[实用新型]一种热成形钢冲压性能模拟实验装置

说明书

本实用新型公开了一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，以解决目前的热成形冲压模具尺寸较大，设计复杂，生产难度较高，不利于实验室研究的问题。该实验装置包括上下对应设置的上冲压模具、下成形模具和温控系统，所述上冲压模具和下成形模具内皆设有空腔，空腔内安装电加热管，所述上冲压模具和下成形模具与温控系统连接。本实用新型可实验模拟热成形钢在不同终冷温度和冷却速度下的冲压成形过程，以及模拟在热冲压成形过程中模具的温度上边界，为增加板材的合格率，增长模具的使用寿命提供参考依据。

技术领域

本实用新型涉及模具技术领域，特别是涉及一种热成形钢冲压性能模拟实验装置。

背景技术

由于各国推行降低汽车油耗的政策，汽车轻量化成为汽车发展的主要趋势，其中选用高强钢来制造零部件是目前实现车身减重最有效、最经济的手段。热冲压成形技术是一项用于汽车超高强钢板冲压件的新型技术，这种技术的基本思路是将钢板加热到奥氏体化温度，在高温低强度下冲压成形，通过模具冷却将零件快速淬火从而获得马氏体组织，大幅度提高强度，强度可达到1500MPa以上。同时这种方法充分利用了高温下钢板的成形性，零件尺寸精度高。由于板材的成形及淬火均在热冲压成形模具中完成，因此热冲压成形模具的设计及应用是热冲压成形技术的关键之一。

在目前的热成形冲压模具中，用于汽车B柱的模具较多，但该模具多设计用于现场工业生产，模具尺寸较大，设计复杂，生产难度较大。且由于板材需在热冲压成形模具中完成淬火过程，模具中多设计冷却系统，防止经过多次冲压，模具温度升高，冷却效果减弱，达不到在规定时间内奥氏体全部生成马氏体的条件。模具中冷却系统的设计既增加了模具的生产难度，也增加了模具的生产成本。由于该模具生产成本过高，一般实验室难以配置，影响与板材热冲压成形相关的技术研究。

针对以上问题，本实用新型创造性地设计了一种热成形钢冲压性能模拟实验装置。通过对模具形状的设计，减小模具尺寸，降低模具生产难度，增加其应用于实验室研究的可行性。通过更改温度，可研究不同降温速率及不同终冷温度对热成形钢性能的影响，同时也可以模拟出在热冲压成形过程中模具的温度上边界，为增加板材的合格率，增长模具的使用寿命提供参考依据。

实用新型内容

本实用新型设计了一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，主要解决工业用热冲压成形模具尺寸大，设计复杂，生产难度高，难以进行模具控温研究的问题。

本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种热成形钢冲压性能模拟实验装置，实验装置包括上下对应设置的上冲压模具、下成形模具和温控系统，所述上冲压模具形状为倒梯形转W形模具，所述下成形模具与上冲压模具契合。所述上冲压模具和下成形模具内皆设有空腔，所述空腔内安装电加热管，所述上冲压模具和下成形模具与温控系统连接。

优选地，所述上冲压模具形状正面为倒梯形，中间部分开有凹槽，使得从背面看为W形，上冲压模具冲压深度d为4-6cm，该种设计尺寸较小，易于生产和应用，且有助于模拟出板材冲压成汽车B柱的各部分性能。

优选地，所述下成形模具形状与上冲压模具契合，上冲压模具高度m和下成形模具高度n均为7-9cm，且上冲压模具和下成形模具两侧均设有平台，该种设计有助于板材在冲压过程中的起到固定作用。

优选地，所述下成形模具中间设有凸起部分，与上冲压模具中的凹槽部分相契合，所述凸起部分高度最大值h为2-4cm，所述凸起部分中的倒角e、倒角f处设计为圆角，半径为0.2-0.5cm，所述凸起部分中坡度g处斜坡与水平的夹角设计为30°-60°。

优选地，所述下成形模具中的倒角a、倒角b处设计为圆角，半径为0.5-1.0cm，下成形模具中坡度c处斜坡与水平的夹角设计为45°-60°。

优选地，所述上冲压模具和下成形模具中各水平安装电加热管6-15根，电加热管呈左右对称分布，有助于增加导热的均匀性。