一种适合板材加热折弯的模具系统与方法

本发明涉及板材加热折弯，尤其涉及一种适合板材加热折弯的模具系统与方法。

背景技术：

1、目前较为普遍的折弯方式是在室温条件下进行折弯，以镁合金为例，镁合金具有良好的导热性、电磁屏蔽性，但在室温条件下进行折弯，折弯处会产生多处裂纹甚至发生断裂，温度是严重影响包含镁合金在内的多种材料发生室温条件下折弯断裂的重要因素。业内人士对加热折弯一直都有研究，先通过一定的加热方式加热板材后再放置到折弯模具进行折弯是一种常见方式，但是该方式过程繁琐费时且加热后放置到折弯模具过程中会产生热量损耗，目标加热折弯温度的保证有困难，另外，直接对板材本身进行加热，在提高了板材本身塑性的同时也会一定程度影响折弯后的材料性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，其能够针对板材进行加热折弯，且折弯过程的目标加热折弯温度可通过折弯上单元的加热棒、折弯下单元与电磁控制单元相连的高频电磁感应线圈进行调节，有效避免包含镁合金在内的多种材料在室温条件下发生折弯断裂与裂纹的产生，目标加热折弯温度调节范围较大，可提高板材折弯品质、提升板材折弯效率。另外，通过热量传递的方式间接加热板材，在保证目标加热折弯温度的同时，又可降低直接加热板材本身后进行折弯对材料性能的不利影响。

2、为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，包括由置于刀具与机床床体（图未示）接触处的上隔热板、设置有沿刀刃方向通孔的刀具、加热棒组成的折弯上单元，由金属下模具、高频电磁感应线圈、电磁屏蔽材料、绝缘体、下隔热板组成的折弯下单元，与板材连接的温度传感器单元以及电磁控制单元组成，除电磁控制单元外，整个模具系统的几何尺寸可依工作需要等比例调整且与机床床体（图未示）相连；

4、通孔放置加热棒对刀具进行加热，目标加热折弯温度可由加热棒进行调节，交变电流在高频电磁感应线圈中产生交变磁场后，处于交变磁场中的金属下模具产生涡流，利用涡流的焦耳热效应加热金属下模具，金属下模具与刀具的目标加热折弯温度相同，板材放置于金属下模具上，金属下模具的温度传递到板材，温度传感器单元测得板材的温度达到目标加热折弯温度后进行折弯，折弯过程中，刀具的温度也同步传递到板材保证目标加热折弯温度。

5、进一步地，所述金属下模具的几何体中心处设有下通孔。

6、进一步地，所述下通孔内设置有高频电磁感应线圈，所述高频电磁感应线圈与金属下模具之间填充具有导热、绝缘和耐高温的灌封胶。

7、进一步地，所述电磁屏蔽材料包裹于金属下模具除放置板材一侧的其余表面。

8、进一步地，所述绝缘体置于电磁屏蔽材料外侧靠近下隔热板一端。

9、进一步地，所述下隔热板置于绝缘体下侧与机床床体（图未示）接触处。

10、进一步地，所述通孔的半径及相邻两通孔的间距可依据目标加热折弯温度自主设计与选择。

11、进一步地，所述加热棒的尺寸依据通孔的尺寸进行选择。

12、进一步地，所述电磁控制单元至少包括具有调节高频电磁感应线圈交变电流大小的功能。

13、进一步地，所述高频电磁感应线圈的线圈匝数与尺寸可依据目标加热折弯温度自主设计与选择。

14、本发明所述的一种适合板材加热折弯的模具系统与方法的优点和积极效果至少包括：

15、设置在折弯上单元的加热棒、折弯下单元与控制单元连接的高频电磁感应线圈可对刀具、金属下模具进行加热，模具的温度传递到板材上实现板材的间接加热；

16、加热棒与高频电磁感应线圈可实现大范围的温度调节，从而实现目标加热折弯温度的大范围要求；

17、整个过程操作简单，可有效避免板材折弯断裂与裂纹产生，对提高板材折弯成型品质、提升板材折弯成型效率具有积极效果。

18、为了更清楚表达本发明的内容，下面通过附图和实施例对本发明作进一步非限制性详细说明。

技术特征：

1.一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，其特征在于：包括由置于刀具（12）与机床床体（图未示）接触的上隔热板（11）、设置有沿刀刃方向通孔（13）的刀具（12）、加热棒（14）组成的折弯上单元（1），由金属下模具（21）、高频电磁感应线圈（22）、电磁屏蔽材料（23）、绝缘体（24）、下隔热板（25）组成的折弯下单元（2），与板材（3）连接的温度传感器单元以及电磁控制单元组成，除电磁控制单元外，整个模具系统的几何尺寸可依工作需要等比例调整且与机床床体（图未示）相连；

2.根据权利要求1所述的一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，其特征在于：所述金属下模具（21）的几何体中心处设有下通孔（211）。

3.根据权利要求2所述的下通孔（211），其特征在于：所述下通孔（211）内设置有高频电磁感应线圈（22），所述高频电磁感应线圈（22）与金属下模具（21）之间填充具有导热、绝缘和耐高温的灌封胶。

4.根据权利要求1所述的一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，其特征在于：所述电磁屏蔽材料（23）包裹于金属下模具（21）除放置板材（3）一侧的其余表面。

5.根据权利要求1所述的一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，其特征在于：所述绝缘体（24）置于电磁屏蔽材料（23）外侧靠近下隔热板（25）一端。

6.根据权利要求1所述的一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，其特征在于：所述下隔热板（25）置于绝缘体（24）下侧与机床床体（图未示）接触处。

7.根据权利要求1所述的一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，其特征在于：所述通孔（13）的半径及相邻两通孔（13）的间距可依据目标加热折弯温度自主设计与选择。

8.根据权利要求1所述的一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，其特征在于：所述加热棒（14）的尺寸依据通孔（13）的尺寸进行选择。

9.根据权利要求1所述的一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，其特征在于：所述电磁控制单元至少包括具有调节高频电磁感应线圈（22）交变电流大小的功能。

10.根据权利要求1所述的一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，其特征在于：所述高频电磁感应线圈（22）的线圈匝数与尺寸可依据目标加热折弯温度自主设计与选择。

技术总结
本发明公开了一种适合板材加热折弯的模具系统与方法，包括由上隔热板、设置有沿刀刃方向通孔的刀具、加热棒组成的折弯上单元；金属下模具、高频感应电磁线圈、电磁屏蔽材料、绝缘体、下隔热板组成的折弯下单元；温度传感器单元和电磁控制单元组成。利用加热棒和涡流的焦耳效应可分别将刀具和金属下模具加热，加热温度传递到板材，与板材连接的温度传感器单元测量达到目标加热折弯温度后进行折弯。本发明采用上述适合板材加热折弯的模具系统与方法，可对板材进行间接加热，实现目标加热折弯温度的大范围调节，对提高板材折弯品质、提升板材折弯效率具有积极效果。

技术研发人员：宁方坤,李子一,马立峰,贾伟涛,孔淑萍
受保护的技术使用者：太原科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16