一种带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置

摘要

本发明公开了一种带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置，包括装置本体和通过导线与装置本体内传感器相连的温控器；装置本体包括板料加热夹持装置、支撑体装置、加热支撑模装置和保温装置；板料加热夹持装置安装于支撑体装置上部；位于加热夹持装置下部设置加热支撑模装置，加热支撑模装置外部安装保温装置。本发明可实现数控渐进成形中的整体加热，使成形区域始终受到加热，提高板料塑性，提高产品的成形性能和尺寸精度。

说明书

技术领域

本发明属于新型金属材料加工的技术领域，具体涉及一种带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置。

背景技术

板料数控渐进成形技术是依据分层制造思想，把三维薄壁零件二维化，利用编制好的数控代码控制机床驱动成形工具头沿着加工轨迹运动，工具头逐点逐层的对材料施压，使材料发生塑性变形，最终得到所需零件形状，具有成形装置简单和低成本等优点，特别适用于小批量薄壁零件的快速制造。板料渐进成形又可以分为有支撑和无支撑两种工艺，与无支撑工艺相比，有支撑渐进成形可以得到形状复杂、尺寸精度更高的零件。其原理如图6所示。对于某些在常温下塑性差，所需成形力大的材料，如某些铝合金、镁合金和钛合金等。在加热条件下，材料塑性有较大的提高，变形抗力减小明显。针对此类金属材料，在渐进成形过程中，进行加热辅助十分必要。传统渐进成形加热可分为整体加热和局部加热，传统加热方式存在很多不足：

1、整体加热渐进成形能有效提高材料的整体塑性，降低成形力。目前已有的电热炉加热、整体自阻电加热等装置，电热炉加热装置设计复杂，温度分布不均匀，成形制件质量较差。整体自阻电加热电流与坯料形成回路，电流流经工具头、板料及加持装置，对成形工具，夹持装置绝缘性能要求高，系统复杂，所得制件常出现因电流波动造成烧蚀严重甚至烧穿的缺陷。

2、局部加热渐进成形常采用的方式有激光加热、自阻电加热、感应加热及燃气加热等，加热工具常常联接在渐进成形工具头上，伴随成型工具头移动,实现局部加热。局部加热装置常常系统复杂，价格昂贵。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置，以解决或改善上述的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置，其包括装置本体和通过导线与装置本体内传感器相连的温控器；装置本体包括板料加热夹持装置、支撑体装置、加热支撑模装置和保温装置；板料加热夹持装置安装于支撑体装置上部；位于加热夹持装置下部设置加热支撑模装置，加热支撑模装置外部安装保温装置。

优选地，板料加热夹持装置包括上夹板、下夹板和上温度传感器；上夹板上方设置上隔热板，下夹板下方安装下隔热板；上夹板和下夹板之间通过上紧固螺栓连接；下夹板内设置单端电热管，单端电热管通过导线与电源连接。

优选地，上温度传感器通过导线与温控器信号连接。

优选地，板料加热夹持装置通过螺栓穿过下隔热板与支撑体装置上的滑动板连接。

优选地，支撑体装置包括滑动板；滑动板的四个角均安装导套，导套与固定安装于下底板上的导柱滑动配合；每根导柱上套设有使滑动板平稳向下滑动的弹簧。

优选地，加热支撑模装置包括支撑模和下温度传感器；支撑模通过下紧固螺栓穿过隔热垫板与下底板连接；支撑模内置下单端电热管，下单端电热管通过导线与电源连接。

优选地，下温度传感器安装于支撑模内，并通过导线与温控器信号连接。

优选地，保温装置包括上固定罩、中间罩和下固定罩；上固定罩通过上锁紧螺栓与滑动板连接，下固定罩通过下锁紧螺栓与支撑体装置上的下底板连接；上固定罩与下固定罩之间安装中间罩。

优选地，中间罩包括若干块“Z”字型罩板，上固定罩、下固定罩与中间罩之间以及中间罩中相邻的“Z”字型罩板之间滑动配合。

优选地，下隔热板、上隔热板、隔热垫板、上固定罩、下固定罩和中间罩的材质为石棉或石英，且在表面涂有陶瓷绝热涂层。

本发明提供的带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置，具有以下有益效果：

本发明可以实现数控渐进成形中的整体加热，使成形区域始终受到加热，提高板料塑性，提高产品的成形性能和尺寸精度。

板料四边和中心成形区域同时加热，温度分布均匀从而提高材料成形性，与传统方式相比，可以成形结构更为复杂零件薄壁零件。

通过温度传感器实时采集温度信号，并由温控器供电控制，保持温度恒定，实现精确调控材料性能，提高成形零件的性能。

采用绝热涂层的保温装置减少对流及热传导造成的热量损失，提高热效率，减少能量消耗，节约制造和维护成本，绿色环保。

附图说明

图1为带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置的立体图。

图2为带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置本体半剖立体图。

图3为带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置的俯视图。

图4为图3中A-A方向的剖视图。

图5为带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置的下夹板局部剖立体图。

图6为传统无加热工艺附图。

其中，1、板料加热夹持装置；11、上隔热板；12、上夹板；13、上紧固螺栓；14、单端电热管；15、下夹板；16、下隔热板；17、上温度传感器；18、导线；2、支撑体装置；21、导柱；22、导套；23、滑动板；24、弹簧；25、下底板；3、加热支撑模装置；31、支撑模；32、下紧固螺栓；33、下单端电热管；34、下温度传感器；35、隔热垫板；4、保温装置；41、上锁紧螺栓；42、上固定罩；43、中间罩；44、下固定罩；45、下锁紧螺栓。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

根据本申请的一个实施例，参考图1-图5，本方案的带绝热涂层的有支撑板料数控渐进热成形装置，包括装置本体和控制器，装置本体通过导线将装置内的传感器与控制器内的双路温控器相连，将接触器与单端电热管相连，温控器与接触器在控制箱内相连接，实现供电的开闭。

装置本体包括板料加热夹持装置1、支撑体装置2、加热支撑模装置3和保温装置4，板料加热夹持装置1安装于支撑体装置2上部，位于加热夹持装置下部设置加热支撑模装置3，加热支撑模装置3外部安装保温装置4。

以下将对装置本体内的各个装置进行详细描述。

板料加热夹持装置1包括包括上隔热板11、上夹板12、上紧固螺栓13、单端电热管14、下夹板15、下隔热板16、上温度传感器17和导线18。

上夹板12上方设置上隔热板11，下夹板15下方安装下隔热板16，上夹板12和下夹板15之间通过上紧固螺栓13连接，下夹板15内设置单端电热管14，单端电热管14通过导线18与电源连接，且上温度传感器17通过导线18与温控器信号连接。

下隔热板16和上隔热板11采用石棉或石英材料，各表面涂有绝热涂层，可选用陶瓷涂层，即可隔绝热量向外传散，又可提高耐磨性，延长使用寿命。

板料加热夹持装置1的工作原理为：

板料加热夹持装置1通过螺栓穿过下隔热板16与支撑体装置2滑动板23连接。工作时，先将上隔热板11取掉后，再将上紧固螺栓13取下，此时取下上夹板12，将四周带有圆孔的板料放在下夹板15上对正，将上夹板12置于板料上对正，锁紧紧固螺栓，将上隔热板11对正后放于上夹板12上。

打开控制器开关，接通电源，电流经导线18流入内置于下夹板15的单端电热管14，开始加热，热量经下夹板15均温后传至板料，上温度传感器17将检测到的温度信号通过导线18传至控制器中温控器。当温度达到设定温度时，工具头可以开始数控渐进成形加工。

支撑体装置2包括导柱21、导套22、滑动板23、弹簧24和下底板25。

滑动板23的四个角均安装导套22，导套22与固定安装于下底板25上的导柱21滑动配合；每根导柱21上套设有使滑动板23平稳向下滑动的弹簧24。

支撑体装置2的工作原理为：

板料夹持并加热至预定温度时，成形工具施力于板料，作用力通过板料加热夹持装置1传递至滑动板23，滑动板23四角装有导套22，导套22与安装在下底板25的导柱21滑动配合，滑动板23在弹簧24支撑下平稳向下滑动，逐渐与加热支撑模装置3中的支撑模31接触，零件逐渐成形。

加热支撑模装置3包括支撑模31、下紧固螺栓32、下单端电热管33、下温度传感器34和隔热垫板35。

支撑模31通过下紧固螺栓32穿过隔热垫板35与下底板25连接；支撑模31内置下单端电热管33，下单端电热管33通过导线18与电源连接，且下温度传感器34安装于支撑模31内，并通过导线18与温控器信号连接。

隔热垫板35采用石棉或石英材料，各表面涂有绝热涂层，可选用陶瓷涂层，即可隔绝热量向外传散，又可提高耐磨性，延长使用寿命。

加热支撑模31装置3的工作原理为：

板料加热夹持装置1夹持板料后，启动控制器开关，接通电源，电流经导线18流入内置于支撑模31的下单端电热管33，下温度传感器34将检测到的温度信号通过导线18传至控制器中温控器。当温度达到设定温度时，开始保温。支撑模31通过下紧固螺栓32穿过隔热垫板35与下底板25连接。

保温装置4包括上锁紧螺栓41、上固定罩42、中间罩43、下固定罩44、下锁紧螺栓45。

上固定罩42通过上锁紧螺栓41与滑动板23连接，下固定罩44通过下锁紧螺栓45与支撑体装置2上的下底板25连接；上固定罩42与下固定罩44之间安装中间罩43。

且上固定罩42、下固定罩44与中间罩43采用石棉或石英材料，各表面涂有绝热涂层，选用陶瓷涂层，即可隔绝热量向外传散，又可提高耐磨性，延长使用寿命。

保温装置4的工作原理为：

上固定罩42通过上锁紧螺栓41与滑动板23连接，下固定罩44与通过下锁紧螺栓45与下支撑体装置2的下底板25连接连接，上固定罩42与下固定罩44之间安装中间罩43。

中间罩43由多块“Z“字型罩板组成，上固定罩42下固定罩44与中间罩43之间以及中间罩43的各罩板之间滑动配合。

数控渐进成形时，保温装置4随滑动板23的向下移动而收缩，零件成形后，随成形工具头上移，作用力逐步撤除，在弹簧24作用下，保温装置4随滑动板23的向上移动而伸展。

本发明通过装有单端电热管14的下夹板15及支撑模31作为热量来源，使与之直接接触的板料快速升温，通过装在下夹板15及支撑模31本体内部的两路温度传感器将实时温度信号传送至温控器，通过预设温度上下限，控制接触器打开关闭供电，实现恒温控制。

安装在下底板25和滑动板23之间保温装置4可以减少空气对流造成的热量损失，保温装置4内外表面的绝热涂层可以减少热传导造成的热量损失，下隔热垫板35、上隔热垫板35涂也涂有绝热涂层可以同时减少热量的散失。本发明可以实现数控渐进成形中的整体加热，始终使成形区域受到加热，提高板料塑性，提高产品的成形性能和尺寸精度。

虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。