TWM620603U - 可局部冷卻的模具裝置 - Google Patents

Abstract

一種可局部冷卻的模具裝置，適用於成型一板件，並包含一適用於夾持而使該板件成型的模具，該模具包括多個配合界定出一適用於供該板件容設的腔室的模體，且形成有一在該等模體其中至少一者內部延伸且一端適用於連通一氣體源而另一端連通該腔室的進氣道，及一在該等模體其中至少一者內部延伸且一端適用於連通外界而另一端連通該腔室的出氣道，氣體將自該氣體源經由該進氣道進入該腔室，並自該出氣道排出至外界，以局部冷卻該板件。

Description

可局部冷卻的模具裝置

本新型是有關於一種模具，特別是指一種可局部冷卻的模具裝置。

參閱圖1，中華人民共和國第CN101508000A號公開專利，揭示一種熱衝壓成型模具，包含一凸模（未繪示）及一凹模9，該凹模9形成有多條開口朝向一板材（未繪示）的凹槽91、一連通該等凹槽91其中一端的配氣凹槽92，及一連通該配氣凹槽92與一氣源裝置（未繪示）的進氣口93。使用時，是將高壓冷卻氣體自該進氣口93經由該配氣凹槽92導入該等凹槽91，使高壓冷卻氣體經由該等凹槽91流動至該板材的另一側，並在通過該等凹槽91時接觸該板材，而使該板材冷卻。

然而，由於該等凹槽91是直接開設在該凸模及該凹模9的表面，使得該凸模及該凹模9的表面實質上為非連續平滑面，在高溫成形過程中容易使該板材表面產生條狀痕跡，因而降低該板材的美觀程度。因此，有必要尋求解決之道。

因此，本新型之目的，即在提供一種能避免在產品表面產生衝壓痕跡的可局部冷卻的模具裝置。

於是，本新型可局部冷卻的模具裝置，適用於成型一板件，並包含一適用於夾持而使該板件成型的模具，該模具包括多個配合界定出一適用於供該板件容設的腔室的模體，且形成有一在該等模體其中至少一者內部延伸且一端適用於連通一氣體源而另一端連通該腔室的進氣道，及一在該等模體其中至少一者內部延伸且一端適用於連通外界而另一端連通該腔室的出氣道，氣體將自該氣體源經由該進氣道進入該腔室，並自該出氣道排出至外界，以局部冷卻該板件。

本新型之功效在於：以該進氣道的一端朝該板件吹氣，並以該出氣道的一端向外排出經熱交換的氣體，可針對該板件散熱較差及材料容易拉伸變薄的局部區域進行冷卻，除了能提升該板件的厚度均勻性及整體結構強度，更能有效避免在該板件表面產生冷卻及衝壓痕跡。

參閱圖2，本新型可局部冷卻的模具裝置之一實施例，適用於成型一板件A（見圖5），並包含一適用於夾持而使該板件A成型的模具1，及一適用於連通一氣體源B而用以調整氣體流量的控制器2。為便於說明本實施例的運作方式，在以下說明中，該模具1是以帽型模具作為示例，以將該板件A成型為帽型板件，然而實際運用本實施例時，該模具1及該板件A的型態並不以此為限。

在本實施例中，該氣體源B為空氣壓縮機，可導出高壓氣體以冷卻該板件A，且該氣體源B輸出的氣體溫度小於25℃，氣體壓力則大於1MPa。然而在本實施例的其他實施態樣中，該氣體源B的類型並不以此為限，僅要能產出冷卻氣體即可。

參閱圖3與圖4，該模具1包括多個配合界定出一適用於供該板件A（見圖5）容設的腔室10的模體11，且形成有一在該等模體11其中至少一者內部延伸且一端適用於連通該氣體源B而另一端連通該腔室10的進氣道12、一在該等模體11其中至少一者內部延伸且一端適用於連通外界而另一端連通該腔室10的出氣道13，及多個在該等模體11內部間隔延伸並在鄰近該腔室10處圍繞該腔室10設置的冷卻水道14。在本實施例中，該腔室10實質上呈開口朝下的U字型，然而在本實施例的其他實施態樣中，該腔室10的型態並不以此為限。

參閱圖3與圖5，該進氣道12具有一適用於將氣體自該氣體源B導入該等模體11其中至少一者的導氣段121、二個間隔地自該導氣段121朝該腔室10分支延伸的第一分支段122、多個間隔地自該等第一分支段122延伸至該腔室10的噴氣段123，及多個分別形成在該等噴氣段123末端且朝向該腔室10的噴氣口124。其中，每一個噴氣口124的直徑大於相對應的該噴氣段123，以增加氣體與該板件A間的接觸面積，且連通每一個第一分支段122的該等噴氣口124的間距小於30毫米。

在本實施例中，是以電腦輔助工程（Computer Aided Engineering，CAE）預先模擬該板件A在成型時，材料容易因拉伸而減薄及應變較大的位置，再如圖5所示地對應設置該等噴氣段123及該等噴氣口124（因視圖角度關係，圖5僅繪示一噴氣段123及一噴氣口124），以先行針對該板件A結構較脆弱的部份進行局部冷卻。

參閱圖3與圖6，定義彼此垂直的一個左右方向X、一個上下方向Y，及一個前後方向Z，由於視圖角度關係，該前後方向Z在圖3中是以單點呈現。在本實施例中，該導氣段121是沿該左右方向X朝該等模體11其中至少一者內部延伸，且每一個第一分支段122具有一沿該左右方向X彼此間隔並自該導氣段121沿該上下方向Y朝該腔室10延伸的主支部125，及多個沿該上下方向Y彼此間隔且自該主支部125沿該前後方向Z延伸的副支部126。另外，該等第一分支段122的主支部125是配合該腔室10的型態，而朝向彼此傾斜延伸，且該等噴氣段123是沿該前後方向Z彼此間隔地自該等副支部126延伸至該腔室10。

然而，在本實施例的其他實施態樣中，該進氣道12的設置態樣及設置位置並不以此為限，且該等第一分支段122的數量也不以二個為限，同樣能達到冷卻該板件A（見圖5）的功效。當該等第一分支段122及該等噴氣段123的數量越多時，冷卻的效果也越佳。

參閱圖4，該出氣道13具有一適用將氣體自該等模體11其中至少一者排出至外界的排氣段131、二個間隔地自該排氣段131朝該腔室10分支延伸的第二分支段132，及多個間隔地自該等第二分支段132延伸至該腔室10的通氣段133。在本實施例中，該排氣段131是沿該左右方向X朝該等模體11其中至少一者內部延伸，且該等第二分支段132的設置方式與該等第一分支段122（見圖3）大致相同，差異僅在於該等第二分支段132是配合該腔室10的型態而遠離彼此傾斜延伸，故在此不再贅述。

在本實施例的其他實施態樣中，該出氣道13的設置態樣、設置位置，及該等第二分支段132的數量同樣不以此為限，一樣能達到冷卻該板件A（見圖5）的功效。當該等第二分支段132及該等通氣段133的數量越多時，冷卻的效果也越佳。

參閱圖2、圖3與圖5，實際使用本實施例時，是先將該等模體11分離，再將該板件A以加熱爐加熱至沃斯田鐵化溫度（850℃至950℃），接著將加熱後的該板件A快速移入該等模體11間，並鎖合該等模體11，使該板件A容置在該腔室10內並成型。此時，該板件A的部份熱量將自與該等模體11接觸處傳遞至該等模體11，以初步降低該板件A的整體溫度。配合以在該等冷卻水道14中流動的冷水或冷卻液與該等模體11進行熱交換，即能有效降低該板件A及該等模體11的溫度，使本實施例能達到連續加工，以提高加工效率。

接下來，即能操作該控制器2控制氣體流量及流速，並將氣體自該氣體源B導入該模具1，使氣體依序通過該進氣道12的導氣段121、該等第一分支段122，及該等噴氣段123，並自該等噴氣口124進入該模具1的腔室10，使氣體與該板件A進行熱交換，便能如圖5所示地預先針對該板件A散熱較差的局部區域，或是可能因拉伸而變薄的局部區域進行冷卻。如此一來，即能藉由快速降溫盡量降低該板件A的局部區域因受拉伸而變薄，進而提升該板件A的厚度均勻性，以及整體結構強度。

參閱圖4與圖5，最後，位在該腔室10內部的氣體將依序通過該出氣道13的該等通氣段133及該等第二分支段132，並自該排氣段131排出至外界，即能將位在該腔室10內部的熱量對外散出，有效達到局部冷卻該板件A的效果。

參閱圖5、圖7與圖8，為清楚說明本實施例的功效，以下將以相同的熱衝壓製程處理該板件A，並比較吹氣的有無對於該板件A的一側壁A1平均溫度的實際影響。首先，將該板件A加熱至850℃，再將該板件A快速移入本實施例中進行衝壓及模內淬火5秒，最後以熱顯像儀記錄該板件A的側壁A1溫度，未經吹氣冷卻的該側壁A1溫度分布將如圖7所示，而經吹氣冷卻5秒的該側壁A1溫度分布則如圖8所示。

由圖7可得知，在未經吹氣冷卻的該側壁A1上，可取得6個點的溫度分別為353.7℃、343.1℃、295.0℃、331.9℃、380.3℃，及367.3℃，平均溫度約為345℃，而由圖8可得知，在經吹氣冷卻的該側壁A1上，可取得6個點的溫度分別為64.8℃、65.9℃、120.8℃、133.1℃、95.7℃，及102.2℃，平均溫度則約為97℃。因此，以本實施例對該板件A進行吹氣冷卻，確實能達到良好的局部冷卻效果。

綜上所述，本新型可局部冷卻的模具裝置，以該進氣道12的一端朝該板件A吹氣，並以該出氣道13的一端向外排出經熱交換的氣體，可利用呈分支狀的該等第一分支段122，針對該板件A散熱較差及材料容易拉伸變薄的局部區域進行冷卻，再配合以該等冷卻水道14降低該板件A的溫度，除了能提升該板件A的厚度均勻性及整體結構強度，更能有效避免在該板件A表面產生冷卻及衝壓痕跡，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1:模具 10:腔室 11:模體 12:進氣道 121:導氣段 122:第一分支段 123:噴氣段 124:噴氣口 125:主支部 126:副支部 13:出氣道 131:排氣段 132:第二分支段 133:通氣段 14:冷卻水道 2:控制器 A:板件 A1:側壁 B:氣體源 X:左右方向 Y:上下方向 Z:前後方向

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一立體圖，說明中華人民共和國第CN101508000A號公開專利的一熱衝壓成型模具的一凹模； 圖2是一立體分解示意圖，說明本新型可局部冷卻的模具裝置的一實施例； 圖3是一前視剖視示意圖，說明該實施例的一進氣道連通一腔室的態樣； 圖4是一前視剖視圖，說明該實施例的一出氣道連通該腔室的態樣； 圖5是一局部放大剖視圖，說明該進氣道的多個噴氣口的態樣； 圖6是一立體圖，說明該進氣道的延伸態樣； 圖7是一熱影像圖，說明一板件的一側壁未經該實施例吹氣冷卻時的溫度分布；及 圖8是一熱影像圖，說明以該板件的側壁經該實施例吹氣冷卻時的溫度分布。

1:模具

10:腔室

11:模體

12:進氣道

121:導氣段

122:第一分支段

123:噴氣段

124:噴氣口

125:主支部

126:副支部

14:冷卻水道

2:控制器

B:氣體源

X:左右方向

Y:上下方向

Z:前後方向

Claims (7)

1. 一種可局部冷卻的模具裝置，適用於成型一板件，並包含： 一模具，適用於夾持而使該板件成型，並包括多個配合界定出一適用於供該板件容設的腔室的模體，且形成有一在該等模體其中至少一者內部延伸且一端適用於連通一氣體源而另一端連通該腔室的進氣道，及一在該等模體其中至少一者內部延伸且一端適用於連通外界而另一端連通該腔室的出氣道，氣體將自該氣體源經由該進氣道進入該腔室，並自該出氣道排出至外界，以局部冷卻該板件。
2. 如請求項1所述的可局部冷卻的模具裝置，其中，該進氣道具有一適用於將氣體自該氣體源導入該等模體其中至少一者的導氣段、多個間隔地自該導氣段朝該腔室分支延伸的第一分支段、多個間隔地自該等第一分支段延伸至該腔室的噴氣段，及多個分別形成在該等噴氣段末端且朝向該腔室的噴氣口。
3. 如請求項2所述的可局部冷卻的模具裝置，其中，每一噴氣口的直徑大於相對應的該噴氣段。
4. 如請求項2所述的可局部冷卻的模具裝置，其中，連通每一個第一分支段的該等噴氣口的間距小於30毫米。
5. 如請求項1所述的可局部冷卻的模具裝置，其中，該出氣道具有一適用將氣體自該等模體其中至少一者排出至外界的排氣段、多個間隔地自該排氣段朝該腔室分支延伸的第二分支段，及多個間隔地自該等第二分支段延伸至該腔室的通氣段。
6. 如請求項1所述的可局部冷卻的模具裝置，其中，該模具還形成有多個在該等模體內部間隔延伸並在鄰近該腔室處圍繞該腔室設置的冷卻水道。
7. 如請求項1所述的可局部冷卻的模具裝置，還包含一適用於連通該氣體源與該進氣道而用以調整氣體流量的控制器。

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