一種快速加熱及成形一體化裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種一體化裝置及方法，尤其涉及一種快速加熱及成形一體化裝置及方法，屬于工業(yè)制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于空心截面構(gòu)件高的抗彎模量和抗剪模量，被認為是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的最佳結(jié)構(gòu)形式，被廣泛應用于航空、航天、汽車和自行車等行業(yè)。實際應用時，為了進一步提高構(gòu)件的使用性能，成形后需要熱處理；但成形后熱處理存在:會破壞零件形狀、同時工序長、制作方法繁瑣、并增加了能耗等一些列問題。有學者提出直接將坯料在加熱爐內(nèi)加熱至熱處理溫度，然后快速成形并在模具內(nèi)冷卻，達到熱處理的目的；但是爐內(nèi)加熱屬于整體加熱，無法實現(xiàn)零件不同區(qū)域的變溫度加熱。有學者提出雙電極電阻加熱的方式，但雙電極僅適用于簡單形狀的坯料，對于復雜形狀則溫度場極難控制，且所使用的裝置結(jié)構(gòu)復雜、操作繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題中的不足之處，本發(fā)明提供了一種快速加熱及成形一體化裝置及方法。
[0004]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種快速加熱及成形一體化裝置，包括電源、上模和下模，它還包括上橫梁和電極；電源為多個；上模和下模相對應；上橫梁的下面固定有滑塊；上模固定在滑塊的下面；下模固定在位于底座上的工作臺的上面；
[0005]上模和下模之間的左側(cè)設(shè)置有左密封沖頭、右側(cè)設(shè)置有右密封沖頭；左密封沖頭上開有介質(zhì)通道；左密封沖頭的外側(cè)面上和介質(zhì)通道相對應處設(shè)置有介質(zhì)填充電源開關(guān)；介質(zhì)通道通過介質(zhì)填充電源開關(guān)與高壓源相連接；電極為多個對應布置在上模和下模內(nèi)。
[0006]電源安裝在壓力機的底座內(nèi)，電源通過導線和下模內(nèi)的電極相連接。
[0007]電源和電極之間的導線上設(shè)置有電源開關(guān)。電極的內(nèi)端套置有彈性器件。
[0008]上模和下模的內(nèi)型面為絕緣材料；上模和下模的材質(zhì)為陶瓷材料。
[0009]電源的電流范圍為O?5000000A，電源為脈沖電流電源，脈沖頻率O?10000Hz、幅值O?100000A、電壓范圍O?lOOOOOVo
[0010]使用方法的具體步驟為:
[0011]a、根據(jù)構(gòu)件形狀選取相應的電極、左密封沖頭和右密封沖頭；
[0012]b、電源安裝在壓力機的底座內(nèi)，并可通過導線給電極供電；
[0013]C、根據(jù)零件形狀確定電極數(shù)量和位置；電極數(shù)量根據(jù)工件所需溫區(qū)確定，電極布放在溫區(qū)分界線上；
[0014]d、電極通過彈性器件裝在上模和下模內(nèi)；彈性器件能起到頂出桿的作用，且合模后，電極可壓縮至模具內(nèi)；
[0015]e、電源開關(guān)閉合，電極與電源接通；
[0016]f、選擇形狀合適的初始坯料，放入下模中的電極上，左密封沖頭和右密封沖頭對初始坯料密封；
[0017]g、上模開始下行；上模中的電極與初始坯料接觸，對其通電，由于內(nèi)電阻的存在，初始坯料溫度開始快速升高，而上模溫度為室溫；上模繼續(xù)下行至閉合并施加合模力；由于熱輻射，下模溫度略有升高；電源的功率需與上模的下行速度匹配，其具體為:上模下行結(jié)束時刻，電源能保證初始坯料恰好被加熱至成形所需溫度；
[0018]h、介質(zhì)填充電源開關(guān)打開，初始坯料的內(nèi)部壓力升高，初始坯料貼模成形；
[0019]1、電源開關(guān)斷開；在熱交換作用下成形件冷卻至室溫；
[0020]j、打開上模和下模，成形件在彈性器件的作用下被頂出，便于模具快速冷卻；關(guān)閉介質(zhì)填充電源開關(guān)；取出成形件，加工完畢。
[0021]其初始坯料為等截面或變截面管坯；初始坯料為板材或管材。
[0022]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計更加科學合理，使用方便；采用懸空狀態(tài)快速加熱坯料，保證模具低溫狀態(tài)，成形過程中，利用冷漠直接熱處理；同時通過多電極實現(xiàn)不同區(qū)域變溫度加熱，解決變性能零件的一步成形。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:1、電源；2、電極；3、右密封沖頭；4、電源開關(guān)；5、導線；6、底座；7、工作臺；8、左密封沖頭；9、介質(zhì)通道；10、介質(zhì)填充電源開關(guān)；11、尚電源；12、滑塊；13、上橫梁；14、上模；15、彈性器件；16、初始坯料；17、下模。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0026]如圖1所示本發(fā)明包括電源1、電極2、右密封沖頭3、電源開關(guān)4、導線5、底座6、工作臺7、左密封沖頭8、介質(zhì)通道9、介質(zhì)填充電源開關(guān)10、高電源11、滑塊12、上橫梁13、上模14、彈性器件15和下模17。
[0027]電源I為三個或多個。上模14和下模17相對應。上橫梁13的下面固定有滑塊12 ;上模14固定在滑塊12的下面。下模17固定在位于底座6上的工作臺7的上面。上模14和下模17之間的左側(cè)設(shè)置有左密封沖頭8、右側(cè)設(shè)置有右密封沖頭3。左密封沖頭8上開有介質(zhì)通道9 ;左密封沖頭8的外側(cè)面上和介質(zhì)通道9相對應處設(shè)置有介質(zhì)填充電源開關(guān)10 ;介質(zhì)通道9通過介質(zhì)填充電源開關(guān)10與高壓源11相連接。
[0028]電源I安裝在壓力機的底座6內(nèi)，電源I通過導線5和下模17內(nèi)的電極2相連接，并給電極供電。電極2為多個對應布置在上模14和下模17內(nèi)。電源I和電極2之間的導線上設(shè)置有電源開關(guān)4。電極2的內(nèi)端套置有彈性器件15。
[0029]快速加熱及成形一體化裝置的使用方法，其具體步驟如下:
[0030]步驟一:根據(jù)構(gòu)件形狀選取相應的電極2、左密封沖頭8和右密封沖頭3 ；
[0031]步驟二:電源I安裝在壓力機的底座6內(nèi)，并可通過導線給電極供電；
[0032]步驟三:根據(jù)零件形狀確定電極數(shù)量和位置；電極數(shù)量根據(jù)工件所需溫區(qū)確定，電極布放在溫區(qū)分界線上；
[0033]步驟四:電極2通過彈性器件15裝在上模和下模內(nèi)；彈性器件能起到頂出桿的作用，且合模后，電極可壓縮至模具內(nèi)；