CN109433913A - 一种使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法 - Google Patents

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王辉
潘蕾
光凯惠
姚运飞
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D31/00—Other methods for working sheet metal, metal tubes, metal profiles
    • B21D31/005—Incremental shaping or bending, e.g. stepwise moving a shaping tool along the surface of the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，将待渐进成型的工件局部或全部浸没在内置特定熔点熔融盐的硝盐炉内；使用硝盐炉对工件进行加热；采用渐进成型工具头对工件渐进成型，渐进成型工具头内设置与外部连通的冷却水路。本发明简便可行，成本低，温度可控性好；成形过程中，工件成形部分始终处于盐液内加热，与空气隔绝，工件出炉时表面又附有一层盐膜，所以能防止工件表面氧化和脱碳；工具头内设置用来冷却工具头的冷却水路，防止工具头温度过高，设计巧妙；在航空、航天、汽车制造等工程领域具有重要的工程应用价值和明显的经济效益。

Description

一种使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法
技术领域
本发明涉及一种温热渐进成型方法，具体来说，是一种使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法。
背景技术
渐进成形是一种新型板料柔性加工方法，它将板料成形技术和数控技术相结合，实现板材的数字化柔性生产。该技术在钣金加工领域引入了快速原型技术中的“分层制造”思想，对制件模型进行分层离散，通过数控程序控制成形工具头沿设定轨迹运动，逐层形成零件的三维包络面，实现板料塑性成形。渐进成形结构装置简单，能够大大节省模具成本和样品试样的成本，非常适合小批量、多品种、形状复杂的板料零件成形。
虽然相比于传统的冲压成形，渐进成形工艺能够提高材料的成形极限，但是对于一些在常温下塑性较差而在高温下才能得到很好的塑性加工的材料，简单的室温下的渐进成形仍然不能成形出变形较大的零件。为了使这些材料能用渐进成形进行加工，国内外学者开始把加热技术与渐进成形相结合，比如使用激光辅助渐进加热，或者利用局部自阻电加热。
但是，现有技术中采用的激光辅助渐进加热、以及利用局部自阻电加热等加热方式，成本较高、加热的温度波动较大，温度可控性较差，不利于板料渐进加工的质量，而且工件表面在高温下容易发生表面氧化或脱碳。
发明内容
本发明的目的是：提供一种使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，简便可行，成本远低于使用激光辅助渐进加热，使得渐进成型加热的温度恒定，大幅提高温度可控性；同时，使工件出炉时表面附有一层盐膜，防止工件表面氧化和脱碳。
本发明采取以下技术方案：
一种使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，将待渐进成型的工件3局部或全部浸没在内置特定熔点熔融盐5的硝盐炉4内；使用硝盐炉4对工件3进行加热；采用渐进成型工具头6对工件3渐进成型，渐进成型工具头6内设置与外部连通的冷却水路7。
进一步的，待渐进成型的工件3局部浸没在硝盐炉4内，露出在外的部分由夹具2夹持固定。
进一步的，所述工件3是板料。
进一步的，所述夹具2由支撑架1支撑，夹具2水平设置。
进一步的，所述渐进成型工具头6分为冷却水路部分和无冷却水路部分两段结构，两段结构通过螺纹或者轴套连接。
更进一步的，根据不同板料成形所需温度选择相应熔点的熔融盐5，板料成形部分始终处于熔融盐5内，使得受热均匀，并且不会氧化。
进一步的，支撑架1及夹具2设置在硝盐炉4的四周。
进一步的，依次包括以下步骤：S1、将板料在夹具中夹紧；S2、将硝盐炉4通电，使炉内温度升高；S3、启动渐进成形工具头6的水路；S4、当硝盐炉4内温度升高到设置温度时，启动渐进成形程序，使成形工具头按设定轨迹运动；S5、渐进成形结束之后，抬起渐进成形工具头6并关闭冷却水路7；S6、关闭硝盐炉电源；S7、当炉内温度降至室温时，松开夹具2，拿出成形工件。
本发明的有益效果在于：
1)简便可行，成本远低于使用激光辅助渐进加热；
2)硝盐炉内温度均匀、恒定，温度可控性远比局部自阻电加热要好。
3)成形过程中，工件成形部分始终处于盐液内加热，与空气隔绝，工件出炉时表面又附有一层盐膜，所以能防止工件表面氧化和脱碳。
4)渐进成型工具头的头部始终浸没在熔融盐内，工具头内设置用来冷却工具头的冷却水路，防止工具头温度过高，影响性能，设计巧妙。
4)在航空、航天、汽车制造等工程领域具有重要的工程应用价值和明显的经济效益。
附图说明
图1是使用硝盐炉加热的温热渐进成形装置的结构示意图。
图2是图1中的渐进成型工具头部位的局部放大图。
图中，1.支撑架，2.夹具，3.工件，4.硝盐炉，5.熔融盐，6.渐进成型工具头，7.冷却水路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1-2，一种使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，将待渐进成型的工件3局部或全部浸没在内置特定熔点熔融盐5的硝盐炉4内；使用硝盐炉4对工件3进行加热；采用渐进成型工具头6对工件3渐进成型，渐进成型工具头6内设置与外部连通的冷却水路7。
在此实施例中，参见图1，待渐进成型的工件3局部浸没在硝盐炉4内，露出在外的部分由夹具2夹持固定。
在此实施例中，所述工件3是板料。
在此实施例中，继续参见图1，所述夹具2由支撑架1支撑，夹具2水平设置。
在此实施例中，参见图2，所述渐进成型工具头6分为冷却水路部分和无冷却水路部分两段结构，两段结构通过螺纹或者轴套连接。
在此实施例中，根据不同板料成形所需温度选择相应熔点的熔融盐5，板料成形部分始终处于熔融盐5内，使得受热均匀，并且不会氧化。
在此实施例中，参见图1，支撑架1及夹具2设置在硝盐炉4的四周。
具体操作时，依次包括以下步骤：
S1、将板料在夹具中夹紧；
S2、将硝盐炉4通电，使炉内温度升高；
S3、启动渐进成形工具头6的水路；
S4、当硝盐炉4内温度升高到设置温度时，启动渐进成形程序，使成形工具头按设定轨迹运动；
S5、渐进成形结束之后，抬起渐进成形工具头6并关闭冷却水路7；
S6、关闭硝盐炉电源；
S7、当炉内温度降至室温时，松开夹具2，拿出成形工件。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，其特征在于：
将待渐进成型的工件(3)局部或全部浸没在内置特定熔点熔融盐(5)的硝盐炉(4)内；使用硝盐炉(4)对工件(3)进行加热；
采用渐进成型工具头(6)对工件(3)渐进成型，渐进成型工具头(6)内设置与外部连通的冷却水路(7)。
2.如权利要求1所述的使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，其特征在于：待渐进成型的工件(3)局部浸没在硝盐炉(4)内，露出在外的部分由夹具(2)夹持固定。
3.如权利要求1所述的使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，其特征在于：所述工件(3)是板料。
4.如权利要求1所述的使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，其特征在于：所述夹具(2)由支撑架(1)支撑，夹具(2)水平设置。
5.如权利要求1所述的使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，其特征在于：所述渐进成型工具头(6)分为冷却水路部分和无冷却水路部分两段结构，两段结构通过螺纹或者轴套连接。
6.如权利要求3所述的使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，其特征在于：根据不同板料成形所需温度选择相应熔点的熔融盐(5)，板料成形部分始终处于熔融盐(5)内，使得受热均匀，并且不会氧化。
7.如权利要求1所述的使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，其特征在于：支撑架(1)及夹具(2)设置在硝盐炉(4)的四周。
8.如权利要求3所述的使用硝盐炉加热的温热渐进成型方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
S1、将板料在夹具中夹紧；
S2、将硝盐炉(4)通电，使炉内温度升高；
S3、启动渐进成形工具头(6)的水路；
S4、当硝盐炉(4)内温度升高到设置温度时，启动渐进成形程序，使成形工具头按设定轨迹运动；
S5、渐进成形结束之后，抬起渐进成形工具头(6)并关闭冷却水路(7)；
S6、关闭硝盐炉电源；
S7、当炉内温度降至室温时，松开夹具(2)，拿出成形工件。
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