CN109807242A - 一种板材双向反推热成形工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板材双向反推热成形工装，包括高温装置模块、常温装置模块，所述常温装置模块包括常温底座、油缸安装座、油缸，所述油缸安装座安装在所述常温底座上，能够沿所述常温底座上表面移动，所述油缸通过连接轴贯穿所述油缸安装座；所述高温装置模块包括高温底座、模块框架、第一活动块，所述模块框架安装在所述高温底座上，能够沿所述高温底座上表面移动，所述活动块安装在所述模块框架内，所述模块框架、第一活动块用于夹持模具，所述模块框架与所述油缸安装座、油缸连接在一起时，油缸推动或拉动所述第一活动块，从而实现对模具的双向反推或卸载。采用作用力与反作用力来分别驱动前后反推模具动作，保证整体模具受力平衡。

Description

一种板材双向反推热成形工装

技术领域

本发明涉及板材热成形技术领域，尤其是涉及一种板材双向反推热成形工装。

背景技术

目前板材的应用越来越普遍，对于板材的加工要求也越来越高，对不同的板材加工方法不同，合金板材，如钛合金板材，因为其特殊的性能，在加工过程中需要热成形。

其中，钛合金是航空航天最重要的主结构材料之一，针对钛合金板材的成形技术在航空航天钣金成形中一直占有重要地位，由于钛合金材料自身的特殊性，传统的冷加工方法很难实现钛合金板材的成形，必须采用热成形法。

我国钛合金板材热成形技术的研究起步于20世纪60年代，经过50多年的发展，我国热成形技术已经取得了突破性的进展。在模具选材、数值模拟、质量控制与检测、专用设备研制等方面开展了大量工作，成功研制出飞机蒙皮、隔框、发动机、调节片、导弹舱段、弹翼蒙皮等数百种零件，且具备了大批量生产的能力。

双向反推框零件作为钛合金板材热成形零件的一种，主要成形过程：先采用普通热压工艺进行初步成形，然后采用反推热成形工艺进行侧面成形。传统的反推框零件均需在具备该功能的热成形机床上完成成形，由于该类零件占钛合金板材零件比重较小，导致在专用热成形机床研制过程中未将该功能考虑进去，后期只能通过对机床进行再改造，一方面，热成形机床结构复杂，改造工作量巨大，造成高额的改造成本；另一方面，反推成形的作用力作用在机床主体上，会改变机床整体的受力状态，可能影响机床的使用寿命及精度。因此，一种钛合金板材双向反推热成形工装的研制尤为必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种板材双向反推热成形工装，采取高温装置模块及常温装置模块分开的方法，实现板材双向反推热成形，降低了。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种板材双向反推热成形工装，包括高温装置模块、常温装置模块，所述常温装置模块包括常温底座、油缸安装座、油缸，所述油缸安装座安装在所述常温底座上，能够沿所述常温底座上表面移动，所述油缸通过连接轴贯穿所述油缸安装座；所述高温装置模块包括高温底座、模块框架、第一活动块，所述模块框架安装在所述高温底座上，能够沿所述高温底座上表面移动，所述活动块安装在所述模块框架内，所述模块框架、第一活动块用于夹持模具，所述模块框架的正视图为回字型结构，所述模块框架与所述油缸安装座、油缸连接在一起时，油缸推动或拉动所述第一活动块，从而实现对模具的双向反推或卸载。

本发明进一步设置为：所述模块框架的第一边框上包括一个L型卡槽、至少一个嵌入式凹槽，所述嵌入式凹槽对称分布在所述L型卡槽的两侧；所述油缸安装座的第一侧面上包括一个倒L型卡件、与凹槽数量对应的插入式凸形环，所述插入式凸形环对称分布在所述倒L型卡件的两侧；所述L型卡槽与所述倒L型卡件配合，所述插入式凸形环与所述嵌入式凹槽配合，所述第一边框与所述油缸安装座相邻设置。

本发明进一步设置为：所述L型卡槽位于所述第一边框的上表面与第一侧面之间，其内设置有第二活动块，在所述第二活动块上设有贯穿安装孔，所述贯穿孔垂直于所述模块框架的上表面，在所述第一边框设置有与所述嵌入式凹槽垂直的固定孔，用于固定所述插入式凸形环，对应所述固定孔，设置有连接销。

本发明进一步设置为：所述第二活动块贯穿所述第一边框，在所述第二活动块位于所述模块框架内的一端，连接所述第一活动块，所述第一活动块为长方体，所述第一活动块与所述第二活动块构成T字型结构。

本发明进一步设置为：在所述第一边框的两相邻角上，设置有加强筋，所述加强筋分别与相邻的第二边框、第三边框相连，在与第一边框相对的第四边框内侧，设置有至少一个第一连接槽，在第一活动块与所述第四边框相向的一侧，设置有第二连接槽，所述第一连接槽、第二连接槽用于将所述模块框架与模块连接在一起，对应所述第一连接槽、第二连接槽设置有连接销，所述连接销的横截面为工字型结构。

本发明进一步设置为：所述第一活动块与所述第一边框下方设置有导向条，所述模块框架沿所述导向条直线运动。

本发明进一步设置为：所述高温底座为长方体，在所述高温底座的上表面，设置有贯穿上表面的至少一条定位凹槽、至少一个第一定位块，所述定位凹槽用于，所述第一定位块用于决定所述模块框架的最大移动位置。

本发明进一步设置为：所述连接轴的伸出端与所述插入式凸形环位于所述油缸安装座的同一侧，在所述连接轴的伸出端依次设置有第一连接块、隔热块、第二连接块，所述第一连接块与所述第二活动块连接，所述第一连接块、隔热块、第二连接块之间固定连接。

本发明进一步设置为：所述油缸安装座的顶面上设置有多个散热槽，在侧面设置有圆孔，所述油缸的连接轴通过圆孔固定安装在油缸安装座上，。

本发明进一步设置为：所述常温底座上表面设置用滑动结构，所述油缸安装座沿所述滑动结构移动。

本发明进一步设置为：所述滑动结构包括滑块、滑轨、挡块，所述挡块用于对所述油缸安装座定位。

本发明进一步设置为：所述常温底座包括至少二个J型立板、一个长方形板，所述长方形板位于所述J型立板的顶部，形成常温底座上表面。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

1.本申请通过高温装置模块与常温装置模块分开设置的方法，减小了对机床的破坏，提高了机床的使用寿命，保证的机床的精度。

2.进一步地，采用单油缸实现双向反推热成形，减少油缸数量，节约改造成本。

3.进一步地，可随模具大小更改工装尺寸，适用范围广。

4.进一步地，不需对机床本身结构作修改，大大降低设备改造成本。

5.进一步地，采用油缸缸筒及活塞杆之间的作用力与反作用力来分别驱动前后反推模具动作，可保证整体模具受力平衡，且属于工装内部受力，对设备整体受力状态无影响。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例的高温装置模块结构示意图。

图2是本发明的一个具体实施例的常温装置模块结构示意图。

图3是本发明的一个具体实施例的常温装置模块中的滑动装置结构示意图。

图4是本发明的一个具体实施例的板材双向反推热成形工夹具结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

具体实施例一

一种板材双向反推热成形工装，包括高温装置模块、常温装置模块，如图1、2所示，常温装置模块包括常温底座6、油缸安装座5、油缸7，油缸安装座5安装在常温底座6上，能够沿常温底座6的上表面移动，油缸7通过连接轴贯穿所述油缸安装座5；所述高温装置模块包括高温底座2、模块框架1、第一活动块4，模块框架1安装在高温底座2上，能够沿所述高温底座2上表面移动，活动块4安装在模块框架1内，模块框架的正视图为回字型结构，用于夹持模块。

模块框架1的第一边框11上包括一个L型卡槽113、4个嵌入式凹槽111，4个嵌入式凹槽111对称分布在L型卡槽113的两侧；

L型卡槽113位于第一边框11的上表面与第一侧面之间，在L型卡槽113内设置有第二活动块3，在第二活动块3上设有贯穿安装孔31，贯穿孔垂直于模块框架的上表面，在第一边框11设置有与嵌入式凹槽111垂直的固定孔131，用于固定插入式凸形环，对应固定孔131，设置有连接销132。

第二活动块3贯穿第一边框11，在第二活动块3处于模块框架1内的一端，连接第一活动块4，第一活动块4为长方体，第一活动块4与第二活动块3固定连接后构成T字型结构，在第二活动块3处于L型卡槽113内的一端，设置有连接孔31，连接孔31与连接件74上的连接孔741用连接件32连接在一起。

在与第一边框11相邻的两角上，设置有加强筋，加强筋分别与相邻的第二边框、第三边框相连，在与第一边框相对的第四边框12的内侧，设置有4第一连接槽，在第一活动块4与第四边框12相向的一侧，设置有第二连接槽41，第一连接槽、第二连接槽用于将模块框架1与模块连接在一起，对应所述第一连接槽、第二连接槽设置有连接销44，所述连接销的横截面为工字型结构，图中121是连接销与第一连接槽结合后的结构。

第一活动块4与第一边框11的下方设置有导向条13，导向条有两条对称设置在高温底座2上，模块框架1沿导向条直线移动。

第一边框11的下方设置有导向槽112、第四边框12的下方设置有导向槽122，导向槽与导向条的横截面结构相似，用于与导向条卡合。

高温底座2为长方体，在高温底座2的上表面，设置有贯穿上表面的4条导向凹槽21、4个第一定位块22，导向凹槽21用于高温装置模块的运动导向，第一定位块22用于决定模块框架1的最大移动位置。

高温底座2下方设置有工作台。

油缸7为圆柱形，包括活塞杆71，在油缸安装座5上也有一个L型卡槽55，对应L型卡槽55的油缸安装座5上设置有油缸安装孔53，活塞杆71通过油缸安装孔53后位于L型卡槽55内，在连接轴伸出油缸安装孔53的一端依次设置有第一连接块72、隔热块73、第二连接块74，第二连接块74的侧视图为倒L型结构，第一连接块72、隔热块73、第二连接块74固定安装，且三者的连接面都是方形结构。第二连接块74的倒L型底边，设置有安装孔741，第二连接块74的倒L型结构与模块框架1上的L型卡槽113相配合。隔热块73采用隔热材料，可大大减少反推热成形过程中高温装置模块将热量传导到油缸内部。

油缸安装座5相对模块框架1的第一侧面上，设置有与凹槽数量、位置对应的插入式凸形环52，插入式凸形环52具有环形孔51，插入式凸形环52、环形孔51的俯视图都为方形结构。

油缸安装座5的顶面上设置有多个散热槽54，散热槽用于盛装散热用的液体，如水、油等，

具体地，所述散热槽54采用密封箱格结构，一方面可在满足结构强度的前提下，减少油缸与高温装置模块的接触面积，另一反面可在热成形过程中往密封箱格内添加冷却液，减少反推热成形过程中高温装置模块将热量传导到油缸内部。

具体地，油缸安装座5的侧视图为7字型结构，在7字型的伸出端，设置插入式凸形环52，在7字型的转弯处，设置油缸安装孔53。

常温底座6的上表面设置用滑动结构，油缸安装座5沿所述滑动结构移动。

滑动结构包括滑块812、滑轨811、挡块813，如图3所示，挡块813用于对所述油缸安装座5定位。

常温底座包括三个J型立板61、一个长方形板62，长方形板62位于所述J型立板61的顶部，形成常温底座6的上表面，在J型立板61勾形处，也设置有一个长方形板（图中未标注），用于固定J型立板。

具体实施例二

一种板材双向反推热成形工装模组，如图4所示，包括高温装置模块、常温装置模块、模具、工作平台110，模具包括上模具104、下模具103、反推后模具101、反推前模具102，模具放置在模块框架1中，反推后模具101与第四边框12相邻的一侧设有第三连接槽，反推前模具102与第一边框11相邻的一侧设有第四连接槽，第三连接槽与第一连接槽的数量、位置相配合，用相应数量的连接销124连接起来，第四连接槽与第二连接槽的数量、位置相配合，用相应数量的连接销44连接。

油缸安装座5上的插入式凸形环52对应插入模块框架1相应位置的嵌入式凹槽111中，环形孔51与固定孔131的位置相对应，连接销132插入固定孔131中，第二连接块74的倒L型结构与模块框架1上的L型卡槽113卡合，通过连接件32与活动块3连接在一起。活动块3与活动块4连接在一起。油缸7安装在油缸安装座5上。

第一连接块72、隔热块73、第二连接块74通过螺钉连接在一起，然后与油缸7的活塞杆71螺纹连接在一起，油缸7通过螺钉安装在油缸安装座5上。外部液压系统驱动油缸7动作。

加热时，高温装置模块随机床升温，常温装置模块置于机床外面，中间由机床保温门隔开，反推热成形操作时，将机床保温门打开，手动推动常温装置模块到连接位置，由连接销132、连接件32将两装置模块连接起来，液压系统驱动油缸7，分别带动反推前模具102及反推后模具101动作，完成反推热成形动作，反推前、后模具作用力互为作用力和反作用力，模具整体受力平衡。

双向反推热成形时，通过导向条13与活动块4内部的导向槽，实现后、前模具的方向一直性。

成形后，模块框架1带动反推后模具101向后移动，到达限位块时，活动块4带动反推前模具102向前移动，前后模具分开，可取出零件。

隔热块73采用隔热材料，能够大大减少反推热成形过程中高温装置模块将热量传导到油缸7内部。

油缸安装座5采用密封箱格结构，一方面可在满足结构强度的前提下，减少油缸7与高温装置模块1接触面积，另一反面可在成形过程中往密封箱格内添加冷却水，减少反推热成形过程中高温装置模块1将热量传导到油缸7内部。

所述板材，包括钛合金板材。

所述高温装置模块由可承受高温的金属材料组成。

具体实施例三

一种板材双向反推热成形方法，所述模具包括反推前模具、反推后模具，包括以下步骤：

S1、所述高温装置模块随机床一起升温；

S2、反推热成形时，打开机床炉门，将所述常温装置模块推进至指定位置，所述高温装置模块与所述常温装置模块连接在一起；

S3、油缸带动所述反推前模具、反推后模具相向运动，完成反推热成形；

S4、成形后，模块框架带动反推后模具向后移动，油缸带动所述反推前模具向前运动，所述反推前模具、反推后模具分开，取出零件。

所述高温是指温度超过500℃。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种板材双向反推热成形工装，其特征在于：包括高温装置模块、常温装置模块，所述常温装置模块包括常温底座、油缸安装座、油缸，所述油缸安装座安装在所述常温底座上，能够沿所述常温底座上表面移动，所述油缸安装在所述油缸安装座；所述高温装置模块包括高温底座、模块框架、第一活动块，所述模块框架安装在所述高温底座上，能够沿所述高温底座上表面移动，所述第一活动块安装在所述模块框架内，所述模块框架、第一活动块用于夹持模具，所述模块框架与所述油缸安装座连接在一起时，油缸推动或拉动所述第一活动块，实现对模具的双向反推或卸载。

2.根据权利要求1所述的板材双向反推热成形工装，其特征在于：所述油缸包括活塞杆，所述活塞杆穿过所述油缸安装座与所述第一活动块固定连接。

3.根据权利要求2所述的板材双向反推热成形工装，其特征在于：还包括第二活动块，所述第一活动块与所述第二活动块固定连接，所述第二活动块穿过所述模块框架的边框与所述活塞杆固定连接。

4.根据权利要求2所述的板材双向反推热成形工装，其特征在于：所述活塞杆与所述第一活动块之间，设置有隔热块。

5.根据权利要求1所述的板材双向反推热成形工装，其特征在于：还包括连接销，所述模块框架、第一活动块、模具上分别设置有连接卡槽，所述连接卡槽与所述连接销匹配，用于固定连接所述模块框架与模具，或固定连接所述模具与所述第一活动块。

6.根据权利要求1所述的板材双向反推热成形工装，其特征在于：所述常温底座上设置有滑动装置，所述油缸安装座沿所述滑动装置移动；所述高温底座上设置有导向槽，所述模块框架、所述第一活动块沿所述导向槽移动。

7.根据权利要求1所述的板材双向反推热成形工装，其特征在于：所述模块框架的第一边框上包括一个卡槽、至少一个嵌入式凹槽，所述嵌入式凹槽对称分布在所述卡槽的两侧；所述油缸安装座的第一侧面上包括一个卡件、与所述嵌入式凹槽数量对应的插入式凸形环，所述插入式凸形环对称分布在所述卡件的两侧；所述卡槽与所述卡件配合，所述插入式凸形环与所述嵌入式凹槽配合，所述第一边框与所述油缸安装座相邻设置。

8.根据权利要求7所述的板材双向反推热成形工装，其特征在于：所述卡槽位于所述第一边框的上表面与第一侧面之间，其内设置有第二活动块，在所述第一边框设置有与所述嵌入式凹槽垂直的固定孔，用于固定所述插入式凸形环，对应所述固定孔，设置有缸筒连接销。

9.根据权利要求1所述的板材双向反推热成形工装，其特征在于：所述油缸安装座的顶面上设置有多个散热槽。

10.根据权利要求1至9任一一种所述工装的板材双向反推热成形方法，其特征在于：所述模具包括反推前模具、反推后模具，包括以下步骤：

S1、所述高温装置模块随机床一起升温；

S2、反推热成形时，打开机床炉门，将所述常温装置模块推进至指定位置，所述高温装置模块与所述常温装置模块连接在一起；

S3、油缸带动所述反推前模具、反推后模具相向运动，完成反推热成形；

S4、成形后，模块框架带动反推后模具向后移动，油缸带动所述反推前模具向前运动，所述反推前模具、反推后模具分开，取出零件。