一種導(dǎo)電加熱成形裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種導(dǎo)電加熱成形裝置，包括供電電源和模具，模具包括上模座、上模、下模座及下模，供電電源連接有開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)連接有電壓調(diào)節(jié)單元，電壓調(diào)節(jié)單元連接有邏輯控制模塊和加熱單元，加熱單元上連接有三個(gè)以上固定電極，固定電極上安裝有第一絕緣體，第一絕緣體連接有墊塊，上模座上安裝有動(dòng)力輸送單元及移動(dòng)電極，輸送單元連接有控制單元，移動(dòng)電極與動(dòng)力輸送單元之間設(shè)置有第二絕緣體。本實(shí)用新型縮短了坯料的加熱時(shí)間，提高了能量的利用效率，實(shí)現(xiàn)了加熱和成形過(guò)程的聯(lián)動(dòng)控制，省掉了傳統(tǒng)熱成形過(guò)程中的加熱爐和熱坯料的傳輸裝置以及傳輸過(guò)程，避免了傳輸過(guò)程中熱坯料熱量的損失以及表面的氧化，降低了投資成本和生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種導(dǎo)電加熱成形裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及熱成形裝置領(lǐng)域，特別涉及一種導(dǎo)電加熱成形裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]熱成形技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)用于成形超高強(qiáng)度鋼板沖壓件的新技術(shù)，該技術(shù)是將板材加熱到奧氏體化溫度，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間保溫實(shí)現(xiàn)完全奧氏體化，在成形的同時(shí)淬火冷卻，獲得均勻馬氏體組織，使得低屈服強(qiáng)度的鋼板轉(zhuǎn)化成超高強(qiáng)度的零件，廣泛用于車(chē)門(mén)防撞梁、前后保險(xiǎn)杠等保安件以及A柱、B柱、C柱、中通道等車(chē)體結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)。
[0003]熱成形技術(shù)中最為重要的環(huán)節(jié)包括坯料的加熱方式、加熱質(zhì)量以及熱坯料的輸送方式。坯料的加熱方式?jīng)Q定加熱速度和加熱時(shí)間，并影響熱成形的生產(chǎn)效率，而輸送到模具上的熱坯料的表面質(zhì)量影響熱成形的淬火過(guò)程以及最終零件的質(zhì)量。目前熱成形中采用的加熱方法有:
[0004]方法一是輥底箱式電爐加熱，坯料受熱均勻，溫度均勻性好，但升溫速度慢，效率低，送料取料過(guò)程開(kāi)啟爐門(mén)，使得能量損失較大，且所需空間大，靈活性差，投資成本高。
[0005]方法二是感應(yīng)加熱，在坯料周?chē)贾酶袘?yīng)線圈，通交流電使坯料內(nèi)部產(chǎn)生渦流，加熱坯料。加熱速度快，加熱效率可達(dá)加熱爐的兩倍，縮短了加熱時(shí)間。但是一種規(guī)格感應(yīng)線圈所能加熱的坯料尺寸范圍有限，需要組合多種規(guī)格的線圈來(lái)完成坯料的加熱過(guò)程。
[0006]方法三是火焰加熱，利用燃料(煤、焦炭等)燃燒產(chǎn)生高溫氣體，通過(guò)對(duì)流輻射對(duì)坯料加熱，但是該方法表面氧化嚴(yán)重、脫碳現(xiàn)象嚴(yán)重，加熱質(zhì)量難以控制。
[0007]坯料加熱完成后，目前熱成形中采用工業(yè)機(jī)器人和機(jī)器手將其送入到模具上，隨后完成成形淬火過(guò)程，但是熱坯料在輸送過(guò)程中，易被氧化，且溫度下降大，熱量損失大。
[0008]傳統(tǒng)熱成形的加熱和輸送過(guò)程需要的機(jī)械裝備多，投資大，占用場(chǎng)地大，整個(gè)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，影響了生產(chǎn)效率，而且整個(gè)過(guò)程涉及的工序多，要求控制的設(shè)備多，影響整個(gè)系統(tǒng)控制的可靠性，因而提出新方法來(lái)解決了目前熱成形加熱方法和熱坯料輸送過(guò)程存在的問(wèn)題和不足尤為重要。例如申請(qǐng)?zhí)枮?01010205200.2，名稱(chēng)為《電流自阻加熱成型鋁基復(fù)合材料薄壁零件方法》，利用電流產(chǎn)生的焦耳熱直接加熱鋁基復(fù)合材料，具有加熱速率快的優(yōu)點(diǎn)，提高了能量利用率，但是該專(zhuān)利提供的方法所需要的裝置較為復(fù)雜，且比較適用于熔點(diǎn)和硬度低的鋁基復(fù)合材料。例如申請(qǐng)?zhí)枮?01310370328.8，名稱(chēng)為《高強(qiáng)鋼細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)件電流輔助快速熱成形裝置及方法》，利用電流產(chǎn)生的焦耳熱直接加熱高強(qiáng)鋼坯料，但是該專(zhuān)利提供的方法比較適合細(xì)長(zhǎng)坯料，而不適合非規(guī)則的高強(qiáng)鋼坯料，且沒(méi)有實(shí)現(xiàn)無(wú)傳輸多點(diǎn)導(dǎo)電加熱成形的聯(lián)動(dòng)控制。
[0009]另外，現(xiàn)有技術(shù)需要對(duì)導(dǎo)電加熱裝置進(jìn)行輸送，該方法增加了裝置結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及控制的難度，同時(shí)加大了安裝空間，并增加了投資成本。且現(xiàn)有技術(shù)都是適用于長(zhǎng)寬大的坯料的兩點(diǎn)導(dǎo)電加熱，但是該方法卻不適用于長(zhǎng)寬比小的坯料，無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)寬比小的坯料溫度的均勻化。實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種導(dǎo)電加熱成形裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)了與壓力機(jī)的聯(lián)動(dòng)控制以及坯料在完成加熱和成形淬火過(guò)程的閉環(huán)控制，解決了目前熱成形加熱方法和熱坯料輸送過(guò)程存在的問(wèn)題和不足。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種導(dǎo)電加熱成形裝置，包括供電電源和模具，所述模具包括上模座、安裝在上模座上的上模、下模座及安裝在下模座上的下模，所述供電電源連接有開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)連接有電壓調(diào)節(jié)單元，所述電壓調(diào)節(jié)單元連接有邏輯控制單元和加熱單元，所述的加熱單元上連接有三個(gè)以上固定電極，固定電極上安裝有第一絕緣體，所述第一絕緣體連接有墊塊，第一絕緣體位于墊塊和固定電極之間，所述墊塊安裝在下模座上，所述上模座上安裝有動(dòng)力輸送單元及由動(dòng)力輸送單元驅(qū)動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)電極，每個(gè)固定電極的正上方對(duì)應(yīng)設(shè)置一移動(dòng)電極，所述的輸送單元連接有控制單元，移動(dòng)電極與動(dòng)力輸送單元之間設(shè)置有第二絕緣體。
[0012]優(yōu)選地，所述的下模座與上模座之間設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)套和導(dǎo)柱，導(dǎo)套安裝于上模座上，導(dǎo)柱安裝于下模座上，導(dǎo)柱能在上下移動(dòng)時(shí)進(jìn)入導(dǎo)套的內(nèi)腔從而實(shí)現(xiàn)對(duì)上模座和下模座的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。
[0013]優(yōu)選地，所述的電壓調(diào)節(jié)單元是調(diào)壓模塊。
[0014]優(yōu)選地，所述的邏輯控制單元是可編程邏輯控制器。
[0015]優(yōu)選地，所述的加熱單元是單相變壓器。
[0016]優(yōu)選地，所述固定電極為銅電極。
[0017]優(yōu)選地，所述的移動(dòng)電極為不銹鋼電極或銅電極。
[0018]優(yōu)選地，所述的控制單元為電磁閥。
[0019]總體而言，通過(guò)本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了與壓力機(jī)的聯(lián)動(dòng)控制以及坯料在壓力機(jī)上完成加熱和成形淬火過(guò)程的閉環(huán)控制；該方法提高了整個(gè)熱成形過(guò)程控制的精準(zhǔn)性，降低了系統(tǒng)的故障率；本實(shí)用新型具有加熱速度快，金屬燒損少，加熱溫度范圍不受限制的特點(diǎn)；本實(shí)用新型縮短了坯料的加熱時(shí)間，提高了能量的利用效率，省掉了傳統(tǒng)熱成形過(guò)程中的加熱爐和熱坯料的傳輸裝置以及傳輸過(guò)程，避免了傳輸過(guò)程中熱坯料熱量的損失以及表面的氧化，降低了投資成本和生產(chǎn)成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施案例二維不意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施案例聯(lián)動(dòng)控制不意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0023]如圖1所示，一種導(dǎo)電加熱成形裝置，包括供電電源和模具1，模具I包括上模座11、安裝在上模座11上的上模12、下模座13及安裝在下模座13上的下模14，所述供電電源連接有開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)連接有電壓調(diào)節(jié)單元，所述電壓調(diào)節(jié)單元連接有邏輯控制單元和加熱單元，優(yōu)選地，所述的邏輯控制單元是可編程邏輯控制器，所述的加熱單元是單相變壓器。所述的加熱單元上連接有三個(gè)以上固定電極2，優(yōu)選地，所述固定電極2為銅電極。固定電極2上安裝有第一絕緣體3，作為優(yōu)選，第一絕緣體3的材料為電木或者陶瓷；所述第一絕緣體3連接有墊塊4，第一絕緣體3位于墊塊4和固定電極2之間，所述墊塊4安裝在下模座13上，所述上模座11上安裝有動(dòng)力輸送單元5及由動(dòng)力輸送單元5驅(qū)動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)電極51，優(yōu)選地，所述的移動(dòng)電極51為不銹鋼電極或銅電極。每個(gè)固定電極2的正上方對(duì)應(yīng)設(shè)置一移動(dòng)電極51，所述的輸送單元連接有控制單元，移動(dòng)電極51與動(dòng)力輸送單元5之間設(shè)置有第二絕緣體6，作為優(yōu)選，第二絕緣體6的材料為電木或者陶瓷。
[0024]本實(shí)用新型采用移動(dòng)電極51，解決了現(xiàn)有技術(shù)在成形過(guò)程中，上下兩個(gè)電極之間、電極與模具之間以及電極與坯料之間的干涉，避免了由于干涉而導(dǎo)致電極或工件的損壞，保護(hù)了電極和熱成形工件，同時(shí)節(jié)省了安裝空間。另外，本實(shí)用新型中的移動(dòng)電極51與固定電極2配合夾緊坯料8，減少接觸電阻，防止坯料8與固定電極2接觸不好，導(dǎo)致電極2和還料8的燒損。
[0025]優(yōu)選地，所述的下模座13與上模座11之間設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)7，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)7包括導(dǎo)套71和導(dǎo)柱72，導(dǎo)套71安裝于上模座11上，導(dǎo)柱72安裝于下模座13上，導(dǎo)柱72能在上下移動(dòng)時(shí)進(jìn)入導(dǎo)套71的內(nèi)腔從而實(shí)現(xiàn)對(duì)上模座11和下模座13的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。
[0026]優(yōu)選地，所述的導(dǎo)電加熱成形裝置為無(wú)輸送多點(diǎn)導(dǎo)電加熱成形裝置。所述的“無(wú)輸送”，是指導(dǎo)電加熱成形裝置的移動(dòng)電極51和固定電極2均安裝在模具I上，不需要其它輸送裝置將其送入到模具I上，減少了輸送裝置，降低整體裝置的復(fù)雜性，也降低生產(chǎn)成本。所述的“多點(diǎn)”，是指用多個(gè)移動(dòng)電極51和固定電極2配合來(lái)加熱長(zhǎng)寬比小的坯料8，即在坯料8上布置多組移動(dòng)電極51和固定電極2，這是因?yàn)閮牲c(diǎn)導(dǎo)電加熱適用于長(zhǎng)寬大的坯料8，卻不適用于長(zhǎng)寬比小的坯料8，該方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)寬比小的坯料8溫度的均勻化。但是多點(diǎn)導(dǎo)電加熱卻能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)寬比小的坯料8溫度的均勻分布，多點(diǎn)加熱是通過(guò)電極的布置來(lái)實(shí)現(xiàn)坯料8上電流密度的均勻分布，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)坯料8上焦耳熱的均勻分布，最終實(shí)現(xiàn)坯料8溫度的均勻分布。
[0027]如圖1?圖2所示，一種導(dǎo)電加熱成形方法，該方法基于壓力機(jī)和電磁閥的控制特性，實(shí)現(xiàn)了壓力機(jī)和導(dǎo)電加熱成形裝置的聯(lián)動(dòng)控制以及長(zhǎng)寬比小的坯料8，尤其是非規(guī)則形狀的坯料8(主要是長(zhǎng)寬比大的矩形、管狀、棒狀、線狀和帶狀以外的形狀)完成多點(diǎn)加熱和成形淬火過(guò)程的閉環(huán)控制。工藝步驟如下:
[0028]I)將坯料8放置到固定電極2上，上模座11向下移動(dòng)后暫停，保證動(dòng)力輸送單元5上連接的移動(dòng)電極51能夠接觸到坯料8 ；
[0029]2)固定在上模座11上的動(dòng)力輸送單元5在控制單元的調(diào)控下，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)電極51向下移動(dòng)，直至移動(dòng)電極51接觸坯料8并與固定電極2配合夾緊坯料8 ;
[0030]3)坯料8被夾緊后，開(kāi)啟供電電源，通過(guò)邏輯控制單元調(diào)控電壓調(diào)節(jié)單元，再通過(guò)電壓調(diào)節(jié)單元控制加熱單元輸出端的電壓，在5?1s內(nèi)完成對(duì)坯料8的加熱，使坯料8溫度上升到900?1000 °C，在整個(gè)加熱過(guò)程中，移動(dòng)電極51和固定電極2夾緊坯料8 ;采用較大的加熱速度，一方面，提高了能量利用率和生產(chǎn)效率，且坯料8氧化少，另一方面，細(xì)化了奧氏體化晶粒，成形淬火后，得到的馬氏體組織也細(xì)小，在保證熱成形工件抗拉強(qiáng)度不變或者提尚的情況下，提尚了其塑性。
[0031]4)上模座11下行，直至上模12接觸到熱的還料8，同時(shí)輸送單元在控制單元的調(diào)控下，帶動(dòng)移動(dòng)電極51向上運(yùn)動(dòng)回位；
[0032]5)上模座11和上模12繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，坯料8在上模12和下模14的配合下完成成形；成形過(guò)程中，在上模12和下模14內(nèi)分別通入循環(huán)水，讓上模12和下模14對(duì)坯料8進(jìn)行淬火；
[0033]6)成形完成后，上模座11向上運(yùn)行回到初始位置。
[0034]本實(shí)用新型在坯料8的成形過(guò)程中，模具I完成對(duì)其進(jìn)行淬火，這是因?yàn)榈蜏啬＞逫接觸到高溫坯料8，模具I完成對(duì)坯料8的淬火過(guò)程，并同時(shí)完成成形過(guò)程，得到強(qiáng)度高、回彈小的熱成形工件，一方面降低了成形力，另一方面避免了成形過(guò)程中，工件的開(kāi)裂、起皺和回彈。
[0035]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)電加熱成形裝置，包括供電電源和模具，所述模具包括上模座、安裝在上模座上的上模、下模座及安裝在下模座上的下模，其特征在于:所述供電電源連接有開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)連接有電壓調(diào)節(jié)單元，所述電壓調(diào)節(jié)單元連接有邏輯控制單元和加熱單元，所述的加熱單元上連接有三個(gè)以上固定電極，固定電極上安裝有第一絕緣體，所述第一絕緣體連接有墊塊，第一絕緣體位于墊塊和固定電極之間，所述墊塊安裝在下模座上，所述上模座上安裝有動(dòng)力輸送單元及由動(dòng)力輸送單元驅(qū)動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)電極，每個(gè)固定電極的正上方對(duì)應(yīng)設(shè)置一移動(dòng)電極，所述的輸送單元連接有控制單元，移動(dòng)電極與動(dòng)力輸送單元之間設(shè)置有第二絕緣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電加熱成形裝置，其特征在于:所述的下模座與上模座之間設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)套和導(dǎo)柱，導(dǎo)套安裝于上模座上，導(dǎo)柱安裝于下模座上，導(dǎo)柱能在上下移動(dòng)時(shí)進(jìn)入導(dǎo)套的內(nèi)腔從而實(shí)現(xiàn)對(duì)上模座和下模座的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電加熱成形裝置，其特征在于:所述的電壓調(diào)節(jié)單元是調(diào)壓模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電加熱成形裝置，其特征在于:所述的邏輯控制單元是可編程邏輯控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電加熱成形裝置，其特征在于:所述的加熱單元是單相變壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電加熱成形裝置，其特征在于:所述固定電極為銅電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電加熱成形裝置，其特征在于:所述的移動(dòng)電極為不銹鋼電極或銅電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電加熱成形裝置，其特征在于:所述的控制單元為電磁閥。
【文檔編號(hào)】B21D37/12GK204209007SQ201420673195
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】張宜生, 梁衛(wèi)抗, 朱彬, 王子健, 王凱, 劉勇 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)