浸入式热冲压成形机及浸入式复合热冲压成形淬火工艺

摘要

本发明所述的热冲压成形机，包括机架、液压马达驱动组件、螺旋传动增力组件、带翻转冲压基础平台组件和T型槽冲压平台组件。本发明通过由液压马达带动的螺杆并驱动螺杆两边的齿轮，通过齿轮的转动带动铰杆的运动完成冲压机的冲压过程。本发明通过液压缸的拉伸和推动，来实现冲压机的翻转，从而达到冲压成形和淬火一体化。

说明书

技术领域

本发明属于冲压成形装备技术领域，具体地说是一种浸入式热冲压成形机及浸入式复合热冲压成形淬火工艺，主要用于高强度钢及超高强度钢的热冲压成形。

背景技术

随着钢材强度的提高，其成形性能大大降低，在成形过程中还容易产生破裂、起皱、尺寸和形状不良等问题。传统的高强度钢板的冷成形方法通常局限于生产几何形状相对简单的构件，不能用于生产几何形状相对复杂的构件，而汽车车身结构件等零件的几何形状通常较复杂，现有高强度钢板的冷形成方法不能满足汽车车身结构件等零件的制造要求。

为此，目前开发了高强度钢的热冲压成形工艺。现有的高强度钢的热冲压成形工艺利用金属在高温状态下，其塑性和延展性会迅速增加，屈服强度迅速下降的特点，利用模具使零件成形的工艺。与板料冷冲压相比，高强度钢的热冲压成形具有以下优点：a) 变形抗力小、塑性好、成形极限高、易于成形；b) 由于变形抗力降低，所以降低了对模具和冲床的要求；c) 由于成形性能的提高，减少了变形的工序数。

但目前所开发高强度钢的热冲压成形工艺，大多是在传统的冲压机或液压机上完成，其高强度钢的淬火主要是利用热钢板与模具接触的固体传导淬火方式，为了防止模具温度升高，采用通冷却水来保证模温的方式来实现。采用该方法，增大了模具的制造难度与成本，并且采用固体接触的淬火方式，对于某些高强度钢达不到临界冷却速度，使得淬火后得不到完全的马氏体组织，造成生产的高强度钢结构件存在强度不均匀等缺陷。

发明内容

本发明的目的是设计出一种浸入式热冲压成形机及浸入式复合热冲压成形淬火工艺。

本发明要解决的问题：一是现有高强度钢热冲压成形工艺因主要通过带冷却系统的模具来实现，容易造成冷却不均匀的问题；二是因通过固体接触的传导冷却淬火方式容易使高强度钢的马氏体组织转化不充分的问题；三是因在模具内完成高强度钢热冲压成形后直接用油等淬火，造成淬火变形大的问题。

    本发明所述的浸入式热冲压成形机，包括机架、液压马达驱动组件、螺旋传动增力组件、带翻转冲压基础平台组件和T型槽冲压平台组件；所述液压马达驱动组件包括液压马达、马达座、马达支架和联轴器；螺旋传动增力冲压组件包括螺杆、螺杆固定支承座、螺杆固定端垫块、齿条块、轴、法兰盘、齿轮、轴承座、铰杆、螺杆支承座和螺杆自由端垫块；所述带翻转冲压基础平台组件包括冲压基础平台、滑动轴承座、转动轴；所述T型槽冲压平台组件包括T型槽冲压平台、导轨和导轨座；液压马达安装于马达座上，马达座固定在马达支架上，马达支架固定在冲压基础平台上，螺杆通过联轴器与液压马达连接，螺杆两端分别连接螺杆固定支承座和螺杆支承座上。固定支承座和螺杆支承座分别固定在螺杆固定端垫块和螺杆自由端垫块上，螺杆固定端垫块和螺杆自由端垫块固定在冲压基础平台上，齿条块连接在螺杆上的螺杆副上，轴承座固定在冲压基础平台上，轴连接在轴承座内，齿轮和法兰盘连接在轴端上，铰杆通过与法兰盘铰链连接，铰杆与T型槽冲压平台铰链连接，导轨座通过螺栓固定在冲压基础平台上，导轨与T型槽冲压平台、导轨座连接，T型槽平台和支座固定在冲压基础平台上，液压缸与支座连接，转动轴焊接在冲压基础平台内，转动轴与滑动轴承座连接，滑动轴承座固定在机架上。

液压液压马达为低速液压马达。齿轮与轴通过键连接，法兰盘位于齿轮的上方与轴通过键连接，轴通过轴肩与轴承座内的轴承连接。

本发明所述的浸入式复合热冲压成形淬火工艺包括：液压马达正转通过联轴器的带动螺杆做正转运动，螺杆上螺杆副做向右的直线运动，由于齿条块连接在螺杆副上也做向右的直线运动，齿条块带动两侧齿轮，一个齿轮做顺时针旋转，另一个做逆时针旋转，齿轮与轴通过键连接，轴一端通过轴承座内两个滚动轴承使齿轮转动平稳，轴肩与一个滚动轴承连接，齿轮上方的法兰盘与轴通过键连接，法兰盘与齿轮一起转动，法兰盘通过与铰杆铰链连接，法兰盘旋转带动铰杆运动，铰杆推动T型槽冲压平台向前冲压，T型槽冲压平台与两侧两对直线导轨连接，导轨通过螺栓固定在导轨座上，模具安装于两个T型槽平台内，当冲压机完成冲压时，此时两侧液压缸开始工作，液压缸通过与支座销轴连接，液压缸拉起冲压基础平台一侧，此时模具一侧冲压基础平台向下转动使模具进入淬火油，完成整个淬火过程，此时液压缸伸出使冲压基础平台再次保持水平状态，冲压基础平台内焊接了转动轴，转动轴两端连接了滑动轴承座，滑动轴承座用螺栓固定在机架上，当完成整个冲压和淬火过程后，此时液压马达反转，齿条块向左运动，齿轮同时做反转运动，法兰盘同时也做反转运动，铰杆带动T型槽冲压平台向左运动，此时可以取出冲压件，完成整个冲压机的运动过程。

本发明的有益效果：本发明的冲压部分卧式放置在工作台上，且工作台在对称布置的液压缸作用下能够翻转，有效解决了高强度钢热冲压件的模内保压淬火问题，能提高热冲压件的质量；冲压机构采用对称布局的增力机构大大增力了冲压机的冲压力，也由于其对称布局冲压的稳定性更高，冲压的摩擦损失更低。

附图说明

图1为本发明俯视结构示意图。

图2为本发明主视结构示意图。

图中：1.液压马达，2马达座，3. 马达支架，4. 联轴器，5. 螺杆，6. 螺杆固定支承座，7. 螺杆固定端垫块，8. 齿条块，9. 轴，10. 法兰盘，11. 齿轮，12. 轴承座，13. 铰杆，14. 螺杆支承座，15. 螺杆自由端垫块，16. T型槽冲压平台，17. 导轨，18. 导轨座，19. 冲压基础平台，20. 滑动轴承座，21. 转动轴，22. 液压缸，23. 支座，24. 机架。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图所示，本发明所述的浸入式热冲压成形机，包括机架24、液压马达驱动组件、螺旋传动增力组件、带翻转冲压基础平台组件和T型槽冲压平台组件；所述液压马达驱动组件包括液压马达1、马达座2、马达支架3和联轴器4；螺旋传动增力冲压组件包括螺杆5、螺杆固定支承座6、螺杆固定端垫块7、齿条块8、轴9、法兰盘10、齿轮11、轴承座12、铰杆13、螺杆支承座14和螺杆自由端垫块15。所述带翻转冲压基础平台组件包括冲压基础平台19、滑动轴承座20、转动轴21；所述T型槽冲压平台组件包括T型槽冲压平台16、导轨17和导轨座18。液压马达1安装于马达座2上，马达座2固定在马达支架3上，马达支架3固定在冲压基础平台19上。螺杆5通过联轴器4与液压马达1连接。螺杆5两端分别连接螺杆固定支承座6和螺杆支承座14上。固定支承座6和螺杆支承座14分别固定在螺杆固定端垫块7和螺杆自由端垫块15上，螺杆固定端垫块7和螺杆自由端垫块15固定在冲压基础平台19上。齿条块8连接在螺杆5上的螺杆副上。轴承座12固定在冲压基础平台19上。轴9连接在轴承座12内。齿轮11和法兰盘10连接在轴9端上。铰杆13与法兰盘10铰链连接。铰杆13与T型槽冲压平台16铰链连接。导轨座18通过螺栓固定在冲压基础平台19上，导轨17与T型槽冲压平台16、导轨座18连接。T型槽平台16和支座24固定在冲压基础平台19上。液压缸22与支座23连接。转动轴21焊接在冲压基础平台19内，转动轴21与滑动轴承座20连接，滑动轴承座20固定在机架24上。

液压马达1为低速液压马达。齿轮11与轴9通过键连接，法兰盘10位于齿轮11的上方与轴9通过键连接，轴9通过轴肩与轴承座12内的轴承连接。

本发明所述的浸入式复合热冲压成形淬火工艺包括：浸入式热冲压成形机冲压时，液压马达1正转通过联轴器2的带动螺杆5做正转运动，螺杆5上螺杆副做向右的直线运动，由于齿条块8连接在螺杆副上也做向右的直线运动，齿条块8带动两侧齿轮，一个齿轮11做顺时针旋转，另一个做逆时针旋转，齿轮11与轴9通过键连接，轴9一端通过轴承座12)内两个滚动轴承使齿轮11转动平稳，轴9肩与一个滚动轴承连接，齿轮11上方的法兰盘10与轴9通过键连接，法兰盘10与齿轮11一起转动，法兰盘10通过与铰杆13铰链连接，法兰盘10旋转带动铰杆13运动，铰杆13推动T型槽冲压平台16向前冲压，T型槽冲压平台18与两侧两对直线导轨连接17，导轨17通过螺栓固定在导轨座18上，模具安装于两个T型槽平台内，当冲压机完成冲压时，此时两侧液压缸22开始工作，液压缸22通过与支座23销轴连接，液压缸22拉起冲压基础平台19一侧，此时模具一侧冲压基础平台19向下转动使模具进入淬火油，完成整个淬火过程，此时液压缸22伸出使冲压基础平台19再次保持水平状态，冲压基础平台内焊接了转动轴21，转动轴21两端连接了滑动轴承座20，滑动轴承座20用螺栓固定在机架24上，当完成整个冲压和淬火过程后，此时液压马达1反转，齿条块8向左运动，齿轮11同时做反转运动，法兰盘10同时也做反转运动，铰杆13带动T型槽冲压平台16向左运动，此时可以取出冲压件，完成整个冲压机的运动过程。

上述本发明热冲压成形过程的实现采用了卧式放置的增力机构，采用卧式的冲压成形主要是便于工作台翻转，采用增力机构来实现增大冲压力以减少冲压部分的尺寸和重量。

上述利用工作台翻转浸入油槽中，由于冲压成形模具是开放式结构，浸入油槽中，油可迅速接触成形后的热钢板以完成淬火，在淬火的同时，保存一定的冲压成形力，可减少高强度钢成形淬火的变形，提高高强度钢板的成形尺寸精度。

本发明的翻转动作是通过液压缸驱动推杆伸长使工作台翻转，该工作台部件的布置采用采用配重的方式进行布置，使转动轴两边的重量大致趋于平衡，减少液压缸的驱动力。再就是，该部分的翻转动作，可在冲压完成后开始动作，也可在冲压的同时，进行翻转动作，但要确保热冲压成形机的模具浸入油槽前，完成冲压动作

以上所述仅为本发明的一个实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明所属技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种修改或补充，或等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。