一种镁合金型材热处理形变控制装置的制作方法

文档序号:14384806阅读:198来源:国知局

本实用新型涉及镁合金热加工技术领域,具体的说,是涉及一种镁合金型材热处理形变控制装置。



背景技术:

随着车辆交通行业的快速发展,降低油耗、减少尾气污染日益重要,《中国制造2025》已将“节能与新能源汽车”作为重点发展领域,明确了材料轻量化的发展战略。轻量化技术之一是采用轻质材料,镁合金作为最轻的金属结构材料,具有比强度和比刚度高、阻尼减振降噪性佳、零件尺寸稳定、电磁屏蔽能力强等一系列优点,是未来新能源汽车结构材料的重要发展方向之一。其中,变形镁合金常采用的工艺是热挤压工艺,挤压型材经过固溶或时效热处理可进一步提升力学性能。但是,由于热处理过程中产生不均匀的热应力,造成型材变形不均匀,工件直线度产生变化,甚至畸变、弯曲变形,对于大型长直(>10m)型材来说变形问题尤为突出。现有技术中,一般在热处理中采取夹持装置固定型材的方法,但是这种方法,较为过于简单、不细致,型材还须矫直。

CN105714220A专利公开了一种超长铝合金挤压型材的热处理工艺,对这种超长型材,挤压后须要通过张力矫直,再进行时效处理,未涉及如何处理热处理变形的问题。

CN205653487U专利公开了铝合金角型材立式热处理夹具,通过固定夹持的架上开数个卡槽固定型材,此技术一定程度上减缓了铝合金角型材在立式热处理过程中产生的扭拧变形,减少了后期矫形操作,但仍未彻底解决热形变问题。

CN105039651A专利公开了大型机加零件热处理夹具及热处理方法。通过开槽口与增设固定板的方法,控制大型工件热处理变形,对小型工件的处理则效果不佳。

CN206033834U专利公开了一种用于汽车后桥铝合金控制臂的热处理夹具,通过增设多个等距夹持装置,控制零件外形尺寸,减小热处理变形。

上述专利多是针对铝合金型材,且控制热处理变形的方法是一种简单夹持或固定装置的运用,这种方法操作简单,但是,由于热变形过程中,尤其对于尺寸较大的长直型材的热形变过程中,不同时间、不同位置的变形是不均匀的,现有的简易固定方法会引起型材不同位置的变形抗力不同,这种抗力会引起型材额外变形,最终热处理型材的直线度并不理想,须要后续矫直,且由于型材尺寸大,矫直困难,矫直加热时间长。因此,现有方法并不是一种智能的、均匀的控制热处理变形的方法,也为后续矫直带来困难。



技术实现要素:

本实用新型为了解决上述问题,提出了一种镁合金型材热处理形变控制装置,有效的解决了现有的镁合金型材,尤其是镁合金长直型材热处理过程中的变形问题,减少镁合金型材热处理畸变,降低下一步工序矫直的难度,显著提高了型材成品率。

为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

一种镁合金型材热处理形变控制装置,包括:热处理平台、夹持装置、液压动力机构、连杆机构、形变探测装置及控制单元,所述热处理平台位于热处理炉内,所述夹持装置位于所述热处理平台上方,并通过所述连杆机构与所述液压动力机构连接,所述形变探测装置位于所述液压动力机构一侧,所述夹持装置内部设有压力探测装置,所述压力探测装置、形变探测装置及所述液压动力机构均与所述控制单元连接,所述形变探测装置将镁合金型材的局部形变位移反馈给控制单元,控制单元根据该形变位移调整夹持装置的夹持力,进而产生补偿位移,实现对形变的实时矫直。

进一步的,所述夹持装置还包括多个夹持块,多个夹持块沿所述镁合金型材的长度方向均布于所述热处理炉的上方,用于将镁合金型材固定在热处理平台上。

进一步的,所述压力探测装置包括压力传感器,所述压力传感器实时探测夹持块对镁合金型材的夹持力,并将探测到的夹持力的大小传送至控制单元,以便控制单元实时调整液压动力机构的施力强度。

进一步的,所述液压动力机构包括液压缸,所述液压缸的数量与所述夹持块的数量相同,所述液压缸的下端通过连杆机构与所述夹持装置连接,所述连杆机构将液压缸输出的压力垂直输送至夹持块,以使镁合金型材紧密贴合在所述热处理平台上。

进一步的,所述形变探测装置包括红外线位置传感器,用于实时探测镁合金型材的局部位移。

进一步的,所述红外线位置传感器的数量与所述液压缸的数量相同,且各个红外位置传感器分别对应的位于各个液压缸一侧,实时探测镁合金型材的局部位移,一旦出现超出正常范围的形变或某一处与其他各处形变位移差距明显,所述控制单元将结合各个所述红外线位置传感器的探测数据对该区域处的液压缸输出的压力进行调节。

进一步的,所述连杆机构包括连接液压动力机构及夹持装置的连杆,所述连杆的数量与所述夹持装置数量相同。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:

(1)本实用新型有效的解决了现有的镁合金型材,尤其是镁合金长直型材热处理过程中的变形问题,减少镁合金型材热处理畸变,降低下一步工序矫直的难度。

(2)本实用新型通过形变探测装置、压力探测装置与液压动力之间的配合,可实现控制单元在热处理过程中实时调节镁合金型材异常形变的问题,不仅不影响整个热处理工序的进度,同时保证了产品合理率,具有较好的实用价值。

(3)本实用新型在镁合金长度方向均匀布置多个夹持装置,并可对镁合金型材的局部进行形变矫直,因而特别适用于对镁合金长直型材热处理的形变控制。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的限定。

图1是本实用新型的结构图;

其中,1-热处理炉,2-热处理平台,3-镁合金型材,4-夹持装置,5-连杆机构,6-液压动力机构,7-形变探测装置,8-控制单元。

具体实施方式:

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1为本申请的一种优选的实施方式:

如图1所示,一种镁合金型材热处理形变控制装置,包括:热处理平台2、夹持装置4、液压动力机构6、连杆机构5、形变探测装置7及控制单元8,所述热处理平台2位于热处理炉1内,所述夹持装置4位于所述热处理平台2的上方,并通过所述连杆机构5与所述液压动力机构6连接,所述形变探测装置7位于所述液压动力机构6一侧,所述夹持装置4内部设有压力探测装置,所述压力探测装置、形变探测装置7及所述液压动力机构6均与所述控制单元8连接,所述形变探测装置7将镁合金型材3的局部形变位移反馈给控制单元8,控制单元8根据该形变位移调整夹持装置4的夹持力,进而产生补偿位移,实现对形变的实时矫直。

所述夹持装置4还包括多个夹持块,多个夹持块沿所述镁合金型材3的长度方向均布于所述热处理炉1的上方,用于将镁合金型材3固定在热处理平台2上。

所述压力探测装置包括压力传感器,所述压力传感器实时探测夹持块对镁合金型材3的夹持力,并将探测到的夹持力的大小传送至控制单元8,以便控制单元8实时调整液压动力机构的施力强度。

所述液压动力机构6包括液压缸,所述液压缸的数量与所述夹持块的数量相同,所述液压缸的下端通过连杆机构5与所述夹持装置4连接,所述连杆机构5将液压缸输出的压力垂直输送至夹持块,以使镁合金型材3紧密贴合在所述热处理平台2上。

所述形变探测装置7包括红外线位置传感器,用于实时探测镁合金型材3的局部位移。

所述红外线位置传感器的数量与所述液压缸的数量相同,且各个红外位置传感器分别对应的位于各个液压缸一侧,实时探测镁合金型材3的局部位移,一旦出现超出正常范围的形变或某一处与其他各处形变位移差距明显,所述控制单元8将结合各个所述红外线位置传感器的探测数据对该区域处的液压缸输出的压力进行调节。

所述连杆机构5包括连接液压动力机构6及夹持装置4的连杆,所述连杆的数量与所述夹持装置数量相同。

通过在型材热处理过程的变形控制装置,最大程度降低形变程度,降低了后学人工矫直难度,并且热处理后的工件性能也能满足要求。

实施例2为本实用新型另一种优选的实时方式:

本实施例介绍了一种应用上述装置的镁合金型材热处理形变控制方法,该方法包括如下步骤:

1)将镁合金型材放置在热处理炉内的热处理平台上,调整液压动力机构内各个液压缸的施力大小,使各个夹持块对镁合金型材相应部分的夹持力一致;

2)各个形变探测装置实时对其各自对应的镁合金型材的局部进行形变位移的探测,并将探测到的形变结果传送给控制单元;

3)控制单元根据探测结果判断镁合金型材各部分是否存在异常形变,若不存在异常形变,则保持整个热处理形变控制装置的动作,若存在局部的异常形变,则对该形变区域处的液压动力机构的施力大小进行调整;

4)夹持装置内的压力探测装置实时探测夹持装置对镁合金型材的压力值,并将该压力值实时传送给控制单元,以便控制单元实时调节液压动力机构的施力大小,镁合金型材局部的形变位移得到补偿。

步骤1)中,调整液压动力机构内各个液压缸的施力大小,使各个夹持块对镁合金型材相应部分的夹持力一致的具体方法为:通过控制单元指令各个液压缸施加压力,通过连杆使夹持块接触镁合金型材,并通过压力探测装置与相应的形变探测装置的配合,实现液压动力机构对镁合金型材各部分的夹持力一致。

步骤3)中,判断镁合金型材各部分是否存在异常形变的具体方法包括如下步骤:

步骤a.控制单元比较各个形变探测装置探测到的局部形变位移量,判断各个形变探测装置所探测到的形变位移量是否在标准范围内,若不在标准内,控制单元通过液压动力机构对夹持力进行调整;

步骤b.控制单元比较各个形变探测装置探测到的各个局部的形变位移量,若存在明显低于或高于其他形变位移量的探测点,则控制单元通过调整对应的液压缸的施力大小来对该探测点对应的镁合金型材的局部夹持力,以使异常形变位移得到补偿。

热处理过程中,由于热处理过程中变形不均匀导致检测位置发生位移,形变探测装置7实时检测镁合金型材的各部分位移,并将位移量反馈到控制单元8,控制单元8依据不同时间的位移差值,指令液压动力机构6施加动力,使夹持力增加,控制镁合金型材3局部发生反向补偿变形,矫正型材3的热变形。其中,检测与施加夹持力的过程是实时,在热处理的整个过程中进行,直至热处理结束。

通过控制单元8与形变探测装置7、液压动力机构6及夹持装置4之间的配合,实现了对整个热处理过程中形变的智能调节,以此来控制镁合金型材的热变形。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述,但并非对本实用新型保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本实用新型的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

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