专利名称：板坯成型方法和板坯的冷却装置的制作方法
板坯成型方法和板坯的冷却装置
本发明涉及一种金属板坯的成型方法，其中将板坯加热到预定温度，然 后借助冷却装置冷却，接着放入压力机内并成型。此外，本发明还涉及一种 金属板坯的冷却装置。
术语"板坯"在下文中优选地指平的金属薄板，然而板坯也可以已经预 成型以及有一种与平面定向不同的形状。但是作为范例则从平的板坯出发。
长期以来已知并通用的是，金属板坯在液压机内置于上模与下模之间， 然后模具相对移动，与此同时板坯按照模具型面的造型成型。
在所谓加压淬火时，板坯为了淬火首先加热到温度约800。C至IOO(TC， 然后放入压力才几内并成型，在压力才几内保持成型力或4齐压力，直至板坯或由 板坯成形的构件的温度冷却到低于规定的目标温度。然而所述的冷却要持续 比较长的时间。由于压力机在此时间内不能进一步利用，所以制造单个构件 化费很长的时间和不太经济。
为了提高方法的效率，已知加热的板坯在放入成型压力机内前通过被导 引经过一个风道实行预冷却，在风道内给板坯吹送空气和/或惰性气体，由此 冷却到温度约400。C至500°C。以此方式，显著缩短板坏或成形的构件必须 停顿在压力^L内的时间，但是相应的冷却风道需要大的结构空间，因为必须 提供比较长的冷却行程，使构件按所述方式冷却降温。
本发明的目的是，创造一种金属板坯的成型方法，采用这种方法达到板
坯快速和高效地冷却及成型。此外应提供一种金属板坯的冷却装置，借助它
能以更简单和节省空间的方式实施此方法。
有关方法的目的通过权利要求1的特征达到。其中规定，板坯在冷却装 置中将其至少一个板面和优选地将其两个相对的板面置于与冷却件直接接
触。 '
本发明的基本思想是，加热的板坯通过与冷却件直接接触冷却，亦即通 过接触冷却降温。加热的板坯放入彼此移开的冷却件之间，在这之后将冷却 件合拢，将对置侧优选地全面贴靠在板坯上并使之冷却降温。业已证明，一 方面通过直接的接触冷却达到板坯非常快速地冷却，除此之外相应的冷却装
4置所需要的空间比较小。
优选地，冷却装置按液压闭合装置的类型设计，它有一个第一优选地下 冷却件和一个第二优选地上冷却件，冷却件可借助液压驱动或调整装置，在 合拢的夹紧位置与彼此移开的打开位置之间调整。为了冷却，将板坯置于冷 却件之间，在这之后合拢冷却件将板坯保持并优选地夹紧在冷却件之间。冷 却件施加在板坯上的夹紧力同时可利用于实施板坯的成型。尤其规定，借助 冷却件的夹紧力造成板坯内塑性预成型。与之不同，冷却件施加在板坯上的 夹紧力也可以如此'J、，以致冷却件在板坯内不引起或至多仅引起弹性变形， 从而在冷却过程结束后板坯重新有其原始的几何形状，尤其成为平的板坯。
在冷却过程结束后，启动使冷却件与板坯板面保持直接接触的液压调整 装置，将冷却件彼此移开，取出板坯，以及可以转移到优选地液压式压力机 中，在那里实施真正的成型过程。
按冷却过程的一项可能的设计可以规定，使用者预先选择由冷却件施加
冷却过程。
然而按本发明优选的设计规定，在冷却过程中检测板坯的实际温度，以 及冷却持续进行，直至达到或低于规定的目标温度。实际温度与额定或目标 温度之间的比较，按一般的方式由控制器进行，当达到或低于规定的目标温 度时，控制器终止冷却过程并将冷却件彼此移开。
按本发明优选的设计规定，不仅仅在一个位置，而是同时在板坯的不同 区域检测^L坯的实际温度。
为了保证按规定冷却板坯，板坯应尽可能同时在其两个板面与各自的冷 却件接触。以及为了在形成冷却件夹紧力之前保持尽可能小的热传导，按本 发明的进一步发展规定，板坯在冷却过程开始前离冷却件有间距地固定在它 们之间，只是当冷却件合拢时才与它们接触。为此目的，可在冷却装置内设 可调的定距器，它们超过尤其下冷却件向上伸出，以及板坯可离冷却件有间 距地靠放在定距器上。当冷却件相对移动并闭合时，上冷却件压在板坯上侧， 由此将可调的定距器完全插入下冷却件中，从而使板坯也在其下侧与下冷却 件接触。
上述有关冷却装置的目的通过冷却装置的一个第一冷却件和一个第二 冷却件达到，它们可彼此相对调整以及板坯可夹紧在它们之间。这些冷却件是尤其液压闭合装置的组成部分，以及可以借助液压驱动或调整装置，按上 面提及的方式彼此相对移动。
优选地，至少冷却件之一和尤其下冷却件有可调的定距器，板坯可与冷 却件有间距地安放在定距器上，所以加热的板坯只有在冷却件即将闭合前才 与下冷却件4妻触。
在冷却过程结束后可能发生板坯粘附在上冷却件上，当冷却件彼比移开 时随它一起提升。为了在这种情况下使板坯与上冷却件分离，可以在上冷却 件内组合优选地可液压驱动的顶销。
除其整个面积有至少近似恒定厚度的板坯外，还已知沿其面积有不同厚
度的区域并称为"剪裁板坯(Tailored Blanks)"或"拼缝板坯(Patchwork Blanks)"。若将这种板坯夹紧在总是在其面朝板坯的表面设计为平面的冷却 件之间，则板坯只在较厚的区域与冷却件接触，从而造成不均勻冷却。为了 使沿面积改变厚度的板坯也能可靠并高效地冷却，按本发明的进一步发展规 定，每个冷却件由多个冷却件部分构成，其中，各冷却件部分可以彼此独立 调整。例如，冷却件由6至8个冷却件部分构成，它们彼此并列并共同构成 冷却件。每个冷却件部分可借助液压驱动器与其他冷却件部分无关地提升和 下降，从而使冷却件可以通过相应地调整冷却件部分与要冷却的板坯的表面 轮廓相适应。
由于为各个冷却件部分分别配设各自的液压驱动器，所以通过以不同的 方式控制各冷却件部分各自的液压驱动器，也可以使各冷却件部分在板坯上 施加不同的夹紧力。
此外按进一步的发展可以规定，冷却件部分也可以彼此独立地调节温 度，所以板坯可按区域进行不同的冷却，以例如对于较厚的板坯区比对于较 薄的板坯区实施更强的冷却，以此方式在整个板坯内几乎同时达到期望的目
标温度。
术语"冷却"可理解为将板坯的实际温度降低到期望的目标温度。为此 目的，冷却件应有一个低于目标温度的起始温度，但与此同时冷却件的温度 可能高于环境温度。
由下面参见附图对实施例的说明中可清楚得知本发明的其他详情和特 征。其中
图1示意表示冷却装置局部剖切的前视6图2示意表示按图1的冷却装置局部剖切的侧视图；以及 图3表示下冷却件另 一种可选用的设计构造。
在图1和2中表示的冷却装置10包括四个垂直支柱12，它们分别支承 在地板E上以及配置在矩形的角点处。每两个相邻的支柱12在其上端和其 下端，通过横梁12a和12b互相连接成一个框架。在每个上部横梁12a的上 侧安装一个向上伸的固定柱塞22a，缸筒22b可移动地安置在其上端。柱塞 22a和缸筒22b共同构成一个液压调整装置11。这两个缸筒22b通过桥梁17 互相固定连接，在桥梁的下侧固定上模18。上模18包括一块安装在桥梁17 上的上底板18a,在其下侧固定一个板状冷却件19。在底板18a内设多个形 式上为柱塞-缸组件的液压操纵装置24，它们分别与一个穿过冷却件19的顶 销25连接。
在冷却装置10的下部区域内设置一个工作台13,它4昔助支柱14支承 在垂直支柱12之间，其中支柱14可借助调整装置23调整高度，如用双向 箭头B表示的那样。在上模18的下方，工作台13的上侧，设下模15,它 有一块下底板15a,在其上侧设有一个板状冷却件16。在底板15a内集成组 合有多个形式上为柱塞-缸组件的液压操纵装置20,它们分别与一个穿过冷 却件16的销钉状定距器21连接。
通过启动液压调整装置11,桥梁17与上模18 —起可朝下模15的方向 下降(见双向箭头A)，直至将一个平的金属板坯P夹紧在上模18与下模15 之间或相应的冷却件19与16之间。
冷却件19与16按已知的方式冷却以及尤其流过冷却流体。
下面阐述冷却装置10的工作方式。在图示实施例冲是厚度一致的金属 平板的板坯P，在一个图中未表示的连接在上游的工作站内，加热到温度约 900。C以及接着放入冷却装置10，此时将板坯的下侧安放在向上伸出下模15 冷却件16的定距器21上。在这里，板坯P保持离冷却件16有一定距离。 图1和2中表示了这种状态。
然后，启动液压调整装置11，由此使桥梁17与上模18 —起下降，直 至上模18的冷却件19与板坯P上侧接触。此时将上模18的操纵装置24去 激活，从而使得顶销25插入冷却件19内。
随着上模18进一步下降，板坯P从上方压靠在下模15的冷却件16上 侧，此时定距器21插入冷却件16内。在冷却装置10的这种闭合状态，以较小的力将板坯P夹紧在两个冷却件16与19之间。上模18的冷却件19面 朝板坯P的下侧以及下模15的冷却件16面朝板坯P的上侧分别设计为平面， 所以当冷却装置IO闭合时，板坯不发生变形或至少不发生永久变形。
在冷却过程中借助相应的传感器检测板坯P上多个部位的实际温度，并 向图中未表示的一个控制器输送温度信号，只有在实际温度低于规定的目标 温度时，控制器才通过提升桥梁16和上模18打开冷却装置10。
在打开冷却装置10时可能发生板坯P粘附在上模18冷却件19的下侧 并随其一起上升。在这种情况下启动顶销21的操纵装置24，所述顶销21 使板坯P脱离上才莫18。
图1表示平的板P,它沿其整个面积有恒定的厚度。然而还已知一些板 坯，它们有厚度不同的区域以及在使用一个整体式平的冷却件时不足以将它 们夹紧。图3表示下模15的一种改型，其中冷却件16由三个并列的冷却件 部分16a、 16b和16c构成。每个冷却件部分16a、 16b和16c配备有一个自 己的液压驱动器26a、 26b和26c，因此冷却件部分16a、 16b和16c可以彼 此独立提升和下降。以此方式，冷却件部分16a、 16b和16c可以相互调整 为，也能实现良好地夹紧有不同厚度的区域的板坯。
虽然图3只表示下模的改型，但也可转而选择或附加地按同样方式设计 上模，此时将上模的冷却件19设计为有多个冷却件部分，它们各具有一个 自己的液压驱动器。
图3中冷却件16分为三个冷却件部分16a、 16b和16c。此冷却件16 也可以分成更多个冷却件部分，业已证实再分为6至8个冷却件部分是合理 的，它们4姿2x3或2x4的阵列布置。
工作台13并因而下模15的高度调整，可用于使下模的上边缘的位置与 自动转移装置，例如抓具或机器人的转送高度相匹配。
权利要求
1.一种金属板坯(P)成型方法，其中，将板坯(P)加热到预定温度，然后借助冷却装置(10)冷却，接着放入压力机内并成型，其特征为，所述板坯(P)在冷却装置(10)中被置于至少以其一个板面与冷却件(16、19)直接接触。
2. 按照权利要求1所述的方法，其特征为，所述板坯(P)被置于以其两个板面与冷却件(16、 19)直接接触。
3. 按照权利要求1或2所述的方法，其特征为，所述板坯(P)以其板面全面与冷却件(16、 19)4妻触。
4. 按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征为，所述板坯(P)夹紧在冷却件(16、 19)之间。
5. 按照权利要求4所述的方法，其特征为，所述板坯(P)借助冷却件(16、19)成形。
6. 按照权利要求5所述的方法，其特征为，所述冷却件(16、 19)的夹紧力仅仅S1起板坯(P)的弹性变形。
7. 按照权利要求4至6之一所述的方法，其特征为，所述冷却件(16、19)借助液压调整装置(11 )彼此夹紧。
8. 按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征为，在冷却过程中检测板坯(P)的实际温度，以及冷却持续进行，直至达到或低于规定的目标温度。
9. 按照权利要求8所述的方法，其特征为，在板坯(P)的不同区域内同时检测板坯(P)的实际温度。
10. 按照权利要求1至9之一所述的方法，其特征为，所述板坯(P)在冷却过程开始前离冷却件(16、 19)有间距地固定在它们之间，以及当冷却件(16、19)合拢时与它们接触。
11. 按照权利要求1至IO之一所述的方法，其特征为，所述板坯(P)力口热到温度800 。C至IOO(TC。
12. 按照权利要求1至11之一所述的方法，其特征为，所述板坯(P)冷却到温度40(TC至500。C。
13. —种金属板坯(P)的冷却装置(IO),其特征为，该冷却装置(10)具有一个第一冷却件(16)和一个第二冷却件(19),它们可彼此相对调整以及板坯(P)可夹紧在它们之间。
14. 按照权利要求13所述的冷却装置，其特征为，所述冷却件(16、 19)可液压调整。
15. 按照权利要求13或14所述的冷却装置，其特征为，至少所述冷却件(16、 19)之一有可调的定距器(21),所述板坯(P)可与该冷却件(16)有间距地安放在该定距器上。
16. 按照权利要求13至15之一所述的冷却装置，其特征为，该冷却装置具有至少一个温度传感器，借助它可以在冷却过程中检测板坯(P)的实际温度。
17. 按照权利要求13至16之一所述的冷却装置，其特征为，每个冷却件(16、 19)由多个冷却件部分(16a、 16b、 16c)构成，其中，各冷却件部分(16a、16b、 16c)可以彼此独立调整。
18. 按照权利要求17所述的冷却装置，其特征为，通过所述各冷却件部分(16a、 16b、 16c)可以在板坯(P)内施加不同的夹紧力。
19. 按照权利要求17或18所述的冷却装置，其特征为，所述各冷却件部分(16a、 16b、 16c)的温度可以彼此独立调整。
全文摘要
在金属板坯成型时，将板坯加热到预定温度，然后借助冷却装置冷却，接着放入压力机内并成型。本发明规定，板坯在冷却装置中至少将其一个板面，尤其将两个板面，置于与一个冷却件直接接触，以及尤其夹紧在冷却件之间。金属板坯相应的冷却装置有一个第一冷却件和一个第二冷却件，它们可彼此相对调整以及板坯可夹紧在它们之间。
文档编号B21D22/02GK101674901SQ200880014448
公开日2010年3月17日 申请日期2008年2月26日 优先权日2007年3月1日
发明者乌尔里克·萨拉蒙, 詹斯·阿斯帕克 申请人:舒勒Smg两合公司