專利名稱：鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鍛壓機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，隨著我國(guó)航空事業(yè)的迅猛發(fā)展以及新一代戰(zhàn)機(jī)、直升機(jī)、大型飛機(jī)、高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的研制開(kāi)發(fā)，對(duì)航空器的制造提出了高推重比、高可靠性、高耐久性、長(zhǎng)壽命、低成本等要求，因此對(duì)材料和工藝的要求也不斷提高，大量的難變形合金，如鈦合金、高溫合金材料被采用。大型鈦合金、高溫合金鍛件成形工藝主要包括常規(guī)模鍛、等溫精密鍛造/超塑成形工藝，由于國(guó)內(nèi)航空鍛件還停留在成型鍛造、滿足外形加工的層面上，零件的內(nèi)部質(zhì)量差。在鈦合金薄板件熱成形的鍛造過(guò)程中，對(duì)鍛造溫度要求比較嚴(yán)格，即其鍛造溫度應(yīng)持續(xù)保持在900°C左右的溫度范圍內(nèi)。傳統(tǒng)鍛壓設(shè)備的工作區(qū)域?yàn)槌ㄩ_(kāi)式結(jié)構(gòu)，由于此種結(jié)構(gòu)在 鍛造過(guò)程中熱量損失嚴(yán)重，導(dǎo)致鍛造溫度很難達(dá)到等溫狀態(tài)；而且模具需要采取不斷的加熱措施才能進(jìn)行下一工件的鍛造。這樣不僅浪費(fèi)了大量能源，影響工作效率，加大了制造成本；而且使鍛造難度增大，成品率很低。此外，由于壓制鈦合金薄板件的壓機(jī)在壓制過(guò)程中要求滑塊下行水平精度非常高，且傳統(tǒng)鍛壓設(shè)備受其結(jié)構(gòu)限制，無(wú)法滿足其要求，故導(dǎo)致傳統(tǒng)的鍛造加工機(jī)械已無(wú)法適應(yīng)航空業(yè)迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)。本壓機(jī)不僅可實(shí)現(xiàn)在高溫狀態(tài)下的鍛造過(guò)程中充分保持工作區(qū)域溫度，使溫度損失減小到最小，大幅度節(jié)約能源及降低加工成本；而且還可通過(guò)同步調(diào)整機(jī)構(gòu)提高滑塊下行水平精度以及薄板件產(chǎn)品的壓制質(zhì)量。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，包括上橫梁、下橫梁和立柱構(gòu)成的三梁四柱式機(jī)身、安裝在上橫梁上的工作油缸、與工作油缸連接的滑塊以及設(shè)置在下橫梁上的移動(dòng)工作臺(tái)，其特征在于所述滑塊下平面固定有陶瓷與鋼質(zhì)材料構(gòu)成的上平臺(tái)，所述移動(dòng)工作臺(tái)上平面固定有陶瓷與鋼質(zhì)材料構(gòu)成的下平臺(tái)，所述上橫梁與下橫梁四角之間通過(guò)支架安裝有用于在鍛造過(guò)程中可保證壓機(jī)壓制精度的同步調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述壓機(jī)工作區(qū)域四周邊上安裝有保溫裝置。本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案所述下平臺(tái)和上平臺(tái)均采用陶瓷材料制作，在下平臺(tái)和上平臺(tái)上嵌裝有數(shù)個(gè)鋼質(zhì)T形槽骨架，所述T形槽骨架上均布有加熱管。所述下平臺(tái)上還開(kāi)有氣孔通道，在上平臺(tái)和下平臺(tái)周邊均布有溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)。所述同步調(diào)整機(jī)構(gòu)包括固裝在支架上的齒條、與滑塊側(cè)面固定的軸承支架以及安裝在軸承支架上的傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸兩端連接有齒輪。
所述保溫裝置包括爐門、爐門支架、用于驅(qū)動(dòng)爐門移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于檢測(cè)滑塊及爐門移動(dòng)位置的發(fā)訊機(jī)構(gòu)，所述爐門支架與鍛壓機(jī)機(jī)身固定，所述爐門分布在鍛壓機(jī)機(jī)身四周，并分別通過(guò)鉸鏈與爐門支架連接，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一端與爐門支架固接，另一端與爐門固裝，所述發(fā)訊機(jī)構(gòu)分別安裝在爐門支架和鍛壓機(jī)機(jī)身上。 所述爐門為分布在機(jī)身四周的可水平方向及上下移動(dòng)的前爐門、可水平方向的后爐門、左爐門和右爐門。所述位于鍛壓機(jī)機(jī)身前側(cè)的爐門支架上通過(guò)鉸鏈安裝有導(dǎo)軌。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括前爐門上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和爐門水平開(kāi)啟閉合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述發(fā)訊機(jī)構(gòu)包括前爐門上下運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)、爐門水平開(kāi)啟閉合運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu) 和滑塊位置發(fā)訊機(jī)構(gòu)。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是由于本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，即在鍛壓機(jī)工作區(qū)域四周邊裝有保溫裝置以及在滑塊下平面和移動(dòng)工作臺(tái)上平面固定有陶瓷與鋼質(zhì)材料構(gòu)成的平臺(tái)，在壓機(jī)鍛造過(guò)程中，通過(guò)平臺(tái)內(nèi)的加熱管可使工作區(qū)域達(dá)到鍛造時(shí)需要的高溫狀態(tài)，并使四周爐門與滑塊可形成一個(gè)封閉腔。當(dāng)滑塊開(kāi)始下行，直至上模具接觸到工件時(shí)且上壓完畢處于保壓階段前時(shí)，發(fā)訊機(jī)構(gòu)發(fā)訊，四周爐門由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)處于打開(kāi)狀態(tài)，與滑塊之間形成一定間隙，防止滑塊下行將爐門損壞。當(dāng)滑塊保壓處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，發(fā)訊機(jī)構(gòu)發(fā)訊，四周爐門由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，使?fàn)t門關(guān)閉，與滑塊形成一個(gè)封閉腔，這樣不僅可保證鍛壓機(jī)溫度不會(huì)大量損失以及壓制工件時(shí)的壓制溫度持續(xù)在1000度高溫狀態(tài)下，鍛造過(guò)程中無(wú)需重復(fù)加熱，保證壓制工件的質(zhì)量；而且還可大幅度節(jié)約能源及降低加工成本，提高生產(chǎn)效率。此外，本機(jī)通過(guò)同步調(diào)整機(jī)構(gòu)可自動(dòng)調(diào)整滑塊下行的平行度，保證鍛造過(guò)程中鈦合金薄板件的壓制精度，進(jìn)而滿足了航空業(yè)迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明保溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的后視圖。圖4是本發(fā)明同步調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、上橫梁；2、下橫梁；3、立柱；4、滑塊；5、移動(dòng)工作臺(tái)；6、工作油缸；7、上平臺(tái)；7-1、T形槽骨架；7-2、加熱管；7-3、氣孔通道；7-4、溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)；8、側(cè)缸；9、保溫裝置；9-1、前爐門；9-2、后爐門；9-3、左爐門；9-4、右爐門；9_5、爐門支架；9_6、導(dǎo)軌；9_7、前爐門上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；9_8、爐門水平開(kāi)啟閉合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；9-9、前爐門上下運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)；9-10、爐門水平開(kāi)啟閉合運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)；9-11、滑塊位置發(fā)訊機(jī)構(gòu)；10、同步調(diào)整機(jī)構(gòu)；10-1、齒條；10-2、軸承支架；10-3、聯(lián)軸器；10-4、錐齒輪；10_5、傳動(dòng)軸；10_6、直齒輪；11、支架。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參閱圖I-圖4，鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，包括上橫梁I、下橫梁2和立柱3構(gòu)成的三梁四柱式機(jī)身、安裝在上橫梁上的工作油缸6和側(cè)缸8、與工作油缸連接的滑塊4以及設(shè)置在下橫梁上的移動(dòng)工作臺(tái)5。所述滑塊下平面固定有陶瓷與鋼質(zhì)材料構(gòu)成的上平臺(tái)7，所述移動(dòng)工作臺(tái)上平面固定有陶瓷與鋼質(zhì)材料構(gòu)成的下平臺(tái)7A，所述上橫梁與下橫梁四角之間通過(guò)支架11安裝有用于在鍛造過(guò)程中可保證壓機(jī)壓制精度的同步調(diào)整機(jī)構(gòu)10，所述壓機(jī)工作區(qū)域四周邊上安裝有保溫裝置9。所述下平臺(tái)和上平臺(tái)均采用陶瓷材料制作，在下平臺(tái)和上平臺(tái)上嵌裝有數(shù)個(gè)鋼質(zhì)T形槽骨架7-1，所述T形槽骨架上均布有加熱管7-2，所述下平臺(tái)和上平臺(tái)上還開(kāi)有氣孔通道7-3，在下平臺(tái)和上平臺(tái)周邊均布有溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)7-4。這樣可使壓機(jī)工作區(qū)域達(dá)到鍛造時(shí)需要的高溫狀態(tài)，以及可保證鍛造過(guò)程中的溫度均勻性。所述同步調(diào)整機(jī)構(gòu)10包括固裝在支架11上的齒條10-1、與滑塊側(cè)面固定的軸承支架10-2以及安裝在軸承支架上的傳動(dòng)軸10-5，所述傳動(dòng)軸兩端連接有錐齒輪10-4。本實(shí)施例中，所述傳動(dòng)軸包括縱向傳動(dòng)軸和橫向傳動(dòng)軸，即在滑塊的前側(cè)和后側(cè)布有橫向傳 動(dòng)軸，滑塊左側(cè)和右側(cè)布局有縱向傳動(dòng)軸，在橫向傳動(dòng)軸的兩端通過(guò)聯(lián)軸器10-3裝有與縱向傳動(dòng)軸上相互嚙合的錐齒輪，所述縱向傳動(dòng)軸靠近端部裝有與齒條嚙合的直齒輪10-6。所述縱向傳動(dòng)軸上裝有錐齒輪和齒輪齒條結(jié)構(gòu)布置在滑塊的四角，在壓機(jī)調(diào)試時(shí)，滑塊上下行走過(guò)程中測(cè)量四角的平面度，通過(guò)調(diào)節(jié)齒條的上下位置及各個(gè)部件之間的間隙，來(lái)達(dá)到滑塊四角的相對(duì)平面度。當(dāng)滑塊下行時(shí)，滑塊帶動(dòng)齒輪及傳動(dòng)軸10-5運(yùn)動(dòng)，通過(guò)嚙合的齒輪以及傳動(dòng)軸帶動(dòng)縱向傳動(dòng)軸的齒輪在齒條上運(yùn)動(dòng)，不僅可保證滑塊四角始終保持同步性，而且還保證了整體的平面度。所述保溫裝置9包括爐門、爐門支架9-5、用于驅(qū)動(dòng)爐門移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于檢測(cè)滑塊及爐門移動(dòng)位置的發(fā)訊機(jī)構(gòu)，所述爐門支架與鍛壓機(jī)機(jī)身固定。所述爐門分布在鍛壓機(jī)機(jī)身四周，并分別通過(guò)鉸鏈與爐門支架連接，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一端與爐門支架固接，另一端與爐門固裝，所述發(fā)訊機(jī)構(gòu)分別安裝在爐門支架和鍛壓機(jī)機(jī)身上。本實(shí)施例中，所述爐門為分布在壓機(jī)機(jī)身四周的可水平方向及上下移動(dòng)的前爐門9-1、可水平方向的后爐門9-2、左爐門9-3和右爐門9-4。所述位于壓機(jī)機(jī)身前側(cè)的爐門支架9-5上通過(guò)鉸鏈安裝有導(dǎo)軌。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括前爐門上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9-7和爐門水平開(kāi)啟閉合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9-8。所述發(fā)訊機(jī)構(gòu)包括前爐門上下運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)9-9、爐門水平開(kāi)啟閉合運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)9_10和滑塊位置發(fā)訊機(jī)構(gòu)9_11。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括前爐門上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9-7和爐門水平開(kāi)啟閉合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
9-8。本實(shí)施例中，所述前爐門上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一端與前爐門9-1上端面固接，另一端與位于鍛壓機(jī)機(jī)身前側(cè)的爐門支架9-5固接；所述爐門水平開(kāi)啟閉合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一端與位于鍛壓機(jī)機(jī)身前側(cè)的爐門支架固接，另一端與導(dǎo)軌9-6固接。所述爐門水平開(kāi)啟閉合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一端分別與后爐門、左爐門和右爐門連接，另一端與爐門支架固接。所述發(fā)訊機(jī)構(gòu)包括前爐門上下運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)9-9、爐門水平開(kāi)啟閉合運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)9-10和滑塊位置發(fā)訊機(jī)構(gòu)9-11。本實(shí)施例中，所述前爐門上下運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)9-9設(shè)置在下平臺(tái)和壓機(jī)的橫梁上，所述爐門水平開(kāi)啟閉合運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)9-10安裝在爐門支架9-5上，所述滑塊位置發(fā)訊機(jī)構(gòu)9-11設(shè)置在壓機(jī)上橫梁的下平面和滑塊的側(cè)面上。本發(fā)明的工作原理為當(dāng)操作人員需要將模具和工件放入鍛壓機(jī)壓制時(shí)，前爐門上下運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)發(fā)訊，由前爐門上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)前爐門上移，打開(kāi)前爐門即可將模具和工件放入鍛壓機(jī)，放入完畢前爐門下移，直至發(fā)訊機(jī)構(gòu)發(fā)訊，爐門完全閉合。然后，鍛壓機(jī)滑塊開(kāi)始下行，直至上模具接觸到工件時(shí)且上壓完畢處于保壓階段前時(shí)，此時(shí)，爐門水平開(kāi)啟閉合運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)發(fā)訊，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)前爐門、后爐門、左爐門和右爐門使其向外水平方向移動(dòng)5-10_，處于打開(kāi)狀態(tài)，與滑塊之間形成一定間隙，防止滑塊下行將爐門損壞。在鍛壓機(jī)對(duì)工件進(jìn)行鍛造時(shí)，前爐門、后爐門、左爐門和右爐門與滑塊可形成一個(gè)封閉腔。當(dāng)滑塊保壓處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，爐門水平開(kāi)啟閉合運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)發(fā)訊，由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)四爐門復(fù)位，使?fàn)t門關(guān)閉，與滑塊形成一個(gè)封閉腔，這樣不僅可保證鍛壓機(jī)溫度不會(huì)大量損失以及壓制工件時(shí)的壓制溫度處于等溫狀態(tài)，保證鍛壓工件的質(zhì)量；而且還可大幅度節(jié)·約能源及降低加工成本，提高生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1.一種鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，包括上橫梁、下橫梁和立柱構(gòu)成的三梁四柱式機(jī)身、安裝在上橫梁上的工作油缸、與工作油缸連接的滑塊以及設(shè)置在下橫梁上的移動(dòng)工作臺(tái)，其特征在于所述滑塊下平面固定有陶瓷與鋼質(zhì)材料構(gòu)成的上平臺(tái)，所述移動(dòng)工作臺(tái)上平面固定有陶瓷與鋼質(zhì)材料構(gòu)成的下平臺(tái)，所述上橫梁與下橫梁四角之間通過(guò)支架安裝有用于在鍛造過(guò)程中可保證壓機(jī)壓制精度的同步調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述壓機(jī)工作區(qū)域四周邊上安裝有保溫裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，其特征在于所述下平臺(tái)和上平臺(tái)均采用陶瓷材料制作，在下平臺(tái)和上平臺(tái)上嵌裝有數(shù)個(gè)鋼質(zhì)T形槽骨架，所述T形槽骨架上均布有加熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，其特征在于所述下平臺(tái)上還開(kāi)有氣孔通道，在上平臺(tái)和下平臺(tái)周邊均布有溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，其特征在于所述同步調(diào)整機(jī)構(gòu)包括固裝在支架上的齒條、與滑塊側(cè)面固定的軸承支架以及安裝在軸承支架上的傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸兩端連接有齒輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，其特征在于所述保溫裝置包括爐門、爐門支架、用于驅(qū)動(dòng)爐門移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于檢測(cè)滑塊及爐門移動(dòng)位置的發(fā)訊機(jī)構(gòu)，所述爐門支架與鍛壓機(jī)機(jī)身固定，所述爐門分布在鍛壓機(jī)機(jī)身四周，并分別通過(guò)鉸鏈與爐門支架連接，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一端與爐門支架固接，另一端與爐門固裝，所述發(fā)訊機(jī)構(gòu)分別安裝在爐門支架和鍛壓機(jī)機(jī)身上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，其特征在于所述爐門為分布在機(jī)身四周的可水平方向及上下移動(dòng)的前爐門、可水平方向移動(dòng)的后爐門、左爐門和右爐門。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，其特征在于所述位于鍛壓機(jī)機(jī)身前側(cè)的爐門支架上通過(guò)鉸鏈安裝有導(dǎo)軌。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括前爐門上下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和爐門水平開(kāi)啟閉合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，其特征在于所述發(fā)訊機(jī)構(gòu)包括前爐門上下運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)、爐門水平開(kāi)啟閉合運(yùn)動(dòng)發(fā)訊機(jī)構(gòu)和滑塊位置發(fā)訊機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鈦合金薄板件超塑性擴(kuò)散連接熱成型壓機(jī)，包括上橫梁、下橫梁和立柱構(gòu)成的三梁四柱式機(jī)身、工作油缸、滑塊及移動(dòng)工作臺(tái)，特征是在滑塊下平面和移動(dòng)工作臺(tái)上平面分別固定有陶瓷與鋼質(zhì)材料構(gòu)成的平臺(tái)，上橫梁與下橫梁四角之間通過(guò)支架安裝有用于在鍛造過(guò)程中可保證壓機(jī)壓制精度的同步調(diào)整機(jī)構(gòu)，壓機(jī)工作區(qū)域四周邊上安裝有保溫裝置。優(yōu)點(diǎn)是可保證鍛壓機(jī)溫度不會(huì)大量損失以及壓制工件時(shí)的壓制溫度持續(xù)在1000度高溫狀態(tài)下，鍛造過(guò)程中模具無(wú)需重復(fù)加熱，保證壓制工件的質(zhì)量；且還可大幅度節(jié)約能源及降低加工成本，提高生產(chǎn)效率；通過(guò)同步調(diào)整機(jī)構(gòu)可自動(dòng)調(diào)整滑塊下行過(guò)程中自身的平行度，保證鍛造過(guò)程中鈦合金薄板件的壓制精度。
文檔編號(hào)B21J9/08GK102921857SQ201210462469
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者王鑫 申請(qǐng)人:天津市天鍛壓力機(jī)有限公司