CN113426869A - 卫星通信天线面罩热成形方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种卫星通信天线面罩热成形方法，包括：将铝合金坯料置于模具下夹持板上，所述下夹持板与坯料接触的面具有一对或多对电极，每对所述电极包括分别连接到电源正极和负极的两个电极片；压力机带动与所述下夹持板对应的上夹持板下行，将坯料夹紧在二者之间，并接通电源形成闭合电流回路，使坯料利用焦耳热迅速实现自阻升温固溶，形成具有温度梯度的坯料；实时测量坯料温度，待坯料到指定温度时，所述压力机卸载使所述上夹持板复位，同时所述压力机对凸模加压使模具合模，实现不转移坯料的情况下在原位完成坯料的热冲压成形及淬火。本发明通过电流自阻加热板料，提高板料成形性，解决了高深度铝合金抛物面形中部开裂的问题。

Description

卫星通信天线面罩热成形方法
技术领域
本发明属于铝合金板材热冲压成形技术领域，具体涉及一种卫星通信天线面罩热成形方法。
背景技术
在移动通信领域，卫星通信天线面罩是信号接收天线的重要组成部分，其通常由铝合金制成。由于铝合金在室温下冷成形塑性差，成形性能低，回弹难以控制，尺寸精度不容易掌握，再加上卫星通信天线面罩为曲率小、壁厚薄的抛物面形状，使得其冷冲压成形后易在抛物面中部产生裂痕，回弹量亦较大。
铝合金在较高的温度范围内，其成形性会显著提高，并且相对于冷成形回弹量减小，精度提高，故形状复杂的构件大多采用热成形的工艺方式。针对热冲压技术，目前最先进的技术为热成形—淬火一体化技术(HFQ，Solution heat treatment forming andcold-die quenching)。HFQ技术虽然能明显提高铝合金延展性，改善构件质量，但成形件局部会出现过度减薄的现象，此外工艺中固溶与时效处理时间过长，生产效率低，故需要新工艺方法改善铝合金热冲压局部减薄的缺陷，并减少固溶时间。
传统铝合金热冲压固溶设备多采用电阻炉以及辊底式加热炉，即采用辐射加热的方式，但铝板对热辐射吸收率低，无法短时间内达到固溶温度，并且坯料表面氧化严重。减少固溶时间，提高生产效率是目前铝合金热冲压技术的难题，为此也提出了许多技术方案。例如，采用两块高温板夹持板料的接触固溶方法，此方案利用热传导的方式取代传统热辐射的方式，使得板料固溶时间缩短，并且提高了板料温度均匀性，但接触固溶设备能量利用率不高且维护成本较高。还有采用感应加热的方式，利用电磁能使板料快速升温固溶，但会导致坯料内应力增加明显，使板料产生显著缺陷。
发明内容
本发明提供一种卫星通信天线面罩热成形方法，通过电流自阻加热铝合金板料，提高板料成形性，解决了高深度铝合金抛物面形中部开裂的问题，避免使用大尺寸铝合金固溶设备，精简加工操作设施。
根据本发明实施例的一方面，提供一种卫星通信天线面罩热成形方法，包括：
将铝合金坯料置于模具下夹持板上，所述下夹持板与坯料接触的面具有一对或多对电极，每对所述电极包括分别连接到电源正极端和负极端的两个电极片；
压力机带动与所述下夹持板对应的上夹持板下行，将坯料夹紧在所述上夹持板和所述下夹持板之间，并接通电源形成闭合电流回路，使坯料利用焦耳热迅速实现自阻升温固溶，形成具有温度梯度的坯料；
实时测量坯料温度，待坯料到指定温度时，所述压力机卸载使所述上夹持板复位，同时所述压力机对凸模加压使模具合模，利用所述凸模和热冲压压料板实现不转移坯料的情况下在原位完成坯料的热冲压成形及淬火；
所述压力机卸载，所述凸模上行，取走成形构件。
本发明不但改善了卫星通信天线面罩冷冲压面罩中部破裂的缺陷，提高铝合金板材冲压件合格率，而且利用自阻固溶板料温度分布不均匀的特点，弥补板料由于传统热成形局部厚度过度减薄带来的不均匀变形，使板料具有近似均匀成形的特点，提高卫星通信天线面罩热成形件质量。同时本发明对大型薄壁坯料采用电流加热的固溶方式，减少板料表面氧化，缩短板料固溶时间，改善构件表面质量；固溶后原位冲压成形节约板料转移时间，提高生产效率，易于实现加工工艺的集成自动化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1为本发明一实施例提供的下夹持板和坯料示意图。
图2为本发明一实施例提供的一种卫星通信天线面罩热成形模具部分结构分解图。
图3为本发明一实施例提供的一种卫星通信天线面罩热成形方法流程图。
具体实施方式
本发明至少一实施例提供一种卫星通信天线面罩热成形模具，该模具包括设置在凹模附近给铝合金坯料加热的一对或多对电极，每对所述电极包括分别连接到电源正极端和负极端的两个电极片。所述电极片可采用紫铜或黄铜材料，但不限于此。加工时坯料被夹在下夹持板和上夹持板之间，所述电极片设置在所述下夹持板与坯料接触的面上，所述上加持板由压力机带动下行实现坯料的夹紧。所述上夹持板和所述下夹持板采用绝缘隔热材料，如云母板，但不限于此。
图1示出了一种下夹持板和坯料示意图。图1中采用了4个两两相对的四个下夹持板1，3，4，5，相对的下夹持板1，4上具有连接到电源正极的电极片，相对的下夹持板3，5上具有连接到电源负极的电极片，坯料2置于下夹持板1，3，4，5上并与其上的电极片接触。
图2为本发明一实施例提供的一种卫星通信天线面罩热成形模具部分结构分解图。图3为本发明一实施例提供的一种卫星通信天线面罩热成形方法流程图。下面根据所述的模具并结合图1、图2、图3详细说明卫星通信天线面罩热成形方法。
步骤1，将坯料2置于下夹持板1，3，4，5上，并与其上的所述电极片接触。
步骤2，压力机带动与下夹持板1，3，4，5对应的所述上夹持板下行，将坯料2夹紧在所述上夹持板和所述下夹持板之间，并接通电源形成闭合电流回路(电源正极—下夹持板1，4电极片—坯料2—下夹持板3，5电极片—电源负极)，使坯料2利用焦耳热迅速实现自阻升温固溶，形成具有温度梯度的坯料，坯料温度分布梯度为两边温度高、中间温度低。所述电源为脉冲电源，所述电源可选择性的接通一对电极或两对电极。
步骤3，通过红外测温仪实时测量坯料2温度，待坯料2到指定温度时，压力机卸载，使所述上夹持板复位；同时压力机对凸模6加压使模具合模，利用凸模6和热冲压压料板7实现不转移坯料2的情况下在原位完成坯料2的热冲压成形及淬火。
步骤4，压力机卸载，凸模6上行，取走成形构件。公知的，模具中的凹模9上应设有将成形件8顶出的构件。压力机动力装置为液压缸或气压缸，但不限于此。
本申请坯料材料可以是2000系、6000系、7000系铝合金板材，但不限于此。
利用所述的模具和所述的方法将尺寸为850mm×850mm、厚度为2mm的7075铝合金坯料冲压成卫星通信天线面罩，在加工时可接通一对电极并加载320A的电流，形成闭合电流回路，使坯料利用焦耳热迅速实现自阻升温固溶。此外，可以将两对电极全部接通对坯料进行加热。待坯料达到400℃，压力机卸载使所述上夹持板复位，同时压力机对凸模加压使模具合模，原位完成坯料的热冲压成形及淬火。本实例固溶加热时间只需2s便达到指定温度，加热速率快，固溶时间大幅缩短；冲压后成形件的减薄率最高为29.09％。
对于大型薄板铝合金坯料，本发明可以根据需要选择性接通一对或多对电极对其进行电流加热，利用其电流加热的温度梯度分布，弥补热成形带来的不均匀变形，改善成形件的成形质量及成形效率。

Claims (5)

1.一种卫星通信天线面罩热成形方法，其特征在于，包括：
将铝合金坯料置于模具下夹持板上，所述下夹持板与坯料接触的面具有一对或多对电极，每对所述电极包括分别连接到电源正极端和负极端的两个电极片；
压力机带动与所述下夹持板对应的上夹持板下行，将坯料夹紧在所述上夹持板和所述下夹持板之间，并接通电源形成闭合电流回路，使坯料利用焦耳热迅速实现自阻升温固溶，形成具有温度梯度的坯料；
实时测量坯料温度，待坯料到指定温度时，所述压力机卸载使所述上夹持板复位，同时所述压力机对凸模加压使模具合模，利用所述凸模和热冲压压料板实现不转移坯料的情况下在原位完成坯料的热冲压成形及淬火；
所述压力机卸载，所述凸模上行，取走成形构件。
2.根据权利要求1所述的卫星通信天线面罩热成形方法，其特征在于，所述电极片采用紫铜或黄铜材料。
3.根据权利要求1所述的卫星通信天线面罩热成形方法，其特征在于，所述上夹持板和所述下夹持板为绝缘隔热材料。
4.根据权利要求1所述的卫星通信天线面罩热成形方法，其特征在于，所述电源为脉冲电源。
5.根据权利要求1所述的卫星通信天线面罩热成形方法，其特征在于，选择性接通一对或两对所述电极。
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