CN104722428A - 一种用于镁合金板料工具转动渐进成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于镁合金板料工具转动渐进成形装置，包括机架和成型工具头，其特征在于，在机架上还设置有一润滑油喷射装置，润滑油喷射装置外接控制器；在渐进成形过程中，在控制器的控制下，润滑油喷射装置朝围绕所述成型工具头的工作端四周喷射润滑油，并在镁合金板坯料上形成气泡状油膜。本发明还通过控制润滑油与空气进行合理的混合与调配，并根据成形工作区域的温升情况，自动进行润滑油喷射时机、喷射量和速率进行自动控制。本发明结构简单、布局紧凑，渐进成形过程中其工作面的润滑更加科学合理，可有效地促进了渐进成形加工的质量的提高，而且减少了对操作环境的污染和润滑油的浪费。

Description

一种用于镁合金板料工具转动渐进成形装置

技术领域

本发明涉及一种渐进成形装置，尤其涉及一种用于镁合金板料工具转动渐进成形装置。

背景技术

镁合金是在工程应用中最轻的金属结构材料，具有比强度高、导电导热性好、电磁屏蔽、阻尼减震等优点。

数控渐进成形技术是一项以金属板料为加工对象的快速原型成形技术，其具有无模成形、设计制造时间短等优点。

中国专利申请CN10134781013B公开了一种镁合金板料数控热渐进成形方法及其加热装置，其加工过程中所采用的润滑技术手段为在板坯料上涂刷润滑剂，并且需要采用电阻加热和热辐射结合调整合金板料的温度。其中，加热装置是由加热压边圈、加热下模板、隔热垫板、热电偶和电炉组成。

上述技术方案所采用的数控热渐进成形装置存在诸多的缺陷和不足：一方面，其镁合金板料加工过程中，需要使用外部热源对板坯料进行加热，其加热装置构成复杂、加热过程温度控制十分繁琐且效果很难保证。而一旦出现加热控制不合理，在成形工具头行走的路线的板坯料上必将产生温度梯度，而这种温度梯度的产生将直接导致板坯料上各个局部之间的合金组织结构的差别，进而造成各个局部之间的加工性能出现不同程度的高低起伏。而这种不同程度的高低起伏又将造成成形工具头与板坯料之间的摩擦所产生的热量的波动，因而反过来造成加热装置加热过程温度控制的难度。

另一方面，其加工过程中，在板料加热前，需要在板坯料上涂刷润滑剂以进行润滑。实际上，这种在板配料上由人工手动涂刷润滑剂的润滑方式，其润滑剂涂刷的油膜厚薄程度无法有效控制，并且润滑剂的涂刷厚薄程度很难根据待加工的板料上各个局部的具体温度(值)进行相应的调节。总之，其实际的润滑效果是无法有效保证的。而且，一旦出现润滑油涂抹不均匀，成型工具头与板坯料之间将出现干/湿程度不断且无序变化的摩擦，因而，很容易造成成形件表面出现划痕，影响其表面加工质量；而且，由于加工工具头工作过程中，镁合金表面的温度无法按加工工艺所需温度进行合理控制，这将不可避免地影响镁合金板材加工精度，降低成品的质量等级，甚至造成废品率的上升，进一步影响加工制造成本。

再者，这种手动润滑油加入方式，其作业效率低下，加工过程中，操作人员的反复涂刷润滑剂的操作，一是将造成劳动强度的上升，二是，长期与润滑油剂直接接触，也不利用操作人员的身体健康。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化程度高、能够根据渐进成形过程中成形工具头的工作端温升情况进行合理润滑的用于镁合金板料工具转动渐进成形装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种用于镁合金板料工具转动渐进成形装置，包括机架和成型工具头，其特征在于，在机架上还设置有一润滑油喷射装置，所述润滑油喷射装置外接控制器；在渐进成形过程中，所述润滑油喷射装置在控制器的控制下，朝围绕所述成型工具头的工作端四周喷射润滑油，并在镁合金板坯料上形成气泡状油膜。

上述技术方案直接带来的技术效果是，装置的结构简单、布局紧凑；可以实现渐进成型过程中的润滑油的自动喷射，不需要人工操作，节省了劳动力；而且，润滑油的喷射量可控，不仅均匀，而且润滑油的喷射量科学、合理；

更为重要的是，在镁合金板坯料上形成气泡状油膜，在渐进成形过程中，由于成形工具头的工作端不断与镁合金板坯料之间摩擦产生热，进而造成渐进成形工作区域的温升，但温升达到一定程度时，气泡状油膜受热膨胀直至爆炸破裂，其中的空气将源源不断将多余的热量带走，巧妙地实现了渐进成形工作区域的控温调节，以保证渐进成形工作区域一直保持在最佳成形温度。

优选为，上述润滑油喷射装置的出口端与所述成型工具头的工作端末端之间的距离，大于所述气泡状油膜的半径。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，润滑油通过喷嘴的喷射在板料胚板上形成的是一个圆形的润滑油膜，喷嘴与所述工具头之间的距离大于润滑油膜的半径可以防止润滑油喷射到工具头上，从而防止工具头高速转动带动润滑油飞溅，以避免对操作人员的污染和润滑油料的浪费。

进一步优选，上述润滑油喷射装置包括油泵、气泵、油气混合室和环形管；

所述油泵和气泵的出口分别通过供油管路和供气管路与所述油气混合室的进口连通，所述油泵和气泵分别由控制器控制其出口压力，以进行油气混合室内油气的混合与调配；

所述油气混合室的出口连接有油气管，所述油气管的末端与所述环形管连接；

所述环形管的四周分别开设有若干通透孔，各通透孔内安装有微型喷嘴；

所述环形管套装在所述成形工具头上；

所述油气管上设置有控制阀门，所述控制阀门与所述控制器通讯连接，由所述控制器控制其开启、关闭或开启幅度。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，一方面，环形管直接套装在成形工具头工作段的上方，与成形工具头同步运动，安装在环形管上的微型喷嘴既可以实现对渐进成形工作区域润滑油的无死角喷射，又可以避免人工操作盲目地大范围润滑油的涂抹所造成的润滑油的浪费，进而节约渐进成形过程中的润滑成本；另一方面，可以实现对所需喷射润滑油与气体的混合与调配，并且可以更精准、更加科学合理地控制润滑油的喷射时机、喷射量以及喷射流速。

进一步优选，上述供油管路上还设置有第一控制装置，所述第一控制装置包括顺次连接的比例溢流阀、换向阀和液压流量传感器，所述第一控制装置的首尾分别与所述控制器连接形成第一闭合回路；

所述供气管路上还设置有第二控制装置，所述第二控制装置包括顺次连接的过滤器、减压阀、压力表和电磁阀，所述第二控制装置的首尾分别与所述控制器连接形成第二闭合回路。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，进一步提高了润滑油喷射的控制精度。

进一步优选，上述成形工具头的工作端上方位置处还设置有一红外测温装置，所述控制器内部还设置有一红外接收装置；

所述红外测温装置用于检测所述成形工具头的工作端温度，并将该温度信号传输至所述红外接收装置，所述红外接收装置将所接收到的温度信息传输至控制器，所述控制器根据该温度信息适时控制所述控制阀门的开启、关闭或开启幅度。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，进一步提高了润滑油喷射的科学性与合理性。

进一步优选，上述微型喷嘴为套管式结构。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，微型喷嘴为套管式结构，可以更好地保证所喷射出润滑油与空气的混合物在镁合金板坯料上形成气泡状的液膜。

综上所述，本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：结构简单、润滑油喷射时机、喷射量与流速均采用自动化控制，一方面，渐进成形过程中其工作面的润滑更加科学合理，可有效避免渐进成形加工面划痕的出现，进而有效地促进了渐进成形加工的质量的提高；另一方面，既减少了操作环境的污染又降低了润滑油的浪费，进而节约了成本。

附图说明

图1为本发明的控制原理结构示意图；

图2为本发明的环形管的放大结构示意图。

图中：1油泵、2比例溢流阀、3换向阀、4液压流量传感器、5控制器、6控制阀、7气泵、8过滤器、9减压阀、10压力表、11电磁阀、12油气混合室、13环形管、14微型喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1、图2所示，本发明的用于镁合金板料工具转动渐进成形装置，包括机架和成型工具头，其特征在于，在机架上还设置有一润滑油喷射装置，该润滑油喷射装置外接控制器；在渐进成形过程中，上述润滑油喷射装置在控制器5的控制下，朝围绕成型工具头的工作端四周喷射润滑油，并在镁合金板坯料上形成气泡状油膜。

上述润滑油喷射装置的出口端与所述成型工具头的工作端末端之间的距离，大于所述气泡状油膜的半径。

上述润滑油喷射装置包括油泵1、气泵7、油气混合室12和环形管13；

上述油泵1和气泵7的出口分别通过供油管路和供气管路与上述油气混合室12的进口连通，上述油泵1和气泵7分别由控制器5控制其出口压力，以进行油气混合室内油气的混合与调配；

上述油气混合室的出口连接有油气管，上述油气管的末端与上述环形管连接；

上述环形管的四周分别开设有若干通透孔，各通透孔内安装有微型喷嘴14；

上述环形管13套装在上述成形工具头上；

上述油气管上设置有控制阀门6，上述控制阀门6与上述控制器通讯连接，由上述控制器控制其开启、关闭或开启幅度。

上述供油管路上还设置有第一控制装置，上述第一控制装置包括顺次连接的比例溢流阀2、换向阀3和液压流量传感器4，上述第一控制装置的首尾分别与上述控制器连接形成第一闭合回路；

上述供气管路上还设置有第二控制装置，上述第二控制装置包括顺次连接的过滤器8、减压阀9、压力表10和电磁阀11，上述第二控制装置的首尾分别与上述控制器连接形成第二闭合回路。

上述成形工具头的工作端上方位置处还设置有一红外测温装置(图中未示出)，上述控制器内部还设置有一红外接收装置(图中未示出)；

上述红外测温装置用于检测上述成形工具头的工作端温度，并将该温度信号传输至上述红外接收装置，上述红外接收装置将所接收到的温度信息传输至控制器，上述控制器根据该温度信息适时控制上述控制阀门6的开启、关闭或开启幅度。

上述微型喷嘴14为套管式结构。

Claims (6)

1.一种用于镁合金板料工具转动渐进成形装置，包括机架和成型工具头，其特征在于，在机架上还设置有一润滑油喷射装置，所述润滑油喷射装置外接控制器；在渐进成形过程中，所述润滑油喷射装置在控制器的控制下，朝围绕所述成型工具头的工作端四周喷射润滑油，并在镁合金板坯料上形成气泡状油膜。

2.根据权利要求1所述的用于镁合金板料工具转动渐进成形机，其特征在于，所述润滑油喷射装置的出口端与所述成型工具头的工作端末端之间的距离，大于所述气泡状油膜的半径。

3.根据权利要求1所述的用于镁合金板料工具转动渐进成形装置，其特征在于，所述润滑油喷射装置包括油泵、气泵、油气混合室和环形管；

所述油泵和气泵的出口分别通过供油管路和供气管路与所述油气混合室的进口连通，所述油泵和气泵分别由控制器控制其出口压力，以进行油气混合室内油气的混合与调配；

所述油气混合室的出口连接有油气管，所述油气管的末端与所述环形管连接；

所述环形管的四周分别开设有若干通透孔，各通透孔内安装有微型喷嘴；

所述环形管套装在所述成形工具头上；

所述油气管上设置有控制阀门，所述控制阀门与所述控制器通讯连接，由所述控制器控制其开启、关闭或开启幅度。

4.根据权利要求3所述的用于镁合金板料工具转动渐进成形装置，其特征在于，所述供油管路上还设置有第一控制装置，所述第一控制装置包括顺次连接的比例溢流阀、换向阀和液压流量传感器，所述第一控制装置的首尾分别与所述控制器连接形成第一闭合回路；

所述供气管路上还设置有第二控制装置，所述第二控制装置包括顺次连接的过滤器、减压阀、压力表和电磁阀，所述第二控制装置的首尾分别与所述控制器连接形成第二闭合回路。

5.根据权利要求3所述的用于镁合金板料工具转动渐进成形装置，其特征在于，所述成形工具头的工作端上方位置处还设置有一红外测温装置，所述控制器内部还设置有一红外接收装置；

所述红外测温装置用于检测所述成形工具头的工作端温度，并将该温度信号传输至所述红外接收装置，所述红外接收装置将所接收到的温度信息传输至控制器，所述控制器根据该温度信息适时控制所述控制阀门的开启、关闭或开启幅度。

6.根据权利要求3所述的用于镁合金板料工具转动渐进成形装置，其特征在于，所述微型喷嘴为套管式结构。