CN106238587B - 一种用于热冲压实验的板料加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于热冲压实验的板料加热系统，属于热冲压技术领域。本发明所述一种用于热冲压实验的板料加热系统由电源、冷却水系统、氮气供应装置和加热柜台组成。所述板料加热系统能够通过内置的闭环控制程序实现对板料加热温度和加热速度的控制。本发明采用了平板型感应器对板料进行加热用以提高加热效率，设置了传动装置用以消除由平板型感应器的铜管间隙造成的板料加热不均匀现象，设置了专门的推料装置用以将加热完成的高温板料从加热盒推出，方便取件。所述加热系统能够满足热冲压对于加热系统的性能要求且使用方便，有着广阔的应用前景。

Description

一种用于热冲压实验的板料加热系统

技术领域

本发明涉及一种用于热冲压实验的板料加热系统，属于热冲压板料加热技术领域。

背景技术

热冲压技术在汽车航天等领域有着广泛的应用，板料加热作为热冲压技术的关键工艺对加热装置提出了非常高的要求，如板料加热速度、加热温度、板料加热温度均匀性和防氧化等。

已申请中国专利(公开号：CN104534868A，专利号：ZL 201410609037.4)的热冲压成型板料加热炉：该发明公开了一种热冲压成型板料加热炉，该发明的有益效果是可实现在热冲压成型生产线中板料充分奥氏体化的同时，满足连续生产节拍及节能要求，保证热成形产品质量及质量稳定性；已申请中国专利(公开号：CN202149695U，专利号：ZL201120236064.3)公开了一种板料零件预热加热炉，该实用新型炉子长度大大缩短，加热炉的造价也相应大幅降低，而且大幅简化了炉腔的维护。

以上发明中所涉及到的加热设备在提高效率、缩短周期、降低能耗、改善工作环境中的有着各自的优势，但仍存在加热不均匀、加热速度不可控、加热过程中板料易被氧化等问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种用于热冲压实验的板料加热系统。所述的一种用于热冲压实验的板料加热系统由电源、冷却水系统、氮气供应装置和加热柜台四个部分组成。所述电源提供整个板料加热系统所需的电能，所述冷却水系统用于对平板型感应器进行冷却，所述氮气供应装置在加热过程中喷射氮气将板料与氧气隔离以防止板料被氧化，所述加热柜台用于加热板料。

所述加热柜台由上、中、下三部分组成，上部分为加热区、中部分为控制盒放置区、下部分为存储区；所述控制盒放置区用于放置控制盒；所述存储区用于安装气泵、电控箱和变压器；所述加热区设有氮气喷射装置、传动装置、推料装置、温度采集装置和加热装置，所述氮气喷射装置由氮气导管和氮气喷嘴和喷嘴固定架组成，所述传动装置由第一气缸、第一气缸固定架、第一连杆和加热托盘组成,加热托盘为去掉前板和后板的盒形件，在加热托盘的顶板设有测温细缝。所述推料装置由第二气缸、第二气缸固定架、第二连杆和推料头组成，所述温度采集装置由测温支架底座、支架连杆、支架横杆和红外探头组成，所述加热装置由平板型感应器、云母板和感应器固定架组成。

所述一种用于热冲压实验的板料加热系统的各组成部分位置关系如下：以加热柜台门的朝向为前方，所述电源位于加热柜台的后方，冷却水系统位于加热柜台的右方、氮气供应装置位于加热柜台的左方；在加热柜台的加热区中，加热装置位于加热区底板的中央，推料装置位于加热装置的后方，传动装置位于加热装置的右方，温度采集装置位于加热装置的上方，氮气喷射装置位于推料装置后方的加热区后壁。在加热柜台的控制盒放置区中，控制盒位于控制盒放置区底板的中央；在加热柜台的存储区的底板上，从左到右依次为变压器、电控箱和气泵。

所述一种用于热冲压实验的板料加热系统的各组成部分连接关系如下：所述电源分别与冷却水系统、氮气供应装置、变压器、气泵、平板型感应器连接；所述冷却水系统与平板型感应器连接；所述氮气供应装置通过氮气导管与氮气喷头连接；所述变压器分别与控制盒和电控箱连接，控制盒分别与红外探头和电控箱连接，电控箱分别与冷却水系统、氮气供应装置、气泵、平板型感应器连接；所述气泵分别与第一气缸和第二气缸连接；在所述加热区中，第一气缸固定架固定在加热区底板上，第一气缸固定在第一气缸固定架上，第一气缸与第一连杆的一端连接，第一连杆的另一端与加热托盘连接，第二气缸固定架固定在加热区底板上，第二气缸固定在第二气缸固定架上，第二气缸与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端与推料头连接；所述喷嘴固定架安装于加热区的后壁，所述氮气喷嘴固定在喷嘴固定架上，所述氮气导管与氮气喷嘴连接；所述感应器固定架固定在加热区底板上，平板型感应器固定在感应器固定架上，云母板固定在平板型感应器上表面；所述测温支架底座固定在加热区底板上，测温支架底座与支架连杆的一端连接，支架连杆的另一端与支架横杆的一端连接，红外探头安装在测温支架横杆的另一端。

所述一种用于热冲压实验的板料加热系统，相比于现有热冲压实验的板料加热系统，其具有以下优势：

1)所述的一种用于热冲压实验的板料加热系统通过温度采集装置和控制箱、电控箱协同工作，实现了对加热速度、加热温度的实时控制，能够满足加热过程中对于加热速度和加热温度的需要。

2)所述的一种用于热冲压实验的板料加热系统在板料加热过程中传动装置会带着加热托盘左右往复运动，以最大幅度消减感应器铜管分布不均造成的板料温度各部分温差较大的现象，显著提高了板料的温度分布均匀性。

3)所述的一种用于热冲压实验的板料加热系统设置了推料装置，在板料加热完成后推料装置会自动将板料推到指定位置，可以方便板料的取出。

4)所述的一种用于热冲压实验的板料加热系统设置了氮气供应装置和氮气喷射装置，使板料在加热过程中适中处于氮气氛围中，可以有效的防止板料在加热过程中发生氧化。

附图说明

图1为一种用于热冲压实验的板料加热系统结构示意图。

图2为一种用于热冲压实验的板料加热系统的加热柜台外形图。

图3为一种用于热冲压实验的板料加热系统的加热柜台结构图。

图4为一种用于热冲压实验的板料加热系统的加热柜台去顶俯视图。

图中：加热区1、控制盒放置区2、存储区3、红外探头4、支架横杆5、支架连杆6、测温支架底座7、加热托盘8、控制盒9、变压器10、电控箱11、气泵12、感应器固定架13、平板型感应器14、云母板15、喷嘴固定架16、氮气导管17、氮气喷嘴18、第二气缸19、第二气缸固定架20、第二连杆21、推料头22、第一气缸固定架23、第一气缸24、第一连杆25、测温细缝26。

具体实施方式

下面通过实例并对照附图，进一步说明本发明的具体结构及其实施方式。

如图1、图2及图3所示，一种用于热冲压实验的板料加热系统由电源、冷却水系统、氮气供应装置和加热柜台四个部分组成；所述加热柜台由上、中、下三部分组成，上部分为加热区1、中部分为控制盒放置区2、下部分为存储区3；所述加热柜台的组成部分包括：红外探头4、支架横杆5、支架连杆6、测温支架底座7、加热托盘8、控制盒9、变压器10、电控箱11、气泵12、感应器固定架13、平板型感应器14、云母板15、喷嘴固定架16、氮气导管17、氮气喷嘴18、第二气缸19、第二气缸固定架20、第二连杆21、推料头22、第一气缸固定架23、第一气缸24、第一连杆25，其中加热托盘上加工有测温细缝26。

如图1、图3及图4所示，所述加热柜台中各元件的位置关系为：以加热柜台门的朝向为前方，所述电源位于加热柜台的后方，冷却水系统位于加热柜台的右方、氮气供应装置位于加热柜台的左方。在加热柜台的加热区1中：加热装置位于加热区1底板的中央，推料装置位于加热装置的后方，传动装置位于加热装置的右方，温度采集装置位于加热装置的上方。氮气喷射装置位于推料装置后方的加热区1后壁。在加热柜台的控制盒放置区2中，控制盒9位于控制盒放置区2底板的中央。在加热柜台的存储区3的底板上，从左到右依次为变压器10、电控箱11和气泵12。所述电源分别与冷却水系统、氮气供应装置、变压器10、气泵12、平板型感应器14连接。

如图3及图4所示，所述冷却水系统与平板型感应器14连接，氮气供应装置与氮气喷嘴18连接，变压器10分别与控制盒9和电控箱11连接，控制盒9分别与红外探头4和电控箱9连接，电控箱9分别与冷却水系统、氮气供应装置、气泵12、平板型感应器14连接。气泵12分别与第一气缸24和第二气缸19连接。在所述加热区中，第一气缸固定架23固定在加热区底板上，第一气缸24固定在第一气缸固定架23上，第一气缸24与第一连杆25的一端连接，第一连杆25的另一端与加热托盘8连接。第二气缸固定架20固定在加热区底板上，第二气缸19固定在第二气缸固定架20上，第二气缸19与第二连杆21的一端连接，第二连杆21的另一端与推料头22连接。

如图3及图4所示，所述喷嘴固定架16安装于加热区的后壁，氮气喷嘴18固定在喷嘴固定架16上，氮气导管17与氮气喷嘴16连接。感应器固定架13固定在加热区1底板上，平板型感应器14固定在感应器固定架13上，云母板15固定在平板型感应器14上表面。测温支架底座7固定在加热区1底板上，支架连杆6一端固定在测温支架底座5上，另一端与测温支架横杆5的一端相连，测温支架横杆5的另一端安装红外探头4。

所述一种用于热冲压实验的板料加热系统的工作过程如下：

1)用户通过控制盒9设置板料加热温度和加热速率，将板料放入加热托盘8中，关上加热区1的门，接通电源，氮气供应装置喷射氮气、温度采集装置采集板料温度、传动装置带动板料进行往复运动、冷却水系统对平板型感应器14进行冷却、平板型感应器14开始对板料加热。

2)在加热过程中控制盒9通过红外探头4采集板料的实时温度，经控制盒9处理后获得板料的温度和加热速率，通过与用户的设定值进行比较得出控制信号并将控制信号传给电控箱11，电控箱11通过改变平板型感应器14的工作功率调节板料的加热速率。

3)在加热过程中氮气喷嘴18不断喷出氮气将板料和氧气隔离开，防止工件在加热过程中发生氧化。第一气缸24通过第一连杆25带动加热托盘8进行往复运动，消除平板型感应器14的铜管间隙造成的加热不均匀现象。

4)当加热温度达到用户所设温度时，推料装置从后向前将板料推到指定位置，整个板料加热系统停止工作，用户将板料取出，致此一个加热周期结束。

Claims (4)

1.一种用于热冲压实验的板料加热系统，所述系统由电源、冷却水系统、氮气供应装置和加热柜台四个部分组成，其特征在于：所述加热柜台由上、中、下三部分组成，上部分为加热区、中部分为控制盒放置区、下部分为存储区；所述控制盒放置区用于放置控制盒；所述存储区用于安装气泵、电控箱和变压器；所述加热区设有氮气喷射装置、传动装置、推料装置、温度采集装置和加热装置，所述氮气喷射装置由氮气导管和氮气喷嘴和喷嘴固定架组成，所述传动装置由第一气缸、第一气缸固定架、第一连杆和加热托盘组成,加热托盘为去掉前板和后板的盒形件，在加热托盘的顶板设有测温细缝；所述推料装置由第二气缸、第二气缸固定架、第二连杆和推料头组成，所述温度采集装置由测温支架底座、支架连杆、支架横杆和红外探头组成，所述加热装置由平板型感应器、云母板和感应器固定架组成。

2.如权利要求1所述的一种用于热冲压实验的板料加热系统，其特征在于：以加热柜台门的朝向为前方，所述电源位于加热柜台的后方，冷却水系统位于加热柜台的右方、氮气供应装置位于加热柜台的左方；在加热柜台的加热区中，加热装置位于加热区底板的中央，推料装置位于加热装置的后方，传动装置位于加热装置的右方，温度采集装置位于加热装置的上方，氮气喷射装置位于推料装置后方的加热区后壁；在加热柜台的控制盒放置区中，控制盒位于控制盒放置区底板的中央；在加热柜台的存储区的底板上，从左到右依次为变压器、电控箱和气泵。

3.如权利要求1所述的一种用于热冲压实验的板料加热系统，其特征在于：所述电源分别与冷却水系统、氮气供应装置、变压器、气泵、平板型感应器连接；所述冷却水系统与平板型感应器连接；所述氮气供应装置通过氮气导管与氮气喷嘴连接；所述变压器分别与控制盒和电控箱连接，控制盒分别与红外探头和电控箱连接，电控箱分别与冷却水系统、氮气供应装置、气泵、平板型感应器连接；所述气泵分别与第一气缸和第二气缸连接；在所述加热区中，第一气缸固定架固定在加热区底板上，第一气缸固定在第一气缸固定架上，第一气缸与第一连杆的一端连接，第一连杆的另一端与加热托盘连接，第二气缸固定架固定在加热区底板上，第二气缸固定在第二气缸固定架上，第二气缸与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端与推料头连接；所述喷嘴固定架安装于加热区的后壁，所述氮气喷嘴固定在喷嘴固定架上，所述氮气导管与氮气喷嘴连接；所述感应器固定架固定在加热区底板上，平板型感应器固定在感应器固定架上，云母板固定在平板型感应器上表面；所述测温支架底座固定在加热区底板上，测温支架底座与支架连杆的一端连接，支架连杆的另一端与支架横杆的一端连接，红外探头安装在支架横杆的另一端。

4.如权利要求1所述的一种用于热冲压实验的板料加热系统的使用方法，其特征在于：

1)用户通过控制盒设置板料加热温度和加热速率，将板料放入加热托盘中，关上加热区的门，接通电源，氮气供应装置喷射氮气、温度采集装置采集板料温度、传动装置带动板料进行往复运动、冷却水系统对平板型感应器进行冷却、平板型感应器开始对板料加热；

2)在加热过程中控制盒通过红外探头采集板料的实时温度，经控制盒处理后获得板料的温度和加热速率，通过与用户的设定值进行比较得出控制信号并将控制信号传给电控箱，电控箱通过改变平板型感应器的工作功率调节板料的加热速率；

3)在加热过程中氮气喷嘴不断喷出氮气将板料和氧气隔离开，防止工件在加热过程中发生氧化；第一气缸通过第一连杆带动加热托盘进行往复运动，消除平板型感应器的铜管间隙造成的加热不均匀现象；

4)当加热温度达到用户所设温度时，推料装置从后向前将板料推到指定位置，整个板料加热系统停止工作，用户将板料取出，至此一个加热周期结束。