一种高效热成形设备的制作方法

本发明涉及一种高效热成形设备，属于成形机领域。

背景技术：

以生产航空航天器钣金件的热成形设备为例，最高加热温度可能达950℃，这些钣金件的特点是品种多批量小，而且生产需要经过待加工零件吊装、升温保温、成形降温等等过程，一般一个零件生产至少需要24小时。尤其在待加工零件升温保温这一步骤持续时间非常长，而且在这一步骤中主机通常都处于待机状态。目前，为满足生产需求，一般主机厂都是通过增加热成形机床数量这一手段。而且一般热成形压机的成本是比较高的，设备又一直处于升温保温降温这一过程，能耗成本也比较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种工作效率更高的高效热成形设备。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高效热成形设备，包括一号加热平台、机架底座以及两个工作台，机架底座上设置有两个待工工位和成形工位，两个待工工位分别为一号待工工位和二号待工工位，成形工位位于一号待工工位和二号待工工位之间，一号加热平台活动设置于成形工位处，工作台包括活动设置在机架底座上的移动平台以及安装于移动平台上的二号加热平台，其中一个工作台往返于一号待工工位和成形工位，另一个工作台往返于二号待工工位和成形工位。

本发明的有益效果为：

一个工作台处在其中一个待工工位，另一个工作台处在成形工位或者另一个待工工位。当工作台处于待工工位处时，在该工作台上盖上隔热罩可以对二号加热平台上的待加工零件进行预热或者冷却。而当工作台处于成形工位处时，可以通过将一号加热平台靠近二号加热平台，在工作台上进行待加工零件的加热及保温，之后工作台从成形工位移动至空闲的待工工位进行冷却，另一个待工工位处的工作台则移动至成形工位进行加热。以此实现一号加热平台始终处于工作状态，而非待机状态，相应的能耗浪费减少，同时工作效率获得了增加，尤其相比多台设备而言，其设备成本也有显著降低，空间利用率也获得了极大的提升。

本发明所述机架底座在成形工位处安装有定位销，定位销外露于机架底座，工作台的底部设置有定位凹槽，定位凹槽内套接有与定位销形状相匹配的销套，工作台连接有升降机构，工作台停留于成形工位处时，定位销的外壁和销套的内壁贴合。

本发明所述定位销的外壁上设置有导向面。

本发明所述成形工位的上方设置有按压工作台的夹紧机构，工作台停留于成形工位处时，夹紧机构将工作台压紧在机架底座上。

本发明所述成形工位的边缘处设置有挡块，工作台的侧壁上设置有垫板，当工作台停留于成形工位处时，垫板位于工作台和挡块之间。

本发明所述待工工位和成形工位之间设置有导轨，导轨位于移动平台的下方，移动平台的底部设置有滚轮，滚轮滚动设置在导轨上，升降机构与导轨连接。

本发明所述机架底座在成形工位处活动设置有炉门，当工作台停留至成形工位，一号加热平台、二号加热平台和炉门围拢形成加热室，机架底座在成形工位处安装有伺服电机，伺服电机连接有丝杆，丝杆上螺纹连接有螺母，螺母安装于炉门上，丝杆转动带动炉门平移。

本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明实施例工作台位于成形工位处时主视剖视结构示意图；

图2位图1中x处放大结构示意图；

图3为本发明实施例工作台底部主视结构示意图；

图4为本发明实施例双工作台热成形设备立体结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例：

参见图1-4，本实施例展示了一种双工作台热成形设备，包括一号加热平台a3、机架底座d以及两个工作台。

其中，两个工作台分别为一号工作台和二号工作台h，一号工作台和二号工作台h结构完全相同。

工作台包括移动平台a1以及安装于移动平台a1上的二号加热平台a2。移动平台a1活动安装于机架底座d上，由移动平台a1带动二号加热平台a2在机架底座d上移动。

机架底座d上设置有待工工位和成形工位g，一号加热平台a3活动设置于成形工位g处。二号加热平台a2上放置有待加工零件，二号加热平台a2在移动平台a1带动下往返于待工工位和成形工位g之间以运输待加工零件。机架底座d在成形工位g处在前、后、左、右四个方向各设置有一个炉门a6。所有炉门a6均可沿水平方向进行直线移动，同时前、后向炉门a6还能沿竖直方向进行直线移动，移动平台a1沿前后方向移动，前、后向炉门a6上下移动对移动平台a1上的二号加热平台a2进行让位。

一号加热平台a3沿竖直方向活动设置在成形工位g处。当二号加热平台a2位于成形工位g处时，一号加热平台a3向下移动，一号加热平台a3、二号加热平台a2和四个炉门a6围拢形成加热室，一号加热平台a3沿竖直方向靠近一号加热平台a3并和一号加热平台a3一起对加热室进行加热，并配合炉门a6进行保温，同时对一号加热平台a3上的待加工零件进行压制，使待加工零件成为成品零件。完成后一号加热平台a3升起从加热室顶部离开加热室，同时移动炉门a6，工作台从成形工位g移动至待工工位盖上隔热罩进行缓慢冷却。同理工作台可先在待工工位处盖上隔热罩，由二号加热平台a2对待加工零件进行预热，之后取下隔热罩，二号加热平台a2上的待加工零件由移动平台a1送往成形工位g，配合一号加热平台a3进行加热，然后再回到待工工位进行冷却。隔热罩在预热过程中进行保温，在冷却过程中防止成品零件对外过强热辐射以及防止成品零件急速冷却。

成形过程中加热室内温度最高可达950℃，为了在成形过程中减少或者避免加热室内高温对移动平台a1的影响，二号加热平台a2与移动平台a1相邻的一侧设置有隔热冷却系统。

隔热冷却系统包括保温耐火砖a4和冷却水板a5，二号加热平台a2、保温耐火砖a4、冷却水板a5和移动平台a1由上到下依次设置。成形过程中，保温耐火砖a4承重的同时对加热室内部进行保温，减少加热室内向移动平台a1传递的热量。冷却水板a5中间分布有循环水路，并通过强制冷却循环设备对循环水路内的冷却水进行降温，循环水路接入换向阀接入自来水以预防强制冷却循环设备失效的情况，通过上述结构降低移动平台a1的温度，使移动平台a1尽可能处在室温状态。

同理，一号加热平台a3的顶部也设置有保温耐火砖a4，以保证一号加热平台a3对加热室加热时加热室顶部的保温效果。同时一号加热平台a3上还连接有滑块a7，由滑块a7带动一号加热平台a3在成形工位g处进行上下移动。

一号加热平台a3和二号加热平台a2均可采用三段式加热管作为热源。

本实施例中炉门a6的平移方式如下：机架底座d在成形工位g处通过电机座安装有伺服电机，伺服电机连接有丝杆，丝杆上螺纹连接有螺母，螺母安装于炉门a6上，伺服电机带动丝杆转动，从而转化为螺母的直线运动，带动炉门a6平移。丝杆与螺母配合，实现炉门a6移动位置的精确控制。当电机轴扭矩超出或者达到临界值，可由扭矩传感器发送信号至控制伺服电机的控制器，控制丝杆，使得炉门a6停止移动或者倒退一小段距离，避免炉门a6内侧隔热棉与一号加热平台a3之间过度挤压，从而增加隔热棉的使用寿命。

此外本实施例中工作台上还可以安装如中国专利cn201810884081.4的顶杆机构，以将在成形工位g压制完成的成品零件从移动平台a1表面顶起。

本实施例中待工工位共有两个，两个待工工位分别为一号待工工位e和二号待工工位f，成形工位g位于一号待工工位e和二号待工工位f之间，一号待工工位e、成形工位g和二号待工工位f沿前后方向一直线设置。

一号工作台通过其自身的移动平台a1往返于一号待工工位e和成形工位g，二号工作台h通过其自身的移动平台a1往返于二号待工工位f和成形工位g。当一号工作台位于一号待工工位e，二号工作台h可在成形工位g和二号待工工位f之间位置切换。当二号工作台h位于二号待工工位f，一号工作台可在成形工位g和一号待工工位e之间位置切换。

以一号工作台为例，一号工作台上的零件在一号待工工位e处进行预热或冷却，二号工作台h上的零件能够在成形工位g处进行加热保温，也可以在二号待工工位f处预热或冷却。一号工作台上的零件在一号待工工位e预热完成后，若二号工作台h上的零件位于二号待工工位f冷却，则一号工作台上的零件可以前往成形工位g进行加热，一号工作台上零件加热完成后，可退回一号待工工位e处冷却，一号工作台上零件加热过程中，二号工作台h上零件在二号待工工位f完成冷却以及下一批次零件预热过程。

通过上述工作过程，相比单台现有热成形机，本实施的双工作台热成形设备约为其2.5倍的工作效率。

为了确保工作台在成形工位g处的定位效果，机架底座d在成形工位g处安装有定位销b3，定位销b3外露于机架底座d，工作台的底部设置有定位凹槽，定位凹槽内套接有与定位销b3形状相匹配的销套b4。工作台连接有用于抬升工作台的升降机构，当工作台运行至定位销b3，升降机构使工作台越过定位销b3，直至定位销b3露出机架底座d的部分对准销套b4，然后升降机构控制工作台下降，定位销b3露出在机架底座d外部分的外壁和销套b4的内壁贴合，工作台定位停留至成形工位g。

定位销b3通过螺钉拆装于机架底座d上，定位销b3的端部外露在机架底座d外，销套b4通过锥销拆装于定位凹槽内。由于使用过程中销套b4和定位销b3频繁分离和定位，因此销套b4和定位销b3容易损坏，此外为了保证销套b4和定位销b3定位效果，销套b4在工作台上的位置以及定位销b3在机架底座d上的位置需要固定，为此采用螺钉和锥销拆装的方式同时符合上述要求。

为了使得工作台下降过程中销套b4更易套住定位销b3，本实施例中定位销b3的外壁上设置有导向面b5，导向面b5一般为斜面或者圆弧面，在重力作用下定位销b3更易滑入销套b4内。同时为了保证工作台的水平度，成形工位g的上方设置有按压工作台的夹紧机构。夹紧机构将处在成形工位g的工作台进一步按压，使得定位销b3尽可能精确套入销套b4，并使得工作台和机架底座d贴合。夹紧机构可以选用油缸。

成形工位g的边缘处设置有挡块b1，工作台的侧壁上设置有垫板b2。以一号工作台为例，一号工作台的销套b4套住定位销b3时仍然有一定水平速度，此时通过垫板b2撞击挡块b1进行缓冲，使一号工作台水平速度归零，最终使得垫板b2位于一号工作台和挡块b1之间

以一号工作台为例，一号待工工位e和成形工位g之间设置有导轨，导轨位于一号工作台的移动平台a1下方，一号工作台的移动平台a1底部设置有滚轮c1，滚轮c1滚动设置在导轨上，升降机构与导轨连接，进而与一号工作台连接。相应的一号工作台通过导轨实现在一号待工工位e和成形工位g之间的位置切换和往复。升降机构通过提升导轨高度从而提升一号工作台在一号待工工位e处高度，使得一号工作台略高于定位销b3的高度，一号工作台从一号待工工位e前往成形工位g过程中，一号工作台越过销套b4直至销套b4对准销套b4，此时一号工作台在升降机构作用下下落，实现销套b4和定位销b3对准定位，一号工作台的水平速度由挡块b1配合垫板b2进行归零。

一号工作台的底部安装有电机c2、联轴器c3以及齿轮c4，电机c2通过联轴器c3与齿轮c4连接，齿轮c4与滚轮c1固定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。