油浴式鋁合金板溫成形裝置的製作方法
2024-02-20 19:04:15
本實用新型技術屬於板料塑性成形領域，具體涉及一種油浴式鋁合金板溫成形裝置。
背景技術：
隨著環境汙染和能源短缺兩大社會問題的日益尖銳，促使汽車產業將持續發展的核心放在能源和環保上，而以汽車輕量化為主導的先進汽車材料技術是實現這一目標的重要保證，因此輕量化成為未來汽車技術發展的主要方向。據有關資料介紹，汽車重量每減輕10%，百公裡油耗可減少6%；若一輛中型轎車（約1500kg）減少350kg，則其在使用年限內至少能降低約5250kg的廢氣。用鋁合金材料作為汽車車身內外板代替傳統碳鋼板，可使車身減重大約47%，降低油耗達28.2%。而且承受力相同時，鋁合金比鋼輕60%；承受同樣的衝擊，鋁板比鋼板多吸收50%的衝擊能，更具安全性。此外，汽車用鋁的60%來自回收的廢鋁，估計到2020年，可上升到93%。顯然，鋁合金的使用不僅可顯著改善燃料運輸的經濟性，而且利用回收廢料製成鋁合金還能降低汽車結構件的生產成本。
但是，鋁合金板在常溫下塑性能力很差，是難以加工成形的，這制約了鋁合金的應用。而在一定溫度下成形是目前解決鋁合金成形較為有效的方法之一。傳統的溫成形有兩種方法：第一種對鋁板直接加熱到設定溫度，再放入模具，啟動壓力機，滑塊下行，壓製成形，滑塊上行，取出工件。在這個過程中，啟動壓力機（成形零件一般用油壓機）到成形零件需要一定的時間，尤其是油壓機滑塊下行速度相對較慢，已經加熱的材料放在模具上等待成形時，板坯溫度肯定會降低，無法準確保證成形溫度；第二種在模具中用加熱管進行加熱，溫度能進行一定的控制，但是針對零件複雜或者曲面度較高的模具，加熱管是無法布置和實施的，所以局限性也很大。
技術實現要素：
針對現有技術存在的上述不足，本實用新型的目的在於提供一種能準確控制和設定成形溫度、對於複雜零件或曲面度較高的模具也能正常實現溫成形的油浴式鋁合金板溫成形裝置。
為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下：
油浴式鋁合金板溫成形裝置，其特徵在於：包括下模、上模和溫控系統；下模包括下模板、通過設置在下模板上的圍壁與下模板形成容置腔的油浴槽、設置在油浴槽內通過壓料板彈簧與下模板連接的壓料板、設置在壓料板和下模板之間的凸模，在油浴槽內設有油液，油液液面高於凸模低於壓料板；壓料板中間設有對應於凸模的開口；上模包括上模板、設置在上模板上的凹模和設置在凹模內的推件塊，凹模的位置與凸模相對應；溫控系統包括控制單元及設置在油浴槽底部的加熱管和熱電偶，加熱管用於加熱置入油浴槽中的油液，熱電偶用於實時檢測油液的溫度，熱電偶的輸出接控制單元，控制單元的輸出接加熱管，以根據熱電偶檢測的油液溫度控制加熱管的啟停。當熱電偶檢測到油溫達到設定溫度後加熱管停止對油液加熱，當檢測到低於設定溫度後開始加熱；油液的初始高度低於壓料板初始高度，高於凸模的高度。
作為優化，所述壓料板彈簧與壓料板和下模可拆卸地連接。
作為優化，所述油浴槽的高度大於凹模到達下模的成形完成位置時油液能達到的最大高度。
所述壓料板可以高於油浴槽的高度，這樣用機械手放置板料時，可以儘量降低油浴槽對放料的影響，即油浴槽不會對機械手放料帶來妨礙。
為方便下模轉運，所述油浴槽上方設有將其開口封蓋的油槽蓋板。
與現有的技術相比，本實用新型具有如下有益效果：
1、本實用新型通過對凸模、凹模、壓料板和板料的加熱並實時監控，可以有效確保進行成形時的溫度，避免了測量溫度後成形導致成形溫度只能靠經驗估計的局面；
2、本實用新型可以通過溫控系統任意設定成形溫度，為不同型號的板料設定最適宜的成形溫度，提高成形效率；
3、本實用新型中油浴式溫成形還不受模具和最終產品複雜程度的影響，能夠適用於各種複雜度的模具和板料的生產；
4、本實用新型在連續工作狀態下，溫度能很好地保持，由此可以加快整個流程，從而提高工作效率；
5、本實用新型下模可以密封成為一個整體，不用放油和注油，轉運非常方便；
6、本實用新型設計壓料板可以高出油浴槽高度，機械手和人工操作均可，定位更準確、更直觀，使得模具應用更為廣泛。
附圖說明
圖1是實施例上模的結構示意圖；
圖2是實施例上模的B-B剖視圖；
圖3是實施例上模的立體圖；
圖4是實施例下模的結構示意圖；
圖5是實施例下模的A-A剖視圖；
圖6是實施例下模的立體圖；
圖7是實施例下模封閉狀態的結構示意圖；
圖8是實施例下模封閉狀態的C-C剖視圖；
圖9是實施例下模封閉狀態的立體圖；
圖10是實施例中壓料板位置變化示意圖。
圖中，1-上模板，2-凹模，3-推件塊，4-推件彈簧，5-下模板，6-油浴槽，7-壓料板彈簧，8-壓料板，9-凸模，10-加熱管，11-熱電偶，12-油槽蓋板。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
油浴式鋁合金板溫成形裝置，如圖1~圖6所示，包括下模、上模和溫控系統；下模包括下模板5、通過設置在下模板5上的圍壁與下模板5形成容置腔的油浴槽6、設置在油浴槽6內通過壓料板彈簧7與下模板5連接的壓料板8、設置在壓料板8和下模板5之間的凸模9，壓料板8中間設有對應於凸模9的開口；上模包括上模板1、設置在上模板1上的凹模2和設置在凹模2內腔的推件塊3，推件塊3通過推件彈簧4與凹模連接。凹模2的位置與凸模9相對應。溫控系統包括設置在油浴槽6底部的加熱管10和熱電偶11，加熱管10用於加熱置入油浴槽6中的油液，熱電偶用於實時檢測油液的溫度，熱電偶的輸出接控制單元，控制單元的輸出接加熱管，以根據熱電偶檢測的油液溫度控制加熱管的啟停。當熱電偶檢測到油溫達到設定溫度後加熱管10停止對油液加熱，當檢測到低於設定溫度後開始加熱；油液的初始高度低於壓料板8初始高度，高於凸模9的高度。油液位於凸模上的高度大於凹模成形部分、壓料板和鋁合金板料三者高度和，這樣當凹模成形部分完全進入油液時，不會與凸模接觸。
本裝置的工作流程：先由加熱管對油浴槽中的油液進行加熱，此時壓料板處於初始位（位於油液上方）；達到設定溫度後，由機械手（或人工）將待加工鋁合金板放在壓料板上，壓力機帶著上模下行，當凹模成形部分淹沒入油液時，凹模將板料和壓料板壓到暫停位停留一定時間（暫停位為開始成形前的準備位置，該位置應使板料、壓料板和凹模成形部位淹沒於油液中）；待凹模溫度達到油溫後，壓力機帶著上模繼續下行，配合凸模對板料進行塑性成形；成形完成後，上模上行，同時壓料板在壓料板彈簧的作用下推動工件一起隨上模上行並浮出油液面，工件留在凹模內，最後通過推件塊將凹模中的工件推出。
這樣一來，通過對凸模、凹模、壓料板和板料的加熱並實時監控，可以有效確保進行成形時的溫度，避免了測量溫度後成形導致成形溫度只能靠經驗估計的局面；還可以通過溫控系統任意設定成形溫度，為不同型號的板料設定最適宜的成形溫度，提高成形效率；油浴式溫成形還不受模具複雜程度的影響，能夠適用於各種複雜度的模具，解決了對於零件複雜或者曲面度較高的模具，加熱管難以布置和實施的問題；在連續工作狀態下，凹模因為已經有一定的溫度，其升溫的時間比第一次加熱時要短很多，這樣相當於加快了整個流程，從而提高了工作效率；油液的初始高度低於壓料板初始高度，是為了防止機械手或操作人員直接接觸到高溫油液，高於凸模的高度是為了保證油液加熱時凸模也能隨之達到指定溫度。
所述壓料板彈簧7與壓料板8和下模可拆卸地連接。這樣便於根據不同模具調整壓料板的高度。
所述油浴槽6的高度大於凹模2到達下模的成形完成位置時油液能達到的最大高度。這樣可以防止油液從油浴槽中溢出，提高了裝置工作時的安全性，同時也可以減少油液的浪費。
所述推件塊3設置在凹模2內側，通過推件彈簧4與上模板1連接。這樣可以更快捷方便地從凹模內取出工件。
所述壓料板8可以高於油浴槽6的高度，這樣用機械手放置板料時，可以儘量降低油浴槽對放料的影響，即油浴槽不會對機械手放料帶來妨礙。當然，由於壓料板高於油浴槽的高度，也可以人工操作放置坯料，不用擔心高溫油液，同時由於整個放置坯料過程可見，所以定位更準確、更直觀。
為方便下模轉運，所述油浴槽6上方設有將其開口封蓋的油槽蓋板12。通過油槽蓋板的封蓋，油浴槽內的油液不用擔心在轉運過程中蕩出，即可以連同油液一起轉運，為移動整套模具帶來方便。此種情況下，壓料板可以位於油浴槽內，也可以高於油浴槽。如果高於油浴槽，那麼在蓋板蓋下時，在蓋板作用下，壓料板被壓下退縮回油浴槽中。
本裝置在實際使用中，不同的模具結構並不影響本裝置溫成形的效果。本裝置不僅適用於各種鋁合金板，還可以用於鎂合金等板料的溫成形。
本實用新型的上述實施例僅僅是為說明本實用新型所作的舉例，而並非是對本實用新型的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這裡無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬於本實用新型的技術方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍之列。