CN117210654B - 一种铝合金预强化热成形生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金预强化热成形生产线，包括预强化热处理机构、锻造机构及切边机；所述预强化热处理机构包括辊锻机、固熔炉、淬火水槽、时效炉及保温炉；所述锻造机构包括墩粗压力机及锻造压力机，所述墩粗压力机用于对保温处理后的铝合金棒状坯料进行制坯，所述锻造压力机用于对制坯后的铝合金棒状坯料进行锻压成形；所述切边机用于对锻压成形后的铝合金棒状坯料进行切边处理，得到满足要求的铝合金构件。本发明提出的技术方案的有益效果是：采用锻前保温处理、锻造变形、切边的工艺路线。由现有工艺的三次加热减少到一次加热，铝合金加工时间大大缩短，在充分满足产品性能要求的前提下，极大的减少了生产周期和生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金成形技术领域，尤其是涉及一种铝合金预强化热成形生产线。
背景技术
铝合金是一种轻质合金，其中7xxx系列铝合金具有高比强度、低成本和良好的耐腐蚀性能，是航空、交通和机械等行业的理想材料。铝合金锻造工艺是通过锻压机械对金属坯料施加压力，使其发生塑性变形，从而制得具有一定形状、尺寸和机械性能的锻件的方法；锻造不仅可以消除铸态缺陷，改善微观组织结构，而且还可以保持金属流线的完整性，因此锻件的机械性能一般优于同材质的铸件。
铝合金的热变形过程涉及多种微观组织机制，变形温度和应变速率的变化会引起材料内部组织的相应变化，首先可将其分为加工硬化和动态软化两大微观组织机制。为了保证合金成形后的使用性能，通常需要后续人工时效步骤来提高强度。传统的热成形工艺中坯料通常要先经过固溶处理，再将温度降至设定温度进行成形，结束后进行淬火处理，最后通过时效处理提高强度。在此基础上，英国帝国理工大学的林建国教授首先提出了热成形-淬火一体化工艺(Solution Heat Treatment，Forming and Cold-Die Quenching，HFQ)，该工艺使用冷模具热成形和淬火热坯料。HFQ工艺将热处理和热成形集成在一个操作中，实现了更高的应变，同时保证了后成形性能。
传统热成形工艺过程工序繁多，且在淬火过程中零件受热不均，容易造成热变形，影响成形精度；HFQ工艺成形后的零件组织不稳定，必须马上进行人工时效或预时效处理；同时，材料在成形前要进行固溶处理，在成形后要经过长时间的人工时效才能达到目标强度，与车身零件的生产节拍不协调。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种铝合金预强化热成形生产线，用以解决传统的铝合金模锻工艺生产周期长，多次加热耗能大的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种铝合金预强化热成形生产线，包括预强化热处理机构、锻造机构及切边机；
所述预强化热处理机构包括辊锻机、固熔炉、淬火水槽、时效炉及保温炉，所述辊锻机用于对铝合金棒状坯料进行辊锻，所述固熔炉用于对辊锻后的铝合金棒状坯料进行固溶处理，所述淬火水槽用于对固溶处理后的铝合金棒状坯料进行淬火处理，所述时效炉用于对淬火处理后的铝合金棒状坯料进行时效处理，所述保温炉用于对时效处理后的铝合金棒状坯料进行保温处理；
所述锻造机构包括墩粗压力机及锻造压力机，所述墩粗压力机用于对保温处理后的铝合金棒状坯料进行制坯，所述锻造压力机用于对制坯后的铝合金棒状坯料进行锻压成形；
所述切边机用于对锻压成形后的铝合金棒状坯料进行切边处理，得到满足要求的铝合金构件。
在一些实施例中，所述预强化热处理机构还包括第一机械手、第二机械手及第三机械手，所述第一机械手设置于所述辊锻机与所述固熔炉之间、并用于将辊锻后的铝合金棒状坯料转移至所述固熔炉内，所述第二机械手设置于所述固熔炉与所述时效炉之间、并用于将固溶处理后的铝合金棒状坯料转移至所述时效炉内，所述第三机械手设置于所述时效炉与所述保温炉之间、并用于将时效处理后的铝合金棒状坯料转移至所述保温炉内。
在一些实施例中，所述锻造机构还包括第四机械手、第五机械手及第六机械手，所述第四机械手设置于所述保温炉与所述墩粗压力机之间、并用于将保温处理后的铝合金棒状坯料转移至所述墩粗压力机内，所述第五机械手设置于所述墩粗压力机与所述锻造压力机之间、并用于将保温处理后的铝合金棒状坯料转移至所述墩粗压力机内进行制坯处理，所述第六机械手设置于所述锻造压力机与所述切边机之间、并用于将锻压成形后的铝合金棒状坯料转移至所述切边机内。
在一些实施例中，所述锻造机构还包括第一喷涂机器人，所述第一喷涂机器人相对于所述墩粗压力机设置、并用于向所述墩粗压力机内喷涂第一脱模剂。
在一些实施例中，所述锻造机构还包括第二喷涂机器人，所述第二喷涂机器人相对于所述锻造压力机设置、并用于向所述锻造压力机内喷涂第一脱模剂。
在一些实施例中，还包括检测机构，所述检测机构包括称重台、检测箱、转动组件、摄像件、温度检测件及第七机械手，所述检测箱固定于所述称重台的称重端，所述转动组件包括第一辊轮、第二辊轮及两个转动驱动件，第一辊轮与第二辊轮相互平行且均转动设置于所述检测箱内，第一辊轮与第二辊轮之间用于放置成形后的铝合金构件，两个所述转动驱动件分别与第一辊轮及第二辊轮连接、并用于分别驱动第一辊轮及第二辊轮转动，所述摄像件设置于第一辊轮与第二辊轮的上方、并用于拍摄第一辊轮与第二辊轮之间的铝合金构件，所述温度检测件用于检测所述铝合金构件的温度，所述第七机械手设置于所述切边机与所述称重台之间、并用于将切边后的铝合金构件转移至所述检测箱内。
在一些实施例中，所述检测机构还包括第一固定块及第二固定块，所述第一固定块固定于所述检测箱内，所述第一辊轮转动设置于所述第一固定块上，所述第二固定块安装于所述检测箱内，所述第二辊轮转动设置于所述第二固定块上。
在一些实施例中，所述第二固定块滑动设置于所述检测箱内，所述检测机构还包括距离调节气缸，所述距离调节气缸的缸体固定于所述检测箱内，所述距离调节气缸的输出轴与所述第二固定块固定连接。
在一些实施例中，所述检测机构还包括透明盖板，所述透明盖板用于盖合于所述检测箱上。
在一些实施例中，所述检测机构还包括启闭气缸，所述启闭气缸的输出轴与所述透明盖板连接、并用于驱动所述透明盖板平移。
与现有技术相比，本发明提出的技术方案的有益效果是：采用锻前保温处理、锻造变形、切边的工艺路线。由现有工艺的三次加热减少到一次加热，铝合金加工时间大大缩短，在充分满足产品性能要求的前提下，极大的减少了生产周期和生产成本。
附图说明
图1是本发明提供的铝合金预强化热成形生产线的一实施例的立体结构示意图；
图2是图1中的铝合金预强化热成形生产线的俯视图；
图3是本发明提供的铝合金预强化热成形生产线的一实施例的检测机构的结构示意图；
图中：1-强化热处理机构、11-辊锻机、12-固熔炉、13-时效炉、14-保温炉、15-第一机械手、16-第二机械手、17-第三机械手、2-锻造机构、21-墩粗压力机、22-锻造压力机、23-第四机械手、24-第五机械手、25-第六机械手、26-第一喷涂机器人、27-第二喷涂机器人、3-切边机、4-检测机构、41-称重台、42-检测箱、43-转动组件、431-第一辊轮、432-第二辊轮、433-第一固定块、434-第二固定块、44-摄像件、45-温度检测件、46-透明盖板、47-启闭气缸、5-铝合金构件。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
请参照图1和图2，本发明提供了一种铝合金预强化热成形生产线，包括预强化热处理机构1、锻造机构2及切边机3；
所述预强化热处理机构1包括辊锻机11、固熔炉12、淬火水槽、时效炉13及保温炉14，所述辊锻机11用于对铝合金棒状坯料进行辊锻，所述固熔炉12用于对辊锻后的铝合金棒状坯料进行固溶处理，所述淬火水槽用于对固溶处理后的铝合金棒状坯料进行淬火处理，所述时效炉13用于对淬火处理后的铝合金棒状坯料进行时效处理，所述保温炉14用于对时效处理后的铝合金棒状坯料进行保温处理；
所述锻造机构2包括墩粗压力机21及锻造压力机22，所述墩粗压力机21用于对保温处理后的铝合金棒状坯料进行制坯，所述锻造压力机22用于对制坯后的铝合金棒状坯料进行锻压成形；
所述切边机3用于对锻压成形后的铝合金棒状坯料进行切边处理，得到满足要求的铝合金构件。
在使用时，将铝合金棒状坯料送入辊锻机11中，辊锻机11对铝合金棒状坯料进行辊锻，之后，将辊锻后的铝合金棒状坯料转移至固熔炉12内进行固溶处理，接着，将固溶处理后的铝合金棒状坯料转移至装有冷却水的淬火水槽进行淬火处理，然后将淬火处理后的铝合金棒状坯料转移至时效炉13内进行时效处理，之后将时效处理后的铝合金棒状坯料转移至保温炉14进行保温处理，然后将保温处理后的铝合金棒状坯料转移至墩粗压力机21进行制坯处理，然后将制坯后的铝合金棒状坯料转移至锻造压力机22进行锻压成形，最后将锻压成形后的铝合金棒状坯料转移至切边机3进行切边，得到满足要求的铝合金构件。
本发明提供的铝合金预强化热成形生产线，采用锻前保温处理、锻造变形、切边的工艺路线。由现有工艺的三次加热减少到一次加热，铝合金加工时间大大缩短，在充分满足产品性能要求的前提下，极大的减少了生产周期和生产成本。
为了便于实现铝合金棒状坯料的转运，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述预强化热处理机构1还包括第一机械手15、第二机械手16及第三机械手17，所述第一机械手15设置于所述辊锻机11与所述固熔炉12之间、并用于将辊锻后的铝合金棒状坯料转移至所述固熔炉12内，所述第二机械手16设置于所述固熔炉12与所述时效炉13之间、并用于将固溶处理后的铝合金棒状坯料转移至所述时效炉13内，所述第三机械手17设置于所述时效炉13与所述保温炉14之间、并用于将时效处理后的铝合金棒状坯料转移至所述保温炉14内。通过设置第一机械手15、第二机械手16及第三机械手17，可以提高铝合金棒状坯料转运效率。
为了便于实现铝合金棒状坯料的转运，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述锻造机构2还包括第四机械手23、第五机械手24及第六机械手25，所述第四机械手23设置于所述保温炉14与所述墩粗压力机21之间、并用于将保温处理后的铝合金棒状坯料转移至所述墩粗压力机21内，所述第五机械手24设置于所述墩粗压力机21与所述锻造压力机22之间、并用于将保温处理后的铝合金棒状坯料转移至所述墩粗压力机21内进行制坯处理，所述第六机械手25设置于所述锻造压力机22与所述切边机3之间、并用于将锻压成形后的铝合金棒状坯料转移至所述切边机3内。
为了方便墩粗压力机21内的铝合金棒状坯料脱模，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述锻造机构2还包括第一喷涂机器人26，所述第一喷涂机器人26相对于所述墩粗压力机21设置、并用于向所述墩粗压力机21内喷涂第一脱模剂。在将铝合金棒状坯料转移至所述墩粗压力机21内前，需要先通过第一喷涂机器人26向所述墩粗压力机21内喷涂第一脱模剂，从而方便后续铝合金棒状坯料脱模。
为了方便锻造压力机22内的铝合金棒状坯料脱模，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述锻造机构2还包括第二喷涂机器人27，所述第二喷涂机器人27相对于所述锻造压力机22设置、并用于向所述锻造压力机22内喷涂第一脱模剂。在将铝合金棒状坯料转移至所述锻造压力机22内前，需要先通过第二喷涂机器人27向所述锻造压力机22内喷涂第二脱模剂，从而方便后续铝合金棒状坯料脱模。应当理解，第一脱模剂与第二脱模剂可以为同种类型的脱模剂，也可以为不同类型的脱模剂，本发明对此不做限定。
为了方便检测成形后的铝合金构件是否合格，请参照图2和图3，在一优选的实施例中，所述铝合金预强化热成形生产线还包括检测机构4，所述检测机构4包括称重台41、检测箱42、转动组件43、摄像件44、温度检测件45及第七机械手，所述检测箱42固定于所述称重台41的称重端，所述转动组件43包括第一辊轮431、第二辊轮432及两个转动驱动件，第一辊轮431与第二辊轮432相互平行且均转动设置于所述检测箱42内，第一辊轮431与第二辊轮432之间用于放置成形后的铝合金构件，两个所述转动驱动件分别与第一辊轮431及第二辊轮432连接、并用于分别驱动第一辊轮431及第二辊轮432转动，所述摄像件44设置于第一辊轮431与第二辊轮432的上方、并用于拍摄第一辊轮431与第二辊轮432之间的铝合金构件5，所述温度检测件45用于检测所述铝合金构件5的温度，所述第七机械手设置于所述切边机3与所述称重台41之间、并用于将切边后的铝合金构件转移至所述检测箱42内。在使用时，第七机械手将切边后的铝合金构件转移至所述检测箱42内并放置在第一辊轮431与第二辊轮432之间，再通过转动驱动件带动第一辊轮431与第二辊轮432同步转动，从而带动铝合金构件5转动，在铝合金构件5转动过程中，通过摄像件44拍摄铝合金构件5表面的图像，并检测其表面是否存在裂纹等缺陷，同时通过温度检测件45检测铝合金构件5的温度，判断其温度是否达标，以及温度是否均匀，之后，根据检测结果将铝合金构件5转移至不同的收集箱内，从而实现对不合拍的筛除。
为了具体实现第一辊轮431及第二辊轮432与检测箱42的转动连接，请参照图3，在一优选的实施例中，所述检测机构4还包括第一固定块433及第二固定块434，所述第一固定块433固定于所述检测箱42内，所述第一辊轮431转动设置于所述第一固定块433上，所述第二固定块434安装于所述检测箱42内，所述第二辊轮432转动设置于所述第二固定块434上。
为了方便对不同直径的铝合金构件5进行检测，请参照图3，在一优选的实施例中，所述第二固定块434滑动设置于所述检测箱42内，所述检测机构4还包括距离调节气缸46，所述距离调节气缸46的缸体固定于所述检测箱42内，所述距离调节气缸46的输出轴与所述第二固定块434固定连接。在使用时，通过距离调节气缸46带动第二固定块434相对于第一固定块433移动，从而调节二者之间的距离，从而适应不同直径的铝合金构件5的检测。
为了防止铝合金构件5的温度过快下降导致检测结果准确性下降，请参照图3，在一优选的实施例中，所述检测机构4还包括透明盖板46，所述透明盖板46用于盖合于所述检测箱42上，从而既能实现保温，又不影响摄像件44的正常使用。
为了便于控制透明盖板46的开启或闭合，请参照图3，在一优选的实施例中，所述检测机构4还包括启闭气缸47，所述启闭气缸47的输出轴与所述透明盖板46连接、并用于驱动所述透明盖板46平移。
为了更好地理解本发明，以下结合图1-图3来对本发明提供的铝合金预强化热成形生产线的工作过程进行详细说明：在使用时，将铝合金棒状坯料送入辊锻机11中，辊锻机11对铝合金棒状坯料进行辊锻，之后，将辊锻后的铝合金棒状坯料转移至固熔炉12内进行固溶处理，接着，将固溶处理后的铝合金棒状坯料转移至装有冷却水的淬火水槽进行淬火处理，然后将淬火处理后的铝合金棒状坯料转移至时效炉13内进行时效处理，之后将时效处理后的铝合金棒状坯料转移至保温炉14进行保温处理，然后将保温处理后的铝合金棒状坯料转移至墩粗压力机21进行制坯处理，然后将制坯后的铝合金棒状坯料转移至锻造压力机22进行锻压成形，最后将锻压成形后的铝合金棒状坯料转移至切边机3进行切边，得到满足要求的铝合金构件。
本发明提供的铝合金预强化热成形生产线，采用锻前保温处理、锻造变形、切边的工艺路线。由现有工艺的三次加热减少到一次加热，铝合金加工时间大大缩短，在充分满足产品性能要求的前提下，极大的减少了生产周期和生产成本。
本发明还提供了用于铝合金构件的检测机构4，可以根据铝合金构件表面的图像及温度信息，筛除不合格的铝合金构件，从而提高产品合格率。
应当理解，生产线的布置方式可以如图1和图2所示的成线性依次布置，也可以为环形布置以节约场地空间，本发明对此不作限定。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种铝合金预强化热成形生产线，其特征在于，包括预强化热处理机构、锻造机构及切边机；
所述预强化热处理机构包括辊锻机、固熔炉、淬火水槽、时效炉及保温炉，所述辊锻机用于对铝合金棒状坯料进行辊锻，所述固熔炉用于对辊锻后的铝合金棒状坯料进行固溶处理，所述淬火水槽用于对固溶处理后的铝合金棒状坯料进行淬火处理，所述时效炉用于对淬火处理后的铝合金棒状坯料进行时效处理，所述保温炉用于对时效处理后的铝合金棒状坯料进行保温处理；
所述锻造机构包括墩粗压力机及锻造压力机，所述墩粗压力机用于对保温处理后的铝合金棒状坯料进行制坯，所述锻造压力机用于对制坯后的铝合金棒状坯料进行锻压成形；
所述切边机用于对锻压成形后的铝合金棒状坯料进行切边处理，得到满足要求的铝合金构件；
所述预强化热处理机构还包括第一机械手、第二机械手及第三机械手，所述第一机械手设置于所述辊锻机与所述固熔炉之间、并用于将辊锻后的铝合金棒状坯料转移至所述固熔炉内，所述第二机械手设置于所述固熔炉与所述时效炉之间、并用于将固溶处理后的铝合金棒状坯料转移至所述时效炉内，所述第三机械手设置于所述时效炉与所述保温炉之间、并用于将时效处理后的铝合金棒状坯料转移至所述保温炉内；
所述锻造机构还包括第四机械手、第五机械手及第六机械手，所述第四机械手设置于所述保温炉与所述墩粗压力机之间、并用于将保温处理后的铝合金棒状坯料转移至所述墩粗压力机内，所述第五机械手设置于所述墩粗压力机与所述锻造压力机之间、并用于将保温处理后的铝合金棒状坯料转移至所述墩粗压力机内进行制坯处理，所述第六机械手设置于所述锻造压力机与所述切边机之间、并用于将锻压成形后的铝合金棒状坯料转移至所述切边机内；
所述锻造机构还包括第一喷涂机器人，所述第一喷涂机器人相对于所述墩粗压力机设置、并用于向所述墩粗压力机内喷涂第一脱模剂；
所述锻造机构还包括第二喷涂机器人，所述第二喷涂机器人相对于所述锻造压力机设置、并用于向所述锻造压力机内喷涂第一脱模剂；
所述铝合金预强化热成形生产线还包括检测机构，所述检测机构包括称重台、检测箱、转动组件、摄像件、温度检测件及第七机械手，所述检测箱固定于所述称重台的称重端，所述转动组件包括第一辊轮、第二辊轮及两个转动驱动件，第一辊轮与第二辊轮相互平行且均转动设置于所述检测箱内，第一辊轮与第二辊轮之间用于放置成形后的铝合金构件，两个所述转动驱动件分别与第一辊轮及第二辊轮连接、并用于分别驱动第一辊轮及第二辊轮转动，所述摄像件设置于第一辊轮与第二辊轮的上方、并用于拍摄第一辊轮与第二辊轮之间的铝合金构件，所述温度检测件用于检测所述铝合金构件的温度，所述第七机械手设置于所述切边机与所述称重台之间、并用于将切边后的铝合金构件转移至所述检测箱内；
所述检测机构还包括第一固定块及第二固定块，所述第一固定块固定于所述检测箱内，所述第一辊轮转动设置于所述第一固定块上，所述第二固定块安装于所述检测箱内，所述第二辊轮转动设置于所述第二固定块上；
所述第二固定块滑动设置于所述检测箱内，所述检测机构还包括距离调节气缸，所述距离调节气缸的缸体固定于所述检测箱内，所述距离调节气缸的输出轴与所述第二固定块固定连接；
所述检测机构还包括透明盖板，所述透明盖板用于盖合于所述检测箱上；
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