CN105665594B - 等温热成型液压机加热保温系统及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种等温热成型液压机加热保温系统及操作方法，包括上加热平台、下加热平台和保温门，上加热平台和下加热平台包括水冷板、隔热陶瓷、多块承压陶瓷、合金钢加热台、加热管和热电偶，上加热平台和下加热平台的合金钢加热台均设置有多个独立控制的加热区域，每个加热区域均设有独立控制的电加热管、测温热电偶和温度保护热电偶。优点是：通过上加热平台和下加热平台的合金钢加热台内部独立控制的加热管通电进行分区加热，由热电偶进行分加热区域检测及随时调整各加热区域温度差，保证液压机整个工作区域温度差小于允差值和上、下加热平台内温度的均匀性，确保工件加工质量。大幅度节省能源及降低生产成本，缩短加工周期，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于锻压机械技术领域，特别是涉及一种等温热成型液压机加热保温系统及操作方法。
背景技术
近年来，我国航空事业正在迅猛发展，随着新一代战机、直升机、大型飞机、高性能发动机的研制开发，对航空器的制造提出了高推重比、高可靠性、高耐久性、长寿命和低成本等要求，因此对材料和工艺的要求也不断提高，大量的钛合金、高温合金材料已被采用。
目前，在飞机钛合金构件等温热成形的锻造过程中，对锻造温度要求比较严格，应保证其锻造温度持续保持在900℃左右的温度范围内。而在压制过程中，模具的频繁更换与传统的模具装卡方式导致液压机热量损失严重，致使在放入工件后还需重新加热，既浪费了大量能源，也降低了工作效率。此外，由于传统等温热成型液压机的加热平台采用整体加热结构，在加工过程中，只能保证工件的工艺温度，而无法保证加热平台内温度的均匀性，尤其当加热平台某一加热区域的温度过高或过低时，无法对该加热区域的温度进行调整，只能对整体加热平台进行降温或升温调整，这样不仅延长了加工周期，而且还会造成能源的浪费。因此，传统等温热成型液压机难以满足钛合金薄壁构件的塑性成形要求。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可实时通过热电偶分区检测、独立调整各加热区域温差、保证整个工作区域温度均匀性，且可节省能源、提高生产效率的等温热成型液压机加热保温系统及操作方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种等温热成型液压机加热保温系统，所述等温热成型液压机加热保温系统包括与滑块固接的上加热平台、固装在移动工作台上的下加热平台和与框架连接的保温门，所述上加热平台包括与滑块固接的水冷板、设置在水冷板四周边的隔热陶瓷、固装在水冷板底部的多块承压陶瓷、位于承压陶瓷底部的合金钢加热台、穿装在合金钢加热台内的加热管和热电偶，所述下加热平台包括与移动工作台固装的水冷板、设置在水冷板四周边的隔热陶瓷、固装在水冷板顶部的多块承压陶瓷、位于承压陶瓷顶部的合金钢加热台和穿装在合金钢加热台内的加热管及热电偶，所述上加热平台和下加热平台的合金钢加热台均设置有多个独立控制的加热区域，所述每个加热区域均设有独立控制的电加热管、测温热电偶和温度保护热电偶；
其特征在于：采用等温热成型液压机加热保温系统的操作方法，包括如下步骤：
S1、首先将上模具与滑块固定，将下模具与移动工作台固定，再将加热管升温至设定温度850至900℃；
S2、然后将前侧保温门升起，将工件放入模具中，压机滑块下行，保温门自动闭合，此时开始压制工件；
S3、在工件压制工程中，通过热电偶实时检测上加热平台、下加热平台各个加热区域及模具的温度，当某一加热区域的热电偶检测到对应加热区域的温度过高时，即刻将检测到的信息反馈到液压机的温控系统，降低该加热区域加热管的加热功率，使该加热区域温度与周围加热区域温度逐渐接近；工作时，液压机的控制系统根据上加热平台和下加热平台每个加热区域的实际温度调整该区域的加热功率，保证在950℃以内，液压机上加热平台和下加热平台的温度均匀性≤±5℃；
S4、当某一加热区域的热电偶检测到对应加热区域的温度过低时，即刻将检测到的信息反馈到液压机的温控系统，提升该加热区域加热管的加热功率，使该加热区域温度与周围加热区域温度逐渐接近。
本发明还可以采用如下技术方案：
所述上加热平台和下加热平台的合金钢加热台均设置有9个独立控制的加热区域。
所述保温门包括通过保温门支架与框架连接的前侧保温门、后侧保温门、左侧保温门和右侧保温门。
本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案，即本加热系统通过上加热平台和下加热平台的合金钢加热台内部独立控制的加热管通电进行分区加热，并且由热电偶进行分加热区域检测以及随时调整各加热区域温度差，保证液压机的整个工作区域温度差小于允差值，这样即可保证了上加热平台和下加热平台内温度的均匀性，确保工件受热均匀，进而保证了工件的加工质量。此外，当某一加热区域的热电偶检测到对应加热区域的温度过高或过低时，即刻将检测到的信息反馈到液压机的温控系统，降低或提升该加热区域加热管的加热功率，使该加热区域温度与周围加热区域温度逐渐接近。故而可大幅度节省能源及降低生产成本，缩短加工周期，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明上加热平台的结构示意图；
图3是本发明下加热平台的结构示意图；
图4是图3的俯视图；
图5是本发明加热管的结构示意图。
图中：1、移动工作台；2、隔热陶瓷；3、水冷板；4、承压陶瓷；5、合金钢加热平台；5-1、加热区域A；5-2、加热区域B；5-3、加热区域C；5-4、加热区域D；5-5、加热区域E；5-6、加热区域F；5-7、加热区域G；5-8、加热区域H；5-9、加热区域I；6、高温螺栓；7、螺母；8、圆垫；9、蝶形垫圈；10、平台连接螺栓；11、加热管；12、热电偶；13、防护板；14、滑块；15、上加热平台；16、右侧保温门；17、前侧保温门；18、下加热平台；19、保温门支架；20、左侧保温门。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1-图5，等温热成型液压机加热保温系统，包括通过连接螺栓10与滑块14固接的上加热平台15、固装在移动工作台1上的下加热平台18和与框架连接的保温门。所述上加热平台包括与滑块固接的水冷板3、设置在水冷板四周边的隔热陶瓷2、固装在水冷板底部的多块承压陶瓷4、位于承压陶瓷底部的合金钢加热台5、穿装在合金钢加热台内的加热管11和热电偶12，所述水冷板3、承压陶瓷4和合金钢加热台5通过高温螺栓6、蝶形垫圈9、圆垫8和螺母7固定。所述下加热平台18包括与移动工作台固装的水冷板3、设置在水冷板四周边的隔热陶瓷2、固装在水冷板顶部的多块承压陶瓷4、位于承压陶瓷顶部的合金钢加热台5和穿装在合金钢加热台内的加热管11及热电偶12。所述上加热平台和下加热平台的合金钢加热台均设置有多个独立控制的加热区域，所述每个加热区域均设有独立控制的电加热管11、用于测温的热电偶12和用于温度保护的热电偶12。
本实施例中，所述上加热平台和下加热平台的合金钢加热台5均设置有9个独立控制的加热区域，分别为：加热区域A5-1、加热区域B5-2、加热区域C5-3、加热区域D5-4、加热区域E 5-5、加热区域F5-6、加热区域G5-7、加热区域H5-8和加热区域I5-9。
本实施例中，所述加热区域A5-1、加热区域B5-2和加热区域C5-3内共设有10支并联的加热管11，所述加热管采用三段独立加热结构，在各独立加热段上均设有用于测温的热电偶12和用于温度保护的热电偶12。
本实施例中，所述加热区域D5-4、加热区域E 5-5和加热区域F5-6内共设有10支并联的加热管11，所述加热管采用三段独立加热结构，在各独立加热段上均设有用于测温的热电偶12和用于温度保护的热电偶12。
本实施例中，所述加热区域G5-7、加热区域H5-8和加热区域I5-9内共设有10支并联的加热管11，所述加热管采用三段独立加热结构，在各独立加热段上均设有用于测温的热电偶12和用于温度保护的热电偶12。
本实施例中，所述保温门包括通过保温门支架与框架连接的前侧保温门、后侧保温门、左侧保温门和右侧保温门。
本实施例中，所述保温门由框架及隔热耐火材料制成，框架与隔热耐火材料使用高温螺栓连接，形成保温门。保温门的四周采用密度较大、硬度较好的陶瓷纤维板制作。陶瓷纤维板的理论导热系数为：0.145～0.165W/m·k，由此可以算出，在热成形工艺的温度下保温层厚度达到210mm就可以达到保温门外表温度不超过30℃的需求。保温门内部填充有密度稍小的陶瓷纤维毡，在与工作室接触的一面，装有一层20mm厚有一定压缩量的陶瓷纤维毯，以便对保温门的缝隙进行补偿；保温门的最外侧包裹一层陶瓷纤维布。
保温门的保温性能直接影响到设备的温度均匀性，因此在保温门与内侧安装了具有一定压缩能力同时耐热性能良好的陶瓷纤维毯，陶瓷纤维毯的压缩量在一定压力的作用下能够达到厚度的50％，这样能够保证隔热保温门压合时，能够在一定范围内自动补偿，同时可以补偿因保温门自身变形所产生的接合缝隙。
采用等温热成型液压机加热保温系统的操作方法，包括如下步骤：
S1、首先将上模具与滑块14固定，将下模具与移动工作台1固定，再将上加热平台和下加热平台内的加热管11升温至设定温度850至900℃。
S2、然后将前侧保温门17升起，将工件放入模具中，滑块下行，保温门自动闭合，此时开始压制工件。
S3、在工件压制工程中，通过测温的热电偶12实时检测上加热平台、下加热平台各个加热区域及模具的温度，当某一加热区域的热电偶检测到对应加热区域的温度过高时，即刻将检测到的信息反馈到液压机的温控系统，降低该加热区域加热管的加热功率，使该加热区域温度与周围加热区域温度逐渐接近。工作时，液压机的控制系统根据上加热平台和下加热平台每个加热区域的实际温度调整该区域的加热功率，保证在950℃以内，液压机上加热平台和下加热平台的温度均匀性≤±5℃。
S4、当某一加热区域的热电偶检测到对应加热区域的温度过低时，即刻将检测到的信息反馈到液压机的温控系统，提升该加热区域加热管的加热功率，使该加热区域温度与周围加热区域温度逐渐接近。
本发明附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种等温热成型液压机加热保温系统的操作方法，该操作方法采用的等温热成型液压机加热保温系统包括与滑块固接的上加热平台、固装在移动工作台上的下加热平台和与框架连接的保温门，所述上加热平台包括与滑块固接的水冷板、设置在水冷板四周边的隔热陶瓷、固装在水冷板底部的多块承压陶瓷、位于承压陶瓷底部的合金钢加热台、穿装在合金钢加热台内的加热管和热电偶，所述下加热平台包括与移动工作台固装的水冷板、设置在水冷板四周边的隔热陶瓷、固装在水冷板顶部的多块承压陶瓷、位于承压陶瓷顶部的合金钢加热台和穿装在合金钢加热台内的加热管及热电偶，所述上加热平台和下加热平台的合金钢加热台均设置有多个独立控制的加热区域，所述每个加热区域均设有独立控制的电加热管、测温热电偶和温度保护热电偶；
其特征在于：采用等温热成型液压机加热保温系统的操作方法，包括如下步骤：
S1、首先将上模具与滑块固定，将下模具与移动工作台固定，再将加热管升温至设定温度850至900℃；
S2、然后将前侧保温门升起，将工件放入模具中，压机滑块下行，保温门自动闭合，此时开始压制工件；
S3、在工件压制工程中，通过热电偶实时检测上加热平台、下加热平台各个加热区域及模具的温度，当某一加热区域的热电偶检测到对应加热区域的温度过高时，即刻将检测到的信息反馈到液压机的温控系统，降低该加热区域加热管的加热功率，使该加热区域温度与周围加热区域温度逐渐接近；工作时，液压机的控制系统根据上加热平台和下加热平台每个加热区域的实际温度调整该区域的加热功率，保证在950℃以内，液压机上加热平台和下加热平台的温度均匀性≤±5℃；
S4、当某一加热区域的热电偶检测到对应加热区域的温度过低时，即刻将检测到的信息反馈到液压机的温控系统，提升该加热区域加热管的加热功率，使该加热区域温度与周围加热区域温度逐渐接近。
2.根据权利要求1所述的等温热成型液压机加热保温系统的操作方法，其特征在于：所述上加热平台和下加热平台的合金钢加热台均设置有9个独立控制的加热区域。
3.根据权利要求1所述的等温热成型液压机加热保温系统的操作方法，其特征在于：所述保温门包括通过保温门支架与框架连接的前侧保温门、后侧保温门、左侧保温门和右侧保温门。
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