钛合金薄板件超塑性扩散连接热成型压机

摘要

本发明涉及一种钛合金薄板件超塑性扩散连接热成型压机，包括上横梁、下横梁和立柱构成的三梁四柱式机身、工作油缸、滑块及移动工作台，特征是：在滑块下平面和移动工作台上平面分别固定有陶瓷与钢质材料构成的平台，上横梁与下横梁四角之间通过支架安装有用于在锻造过程中可保证压机压制精度的同步调整机构，压机工作区域四周边上安装有保温装置。优点是：可保证锻压机温度不会大量损失以及压制工件时的压制温度持续在1000度高温状态下，锻造过程中模具无需重复加热，保证压制工件的质量；且还可大幅度节约能源及降低加工成本，提高生产效率；通过同步调整机构可自动调整滑块下行过程中自身的平行度，保证锻造过程中钛合金薄板件的压制精度。

说明书

技术领域

本发明属于锻压机械技术领域，特别是涉及一种钛合金薄板件超塑性扩 散连接热成型压机。

背景技术

目前，随着我国航空事业的迅猛发展以及新一代战机、直升机、大型飞 机、高性能发动机的研制开发，对航空器的制造提出了高推重比、高可靠性、 高耐久性、长寿命、低成本等要求，因此对材料和工艺的要求也不断提高， 大量的难变形合金，如钛合金、高温合金材料被采用。大型钛合金、高温合 金锻件成形工艺主要包括常规模锻、等温精密锻造/超塑成形工艺，由于国内 航空锻件还停留在成型锻造、满足外形加工的层面上，零件的内部质量差。 在钛合金薄板件热成形的锻造过程中，对锻造温度要求比较严格，即其锻造 温度应持续保持在900℃左右的温度范围内。传统锻压设备的工作区域为敞 开式结构，由于此种结构在锻造过程中热量损失严重，导致锻造温度很难达 到等温状态；而且模具需要采取不断的加热措施才能进行下一工件的锻造。 这样不仅浪费了大量能源，影响工作效率，加大了制造成本；而且使锻造难 度增大，成品率很低。此外，由于压制钛合金薄板件的压机在压制过程中要 求滑块下行水平精度非常高，且传统锻压设备受其结构限制，无法满足其要 求，故导致传统的锻造加工机械已无法适应航空业迅猛发展的现状。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种钛合金薄板件超塑 性扩散连接热成型压机。本压机不仅可实现在高温状态下的锻造过程中充分 保持工作区域温度，使温度损失减小到最小，大幅度节约能源及降低加工成 本；而且还可通过同步调整机构提高滑块下行水平精度以及薄板件产品的压 制质量。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

钛合金薄板件超塑性扩散连接热成型压机，包括上横梁、下横梁和立柱 构成的三梁四柱式机身、安装在上横梁上的工作油缸、与工作油缸连接的滑 块以及设置在下横梁上的移动工作台，其特征在于：所述滑块下平面固定有 陶瓷与钢质材料构成的上平台，所述移动工作台上平面固定有陶瓷与钢质材 料构成的下平台，所述上横梁与下横梁四角之间通过支架安装有用于在锻造 过程中可保证压机压制精度的同步调整机构，所述压机工作区域四周边上安 装有保温装置。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述下平台和上平台均采用陶瓷材料制作，在下平台和上平台上嵌装有 数个钢质T形槽骨架，所述T形槽骨架上均布有加热管。

所述下平台上还开有气孔通道，在上平台和下平台周边均布有温度检测 机构。

所述同步调整机构包括：固装在支架上的齿条、与滑块侧面固定的轴承 支架以及安装在轴承支架上的传动轴，所述传动轴两端连接有齿轮。

所述保温装置包括：炉门、炉门支架、用于驱动炉门移动的驱动机构和 用于检测滑块及炉门移动位置的发讯机构，所述炉门支架与锻压机机身固定， 所述炉门分布在锻压机机身四周，并分别通过铰链与炉门支架连接，所述驱 动机构一端与炉门支架固接，另一端与炉门固装，所述发讯机构分别安装在 炉门支架和锻压机机身上。

所述炉门为分布在机身四周的可水平方向及上下移动的前炉门、可水平 方向的后炉门、左炉门和右炉门。

所述位于锻压机机身前侧的炉门支架上通过铰链安装有导轨。

所述驱动机构包括前炉门上下移动驱动机构和炉门水平开启闭合驱动机 构。

所述发讯机构包括：前炉门上下运动发讯机构、炉门水平开启闭合运动 发讯机构和滑块位置发讯机构。

本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案，即在 锻压机工作区域四周边装有保温装置以及在滑块下平面和移动工作台上平面 固定有陶瓷与钢质材料构成的平台，在压机锻造过程中，通过平台内的加热 管可使工作区域达到锻造时需要的高温状态，并使四周炉门与滑块可形成一 个封闭腔。当滑块开始下行，直至上模具接触到工件时且上压完毕处于保压 阶段前时，发讯机构发讯，四周炉门由驱动机构驱动处于打开状态，与滑块 之间形成一定间隙，防止滑块下行将炉门损坏。当滑块保压处于停止状态时， 发讯机构发讯，四周炉门由驱动机构驱动，使炉门关闭，与滑块形成一个封 闭腔，这样不仅可保证锻压机温度不会大量损失以及压制工件时的压制温度 持续在1000度高温状态下，锻造过程中无需重复加热，保证压制工件的质量； 而且还可大幅度节约能源及降低加工成本，提高生产效率。此外，本机通过 同步调整机构可自动调整滑块下行的平行度，保证锻造过程中钛合金薄板件 的压制精度，进而满足了航空业迅猛发展的现状。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明保温装置的结构示意图；

图3是图2的后视图。

图4是本发明同步调整机构的结构示意图。

图中：1、上横梁；2、下横梁；3、立柱；4、滑块；5、移动工作 台；6、工作油缸；7、上平台；7-1、T形槽骨架；7-2、加热管；7-3、 气孔通道；7-4、温度检测机构；8、侧缸；9、保温装置；9-1、前炉门； 9-2、后炉门；9-3、左炉门；9-4、右炉门；9-5、炉门支架；9-6、导轨； 9-7、前炉门上下移动驱动机构；9-8、炉门水平开启闭合驱动机构；9-9、 前炉门上下运动发讯机构；9-10、炉门水平开启闭合运动发讯机构；9-11、 滑块位置发讯机构；10、同步调整机构；10-1、齿条；10-2、轴承支架； 10-3、联轴器；10-4、锥齿轮；10-5、传动轴；10-6、直齿轮；11、支架。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例， 并配合附图详细说明如下：

请参阅图1-图4，钛合金薄板件超塑性扩散连接热成型压机，包括上横 梁1、下横梁2和立柱3构成的三梁四柱式机身、安装在上横梁上的工作油 缸6和侧缸8、与工作油缸连接的滑块4以及设置在下横梁上的移动工作台5。 所述滑块下平面固定有陶瓷与钢质材料构成的上平台7，所述移动工作台上 平面固定有陶瓷与钢质材料构成的下平台7A，所述上横梁与下横梁四角之间 通过支架11安装有用于在锻造过程中可保证压机压制精度的同步调整机构 10，所述压机工作区域四周边上安装有保温装置9。

所述下平台和上平台均采用陶瓷材料制作，在下平台和上平台上嵌装有 数个钢质T形槽骨架7-1，所述T形槽骨架上均布有加热管7-2，所述下平 台和上平台上还开有气孔通道7-3，在下平台和上平台周边均布有温度检测机 构7-4。这样可使压机工作区域达到锻造时需要的高温状态，以及可保证锻造 过程中的温度均匀性。

所述同步调整机构10包括：固装在支架11上的齿条10-1、与滑块侧面 固定的轴承支架10-2以及安装在轴承支架上的传动轴10-5，所述传动轴两端 连接有锥齿轮10-4。本实施例中，所述传动轴包括纵向传动轴和横向传动轴， 即在滑块的前侧和后侧布有横向传动轴，滑块左侧和右侧布局有纵向传动轴， 在横向传动轴的两端通过联轴器10-3装有与纵向传动轴上相互啮合的锥齿 轮，所述纵向传动轴靠近端部装有与齿条啮合的直齿轮10-6。所述纵向传动 轴上装有锥齿轮和

齿轮齿条结构布置在滑块的四角，在压机调试时，滑块上下行走过程中 测量四角的平面度，通过调节齿条的上下位置及各个部件之间的间隙，来达 到滑块四角的相对平面度。当滑块下行时，滑块带动齿轮及传动轴10-5运动， 通过啮合的齿轮以及传动轴带动纵向传动轴的齿轮在齿条上运动，不仅可保 证滑块四角始终保持同步性，而且还保证了整体的平面度。

所述保温装置9包括：炉门、炉门支架9-5、用于驱动炉门移动的驱动机 构和用于检测滑块及炉门移动位置的发讯机构，所述炉门支架与锻压机机身 固定。所述炉门分布在锻压机机身四周，并分别通过铰链与炉门支架连接， 所述驱动机构一端与炉门支架固接，另一端与炉门固装，所述发讯机构分别 安装在炉门支架和锻压机机身上。

本实施例中，所述炉门为分布在压机机身四周的可水平方向及上下移动 的前炉门9-1、可水平方向的后炉门9-2、左炉门9-3和右炉门9-4。

所述位于压机机身前侧的炉门支架9-5上通过铰链安装有导轨。

所述驱动机构包括前炉门上下移动驱动机构9-7和炉门水平开启闭合驱 动机构9-8。

所述发讯机构包括：前炉门上下运动发讯机构9-9、炉门水平开启闭合运 动发讯机构9-10和滑块位置发讯机构9-11。

所述驱动机构包括：前炉门上下移动驱动机构9-7和炉门水平开启闭合 驱动机构9-8。本实施例中，所述前炉门上下移动驱动机构一端与前炉门9-1 上端面固接，另一端与位于锻压机机身前侧的炉门支架9-5固接；所述炉门 水平开启闭合驱动机构一端与位于锻压机机身前侧的炉门支架固接，另一端 与导轨9-6固接。所述炉门水平开启闭合驱动机构一端分别与后炉门、左炉 门和右炉门连接，另一端与炉门支架固接。

所述发讯机构包括：前炉门上下运动发讯机构9-9、炉门水平开启闭合运 动发讯机构9-10和滑块位置发讯机构9-11。本实施例中，所述前炉门上下运 动发讯机构9-9设置在下平台和压机的横梁上，所述炉门水平开启闭合运动 发讯机构9-10安装在炉门支架9-5上，所述滑块位置发讯机构9-11设置在压 机上横梁的下平面和滑块的侧面上。

本发明的工作原理为：

当操作人员需要将模具和工件放入锻压机压制时，前炉门上下运动发讯 机构发讯，由前炉门上下移动驱动机构驱动前炉门上移，打开前炉门即可将 模具和工件放入锻压机，放入完毕前炉门下移，直至发讯机构发讯，炉门完 全闭合。

然后，锻压机滑块开始下行，直至上模具接触到工件时且上压完毕处于 保压阶段前时，此时，炉门水平开启闭合运动发讯机构发讯，驱动机构驱动 前炉门、后炉门、左炉门和右炉门使其向外水平方向移动5-10mm，处于打开 状态，与滑块之间形成一定间隙，防止滑块下行将炉门损坏。

在锻压机对工件进行锻造时，前炉门、后炉门、左炉门和右炉门与滑块 可形成一个封闭腔。当滑块保压处于停止状态时，炉门水平开启闭合运动发 讯机构发讯，由驱动机构驱动四炉门复位，使炉门关闭，与滑块形成一个封 闭腔，这样不仅可保证锻压机温度不会大量损失以及压制工件时的压制温度 处于等温状态，保证锻压工件的质量；而且还可大幅度节约能源及降低加工 成本，提高生产效率。