CN105525237B - 一种铝合金薄平板铸件残余变形的矫正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金薄平板铸件残余变形的矫正方法，是针对铝合金薄平板铸件残余变形的弊端，采用矫正夹具和远红外隧道炉相结合的方法进行矫正，将铝合金薄平板铸件安装在矫正夹具内，放入远红外隧道炉中，经过预热、恒温处理、冷却时效处理，使铝合金薄平板铸件的残余变形得到矫正，残余应力得以消除，有效提高了铝合金薄平板铸件形状的稳定性与可靠性；矫正后铝合金薄平板铸件平面度误差≦0.1mm，有效消除了铝合金薄平板铸件的残余变形，此矫正方法工艺先进，数据精确翔实，矫正夹具先进可靠，结构紧凑，精度高，是十分先进的铝合金薄平板铸件残余变形的矫正方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金薄平板铸件残余变形的矫正方法，属铝合金板材铸造加工成型的技术领域。
背景技术
铝合金薄平板铸件作为板形结构零部件广泛应用于电子产品，例如在笔记本电脑、平板电脑、数码相机、数码摄影机、LED显示器、手机零部件中应用。
在成型时，铝合金薄平板铸件在凝固与冷却的过程中，由于各部位的温度和冷却速度不同，铸件在同一时段的收缩量不同，铸件各部是一个相互连接的整体，从而导致铸件内部互相制约而产生应力；在铸件脱模冷却至室温时，由于线收缩受阻产生热应力，使铸件内部形成了残余应力，当残余应力超过材料的屈服强度时，即会产生残余变形，热应力是导致铸件产生残余变形的主要因素；残余变形会使铝合金薄平板铸件改变原来的设计尺寸，失去原来的精度，也影响产品的美观，尤其在批量生产时，存在残余变形的铸件在机械加工时会形成废品。
目前，铝合金薄平板铸件的残余变形大都采用手工矫正，劳动强度大，生产效率低，而且矫正力度不好掌握，容易造成铸件报废；也有的采用机械矫正，将铸件放入加热的模具中，依靠模具给铸件施加反变形来消除残余变形，这种方法只能矫正四条边变形，对弯曲变形、波浪变形、扭曲变形的矫正效果不佳，且生产效率低；采用手工和机械矫正残余变形，只是强制性的暂时消除残余变形，铸件内部仍存在残余应力，在铸件放置一段时间，或是后续的加工过程中，残余变形会逐渐反弹。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术不足和落后，对铝合金薄平板铸件残余变形的矫正采用矫正夹具和远红外隧道炉相结合的方法进行，将铝合金薄平板铸件装卡在矫正夹具内，在远红外隧道炉中，经过预热、恒温处理、冷却时效过程，使铝合金薄平板铸件的残余变形得到矫正，残余应力得以消除，以提高铝合金薄平板铸件形状的稳定性。
技术方案
本发明使用的设备和材料为：远红外隧道炉、矫正夹具、无水乙醇；
(1)制备矫正夹具
矫正夹具由下夹具、上夹具、下夹具连接件、上夹具连接件、连接轴、固定块组成；
下夹具主要结构包括：下夹具基准板、环形凹槽、U型槽、变形调整槽、下夹具方形槽、下夹具固定孔；
下夹具基准板用模具钢制作，并经过热处理、磨制，表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm，平面度误差≦0.02mm，下夹具基准板上依据铝合金薄平板铸件的环形棱边开设环形凹槽，环形凹槽截面宽度大于铝合金薄平板铸件环形棱边壁厚0.2mm；
上夹具主要结构包括：上夹具基准板、调整块、上夹具方形槽、辅助操作槽、上夹具固定孔；
上夹具基准板、调整块用热作模具钢制作，并经过热处理、磨制，表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm；上夹具基准板平面度误差≦0.02mm，调整块组成平面的平面度误差≦0.02mm；
下夹具与上夹具由下夹具连接件、上夹具连接件、连接轴配合连接；
下夹具与上夹具由上夹具固定孔、下夹具固定孔、固定块锁紧；
(2)安装铝合金薄平板铸件
①将铝合金薄平板铸件用无水乙醇清洗，使正反表面洁净，清洗后晾干；
②将铝合金薄平板铸件上的环形棱边对准下夹具上的环形凹槽，平行安装在下夹具基准板、U型槽、变形调整槽上部；
③将上夹具放下，上夹具上的8个调整块均匀平行压住铝合金薄平板铸件，并分别由上夹具固定孔、下夹具固定孔、第一固定块、第二固定块锁紧；
(3)铝合金薄平板铸件残余变形的矫正
铝合金薄平板铸件残余变形的矫正是在远红外隧道炉内进行的，是在远红外加热、恒温、冷却时效过程中完成的；
①清理炉腔，使炉内洁净；
②开启远红外隧道炉，打开第一远红外加热器、第二远红外加热器、冷却风机，将预热区温度设置为200℃±5℃，恒温区温度设置为220℃±2℃，冷却区温度设置为20℃±2℃；
③将安装了铝合金薄平板铸件的矫正夹具平行移放在远红外隧道炉的传送带上面；
④开启传送带，将矫正夹具及其内的铝合金薄平板铸件送入远红外隧道炉内；
⑤矫正夹具及其内的铝合金薄平板铸件在预热区运行时间为25min，在恒温区运行时间为75min，进入冷却区后关闭传送带，并关闭第一远红外加热器、第二远红外加热器，使其在冷却区冷却时效处理72h；
⑥矫正夹具出炉，取出铝合金薄平板铸件，平面置于厚度为5mm的洁净不锈钢平板上，整体用软质材料包装，从而完成了矫正的全过程；
(4)检测、分析、表征
对矫正后的铝合金薄平板铸件的形貌、色泽、平面度进行检测、分析、表征；
用三坐标测量仪进行平面度检测；
结论：矫正后的铝合金薄平板铸件为银灰色、平板型，平面度误差≦0.1mm。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对铝合金薄平板铸件残余变形的弊端，采用矫正夹具和远红外隧道炉相结合的方法进行矫正，将铝合金薄平板铸件安装在矫正夹具内，放入远红外隧道炉中，经过预热、恒温处理、冷却时效处理，使铝合金薄平板铸件的残余变形得到矫正，残余应力得以消除，有效提高了铝合金薄平板铸件形状的稳定性与可靠性；矫正后铝合金薄平板铸件平面度误差≦0.1mm，有效消除了铝合金薄平板铸件的残余变形，此矫正方法工艺先进，数据精确翔实，矫正夹具先进可靠，结构紧凑，精度高，是十分先进的铝合金薄平板铸件残余变形的矫正方法。
附图说明
图1、铝合金薄平板铸件主视图；
图2、图1的A-A剖面图；
图3、矫正夹具结构图；
图4、将铝合金薄平板铸件安装在下夹具上部状态图；
图5、安装铝合金薄平板铸件后的矫正夹具前侧状态图；
图6、安装铝合金薄平板铸件后的矫正夹具后侧状态图；
图7、铝合金薄平板铸件残余变形矫正状态图；
图中所示，附图标记清单如下：
1、铝合金薄平板铸件，2、环形棱边，3、方形孔，4、下夹具基准板，5、环形凹槽，6、第一U型槽，7、第二U型槽，8、第一变形调整槽，9、第二变形调整槽，10、第三变形调整槽，11、第四变形调整槽，12、第五变形调整槽，13、第六变形调整槽，14、第七变形调整槽，15、第八变形调整槽，16、下夹具方形槽，17、上夹具基准板，18、上夹具方形槽，19、第一调整块，20、第二调整块，21、第三调整块，22、第四调整块，23、第五调整块，24、第六调整块，25、第七调整块，26、第八调整块，27、辅助操作槽，28、下夹具连接件，29、上夹具连接件，30、连接轴，31、下夹具固定孔，32、上夹具固定孔，33、第一固定块，34、第二固定块，35、矫正夹具，36、远红外隧道炉，37、保温层，38、第一排气孔，39、第二排气孔，40、冷却风机，41、炉座，42、传送带，43、第一远红外加热器，44、第二远红外加热器，45、电控箱，46、显示屏，47、指示灯，48、温度控制器，49、传送带控制器，50、冷却风机控制器，51、炉腔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明：
图1、2所示，为铝合金薄平板铸件结构图，铝合金薄平板铸件1平面尺寸长度≦300mm、宽度≦200mm，平面部厚度≦2.5mm，在四周边缘设有环形棱边2，其厚度与平面部厚度一致，在中部设有方形孔3。
图3所示，为矫正夹具结构图，矫正夹具由下夹具、上夹具、下夹具连接件、上夹具连接件、连接轴、固定块组成；
下夹具主要结构包括：下夹具基准板、环形凹槽、U型槽、变形调整槽、下夹具方形槽、下夹具固定孔；
下夹具基准板4为基准框架，在下夹具基准板4上开设环形凹槽5、第一U型槽6、第二U型槽7、第一变形调整槽8、第二变形调整槽9、第三变形调整槽10、第四变形调整槽11、第五变形调整槽12、第六变形调整槽13、第七变形调整槽14、第八变形调整槽15、下夹具方形槽16，在下夹具基准板4两侧边对称设有下夹具固定孔31；
上夹具主要结构包括：上夹具基准板、调整块、上夹具方形槽、辅助操作槽、上夹具固定孔；
上夹具基准板17为基准框架，上夹具基准板17下部固定安装第一调整块19、第二调整块20、第三调整块21、第四调整块22、第五调整块23、第六调整块24、第七调整块25、第八调整块26，上夹具基准板17开设上夹具方形槽18、辅助操作槽27，在上夹具基准板17两侧边对称设有上夹具固定孔32；
下夹具与上夹具由下夹具连接件28、上夹具连接件29、连接轴30连接。
图4所示，将铝合金薄平板铸件安装在下夹具上部状态图，将铝合金薄平板铸件1上的环形棱边2对准下夹具上的环形凹槽5，平行安装在下夹具基准板17、第一U型槽6、第二U型槽7、第一变形调整槽8、第二变形调整槽9、第三变形调整槽10、第四变形调整槽11、第五变形调整槽12、第六变形调整槽13、第七变形调整槽14、第八变形调整槽15上部。
图5、6所示，为安装铝合金薄平板铸件后的矫正夹具状态图，上夹具上的第一调整块19、第二调整块20、第三调整块21、第四调整块22、第五调整块23、第六调整块24、第七调整块25、第八调整块26均匀平行压住铝合金薄平板铸件，上夹具与下夹具由第一固定块33、第二固定块34固定锁紧。
图7所示，为铝合金薄平板铸件残余变形矫正状态图，远红外隧道炉36的底部为炉座41，远红外隧道炉36内部为炉腔51，内壁上部设有保温层37，在保温层37的内壁上设有第一远红外加热器43，在远红外隧道炉36的上部中间部位设有第一排气孔38、第二排气孔39，在远红外隧道炉36的右上部设有冷却风机40，在炉座41内设有第二远红外加热器44，炉座41上部为传送带42，传送带42上部放置安装铝合金薄平板铸件后的矫正夹具35，在远红外隧道炉36的右部设有电控箱45，在电控箱45上设有显示屏46、指示灯47、温度控制器48、传送带控制器49、冷却风机控制器50。
Claims (1)
1.一种铝合金薄平板残余变形的矫正方法，其特征在于：
使用的设备和材料为：远红外隧道炉、矫正夹具、无水乙醇；
（1）制备矫正夹具
矫正夹具由下夹具、上夹具、下夹具连接件、上夹具连接件、连接轴、固定块组成；
下夹具主要结构包括：下夹具基准板、环形凹槽、U型槽、变形调整槽、下夹具方形槽、下夹具固定孔；
下夹具基准板用模具钢制作，并经过热处理、磨制，表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm，平面度误差≦0.02mm，下夹具基准板上依据铝合金薄平板铸件的环形棱边开设环形凹槽，环形凹槽截面宽度大于铝合金薄平板铸件环形棱边壁厚0.2mm；
上夹具主要结构包括：上夹具基准板、调整块、上夹具方形槽、辅助操作槽、上夹具固定孔；
上夹具基准板、调整块用热作模具钢制作，并经过热处理、磨制，表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm；上夹具基准板平面度误差≦0.02mm，调整块组成平面的平面度误差≦0.02mm；
下夹具与上夹具由下夹具连接件、上夹具连接件、连接轴配合连接；
下夹具与上夹具由上夹具固定孔、下夹具固定孔、固定块锁紧；
（2）安装铝合金薄平板铸件
② 将铝合金薄平板铸件上的环形棱边对准下夹具上的环形凹槽，平行安装在下夹具基准板、U型槽、变形调整槽上部；
③ 将上夹具放下，上夹具上的8个调整块均匀平行压住铝合金薄平板铸件，并分别由上夹具固定孔、下夹具固定孔、第一固定块、第二固定块锁紧；
（3）铝合金薄平板铸件残余变形的矫正
铝合金薄平板铸件残余变形的矫正是在远红外隧道炉内进行的，是在远红外加热、恒温、冷却时效过程中完成的；
① 清理炉腔，使炉内洁净；
② 开启远红外隧道炉，打开第一远红外加热器、第二远红外加热器、冷却风机，将预热区温度设置为200℃±5℃，恒温区温度设置为220℃±2℃，冷却区温度设置为20℃±2℃；
③ 将安装了铝合金薄平板铸件的矫正夹具平行移放在远红外隧道炉的传送带上面；
④ 开启传送带，将矫正夹具及其内的铝合金薄平板铸件送入远红外隧道炉内；
⑤ 矫正夹具及其内的铝合金薄平板铸件在预热区运行时间为25min，在恒温区运行时间为75min，进入冷却区后关闭传送带，并关闭第一远红外加热器、第二远红外加热器，使其在冷却区冷却时效处理72h；
⑥ 矫正夹具出炉，取出铝合金薄平板铸件，平面置于厚度为5mm的洁净不锈钢平板上，整体用软质材料包装，从而完成了矫正的全过程；
（4）检测、分析、表征
对矫正后的铝合金薄平板铸件的形貌、色泽、平面度进行检测、分析、表征；
用三坐标测量仪进行平面度检测；
结论：矫正后的铝合金薄平板铸件为银灰色、平板型，平面度误差≦0.1mm；
矫正夹具由下夹具、上夹具、下夹具连接件、上夹具连接件、连接轴、固定块组成；
下夹具主要结构包括：下夹具基准板、环形凹槽、U型槽、变形调整槽、下夹具方形槽、下夹具固定孔；
下夹具基准板（4）为基准框架，在下夹具基准板（4）上开设环形凹槽（5）、第一U型槽（6）、第二U型槽（7）、第一变形调整槽（8）、第二变形调整槽（9）、第三变形调整槽（10）、第四变形调整槽（11）、第五变形调整槽（12）、第六变形调整槽（13）、第七变形调整槽（14）、第八变形调整槽（15）、下夹具方形槽（16），在下夹具基准板（4）两侧边对称设有下夹具固定孔（31）；
上夹具主要结构包括：上夹具基准板、调整块、上夹具方形槽、辅助操作槽、上夹具固定孔；
上夹具基准板（17）为基准框架，上夹具基准板（17）下部固定安装第一调整块（19）、第二调整块（20）、第三调整块（21）、第四调整块（22）、第五调整块（23）、第六调整块（24）、第七调整块（25）、第八调整块（26），上夹具基准板（17）开设上夹具方形槽（18）、辅助操作槽（27），在上夹具基准板（17）两侧边对称设有上夹具固定孔（32）；
下夹具与上夹具由下夹具连接件（28）、上夹具连接件（29）、连接轴（30）连接。
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Date of cancellation: 20230103 Granted publication date: 20170405 |
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