CN104550493A - 热夹持方法和夹持冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热夹持方法，包括：切割材料的下料处理；冷加工已被切割的材料以冷却已被切割的材料，从而制造具有成品形状的产品；在加热炉中加热已冷却的产品；以及夹持冷却，从而将已加热产品置于夹具中以将其夹住，使得其与夹具接触从而被冷却。

Description

热夹持方法和夹持冷却装置

相关申请的交叉参考

根据美国法典第35条119（a）款，本申请基于并要求于2013年10月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2013-0127047的优先权，该申请的全部内容通过参考合并于。

技术领域

本发明涉及一种热夹持方法和一种夹持冷却装置，更具体地，涉及具有更快的处理速度和减少的安装成本，同时具有比现有的热冲压方法更好的性能的热夹持方法和夹持冷却装置。

背景技术

热冲压是一种通过以这样的方式的淬火效应将原料的强度提高两倍、三倍或更多倍的工艺，即，使切割的材料（如，钢板）在高温加热并在模具中成型，随后在模具中冷却，使得材料温度被迅速降低的方式。

图1是示出根据现有技术的热冲压方法的流程图，图2是示出根据现有技术的热冲压方法工艺的一系列视图。

参考图1—图2，根据现有热冲压方法，进行切割材料的下料工艺，将该材料放入加热炉以750度到1000度的温度加热，随后被加热的材料热成型为最终形状并在模具中用冷却剂冷却。这样做是为了增加硬度并防止材料变形。在最后的工艺中，进行激光切边以去除除产品之外的不需要的部分。

不期望地，现有的方法具有这样的缺点：热成型和快速冷却工艺期间需花费很长时间以致生产率低，激光切边也需要很长时间和高成本，且难以维持热成型工艺期间的温度，这样导致取决于热成型的板料的质量的变化。

发明内容

本发明要实现的一个目的是提供一种热夹持方法和夹持冷却装置，其能够将强度提高两倍、三倍或更多倍，并且通过消除热成型工艺、冷却工艺和激光切边工艺，能够以较低成本更快地操作。

本发明的一个方面提供了一种热夹持方法，包括：切割材料的下料处理；冷加工已被切割的材料以冷却已被切割的材料，从而制造具有成品形状的产品；在加热炉中加热已冷却的产品；以及夹持冷却，将已加热产品置于夹具中以将其夹住，使得其与夹具接触从而冷却。

冷加工可包括：拉拨材料；切边或冲孔已被拉拨的材料；整形（re-striking）已切边或冲孔的材料；以及切边或冲孔已整形的材料。

当冷加工过程中，考虑到产品的最终形状，产品可被缩小。

在夹持冷却过程中，与产品接触的夹具的表面可与产品的最终形状一致。

夹持冷却过程中的夹具可具有附至其上的加工销（tooling pin），该加工销***至形成在产品上的孔内。

可附设有多个加工销，并且在由夹具夹持的产品上可形成同样数量的对应于加工销的孔，其中产品上所形成的多个孔中的至少一个孔可具有与加工销一致的形状，并且至少另一个孔可具有椭圆形状。

本发明的另一个方面提供了一种夹持冷却装置，包括：底座；被固定在底座上且其上安装有加热的产品的冷却钢；相对于底座移动以便与安装在冷却钢上的产品的顶部接触的冷却钢；以及移动冷却钢的移动装置。

夹持冷却装置还可包括：被安装在底座上，并且与沿侧表面接近的安装在冷却钢上的产品接触的冷却钢；以及在一端具有冷却钢，并通过固定在底座上的滑块支撑部件支撑和滑动，并通过液压缸滑动的滑块。

移动装置可包括：在底座上形成的旋转支撑部件；以及通过旋转支撑部件的支撑铰链连接的旋转部件，其中冷却钢被固定在相对于支撑铰链更靠近前端的一侧，而液压缸通过铰链连接于相对于支撑的另一侧上，其中当液压缸操作时，旋转部件在支撑铰链上旋转。

该移动装置可包括：安装在底座上的多个导柱；安装在多个导柱上方的固定板；以及移动板，其通过液压缸沿导柱升起并具有固定在下表面上的冷却钢。

冷却钢可具有连接至其中的加工销，该加工销***形成在产品上的孔中。

附图说明

本发明的上述和其他目的、特征及优点将从下面的结合附图的详细说明中变得更加明显，其中：

图1（现有技术）是示出根据现有技术的热冲压方法的方框图；

图2（现有技术）是示出根据现有技术的热冲压方法的工艺的一系列视图；

图3是示出根据本发明示例性实施例的热夹持方法的方框图；

图4是示出根据本发明示例性实施例的热夹持方法的工艺的一系列视图；

图5是根据本发明示例性实施例的热夹持方法中所用的液压夹持冷却装置的透视图；

图6是安装板料之前的图5中液压夹持冷却装置的侧视图；

图7是安装板料之后的图6中液压夹持冷却装置的视图；

图8是图7中液压夹持冷却装置的视图，其中液压缸被启动，使得旋转部件在旋转；

图9是图8中液压夹持冷却装置的视图，其中板料在旋转部件的一次旋转后被夹持；以及

图10是根据本发明的另一示例性实施例的热夹持方法中所用液压夹持冷却装置的透视图。

附图中每个元件的符号

10：底座             20：冷却孔

21，23，24，28：冷却钢

212：加工销          31：旋转支撑部件

33：支撑铰链         34：支撑止动件

35：旋转部件          38：旋转止动件

41：滑块支撑部件      45：滑块

50，60，80：液压缸

70：传感器            72：感测部件

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

应理解，本文中使用的术语”车辆”或”车辆的”或其他类似的术语一般包括机动车辆，如包括运动型多功能车（SUV），公交车，货车，各类商用车辆的客车；包括各种船和艇的水运工具；飞机等，并包括混合动力汽车，纯电动汽车，插电式混合动力电动汽车，氢动力汽车燃料电池汽车和其它替代燃料汽车(例如，从除石油以外的资源得到的燃料)。

本文使用的术语仅仅是为了说明具体实施例的目的而不意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种（a、an）”和“该（the）”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括（comprises和/或comprising）”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

图3是示出根据本发明示例性实施例的热夹持方法的方框图，图4是示出根据本发明示例性实施例的热夹持方法的工艺的一系列视图。

通过以下工艺进行根据本发明的示例性实施例的热夹持方法：即切割材料的下料处理，接着冷却已被切割材料的冷加工处理从而制造完成产品，然后在加热炉中以750度到1000度的温度加热产品的热处理工艺，以及夹持冷却工艺，将被加热产品设置在夹具中，使得其与夹具接触以便冷却。

冷加工步骤/工艺可包括：拉拨材料（OP10）的操作；切边或冲孔被拉拨的材料（OP20）的操作；整形被切边或被冲孔的材料（OP30）的操作；以及切边或冲孔被整形的材料（OP40）的操作。

考虑到产品在稍后的加热工艺中的膨胀，将冷成型的产品制作成尺寸比最终产品小0%到5%，优选为0.1%到3%，更优选为0.3%到0.6%。

进一步，在夹持冷却中，与产品接触的夹具表面可与产品最终形状一致。

根据本发明，因为在冷成型工艺中制造成品板（产品），所以可除去在后续工艺中的激光切边，因而无需额外的热成型（因此，可除去费时且昂贵的热冲压压制和成型），所以只需夹持冷却工艺，最终产品便能够以更低的成本更快地完成。

在夹持冷却工艺中，可使用液压或机械的夹持冷却装置。当使用液压夹持冷却装置时，仅需流体压力（大约100MPa到500MPa）来夹持，使得能够以低于热冲压的成本实现该装置。

同样地，根据本发明，在冷加工工艺中进行模塑成型和冲孔，切边中的每项，且成型的产品在高温加热而后在液压夹持冷却装置中冷却，使得可以较低的成本提高板的质量且强度被提高两倍、三倍或更多倍。

进一步，通过根据冷成型循环次数制备多个夹持冷却装置，以及相应地建立加热炉，可以较低的成本实现大规模生产。

将详细地描述根据本发明的示例性实施例的热夹持方法中使用的冷却夹持装置。

图5是根据本发明的示例性实施例的热夹持方法中使用的液压夹持冷却装置的透视图；图6是安装板料之前的图5中液压夹持冷却装置的侧视图；图7是安装板料之后的图6中液压夹持冷却装置的视图；图8是图7中的液压夹持冷却装置图，其中液压缸启动，使得旋转部件旋转；以及图9是图8中液压夹持冷却装置的视图，其中板料在旋转部件的一次旋转后被夹持。

根据本发明的示例性实施例的热夹持方法中使用的液压夹持冷却装置包括：底座10，冷却钢21，其位于并紧固至底座中心，三对旋转支撑部件31，其在冷却钢21的两侧被布置在底座上，以及旋转部件35，每个旋转部件均通过支撑铰链33与旋转支撑部件31中相应的一个的端部连接。

关于旋转部件35，相对于支撑铰链33，冷却钢23被固定在更靠近旋转部件35的前端的一侧，而液压缸50的活塞与相对于旋转部件35的支撑铰链33的前端的相反侧连接。

此外，液压缸50的液压部件通过固定铰链51与在其顶部的底座10连接。

在液压缸50的活塞部件中，安装有随活塞移动的感测部件72。在液压缸50的汽缸部件中，固定有平行于感测部件的传感器70。传感器位于活塞的冲程的上限和下限处，且被设计成如果面对或触摸随活塞移动的感知部件，则停止操作，以便可以控制活塞的冲程。

在底座上，滑块支撑部件41被安装在未安装旋转支撑部件31的冷却钢21的一侧上。滑块支撑部件41具有从滑块支撑部件到冷却钢21来回移动的滑块45。冷却钢24被固定到滑块45的前端，而液压缸60被连接到另一端。进一步，旋转支撑部件31包括支撑止动件34，旋转部件35包括旋转止动件38，以致旋转止动件38和支撑止动件34在这样的位置接合并牢固地支撑旋转部件，即，旋转部件在旋转支撑部件上旋转而与产品接触的位置。具体地，它们通过矩形凹槽固定以防止晃动。

冷却钢21，23和24与已加热的产品接触并与其交换热量从而冷却产品。冷却剂通过冷却钢中的冷却孔20循环，从而将冷却钢保持在低温。接触区域被制造成具有与成品产品相同的形状和尺寸。

具体地，液压缸50和60被设置为从大约50MPa到500MPa，适用于在夹持时固定形状和维持冷却。

下面将描述夹持冷却装置的操作。首先，在加热炉中以900℃或更高的温度将产品加热三到六分钟，并且，如图7所示，在夹持冷却装置的旋转部件35旋转之前，如图6所示，产品被安装在冷却钢21上。

然后，如果操作液压缸50和60，则旋转部件35将通过液压缸50在支撑铰链33上旋转，如图8所示。当液压缸50的活塞拉出时，液压缸50也旋转以保持几何平衡。具体地，当活塞拉伸时，安装在活塞中的感测部件72也向上移动，以致液压缸50操作直到感测部件72到达传感器70的顶部，如图9所示。传感器70一旦感测到感测部件72就会停止液压缸50的操作。然后，旋转止动件38与支撑止动件34啮合，这样旋转部件被更加牢固地支撑。

此外，滑块45在滑块支撑部件41的支撑下由液压缸60引导，以便滑块滑动直到前端处的冷却钢24与产品接触。

如果冷却钢21，23和24与产品接触，则其将被冷却大约1到15秒。

完成冷却后，以相反的顺序进行处理，并将产品拉出。

此类枢轴或旋转冷却夹持装置的优点在于，其顶部被广泛地打开，使得易于获得空间来安装板料。进一步，通过延伸从支撑铰链33到旋转部件35前端的距离，可扩展液压缸内的冲程，使得夹持速度可变得更快。

现在，将详细描述根据本发明的另一示例性实施例的热夹持方法中使用的冷却夹持装置。

图10是根据本发明的另一示例性实施例的热夹持方法中使用的液压夹持冷却装置的透视图。

冷却夹持装置包括底座10；冷却钢21，其位于并紧固至底座中心且具有安装于其上的已被加热的产品；以及四根导柱81，其被安装在底座上的冷却钢21的拐角处。

进一步，固定板82被紧固在导柱的顶上，且液压缸80被固定其上。在固定板的下方，安装有通过导柱举起的移动板83，且在移动板的下表面上具有冷却钢28。液压缸的活塞被连接到移动板83上。

此外，滑块支撑部件41被安装在底座上，且滑块45被安装在朝向冷却钢21来回移动的滑块支撑部件41上。冷却钢24被固定至滑块45的前端，并且液压缸60被连接到另一端。

冷却钢21、24和28与已加热的产品接触并与其交换热量从而冷却产品。冷却剂通过冷却钢中的冷却孔20循环，从而将冷却钢保持在低温。接触区域被制造成具有与成品产品相同的形状和尺寸。

具体地，液压缸60和80被设置为从大约50MPa到500MPa，适用于在夹持时固定形状和保持冷却。

进一步，冷却钢21具有多个加工销，加工销的数目和位置对应于安装在冷却钢21上的产品中所形成的孔的数目和位置。优选地，加工销212具有圆形横截面且具有比产品的孔小0.1到1mm的尺寸。这是因为即使孔在加热过程中变小，也能确保加工销212***孔中。

优选地，在产品上形成的多个孔中的一个孔可具有与加工销形状对应的精确的圆形形状，以便成为在冷却钢21上安装产品的参考，而多个孔中的另一个孔可为椭圆形槽孔，以便当产品在冷却过程中被缩小呈矩形形状时，不干涉或干扰加工销212。

不必说，该配置同样可被应用于参考图5至图9所述的旋转式夹持冷却装置。

下面将描述夹持冷却装置的操作。首先，在加热炉中以900℃或更高的温度将产品加热三到六分钟，并且，将产品安装在冷却钢21上，其中移动板83位于冷却钢21的上方，如图10所示。

然后，如果操作液压缸60和80，则移动板83通过液压缸80沿导柱81下降，以致固定在移动板83下的冷却钢28与产品接触。

此外，滑块45在滑块支撑部件41的支撑下由液压缸60引导，以便滑块滑动直到前端处的冷却钢24与产品接触。

如果冷却钢21，24和28与产品接触，则其将冷却大约1到15秒。

完成冷却后，以相反的顺序执行处理，将产品取出。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，可除去激光切边、热冲压成型和热冲压压制，这样可节省成本和提高制造速度。进一步，首先通过快速冷成型生产已完成的产品，然后对其加热，使用多个夹持冷却装置使生产速度同步，使得可以较低成本建立较少设施空间的大规模生产***。

特别地，与现有的热成型方法相比，通过使用更便宜的多个液压冷却夹持装置可显著提高生产力。

而且，通过使用冷加工来制造产品，可以按不同的方向进行冷却，使得可以制造使用热冲压难以制造的超高张力产品。

虽然已参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应理解本发明不局限于此，而是可做不同的修正和替代。

Claims (12)

1.一种热夹持方法，包括：

切割材料的下料处理；

冷加工已被切割的材料以冷却所述已被切割的材料，从而制造具有成品形状的产品；

在加热炉中加热已冷却的产品；以及

夹持冷却，将已加热的产品置于夹具中将其夹住，使得所述已加热的产品与所述夹具接触从而被冷却。

2.根据权利要求1所述的热夹持方法，其中所述冷加工包括：

拉拨所述材料；

切边或冲孔已拉拨的材料；

整形已切边或冲孔的材料；以及

切边或冲孔已整形的材料。

3.根据权利要求2所述的热夹持方法，其中在所述冷加工过程中，考虑到所述产品的最终形状，所述产品被减小。

4.根据权利要求1所述的热夹持方法，其中在所述冷加工过程中，考虑到所述产品的最终形状，所述产品被减小。

5.根据权利要求1所述的热夹持方法，其中在所述夹持冷却过程中，与所述产品接触的所述夹具的表面与所述产品的最终形状一致。

6.根据权利要求1所述的热夹持方法，其中在所述夹持冷却过程中的所述夹具具有附在所述夹具上的加工销，所述加工销***形成在所述产品上的孔中。

7.根据权利要求6所述的热夹持方法，其中附设有多个加工销，并且在由所述夹具夹持的所述产品上形成有对应于所述加工销的相同数量的孔，

其中在所述产品上形成的所述多个孔中的至少一个孔具有与所述加工销一致的形状，而所述多个孔中的至少另一个孔具有椭圆形状。

8.一种夹持冷却装置，包括：

在夹持冷却过程中使用的所述夹持冷却装置的底座；

被固定在所述底座上且在其上安装已加热的产品的冷却钢；

相对于所述底座移动以便与安装在所述冷却钢上的所述已加热的产品的顶部接触的冷却钢；以及

移动冷却钢移动装置。

9.根据权利要求8所述的夹持冷却装置，其中所述夹持冷却装置包括：

被安装在所述底座上，并且与沿一侧表面接近的安装在所述冷却钢上的所述产品接触的冷却钢；以及

在端部具有冷却钢，通过固定在所述底座上的滑块支撑部件支撑和滑动，并通过液压缸滑动的滑块。

10.根据权利要求8所述的夹持冷却装置，其中所述移动装置包括：

在所述底座上形成的旋转支撑部件；以及

通过所述旋转支撑部件的支撑铰链连接的旋转部件，

其中冷却钢被固定在相对于支撑铰链更靠近前端的一侧，而液压缸通过铰链连接在相对于所述支撑铰链的另一侧，其中当所述液压缸操作时，所述旋转部件在所述支撑铰链上旋转。

11.根据权利要求10所述的夹持冷却装置，其中所述旋转支撑部件具有形成于其上的支撑止动件，且所述旋转部件具有安装于其上的旋转止动件，

其中所述旋转止动件和所述支撑止动件在这样的位置接合，即，所述旋转部件在所述旋转支撑部件上旋转，从而与所述产品接触的位置，使得牢固地支撑所述旋转部件。

12.根据权利要求8所述的夹持冷却装置，其中所述移动装置包括：

安装在所述底座上的多个导柱；

安装在所述多个导柱上方的固定板；以及

通过液压缸沿所述导柱升起并具有固定在下表面上的冷却钢的移动板。