熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置，包括：接線器、引線座、支撐環(huán)、芯模、加熱元件、芯模端蓋、前固定座、溫度控制儀、熱電偶和后固定座；加熱元件為螺旋形狀，通過支撐環(huán)固定在芯模內(nèi)部；后固定座和前固定座固定加熱元件在芯模和芯模端蓋上，固定加熱元件隨芯模作高速運轉(zhuǎn)運動；熱電偶補償導(dǎo)線與加熱元件加熱線通過引線安裝座引出芯模；接線器通過導(dǎo)線引接加熱元件和溫度控制儀。本發(fā)明的熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，芯模、加熱元件的加熱溫度可自動控制，加熱元件的軸向、環(huán)向加熱溫度均勻性好、效率高，可實現(xiàn)旋壓過程中加熱元件轉(zhuǎn)動與加熱同時進行。
【專利說明】熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明用于芯模預(yù)熱和熱旋壓成型中對工件加熱的自動裝置，特別涉及一種熱旋 壓芯模內(nèi)加熱裝置。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004] 旋壓技術(shù)綜合了鍛造、擠壓、拉伸、環(huán)扎和滾壓等技術(shù)的特點，它借助旋輪的進給 運動，加壓于隨芯模旋轉(zhuǎn)的金屬毛坯，使其產(chǎn)生連續(xù)的局部塑性變形而成形為空心回轉(zhuǎn)體 零件。現(xiàn)在旋壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機械、電器、汽車及化工等行業(yè)，尤其在航空、航天及兵器 工業(yè)等尖端領(lǐng)域也得到了很大的應(yīng)用。在航空航天及軍工業(yè)部門，各種高強度的回轉(zhuǎn)體零 件如噴氣發(fā)動機的支承錐體、尾噴口、火箭發(fā)動機的鼻錐、導(dǎo)彈發(fā)動機的殼體等，在生產(chǎn)中 占有很大的比重?，F(xiàn)代航空航天飛行器及軍事武器系統(tǒng)中大量采用了鈦合金、高溫合金和 鈮合金等高強度、耐高溫材料，而這些材料在室溫狀態(tài)下塑性較差無法成形，往往需要熱旋 壓才能完成。
[0005] 鈦合金熱旋壓成形加熱工藝用的是噴槍火焰方式，其主要設(shè)備有乙炔(丙烷）-氧 加熱設(shè)備、煤氣、石油液化氣加熱設(shè)備等，在噴槍火焰加熱過程中由于燃料排氣量不穩(wěn)定， 加之燃料氣體質(zhì)量的影響，燃燒時火焰大小、溫度無法控制，盡而加熱溫度得不到控制，經(jīng) 常出現(xiàn)加熱溫度不足或過燒現(xiàn)象，毛坯在熱旋過程中環(huán)向和軸向成形區(qū)溫度分布不均勻、 徑向溫度梯度差大等問題，產(chǎn)品合格率低，能源消耗大，浪費人力。此外，用噴槍火焰加熱， 還存在排放有害氣體，造成環(huán)境污染和不安全因素等缺陷。
[0006] 因此，業(yè)界需要用于芯模預(yù)熱和熱旋壓成型中對工件加熱的自動裝置。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是為了解決上述存在的問題，提出一種熱旋壓芯模內(nèi)加熱的自動加 熱控溫裝置，采用電阻絲加熱，溫度可自動調(diào)節(jié)，解決一般熱旋壓電加熱無法與旋壓過程同 步進行或噴槍加熱工件溫度控制不準、公差達不到要求、工件的溫度場不均勻等問題，提高 產(chǎn)品的合格率。
[0009] 為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種 熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置，包括：接線器、引線座、支撐環(huán)、芯模、加熱元件、芯模端蓋、前固定 座、溫度控制儀、熱電偶和后固定座；加熱元件為螺旋形狀，通過支撐環(huán)固定在芯模內(nèi)部； 后固定座和前固定座固定加熱元件在芯模和芯模端蓋上，固定加熱元件隨芯模作高速運轉(zhuǎn) 運動；熱電偶補償導(dǎo)線與加熱元件加熱線通過引線安裝座引出芯模；接線器通過導(dǎo)線引接 加熱元件和溫度控制儀。
[0010] 進一步，所述加熱元件采用鎳鉻高電阻合金絲繞制成螺旋形狀，鎳鉻合金在空氣 中加熱后，表面形成一層較硬的三氧化二鉻保護膜，具有優(yōu)良的冷、熱交替加熱性能、抗蝕 性能和高溫力學(xué)性能等特點。
[0011] 進一步，所述支撐環(huán)為三氧化鋁材料經(jīng)壓注、燒結(jié)而成的柱狀絕緣體，其最高使用 溫度大于1400°c，絕緣體上設(shè)有與加熱元件相對應(yīng)的固定孔、串接孔和防止單獨旋轉(zhuǎn)的方 形凹凸臺用以固定，以防止轉(zhuǎn)動時加熱元件震裂，這種安裝方式考慮了減少絕緣體在旋轉(zhuǎn) 時的磨損和熱脹冷縮的防護，具有安裝、維修方便的優(yōu)點。
[0012] 進一步，所述固定加熱元件隨芯模作高速運轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)動速度 < 150rpm〇
[0013] 進一步，所述接線器由轉(zhuǎn)子、定子、支撐軸承及導(dǎo)電滑體組成；轉(zhuǎn)子連接引出芯模 的引線安裝座中加熱線及導(dǎo)線；定子與溫度控制儀通過導(dǎo)線相連；導(dǎo)電滑體表面為貴金屬 銀合金，通過銀刷引入加熱電源并實現(xiàn)熱電偶測溫電信號的傳送，可提高導(dǎo)電的可靠性和 安全性。
[0014] 進一步，所述溫度控制儀的控制系統(tǒng)由可控硅調(diào)功器、智能溫度控制儀表、加熱電 阻組成，通過溫度控制儀設(shè)定加熱工藝曲線，對熱電偶感知的溫度信號與工藝曲線之間的 誤差進行PID調(diào)節(jié)，并通過電流環(huán)控制芯模內(nèi)加熱元件的功率，實現(xiàn)溫度自動控制。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下： 1. 芯模、工件的加熱溫度可進行自動控制； 2. 工件的軸向、環(huán)向加熱溫度均勻性好； 3. 加熱元件隨芯模轉(zhuǎn)動，可實現(xiàn)旋壓過程中工件轉(zhuǎn)動與加熱同時進行； 4. 結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、效率高。
[0016]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 以下將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0018] 圖1是本發(fā)明熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是溫度控制儀的溫度控制系統(tǒng)示意圖。
[0019]

【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0021] 本發(fā)明優(yōu)選實施例的熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置，包括：接線器1、引線座2、支撐環(huán)3、 芯模4、加熱元件5、芯模端蓋6、前固定座7、溫度控制儀8、熱電偶9和后固定座10 ; 加熱元件5采用鎳鉻高電阻合金絲繞制成螺旋形狀，鎳鉻合金在空氣中加熱后，表面 形成一層較硬的三氧化二鉻保護膜，具有優(yōu)良的冷、熱交替加熱性能、抗蝕性能和高溫力學(xué) 性能等特點，通過支撐環(huán)3固定在芯模4內(nèi)部。
[0022] 支撐環(huán)3為三氧化鋁材料經(jīng)壓注、燒結(jié)而成的柱狀絕緣體，其最高使用溫度大于 1400°C，絕緣體上設(shè)有與加熱元件5相對應(yīng)的固定孔、串接孔和防止單獨旋轉(zhuǎn)的方形凹凸 臺用以固定，以防止轉(zhuǎn)動時加熱元件5震裂，這種安裝方式考慮了減少絕緣體在旋轉(zhuǎn)時的 磨損和熱脹冷縮的防護，具有安裝、維修方便的優(yōu)點。
[0023] 后固定座10和前固定座7固定加熱元件5在芯模4和芯模端蓋6上，固定加熱元 件5隨芯模4作高速運轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)動速度玄150rpm ;熱電偶9補償導(dǎo)線與加熱元件5加熱線 通過引線安裝座2引出芯模4 ;接線器1通過導(dǎo)線引接加熱元件5和溫度控制儀8。
[0024] 接線器1由轉(zhuǎn)子、定子、支撐軸承及導(dǎo)電滑體組成；轉(zhuǎn)子連接引出芯模4的引線安 裝座2中加熱線及導(dǎo)線；定子與溫度控制儀8通過導(dǎo)線相連；導(dǎo)電滑體表面為貴金屬銀合 金，通過銀刷引入加熱電源并實現(xiàn)熱電偶9測溫電信號的傳送，可提高導(dǎo)電的可靠性和安 全性。
[0025] 溫度控制儀8的控制系統(tǒng)由可控硅調(diào)功器、智能溫度控制儀表、加熱電阻組成，通 過溫度控制儀設(shè)定加熱工藝曲線，對熱電偶9感知的溫度信號與工藝曲線之間的誤差進行 PID調(diào)節(jié)，并通過電流環(huán)控制芯模4內(nèi)加熱元件5的功率，實現(xiàn)溫度自動控制。
[0026] 本發(fā)明的熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，芯模、加熱元件的加熱溫度 可自動控制，加熱元件的軸向、環(huán)向加熱溫度均勻性好、效率高，可實現(xiàn)旋壓過程中加熱元 件轉(zhuǎn)動與加熱同時進行。
[0027] 以上實施例僅用于舉例說明本發(fā)明的內(nèi)容，除上述實施方式外，本發(fā)明還有其它 實施方式，凡采用等同替換或等效變形方式形成的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置，其特征在于，包括：接線器（1)、引線座（2)、支撐環(huán) (3)、芯模（4)、加熱元件（5)、芯模端蓋（6)、前固定座（7)、溫度控制儀（8)、熱電偶（9)和 后固定座（10); 所述加熱元件（5)為螺旋形狀，通過支撐環(huán)（3)固定在芯模（4)內(nèi)部； 所述后固定座（10)和前固定座（7)固定加熱元件（5)在芯模（4)和芯模端蓋（6)上， 固定加熱元件（5)隨芯模（4)作高速運轉(zhuǎn)運動； 所述熱電偶（9)補償導(dǎo)線與加熱元件（5)加熱線通過引線安裝座（2)引出芯模（4); 所述接線器（1)通過導(dǎo)線引接加熱元件（5)和溫度控制儀（8)。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置，其特征在于，所述加熱元件（5)采用 鎳鉻高電阻合金絲繞制成螺旋形狀。
3. 如權(quán)利要求1所述的熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置，其特征在于，所述支撐環(huán)（3)為三氧化 鋁材料經(jīng)壓注、燒結(jié)而成的柱狀絕緣體，絕緣體上設(shè)有與加熱元件（5)相對應(yīng)的固定孔、串 接孔和方形凹凸臺用以固定。
4. 如權(quán)利要求1所述的熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置，其特征在于，所述固定加熱元件（5) 隨芯模（4)作高速運轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)動速度S 150rpm。
5. 如權(quán)利要求1所述的熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置，其特征在于，所述接線器（1)由轉(zhuǎn)子、 定子、支撐軸承及導(dǎo)電滑體組成； 轉(zhuǎn)子連接引出芯模（4)的引線安裝座（2)中加熱線及導(dǎo)線；定子與溫度控制儀（8)通 過導(dǎo)線相連；導(dǎo)電滑體表面為貴金屬銀合金，通過銀刷引入加熱電源并實現(xiàn)熱電偶（9)測 溫電信號的傳送。
6. 如權(quán)利要求1所述的熱旋壓芯模內(nèi)加熱裝置，其特征在于，所述溫度控制儀（8)的控 制系統(tǒng)由可控硅調(diào)功器、智能溫度控制儀表、加熱電阻組成，通過溫度控制儀（8)設(shè)定加熱 工藝曲線，對熱電偶（9)感知的溫度信號與工藝曲線之間的誤差進行PID調(diào)節(jié)，并通過電流 環(huán)控制芯模（4)內(nèi)加熱元件（5)的功率，實現(xiàn)溫度自動控制。
【文檔編號】B21D22/14GK104249116SQ201310260640
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】孫海全, 肖曉青, 朱小兵 申請人:上海新力動力設(shè)備研究所