[发明专利]一种板材温热介质充液成形设备

说明书

技术领域

本发明涉及充液热成形设备领域，具体来说，是一种板材温热介质充液成形设备。

背景技术

充液热成形是21世纪初期提出的一种利用流体高压成形的先进柔性成形技术。若成形金属板材，则可采用某种高温传力介质，如高温橡胶等粘性介质、液态的等离子水和高温高压油、固态的特种粉末等作为软凸(凹)模，再用一刚性凹(凸)模，在传力介质的作用下使板材成形；若成形中空类管件，则多采用高温高压油和惰性气体等。碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金和铜合金等原则上具有一定塑性的材料均适用于充液热成形，尤其适合常温下难成形的铝合金、镁合金、钛合金等材料的加工。实际生产中，铝合金、镁合金温热充液成形介质可采用耐热油，镁合金成形配有防氧化工装，而钛合金充液热成形可采用铅铋等低熔点合金或惰性气体，同样要考虑防氧化问题。该技术可应用于汽车等民用领域、航空航天精密复杂构件、有特种功能和轻量化要求的军事设备等零件。

板材充液热成形是一种非常适合于铝合金、镁合金等轻质材料加工的新型成形技术。目前，随着能源危机、环保意识的提高，以及低碳生活意识的提出，为这种新型成形技术的发展提供了契机。

板材充液热成形技术在国际上尚处于研究初期，没有成熟的经验可借鉴。其设备研发中的一些关键技术问题还需解决，国外也只有少数的实验室研发了一些简单的试验装置，且结构较为简单，多数以热胀形为主，难以实现复杂动作，无法进行复杂的工艺操作。

公开号为CN2774673的实用新型专利《一种镁合金板材温热液压成形模具工装》，提出了于传统充液拉深设备基础上通过在压边圈与凹模对应位置处安装加热管以实现温热充液拉深工艺；公开号为CN102139304A的发明专利《点阵自阻电加热板料温热充液拉深成形方法》，提出在压边圈内部按点阵分布埋设针式电极通过电极和板料之间的接触电阻对坯料法兰处进行自阻电加热，以进行温热充液拉深。这两项专利仅在加热方式上有所区别，加热位置均位于压边圈处，只对法兰部位材料进行加热，而且没有冷却装置，无法进行差温充液成形；且成形温度较低，材料适应性范围较窄，而且设备由于缺少冷却系统而无法长时间运行。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种板材温热介质充液成形设备，通过对设备的设计以及材料的选取，来最大限度地解决高温高压下等温/差温成形、设备密封及长时间工作问题，并能大大提高常温低塑性金属板料的成形极限，并能在很大程度上提高在常温下塑性差的金属板材的成形极限。

本发明一种板材温热介质充液成形设备，包括机架、主缸、压边缸、炉体、加热板A、加热板B、加热板C、电热组件、增压器、凸模、凹模、压边圈与充液室。

其中，机架由底座、立柱、上横梁、主缸横梁与压边横梁构成；立柱为n根，n≥2，竖直固定在底板上，n根立柱间由上至下依次水平套接有上横梁、主缸横梁与压边横梁；上横梁与n根立柱间相对固定，而主缸横梁与压边横梁均与n根立柱间采用滑动连接；所述主缸及压边缸的缸体端均竖直固定在上横梁上，主缸与压边缸的伸缩端分别与主缸横梁、压边横梁固连。

所述炉体设置在底座上，炉体内部侧壁与顶面上铺设有保温层；在炉体内侧壁周向均匀设置有电热组件，电热组件通过可控硅执行元件控制加热温度及加热功率；炉体内部底面上安装有隔热垫板；隔热垫板上表面由下至上依次固定安装有加热板A、充液室、加热板B；凹模底部与充液室顶部固连；使凹模的内腔与充液室的充液腔连通；充液室与增压器的高压端连接并相通，增压器的低压端与油泵相连。

所述凸模顶端与凸模连杆一端相连，凸模连杆另一端与主缸横梁固连，凸模位于凹模的内腔正上方；凸模连杆内部周向上开有循环冷却液体环腔B；凸模连杆外壁上开有与循环冷却液体环腔B连通的进液通道B与出液通道B；压边圈水平设置，使凸模底端位于通口内；压边圈顶面固定有加热板C，加热板C通过压边圈连杆与压边横梁固连；压边圈连杆内部开有循环冷却液体环腔C，以及与循环冷却液体环腔C相通的进液通道C和出液通道C。