[发明专利]金属材料加热旋压的精确控温系统和精确控温旋压方法

说明书

本发明提供一种金属材料加热旋压的精确控温系统和精确控温旋压方法。所述精确控温系统包括测温装置，控制装置，加热控温装置，其中，所述控制装置储存有标准热源模型、加热控温系统，所述标准热源模型内包含设定温度，所述加热控温装置用于对所述毛坯进行加热，所述加热控温装置由所述加热控温系统控制，利用所述测温装置采集所述毛坯的温度信号并上传至控制装置，当所述毛坯的温度达到所述设定温度时，所述控制装置能够控制所述旋轮对所述毛坯进行旋压。该精确控温系统解决了现有加热旋压过程中金属材料毛坯变形区域加热温度“测不准、难控制”的问题，能够准确、有效控制加热旋压过程中金属材料毛坯变形区域的加热温度。

技术领域

本发明涉及旋压成形技术领域，是在开放环境进行加热旋压成形过程中，特别涉及一种金属材料加热旋压的精确控温系统和精确控温旋压方法。

背景技术

旋压过程中加热的目的是提高被加工金属材料的塑性、降低变形抗力，减少旋压设备输出的成形力。

旋压过程普遍采用开放式加热，加热炬火焰仅能覆盖毛坯的局部；加热炬虽然可以通过往复扫动覆盖旋压毛坯各个部位，但是火焰的大小、被加热区域、火焰与坯料之间的距离均由人工调节，存在较大波动性和随意性；强旋时工件与芯模的接触面积会发生变化，工件的表面积会发生改变；不同季节尤其在冬、夏季，旋压毛坯保证正常加工所需的加热时间和火焰大小都不同。加热温升速率不同，坯料各区域的温度分布也不相同。由此会导致产品成形的一致性差、材料局部产生过烧导致报废等一系列问题。

金属材料在实际加热旋压过程中无法采用接触测量方式获得准确的加热温度。受加热过程中润滑剂的干扰，多点式红外测温仪的测量误差太大，根本无法满足测温精度的需要。目前热旋工艺参数的调整更多是凭借经验。

综上所述，开放式加热条件下，旋压过程中无法准确获得材料变形区的实际温度并进行调节和控制。这极大限制了加热旋压工艺推广和应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属材料加热旋压的精确控温系统和精确控温旋压方法，解决在开放式加热条件下，金属材料加热旋压的精确控温难题。

本发明的技术方案给出了一种金属材料加热旋压的精确控温系统和精确控温旋压方法，目的是解决加热旋压过程中材料变形区域加热温度“测不准、难控制”的问题，藉此解决热旋产品质量一致性差、生产效率低等共性难题。实现热旋工艺参数由人工经验化向可视化、量化优化方式的改变。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种金属材料加热旋压的精确控温系统，金属材料的毛坯由旋轮进行旋压，所述精确控温系统包括测温装置、控制装置、加热控温装置，其中，所述控制装置储存有标准热源模型、加热控温系统，所述标准热源模型内包含设定温度，所述加热控温装置用于对所述毛坯进行加热，所述加热控温装置由所述加热控温系统控制，利用所述测温装置采集所述毛坯的温度信号并上传至控制装置，当所述毛坯的温度达到所述设定温度时，所述控制装置能够控制所述旋轮对所述毛坯进行旋压。

进一步地，在上述的金属材料加热旋压的精确控温系统中，所述加热控温装置包括加热炬、气路、机械臂和控制柜，所述机械臂和所述控制柜均由所述控制装置控制，所述控制柜用于向所述气路控制输送燃气，所述气路用于向所述加热炬输送燃气，所述燃气在所述加热炬处点燃并用于加热所述毛坯，所述加热炬与所述机械臂连接，所述机械臂能够控制所述加热炬靠近或者远离所述毛坯。

进一步地，在上述的金属材料加热旋压的精确控温系统中，所述机械臂具有三自由度，所述控制柜设置有电磁阀，所述电磁阀用于控制所述气路中燃气的流量。

进一步地，在上述的金属材料加热旋压的精确控温系统中，所述加热炬设置有两个或多个，两个或多个所述加热炬能够同时加热所述毛坯上的两个或多个相对的位置；所述气路设置有两条或多条，每条所述气路连通一个所述加热炬。