CN109622772B - 一种钛合金热成型机上热换模方法 - Google Patents
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Abstract
一种钛合金热成型机上热换模方法，包括如下步骤：步骤1：利用热换模快卸固定装置将第一套模具装入热成型机，将第二套模具装入预热炉；步骤2：热成型机启动升温，将第一套模具加热到649℃‑704℃；步骤3：热成型机对毛坯件进行热成型加工得到成型零件；步骤4：关闭热成型机，第一套模具在热成型机内进行自然降温，5个小时后，开启预热炉，将第二套模具加热到290℃‑320℃；步骤5：将热成型机中的第一套模具通过热换模快卸固定装置卸下，转移到预热炉中自然降温，再将模具预热炉中的第二套模具安装到热成型机中；步骤6：启动热成型机，对第二套模具加热到649℃‑704℃；步骤7：返回步骤3继续热成型。发明的方法能提高生产效率并节约成本。
Description
技术领域
本发明属于热加工领域，具体涉及一种钛合金热成型机上热换模方法。
背景技术
飞机上钛合金钣金零件的高温热成型技术是钛合金零件成型中的一个重要的技术，此技术难度大、耗费时间长、生产效率低，因而成本较高。传统的钛合金钣金零件主要工序是：精确下料、649--704℃的热成型、零件钳工修型、吹砂、酸洗、钝化、荧光、喷漆等工序，其中，钛合金热成型工序是钛合金钣金零件工序中难度最大、最核心、工时最长的一个工序。
目前，对于钛合金热成型工序，国内通用的加工方法是在热成型机上安装热成型模具、调试模具参数等生产准备工作大约需4小时、模具升温需12小时、成型每件需1小时、设备降温需30小时、卸模具需1小时，这样一个生产循环需要48个小时左右。如图2所示，300℃以后的温度下降需要20小时以上，而生产时间长，生产效率低，对于零件数量多的项目，无法及时交付客户，如本司某项目137项零件，一台热成型机不间断生产需要274天，而客户要求的生产周期减去材料准备和模具设计、制造的时间，只有100天用于零件的成型和交付，不能按时交付。
因此，研究一种提高热成型工序效率的方法，对于企业能够快速完成批量零件生产是十分有必要的。
发明内容
针对钛合金热成型工序效率低下的技术问题，本发明的目的是，提供一种钛合金热成型机上热换模方法。该方法能够显著提高热成型工序效率。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：
一种钛合金热成型机上热换模方法，包括如下步骤：
步骤1：利用热换模快卸固定装置将第一套模具装入热成型机，将第二套模具装入预热炉，该过程需要4个小时；
步骤2：热成型机启动升温，将第一套模具加热到649℃-704℃，该过程需要12个小时；
步骤3：热成型机对毛坯件进行热成型加工得到成型零件，该过程需要1小时/件；
步骤4：关闭热成型机，第一套模具在热成型机内进行自然降温，5个小时后，开启预热炉，将第二套模具加热到290℃-320℃；
步骤5：将热成型机中的第一套模具通过热换模快卸固定装置卸下，先放置在平台上，然后转移到预热炉中自然降温，再将模具预热炉中的第二套模具安装到热成型机中，该过程需要1个小时；
步骤6：启动热成型机，对第二套模具加热到649℃-704℃，该过程需要7个小时；
步骤7：返回步骤3继续热成型，此时将第二套模具相当于第二轮的第一套模具，第三套模具相当于第二轮的第二套模具。
进一步的，步骤2中，将第一套模具加热到685℃。
进一步的，步骤4中，第一套模具进行降温5个小时后，此时第一套模具的温度降至400℃-450℃，启动预热炉，对第二套模具加热到300°，对第二套模具加热的同时对第一套模具继续降温。
更进一步的，步骤4中，对第二套模具加热到300°，该过程需要3个小时，每个小时加热100°。
进一步的，步骤6中，将第二套模具从300℃加热到649℃-704℃需要7个小时，在7小时内预热炉中的第一套模具能够从300℃降到40℃，达到安全取出温度。
钛合金热成型机上热换模快卸固定装置，包括压块、支撑部、立板、拆卸孔和把手，所述压块和支撑部相互平行，并通过同时垂直于压块和支撑部的立板连接；所述压块和支撑部的宽度均大于立板的宽度，所述立板的宽度等于钛合金热成型机平台上的凹槽宽度，所述立板由相连的梯形立板和三角肋板组成，所述梯形立板上设有拆卸孔，所述立板的侧面设置有把手。
进一步的，所述三角肋板未连接梯形立板的一角的角度范围为：30°—50。
进一步的，所述拆卸孔的形状为圆形或方形或菱形。
更进一步的，所述拆卸孔的形状为菱形，且菱形的四个角处设有凹槽。
进一步的，所述把手和立板的安装角度范围80°-100°。
本发明具有如下有益效果：
本发明为了提高生产效率，设计了在模具300℃时装卸模具；由于钛合金高温热成型过程中模具升温时间与降温时间长，特别是降温的过程中当模具的温度降到300℃时温度后再降下去耗费的时间特别长，经过反复试验研究，最终设计出钛合金热成形机上热换模技术，选取300℃这个温度点来实现热换模。
附图说明
图1为钛合金热成型机热换模技术流程图；
图2为热成型模具温度曲线；
图3为热换模快卸固定装置的正面安装示意图；
图4为热换模快卸固定装置的侧面安装示意图；
图5为热换模快卸固定装置的装置主视图；
图6为热换模快卸固定装置的装置左视图；
图7为热换模快卸固定装置的装置俯视图；
图8为热换模快卸固定装置的结构示意图。
附图中标记含义为：1-压块、2-支撑部、3-立板、4-拆卸孔、5-把手、31-梯形立板，32-三角肋板。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施方式，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
本发明的主要思路是：在设备旁配套安装一加温电炉；在生产前将模具在加温电炉中加温到300℃，然后将模具转移到热成型机中加热，待模具升温至成型温度(649-704℃)，放置毛坯件升温10分钟左右即可合模成型，保温10分钟左右，取出成型工件，放置第二件毛坯件后合模重复前面操作，直至当前模具对应的工件生产完毕；在当前模具进行降温的中间过程中，提前将第二套模具加温到300℃，做好更换模具的准备。对于需要更换模具的生产，已提前加热到300℃模具可直接安装到热成型机上，待模具升温至成型温度(649-704℃)后即可生产，由此通过模具的提前加热时间的节省，缩短了零件的生产时间，提高了热成型机的利用率，将生产效率提高了二至三倍。
如图1所示，本发明的钛合金热成型机热换模方法，具体包括如下步骤：
步骤1：利用热换模快卸固定装置将第一套模具装入热成型机，将第二套模具装入预热炉。该过程需要4个小时；
步骤2：热成型机启动升温，将第一套模具加热到649℃-704℃，优选的，第一套模具的加热温度为685℃，该过程需要12个小时；
步骤3：热成型机对毛坯件进行热成型加工得到成型零件，该过程需要1小时/件；
步骤4：关闭热成型机，第一套模具在热成型机内进行自然降温，5个小时后，开启预热炉，将第二套模具加热到290℃-320℃，优选的，将第二套模具加热到300°。
该步骤中，第一套模具进行降温5个小时后，此时第一套模具的温度降至400℃-450℃，启动预热炉，对第二套模具加热到300°，且该过程需要3个小时，每个小时升温100℃，对第二套模具加热的同时对第一套模具继续降温，也即是，在第一套模具进行降温8个小时后降到了允许取出的温度，允许取出的温度为300℃。
步骤5：将热成型机中的第一套模具通过热换模快卸固定装置卸下，先放置在平台上，然后转移到预热炉中自然降温，然后，将模具预热炉中的第二套模具安装到热成型机中；该过程需要1个小时；
步骤6：启动热成型机上对第二套模具加热到649℃-704℃；
该步骤中，将第二套模具从300℃加热到649℃-704℃需要7个小时；7小时内预热炉中的第一套模具能够从300℃降到40℃，已经达到安全取出温度。
步骤7：返回步骤3继续热成型。此时将第二套模具相当于第二轮的第一套模具，第三套模具相当于第二轮的第二套模具。
由上可见，实施本发明的热换模方法后，从48小时左右成型一炉零件到现在的42个小时成型两炉零件，生产效率提高了二倍多，同时也节省了大量的成本。
如图8所示，钛合金热成型机上热换模快卸固定装置，包括压块1、支撑部2、立板3、拆卸孔4和把手5，所述压块1和支撑部2相互平行，并通过垂直于压块1和支撑部2的立板3连接，如图6所示，所述压块1和支撑部2的宽度均大于立板3的宽度，所述立板3的宽度等于钛合金热成型机平台上的凹槽宽度，所述立板3能刚好嵌入凹槽中，从而使得模具卡紧不易移动，所述立板3由相连的梯形立板31和三角肋板32组成，所述梯形立板31上设有拆卸孔4，用于在300℃的高温环境下，使用炉勾勾住拆卸孔4，快速安全地推拉装卸，所述立板3的侧面设置有把手5，把手5在室温时方便直接进行装卸，把手5在300℃的时候拆卸需要带上防热手套拆卸，因此，把手5即可以用于高温，也可以用于室温。
具体的，所述三角肋板32未连接梯形立板31的一角的角度范围为：30°—50°，用于增强结构强度，方便拆卸。
具体的，所述拆卸孔4的形状为圆形或方形或菱形。
优选的，所述拆卸孔4的形状为菱形，且菱形的四个角处设有凹槽，用于在炉勾勾取时与炉勾固定地更加牢固。
具体的，把手5和立板3的安装角度范围80°-100°，把手5接近垂直于立板3面并平行于加热平台面，方便手握，易于拉伸与推进，方便拆卸。
下面为钛合金热成型机上热换模快卸固定装置在实际环境中的具体操作方法：
在生产时，先通过模具预热炉把模具加温到300℃，将模具使用叉车放入热成型机工作平台上，热成型机上的模具用叉车放入到中间转换平台，使用快卸固定装置顺着热成型机工作台上的凹槽推进直至卡住模具(见图3)，模具四个方向均使用该装置固定，模具生产完成后，待模具降温至300℃时，做好模具交换准备，同时将下一套模具放置预热炉加热，沿着凹槽反方向拉出固定装置，即可换下工作台上的模具，安装下一套模具，此装置安装快速，节省了模具装夹固定时间，同时减少工人接触高温模具时间，从而为实现热换模技术提供了技术支持。
Claims (5)
1.一种钛合金热成型机上热换模方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：利用热换模快卸固定装置将第一套模具装入热成型机，将第二套模具装入预热炉，步骤1的过程需要4个小时；
步骤2：热成型机启动升温，将第一套模具加热到649℃-704℃，步骤2的过程需要12个小时；
步骤3：热成型机对毛坯件进行热成型加工得到成型零件，步骤3的过程需要1小时/件；
步骤4：关闭热成型机，第一套模具在热成型机内进行自然降温，5个小时后，开启预热炉，将第二套模具加热到290℃-320℃；
步骤5：将热成型机中的第一套模具通过热换模快卸固定装置卸下，先放置在平台上，然后转移到预热炉中自然降温，再将模具预热炉中的第二套模具安装到热成型机中，步骤5的过程需要1个小时；
步骤6：启动热成型机，对第二套模具加热到649℃-704℃，步骤6的过程需要7个小时；
步骤7：返回步骤3继续热成型，此时将第二套模具相当于第二轮的第一套模具，第三套模具相当于第二轮的第二套模具；
所述热换模快卸固定装置，包括压块(1)、支撑部(2)、立板(3)、拆卸孔(4)和把手(5)，所述压块(1)和支撑部(2)相互平行，并通过同时垂直于压块(1)和支撑部(2)的立板(3)连接；
所述压块(1)和支撑部(2)的宽度均大于立板(3)的宽度，所述立板(3)的宽度等于钛合金热成型机平台上的凹槽宽度，所述立板(3)由相连的梯形立板(31)和三角肋板(32)组成，所述梯形立板(31)上设有拆卸孔(4)，所述立板(3)的侧面设置有把手(5)。
2.如权利要求1所述的钛合金热成型机上热换模方法，其特征在于，步骤2中，将第一套模具加热到685℃。
3.如权利要求1所述的钛合金热成型机上热换模方法，其特征在于，步骤4中，第一套模具进行降温5个小时后，此时第一套模具的温度降至400℃-450℃，启动预热炉，对第二套模具加热到300°，对第二套模具加热的同时对第一套模具继续降温。
4.如权利要求3所述的钛合金热成型机上热换模方法，其特征在于，步骤4中，对第二套模具加热到300°，该过程需要3个小时，每个小时加热100°。
5.如权利要求1所述的钛合金热成型机上热换模方法，其特征在于，步骤6中，将第二套模具从300℃加热到649℃-704℃需要7个小时，在7小时内预热炉中的第一套模具能够从300℃降到40℃，达到安全取出温度。
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