专利名称：制造用于材料成形的工具的方法及用该方法获得的工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造工具的方法，该工具用于材料成形、尤其是通过热拉伸成形或者注塑成形(injection molding)来制造特定形状的物体，为此目的，所述工具需要有与所述特定形状的至少一部分相匹配的成形表面，所述方法包括一个起始步骤a)，该步骤包括设计所要制造工具的轮廓，该轮廓有凸起的成形表面，而该成形表面拥有所述相匹配的形状；在设计时，在所述凸起的轮廓内部，根据相匹配的形状，在要制造的工具内部设置有一用于热交换液体进行循环的、呈凸起形状的管路系统(projected circuit)，所述凸起管路系统包括多个呈凸起形状的管路(projected ducts)，它们中至少有一个管路构成凸起的总管(manifold)，至少另外一个构成从所述凸起的总管分叉出来的、凸起的分支管(branch)，且该分支管在所述凸起成形表面的旁边延伸。
作为该方法适用工具的非限定性的例子，可以举出例子如用于金属板材的热拉伸成形的凸模(punch)和凹模(die)，以及在热塑性塑料注射成形的模具中用于确定模塑型腔的零件。在所述例子中，工具内部循环的热交换液体是用来冷却工具的，通过后者的热传导作用，也对所制造的制品进行冷却，以便在热拉伸成形情况下使制品变硬，以及在模塑成形的情况提高制品的凝固速度。在其它应用中，如热塑性塑料的热成形过程中，通过工具的热传导作用，热交换液体也可以具备加热制品的功能，或者还可以使加热液体和冷却液体交替循环。
在现有技术中，于上述起始步骤之后，所述工具由传统铸造技术进行制造，而这有一定的缺点。
缺点之一是使用传统铸造技术生产工具会有很高的总成本。应当承认，总的来说这些铸造技术本身并不贵，但是应用它们来制造工具却需要重新进行精密机加工，而精密机加工既要技术又比较昂贵。其原因是在此情况下，所述工具通常做成两个铸件装配在一起的形式，其中一个铸件相对比较薄，它整体地限定所述成形表面，其与成形表面相对一侧设置有与热传导液体管路系统的分支管相对应的、开放的沟槽阵列，另一个为相对结实的铸件，一方面，它作为上述相对较薄的铸件在机床的底座或床身上的支撑连接部分，所述机床为热拉伸机床或注塑机，另一方面，它要封闭相对较薄的铸件上的沟槽，并且容纳热传导液体管路系统的管道的其余部分。因此，在相对结实的铸件上，通过通常比较复杂形状的装配面支承相对较薄弱铸件，相对结实的铸件又通过形状相对简单的支承面支承在机床的底座或床身上，这需要尽可能高质量的机械支撑；另外，还需要对沟槽间进行隔离以防热传导液体从一个沟槽漏到另一个沟槽；这些需求需要对相互间装配面和相互间支承面进行非常精密的机加工，至少对于所述相互装配面来说，由于其通常复杂的形状，对其进行精密机加工会尤其困难。实际经验表明，即使非常精心地进行加工，防止热传导液体在沟槽间渗漏仍然会很困难，这仅仅是因为澎胀现象可能会导致在相互装配面之间产生一定的间隙，这样，如果使用现有技术中的工具时，对热传导液体的循环以及它对要制造的制品的作用进行控制就很困难。
另一个缺点在于这样一个事实，即铸造技术和利用该技术能够处理以生产工具的原材料不能使所述工具获得所期望的、优良的机械耐受性能，如耐磨性能和热传导性能，在热拉伸成形的情况下尤其如此。
再一个缺点在于，技术方面的要求，特别是对铸造模具的型芯制作(coring of the casting molds)的要求而言，会对用于热传导液体循环的管路系统的实现造成限制，也就是说，它们不允许根据成形表面的形状和热传导液体循环的具体要求对管路系统的路径进行优化；即，在通常的冷却要求下，对于所述成形表面和被制造的制品的各个区域，在热拉伸成形和注塑成形两种情况下，不允许根据与所述各个区域相对处的制品的厚度进行优化，或者在热拉伸成形情况下，不允许根据所述各个区域相对处的磨擦力进行优化。
本发明的目的就是旨在克服所述缺点，也就是说，能够制造这样的工具，该工具同时具有以下特性，具有根据目标材料成形的方法所要求的、优化的机械性能，尤其在对所要成形的材料的抗磨性方面的特性，所述工具包括的热传导液体循环的管路系统，该系统能具有热传导液体循环所要求的优化结构，特别是对于所述成形表面的区域而言，并表现出尽可能优良的热传导性能，在热传导液体循环的管路系统与成形表面之间尤其如此。
为此目的，本发明提供一种如前序部分所述类型的方法，该方法的特征在于——所述起始步骤a)这样实施，把至少一凸起的第一管路尽可能简单地设置于一均分表面(average surface)上，所述或每个凸起的第一管路的均分表面与凸起的成形表面(projected forming face)相交叉，因而限定所述凸起的成形表面的分段(sections)，及对于至少一个凸起的第二管路，因而限定所述或每个凸起的第二管路分段(sections)；以及该方法还包括接下来的步骤，它们是b制造工具片状块，每个片状块(slice)具体由以下特征来限定以至少一配合表面为界线，以至少一些至少大致重合于各自的均分表面配合表面为界线；即在横向上，以至少分别大致重合于两个相应的均分表面的每一个的两个配合表面为界限；和以至少一工作表面的毛坯面为界限，该工作表面复制出邻接于所述各自均分表面的凸起成形表面部分，即所述各自的两个均分表面以一定的跨距限定出凸起的成形表面部分；所述每个片状块，一方面，在它的厚度内包括一通道，该通道复制形成所述或每个凸起的第二管路的各个部分，并在所述或每个配合表面显露出来；另一方面，在所述或每个配合表面内，它还包括一凹槽，该凹槽与所述通道相连并分叉出来，并至少大致复制形成所述各个凸起的第一管路的一半；c通过所述工具片状块的配合表面把所述工具片状块并列放置在一起，并在一相对位置把它们相互固定，在该相对位置，一个片状块的所述工作表面或所述毛坯面、所述通道和所述凹槽与另一个片状块的相互匹配，以便分别构成所述成形表面或一成形表面毛坯面、所述或每个第二管路和所述或每个第一管路，如果合适的话，加工所述成形表面毛坯面以便形成所述成形表面。
至此，所述获得的工具有它本身的结构特点，本发明也就延伸到一能够依据本发明的方法制造的工具，该工具用于成形、特别是通过热拉伸成形或注塑成形一材料，以便通过它制造特定形状的制品，为此，所述工具有至少与所述特定形状的一部分相匹配的成形表面和一用于热交换液体进行循环的、内部的管路系统，该管路系统包括多个管路，它们中至少有一个管路构成总管，至少另外一个构成一从所述总管分出来的分支管，且该分支管在所述成形表面的旁边延伸，其特征在于该工具是由工具片状块接合装配而组成的，所述片状块通过配合表面相互并列放置，所述配合表面中的至少一些配合表面至少大致地、尽可能简单地与第一管路的一均分表面相重合，并且与所述成形表面相交叉，因而限定成形表面分段(sections)，对于至少一第二管路，则限定第二管路分段(portions)。
本领域技术人员显然会知道，在步骤b)中，能够从适合铸造的原材料开始，通过铸造的方法制造至少一个甚至每一个工具片状块，只要该原材料能确保这个或这些工具片状块获得所期望的机械性能和热学性能即可；但是，在步骤b)中，还可以通过对一予制的、热传导原材料的毛坯进行机械加工的方法来制造工具片状块，尤其当一种原材料不适合于铸造的时候；因此，根据本发明的方法，在很大程度上扩大了可用于制造一成形工具如一热拉伸成形或注塑成形工具的材料选择范围。
特别是，制造所述工具的原材料可选自Al2O3-铜合金、镉-铜合金、铍-铜合金和不锈钢材料之一，这些材料，在现有技术状况下，不适合或不太适合通过铸造的方法进行工具的制造，它们与那些适合铸造的材料相比，在热传导性能方面和机械性能尤其耐磨损方面优良得多。
此外，无论工具片状块是通过铸造制造，还是通过对一热传导原材料的予制毛坯进行机械加工来制造，在每个片状块内设置一第二管路部分，在每个片状块之间的配合表面上设置一第一管路的至少大致一半，和对每个片状块特别是对于它们的配合表面进行任意地成形的能力，均允许所述第一管的均分表面彼此相对的位置和相对于成形表面的位置可以自由地选择，因此，也就允许所述热传导液体循环管路系统的路径，能够根据与所述成形表面的形状相关的需要、根据与所述成形表面对要制造的制品的材料施加动作相关的需要、以及根据所述制品与成形表面各区域相对的不同厚度进行优化。实施根据本发明的方法，使得优化所述工具的工作条件、并进而改善由此工具制造的制品的质量成为可能。
除此之外，无论一工具片状块是通过铸造、然后进行局部最终的机械加工制造，还是完全通过对一热传导原材料的予制毛坯进行机械加工来制造，其机械加工操作，与对依据现有技术铸造制造的工具的那些零件所要进行的机械加工相比可以简单得多，也便宜得多，因为可以一片状块一片状块地进行机械加工，所以本发明的实施使得能够把机械加工限制在对简单的表面来进行，尤其是限制在那些由配合表面形成的表面，和限制在对这些简单表面进行钻孔加工和/或铣削加工。其中，在所述配合表面之间，即使在所述工具的热膨胀时都能更容易保持密封。
因此，虽然原则上可以把所述单元管路的均分表面，即把至少大致与这些均分表面重合的配合表面设计成任何所期望的构造，但是，优选尽可能这样实施根据本发明的方法的所述起始步骤a)通过给予所述均分表面和所述配合表面一至少大致为平面的形状，在此情况下，如果有多个所述均分表面和配合表面，则把它们优选地定位成至少大致地相互平行。
还有，各个工具片状块的装配操作得以简化，这是因为在此情况下，其装配可以通过装置来进行，该装置沿一垂直于各配合表面的方向，作用在最外侧的片状块上，并夹紧所述最外侧的片状块之间的中间片状块。在可用于此目的的装置中，可以提到箍和缚带，但这些例子决非是限定性的。然而，还可以选择其它的装配工具片状块的方法，特别是如铜焊的装配方法，该方法允许均分表面和配合表面的相对定位可以自由选择，即该方法对所述选择不施加任何限制，且在无需任何附加装置的情况下提供片状块之间的密封，也就是说热传导液体管路系统的密封，尽管可能需要通过具体的装置来提供这种密封，例如，当采用相互夹紧的方法来相互夹紧固定所述片状块，则可以加垫圈。
最初的研究表明，所述第一管路的均分表面的、至少大致的平面化和至少大致相互平行，在大多数情况下使得下面这些成为可能对热传导液体循环的需要可以以一种优化的方式得以满足，其中所述优化方式涉及配合表面的形状和热传导液体与要制作的制品之间的热交换的需要，而同时简化工具片状块的制造和装配，装配后的状态下，所述工具片状块之间通过所述配合表面相互并列放置。
根据本发明的方法还能够根据需要以特别简单的方式来形成所述或每个第二管路，而同时仍然能简单地实现一在初始步骤a)中形成的优化结构。这是因为，从很大程度上说，使每个凸起的第二管路部分即每个通道为直线形或者一由两个直臂成角度地形成的V型形状是令人满意的。其直线形或V型形状非常容易通过在相应工具片状块上进行机械加工和通过铸造来制造。应该理解，一方面，机械加工或铸造中制作型芯(coring in casting)，使得能够适应在两个片状块之间和在同一片状块内部所述或每个第二管路部分的、可能的改变，和/或所述或每个第二管路的定位的、可能的变化，另一方面，直的部分或通道之间轻微成角度偏斜地相互接合，或者直的臂之间轻微成角度偏斜的接合，以便符合所述或每个第二管路的期望的路径，就热传导液体的循环而言，通常没有任何的缺点。
对此，对一凸起的工具进行进一步细分，细分成有不带凹槽的配合表面的片状块，也就是说当把所述片状块通过它们的配合表面装配起来时并不形成一第一管路，这并不脱离本发明的范围。选择这样的进一步细分，是为了例如使制造其部分是变化的(having changes ofsection)、和/或其路径不是直的凸起的第二管路更加容易，因为这样细分使得能够通过可能不同截面的直的或V型形状的通道相抵靠的方式来制造这些凸起的第二管路，其中所述通道通过机械加工和铸造的非常简单的方式设置在各个工具片状块内部。
对于所述第一管路或第二管路，在所述或每个总管和所述或每个分支管之间的最合适的选择，落入本领域技术人员的一般能力范围内，且这种选自可以根据要制造的制品的形状，更确切地说即依赖于该制品形状的所述凸起的成形表面的形状而改变。其中，所述所述第一管路由在两相邻工具片状块间的配合表面内以大致一半管的形式制成，或者所述第二管路在片状块的厚度内以通道的形式制造。
因此，在一制品为沿特定的纵向方向呈细长的杆形者类似形状的情况下，所述起始步骤a)这样实施给予所述凸起的成形表面沿特定的纵向方向呈细长的形状；所述第一步骤a)还这样实施使所述或每个凸起的总管至少大致纵向地定位，使所述或每个凸起的分支管和所述或每个均分表面至少大致横向地定位，选择所述或每个凸起的分支管作为凸起的第一管路，和选择所述或每个总管作为凸起的第二管路；及所述步骤b)这样实施使所述或每个配合表面和所述或每个凹槽至少大致横向地定位，使所述或每个通道至少大致纵向地定位。因此，根据本发明的工具的特征在于成形表面有沿特定的纵向方向呈细长的形状，所述或每个配合表面和所述或每个均分表面是至少大致横向的，所述或每个第一管路是至少大致横向的且构成一分支管，所述或每个第二管路是至少大致纵向的且构成一总管。在此情况下，所述或每个总管通常有一大致为线性的形状，它基本上是直的。例如通常设有两个总管，一个用于热传导液体的流入，另一个用于热传导液体的返回，在它们之间所述或每个分支管沿所述成形表面的旁边构成局部的回路。
然而，在一制品为一围绕特定纵向轴线的旋转体的形状或类似形状情况下，所述起始步骤a)这样实施给予所述凸起的成形表面一围绕特定纵向轴线的旋转体的形状；所述第一步骤a)还这样实施使所述或每个凸起的分支管至少大致纵向地定位，使所述或每个凸起的总管和所述或每个均分表面至少大致横向地定位，选择所述或每个凸起的总管作为凸起的第一管路，和选择所述或每个凸起的分支管作为凸起的第二管路；及所述步骤b)这样实施使所述或每个配合表面和所述或每个凹槽至少大致横向地定位，使所述或每个通道至少大致纵向地定位。根据本发明的工具的特征在于成形表面具有围绕特定纵向轴线的旋转体的形状，所述或每个配合表面和所述或每个均分表面是至少大致横向的，所述或每个第一管路是至少大致横向的且构成一总管，所述或每个第二管路是至少大致纵向的且构成一分支管。在此情况下，所述或每个总管通常大致为圆环形的形状。例如通常设有两个总管，一个用于热传导液体的流入，另一个用于热传导液体的返回，在它们之间所述或每个分支管为一大致线性的形状，它基本上是直的。
这两个例子适合通常的应用情况，但它们决不是限定性的。
结合下面对实施本发明方法的两个非限定实施例的描述以及说明书的附图，本发明的其它特征和优点将会变得更加明显。
图1所示为一冲模的视图，该冲模用于通过对金属板进行热拉伸来制造一中心轴对称的杯状零件，它也是这样制成的零件在冲模回撤时、经过冲模和零件的共同轴线的截面剖视图。。
图2为类似图1的剖视图，其表示了相对应的凹模。
图3所示为根据本发明的凹模轮廓线的透视图，该凹模用于通过对金属板进行热拉伸来生产一种中空的、细长的杆，如摩托车上的保险杠，并画出了被切割成一个个薄块的凹模的轮廓线和它内部的热传导液体管路系统。
图4为类似于图3的透视图，示出了标识为IV的图3中的一个凹模薄块。
图5所示为类似于图3的透视图，示出了相应的冲模，以及当冲模正在回撤，由图3中的凹模和图5中的冲模通过热拉伸成形生产的零件。
虽然，由图1、2和图3至5各自表示的根据本发明的工具，分别对应于利用本发明的工具通过金属板热拉伸成形来制造零件的两种情况，但是，本领域的技术人员应当知道，完全可以以一种非常类似的方式制造工具，并且利用该工具可以对热塑性塑料进行注塑成形，从而制造与上述两种情况相同形状的零件。为了此目的，对已经图示说明过的和在下面将要描述的工具进行的一些修改会落入本领域普通技术人员的一般能力范围内。一个根本的不同之处在于对于用于注塑成形目的的工具，分别对于冲模和凹模，它们之间必须形成一合起来的接受热塑性塑料的形腔，然而对于热拉伸的冲模和凹模就不需要这样。
首先，参考图1和图2，在图中1表示要制造或已经制造的制品标记为1，2和3分别表示用于冲模和凹模。4表示杯状制品1的纵向轴线，在这个示例中，所述制品是以轴线4为轴线的旋转体，该附图标记还表示冲模2和凹模3各自的对称轴线。本领域普通技术人员知道，已经描述过的、与轴对称的制品1相关的冲模2和凹模3的结构，可以很容易地更改成适合生产这样一种制品1的冲模2和凹模3的结构，即该制品具备绕纵向轴线4的大致成杯子状的旋转形状，但是它是具有适合热拉伸进行生产的、绕轴线4的与杯子形状不同的旋转体。在本实施例中，如果将由冲模2和凹模3组成的工具用于以热塑性塑料注塑成形来生产制品1，上述情况同样适用。因此，制品1的形状，和与之相关的将要描述的冲模2与凹模3的形状只能仅仅被认为是对本发明的简单图示说明，而不是对本发明进行限制的特征。
在所示实施例中，由一张简单金属板零件制成的制品1有一个平的、呈横向的、且与轴线4相交的底部5，和一个环形的、环绕轴线4的纵向侧壁6，该侧壁限定了底部5，并从该相对于该底部的曲线交接部向外呈喇叭状伸展开。
更准确地说，在本实施例中，侧壁6朝着轴线4和沿着远离轴线4开去的方向，由截头圆锥形的内侧周壁表面7和外侧周壁表面8限定，相对于轴线4轴对称；周壁表面7和外侧周壁表面8彼此平行，沿轴线方向9呈喇叭状向外侧伸展直到一横向的、环形自由边缘10为止。该自由边缘是以轴线4为轴对称的，而且是与轴线4垂直的且大致为一平面形状。在与方向9相反的方向上，侧壁6的表面7和8，分别通过一凹状的弯曲部分与底部5的内侧平面表面11相连和通过一凸出的弯曲部分与底部5的外侧平面表面12相连。所述表面11和12彼此平行，且和与它们相交的轴线4垂直。
冲模2是用于形成内侧表面7和11的，而凹模3是用于形成外侧表面8和12的，这首先要从一块钢板上切割下来的一平的毛坏(未视出)并加热到合适温度，就如在热拉伸成形领域所公知的那样。冲模2和凹模3也用于确保所生产的制品1通过在冲模2和凹模3内部冷却液循环进行加速冷却得以淬火，这也如该领域所公知的那样。为此目的，所述冲模2和凹模3各自在其内部均设有供所述冷却液循环用的管路系统13和14。就冷却液而言，可以用例如水，但其它的液体也可以使用。在根据本发明的工具内循环的热传导液体的特性对于工具而言不是至关重要的。
根据所要形成的内侧表面7和11的形状，在本实施例中冲模2有大致为以轴线4为轴对称的截头圆锥形状，该形状这样限定而成一横向表面15，其朝向与方向9相反，并与底部5的内侧表面11相吻合，也就是说，它是一与轴线4垂直的横向平面表面；一外侧周壁表面16，它与侧壁6的内侧周壁表面7相吻合，也就是说，它是以轴线4为轴对称的截头圆锥形的表面，且其锥度与表面7的锥度相同。该侧周壁表面16，从其与横向表面15连接的曲线连接部开始，沿着方向9，朝着横向表面15，呈喇叭状地向外伸展；所述连接部是外凸的，且与表面7和表面11之间的凹陷形状的曲线连接部相吻合，但是，外侧周壁表面16比内侧周壁表面7有更大的纵向尺寸；及另一横向平面表面17，它与轴线4垂直且朝向方向9的方向，外侧周壁表面16在与其与所述横向表面15的连接部纵向相对一侧处与该横向表面17相连接。
因此，只有周壁表面16的一部分，即在纵向上靠近横向表面15的一部分才用于成形制品1的侧壁6的内侧周壁表面7，而在成形过程中，该表面16的邻近表面17的一部分则保持与制品1间隔开。
由于冲模2的形状，即横向表面15和周壁表面16各自的形状与相关设置，是根据所要生产的制品1的内部形状，即由它的内侧表面7和11限定的形状来决定的，因此，在设计冲模2的时候，管路系统13，则仅仅根据通过从管路系统13到冲模2的构成材料的热传导作用对要生产的制品1的所期望冷却效果来进行设计。
在所示实施例中，管路系统13包括一热传导液体入口总管(manifold)或管道18，它纵向地设置，更精确地说为轴向设置，它为一肓孔，从横向表面17开始，在邻近横向表面15处由一横向平面端壁终止。该总管18在从轴线4向外的方向上以第一圆柱形内周壁表面部分20和类似的圆柱形内周壁表面部分21为界，圆柱形内周壁表面部分20以轴线4为轴对称的，其在邻近横向表面17的区域处有一直径(未视出)，圆柱形内周壁表面部分21以轴线4为轴对称的，其在邻近端壁19的区域部分处有一比所述部分20的直径要稍微小一些的直径，所述两部分20和21由一以轴线4轴向对称且朝向方向9的环形平面肩部22相连，该肩部在以表面15为起点的一纵向距离处，该纵向距离与从所述侧壁6的自由端10到所要生产的制品1的底部5的内表面11之间的距离大致相同。因此，所述部分21的纵向尺寸比所述部分20的纵向尺寸大很多。
在非常靠近端壁19的位置处，总管18分支为八个分支管23，这些分支管分别位于由轴线4限定形成的半平面中心(mid-half-plane)内，它们从各自的、位于入口总管18的内部周壁表面部分21上的入口处，相对于轴线4而沿径向方向向外呈放射状延伸。
随后，从位于入口总管18上的所述入口处开始，每个分支管23有一第一直线部分24，其相对于轴线4沿径向方向定位，也就是说，它有一垂直于轴线4的中心平面(mid-plane)，并且所有直线部分24位于该中心平面内；及一相应的直线部分25，从离轴线4最远的、所述部分24的一端开始，相对于冲模2的外周壁表面26折回来，它是沿着各自的一轴线26从与所述部分24连接的部分延伸开，轴线26沿方向9逐渐远离轴线4，因而相对于轴线4形成一个角度(未示出)，该角度大致与冲模2的外周壁表面相对于轴线4形成的角度相同。这样，每个部分25在冲模2的内部沿着与所述内周壁表面16平行的方向延伸，而每个直线部分24在冲模2的内部沿着与工具2的横向表面15平行的方向延伸。
在它们的全部长度上，所有直线部分24和25均有相同直径的圆形截面。
在各自的与直线部分24的连接部分相对一侧，每个直线部分25与一中间管27(intermediate manifold)相连接，中间管27亦形成于冲模2的内部，并相对于轴线4呈圆形轴对称，在所示实施例中更准确地说为环形(toroidal shape)轴对称，它的截面为圆形，其直径比直线部分24和25的直径大，与入口总管18的内周壁表面的部分20的直径大致相同，也就是说，比入口总管18的内周壁表面的部分21的直径稍大一些，而比直线部分24和25的直径大的更多。
中间管27位于一横向的中心平面28内，总管18的内周壁表面的部分20与21相接处的台肩22也在该中心平面内。
中间管27沿着冲模2的外周壁表面16延伸，就像每个分支管23的直线部分25那样。
中间管27通过8个纵向圆柱形管30与一出口或返回总管32相连，圆柱形管30相对于各自的纵向轴线31呈轴对称，该纵向轴线31平行于轴线4并位于一半平面内，该半平面由轴线4和绕轴线4等角度分布的轴线31所限定形成。返回总管32有与中间管27大致相同的形状，但在方向9上与后者间隔开一段距离，也就是说它位于中间管27和冲模2的横向表面17之间。
优选地，在围绕轴线4的圆周上，管30与分支管23的直线部分25相互交替分布，从而确保中间管27内的热传导液体的优化分配，进而形成通向出口总管32的优化通道。
出口总管32位于一横向平面33内，横向平面33相对于中间管27的横向中心平面28在朝冲模2的横向表面17方向上间隔开一段距离。在同一平面33内，还有一相对于轴线4径向取向的管34，它在离开轴线4的方向上把出口总管32连接到一热传导液体出口上，该液体出口位于工具2的外周壁表面26上，但是该液体出口处于用于成形制品1的侧壁6的内周壁表面7的所述外周壁表面16的那一区域的之外。
根据本发明，在根据制品1的内表面11和7被赋予的形状而设计好冲模2的外表面15和16的几何结构之后，一旦根据在冲模2的外表面15和16处的温度要求而设计好管路系统13，尤其是分支管23，就把冲模2细分成若干片状块，这些片状块在本实施例中的数量是6块，分别以35、36、37、38、39和40来表示，它们相对于轴线4垂直定位，且以上述顺序一块接着一块地在方向9上纵向地排列。
片状块35，即在方向9的上游最顶头处的片状块，在其一侧是以横向表面15和冲模2的外周壁表面16与横向表面15之间的圆形的连接部分为边界的，在另一侧是以与轴线4垂直的一平面41为边界的。平面41在方向9上相对于横向表面15间隔开一定距离，更确切地说，它是位于所述中心平面29内的。所述平面41形成了片状块35的一配合表面，该配合表面与方向9上的下一个片状块36相配合。
当冲模2已经做好时，则配合表面41会与另一相同的平面配合表面42平面地接触，该表面42与轴线4垂直且位于平面29内，在与方向9相反的方向上确定片状块36的界限。在方向9上，片状块36以一平面表面43为界；表面43与轴线4垂直，且构成一配合表面，在方向9上与下一个片状块37相配合。为此，在与方向9相反的方向上片状块37以一配合表面44为界；表面44与片状块36相配合，表面44是与轴线4垂直的平面，当工具2已制作好的情况下它与所述表面43平面地接触。
在方向9上，片状块37以一平面表面45为界；表面45与轴线4垂直，且在方向9上与下一个片状块38相配合；片状块38在与方向9相反的方向上以表面46为界，该表面46也是与轴线4垂直的平面，它与表面45平面地接触，因而构成了与片状块37配合的片状块38的一配合表面。
在方向9上，片状块38以一平面表面47为界。表面47与轴线4垂直，且位于中间管27的中心平面28内。表面47作为与在方向9上下一个片状块39的配合表面，片状块39在与方向9相反的方向上以一平面表面48为界，该表面48与轴线4垂直，并位于平面28内。与片状块38配合的该表面48在冲模2已制作好的情况下与表面47平面地接触。在方向9上，片状块39以一平面表面49为界。表面49与轴线4垂直，且位于平面33内。表面49构成与在方向9上下一个片状块40的配合表面，片状块40以在与方向9相反的方向上与片状块39配合的一表面50为界，该表面50也是与轴线4垂直的平面，并位于出口总管32的中心平面33内，从而在冲模2已制作好的情况下能够与表面49平面地接触。在方向9上，构成方向9的下游最顶头的片状块40是以表面17为界的。
在从轴线4离开的方向上，每个片状块35、36、37、38、39和40是分别以待制或已经制作好的冲模2的外周壁表面16的各个环形部分为边界的；当制成冲模2时，这些外周壁表面16的环形部分一起构成所述周壁表面。
由于片状块35和36之间的配合表面41和42，与平面29，即构成各分支管23的直线部分24的几何结构的中心平面重合，所以这些直线部分24的每一个均是由分别在配合表面41和42上形成截面为半圆形的凹槽51和52的两半构成的。当通过使配合表面41、42平面地靠在一起而把分开制造的片状块35和36进行装配时，凹槽51和52相互补充进而形成各个直线部分24。
在片状块36内沿轴线26形成有直的通道53，它纵向地贯穿片状块36，也就是说，从配合表面42到配合表面43，从而构成每个分支管23的直线部分25的一部分。
同样地，各个直的通道54沿各自轴线26纵向地贯穿片状块37，所述通道54在配合表面44和45处均显露出来，并构成每个分支管23的直线部分25的一部分。可以看到，在配合表面43、44和45上没有设置类似于凹槽51和52的凹槽，在片状块38的配合表面46上也没有设置。
与此相对照，在与片状块39配合的片状块38的配合表面47上，和在与片状块38配合的片状块39的配合表面48上，分别设置有环形凹槽55、56。所述表面47、48与中间管27的中心平面28重合。所述凹槽55、56分别有半圆形的截面，它们分别对应于由所述中心平面28分割开的中间管27的两半。
在片状块38内沿轴线26形成有各个纵向直的通道57，在一侧，它们在与片状块37配合的配合表面46处显露出来，在另一侧，它们在凹槽55处显露出来，从而分别构成每个分支管23的直线部分25的一部分。
同样地，在与出口总管32的中心平面33重合的配合表面49和50上，一方面，分别设置有截面为半圆形的环形凹槽58、59，它们分别对应于由所述中心平面33分割开的出口总管32的两半，而另一方面，分别设置有相对于轴线2为径向的直的凹槽60、61，并分别对应于由所述中心平面33分割开的出口34的两半。
当各片状块装配一起时，凹槽55和56相互补充，从而形成中间管27；凹槽58和59相互补充，从而形成出口总管32；凹槽60和61相互补充，从而形成出口34。
此外，在片状块39内沿轴线31设置有2个纵向通道，每个所述通道完整地构成各个管30，并且均把分别设置于片状块39的配合表面48和49上的凹槽56和58连接起来。
还有，通过各轴向和纵向的通道62、63、64、65、66和67，片状块35至片状块40限定形成入口总管18的各个部分。通道62是肓孔，是在片状块35的连接表面41上掏空形成，一方面，它在方向9相反的方向上以端壁19为界限，其中在方向9相反的方向上端壁19设置在所述配合表面41的对面位置，另一方面，它在离开轴线4的方向上以总管18的内周壁表面部分21的相应一部分为界限。通道63、64和65分别完全贯穿片状块36、37和38，并与入口总管18的内周壁表面21的各个部分相对应。通道66和67分别完全贯穿片状块39和40，并与入口总管18的内周壁表面的20部分的各个部分相对应，换句话说，相对于轴线4它们比通道62、63、64和65的直径要大，台肩22由片状块38的配合表面47的、围绕在该表面处的通道65的通道口的边缘部分构成。
一旦冲模2，其被很巧妙地分割成带有与凸起的管路系统13的各部分相对应的各个凹槽和通道，已被设计完成，那么这些片状块35至40将彼此分开地单独制造，或者通过与各自的凹槽和/或通道一起铸造的方式进行制造，或者通过对已做好的热传导材料的毛坯件进行机械加工的方式制造，其中，当要制造用于热拉伸成形的冲模2时，所述热传导材料应优选自前面提到的材料；关于这一点，采用由“OMGAmericas”销售的注册商标为GILDCOP、标号为A115、A125和A160的“Al2O3-铜”合金有很大优点，该合金有较高的以MPa表示的“2％屈服强度”，在热传导性能方面也很好。或者还可以采用镉-铜合金，它在这些方面也有很好的特性。但是，上面提到的这些材料仅仅是举例，并不局限于它们。
一旦通过铸造或机加工方式制造好片状块35至40后，就通过使它们的配合表面41至49相互平面接触的方式把它们装配在一起，从而制作成冲模2。所述装配可以通过多种方式来进行，就如前面提到的那样。但是应该指出的是前面提及的材料很适合于铜焊，这使得同时确保管路系统13的密封成为可能。
当用于形成制品1的表面15和16的形态简单时，如图所示，片状块69、70、71、72和73中的每一种片状块可以用如下的方式制造其在用以构成表面15或表面16相应部分的各工作面处具有最终的形状，然后直接把它们装配在一起而得到工具1的所述表面15和16。然而，当用于成形的表面有相对复杂的形状时，可优选在每个片状块上制造出用于工作面的毛坯面，这样装配后得到的仅仅是一个成形表面的毛坯面，在片状块装配以后，接着对毛坯面进行机械加工，从而制造出成形表面。
凹模3也是用类似巧妙的方法和本发明的特征设计的。在本实施例中，它由6块片状块69至74构成。所述片状块在轴线4的方向9上一块接着一块地纵向排列，并通过平面相互配合表面73至84相互邻接的方式而接合在一起。所述这些平面相互配合表面均垂直于轴线4，并且要么朝向方向9，如在方向9上分别限定片状块69、70、71、72和73的表面75、77、79、81和83，要么朝向与方向9相反的方向，如在与方向9相反的方向上分别限定片状块70、71、72、73和74的表面76、78、82和84。片状块69在与方向9相反的方向上，片状块74在方向9上还分别以一自由平面表面85和86为界限。表面85和86垂直于轴线4，并分别朝向与方向9相反的方向和方向9的方向，它们构成凹模3的外周表面。
此外，在离开轴线4的方向上，凹模3以一外周壁表面87为界。该表面例如呈圆柱形状，并且是以轴线4为轴对称的，每个片状块69至74通过各自的外周壁表面(未表示)分别形成所述圆柱形状的一部分。然而，表面87的形状与制品1的成形没有什么关系。
凹模3围绕轴线4和朝向该轴线限定形成一热拉伸成形窝孔107。该窝孔107用于成形要制造的制品1，是纵向方向的，在方向9上的表面86处它是开口的，而在相反方向上朝向表面85它是闭合的。
更确切地说，所述窝孔107在离开轴线4的方向上，是以一截头圆锥形的、以轴线4为轴对称的内周壁表面88为界限的。它在方向9上呈喇叭状张开，其在两个几何平面89和90之间的锥度与要制造的制品1的外周壁表面8的锥度相同。所述几何平面89和90与轴线4垂直，它们分别穿过片状块74的表面84与86之间的内部和片状块71的表面78和79之间的内部，并且它们分别离表面84比离表面86更近，离表面79比离表面78更近。在平面89和表面86之间，窝孔107的内周壁表面88沿一曲线轮廓进一步呈喇叭状张开，以便在拉伸成形时使金属板更容易地进入到窝孔107中。在纵向上与表面86连接位置相对的位置处，和在方向9相反的方向上，所述内周壁表面在平面90处连接到一平面内表面91上。该表面91与轴线4垂直，与要制造的制品1的底部5的外表面12相吻合。所述连接部分是曲线状的，并且与要制造的制品1的侧壁6的外周壁表面8与该制品1的底部5的外表面12之间的连接部分相吻合。
所述窝孔107的端表面91、该端表面91与表面88的曲线连接部分和表面88的一部分是由片状块71的表面79处挖空而形成的，表面91的其余部分则以一部分一部分的方式分布在片状块72、73和74之间，为此，片状块72、73和74被轴向地打穿而形成各通道92、93和94，而片状块71在它的表面79处打一轴向肓孔95而形成所述端表面91，这样就形成了端表面91、外周壁表面88的相应部分和表面91与表面88之间的曲线连接部分。
管路系统14，用于热传导液体即在本实施例中如水的一种冷却液的循环，设置在片状块71、72、73和74内并围绕所述窝孔107，它包括两个环形的横向的总管96和97。该总管96和97是以轴线4为轴对称的，它们有相同的横截面，并且同轴地位于同一中心平面98(mid-plane)内，在该中心平面内片状块70和71的配合表面77和78也位于其中。这些分别用于热传导液体的入和出的总管96和97，分别设置于凹模3的外周壁表面87的附近和窝孔107的内周壁表面88的几何延伸部分的附近，它们分别由形成于片状块70的配合表面77上的环形凹槽98和99这一半，和形成于片状块71的配合表面78上的环形凹槽100和101这另一半构成。所述总管96和97的两半是由所述中心平面98确定的。
同样，一环形横向中间管102设置在一垂直于轴线4的中心平面103上，它是以轴线4为轴对称的，并且有圆形的横截面，该横截面比所述总管96和97的要稍微大一些。位于窝孔107的内周壁表面88和凹模3的外周壁表面87之间的、靠近片状块74的表面86上的窝孔107的开口的、片状块73和74的配合表面83和84亦位于所述中心平面103内。所述中间管102也是由形成于片状块73的配合表面83上的一环形凹槽104这一半，和形成于片状块74的配合表面84上的一环形凹槽105这另一半构成的。
成对的分支管，在此数量为8个，设置在由轴线4限定的中心半平面(mid-half-plane)内并且位于中间管102与入口总管96及出口总管97之间，它们围绕轴线4成等角度均匀分布。这些成对的分支管中的每个分支管包括一个以平行于轴线4的轴线109为中轴的直管108，它把入口总管96和中间管102连接起来，并在凹模3的周壁表面87内的旁边延伸；和一个以纵向轴线111为中轴的直管110，该轴线111有一个倾斜角度以便所述管110在窝孔107的周壁表面88外的旁边延伸，所述直管110把中间管102和出口总管97连接起来。每个有相同圆形截面的直管108或110的直径比所述总管96、97和102的直径小。
在实施本发明时，每个直管108或110是由下面部分沿各自轴线109和111对齐排列而形成的在片状块71内沿着各自轴线109、111制成的通道112或113，其开口在一侧的凹槽100或101处，其另一侧在配合表面79处；在片状块72内沿着各自轴线109、111制成的通道114或115，它贯穿片状块72，也就是说它从片状块的表面80贯穿到表面81；在片状块73内沿着各自轴线109、111制成的通道115或116，其开口在一侧的片状块73的配合表面82处，其另一侧在构成中间管102的一半的凹槽104处。
此外，在片状块70内还设置有两个直通道117、118，它们分别有各自平行于轴线4的轴线119和120，并且分别被用于热传导液体的注入和返回。通道117在一侧开口于形成入口总管96的一半的凹槽98处，在另一侧通到配合表面76，而通道118在一侧开口于形成出口总管97的一半的凹槽99处，在另一侧通到同一配合表面76。片状块69沿所述轴线119、120被直通道121和122完全穿透，也就是说，在它的表面75和85之间被完全穿透。该直通道121和122与各自相对应的通道117和118有相同的圆形横截面，各通道117、118、121和122的直径相同，并且其直径大小处在所述管96、97、102的直径和所述分支管108、110的直径之间。
本领域技术人员会知道各片状块69至74可以象冲模2的片状块35至40那样，通过铸造或者对材料为热传导材料如选自上面已说明过的范围的予制毛坯件进行机械加工的方式来制造，它们也能够以前面提及过的装置被一块一块地装配到一起，即优选地通过铜焊的方式，这样可以直接密封用于热传导液体循环的管路系统14。同样，共同形成所述窝孔107的片状块71至74，可以完全通过制造而就形成环绕肓孔95或相应通道92、93、94的工作表面，该工作表面拥有端壁91或窝孔107的内周壁表面88的各相应部分的、最终的几何形状，但是，在制造过程中，片状块71至74也可以仅仅以形成所述工作表面的毛坯形式提供，而表面91和88则仅在片状块被装配以后通过机械加工而获得。
应该明白，上面刚说明过的用于热拉伸成形的冲模2和凹模3，以现有技术公知的方式结合切割自合适金属板的一平面毛坯件，然后对其进行加热以便形成制品1，再对制品1进行冷却而使其变硬，因此，冲模2和凹模3的使用方法将不再进行描述。
同样，分别位于冲模2和凹模3内的、用于热传导液体循环的管路系统13、14的构造将不作进一步的描述，例如，就管路系统13和14的横截面而言，它取决于它们所处的区域；本领域技术人员所能够做出的最合适的选择；使用铸造工艺时由该现有领域单独带来的类似的任何限制；以及实施本发明的各个有特点的片状块是通过铸造来制造还是通过对合适材料的予制毛坯进行机械加工来制造。
同样，最适合于要制造的制品1的几何形状、以及用于制造制品1的冲模与凹模的工作表面的几何形状的冷却管路系统13和14，其构造均落入本领域普通技术人员的一般能力范围之内。
读者现在可以参考图3至5，它们图示说明了一冲模和一凹模。该冲模和凹模二者均适合于通过例如热拉伸成形方式生产一制品，该制品的构造与已描述过的制品1的构造完全不同，该冲模、凹模以及为此目的它们自己所含有的热传导液体管路系统，被切割细分成一块块片状块，所述片状块相互装配以便接合在一起，这也是本发明的特征。
图3至图5图示说明了一冲模124和一凹模125，它们一起配合以便通过热拉伸成形的方式把切割于一金属板的一原始平的毛坯成形为一制品126。该制品126沿一纵向方向127呈细长的杆状。该纵向方向将作为描述制品126的基准，也是描述冲模124和凹模125的基准。更确切地说，在本实施例中制品126有两个弯曲弧度，即一个弯曲弧度在一纵向贯穿的第一对称平面128内，而另一个弯曲弧度在横向的平面内，即具体说是在横向对称平面129内。因此，制品126以一有双向凸出的弯曲弧度的外表面130、一有双向凹的弯曲弧度的内表面131、及一与所述两个表面130和131相互连接的外周边缘132为界限，它基本上是厚度均匀的，除了由于对初始为均匀厚度的毛坯进行拉伸成形操作而导致的、局部的一定厚度的变化之外。
象纵向方向127一样，对称中心平面128和129将作为下面对冲模124和凹模125描述的参考基准。这些平面也分别构成一纵向对称中心平面和一横向对称中心平面。
如设计和制造的那样，冲模124和凹模125有一外部轮廓，具体说该轮廓分别包括用于成形制品126的表面，即分别为用于成形所述内表面131的一表面133和用于成形所述外表面130的一表面134。表面133和134分别有与表面131的形状和表面130的形状相吻合的形状。
围绕各自成形表面133和134，冲模124和凹模125在外侧分别以一凸缘(ledge)135、136为界限，该凸缘135、136在从平面128和129离开的方向上与所述成形表面133、134整个地接壤。凸缘135和136每个均由垂直于平面128的、从它们分别与各自的成形表面133和134的接合部分处开始的母线限定构成。
在从平面128和129离开的方向上，所述凸缘135和136分别连接到各自的一外周壁表面137和138上，该外周壁表面相对于各自对应的凸缘和各自对应的成形表面往回设置(placed set back)，并且由平行于所述两个平面128和129的母线限定构成。
在相对的一侧，从它们与各自的凸缘135和136连接的地方开始，外周壁表面137和138分别连接到一平面的背部139和140，所述背部139和140垂直于两个平面128和129，并且朝向与各自的成形表面133、134和各自的凸缘135、136朝向相反的方向。对于凹模125，外周壁表面138直接与所述背部140相连，而对于冲模124，外周壁表面137则通过一外周边缘141连接到所述背部139上。
可以注意到通过热拉伸成形对制品126进行成形时，只有成形表面133、134的形状具有重要性，与它们各自接壤的凸缘135、136的形状部分程度地具有重要性，而冲模124的轮廓和凹模125的轮廓也就不重要。
如所设计的那样，冲模124和凹模125的内部包括各自的管路系统142、143，该管路系统用于热传导液体如冷却水的循环，以便硬化热拉伸成形的制品126。这些管路系统142、143是根据制品126在它的表面131和130处各自的冷却需要而进行设计的，所述冷却需要可能会根据制品126的区域而变化。
在图示的实施例中，管路系统142、143每个均包括两个分开的纵向地定位的总管，该总管相对于各自的凸缘135、136分别往冲模124的厚度和凹模125的厚度里、往回的方向设置。因此在冲模124里管路系统142有两个大致纵向的总管144、145，它们平行于平面128并且相对于后者是相互对称的，它们其中一个用作热传导液体的入口总管，另一个用作热传导液体的返回总管。管路系统143有两个大致纵向的总管146、147，它们也平行于平面128并且相对于后者是相互对称的，它们其中一个用作热传导液体的入口总管，另一个用作热传导液体的返回总管。
更确切地说，在图示的实施例中，总管144和145每个均在纵向被细分成五个单元总管(elementary manifold)，这些单元总管彼此之间的液体循环相互分隔开。五个单元总管即为两个分开的纵向尽头的单元总管，它们是离开平面129最远的；一纵向中心单元总管，它跨骑平面129；两个分开的纵向中间单元总管，它们每个把一纵向尽头的单元总管和纵向中心单元总管连接起来。这样的细分要考虑对制品126具体的冷却需要，也许不必这样细分，或者当制品有不同的形状时以不同的形式进行细分。
为了把热传导液体注入到构成入口总管144的每个单元总管内，入口总管144在构成它的每个单元总管处设有一个作为分支的热传导液体入口管148，该入口管148把该单元总管连接到冲模124的背部139，并且平行于两个平面128和129。同样，构成返回总管145的每个单元总管也设有一个作为分支的管149，该管149把所述单元总管连接到冲模124的背部139，并且平行于两个平面128和129。
此外，相对于平面128对称地相互对应的两个单元总管，至少由一个优选为多个分支管150相互连接。所述分支管150各有一横向的中心平面154，也就是说一垂直于方向127和平行于平面129的平面，该平面对称地骑跨平面128，并且尽可能地在靠近凸缘135和成形表面1 33的旁边延伸。因此，在此图示说明的非限定例子中，有两个分支管150连接分别构成入口总管144的一部分和返回总管145的一部分的两个纵向尽头的单元总管，有四个分支管150连接所述两个纵向中心单元总管，和有四个分支管150连接分别构成入口总管144的一部分和返回总管145的一部分的两个纵向中间单元总管。所述分支管150均相对于平面129对称，就象制品126那样。
对于凹模125，热传导液体入口总管146和热传导液体返回总管147每个被纵向地细分成三个单元总管，所述单元总管彼此之间的热传导液体循环相互分隔开，三个单元总管即为两个纵向尽头的单元总管，它们相对于平面129相互对称；和一纵向中心(central)或中间(intermediate)单元总管，它对称地跨骑平面129。每个单元总管有一个作为分支的管，该管把该单元总管连接到凹模125的背部140并且平行于两个平面128和129，也就是为构成入口总管146的每个单独的单元总管设置一热传导液体入口管151，为构成返回总管147的每个单独的单元总管设置一热传导液体返回管152。
此外，相对于平面128对称地相互对应的两个单元总管，至少由一个分支管153相互连接。所述分支管153对称地骑跨平面128，并且尽可能地在靠近凸缘136和成形表面134的旁边延伸。在图示说明的非限定例子中，有四个分支管153连接相对于平面128对称地相互对应的所述纵向尽头的单元总管，有七个分支管153连接所述两个纵向中心或中间单元总管，每个分支管153位于一单独的、横向的即垂直于方向127的中心平面内。
设计好管路系统142、143后，凸起的冲模124和凸起的凹模125被分为若干的片状块156、157。这些片状块每个至少以一个表面为界限，在两面(acrosswise)以两个配合表面160、161为界限。配合表面160、161与一相邻的片状块相配合，且与分支管150、153各自的中心平面154和155相重合。冲模124的每个片状块156也以相对应的所述成形表面133的一部分、凸缘135的一部分、外周壁表面137的一部分和背部139的一部分为界限。同样，凹模125的每个片状块157也以相对应的所述成形表面134的一部分、凸缘136的一部分、外周壁表面138的一部分和背部140的一部分为界限。纵向最尽头的片状块156、157除外，因为它们只有一个配合表面，上述这些各个“部分”以它们与限定同一片状块156或157的两个配合表面的连接部为界限。
根据本发明，每个片状块156、157独立于其它片状块制造，如通过铸造或者对选自如前面提到的热传导材料的预制毛坯进行机械加工的方法，以如图4所示的有关凹模125的一个纵向中间片状块138这样的方式。并可以毫不困难地对冲模125的每个纵向中间片状块156进行调换，以便——在每个至少大致与一中心平面155重合的配合表面160上，设有一单独的、至少大致与一分支管153的一半相对应的凹槽162，就像由其中心平面分割开一样；——在片状块157的厚度内，设有两个总管通道或部分158、159，它们贯穿片状块157，也就是说从一个配合表面160到另一个配合表面160。该总管部分与每个凹槽162相连接，它们分别构成入口总管146的一单元总管的一部分和返回总管147的一单元总管的一部分。
对于纵向最尽头的片状块157，它只有一个配合表面160，因而也只有一个凹模162，其总管部分158和159是肓孔，也就是说，它们只是在配合表面160处开口。
在图4中可以注意到实施本发明使以任何期望的方式对一部分进行改变成为可能，例如，通过在相应的配合表面160上铣加工的方式，可以很容易地到达每个凹槽162的各部分，也就是说到达每个分支管153的各部分，凹槽162因而在围绕纵向对称中心平面128处获得一局部的加宽163。对于图3还可以注意到对于纵向最尽头的单元总管，或者更确切地说，对于它们靠近纵向中心或中间单元总管的端部，每个总管部分158和159不仅可以是直的，如通过从一个配合表面160处或另一个配合表面160处钻加工的方式得到的，而且还可以是呈V字形的，即由两个直臂呈一角度地构成，如通过从两个配合表面160处进行钻加工的方式得到。
根据它们的位置，热传导液体入口管151和热传导液体返回管152可以设置在相应的片状块157厚度之内，以便分别连通到总管部分158和159(manifold section)。虽然它们至少大致位于与一分支管153相对应的中心平面155内，但它们也可以象该分支管一样，以分别位于两个相邻片状块157的两个配合表面160内的管的一半构成。
一旦片状块157相互装配、通过它们的配合表面160相互平面地接触后，一个片状块157的凹槽162就会与另一个片状块157的凹槽162相补充配合而形成所述分支管153。同样，一个片状块157的总管部分158与另一个片状块157的总管部分158相补充配合而形成所述入口总管146和返回总管147的各单元总管。如果合适的话，这同样也适合于每个管151或152的组成半管。这样就形成了管路系统143。对管路系统143进行密封和把片状块157进行一体装配可以以任何适当的方法来实现。如果它们的构成材料适合铜焊的话，则优先选用对片状块157进行铜焊，因为在此情况下，采用铜焊使获得管路系统143的相互接合和密封成为可能。
类似地，本领域技术人员将会从参考图3和4对凹模125所作的描述中推导出下面的内容冲模124的管路系统142是通过片状块156的装配而形成的，即一方面，通过设置在它们的配合表面161内并且至少大致与中心平面154重合的凹槽相互互补配合而构成分支管150，其中，如果合适的话，管148和149也可在片状块146的厚度内设置；另一方面，通过构成总管部分144和145的、并贯穿片状块156的通道互补配合而分别构成总管144、145的各单元总管，其中，纵向最尽头的片状块不是贯穿的，而是例外，它们中的总管部分是肓孔。
如上所述，当每个总管144、145、146或147由多个用于热传导液体循环的相互独立的单元总管构成时，片状块156和157中的那些与两个单元总管之间的过渡处相对应的片状块，可以不设置任何贯通的通道或贯穿的部分如158和159，或者可以设置肓孔形式的所述通道，从而避免热传导液体在同一总管的组成部分的各单元总管之间连通流动，这是本领域技术任意所知道的。
还如本领域技术人员所知还是关于冲模124和凹模125，其所述成形表面133、134可以在各片状块156、157装配之后，通过对片状块156或157的工作表面毛坯面中的一成形表面的毛坯面进行机械加工而获得。每个片状块156或157也可以从它的制造时，就获得具有成形表面133、134一部分(forming face section)的、最终形状的工作表面，在此情况下，成形表面133、134就直接通过装配片状块156、157而由这些成形表面构成。所述情况也同样适用于凸缘135和136。
本领域技术人员会知道虽然，把一工具如冲模2或124或者凹模3或125细分成彼此之间以相互平行的配合表面来接合的片状块是优选的，这样在大多数情况下，它是符合管路系统13、14、143、144的、令人满意的构造的，也就是说，是适合于通过热拉伸成形制造的，或者通过未示出但对于本领域技术人员会知道的、对热塑性塑料注塑成形制造的制品1或126的大多数形状的，但是，根据热传导液体管路系统的更合适的构造的要求，还可以在不脱离本发明范围的前提下选择其它的细分方法。这些细分方法，可能导致至少大致与传导液体管路系统某些组成管的均分平面(average surface)重合的片状块之间的配合表面彼此并不相互平行，甚至有不同于平面形状的形状。
本领域技术人员可以毫不困难地把对于热拉伸成形工具所描述的构造调换成适合注塑成形工具的情况。设计这些工具没有任何根本性的不同，只要把冷却液体简单地换成加热的液体，或者对于用于热塑性塑料注塑成形的工具的制造而言，其本质的不同在于模子部分(mold portions)分别对应于已经描述过的冲模和凹模，在模子处于关闭的位置时，模子部分所限定型腔的周围表面必须是相互接触，其中所述型腔周围表面对应于所描述的成形表面，然而，这一点对于冲模和凹模在热拉伸成形过程中处于它们相互运动的终点时却不是必须的。
总之，在不脱离由所附权利要求限定的本发明范围的前提下，本申请的主题容易受到许多变量的影响，可以进行变化，以适应制造的制品的不同形状和相应工具进行操作以便成形所述制品的方法。
权利要求
1.一种制造一工具(2、3、124、125)的方法，该工具用于对材料进行成形，特别是通过热拉伸成形或注塑成形，为了制造特定形状的制品(1、126)，所述工具(2、3、124、125)需要有与所述特定形状的至少一部分相吻合的成形表面(16、18、133、134)，所述方法包括一起始步骤a)，该步骤包括设计所述工具(2、3、124、125)的轮廓，该轮廓有凸起的成形表面，而该成形表面拥有所述的相吻合的形状；在设计时，在所述凸起的轮廓里面，根据所述相吻合的形状，在要制造的工具(2、3、124、125)内部设置有用于热交换液体进行循环的、呈凸起形状的管路系统(13、14、142、143)，该管路系统(13、14、142、143)包括多个呈凸起形状的管路(18、23、27、30、32、96、97、102、108、115、144、145、146、147、150、153)，它们中至少有一个管路构成一凸起的总管(18、27、32、96、97、102、144、145、146、147)，至少另外一个构成一从所述总管(18、27、32、96、97、102、144、145、146、147)分出来的、凸起的分支管(23、108、115、150、153)，且该分支管(23、108、115、150、153)在所述凸起的成形表面(16、88、133、134)的旁边延伸，其特征在于所述起始步骤a)这样实施把至少一凸起的第一管路(24、27、32、96、97、105、150、153)尽可能简单地设置于一均分表面(28、29、33、98、103、154、155)上，所述或每个凸起的第一管路(24、27、32、96、97、105、150、153)的均分表面(28、29、33、98、103、154、155)与所述凸起成形表面(16、88、133、144)相交叉，因而限定所述凸起的成形表面(16、88、133、144)的分段，及对于至少一凸起的第二管路(18、25、108、115、144、145、146、147)，因而限定所述或每个凸起的第二管路(18、25、108、115)的分段；该方法还包括接下来的步骤，它们是b制造工具片状块(35、36、39、40、71、73、74、156、157)，每个片状块具体由以下特征来限定以至少一配合表面为界线，以至少一些至少大致重合于各自的均分表面(28、29、33、98、103、154、155)配合表面(41、42、47、48、49、40、77、78、83、84、160、161)为界线；即在横向上，以至少分别大致重合于两个相应的均分表面(28、33、154、155)的每一个的两个配合表面(48、49、160、161)为界限；和以至少一工作表面的毛坯面为界限，该工作表面复制出邻接于所述各自均分表面的凸起成形表面部分(16、88、133、134)，即所述各自的两个均分表面(28、33、154、155)以一定的跨距限定出凸起的成形表面部分(16、88、133、134)；所述每个片状块，一方面，在它的厚度内包括一通道(53、57、62、63、112、113、115、116、158、159)，该通道复制形成所述或每个凸起的第二管路(18、25、108、115、144、145、146、147)的各个部分，并在所述或每个配合表面(41、42、47、48、49、50、77、78、83、84)显露出来，以及另一方面，在所述或每个配合表面(41、42、47、48、49、50、77、78、83、84)内，它还包括凹槽(51、52、56、58、59、96、97、100、104、105、157)，该凹槽与所述通道(53、57、62、63、112、113、115、116、158、159)相连并分叉出来，并至少大致复制形成所述各个凸起的第一管路(24、27、32、96、97、105、150、153)的一半；c通过所述工具片状块(35、36、38、39、40、71、73、74、156、157)的配合表面(41、42、47、48、49、50、77、78、83、84)把它们并列放置在一起，并在一相对位置把它们固定，在该相对位置，一个片状块的所述工作表面或所述毛坯面、所述通道(53、57、62、63、112、113、115、116、158、159)和所述凹槽(51、52、55、56、58、59、96、97、100、101、104、105、157)与另一个片状块的相互吻合，以便分别构成所述成形表面或一成形表面毛坯面(16、88、133、134)、所述或每个第二管路(18、25、108、115、144、145、146、147)和所述或每个第一管路(24、27、32、96、97、105、150、153)，如果合适的话，加工所述成形表面毛坯面以便形成所述成形表面(16、88、133、134)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述起始步骤是通过使所述或每个均分表面(28、29、33、98、154、155)和所述或每个配合表面(41、42、47、48、49、50、77、78、83、84、160、161)为至少大致平面的形状来实施的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于在有多个所述均分表面(28、29、33、98、103、154、155)和所述配合表面(41、42、47、48、49、50、77、78、83、84、160、161)的情况下，所述起始步骤a)是通过对所述均分表面(28、29、33、98、103、154、155)和所述配合表面(41、42、47、48、49、50、77、78、83、84、160、161)分别定向以便它们至少大致相互平行来实施的。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的方法，其特征在于所述起始步骤是通过使每个凸起的第二管路部分(18、25、108、115、144、146、147)为直的形状或由两个呈角度地直臂限定的一V型形状来实施的。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于在制品(126)为沿特定的纵向方向(127)呈细长的杆的形状或者类似形状的情况下，所述起始步骤a)这样实施使所述凸起的成形表面(133、134)沿特定的纵向方向呈细长的形状；所述起始步骤a)还这样实施使所述或每个凸起的总管(144、145、146、147)至少大致纵向地定位，使所述或每个凸起的分支管(150、153)和所述或每个均分表面(154、155)至少大致横向地定位，选择所述或每个凸起的分支管(154、155)作为凸起的第一管路(150、153)，和选择所述或每个总管(144、145、146、147)作为凸起的第二管路(144、145、146、147)；及所述步骤b)这样实施使所述或每个配合表面(160、161)和所述或每个凹槽(157)至少大致横向地定位，使所述或每个通道(158、159)至少大致纵向地定位。
6.如权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于在一制品(1)为围绕特定纵向轴线(4)的旋转体的形状或类似形状情况下，所述起始步骤a)这样实施使所述凸起的成形表面(16、88)呈围绕特定纵向轴线(4)的旋转体的形状；所述起始步骤a)还这样实施使所述或每个凸起的分支管(25、108、115)至少大致纵向地定位，使所述或每个凸起的总管(27、32、96、97、102)和所述或每个均分表面(28、33)至少大致横向地定位，选择所述或每个凸起的总管(27、32、96、97、102)作为凸起的第一管路(27、32、96、97、102)，和选择所述或每个凸起的分支管(25、108、115)作为凸起的第二管路(25、108、115)；及所述步骤b)这样实施使所述或每个配合表面(47、49、77、83、84)和所述或每个凹槽(55、56、58、59、96、97、100、104、105)至少大致横向地定位，使所述或每个通道(53、57、112、113、115、116)至少大致纵向地定位。
7.如权利要求1至6中任何一项所述的方法，其特征在于在步骤b)中，所述工具片状块(35、36、37、38、39、40、69、70、71、72、73、74、156、157)是通过对热传导原材料的予制毛坯进行机械加工而制造的。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述原材料选自包括Al2O3-铜合金、镉-铜合金、铍-铜合金和不锈钢的材料组。
9.一种工具，用于对材料进行成形、特别是通过热拉伸成形或注塑成形，为了通过它制造特定形状的制品(126)，所述工具(2、3、124、125)有至少与所述特定形状的一部分相吻合的成形表面(16、18、133、134)和用于热交换液体进行循环的内部的管路系统(13、14、142、143)，该管路系统(13、14、142、143)包括多个管路(18、23、27、30、32、96、97、102、108、115、144、145、146、147、150、153)，其中至少有一个管路构成一总管(18、27、32、96、97、102、144、145、146、147)，至少另外一个构成一从所述总管(18、27、32、96、97、102、144、145、146、147)分出来的分支管(23、108、115、150、153)，且该分支管(23、108、115、150、153)在所述成形表面(16、88、133、134)的旁边延伸，其特征在于该工具是由工具片状块(35、36、38、39、40、70、71、73、74、156、157)接合装配而组成的，所述片状块通过配合表面相互并列放置，所述配合表面中的至少一些配合表面(41、42、47、48、50、77、78、83、84、160、161)至少大致地、尽可能简单地与第一管路(24、27、32、96、97、105、150、153)的一均分表面(28、29、33、98、103、154、153)相重合，并且与所述成形表面(16、88、133、134)相交叉，因而限定成形表面分段，对于至少一第二管路(18、25、108、115、144、145、146、147)，则限定第二管路分段。
10.如权利要求9所述的工具，其特征在于所述或每个配合表面(41、42、47、48、50、77、78、83、84、160、161)和所述或每个均分表面(28、29、33、98、103、154、155)至少大致是平面的。
11.如权利要求10所述的工具，其特征在于所述或每个配合表面(41、42、47、48、50、77、78、83、84、160、161)和所述或每个均分表面(28、29、33、98、103、154、155)至少大致是彼此平行的。
12.如权利要求9至11中任何一项所述的工具，其特征在于每个第二管路部分(18、25、108、115、144、145、146、147)有一直的形状或者由两个呈角度的直臂限定的一V型形状。
13.如权利要求9至12中任何一项所述的工具，其特征在于在制品(126)为一沿特定的纵向方向(127)呈细长的杆的形状或者类似形状的情况下，所述成形表面(133、134)有一沿特定的纵向方向(127)呈细长的形状，所述或每个配合表面(160、161)和所述或每个均分表面(154、155)是至少大致横向的，所述或每个第一管路(150、153)是至少大致横向的，并构成一分支管(150、153)，所述或每个第二管路(144、145、146、147)是至少大致纵向的，并构成一总管(144、145、146、147)。
14.如权利要求9至12中任何一项所述的工具，其特征在于在制品(1)为一围绕特定纵向轴线(4)的旋转体的形状或类似形状情况下，所述成形表面(16、88)有一围绕特定纵向轴线(4)的旋转体的形状，所述或每个配合表面(47、48、49、77、78、83、84)和所述或每个均分表面(28、33)是至少大致横向的，所述或每个第一管路(27、32、96、97、102)是至少大致横向的，并构成一总管(27、32、96、97、102)，所述或每个第二管路(25、108、115)是至少大致纵向的，并构成一分支管(25、108、115)。
15.如权利要求9至14中任何一项所述的工具，其特征在于每个工具片状块(35、36、37、38、39、40、69、70、71、72、73、74、156、157)是通过对一热传导原材料的毛坯进行机械加工而制造的。
16.如权利要求15所述的工具，其特征在于所述原材料选自包括Al2O3-铜合金、镉-铜合金、铍-铜合金和不锈钢的材料组。
17.如权利要求9至16中任何一项所述的工具，其特征在于所述工具构成一热拉伸成形工具，该热拉伸成形工具选自一个包括冲模(12、124)和凹模(13、125)的组。
18.如权利要求9至16任一项所述的工具，其特征在于它构成一个注塑成形模具的一个部件。
全文摘要
本发明涉及一种制造一工具的方法，该工具用于成形，特别是通过热拉伸成形或注塑成形一材料。工具(2)由一沿配合表面(41、42、43、44、45、46、47、48、49、50)相互邻接的片状块(35、36、37、38、39、40)组成的一体组件构成。凹槽(51、52、55、56、58、59)设置在所述配合表面(41、42、43、44、45、46、47、48、49、50)内，通道(53、54、30、62、63、64、65、66、67)贯穿地设置于所述片状块(36、37、38、39)内，并限定一用于循环热交换液体的管路系统。每个片状块(36、37、38、39)可以这样被设计和制造例如通过铸造或对热传导材料的毛坯进行机械加工的方式，从而确保工具(2)的热传导液体管路系统(13)有一最理想的构造。
文档编号B23P15/00GK1700960SQ03820660
公开日2005年11月23日 申请日期2003年7月25日 优先权日2002年7月26日
发明者P·沙皮伊 申请人:蒂森克虏伯工业技术研发金融公司