CN108176773A - 热冲压板料加热机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热冲压板料加热机构，包括底座、设于所述底座上的第一侧的第一电极安装结构、对称设于所述底座上第二侧的第二电极安装结构以及位于第一电极安装结构及第二电极安装结构之间的用于承载热冲压板料的承载台以及加热电路；所述加热电路包括安装于所述第一电极安装结构上且沿所述热冲压板料的第一侧长度方向并行设置的若干第一电极、对称安装于所述第二电极安装结构上的若干第二电极、若干可调电阻以及直流电源，每相对的一第一电极及一第二电极形成一组加热电极，所述若干第一电极的第一端均与所述热冲压板料的第一侧接触，所述若干第一电极的第二端均直接与所述直流电源的第一端相连。

Description

热冲压板料加热机构

技术领域

本发明涉及热冲压板料加热领域，特别涉及一种热冲压板料加热机构。

背景技术

热冲压是一种获得拥有优良性能冲压件的成形方法，其过程是把高强钢板(22MnB)加热到奥氏体化温度并保温使奥氏体均匀化，然后快速移动到冲压模具上，在模具上完成冲压过程和保压淬火，最后获得组织形态以马氏体为主的高强钢冲压件。热冲压工艺的优点在于冲压过程中变形抗力小，所得制件强度高，回弹相对冷冲压件小。

其成形过程中板料温度的变化对成形件质量的影响显著。由于板料的冷却速率在整个冲压过程中是不均匀的，高温时板料与模具之间的热传递非常快。在冲压过程刚开始时，凸模圆角和凹模圆角最先接触到板料，此时板料与模具之间由于有巨大的温差而使得传热剧烈并倒致与这部分材料温度下降剧烈，而使得这部分材料开始向铁素体和珠光体转变，进而使得最终淬火时得不到马氏体相。随着冲压过程的继续进行，与凹模圆角接触的那部分材料继续向模具内流动形成冲压件的侧壁部分；与此同时，法兰部分的材料逐渐向中心流动并与凹模圆角接触，这也使得这部分材料温度下降，进而开始向铁素体和珠光体转变而使最终淬火得到的马氏体含量减少。以上这些不均匀的降温最终使得成形件的圆角和侧壁发生扩散型相变而使铁素体和珠光体含量较多，并使最终保压淬火得到的热冲压件马氏体含量少而且组织不均匀。

热冲压的保压淬火过程对成形件组织和性能的影响也尤为重要，能否获得马氏体含量均匀，性能均一的构件取决于保压淬火过程中板料各个部分的冷却速率。只有当板料的冷却速率大于临界冷却速率(对多数热冲压硼钢而言,此临界值约为27℃/s)时奥氏体才会转变为马氏体。然而在保压淬火阶段，坯料和模具接触往往是不均匀的，这是因为在热冲压时凸模圆角处的材料和凸模圆角处的材料最先接触到模具，此两部分的材料冷却速率加快因而产生局部硬化，而在后续成形过程中，成形件侧壁部分材料受拉应力的作用而减薄致使最后合模时，成形件的侧壁不能与模具形面完整贴合而存在间隙。坯料和模具接触紧密的地方热量通过对流、辐射、传倒扩散因而冷却速率较快，而坯料和模具有间隙的地方热量只能以热辐射的形式和通过空气介质传播，因此冷却速率较慢。冷却速率的不均匀性倒致了组织的不均匀，进而使得冲压件整体力学性能的不均匀，在侧壁部分冷却速率慢，所获得的马氏体含量低，强度硬度不足。因此，迫切需要一种能够对热冲压板料不同位置进行相应温度的加热的加热机构。

发明内容

有鉴于此，本发明实有必要提供一种能够对热冲压板料的不同位置进行相应温度加热的热冲压板料加热机构。

提供一种热冲压板料加热机构，包括底座、设于所述底座上的第一侧的第一电极安装结构、对称设于所述底座上第二侧的第二电极安装结构以及位于第一电极安装结构及第二电极安装结构之间的用于承载热冲压板料的承载台以及加热电路；

所述加热电路包括安装于所述第一电极安装结构上且沿所述热冲压板料的第一侧长度方向并行设置的若干第一电极、对称安装于所述第二电极安装结构上的若干第二电极、若干可调电阻以及直流电源，每相对的一第一电极及一第二电极形成一组加热电极，所述若干第一电极的第一端均与所述热冲压板料的第一侧接触，所述若干第一电极的第二端均直接与所述直流电源的第一端相连，所述若干第二电极的第一端均与所述热冲压板料的第二侧接触，所述若干第二电极的第二端分别通过一可调电阻后连接于所述直流电源的第二端，任一第一电极与所述直流电源的第一端之间可选择性的串联连接一电阻值检测仪以检测对应组的加热电极回路的电阻值。

进一步的，所述加热电路还包括另一第一电极及另一第二电极，该另一第一电极与另一第二电极组成另一组加热电极，该另一第二电极直接与所述直流电源的第二端相连。

进一步的，所述若干第一电极的第二端均直接与所述直流电源的正极相连，所述若干第二电极的第二端分别通过一可调电阻后连接于所述直流电源的负极，所述任一电极与所述直流电源的正极之间可选择性的串联接一电阻值检测仪以检测以检测对应组的加热电极回路的电阻值。

进一步的，所述电阻值检测仪为万用表。

进一步的，所述第一电极安装结构包括第一滑套、第一滑杆以及第一安装台；所述第一滑套设于所述底座的顶端的第一侧，所述第一滑杆穿设于所述第一滑套内，所述第一滑杆的里端朝向第二电极安装结构，外端外露于所述第一滑套的外侧；所述第一安装台固定于所述第一滑杆的外端且位于所述第一滑杆的上方，所述第一安装台的长度与所述承载台的长度相匹配，所述若干第一电极沿所述第一安装台的长度方向并行固定于所述第一安装台朝向第二电极安装结构24的一侧。

进一步的，所述第一电极安装结构还包括与第一电极数量相应的若干第一螺母以及若干第一调节螺栓，所述若干第一螺母沿所述第一安装台的长度方向并行设置于所述第一安装台上，所述若干第一调节螺栓的外端一一对应的螺纹配合于第一螺母上，里端一一对应的与所述若干第一电极绝缘连接。

进一步的，所述第二电极安装结构与所述第一电极安装结构对称设置，所述第二电极安装结构包括第二滑套、第二滑杆以及第二安装台；所述第二滑套设于所述底座的顶端的第二侧，所述第二滑杆穿设于所述第二滑套内，所述第二滑杆的里端朝向第一电极安装结构，外端外露于所述第二滑套的外侧；所述第二安装台固定于所述第二滑杆的外端且位于所述第二滑杆的上方，所述第二安装台的长度与所述承载台的长度相匹配，所述若干第二电极沿所述第二安装台的长度方向并行固定于所述第二安装台243朝向第一电极安装结构的一侧。

进一步的，所述第二电极安装结构还包括与第二电极数量相应的若干第二螺母以及若干第二调节螺栓，所述若干第二螺母沿所述第二安装台的长度方向并行设置于所述第二安装台上，所述若干第二调节螺栓的外端一一对应的螺纹配合于第二螺母上，里端一一对应的与所述若干第二电极绝缘连接。

进一步的，所述承载台为绝缘承载台。

本发明的热冲压板加热机构，第一电极安装结构以及第二电极安装结构之间的距离可调节，使得安装于其上的第一电极及第二电极之间的距离可调节，能够适应不同宽度的热冲压板料。再通过可调节螺栓连接于相应电极与螺母之间，可以单独调节任一电极相应于热冲压板料的位置，能够适应于不同形状(例如异形)板料，使得沿板料长度方向并行的电极能够随板料的形状而调节位置，有效保证每一电极均能够与板料接触，有效对板料进行加热。和传统的电流加热相比较，能根据板料形状调节电极的位置，所以本发明能够对形状不规则的板料进行电阻加热，扩大的电阻加热的应用。采用了多个电极组成加热电路，各个支路的电流可以调节，可以使异形板料获得均匀的温度分布，而且可以对不同区域的加热电流进行定制。可以实现定制化的温度分布，在板料冲压成形中，使初始板料获得不同的组织，在后续热冲压时能够获得变强度零件。

附图说明

图1是本发明热冲压板料加热机构一实施例的加热电路的电路图。

图2是本发明热冲压板料加热机构一实施例的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是图3中局部A的放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，本实施例的热冲压板料加热机构用于对热冲压板料进行加热，所述热冲压板料加热机构包括加热电路1，所述加热电路1包括若干第一电极101、若干第二电极102、若干可调电阻103以及直流电源104，所述若干第一电极101沿所述热冲压板料300的第一侧长度方向并行设置，所述若干第二电极102对称设于所述热冲压板料300的第二侧，每相对的一第一电极101及一第二电极102形成一组加热电极，所述若干第一电极101的第一端均与所述热冲压板料300的第一侧接触，所述若干第一电极101的第二端均直接与所述直流电源104的第一端相连，所述若干第二电极102的第一端均与所述热冲压板料300的第二侧接触，所述若干第二电极102的第二端分别通过一可调电阻103后连接于所述直流电源104的第二端，任一第一电极101与所述直流电源104的第一端之间可选择性的串联连接一电阻值检测仪以检测对应的以检测对应组的加热电极回路的电阻值，从而确定该加热电极回路中的可调电阻103的调节量。

本方案中，每一组加热电极的第一电极101及第二电极102形成一加热回路，通过电阻值检测仪检测该组电极中的可调电阻103的电阻值，来调节加热电极的加热温度，从而能够针对板料300每一部分所需要温度而调节加热温度。每一组加热电极中，通过改变可调电阻103电阻值的大小，以实现热冲压板料300(坯件，以下简称板料300)不同截面处电流强度的不同，从而实现坯料温度分布的定制化，使得板料300每一截面温度可控，提高热冲压产品质量。

本具体实施例中，所述若干第一电极101的第二端均直接与所述直流电源104的正极相连，所述若干第二电极102的第二端分别通过一可调电阻103后连接于所述直流电源104的负极，所述任一电极与所述直流电源104的正极之间可选择性的串联接一电阻值检测仪以检测对应的与第二电极102相连的相调电阻的电阻值。

本具体实施例中，所述电阻值检测仪可采用可插拔式的方式与检测每一加热电极回路中的电阻值。所述电阻值检测仪为万用表105。所述万用表105可直接插入每一第一电极101与所述直流电极之间以检测相应的一组加热电极中的可调电阻103的电阻值。

所述加热电路1还包括另一第一电极101及另一第二电极102，该另一第一电极101与另一第二电极102组成另一组加热电极，该另一第二电极102直接与所述直流电源104的第二端相连。该组加热电极可作为基准，以便于万用表105调节上述电阻值。

本发明的热冲压板料300加热机构，采用了若干组加热电极组成加热电极，若干组加热电极沿板料300的长度方向并行设置，每一组加热电极中的第一电极101及第二电极102形成回路，各个支路的电流可以调节，可以使异形板料300获得均匀的温度分布，而且可以对不同区域的加热电流进行定制。可以实现定制化的温度分布，在板料300热冲压成形中，使初始板料300获得不同的组织，在后续热冲压时能够获得变强度零件。

请参见图2至图4，所述热冲压板料加热机构包括与上述实施例结构或功能相同或相似的加热电路1，所述热冲压板料加热机构还包括一底座20、设于所述底座20上的第一侧的第一电极安装结构22、对称设于所述底座20上第二侧的第二电极安装结构24以及位于第一电极安装结构22及第二电极安装结构24之间的承载台26，所述热冲压板料300设置于所述承载台26的上表面，所述若干第一电极101安装于所述第一电极安装结构22上后与置于所述承载台26上的热冲压板料300第一侧相接触，所述若干第二电极102安装于所述第二电极安装结构24上后与置于所述承载台26上的热冲压板料300第二侧相接触。

本实施例中，为了能够适应不同形状大小的热冲压板料300，所述第一电极安装结构22及第二电极安装结构24能够向相对的方向或向相反的方向移动，如此，能够通过所述第一电极安装结构22及第二电极安装结构24能够调节它们之间的间隔距离，从而能够适应不同宽度热冲压板料300。具体地：

所述第一电极安装结构22包括第一滑套221、第一滑杆222以及第一安装台223。所述第一滑套221设于所述底座20的顶端的第一侧，所述第一滑杆222穿设于所述第一滑套221内，所述第一滑杆222的里端朝向第二电极安装结构24，外端外露于所述第一滑套221的外侧。所述第一安装台223固定于所述第一滑杆222的外端且位于所述第一滑杆222的上方，所述第一安装台223的长度与所述承载台26的长度相匹配，所述若干第一电极101沿所述第一安装台223的长度方向并行固定于所述第一安装台223朝向第二电极安装结构24的一侧。

本实施例中，在所述第一滑杆222的外端设置有一第一固定耳224，所述第一安装台223的底面与所述第一固定耳224的顶面连接。

所述第一滑套221的数量可以是一套，当为一套时，所述第一滑套221沿所述底座20的长度方向设置，即第一滑套221的长度与所述底座20的长度相匹配。当为一套时，在所述第一滑套221上沿其长度方向间隔开设有多个第一滑孔，所述第一滑孔的轴向与所述第一滑套221的轴向(长度方向)垂直，对应的，所述第一滑杆222数量与所述第一滑孔数量匹配，一一对应的穿设于第一滑孔内。所述第一滑套221的数量也可为多套，当为多套时，多套第一滑套221沿所述底座20的长度方向间隔设置于底座20的顶端的第一侧，在每一套第一滑套221上均开设有第一滑孔，所述第一滑杆222的数量与所述多套第一滑套221数量相匹配，一一对应的穿设于相应的第一滑套221中。

为了使得每一第一电极101的位置均能够被调节，以使得同一组加热电极中的第一电极101能够向第二电极102方向移动，或者向远离第二电极102方向移动，以适应不同形状的热冲压板料300，本实施例的第一电极安装结构22还包括：与第一电极101数量相应的若干第一螺母225以及若干第一调节螺栓226，所述若干第一螺母225沿所述第一安装台223的长度方向并行设置于所述第一安装台223上，所述若干第一调节螺栓226的外端一一对应的螺纹配合于第一螺母225上，里端一一对应的与所述若干第一电极101绝缘连接。

进一步的，在所述若干第一电极101上分别设置有一第一绝缘体281，所述若干第一调节螺栓226的里端通过对应的第一绝缘体281与对应的第一电极101绝缘连接。

所述第二电极安装结构24与所述第一电极安装结构22对称设置。所述第二电极安装结构24包括第二滑套241、第二滑杆242以及第二安装台243。所述第二滑套241设于所述底座20的顶端的第二侧，所述第二滑杆242穿设于所述第二滑套241内，所述第二滑杆242的里端朝向第一电极安装结构22，外端外露于所述第二滑套241的外侧。所述第二安装台243固定于所述第二滑杆242的外端且位于所述第二滑杆242的上方，所述第二安装台243的长度与所述承载台26的长度相匹配，所述若干第二电极102沿所述第二安装台243的长度方向并行固定于所述第二安装台243朝向第一电极安装结构22的一侧。

所述第二滑套241的数量可以是一套，当为一套时，所述第二滑套241沿所述底座20的长度方向设置，即第二滑套241的长度与所述底座20的长度相匹配。当为一套时，在所述第二滑套241上沿其长度方向间隔开设有多个第二滑孔，所述第二滑孔的轴向与所述第二滑套241的轴向(长度方向)垂直，对应的，所述第二滑杆242数量与所述第二滑孔数量匹配，一一对应的穿设于第二滑孔内。所述第二滑套241的数量也可为多套，当为多套时，多套第二滑套241沿所述底座20的长度方向间隔设置于底座20的顶端的第二侧，在每一套第二滑套241上均开设有第二滑孔，所述第二滑杆242的数量与所述多套第二滑套241数量相匹配，一一对应的穿设于相应的第二滑套241中。

本实施例中，在所述第二滑杆242的外端设置有一第二固定耳244，所述第二安装台243的底面与所述第二固定耳244的顶面连接。

为了使得每一第二电极102的位置均能够被调节，以使得同一组加热电极中的第二电极102能够向第一电极101方向移动，或者向远离第一电极101方向移动，以适应不同形状的热冲压板料300，本实施例的第二电极安装结构24还包括：与第二电极102数量相应的若干第二螺母245以及若干第二调节螺栓246，所述若干第二螺母245沿所述第二安装台243的长度方向并行设置于所述第二安装台243上，所述若干第二调节螺栓246的外端一一对应的螺纹配合于第二螺母245上，里端一一对应的与所述若干第二电极102绝缘连接。

进一步的，在所述若干第二电极102上分别设置有一第二绝缘体282，所述若干第二调节螺栓246的里端通过对应的第二绝缘体282与对应的第二电极102绝缘连接。

本实施例中，所述承载台26为绝缘承载台26，所述绝缘承载台26设置于所述第一滑套221及第二滑套241上，在所述承载台26上还设置有一绝缘垫板21。

本发明的热冲压板料加热机构，第一电极安装结构22以及第二电极安装结构24之间的距离可调节，使得安装于其上的第一电极101及第二电极102之间的距离可调节，能够适应不同宽度的热冲压板料300。再通过可调节螺栓连接于相应电极与螺母之间，可以单独调节任一电极相应于热冲压板料300的位置，能够适应于不同形状(例如异形)板料300，使得沿板料300长度方向并行的电极能够随板料300的形状而调节位置，有效保证每一电极均能够与板料300接触，有效对板料300进行加热。和传统的电流加热相比较，能根据板料300形状调节电极的位置，所以本发明能够对形状不规则的板料300进行电阻加热，扩大的电阻加热的应用。采用了多个电极组成加热电路1，各个支路的电流可以调节，可以使异形板料300获得均匀的温度分布，而且可以对不同区域的加热电流进行定制。可以实现定制化的温度分布，在板料300热冲压成形中，使初始板料300获得不同的组织，在后续热冲压时能够获得变强度零件。

具体结合实例，所述热冲压件以B柱为例对本热冲压板料加热机构进行阐述。请继续参见图3，被切割之后的B柱板料300为大致呈“工”形的异形板，其具有位于首端的宽度较长的首段、位于尾端的宽度较长的尾段以及位于首段与尾段之间的宽度较窄的中段。在加热之前，先前该B柱板料300置于承载台26上，然后使第一电极安装结构22及第二电极安装结构24向相对的方向移动，从而粗调若干第一电极101及若干第二电极102的位置，使得第一电极101及第二电极102首先接触B柱板料300宽度最长的一段的两侧面，然后再细调与B柱板料300宽度较窄的部分相应的第一电极101及第二电极102，以使得B柱板料300第一侧的第一电极101均与其接触，B柱板料300第二侧的第二电极102均与其接触，从而保证每一电极均与B柱板料300相接触，使板料300的宽度方向上都被电极夹持住。如此，位于同一断面的第一电极101及第二电极102形成一组加热电极，对该截面附近的部分进行加热。为保证板料300温度均匀分布，采用万用电表测量每个支路的电阻大小，通过可调电阻103调节电阻大小。当整体电路设置好之后，接通电源进行板料300加热。为实现零件的变强度成形，通过可调电阻103调节电阻大小，定制板料300不同区域加热电流大小，使板料300获得不同的初始组织。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种热冲压板料加热机构，其特征在于：包括底座、设于所述底座上的第一侧的第一电极安装结构、对称设于所述底座上第二侧的第二电极安装结构以及位于第一电极安装结构及第二电极安装结构之间的用于承载热冲压板料的承载台以及加热电路；

所述加热电路包括安装于所述第一电极安装结构上且沿所述热冲压板料的第一侧长度方向并行设置的若干第一电极、对称安装于所述第二电极安装结构上的若干第二电极、若干可调电阻以及直流电源，每相对的一第一电极及一第二电极形成一组加热电极，所述若干第一电极的第一端均与所述热冲压板料的第一侧接触，所述若干第一电极的第二端均直接与所述直流电源的第一端相连，所述若干第二电极的第一端均与所述热冲压板料的第二侧接触，所述若干第二电极的第二端分别通过一可调电阻后连接于所述直流电源的第二端，任一第一电极与所述直流电源的第一端之间可选择性的串联连接一电阻值检测仪以检测对应组的加热电极回路的电阻值。

2.如权利要求1所述的热冲压板料加热机构，其特征在于：所述加热电路还包括另一第一电极及另一第二电极，该另一第一电极与另一第二电极组成另一组加热电极，该另一第二电极直接与所述直流电源的第二端相连。

3.如权利要求1所述的热冲压板料加热机构，其特征在于：所述若干第一电极的第二端均直接与所述直流电源的正极相连，所述若干第二电极的第二端分别通过一可调电阻后连接于所述直流电源的负极，所述任一电极与所述直流电源的正极之间可选择性的串联接一电阻值检测仪以检测以检测对应组的加热电极回路的电阻值。

4.如权利要求1所述的热冲压板料加热机构，其特征在于：所述电阻值检测仪为万用表。

5.如权利要求1至4中任一项所述的热冲压板料加热机构，其特征在于：所述第一电极安装结构包括第一滑套、第一滑杆以及第一安装台；所述第一滑套设于所述底座的顶端的第一侧，所述第一滑杆穿设于所述第一滑套内，所述第一滑杆的里端朝向第二电极安装结构，外端外露于所述第一滑套的外侧；所述第一安装台固定于所述第一滑杆的外端且位于所述第一滑杆的上方，所述第一安装台的长度与所述承载台的长度相匹配，所述若干第一电极沿所述第一安装台的长度方向并行固定于所述第一安装台朝向第二电极安装结构24的一侧。

6.如权利要求5所述的热冲压板料加热机构，其特征在于：所述第一电极安装结构还包括与第一电极数量相应的若干第一螺母以及若干第一调节螺栓，所述若干第一螺母沿所述第一安装台的长度方向并行设置于所述第一安装台上，所述若干第一调节螺栓的外端一一对应的螺纹配合于第一螺母上，里端一一对应的与所述若干第一电极绝缘连接。

7.如权利要求5所述的热冲压板料加热机构，其特征在于：所述第二电极安装结构与所述第一电极安装结构对称设置，所述第二电极安装结构包括第二滑套、第二滑杆以及第二安装台；所述第二滑套设于所述底座的顶端的第二侧，所述第二滑杆穿设于所述第二滑套内，所述第二滑杆的里端朝向第一电极安装结构，外端外露于所述第二滑套的外侧；所述第二安装台固定于所述第二滑杆的外端且位于所述第二滑杆的上方，所述第二安装台的长度与所述承载台的长度相匹配，所述若干第二电极沿所述第二安装台的长度方向并行固定于所述第二安装台243朝向第一电极安装结构的一侧。

8.如权利要求7所述的热冲压板料加热机构，其特征在于：所述第二电极安装结构还包括与第二电极数量相应的若干第二螺母以及若干第二调节螺栓，所述若干第二螺母沿所述第二安装台的长度方向并行设置于所述第二安装台上，所述若干第二调节螺栓的外端一一对应的螺纹配合于第二螺母上，里端一一对应的与所述若干第二电极绝缘连接。

9.如权利要求1所述的热冲压板料加热机构，其特征在于：所述承载台为绝缘承载台。