[發明專利]大尺寸薄壁零件電輔助熱成形方法及裝置

在審

• 申請號: 202111189682.1
• 申請日: 2021-10-02
• 公開（公告）號: CN113941639A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 李正芳;高正源;安治國
• 申請（專利權）人: 昆明學院
• 主分類號: B21D22/02
• 分類號: B21D22/02;B21D37/16;B21D37/18;B21C51/00;B05C9/04;B05C9/14;C23G5/032;F26B21/00
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鈑金零件的熱成形通常需要在加熱爐中進行，既限制了零件的尺寸又提高了成形設備的復雜程度，為了滿足制造領域日益增長對大尺寸鈑金零件快速熱成形的需求。本發明涉及一種大尺寸薄壁零件電輔助熱成形方法及裝置，其關鍵之處在于：板料無需在加熱爐中加熱成形，使其能夠成形的零件尺寸范圍增加，在加熱之前，板料需要經過表面清洗，烘干及涂層處理，然后利用電加熱板對其上下表面進行加熱，并采用溫度傳感器對其進行溫度測量，達到所需成形溫后，上下模開始運動進行成形，同時利用連桿機構帶動滑塊做水平運動使加熱板離開成形區域。該方法加熱快，成形效率高，設備結構簡單，成形范圍廣，成本低。有效地解決了現有鈑金零件熱成形局限于加熱爐中進行而無法成形大尺寸零件的缺陷。

技術領域

本發明的大尺寸薄壁零件電輔助熱成形方法及裝置，屬于先進板料塑性成形加工技術領域。

背景技術

金屬板料零件在工業領域有著十分普遍的應用，傳統的板料成形工藝中，沖壓工藝具有重要的地位，它具有效率高、成本低、適合大批量生產等重要特點。然而，近年來隨著社會的進步和經濟的發展，制造業的發展也十分迅速，輕量化的設計理念不斷出現在各行各業，尤其在汽車領域和航空航天部門最為明顯。就鈦合金而言，其耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而廣泛應用于航空航天領域，根據目前的數據顯示該合金在航空航天部門的使用量已占全部的75％～85％，其中鈑金零件的比例為70％左右。

輕量化合金通常在常溫下σ0.2較高，且σ0.2/σb值大，E與E/σ0.2均較小，因而其塑性變形范圍很窄，所需成形力大，易開裂，回彈嚴重，成形困難。形狀復雜和要求高的合金類零件，需要熱成形。目前，國內對于合金類材料的加工主要采用熱輔助成形工藝，其目的主要是充分利用合金類材料在加熱狀態下的軟化與蠕變性能，使塑性提高，以降低成形力和改善成形性，避免開裂，也可減少一些回彈。在一定的高溫狀態下，合金材料的塑性可得到明顯的改善，延伸率增加，成形性顯著提高。

輕量化合金鈑金零件的熱成形主要以爐內加熱的方式進行，這樣就大幅降低了該類工藝的柔性程度，對于一些大尺寸零件，如大型蒙皮，大型汽車覆蓋件，大型彎頭等，爐內加熱成形方式就無法實現，本發明的目是為大尺寸鈑金零件的熱成形，尋找一種成本低廉，設備結構簡單，操作容易及柔性程度高的成形裝置及方法，更好地滿足現代工業的發展需求。

發明內容

本發明的目的是針對目前大尺寸薄壁零件熱成形方面所存在的問題，提出應用范圍廣，操作便捷，成本低廉，結構簡單及柔性程度高的大尺寸鈑金零件電輔助加熱成形裝置及方法。該技術可以成形大尺寸范圍的輕量化合金類鈑金零件。

一種大尺寸薄壁零件電輔助熱成形裝置主要包括支軸1，導輥4，洗料機構5，烘干機構6，涂層機構7，壓料板8，凸模9和凹模12，連桿結構10，加熱板11，固定板13，連接板14，滑塊15，溫度傳感器16，其特征在于，導輥將板料從支軸處送入加工區域，洗料機構對板料表面進行清洗，然后經過烘干機構烘干并通過涂層機構將板料的上下表面進行涂層處理，隨后進入加熱區由加熱板對板料進行加熱并通過溫度傳感器實時測溫，最后利用模具進行成形使之得到所設計的輪廓。

本發明的一種大尺寸薄壁零件電輔助熱成形裝置為，所述洗料機構，利用有機溶劑均勻噴涂到板料的表面去除其表面的有機物。

本發明的一種大尺寸薄壁零件電輔助熱成形裝置為，所述烘干機構，利用電阻絲及風扇產生高速熱風，快速去除板料表面的清洗液。

本發明的一種大尺寸薄壁零件電輔助熱成形裝置為，所述涂層機構，采用均勻刷涂的方式對已烘干表面進行涂層處理，所用涂層材料具有耐高溫和較強的吸熱能力。

本發明的一種大尺寸薄壁零件電輔助熱成形裝置為，所述加熱板，采用多管式電加熱的方式對待成形板料的上下表面進行加熱，并在熱管之間等間距安裝有溫度傳感器，實現溫度的實時監測。