CN103272948B - 旋压加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋压加热装置，包括内燃气加热装置以及外加热保温装置，所述内燃气加热装置设置于旋压模具内部，所述外加热保温装置设置于旋压坯料外部;主轴为空心结构，燃气输气管从主轴中间穿过到达旋压模具内部，三叶喷火管喷出火焰加热旋压模具，从而可以均匀加热旋压坯料;外加热保温装置由红外燃气加热器和保温罩组成。本发明提供的旋压加热装置，利用火焰加热旋压模具从而使旋压坯料升温，并且利用外加热保温装置进行保温，降低了旋压力，具有加热速度快、节约能耗以及加热均匀的优点。

Description

旋压加热装置

技术领域

本发明涉及金属材料加工成形技术领域，具体是一种旋压加热装置。

背景技术

旋压技术是加工金属回转体的塑性成形方法，具有局部连续塑性变形的特征。具体方法是将平板毛坯或预先成型的毛坯固定到旋转的芯模上，用旋轮对毛坯施加压力，旋轮同时作轴向送进，经过一次或多次加工，得到各种薄壁空心回转体制品。按金属的变形特征，旋压可分为普通旋压和强力旋压。一般来说，旋压加工的成本较高，而且旋压设备的投入大，进口旋压机价格非常昂贵。但是，由于旋压加工具有节约材料、产品精度高、表面质量好和易于实现机械化与自动化的优点，目前己广泛应用于机械、电气、化工和汽车民用工业和航空航天及军事工业中。

目前旋压加工主要采用冷旋压工艺，也就是在室温下进行旋压。冷旋压加工时成形力较大，特别是对于镁合金和钛合金等产品，由于其密排六方原子结构的影响，在室温下变形很困难，旋压坯料容易破裂，从而造成坯料报废，生产效率低下。为减小旋压成形力，提高生产效率，通常采用热旋压工艺，通过加热使得坯料在一定的温度下进行旋压加工。目前热旋压生产过程中主要采用两种加热方式，一种是内部电阻加热，但是电阻加热有加热速度慢、能耗高的缺点。另一种方式是外部火焰加热，这种加热方式同样有很多弊端，比如加热不均匀、散热快、效率低下等，并对环境造成一定污染。而且对于镁合金产品来说，明火容易引起镁的燃烧，具有比较大的危险性。

汽车车轮是汽车的重要零部件之一，采用旋压工艺制作的汽车轮毂力学性能良好、安全性好、产品美观和节约材料等优点，正在成为现代汽车轮毂制造行业的发展方向。目前汽车领域中对轻量化的要求越来越高，采用镁合金制造的轮毂可以减轻车轮的重量，并大大降低燃油能耗。制造镁合金旋压轮毂必须采用热旋压工艺。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种旋压加热装置，该装置使得旋压生产过程中，旋压坯料受燃气加热升温到一定温度，加热快，且安全节能，并提高了旋压性能。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种旋压加热装置，包括内燃气加热装置以及外加热保温装置，所述内燃气加热装置设置于旋压模具内部，所述外加热保温装置设置于旋压坯料外部；其中：

内燃气加热装置，包括主轴、燃气输气管组以及三叶喷火管，所述主轴为空心结构，提供轴向进给，所述燃气输气管组从主轴内部穿过；所述燃气输气管组包括输气管前端和输气管后端，所述输气管前端伸出主轴外部，所述输气管后端与三叶喷火管相连接；所述主轴包括设置于主轴前端的固定圈、依次设置于主轴后端的法兰盘、隔热板和过渡板、以及设置于主轴上用于氧气输入的进气机构和用于热气排出的出气机构，所述过渡板与旋压模具相接触；

外加热保温装置，包括红外加热器以及保温罩，所述保温罩设置于红外加热器的上方，所述旋压坯料设置于保温罩与红外加热器之间，所述保温罩与红外加热器之间设有用于旋压坯料加工的空间。

所述燃气输气管组包括三根燃气输气管，所述三根燃气输气管之间通过三叶式支撑架支撑，其中，每一根燃气输气管的两端均分别设有燃气输送转换接头，所述燃气输送转换接头与燃气输气管之间螺纹连接，所述三叶喷火管通过燃气输送转换接头与燃气输气管连接；所述三根燃气输气管外部设有导管，所述燃气输气管组与导管之间通过三叶圈固定，所述导管与主轴之间通过滚动轴承固定。

所述进气机构为均匀分布在法兰盘上的进气口；所述出气机构为均匀分布在隔热板上的凹槽。

所述法兰盘、隔热板、过渡板以及旋压模具之间为螺纹连接。

所述红外加热器整体呈圆弧状，其下方设有用于燃气进入的燃气管道。

所述保温罩包括罩体以及转动轴，所述罩体可以绕转动轴转动。

所述主轴采用为40Cr钢，所述隔热板以及保温罩均采用复合石棉板，所述过渡板采用H13钢。

工作时，主轴转动，燃气输气管组保持固定不动，三叶喷火管喷出火焰加热随主轴转动的旋压模具，从而可以均匀加热旋压坯料。主轴上设有进气机构以供燃气燃烧时氧气的输入，隔热板位于法兰盘和过渡板之间，隔热板上设有凹槽作为出气机构以排出热空气。过渡板和旋压模具相接触，其作用是使模具右移以给三叶喷火管留出足够空间。燃气从红外加热器下的燃气管道进入，燃气燃烧转化为远红外线，从而可以加热旋压坯料，旋压坯料上方设有保温罩，保温罩可以绕轴转动以方便旋压坯料的拆装，保温罩和红外加热器的一侧有一定间隔以便于旋压坯料的加工。

与现有技术相比，本发明有以下技术特点：

1、采用模具内部燃气火焰加热，节约能源且加热速度快，节约时间成本；

2、由于加热过程是模具内部进行，热量传导到旋压坯料，使得旋压坯料均匀受热，提高坯料的旋压性能；

3、采用外部远红外加热保温，进一步保证旋压坯料均匀受热，并减少热量散失。

本发明适用于汽车轮毂旋压，也适用于其他筒形件的旋压加工。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明主视剖面示意图；

图2是本发明A-A剖视图；

图3是本发明外加热保温装置示意图；

图中：1为主轴，2为燃气输气管组，3为固定圈，4为导管，5为三叶圈，6为滚动轴承，7为三叶式支撑架，8为隔热板，9为过渡板，10为三叶喷火管，11为燃气输送转换接头，12为旋压模具，13为红外加热器，14为保温罩，15为旋压坯料，16为燃气管道，17为法兰盘。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

请同时参阅图1至图3。

本实施例提供了一种旋压加热装置，包括内燃气加热装置以及外加热保温装置，所述内燃气加热装置设置于旋压模具内部，所述外加热保温装置设置于旋压坯料外部；其中：

内燃气加热装置，包括主轴、燃气输气管组以及三叶喷火管，所述主轴为空心结构，提供轴向进给，所述燃气输气管组从主轴内部穿过；所述燃气输气管组包括输气管前端和输气管后端，所述输气管前端伸出主轴外部，所述输气管后端与三叶喷火管相连接；所述主轴包括设置于主轴前端的固定圈、依次设置于主轴后端的法兰盘、隔热板和过渡板、以及设置于主轴上用于氧气输入的进气机构和用于热气排出的出气机构，所述过渡板与旋压模具相接触；

外加热保温装置，包括红外加热器以及保温罩，所述保温罩设置于红外加热器的上方，所述旋压坯料设置于保温罩与红外加热器之间，所述保温罩与红外加热器之间设有用于旋压坯料加工的空间。

进一步地，所述燃气输气管组包括三根燃气输气管，所述三根燃气输气管之间通过三叶式支撑架支撑，其中，每一根燃气输气管的两端均分别设有燃气输送转换接头，所述燃气输送转换接头与燃气输气管之间螺纹连接，所述三叶喷火管通过燃气输送转换接头与燃气输气管连接；所述三根燃气输气管外部设有导管，所述燃气输气管组与导管之间通过三叶圈固定，所述导管与主轴之间通过滚动轴承固定。

进一步地，所述进气机构为均匀分布在法兰盘上的进气口；所述出气机构为均匀分布在隔热板上的凹槽。

进一步地，所述法兰盘、隔热板、过渡板以及旋压模具之间为螺纹连接。

进一步地，所述红外加热器整体呈圆弧状，其下方设有用于燃气进入的燃气管道。

进一步地，所述保温罩包括罩体以及转动轴，所述罩体可以绕转动轴转动。

进一步地，所述主轴采用为40Cr钢，所述隔热板以及保温罩均采用复合石棉板，所述过渡板采用H13钢。

具体为，

如图1所示，本实施例中提供的旋压加热装置，可以使旋压坯料的温度在200～500℃可调。

在本实施例中，主轴1为空心结构，所用材料为40Cr钢，安装在旋压机上随电机旋转，并可以做轴向进给运动，提供轴向进给。主轴1靠近旋压模具12的一边是带有进气机构的法兰盘17，进气机构为均匀分布在法兰盘17上的进气口，其作用是提供燃气燃烧时氧气的输入。燃气输气管组2包括三根燃气输气管，均从主轴1内部穿过，为方便安装和拆卸，每一根燃气输气管的两端各有一个燃气输送转换接头11，燃气输送转换接头11和燃气输气管问由螺纹连接，三叶喷火管10安装在伸入旋压模具12内部的燃气输送转换接头11中。

如图2所示，三根燃气输气管问由三叶式支撑架7支撑，燃气输气管和支撑架7从固定于导管4中的三叶圈5中穿过，导管4通过两个滚动轴承6固定于主轴1内部。主轴1的前端设有固定圈3，用于主轴1的固定。

在本实施例中，隔热板8位于法兰盘17和过渡板9之间，隔热板8所用材料为复合石棉板，隔热板8上靠近旋压模具12一侧均匀分布有凹槽作为出气机构以排出热空气。过渡板9和旋压模具12相接触，过渡板9所用材料为H13钢，其作用是使旋压模具12右移以给三叶喷火管10留出足够空间。主轴的法兰盘17、隔热板8、过渡板9与旋压模具12之间为螺纹连接。

如图3所示，外加热保温装置由红外加热器13和保温罩14组成，红外加热器13呈圆弧状，置于旋压坯料15下方。工作时，燃气从红外加热器13下的燃气管道16进入，燃气燃烧并转化为远红外线，从而可以加热旋压坯料15，旋压坯料15上方设有保温罩14，保温罩14所用材料为复合石棉板，保温罩14的罩体可以绕旋转轴转动，以方便旋压坯料15的拆装，保温罩14和红外加热器13的一侧有一定间隔以便于旋压坯料的加工。

本实施例的工作原理为：

首先将旋压坯料15预加热到400～450℃后安装到旋压模具上，主轴1转动带动旋压坯料15转动，此时内燃气加热装置的燃气输气管组2保持固定不动，通入燃气，三叶喷火管10喷出火焰加热旋压模具12，使得旋压模具12的温度升高到300～500℃，热量从旋压模具12再传入旋压坯料15，进而可以均匀加热旋压坯料15。同时外加热保温装置通入燃气产生红外线，对旋压坯料15的外部表面进行加热，旋压坯料15上部的保温罩14对旋压坯料15进行保温。旋压坯料15的温度由外置的激光测温仪测得，根据测得的旋压坯料15温度再控制燃气输气管组2的输气管后端的燃气流量，从而可以控制旋压坯料15的温度。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种旋压加热装置，其特征在于，包括内燃气加热装置以及外加热保温装置，所述内燃气加热装置设置于旋压模具内部，所述外加热保温装置设置于旋压坯料外部;其中:

内燃气加热装置，包括主轴、燃气输气管组以及三叶喷火管，所述主轴为空心结构，提供轴向进给，所述燃气输气管组从主轴内部穿过;所述燃气输气管组包括输气管前端和输气管后端，所述输气管前端伸出主轴外部，所述输气管后端与三叶喷火管相连接;所述主轴包括设置于主轴前端的固定圈、依次设置于主轴后端的法兰盘、隔热板和过渡板、以及设置于主轴上用于氧气输入的进气机构和用于热气排出的出气机构，所述过渡板与旋压模具相接触;

外加热保温装置，包括红外加热器以及保温罩，所述保温罩设置于红外加热器的上方，所述旋压坯料设置于保温罩与红外加热器之间，所述保温罩与红外加热器之间设有用于旋压坯料加工的空间。

2.根据权利要求1所述的旋压加热装置，其特征在于，所述燃气输气管组包括三根燃气输气管，所述三根燃气输气管之间通过三叶式支撑架支撑，其中，每一根燃气输气管的两端均分别设有燃气输送转换接头，所述燃气输送转换接头与燃气输气管之间螺纹连接，所述三叶喷火管通过燃气输送转换接头与燃气输气管连接;所述三根燃气输气管外部设有导管，所述燃气输气管组与导管之间通过三叶圈固定，所述导管与主轴之间通过滚动轴承固定。

3.根据权利要求1所述的旋压加热装置，其特征在于，所述进气机构为均匀分布在法兰盘上的进气口;所述出气机构为均匀分布在隔热板上的凹槽。

4.根据权利要求1所述的旋压加热装置，其特征在于，所述法兰盘、隔热板、过渡板以及旋压模具之间为螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的旋压加热装置，其特征在于，所述红外加热器整体呈圆弧状，其下方设有用于燃气进入的燃气管道。

6.根据权利要求1所述的旋压加热装置，其特征在于，所述保温罩包括罩体以及转动轴，所述罩体可以绕转动轴转动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋压加热装置，其特征在于，所述主轴采用为40Cr钢，所述隔热板以及保温罩均采用复合石棉板，所述过渡板采用H13 钢。