对高强钢的热成形钢板的分离工艺（包括修边和冲孔）大多采用激光切割工艺。然而，激光切割工艺需要使用激光切割头，并且在激光切割头的每一自由度上均需设置相应的驱动及传动机构，如中国专利CN201483157U公开的“激光切割机”，其切割效率受限于激光切割头的移动速度，相比于传统的压机配合模具的分离装置，激光切割工艺不仅成本高，而且工作效率较低。

发明内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种热成形钢板的分离用冲压模具及分离工艺，其在保证分离效率的同时，能够大为减小分离时对分离装置的冲击，减小分离装置的磨损，延长分离装置的使用寿命，并且能够大幅降低分离所需的作用力。

本发明的技术方案如下：

本发明所述热成形钢板的分离用冲压模具，包括下模座及固定在下模座上的下分离镶块，工件定位在下分离镶块上，上分离镶块固定在上模座上，上模座固接在压机滑块上，压料块与上模座弹性连接，滑块由压机驱动上、下移动，下分离镶块的刃口型面与工件的表面形状一致，上分离镶块的硬度大于或等于下分离镶块的硬度，且二者的硬度至少为HRC50，并具有韧性。

其进一步技术方案为：

所述上分离镶块刃口任一点的切线与工件边线上的对应接触点的切线之间具有夹角。

所述夹角的范围为0.5°～35°。

所述夹角大于5°时，使上分离镶块（3）刃口任一点的切线方向与水平线的夹角小于工件边线上的对应接触点的切线方向与水平线的夹角。

所述压机为液压压机或伺服压机。

所述上分离镶块与下分离镶块的硬度差的范围为0～HRC10。

本发明所述热成形钢板的分离工艺，包含以下步骤：

第一步，工件定位在下分离镶块上；

第二步，压机驱动滑块快速下行，滑块快速下行，直至压料块与工件开始接触；

第三步，压机驱动滑块低速下行，压料块压紧工件，上分离镶块在低速下行过程中与工件接触并对工件进行分离作业，上分离镶块低速下行直至分离作业完成；

第四步，压机驱动滑块快速上行，直至滑块恢复原位；

第五步，取出分离后的工件。

其进一步技术方案为：

所述滑块快速下行的速度为滑块低速下行的速度的3～20倍。

所述滑块低速下行的行程小于或等于30mm。