CN205946205U - 一种可拆卸电辐射式锻模加热装置 - Google Patents

Abstract

一种可拆卸电辐射式锻模加热装置，属于电辐射加热技术领域。该锻模加热装置，由于采用双向圆板辐射器及圆筒形单向环形辐射器等配置，即采用电辐射加热锻模技术，故此，当数控电动螺旋压力机在工作时，可使其锻模各部分能够同时达到所需的工艺温度，不仅可以解决以往加热锻模的方法适用面窄、使用不安全以及加热不均匀等方面的问题，而且可以提高加热效率，满足其工艺需求，并可防止其龟裂情况的发生。

Description

一种可拆卸电辐射式锻模加热装置

技术领域

本实用新型属于电辐射加热技术领域，涉及一种锻模加热装置，尤其涉及一种用于电动螺旋压力机的可拆卸电辐射式锻模加热装置。

背景技术

数控电动螺旋压力机系用来完成模锻、精锻等工艺的一种锻压设备。其中，热锻模具、温锻模具和冷锻模具都是在极高的动载荷或静载荷反复作用下工作，且在工作时的应力变化很大，即在加载瞬时应力急剧升高而在卸载时应力消失，工作环境恶劣。

在设备和锻模条件已定情况下，锻模的使用及维护是否得当，将直接影响锻模的使用寿命和锻件的产出质量、生产成本、生产效率。通常情况下，工作前，根据工艺要求需将数控电动螺旋压力机上的锻模预热到150℃～300℃的温度，在此温度范围内，模具的强韧性处于最佳状态；另因为锻模系由高合金钢制成，具有一定的脆性，冷模具与高温的钢材相接触会在瞬间使锻模表面产生尺寸热膨胀，而其心部温度低不膨胀，一方面所锻钢材不能很好地填充模具型槽和现有的脱模剂不能适用于冷模具应用，另外，还易造成锻模表面会被拉开，形成龟裂。故此，对于这种因高温锻件与冷锻模相接触所出现的上述问题，现有公知技术一般是需要对锻模进行预热之后再进行锻造作业。

目前，加热锻模采用的公知方法有以下几种：

1、模架开孔预热方法。系指在锻模架上开孔，并将加热管伸入孔中，使加热管管壁紧贴模架孔壁，当加热管通电加热时，通过其管壁将热量传导到模架上，然后再传导到锻模上。

这种方法，对于小型压力机不存在问题，但对于尺寸及重量较大的锻模，通过模架传导热量，功率损耗较大，传导效率极低，即适用面窄。如采用的电动螺旋压力机模架重量约2500kg，锻模重量约260kg，为了加热260kg的锻模而把2500kg的模架全部加热再传导到锻模上，显然是不合适的。

2、使用燃气加热方法。系指使用燃气加热器，将锻模缓慢加热到所需的温度区间。

这种方法，需要使用明火及易燃气体，对车间环境及用火安全都会造成不利的影响，即不安全，且费时费力。

3、烧红棒料加热方法。系指将烧红的棒料，加热到大约1100℃，放置在下锻模上，将上锻模下移至接近棒料的位置，通过热量传导和辐射，将上下锻模加热。

这种方法容易使模具表面退火,降低模具硬度,同时上下锻模受热不均匀，即下锻模由于直接接触棒料，传导的温度较高，上锻模靠近棒料，加热是靠热辐射，温度较低，即加热不均匀。另一方面，用棒料加热完后，还需要人工将使用后的棒料清理到棒料箱，这时棒料的温度仍然很高，操作不当，会引发烫伤事故。

综上可知，为解决冷锻模与高温钢材相接触而使锻模表面产生尺寸膨胀以及能够很好地填充模具型槽和现有脱模剂的使用，另外，为避免造成锻模表面会被拉开，形成龟裂等问题，上述加热锻模所采用的方法虽存在着一些有益效果，也曾在实际使用过程中作出过一些积极贡献，但是，仍然还存在加热方法适用面窄、使用不安全以及加热不均匀等方面的问题。可以说，现有公知技术仍存有一些局限性和技术上的不足，这也是一个需要解决的实际问题。

发明内容

为解决上述不足，本实用新型公开了一种可拆卸电辐射式锻模加热装置，系通过在其锻模加热装置上采用电辐射方法加热，且当数控电动螺旋压力机在工作时，使其锻模各部分能够同时达到所需的工艺温度，不仅可以解决以往加热锻模的方法适用面窄、使用不安全以及加热不均匀等方面的问题，而且可以提高加热效率，满足其工艺要求，并可防止其龟裂情况的发生，且具有可推广的实用价值。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种可拆卸电辐射式锻模加热装置，包括：两个把手1、两个壳体2、若干个螺钉3、十二个固定片4、若干个紧固件5、六根接线螺柱6、六个接线螺母7、两块保温棉8、一个双向圆板辐射器9和一个单向环形辐射器10；所述单向环形辐射器10为圆环形，且用若干个螺钉3固联在壳体2内壁上并与其同心设置，另在单向环形辐射器10与壳体2外壁间填充有两块保温棉8；所述保温棉8和壳体2均为半圆形，且二者一一对称设置；所述两个对称设置的壳体2均由各自其上配置的六个固定片4并通过紧固件5实施二者固联，且另在两个壳体2外壁上分别各自固联有一个把手1，还在其中一个壳体2的外侧配置了六根接线螺柱6，且两根一组成三排设置；所述双向圆板辐射器9，配置在单向环形辐射器10中间且与其轴线垂直，并将其分为上下两部分，且二者等高，即，装置上部深度h1等于装置下部深度h3，h1= h3。

所述六根接线螺柱6，依序分为：上左接线柱6a、上右接线柱6b、中左接线柱6c、中右接线柱6d、下左接线柱6e、下右接线柱6f，其中，上左接线柱6a和上右接线柱6b的一端通过壳体2和保温棉8与单向环形辐射器10上部内的电热元件连接，中左接线柱6c和中右接线柱6d的一端通过壳体2和保温棉8与双向圆板辐射器9的电热元件连接，下左接线柱6e和下右接线柱6f的一端通过壳体2和保温棉8与单向环形辐射器10下部内的电热元件连接，另外，上述六个接线螺柱6的另一端上均配置有接线螺母7，可与外部电源联接。

所述接线螺柱6、接线螺母7的材料均为黄铜；所述壳体2的材料采用不锈钢板材制作；另外，上述电热元件系指通过镍铬电阻丝绕在云母片上形成电加热元器件。

由于采用以上所述技术方案，本实用新型可达到以下有益效果：

1、本实用新型，由于采用双向圆板辐射器及圆筒形单向环形辐射器，不需要在通过在螺旋压力机模架上开孔，再由加热管管壁传导的方式加热模具，因此，可以有效地解决锻模加热的效率问题，即可以拓宽其加热方法的适用面，对于尺寸及重量较大的锻模来说，同样适用。

2、本实用新型，由于采用了电辐射式锻模加热装置，避免使用明火及可燃气体，因此，可以解决其安全性问题，另外，采用电辐射式锻模加热和采用燃气加热相比，前者有利于工作环境质量的提升，且符合国家环保的要求。

3、本实用新型，由于采用了电辐射式锻模加热装置，避免将烧红的棒料，直接放置在锻模上所造成的模具表面退火,降低模具硬度的问题，同时还可解决加热不均匀以及容易引发烫伤事故等问题。

4、本实用新型，由于放置和取出方便、快捷，几秒钟就可完成，不仅可以大大提高生产效率，降低劳动强度，而且由于采用拆卸结构放置，大大方便其使用，且便于日常检查和实施维护，故此，具有可推广的实用价值。

附图说明

图 1为本发明所述电辐射式锻模加热装置示意图；

图 2为图1的K向视图；

图 3 为图2的A-A视图；

图 4为本发明所述电辐射式锻模加热装置接线示意图；

图 5 为本发明所用电动螺旋压力机示意图；

图 6 为本发明所述电辐射式锻模加热装置工作示意图。

图中：

1、把手；2、壳体；3、螺钉；4、固定片；5、紧固件；6、接线螺柱；7、接线螺母；8、保温棉；9、双向圆板辐射器；10、单向环形辐射器；11、上锻模；12、下锻模；13、限位圆盘；14、模架；15、数控电动螺旋压力机；

另图中：

φ1、装置内径；φ2、装置外径；φ3、装置限位内径；φ4、上模具外径；φ5、下模具外径；φ6、限位圆盘外径；

h、装置高度；h1、装置上部深度；h2、双向圆板辐射器厚度；h3、装置下部深度；h4、装置限位深度； h5、上模具高度； h6、下模具高度；h7、限位圆盘高度；w1、单向环形辐射器厚度； w2、壳体厚度；δ1、上锻模与双向圆板辐射器上表面的距离；δ2、下锻模与双向圆板辐射器下表面的距离；δ3、锻模与单向环形辐射器内表面的距离；δ4、装置限位直径与圆板直径之间的间隙；

再图中：

6a、上左接线柱；6b、上右接线柱；6c、中左接线柱；6d、中右接线柱；6e、下左接线柱；6f、下右接线柱；X、压力机上模具上移方向；X'、压力机上模具下移方向。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本实用新型，本实用新型并不局限于下面的实施例，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切变化和改进。

由图1至图6知，一种可拆卸电辐射式锻模加热装置，包括：两个把手1、两个壳体2、若干个螺钉3、十二个固定片4、若干个紧固件5、六根接线螺柱6、六个接线螺母7、两块保温棉8、一个双向圆板辐射器9和一个单向环形辐射器10；所述单向环形辐射器10为圆环形，且用若干个螺钉3固联在壳体2内壁上并与其同心设置，同心设置的目的是保证上下模具被加热时，上模具外径φ4、下模具外径φ5与装置内径φ1之间的距离相同，保持其受热均匀，另在单向环形辐射器10与壳体2外壁间填充有两块保温棉8，设置保温棉的目的在于减少热量快速散失，同时尽量减少热量传递到壳体2的外壁；所述保温棉8和壳体2均为半圆形，且二者一一对称设置；设置为半圆形的目的是为了加热装置出现故障时，能够通过拆卸固定片4上的紧固件5，将加热装置拆开，便于检查和维护；所述两个对称设置的壳体2均由各自其上配置的六个固定片4并通过紧固件5实施固联，且另在两个壳体2外壁上分别各自固联有一个把手1，还在其中一个壳体2的外侧配置了六根接线螺柱6，且两根一组成三排设置；所述双向圆板辐射器9，配置在单向环形辐射器10中间且与其轴线垂直，并将其分为上下两部分，且二者等高，即，装置上部深度h1等于装置下部深度h3，h1= h3。

所述六根接线螺柱6，依序分为：上左接线柱6a、上右接线柱6b、中左接线柱6c、中右接线柱6d、下左接线柱6e、下右接线柱6f，其中，上左接线柱6a和上右接线柱6b的一端通过壳体2和保温棉8与单向环形辐射器10上部内的电热元件连接，中左接线柱6c和中右接线柱6d的一端通过壳体2和保温棉8与双向圆板辐射器9的电热元件连接，下左接线柱6e和下右接线柱6f的一端通过壳体2和保温棉8与单向环形辐射器10下部内的电热元件连接，另外，上述六个接线螺柱6的另一端上均配置有接线螺母7，可与外部电源联接。

所述接线螺柱6、接线螺母7的材料均为黄铜；所述壳体2的材料采用不锈钢板材制作；另外，上述电热元件系指通过镍铬电阻丝绕在云母片上形成电加热元器件。

下面，举一实施例，具体说明本实用新型所述的锻模加热装置。

、确定所需尺寸

确定锻模加热装置所需确定的尺寸，即确定装置内径φ1、装置外径φ2、装置高度h、装置限位内径φ3、装置限位深度h4尺寸共五个，具体的确定方法如下：

1）装置内径φ1尺寸的确定

φ1=φ4（或φ5） + 2δ3

上述公式中：φ1为装置内径，φ4为上锻模外径，φ5为下模具外径，δ3为锻模外径与单向环形辐射器内表面的距离；

2）装置外径φ2尺寸的确定

φ2=φ1+2w1+2w2=φ1+（w1+w2）x2

上述公式中，φ2为装置外径，w1为单向环形辐射器厚度，w2为壳体厚度；

3）装置高度h尺寸的确定

h=h1+h2+h3+h4=（h5+δ1）+h2+（δ2+h6）+h4

其中：h1=（h5+δ1），h3=δ2+h6）

上述公式中，h为装置高度，h1为装置上部深度，h2为双向圆板辐射器厚度，h3为装置下部深度，h4为装置限位深度，h5为上模具高度，δ1为上锻模与双向圆板辐射器上表面的距离，δ2为下锻模与双向圆板辐射器下表面之间距离，h6为下锻模高度；

4) 装置限位内径φ3尺寸的确定

φ3=φ6+2δ4

上述公式中，φ3为装置限位内径，φ6为限位圆盘外径，δ4为装置限位直径与圆板直径之间的间隙，其中，φ3大于φ6，且直径差值为2至3mm；

5）装置限位深度h4尺寸的确定

h4 = h7

上述公式中，h4为装置限位深度，h7为限位圆盘高度；

下面，结合实施例，具体确定锻模加热装置所需确定的尺寸。由图5、图6知：某企业数控电动螺旋压力机15锻模，其加热要求为: 直径φ420mm，高度135mm，重量约130kg的上锻模11和同样尺寸及重量的下锻模12，在50分钟内加热达到工艺要求的温度150℃。

在该实施例中，加热上锻模11和同样尺寸及重量的下锻模12，需要确定本实用新型所述锻模加热装置所涉及的装置内径φ1、装置外径φ2、装置高度h、装置限位内径φ3、装置限位深度h4共五个相关尺寸，以便装置的下一步设计和制作。步骤如下：

1）装置内径φ1的确定

φ1=φ4 + 2δ3

∵ φ4=420mm δ3=15mm

说明：上模具外径φ4取值为420mm，锻模与单向环形辐射器内表面的距离δ3取值为15mm；

∴ φ1=φ4 + 2δ3 = 420+2×15=450mm

2）装置外径φ2的确定

φ2=φ1+2w1+2w2

∵ φ1=450mm w1=10mm w2=40mm

说明：单向环形辐射器厚度w1取值为10mm，壳体厚度w2取值为40mm；

∴ φ2=φ1+2w1+2w2=φ1+（w1+w2）×2=450+（10+40）×2 =550mm；

3）装置高度h的确定

h=h1+h2+h3+h4=（h5+δ1）+h2+（δ2+h6）+h4

其中：h1=（h5+δ1），h3=δ2+h6）

∵ h5=135mm δ1=45mm h2=10mm δ2=45mm h6=135mm h4=25mm

说明：上模具高度h5取值为135mm，上锻模与双向圆板辐射器上表面的距离δ1取值为45mm，双向圆板辐射器厚度h2取值为10mm，下锻模与双向圆板辐射器下表面的距离δ2取值为45mm，下模具高度h6取值为135mm，装置限位深度h4取值为25mm；

∴ h=h1+h2+h3+h4=（h5+δ1）+h2+（δ2+h6）+h4 =（135+45）+10

+（45+135）+25 = 395mm

4) 装置限位内径φ3尺寸的确定

φ3=φ6+2δ4

∵ φ6=472mm δ4=3mm，

说明：经实测得出限位圆盘外径φ6值为472mm，装置限位直径与圆板直径之间的间隙δ4取值为3mm；

∴ φ3=φ6+2δ4=472+2x3 = 478mm

5）装置限位深度h4尺寸的确定

h4 = h7

∵ h7=25mm

说明：经实测得出限位圆盘高度h7值为25mm；

至此，本实用新型所述锻模加热装置在本实施例中所需确定的尺寸，到此全部确定完成，随后，方可按此确定尺寸，进一步完善其锻模加热装置的制作图设计并完成其实物制作。

、说明配置应用

具体说明本实用新型所述锻模加热装置器的现场具体配置和应用情况。

由图1、图2、图3、图4并结合图5、图6知，本实用新型所述的可拆卸电辐射式锻模加热装置已完成其制作，并与其配合应用物件 ——数控电动螺旋压力机15、电气控制系统、红外测温仪一起配置在生产现场。

进一步说明：

1）电辐射式锻模加热装置中，双向圆板辐射器9的功率设计为4kw，单面各2kw；单向环形辐射器10的功率设计为6kw，上下各3kw；

2）穿过壳体2外壁的上左接线柱6a、上右接线柱6b、中左接线柱6c、中右接线柱6d、下左接线柱6e、下右接线柱6f通过不同的连接方式，可以形成三角形接法与星形接法；

3）电辐射式锻模加热装置工作过程中三角形接法与星形接法的切换是通过时间继电器控制的。

电辐射式锻模加热装置扣在下锻模12上，使下锻模12伸入电辐射式锻模加热装置下部区域，由数控电动螺旋压力机15操作人员手动操作，点动操作按钮，上锻模11下降，上锻模11沿X'方向下行到位，伸入电辐射式锻模加热装置上部区域，工作完成后，点动操作按钮，上锻模11升起，上锻模11沿X方向上行到位。另外，在加热过程中可用红外测温仪实时监测锻模温度的变化。上锻模11上行到位后，若取下锻模加热装置，操作人员应佩戴帆布手套，避免接触外壳烫伤，保证人身和设备安全。

在该实施例中，所用数控电动螺旋压力机型号为J58K-1000，生产厂家为武汉新威奇科技有限公司；加热所需的技术参数，确定如下：

锻模加热工艺技术参数：

①电源：380V，50Hz

②加热时间：50min；

③温度控制：150℃～300℃；

随后，具体加热过程，步骤如下：

1）将锻模加热装置放置在数控电动螺旋压力机15的模架14上的限位圆盘13上，并使下锻模12伸入锻模加热装置下部；

2）移动锻模加热装置，使下锻模12圆心与锻模加热装置圆心基本重合；

3）开启数控电动螺旋压力机15，按住锻模下降按钮，上锻模沿X'方向下行，同时注意观察，直到上锻模11伸入锻模加热装置上部指定位置后，松开按钮；

4）启动锻模加热按钮，锻模加热装置按照三角形接法实施加热，加热功率为最大状态（10 kw）；

5）50分钟加热时间到，时间继电器动作，锻模加热装置切换到星形接法实施加热，加热功率为最小状态（4kw），即约为三角形接法的1/3功率，锻模处于保温状态；

6）启动锻模加热停止按钮，锻模加热装置断电，数控电动螺旋压力机15开始工作直至工作完成；

7）按住锻模上升按钮，上锻模11沿X方向上行，使上锻模11离开锻模加热装置一段距离后，松开按钮，说明：此距离应保证锻模加热装置能从下锻模12上取出；

8）取锻模加热装置，放置外部，以备下次使用；

9）定期检查锻模加热装置内部，检查时或者维护时，拧开紧固件5使锻模加热装置分开，卸下螺钉3，进行检查或者维护。

经过上述实施例验证，本申请所述的一种可拆卸电辐射式锻模加热装置及尺寸确定方法，且通过上述的加热过程，可以在50分钟时间内，满足所需工艺温度（150℃～300℃）要求，并且加热均匀，且收到了良好的效果。

为公开本实用新型的目的而在本文具体实施方式中所选用的上述实施例，当前认为是适宜的，但是应说明的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和本实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。

本实用新型未详述部分为现有技术。

Claims (3)

1.一种可拆卸电辐射式锻模加热装置，其特征在于：所述加热装置，包括两个把手（1）、两个壳体（2）、若干个螺钉（3）、十二个固定片（4）、若干个紧固件（5）、六根接线螺柱（6）、六个接线螺母（7）、两块保温棉（8）、一个双向圆板辐射器（9）和一个单向环形辐射器（10）；所述单向环形辐射器（10）为圆环形，且用若干个螺钉（3）固联在壳体（2）内壁上并与其同心设置，另在单向环形辐射器（10）与壳体（2）外壁间填充有两块保温棉（8）；所述保温棉（8）和壳体（2）均为半圆形，且二者一一对称设置；所述两个对称设置的壳体（2）均由各自其上配置的六个固定片（4）并通过紧固件（5）实施二者固联，且另在两个壳体（2）外壁上分别各自固联有一个把手（1），还在其中一个壳体（2）的外侧配置了六根接线螺柱（6），且两根一组成三排设置；所述双向圆板辐射器（9），配置在单向环形辐射器（10）中间且与其轴线垂直，并将其分为上下两部分，且二者等高，即装置上部深度h1等于装置下部深度h3，h1= h3。

2.根据权利要求1所述的一种可拆卸电辐射式锻模加热装置，其特征在于：所述六根接线螺柱（6），依序分为：上左接线柱（6a）、上右接线柱（6b）、中左接线柱（6c）、中右接线柱（6d）、下左接线柱（6e）、下右接线柱（6f），其中，上左接线柱（6a）和上右接线柱（6b）的一端通过壳体（2）和保温棉（8）与单向环形辐射器（10）上部内的电热元件连接，中左接线柱（6c）和中右接线柱（6d）的一端通过壳体（2）和保温棉（8）与双向圆板辐射器（9）的电热元件连接，下左接线柱（6e）和下右接线柱（6f）的一端通过壳体（2）和保温棉（8）与单向环形辐射器（10）下部内的电热元件连接，另外，上述六个接线螺柱（6）的另一端上均配置有接线螺母（7），可与外部电源联接。

3.根据权利要求1所述的一种可拆卸电辐射式锻模加热装置，其特征在于：所述接线螺柱（6）、接线螺母（7）的材料均为黄铜；所述壳体（2）的材料采用不锈钢板材制作；另外，上述电热元件系指通过镍铬电阻丝绕在云母片上形成电加热元器件。