CN104451047B - 一种薄壁冲压件热校形装置及热校形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁冲压件热校形装置及热校形方法，目的在于：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，所采用的技术方案为：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)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)的叠加高度与装载盒的上平面齐平，所述的装载盒(2)的上端设置有压板(4)，压板(4)套装在定位销(5)上，能够将薄壁冲压件(3)压紧在装载盒(2)的孔内。
Description
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。
Claims (6)
1.一种薄壁冲压件热校形装置，其特征在于：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)，所述的装载盒(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，所述的装载盒(2)的上端设置有压板(4)，压板(4)套装在定位销(5)上，能够将薄壁冲压件(3)压紧在装载盒(2)的孔内；
所述的压板(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；
所述的定位销(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)紧压在薄壁冲压件(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁冲压件热校形装置，其特征在于：所述的热校形装置材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢。
3.一种使用权利要求1所述的薄壁冲压件热校形装置的热校形方法，其特征在于：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(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。
4.根据权利要求3所述的一种薄壁冲压件热校形方法，其特征在于：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。
5.根据权利要求3所述的一种薄壁冲压件热校形方法，其特征在于：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℃。
6.根据权利要求3所述的一种薄壁冲压件热校形方法，其特征在于：所述的步骤3)中的保护气体为氩气。
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