專利名稱：一種多孔徑冷卻管道的熱沖壓模塊的制作方法
技術領域：
本項實用新型屬于熱沖壓用模具設計開發領域，主要設計內部冷卻系統設計。
背景技術：
熱沖壓技術是一項專門用于成形高強度鋼板和超高強度鋼板沖壓件的新技術，成形件能得到1500MPa以上的強度，成形精度高，用于汽車保安件和結構件以及其他場合的重要零部件，可提高汽車的安全性能、減輕車身重量和燃油經濟性能。熱沖壓技術是將超高強度鋼板加熱到奧氏體化溫度以上并充分保溫，其塑性和延展性會增加，屈服強度迅速降低，此時在成形與淬火一體化模具中迅速成形并得到高強度的馬氏體組織，從而得到成形精度高、高強度的熱沖壓件。鋼板的成形和淬火均在模具內完成，為保證冷卻速度在25°C /s以上以確保馬氏體轉變，以及保證零件表面的均勻冷卻以使零件組織、性能均勻，避免產生低強度點、減少成形殘余應力，確保成形質量，模具的均勻冷卻能力非常重要。在模具的加工和熱處理過程中，當模具段的長度彡400mm時，將給冷卻管道的加工帶來困難，且在熱處理過程中不易淬透、變形較大，單個模具模塊的長度不易過大，單個模具模塊冷卻系統一般設計有一個進水口、一個出水口。目前國內外冷卻管道設計時，均采用等直徑冷卻管道，這時將出現進水口距離遠近不同的冷卻管道內冷卻水流速差異較大的問題，如附圖2所示。基于上述問題，進行下屬實用新型模塊冷卻管道的改良。
發明內容
本項實用新型旨在解決熱沖壓模具冷卻能力的均勻性問題，依據冷卻管道內水流速度，改變某些冷卻管道直徑，使管道內流速趨于均勻，以提高冷卻效率，并大幅度提高熱沖壓成形力學性能均勻性。具體技術方案如下首先設計冷卻水進水口和出水口、冷卻水進水池和出水池,冷卻水進水口和出水口的方向可以設計為同向或者異向；其結構形式采用圓孔，用于和外部冷卻管道相連接。冷卻水進水池和出水池的作用主要起到從冷卻水進水口進來的冷卻水分流到冷卻管道內的作用，其還有緩沖的作用，其形狀采用圓孔或長方體。其次，采用統一直徑的冷卻管道，進行數值模擬；最后，依據已有的數值模擬結果，進行冷卻管道孔徑尺寸分布的優化設計，即進行多孔徑冷卻管道設計，采用逐步增大或減少距離進水口的管道直徑、或局部改變某些管道的直徑的方法，以改變進、出水池的流場，從而優化管道內的流場，使其均勻化。

圖1是多孔徑冷卻管道的熱沖壓模塊圖。[0012]圖2是進、出水口同向時管道內的流場圖。圖3是優化的管道內流場和管道中間界面上的流速等高線圖(采用增大距進水口較近管路的直徑后，管道內的流場)。圖中1_進水池；2_進水口 ；3-出水口 ；4-出水池；5_不同管徑的冷卻管道。
具體實施方式

以下結合附圖實例進一步說明本實用新型的內容及具體實施方法。對于材料為22MnB5、厚度為2mm的超高強鋼板，采用管道平均流速為1. 13m/s,設計的冷卻水池長X寬X高為(沖壓件寬+10)mmX35mmX60mm，進、出水口直徑等于水池寬度、位置如圖1所示，冷卻管道直徑為10mm，間距為10mm，距離型腔表面(圖中模具上表面)距離為5mm。如圖2數值模擬結果所示，與進水口距離較近管道內的流速要遠小于與進水口距離較遠管道內的流速。采用增大與進水口距離較近管道的直徑分別為11. 5mm、llmm和10. 5_，之后再次進行數值模擬，結果如圖3所示。對比圖2和圖3，可知，圖3中冷卻管道內水流速的均勻性要好于圖2中管道內水流速的均勻性。本實用新型所述多孔徑冷卻管道的熱沖壓模塊具有突出優點，采用該方法使熱沖壓模塊冷卻能力不均的問題得以改善和解決，提高了冷卻效率，使得熱沖壓件力學性能、成形精度得到大幅度提高，具有重要的現實價值。
權利要求1.一種多孔徑冷卻管道的熱沖壓模塊，其特征在于所述模塊內部設置有冷卻水進水口、出水口、進水池、出水池和變直徑的冷卻管道，所述冷卻管道直徑采用變直徑的方式，即采用逐步增大或減少距離進水口的管道直徑，或局部改變某些管道的直徑，以改變進、出水池的流場，使得冷卻管道內的流場趨于均勻化。
2.如權利要求1所述的多孔徑冷卻管道的熱沖壓模塊，其特征在于，冷卻水進水口、出水口的方向采用同向或者異向；其形式采取圓孔，以方便外接冷卻管道。
3.如權利要求1所述的多孔徑冷卻管道的熱沖壓模塊，其特征在于，進水池、出水池結構形式為圓孔或長方體，起到冷卻水緩沖分流或僅起到分流作用。
專利摘要本專利描述了一種多孔徑冷卻管道的熱沖壓模塊，屬于熱沖壓成形領域。所述的熱沖壓模塊冷卻管道直徑依距離進水口的遠近采用逐漸增大或逐漸減小，或局部改變某些管道直徑的方法，達到改變進、出水池內流場，即而優化進、出水口出冷卻水流速的均勻性的目的，使得管道內冷卻水流速均勻。該類模塊能改善熱沖壓模塊冷卻能力不均的問題，可大幅度提高成形件力學性能的均勻性和成形精度。
文檔編號B21D37/16GK202894089SQ201220234838
公開日2013年4月24日 申請日期2012年5月24日 優先權日2012年5月24日
發明者單忠德, 張密蘭, 許應, 姜超, 張振 申請人:機械科學研究總院先進制造技術研究中心