[發明專利]用于曲面零件的熱加工裝置及其熱加工方法

有效

• 申請號: 202011484064.5
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112792239B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 韓毅;葉胡根
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21D37/16
• 分類號: B21D37/16;B21C51/00;C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

本發明提供一種用于曲面零件的熱加工裝置及其熱加工方法，包括單層線圈、冷卻組件、電極、工作臺、裝夾塊、轉軸、壓緊螺母、軸承透蓋和軸承。工作臺上設有通孔，通孔的上下端面對稱安裝軸承透蓋和軸承，轉軸的軸肩和位于工作臺上端面的軸承內圈接觸，小徑段穿過軸承的內圈伸出裝置外，大徑段上設有鍵槽，單層線圈通過鍵和轉軸的大徑段連接，轉軸的大徑段從上到下依次安裝壓緊螺母、單層線圈和墊圈，曲面零件的兩端分別通過裝夾塊安裝在工作臺的上方；冷卻組件沿單層線圈的圓周均布在遠離曲面零件的一側，主電極和副電極分別位于曲面零件的兩側。本發明在加工過程中能獲得非常好的微觀組織，效率高，自動化程度高，極大節省曲面零件熱加工成本。

技術領域

本發明涉及工件熱加工領域，特別涉及一種用于曲面零件的熱加工裝置及其熱加工方法。

背景技術

在機械裝備制造過程中，有時需要涉及到加工大直徑的空心圓柱或圓臺型薄壁工件，一般都是將若干帶有弧度的曲面零件拼接起來進行焊接，這些工件的特點在于其厚度可能只有1～2厘米甚至更薄，而半徑卻可以達到幾米乃至十幾米，但這些拼接曲面零件的加工過程也并不容易，按照以往的冷加工方式加工，會產生極大的內應力，這些內應力會造成最終設備在服役過程中發生嚴重變形或應力腐蝕斷裂，所以這些薄壁曲面零件更適合使用熱加工進行加工。

目前，針對這種大批量零件的加熱，大多數都是將這些零件堆放在料盤中一起送進加熱爐同時進行加熱，雖然這種加熱爐加熱的方法可以一次性處理大批量零件，但其缺陷也較大，工人勞動量大、設備環境污染大、能源消耗大等，最終效率也并不高，而且如果上述的曲面零件也采用這種加熱爐進行加熱，則會因堆放方法導致加熱爐內空間利用率低，從而使得加熱過程的效率更低。

因此，針對這些曲率大、體積大且薄壁的曲面零件的熱加工，亟需一種效率高、效果好、自動化程度高的精微控制的加熱方式及熱加工方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種用于曲面零件的熱加工裝置及方法，主要是通過提高曲面零件在加熱爐內空間的利用率，解決曲面零件堆放問題，來實現曲面零件高效、節能環保、溫度場均勻的快速加熱，以提高曲面零件熱加工質量。

本發明提供了一種用于曲面零件的熱加工裝置，其包括單層線圈、冷卻組件、紅外攝像機、電極、工作臺、裝夾塊、轉軸、壓緊螺母、墊圈、軸承透蓋和軸承。所述單層線圈，其包括實心圓環線圈、膠木和線圈安裝塊，所述膠木的外形為“工”字結構，所述膠木的第一端和所述實心圓環線圈的內徑連接，所述膠木的第二端和所述線圈安裝塊連接，所述實心圓環線圈的軸線和所述線圈安裝塊的軸線在同一條直線上；所述冷卻組件，由第一冷卻組件、第二冷卻組件和所述第三冷卻組件組成，其包括噴嘴支架、鴨嘴型噴嘴和噴嘴安裝螺母，所述噴嘴支架的外形為L型結構，所述噴嘴支架的第一端和所述工作臺的上端面固定連接，所述鴨嘴型噴嘴通過所述噴嘴安裝螺母和所述噴嘴支架的第二端固定連接；所述電極，其包括電極支架、石墨電極、螺帽、彈簧和底座，所述電極支架的外形為L型結構，所述電極支架的第一端和所述工作臺的上端面固定連接，所述石墨電極依次通過螺帽和位于底座內部的彈簧與所述電極支架的第二端固定連接。所述工作臺上設有通孔，所述通孔的上下端面對稱安裝所述軸承透蓋和所述軸承，所述軸承位于所述軸承透蓋內部，所述轉軸的外形為階梯軸結構，由小徑段和大徑段組成，所述轉軸的軸肩和位于工作臺上端面的軸承內圈接觸，所述小徑段穿過所述軸承的內圈伸出裝置外，所述大徑段上設有鍵槽，所述單層線圈通過鍵和所述轉軸的大徑段連接，所述轉軸的大徑段從上到下依次安裝所述壓緊螺母、所述單層線圈和所述墊圈，所述曲面零件的兩端分別通過裝夾塊安裝在所述工作臺的上端面。所述第一冷卻組件、所述第二冷卻組件和所述第三冷卻組件沿單層線圈的圓周均布在遠離所述曲面零件的一側，所述主電極和所述副電極分別位于所述曲面零件的兩側，所述主電極和所述副電極的頂部分別與所述單層線圈的外表面緊密接觸，所述主電極和所述副電極的底部分別與所述工作臺的上端面固定連接，所述第一紅外攝像機安裝在本裝置第一冷卻組件和第二冷卻組件之間的上方，所述第二紅外攝像機安裝在本裝置第二冷卻組件和第三冷卻組件之間的上方，所述第三紅外攝像機安裝在所述曲面零件的正前方。