CN108981411A - 一种可视化热成形设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可视化热成形设备，属于高温设备领域。所述热成形设备前门中部开设有窗口，窗口外周贴有硅酸铝纤维棉，硅酸铝纤维棉围绕窗口构成封闭的环形，硅酸铝纤维棉外周对称安装一对导轨，玻璃门贴覆在导轨上，导轨外侧还设有一环形凹槽，该环形凹槽与导轨固定连接，凹槽开口方向正对热成形设备前门，内部设有充气密封条，凹槽的高度小于充气密封条充满气时的高度，当充气密封条内未充气时，玻璃门能够沿导轨滑动，当充气密封条内充气时，玻璃门与热成形设备前门密封连接。本发明适用于产品成形过程的可视化及大批量产品入取时的热量损耗控制。

Description

一种可视化热成形设备

技术领域

本发明属于高温设备领域，涉及一种可视化热成形设备，它适用于产品成形过程的可视化及大批量产品入取时的热量损耗控制。

背景技术

热成形技术因其可以显著提高材料变形能力、减小回弹、提高型面尺寸精度、降低液压机吨位，已成为航空航天、轨道交通、武器装备等领域复杂零部件生产制造的重要手段之一。在航空航天领域，零部件材料、种类越来越多，多样化、批量化、轻量化程度越来越高，热成形过程可视化及入取产品热量损耗控制要求也越来越高。而目前热成形过程的观察监控都是通过开启热成形设备密封门实现的，密封门的开启会导致成形模具温度大幅下降，因此对开启时间有很大限制，往往不能对成形全过程进行可视化监控。另外，产品放入取出时需频繁开合热成形设备密封门，造成炉腔内温度急剧下降，当温度下降至可成形温度以下时，需再次进行长时间升温保温，严重影响生产效率，增加生产成本。当密封门开启时，操作者暴露于大面积高温热辐射环境中，对安全生产和身体健康也会造成潜在危害。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对上述问题，提供一种可视化热成形设备，既克服现有热成形设备成形过程可视化困难、频繁开启炉门导致的温度下降过快、入取产品时热辐射面积过大等缺点，又能实现工艺参数的可视化控制，结构简单、开启关闭操作便捷，可有效降低成本，提升效率。

本发明的技术解决方案是:一种可视化热成形设备，其特征在于所述热成形设备前门中部开设有窗口，窗口外周贴有硅酸铝纤维棉，硅酸铝纤维棉围绕窗口构成封闭的环形，硅酸铝纤维棉外周对称安装一对导轨，玻璃门贴覆在硅酸铝纤维棉上，玻璃门边缘嵌入导轨内，导轨上还设有一环形凹槽，该环形凹槽与导轨固定连接，其开口方向正对热成形设备前门，内部设有充气密封条，凹槽的高度小于充气密封条充满气时的高度，充气密封条紧贴着玻璃门，当充气密封条内未充气时，玻璃门能够沿导轨滑动，当充气密封条内充气时，玻璃门与热成形设备前门密封连接。

所述充气密封条设有进气口和出气口，进气口连接进气管，通过进气管依次连接电磁阀、调压过滤器、气源，气源输入气体，电磁阀开启后，经过调压过滤器调节压力后的气体充满充气密封条；出气口连接出气管，通过出气管连接真空发生器，通过真空发生器将充气密封条内的空气抽离。

所述充气密封条采用弹性硅胶材质制成。

所述电磁阀为二位五通电磁阀。

所述导轨两端设有限位挡板，防止玻璃门滑出导轨。

所述挡板上设有缓冲条，用于挡板与玻璃门之间碰撞缓冲，厚度

10～20mm。

所述硅酸铝纤维棉厚度为10mm～20mm，与热成形机前门粘接。

所述玻璃门厚度20～30mm，最高使用温度1200℃，透光率大于90％。

所述热成形机前门上对应玻璃门位置设有接近开关，当玻璃门闭合到位时，密封条自动充气。

所述玻璃门作为第一玻璃门设置为环形，其与充气密封条之间还设置有第二玻璃门，第一玻璃门的窗口小于热成形设备前门的窗口，第一玻璃门的窗口外周贴有硅酸铝纤维棉，硅酸铝纤维棉围绕第一玻璃门的窗口构成封闭的环形，第二玻璃门贴覆在硅酸铝纤维棉上，第二玻璃门边缘也嵌入导轨内，导轨内包含双轨道，第一玻璃门和第二玻璃门在各自的轨道内独立滑动。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)、本发明通过控制密封条充放气实现特种玻璃门与纤维棉的自动密封和分离，通过推拉玻璃门，可放入和取出零件，方便灵活，能确保保温、隔热及良好的密封性，解决了热成形过程实时监测和入取产品频繁开关前门造成的严重热量损耗问题，实现了零件热成形过程的可视化，避免频繁开关门造成模具温度降低过快，实现产品的连续高效成形，可有效降低生产成本，提高生产效率，减少对操作人员的热辐射；

(2)、本发明结构较为简单，制作装配成本较低，组件密封隔热效果较好，可满足各类热成形设备可视化需求，具有很强的实用性和推广性；

(3)、本发明所设计的可视化热成形设备，可以进行热成形全过程工艺参数的可视化控制，可有效提高成形精度和产品合格率；

(4)、本发明采用多种窗口组合的方式，可以适应不同尺寸产品要求。

附图说明

图1为可视化热成形设备玻璃门密封状态示意图；

图2为图1的A-A向剖面示意图；

图3为可视化热成形设备玻璃门开启状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种可视化热成形设备，所述热成形设备前门7中部开设有窗口，窗口外周贴有硅酸铝纤维棉13，硅酸铝纤维棉13围绕窗口构成封闭的环形，硅酸铝纤维棉13外周对称安装一对导轨8，玻璃门10贴覆在硅酸铝纤维棉13上，玻璃门10边缘嵌入导轨8内，导轨上设有一环形凹槽，该环形凹槽与导轨固定连接，其开口方向正对热成形设备前门7，内部设有充气密封条12，凹槽的高度小于充气密封条12充满气时的高度，充气密封条12紧贴玻璃门10，当充气密封条12内未充气时，玻璃门10能够沿导轨8滑动，当充气密封条12内充气时，玻璃门10与热成形设备前门7密封连接。

如图2所示，所述进气口连接进气管4、通过进气管4依次连接电磁阀3、调压过滤器2、气源1，气源1输出气体，电磁阀3开启后，经过调压过滤器2调节压力后的气体充满充气密封条12；出气口连接出气管6，通过出气管6连接真空发生器5，通过真空发生器5将充气密封条12内的空气抽离。所述电磁阀3为二位五通电磁阀，控制密封条充放气实现密封和分离。

所述充气密封条12采用弹性硅胶材质制成，可在300～400℃范围内工作。充气密封条12截面为矩形，与玻璃门形成面接触。

作为优选方案，本发明还包括把手11，把手11安装在玻璃门上，方便开合操作。

导轨两端设有限位挡板，位于玻璃门开合方向，用于防止玻璃门滑出导轨。挡板上设有缓冲条9，缓冲条9。用于挡板与玻璃门之间碰撞缓冲，厚度10～20mm。

所述硅酸铝纤维棉13与热成形机前门7采用高温胶粘接，厚度10～20mm。

所述缓冲条9与耐高温特种玻璃门10采用高温胶粘接，厚度10～20mm。

所述耐高温特种玻璃门10厚度20～30mm，最高使用温度1200℃，透光率大于90％。

所述热成形机前门7上对应玻璃门位置设有接近开关，当玻璃门闭合到位时，密封条自动充气。

实施例

以某大型热成形机可视化设计为例，如图1、图2和图3所示，成形机前门7尺寸为5m×4m，前门7中心区域开出窗口尺寸为1m×1m，使用高温胶在前门中心1.2m×1.2m处粘接环形硅酸铝纤维棉13，纤维棉宽度为50mm，厚度为10mm。耐高温特种玻璃门10设于环形硅酸铝纤维棉13与环形充气密封条12之间，耐高温特种玻璃门10通过把手11、导轨8和缓冲条9实现稳定开合操作，导轨8对应环形充气密封条12位置设有环形凹槽，充气密封条12通过进气管4依次连接电磁阀3、调压过滤器2、气源1，充气密封条12通过出气管6连接真空发生器5。

导轨内侧设置U型环向凹槽，所述充气密封条12为矩形截面弹性硅胶材质，设有进气口和出气口，贴合在所述环形槽内，凹槽高度小于密封条高度。

耐高温特种玻璃门10厚度20mm，最高使用温度1200℃，透光率90％以上。

电磁阀3为二位五通电磁阀。

硅酸铝纤维棉13与热成形机前门7采用高温胶粘接，厚度10mm。缓冲条9与耐高温特种玻璃门10采用高温胶粘接，厚度10mm。

工作过程：当需要放入成形坯料时，手动操作把手11，打开玻璃门10，使用自制夹具将坯料放入模具型腔内。手动操作把手11，关闭玻璃门10，开启调压过滤阀，设定压缩空气输出压力，保证不超过充气密封条最大工作压力，开启二位五通电磁阀，压缩空气沿进气管通入密封条，密封条充气膨胀，对玻璃门施加压力，玻璃门与纤维棉紧密接触，实现密封。通过透明玻璃门，可以方便监测热成形平台下行位置和成形过程。成形结束后，二位五通电磁阀放气关闭，真空发生器5开始工作，使充气密封条12内部处于真空状态，密封条12与玻璃门10分离，手动操作把手11，开启玻璃门10，使用自制夹具取出成形后产品。

可见，本可视化装置通过控制密封条充气压紧玻璃门实现密封，通过透明玻璃门即可对热成形过程进行可视化观察，玻璃门可隔离观察者与炉内高温气体，保护操作者身体不被伤害。通过控制密封条放气可以实现玻璃门开启，减少入取时间和热量损失，提高生产效率。该装置结构简单，操作便捷，既能够直接观察热成形机内部高温环境和成形过程，又可以减少入取零件对操作者的身体危害，在可视化热成形设备领域具有重要的应用价值和推广意义。

本发明还有一种优选方案，在所述耐高温特种玻璃门10外侧设置可拉合黑色复合材料遮挡板，当需长时间保温时，关闭遮挡板，可进一步减轻热辐射对操作人员的危害。

本发明还有一种优选方案，在所述热成形机前门7上对应玻璃门位置设有接近开关，当玻璃门闭合到位时密封条自动充气，适用于快速热成形领域，可减少操作步骤，提高生产效率。

本发明还有一种优选方案，在所述耐高温特种玻璃门10前设有红外测温仪，增加图像处理模块，进行温度场快速实时测量，全面形象反映热成形过程温度场变化规律，建立温度场数据库，实现对工艺参数的优化控制。

本发明还有一种优选方案，为适应不同尺寸产品要求，在所述玻璃门10作为第一玻璃门设置为环形，其与充气密封条12之间还设置有第二玻璃门14，第一玻璃门的窗口小于热成形设备前门7的窗口，第一玻璃门的窗口外周贴有硅酸铝纤维棉13，硅酸铝纤维棉13围绕第一玻璃门的窗口构成封闭的环形，第二玻璃门14贴覆在硅酸铝纤维棉13上，第二玻璃门14边缘也嵌入导轨8内，导轨8内包含双轨道，第一玻璃门和第二玻璃门14在各自的轨道内独立滑动。当需放入或取出大尺寸产品时，控制密封充气条放气，使第一玻璃门和第二玻璃门14均处于开启状态，当需放入或取出小尺寸产品时，密封充气条放气，开启第二玻璃门14，随后密封条充气，对第一玻璃门施加压力，玻璃门与纤维棉紧密接触，可通过第二玻璃门14放入或取出零件，进一步减少热量损耗和热辐射。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种可视化热成形设备，其特征在于所述热成形设备前门(7)中部开设有窗口，窗口外周贴有硅酸铝纤维棉(13)，硅酸铝纤维棉(13)围绕窗口构成封闭的环形，硅酸铝纤维棉(13)外周对称安装一对导轨(8)，玻璃门(10)贴覆在硅酸铝纤维棉(13)上，玻璃门(10)边缘嵌入导轨(8)内，导轨上还设有一环形凹槽，该环形凹槽与导轨固定连接，其开口方向正对热成形设备前门(7)，内部设有充气密封条(12)，凹槽的高度小于充气密封条(12)充满气时的高度，充气密封条(12)紧贴玻璃门(10)，当充气密封条(12)内未充气时，玻璃门(10)能够沿导轨(8)滑动，当充气密封条(12)内充气时，玻璃门(10)与热成形设备前门(7)密封连接。

2.根据权利要求1所述的一种可视化热成形设备，其特征在于所述充气密封条(12)设有进气口和出气口，进气口连接进气管(4)，通过进气管(4)依次连接电磁阀(3)、调压过滤器(2)、气源(1)，气源(1)输入气体，电磁阀(3)开启后，经过调压过滤器(2)调节压力后的气体充满充气密封条(12)；出气口连接出气管(6)，通过出气管(6)连接真空发生器(5)，通过真空发生器(5)将充气密封条(12)内的空气抽离。

3.根据权利要求1所述的一种可视化热成形设备，其特征在于所述充气密封条(12)采用弹性硅胶材质制成。

4.根据权利要求2所述的一种可视化热成形设备，其特征在于所述电磁阀(3)为二位五通电磁阀。

5.根据权利要求1所述的一种可视化热成形设备，其特征在于导轨两端设有限位挡板，防止玻璃门滑出导轨。

6.根据权利要求1所述的一种可视化热成形设备，其特征在于所述挡板上设有缓冲条(9)，用于挡板与玻璃门之间碰撞缓冲，厚度10～20mm。

7.根据权利要求1所述的一种可视化热成形设备，其特征在于：所述硅酸铝纤维棉(13)厚度为10mm～20mm，与热成形机前门(7)粘接。

8.根据权利要求1所述的一种可视化热成形设备，其特征在于：所述玻璃门(10)厚度20～30mm，最高使用温度1200℃，透光率大于90％。

9.根据权利要求1所述的一种可视化热成形设备，其特征在于：所述热成形机前门(7)上对应玻璃门位置设有接近开关，当玻璃门闭合到位时，密封条自动充气。

10.根据权利要求1所述的一种可视化热成形设备，其特征在于所述玻璃门(10)作为第一玻璃门设置为环形，其与充气密封条(12)之间还设置有第二玻璃门(14)，第一玻璃门的窗口小于热成形设备前门(7)的窗口，第一玻璃门的窗口外周贴有硅酸铝纤维棉(13)，硅酸铝纤维棉(13)围绕第一玻璃门的窗口构成封闭的环形，第二玻璃门(14)贴覆在硅酸铝纤维棉(13)上，第二玻璃门(14)边缘也嵌入导轨(8)内，导轨(8)内包含双轨道，第一玻璃门和第二玻璃门(14)在各自的轨道内独立滑动。