一种钛合金感应加热成型方法及系统与流程

本发明属于热加工领域，具体涉及一种钛合金感应加热成型方法及系统。

背景技术：

飞机上钛合金钣金零件的高温热成型技术是钛合金零件成型中的一个重要的技术，此技术难度大、耗费时间长、生产效率低，因而成本较高。传统的钛合金钣金零件加工过程中的钛合金热成型工序是难度最大、最核心、工时最长的一个工序。目前，钛合金角片类的零件通用的成型方法是使用模具在热成型机上加工，如使用80kw的热成型机需10小时才能将模具加热到生产温度，常规的的生产效率是每2天生产一项零件，生产效率低，能源消耗大，成本高。

因此，研究一种提高角片类零件热成型加工效率并降低成本的方法，对于企业能够快速完成批量零件生产是十分有必要的。

技术实现要素：

针对钛合金角片类零件热成型效率低下的技术问题，本发明的目的是，提供一种钛合金感应加热成型方法和系统，该方法和系统能够显著提高热成型加工效率。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种钛合金感应加热成型系统，包括折弯机、工件加热设备和模具加热设备，所述工件加热设备和模具加热设备分别位于折弯机的两侧，所述工件加热设备和模具加热设备分别用于对角片类零件的待加工的工件和相应模具加热到加工温度，所述折弯机用于对已加热的工件和模具进行固定并进行折弯加工。

进一步的，折弯机选用爱克折弯机。

进一步的，工件加热设备采用工业电阻炉。

进一步的，模具加热设备采用高频感应加热器。

一种钛合金感应加热成型方法，包括如下步骤：

步骤1：将模具安装在折弯机上；

步骤2：将工件放入工业电阻炉进行加热至649-704℃，同时，使用高频感应加热器对安装在折弯机上的模具进行加热，直至模具升649-704℃；

步骤3：取已加热完成的工件，在折弯机上通过异形弯边零件快速折弯分度器将工件定位并固定；

步骤4：运行工件对应的加工程序，使用折弯机对工件进行加工成型；

步骤5：对成型后的工件进行退火打磨，完成角片类零件的成型。

异形弯边零件快速折弯分度器，包括折弯机定位挡板、分度板、工件定位板、转动手柄、转动轴承、压紧螺钉、分度定位窗、分度标线、转动导轨槽、导轨定位销和定位销孔；

所述折弯机定位挡板、分度板和工件定位板由下至上依次叠放连接，所述折弯机定位挡板与分度板通过螺钉固定，所述分度板与工件定位板以转动轴承为轴同轴连接，所述转动手柄设置在工件定位板上，所述分度板上设置有分度标线和转动导轨槽，所述工件定位板上设置有分度定位窗和定位销孔，所述定位销孔内设置有导轨定位销，所述导轨定位销能在转动导轨槽内来回移动，所述转动轴承内设置有压紧螺钉。

进一步的，所述分度标线的角度范围为0°-30°且每格为1°。

进一步的，所述转动手柄通过两个紧固螺钉设置在工件定位板上。

进一步的，所述工件定位板与异形弯边零件所接触的边的形状互相吻合。

本发明具有如下有益效果：

采用本发明的系统和方法，能够将生产效率提高到每天生产8项零件，耗电量由80kw*10小时(800kwh)降低到25kw*1.3小时(3.25kwh),每天节约了用电量796.75kwh。因此，本发明的系统和方法能够有效提高生产效率，降低能源消耗，节省大量的生产成本。

附图说明

图1是本发明的系统的结构示意图；

图2为异形弯边零件快速折弯分度器的主视图；

图3为异形弯边零件快速折弯分度器的剖视图；

图4为异形弯边零件快速折弯分度器的装配关系图；

图5为适用典型零件示意图。

图6为异形弯边零件快速折弯分度器的装置结构图；

附图标记的含义为：1-折弯机定位挡板、2-分度板、3-工件定位板、4-转动手柄、5-转动轴承、6-紧固螺钉、7-压紧螺钉、8-分度定位窗、9-分度标线、10-转动导轨槽、11-导轨定位销、12-定位销孔、13-异形弯边零件。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施方式，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的一种钛合金感应加热成型系统，包括折弯机、工件加热设备和模具加热设备，所述工件加热设备和模具加热设备分别位于折弯机的两侧，工件加热设备和模具加热设备分别用于对角片类零件的待加工的工件和相应模具加热到加工温度，折弯机用于对已加热的工件和模具进行固定并进行折弯加工。

优选的，折弯机选用爱克折弯机。

优选的，工件加热设备采用工业电阻炉，该装置具有：加热速度快，耗电量小，方便使用的优点。

优选的，模具加热设备采用高频感应加热器，该装置具有加热效率高，速度快，低耗节能环保的优点。

该设备功率25kw,能够达到10分钟加热模具至成型温度(649-704℃)，感应加热设备启动后，由高频电偶加热器对电磁感应线圈加热，然后将电磁感应线圈套在模具外部对模具加热到达成型温度，移开电磁感应线圈；使用感应热电偶对测量模具温度。

本发明的钛合金感应加热成型方法，具体包括如下步骤：

步骤1：将模具安装在折弯机上；

步骤2：将工件放入工业电阻炉进行加热至649-704℃，同时，使用高频感应加热器对安装在折弯机上的模具进行加热，直至模具升649-704℃；

步骤3：取已加热完成的工件，在折弯机上通过异形弯边零件快速折弯分度器将工件定位并固定；

步骤4：运行工件对应的加工程序，使用折弯机对工件进行加工成型；

步骤5：对成型后的工件进行退火打磨，完成角片类零件的成型。

本发明的方法能够将生产效率提高到每天生产8项零件，耗电量由80kw*10小时(800kwh)降低到25kw*1.3小时(3.25kwh),每天节约了用电量796.75kwh。因此，本发明的方法能够有效提高生产效率，降低能源消耗，节省大量的生产成本。

如图2-图6所示，所述步骤3中提到的异形弯边零件快速折弯分度器，包括折弯机定位挡板1、分度板2、工件定位板3、转动手柄4、转动轴承5、压紧螺钉7、分度定位窗8、分度标线9、转动导轨槽10、导轨定位销11和定位销孔12；

所述折弯机定位挡板1、分度板2和工件定位板3由下至上依次叠放连接，所述折弯机定位挡板1与分度板2通过螺钉固定，所述分度板2与工件定位板3以转动轴承5为轴同轴连接，所述转动手柄4设置在工件定位板3上，所述分度板2上设置有分度标线9和转动导轨槽10，所述工件定位板3上设置有分度定位窗8和定位销孔12，所述分度定位窗3用以确定所旋转的度数，所述定位销孔12内设置有导轨定位销11，所述导轨定位销11能在转动导轨槽10内来回移动，从而带动工件定位板3转动，所述转动轴承5内设置有压紧螺钉7，当旋转度数确定时，工件定位板3与分度板2通过压紧螺钉7压紧连接。

具体的，所述分度标线9的角度范围为0°-30°且每格为1°，实现零件定位器板从0°-30°之间转换。

具体的，所述转动手柄4通过两个紧固螺钉6设置在工件定位板3上，用于更好地固定手柄。

具体的，所述工件定位板3与异形弯边零件13所接触的边的形状互相吻合。

异形弯边零件快速折弯分度器的工作过程如下：

第一步：计算出异形弯边零件的弯边反弹量展开料尺寸，以此设计出专用分度定位器，可以实现0-30°范围内任意斜边类零件的定位加工；

第二步：将专用分度定位器固定在设备原有的折弯机定位挡板1上，按照加工要求调整定位挡板的位置。

第三步：在折弯机工作台上安装模具，待异形弯边零件13和模具升温至成型温度后，将零件一边顶住定位挡板1，并固定，然后运行加工程序对零件进行折弯成型；

第四步：取下零件，对下一个零件进行加工。

采用此装置进行循环生产，每天可以完成多项零件，极大的提高了生产效率并且由于采取激光切割下料，成型后的工件退火后需对热影响区进行打磨。激光切割精确下料，热影响区只有0.1mm的宽度，大大降低了钳工的工作量。

适用典型零件图如图5所示。