一种薄壁冲压件热校形装置及热校形方法
技术领域
本发明属于热校形技术领域,具体涉及一种薄壁冲压件热校形装置及热校形方法。
背景技术
目前,薄壁冲压件热校形采用多个薄壁冲压件叠加,依靠人工操作的方法,将薄壁冲压件放置在底板上,利用压板的自重将薄壁冲压件压紧,通过螺母达到紧固的目的。因为薄壁冲压件在冲压后,存在极大的冲压应力,需要消除冲压应力,即热校形处理,而热校形过程中,薄壁冲压件的内部应力释放无规律,再加上现有工装无法压紧薄壁冲压件,因此热校形后,会发生薄壁冲压件翘曲、变形,须经过返工处理,严重时直接导致零件报废。热校形是在真空环境下完成的,抽真空需要2小时,升温需要2小时,保温需要1小时,冷却需要1小时,其工艺周期长,系统复杂,水、电、气消耗高,返工处理会带来加工成本高、加工效率低、加工周期长等问题,更重要的是返工处理会影响零件本身的性能。
发明内容
为了解决现有技术中的问题,本发明提出一种能够解决热校形后薄壁冲压件的翘曲和变形问题,进而提高生产效率,降低生产成本,且操作简易可行的薄壁冲压件热校形装置及热校形方法。
为了实现以上目的,本发明所采用的技术方案为:包括底板,以及固定设置在底板两端的定位销,底板上设置有若干个装载盒,装载盒内能够叠加放置若干个薄壁冲压件,装载盒内的空腔与薄壁冲压件尺寸结构相匹配,若干个薄壁冲压件的装载叠加高度与装载盒的上平面齐平,所述的装载盒的上端设置有压板,压板套装在定位销上,能够将薄壁冲压件压紧在装载盒的孔内。
所述的压板下端设置有压块,压块压在薄壁冲压件上。
所述的定位销上端开设有楔形孔,压板上端设置有楔形块,通过楔形块打入定位销上的楔形孔中,能够将压板紧压在薄壁冲压件上。
所述的装载盒侧壁上开设有用于热量传递的通孔。
所述的热校形装置材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢。
一种薄壁冲压件热校形方法,包括以下步骤:
1)将清洗后的薄壁冲压件依次放置于装载盒内,直至薄壁冲压件叠加高度与装载盒上平面齐平,将压板放置于装载盒上端压紧,将楔形块打入定位销的楔形孔内,从而将薄壁冲压件压紧;
2)将装载有薄壁冲压件的热校形装置放置于卧式真空气淬炉内,对卧式真空气淬炉内抽真空,使其压力≤6.65×10-2Pa;
3)抽真空完成后,将卧式真空气淬炉升温至950℃,保温50~70min后充保护气体进行冷却,冷却至室温后关闭保护气体,取出热校形装置,从热校形装置内取出薄壁冲压件,即完成薄壁冲压件的热校形方法。
所述的步骤1)中采用航空汽油对薄壁冲压件进行清洗并晾干。
所述的步骤3)中的升温过程先以10℃/分钟升温至800℃,再以6℃/分钟升温至950℃。
所述的步骤3)中的保护气体为氩气。
与现有技术相比,本发明的装置通过装载盒装载薄壁冲压件,装载盒内的空腔与薄壁冲压件尺寸结构相匹配,薄壁冲压件通过叠加布置在装载盒内,若干个薄壁冲压件的装载叠加高度与装载盒的上平面齐平,压板压在装载盒上,将薄壁冲压件压紧在装载盒内,薄壁冲压件与装载箱尺寸结构相符,可有效防止薄壁冲压件之间发生错位,且操作简易可行,在利用真空气淬炉进行热校形时,能够将薄壁冲压件压紧,避免薄壁冲压件表面易发生翘曲、变形,避免了返工处理,以及零件报废,本发明装置的装载盒可以合理的增加容量,装载更多的薄壁冲压件,从而在一次校形处理中完成大量薄壁冲压件的校形,从而缩短了工艺周期长,降低了水电气消耗,避免了返工处理带来的加工成本高、加工效率低、加工周期长等问题,同时避免了返工处理对薄壁冲压件性能的影响。
进一步,在压板下端设置有压块,压块直接压在薄壁冲压件上,将薄壁冲压件压紧在装载盒内,利用压块和压板的自身重量使薄壁冲压件之间贴合紧密,更加保证了对薄壁冲压件的压紧性能,提高了装置的可靠性。
更进一步,利用楔形块卡入定位销的楔形孔中,使压板和压块更加稳固的压紧在薄壁冲压件上,使薄壁冲压件之间紧密贴合,充分减小了薄壁冲压件之间的间隙,从而减小了校形处理时薄壁冲压件应变空间,从而避免了薄壁冲压件表面发生翘曲变形。
更进一步,装载盒侧壁加工有通孔,在热校形处理时,有利于热量传递,促进了对薄壁冲压件的均匀加热效果,有利于消除薄壁冲压件的冲压应力,保证了热校形处理的效果。
本发明的方法采用卧式真空气淬炉对薄壁冲压件进行热校形,利用本发明的热校形装置,能够避免薄壁冲压件表面发生翘曲变形的问题,避免了薄壁冲压件的返工处理和零件报废的问题,利用合理容量的装载盒,装载更多的薄壁冲压件,从而在一次校形处理中完成大量薄壁冲压件的校形,从而缩短了工艺周期长,提高了热校形效率,降低了水电气消耗。
进一步,利用航空汽油对薄壁冲压件进行清洗,避免了热校形过程中污染薄壁冲压件。
进一步,采用阶梯升温,提高了对薄壁冲压件热校形处理的效果。
进一步,利用氩气作为保护气体,避免了薄壁冲压件在热校形处理中的氧化。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图;
图2为本发明装置的俯视图;
其中,1为底板、2为装载盒、3为薄壁冲压件、4为压板、5为定位销、6为压块、7为楔形块。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
参见图1和图2,本发明的装置包括底板1,以及固定设置在底板1两端的定位销5,底板1上设置有若干个装载盒2,装载盒2侧壁上开设有用于热量传递的通孔,装载盒2内能够叠加放置若干个薄壁冲压件3,装载盒2内的空腔与薄壁冲压件3尺寸结构相匹配,若干个薄壁冲压件3的装载叠加高度与装载盒的上平面齐平,装载盒2的上端设置有压板4,压板4套装在定位销5上,压板4下端设置有压块6,压块6压在薄壁冲压件3上,能够将薄壁冲压件3压紧在装载盒2内,定位销5上端开设有楔形孔,压板4上端设置有楔形块7,通过楔形块7打入定位销5上的楔形孔中,能够将压板4和压块6紧压在薄壁冲压件3上,本发明的装置为1Cr18Ni9Ti不锈钢。
本发明的热校形方法,包括以下步骤:
1)采用航空汽油对薄壁冲压件进行清洗并晾干,将清洗后的薄壁冲压件依次放置于装载盒2内,直至薄壁冲压件叠加高度与装载盒2上平面齐平,将压块6放置于薄壁冲压件上端,将压板4放置于装载盒2上端压紧,将楔形块7打入定位销5的楔形孔内,从而将薄壁冲压件压紧;
2)将装载有薄壁冲压件的热校形装置放置于卧式真空气淬炉内,对卧式真空气淬炉内抽真空,使其压力≤6.65×10-2Pa;
3)抽真空完成后,将卧式真空气淬炉先以10℃/分钟升温至800℃,再以6℃/分钟升温至950℃,在950℃保温50~70min后充氩气进行冷却,冷却至室温后关闭保护气体,取出热校形装置,从热校形装置内取出薄壁冲压件,即完成薄壁冲压件的热校形方法。
本发明装置包括:底板1、装载盒2、薄壁冲压件3、压板4、定位销5、压块6和楔形块7,材料采用1Cr18Ni9Ti不锈钢;装载盒2和定位销6均匀分布在底板1上面;装载盒2固定在底板1上;薄壁冲压件3放置于装载盒2中,同时用压块6压紧薄壁冲压件3,压板4放置于压块6上,并将楔形块7插入定位销5的楔形孔中。本发明的优点在于:薄壁冲压件与装载箱尺寸结构相符,可有效防止薄壁冲压件之间发生错位,且操作简易、可行;装载箱侧面加工有通孔,有利于热量传递;利用压块和压板的自身重量使薄壁冲压件之间贴合紧密;楔形块插入定位销中,可有效固定压板。
以下是对本发明的试验验证:
参见下表,分A、B、C三组不同装载量,不同结构的薄壁冲压件进行验证:
装载方式为:将薄壁冲压件3从上方依次放置于装载盒2内,直至薄壁冲压件重叠高度与装载盒平面齐平;将压块6压于薄壁冲压件3上面,然后将压板4放置于压块6上面,最终将楔形块7打入定位销5的楔形孔内。
试验设备采用意大利卧式TPHF-60/60/90真空气淬炉,有效加热区900mm×600mm×600mm,炉温均匀性(500~750)℃/±5℃,(750~1150)℃/±10℃;
将不同装载量的热校形装置进行以下步骤:
1)用航空汽油清洗薄壁冲压件,并晾干;
2)将装载有薄壁冲压件的热校形装置放置于卧式真空气淬炉内,并关闭炉门;
3)对炉内抽真空,使其压力≤6.65×10-2Pa;
4)先以10℃/分钟升温至800℃,再以6℃/分钟升温至950℃,并保温50~70min;
5)打开风扇,并向炉内充氩气进行冷却;
6)待炉内温度降至室温后,关闭风扇和氩气阀门;
7)打开炉门,取出热校形装置;
8)从热校形装置内取出薄壁冲压件,并检查薄壁冲压件有无翘曲或变形。
出炉后,按方案A1~A4、B1~B4和C1~C4处理后的薄壁冲压件表面未见翘曲、变形。若480件装载量的薄壁冲压件无翘曲、变形现象发生,则单炉最大装载量为480件;在装载方式验证中,是在同一设备、同一参数、同一操作班组、同一热处理炉次下完成的。
采用本发明的装置,薄壁冲压件的热校形合格率为100%,避免了薄壁冲压件的返工。同原技术相比,薄壁冲压件装载量提高了三倍,热校形加工效率提高了四分之三,加工周期缩短了四分之三,加工成本降低了四分之三,且可广泛推广并应用于其它薄壁环形件的热校形应用中。