CN214556593U - 一种用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车材料研究设备技术领域，特别涉及一种用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置，气缸的活塞杆向下穿过气缸底板的开孔，活塞杆末端连接球轴承；气缸座板、上平板模和下平板模竖直穿入四根双头螺栓，上平板模和下平板模之间形成的空间为模腔，用来放置板料；轴座和上平板模两个部件的整体套在双头螺栓上，在气缸底板和下平板模之间沿竖直方向作往复直线运动，调节模腔大小；上平板模和下平板模水平方向开设多组通孔水道，并用软管将相邻的水道进行串联。本实用新型采用气动压紧的方式，控制上平板模在气缸底板和下平板模之间沿竖直方向作往复直线运动，从而调节模腔大小，可以方便精确地控制板料的热冲压变形量。

Description

一种用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置

技术领域

本实用新型涉及汽车材料研究设备技术领域，特别涉及一种用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置。

背景技术

热冲压技术目前已广泛应用于汽车零部件冲压制造过程，通过对硼钢，包含不带镀层的裸板以及镀层板进行加热，使材料达到奥氏体化温度，然后快速移至热冲压模具中进行成形。热冲压模具采用特殊耐高温材质，在其内部设有水冷结构。零件在热冲压后仍需在模具中继续保压，并以一定的冷却速度完成淬火冷却。最终生成的零件的微观组织为马氏体，其强度可达1500MPa，满足汽车安全性能指标。

热冲压技术的核心是材料和工艺，二者缺一不可。为了获得性能优良的零件产品，往往需要设定不同的工艺参数，如加热温度、保压时间和冷却速度等，或选用不同的材料如不同规格的镀层厚度来进行研究。传统实验方法需要借助实际热冲压生产线，通常需要花费很大精力协调各方在正常生产过程穿插调整工艺制备实验用样件，这导致样件的制备成本很高，制备周期也很长。此外，由于只能借助已有产品模具进行实验样件制备，因此很难获得较大面积的平整实验样件，导致制备样件的灵活性很低。这些问题最终导致热冲压材料和工艺探究困难，产品研发周期长。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置，可以解决不同材质、不同工艺条件下的实验样件制备问题，从而缩减材料和工艺的研发周期，降低研发成本。

具体技术方案如下：

一种用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置，包括气缸、气缸底板、双头螺栓、上平板模、下平板模和底座，所述气缸底板中心开孔，气缸固定安装在气缸底板上表面，气缸的活塞杆向下穿过气缸底板的开孔，活塞杆末端连接球轴承；所述底座的上部与下平板模通过螺栓固定；气缸座板、上平板模和下平板模的四角开孔，竖直穿入四根双头螺栓，双头螺栓的两端分别通过一对螺母从上下锁紧定位在气缸座板和下平板模上，上平板模和下平板模之间形成的空间为模腔，用来放置板料；上平板模和轴座焊接固定，轴座和球轴承通过销轴连接，轴座和上平板模两个部件的整体套在双头螺栓上，在气缸底板和下平板模之间沿竖直方向作往复直线运动，调节模腔大小；所述上平板模和下平板模水平方向开设多组通孔水道，并用软管将相邻的水道进行串联。

所述底座的底部焊接脚轮底板，脚轮底板通过螺栓与脚轮进行连接。

所述上平板模的四角开孔直径大于双头螺栓的光杆外径。

所述底座的底部中间加设加强筋。

所述气缸的活塞杆往复运动时的运动方向由气动换向阀控制

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益技术效果：

（1）本实用新型采用气动压紧的方式，控制轴座和上平板模两个部件的整体套在双头螺栓上，在气缸底板和下平板模之间沿竖直方向作往复直线运动，从而调节模腔大小，可以方便精确地控制板料的热冲压变形量。采用此装置可以灵活而低成本地全面研究热冲压过程中各个参数的影响；

（2）本实用新型上平板模和下平板模水平方向开设多组通孔水道，并用软管将相邻的水道进行串联，板料受到冲压可以获得较大面积的实验料片，在制备氢脆弯曲等实验的料片时十分方便；而且冷却速度可以通过调节外部连接的水泵参数以及冷却水温度来方便地进行调整；

（3）本实用新型底座的底部焊接脚轮底板，脚轮底板通过螺栓与脚轮进行连接，可以方便移动。底座的底部中间加设加强筋，可以进一步加强冲压时底座中间的抗压强度。

附图说明

图1为本实用新型制备装置的结构示意图；

图2为本实用新型制备装置上平板模和下平板模待压紧状态工作示意图；

图3为本实用新型制备装置上平板模和下平板模压紧状态工作示意图；

图中，1、气缸；2、气缸座板；3、双头螺栓；4、销轴；5、轴座；6、上平板模；7、下平板模；8、底座；9、脚轮底板；10、脚轮；11、水道；12、模腔；13、加强筋；14、球轴承；15、板料。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步说明，但本实用新型的保护范围不仅限于附图。

图1为本实用新型制备装置的结构示意图，如图所示，本实用新型用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置，包括气缸1、气缸底板2、双头螺栓3、上平板模6、下平板模7和底座8，所述气缸底板2中心开孔，气缸1固定安装在气缸底板2上表面，气缸1的活塞杆向下穿过气缸底板2的开孔，活塞杆末端连接球轴承14；所述底座8的上部与下平板模7通过螺栓固定；气缸座板2、上平板模6和下平板模7的四角开孔，竖直穿入四根双头螺栓3，双头螺栓3的两端分别通过一对螺母从上下锁紧定位在气缸座板2和下平板模7上，上平板模6和下平板模7之间形成的空间为模腔12，用来放置板料15；上平板模6和轴座5焊接固定，轴座5和球轴承14通过销轴4连接，轴座5和上平板模6两个部件的整体套在双头螺栓3上，在气缸底板2和下平板模7之间沿竖直方向作往复直线运动，调节模腔12大小；所述上平板模6和下平板模7水平方向开设多组通孔水道11，并用软管将相邻的水道进行串联。

底座8的底部焊接脚轮底板9，脚轮底板9通过螺栓与脚轮10进行连接。上平板模6的四角开孔直径大于双头螺栓3的光杆外径。底座8的底部中间加设加强筋13。所述气缸1的活塞杆往复运动时的运动方向由气动换向阀控制。

图2为本实用新型制备装置上平板模和下平板模待压紧状态工作示意图，图3为本实用新型制备装置上平板模和下平板模压紧状态工作示意图，如图所示：

使用该装置时，首先将实验用板料15裁剪成适当的尺寸，并在其表面焊接上相应的热电偶，然后将板料15置于马弗炉中进行加热，直至按实验工艺加热至板料完全奥氏体化。

首先通过气动换向阀控制气缸1的活塞杆向上回缩，轴座5和上平板模6两个部件的整体与下平板模7处于分开状态，即待压紧状态，上平板模6和下平板模7之间形成的空间为模腔12，用来放置板料15。冷却水泵以一定的流速将一定温度的冷却水通过软管注入水道11，供给轴座5和上平板模6整体及下平板模7。再将加热后的板料15置于模腔12中，通过气动换向阀控制气缸1的活塞杆向下伸出，借助销轴4的连接，推动轴座5和上平板模6沿双头螺栓13的光杆部分向下运动，从而将板料15在上平板模6和下平板模7之间压紧，板料15受到冲压可以获得较大面积的实验料片。待达到设定的保压时间后，再通过气动换向阀将上平板模6和下平板模7分开，完成实验料片的制备。

通过调整水泵的流量、水泵开启时刻、冷却水的温度以及保压时间可以制备不同冷却过程工艺参数的实验料片。通过调整气压大小可以制备不同热冲压变形量的实验料片。通过调整马弗炉的加热温度及加热速度可以制备不同加热过程工艺参数的实验料片。加热过程和冷却过程板料的实际温度变化情况可以通过热电偶和相应仪表进行采集分析。

Claims (5)

1.一种用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置，其特征在于：包括气缸、气缸底板、双头螺栓、上平板模、下平板模和底座，所述气缸底板中心开孔，气缸固定安装在气缸底板上表面，气缸的活塞杆向下穿过气缸底板的开孔，活塞杆末端连接球轴承；所述底座的上部与下平板模通过螺栓固定；气缸座板、上平板模和下平板模的四角开孔，竖直穿入四根双头螺栓，双头螺栓的两端分别通过一对螺母从上下锁紧定位在气缸座板和下平板模上，上平板模和下平板模之间形成的空间为模腔，用来放置板料；上平板模和轴座焊接固定，轴座和球轴承通过销轴连接，轴座和上平板模两个部件的整体套在双头螺栓上，在气缸底板和下平板模之间沿竖直方向作往复直线运动，调节模腔大小；所述上平板模和下平板模水平方向开设多组通孔水道，并用软管将相邻的水道进行串联。

2.根据权利要求1所述用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置，其特征在于：所述底座的底部焊接脚轮底板，脚轮底板通过螺栓与脚轮进行连接。

3.根据权利要求1所述用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置，其特征在于：所述上平板模的四角开孔直径大于双头螺栓的光杆外径。

4.根据权利要求1所述用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置，其特征在于：所述底座的底部中间加设加强筋。

5.根据权利要求1所述用于模拟热冲压过程的实验样件制备装置，其特征在于：所述气缸的活塞杆往复运动时的运动方向由气动换向阀控制。

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