專利名稱：一種管材熱成形設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管材熱成形設(shè)備，具體涉及一種可實現(xiàn)管材快速加熱快速成形的設(shè)備。
背景技術(shù)：
對于大多數(shù)金屬管材而言，提高其溫度，不但可以明顯改善其成形性能，而且可以大大降低成形所需要的載荷。因此，在加熱狀態(tài)下進行變形，已成為很多金屬管材，特別是鋁合金、鎂合金等室溫下成形性能差的材料，以及鈦合金、高強鋼等室溫下強度高的材料的理想成形方法，對于變形量大、形狀復(fù)雜的管狀零件更是如此。為實現(xiàn)管材在加熱狀態(tài)下成形，關(guān)鍵是要將管坯加熱到需要的溫度并保證管材在成形過程中具有足夠的溫度。
目前，主要有兩類加熱和成形的方法。一類方法是將待成形的管坯(單個坯料)和成形模具一起放到加熱爐中進行加熱，待管材和模具被加熱到設(shè)定溫度后，在爐中直接進行成形，上述方法可以比較準確地控制成形時管材的溫度，但是加熱效率低、成形過程不易控制，而且成形后通常需要等模具和零件冷卻后才能取出，成形效率低。另一類方法是利用加熱爐或感應(yīng)加熱器對待成形的管坯(多個坯料)進行加熱，然后將加熱后的管坯轉(zhuǎn)移到常溫或經(jīng)過預(yù)熱的模具上進行成形。當(dāng)采用加熱爐進行加熱時，需要采用專用的大型加熱爐和復(fù)雜溫度控制系統(tǒng)，設(shè)備占地面積大、成本較高；當(dāng)采用感應(yīng)加熱方法進行管材加熱時，雖然可以提高管材的加熱速度，但是采用螺旋狀纏繞的感應(yīng)加熱線圈，管坯放置到線圈中以及加熱后取出都比較慢，導(dǎo)致管材在轉(zhuǎn)移到模具的過程中溫度明顯下降，從而對后續(xù)的成形產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的管材熱成形方法成形效率低以及管材在轉(zhuǎn)移到模具的過程中溫度明顯下降，成形不穩(wěn)定的問題，進而提供了一種管材熱成形設(shè)備。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明的管材熱成形設(shè)備包括感應(yīng)加熱器、加熱線圈、上模具、下模具、兩個支座、兩組滑輪、兩根轉(zhuǎn)軸、液壓缸、兩個支架和兩根導(dǎo)軌，每個支座上安裝有一根轉(zhuǎn)軸，兩根轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置，每根轉(zhuǎn)軸上固裝有一個支架，待成形管材通過兩個支架安裝在兩根轉(zhuǎn)軸上，加熱線圈的兩端與感應(yīng)加熱器連接，所述加熱線圈位于兩個支座之間且待成形管材位于加熱線圈內(nèi)，所述兩根導(dǎo)軌平行設(shè)置在待成形管材和下模具之間，每根導(dǎo)軌的一端位于待成形管材的下端，每根導(dǎo)軌的另一端與下模具的側(cè)壁相接觸，所述加熱線圈為敞口式加熱線圈，加熱線圈的敞口朝向?qū)к壍囊粋?cè)，所述上模具位于下模具的正上方，液壓缸的下端面與上模具的上端面固接，每個支座的下端安裝有一組滑輪。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的管材熱成形設(shè)備通過加熱線圈進行加熱，同時使待成形管材繞軸線旋轉(zhuǎn)和沿軸線往復(fù)移動，與現(xiàn)有的采用感應(yīng)加熱相比，使待成形管材在快速加熱的條件下能獲得均勻的溫度分布，使待成形管材的不同部位獲得均等的加熱強度和時間，從而實現(xiàn)金屬管坯的快速均勻加熱，大大縮短了加熱時間；本發(fā)明的管材熱成形設(shè)備采用敞口式加熱線圈，待成形管材加熱后可從加熱線圈的敞口一側(cè)平行快速地取出，縮短了待成形管材加熱后從加熱線圈中的取出時間；本發(fā)明的管材熱成形設(shè)備采用滑軌直接連接感應(yīng)加熱線圈和成形模具，實現(xiàn)了待成形管材加熱后快速轉(zhuǎn)移，縮短了加熱后管坯的轉(zhuǎn)移時間并避免了管坯溫度的明顯降低；本發(fā)明的管材熱成形設(shè)備的上模具采用快速驅(qū)動單元實現(xiàn)下行和上移，縮短了合模成形以及開模取件所需的時間，并可保證待成形管材在足夠高的溫度下完成成形，大大縮短了成形時間，另外也可以保證待成形管材在熱狀態(tài)下發(fā)生變形，獲得較好的變形性能及較低的變形抗力。


圖I是本發(fā)明的管材熱成形設(shè)備整體結(jié)構(gòu)的示意圖，圖2是具體實施方式
一中擺 桿的運動軌跡示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一如圖I 2所示，本實施方式的管材熱成形設(shè)備包括感應(yīng)加熱器
I、加熱線圈2、上模具9、下模具10、兩個支座3、兩組滑輪4、兩根轉(zhuǎn)軸5、液壓缸12、兩個支架7和兩根導(dǎo)軌8，每個支座3上安裝有一根轉(zhuǎn)軸5，兩根轉(zhuǎn)軸5同軸設(shè)置，每根轉(zhuǎn)軸5上固裝有一個支架7，待成形管材11通過兩個支架7安裝在兩根轉(zhuǎn)軸5上，加熱線圈2的兩端與感應(yīng)加熱器I連接，所述加熱線圈2位于兩個支座3之間且待成形管材11位于加熱線圈2內(nèi)，所述兩根導(dǎo)軌8平行設(shè)置在待成形管材11和下模具10之間，每根導(dǎo)軌8的一端位于待成形管材11的下端，每根導(dǎo)軌8的另一端與下模具10的側(cè)壁相接觸，所述加熱線圈2為敞口式加熱線圈，加熱線圈2的敞口朝向?qū)к?的一側(cè)，所述上模具9位于下模具10的正上方，液壓缸12的下端面與上模具9的上端面固接，每個支座3的下端安裝有一組滑輪4。采用加熱線圈2加熱，加熱線圈2的直徑處處相等，加熱速度為50 200°C /秒，在加熱過程中使待成形管材11繞軸線旋轉(zhuǎn)和沿軸線往復(fù)移動，控制待成形管材11繞軸線旋轉(zhuǎn)速度為5 30轉(zhuǎn)/分,沿軸向移動速度為5 20mm/秒,移動距離為5 100mm,可使待成形管材11的各個部位獲得相同的加熱強度和加熱時間，因此可實現(xiàn)整管的均勻加熱；加熱后的待成形管材11直接從加熱線圈2開口一側(cè)平行移出，并通過兩根導(dǎo)軌8快速滾動到下模具10的凹槽上或通過擺桿13快速擺動到下模具10的凹槽上，所用時間為I 3秒，避免人工轉(zhuǎn)移消耗時間以及引起溫度降低；采用液壓缸12作為驅(qū)動單元，帶動上模具9快速下行和上移，運動速度30 100mm/so具體實施方式
二 如圖I所示，本實施方式每個支架7由三個支撐桿7-1構(gòu)成，所述三個支撐桿7-1呈星形設(shè)置在轉(zhuǎn)軸5上。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三如圖I所示，本實施方式所述加熱線圈2為等徑加熱線圈。采用加熱線圈2加熱，加熱速度為50 200°C /秒，在加熱過程中使待成形管材11繞軸線旋轉(zhuǎn)，控制待成形管材11繞軸線旋轉(zhuǎn)速度為5 30轉(zhuǎn)/分，可以實現(xiàn)待成形管材11環(huán)向的均勻加熱，即待成形管材11軸向某一位置的圓周方向溫度基本相等。在相鄰兩匝線圈的中間位置，其加熱強度要明顯低于有線圈相對的位置。因此，通過改變相鄰線圈的距離，可得到沿軸向具有不均勻溫度分布的管坯。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四如圖I所示，本實施方式所述加熱線圈2中部的直徑大于加熱線圈2兩端的直徑。采用加熱線圈2加熱，其加熱速度為50 200°C /秒，在加熱過程中使待成形管材11繞軸線旋轉(zhuǎn)，控制待成形管材11軸線旋轉(zhuǎn)速度為5 30轉(zhuǎn)/分，加熱線圈2相對待成形管材11的軸向位置保持不變。如此操作，可以實現(xiàn)待成形管材11環(huán)向的均勻加熱，即待成形管材11軸向某一位置的圓周方向溫度基本相等，在相鄰兩匝線圈的中間位置，其加熱強度要明顯低于有加熱線圈2相對的位置；另外，由于相鄰加熱線圈2的直徑不同，不同直徑加熱線圈2相對位置的加熱強度不同。因此，通過改變相鄰加熱線圈2的軸向距離以及加熱線圈2的直徑，可得到沿軸向具有不均勻溫度分布的待成形管材11。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一或二相同。工作原理如圖I 2所示，將待成形管材11夾持到兩個支架7上，將夾持好的待成形管材11移至加熱線圈2中，控制感應(yīng)加熱器I通過加熱線圈2對待成形管材11加 熱，同時使待成形管材11繞軸線旋轉(zhuǎn)和沿軸線往復(fù)移動，當(dāng)待成形管材11溫度達到200 1000°C時，將待成形管材11從加熱線圈2中移出，加熱后的待成形管材11由滑軌快速滾動到下模具10的凹槽上或通過擺桿13快速擺動到下模具10的凹槽上，上模具9在液壓缸12的帶動下快速下行，實現(xiàn)待成形管材11的快速成形，然后上模具9在液壓缸12的帶動下快速上移，實現(xiàn)快速的開模取件。
權(quán)利要求
1.一種管材熱成形設(shè)備，所述成形設(shè)備包括感應(yīng)加熱器(I)、加熱線圈(2)、上模具(9)、下模具(10)、兩個支座(3)、兩組滑輪⑷、兩根轉(zhuǎn)軸(5)、液壓缸(12)、兩個支架(7)和兩根導(dǎo)軌(8)，其特征在于每個支座(3)上安裝有一根轉(zhuǎn)軸(5)，兩根轉(zhuǎn)軸(5)同軸設(shè)置，每根轉(zhuǎn)軸(5)上固裝有一個支架(7)，待成形管材(11)通過兩個支架(7)安裝在兩根轉(zhuǎn)軸(5)上，加熱線圈(2)的兩端與感應(yīng)加熱器(I)連接，所述加熱線圈(2)位于兩個支座(3)之間且待成形管材(11)位于加熱線圈(2)內(nèi)，所述兩根導(dǎo)軌(8)平行設(shè)置在待成形管材(11)和下模具(10)之間，每根導(dǎo)軌(8)的一端位于待成形管材(11)的下端，每根導(dǎo)軌(8)的另一端與下模具(10)的側(cè)壁相接觸，所述加熱線圈(2)為敞口式加熱線圈，加熱線圈(2)的敞口朝向?qū)к?8)的一側(cè)，所述上模具(9)位于下模具(10)的正上方，液壓缸(12)的下端面與上模具(9)的上端面固接，每個支座(3)的下端安裝有一組滑輪(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種管材熱成形設(shè)備，其特征在于每個支架(7)由三個支撐桿(7-1)構(gòu)成，所述三個支撐桿(7-1)呈星形設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(5)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種管材熱成形設(shè)備，其特征在于所述加熱線圈(2)為等徑加熱線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種管材熱成形設(shè)備，其特征在于所述加熱線圈(2)中部的直徑大于加熱線圈(2)兩端的直徑。
全文摘要
一種管材熱成形設(shè)備，它涉及一種管材成形設(shè)備。本發(fā)明為解決現(xiàn)有的管材熱成形方法成形效率低以及管材在轉(zhuǎn)移到模具的過程中成形不穩(wěn)定的問題。每個支座上安裝有一根轉(zhuǎn)軸，每根轉(zhuǎn)軸上固裝有一個支架，待成形管材通過兩個支架安裝在兩根轉(zhuǎn)軸上，加熱線圈的兩端與感應(yīng)加熱器連接，加熱線圈位于兩個支座之間且待成形管材位于加熱線圈內(nèi)，兩根導(dǎo)軌平行設(shè)置在待成形管材和下模具之間，每根導(dǎo)軌的一端位于待成形管材的下端，每根導(dǎo)軌的另一端與下模具的側(cè)壁相接觸，加熱線圈為敞口式加熱線圈，加熱線圈的敞口朝向?qū)к壍囊粋?cè)，上模具位于下模具的正上方，液壓缸的下端面與上模具的上端面上固接，每個支座的下端安裝有滑輪。本發(fā)明用于管材熱成形。
文檔編號B21D37/16GK102672058SQ201210140059
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者何祝斌, 楊毓, 苑世劍, 陳才 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)