一种热渐进成形的保温装置

1.本发明属于热渐进保温领域，具体涉及一种热渐进成形的保温装置。


背景技术：

2.渐进成形技术是依据分层制造思想，把三维零件二维化，利用成形工具头，沿着轮廓等高线逐层挤压出所需零件形状，具有无模具(或使用简单模具)和低成本等优点；对于较厚板料或强度较高的板料的渐进成形加工，冷加工存在设备刚度差、成形几何精度低等缺点，而通过加热使板料软化可以有效解决冷加工存在问题。
3.但传统的渐进成形机不具有加热功能，需要的成形力比较大；此外，成形具有复杂外形的零件或常温难加工材料时容易造成工件破裂或褶皱，给传统渐进成形机带来严重挑战，热加工渐进成形机应运而生；目前已有的热加工渐进成形加热方法有热传导、电阻加热、辐射加热、摩擦加热、激光加热等；但无论采用那种加热方法对板件进行加热，有一部分热量都不可避免的在开放的空间中散失，降低了加热效率的同时增加了加热时间，因此在热加工渐进成形过程中采用保温装置不仅可以减少渐进成形过程中热量的散失，使板料容易达到较高温度，提高能源利用的同时还可以缩短加工时长，提高加工效率。
4.因此，为了解决上述问题，本文提出一种热渐进成形的保温装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于设计具有结构简单、密封性好，能够有效对热渐进成形中的板料进行加热保温、不影响渐进加工进程的一种热渐进成形的保温装置。
6.为了达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种热渐进成形的保温装置，包括工作台、保温装置、支撑装置和成形工具，其特征在于：所述保温装置包括固定安装在工作台顶部的保温底板、固定连接保温底板顶部的保温箱体和液压机构、设置在箱体外壁的板件置入口、转动连接板件置入口顶部的密封门、设置在密封门中部的观测窗、安装在箱体顶部的密封机构、设置在密封机构内部的控制环；所述支撑装置包括固定安装在保温底板顶部的加热机构、安装在加热机构内部的成形工装、设置在成形工装顶部的夹紧机构；所述成形工具从控制环中间位置置入保温箱体内部。
7.进一步的，所述保温底板、保温箱体、密封门、密封机构、控制环、成形工装和夹紧机构均采用耐高温不导磁的绝缘隔热材料制成；所述观测窗采用耐高温不导磁的透明材料制成。
8.进一步的，所述液压机构侧壁固定连接有电源线和控制线、控制线末端固定连接控制手柄。
9.进一步的，所述密封机构包括水平移动机构和竖直移动机构；所述水平移动机构滑槽连接竖直移动机构上端；所述水平移动机构以控制环为中心对称分为第一水平移动机构和第二水平移动机构；所述竖直移动机构以控制环为中心对称分为第一竖直移动机构和第二竖直移动机构。
10.进一步的，所述第一水平移动机构、第二水平移动机构、第一竖直移动机构和第二竖直移动机构均采用可以套装在一起的伸缩板和伸缩杆组合而成；所述伸缩板顶部均设置有移动槽；所述伸缩杆通过油管连接至液压机构。
11.进一步的，所述控制环包括安装在水平移动机构和竖直移动机构中间位置的环体、等距圆周设置在环体内部的距离传感器；所述环体外侧设置有与移动槽滑槽连接的滑动块；所述距离传感器电性连接至控制手柄。
12.进一步的，所述加热机构包括保温底板顶部的不导磁加热仓、固定安装在不导磁加热仓内壁的电磁加热器；所述电磁加热器电性连接控制手柄。
13.进一步的，所述夹紧机构包括固定连接保温箱体两端侧壁的固定块、设置在固定块末端的夹紧杆、固定连接夹紧杆下端的夹紧块、固定安装在夹紧块下端的温度传感器、位于夹紧块与成形工装的板料；所述夹紧杆通过油管连接至液压机构；所述温度传感器电性连接至控制手柄。
14.本发明的有益效果是：
15.1)、本发明通过设置保温装置和支撑装置，可以实现在高温渐进成形时对板料快速加热并进行保温和夹持的目的，达到升温高效、快速，大大提高了能源利用率，成形稳定、保温效果好；可用于板料渐进成形时需要对板料进行高温处理再加工的情况；
16.2)、本发明通过将密封机构拆分为由伸缩板和伸缩杆构成的第一水平移动机构、第二水平移动机构、第一竖直移动机构和第二竖直移动机构，在液压机构的配合下，使位于第一水平移动机构、第二水平移动机构、第一竖直移动机构和第二竖直移动机构中间位置的控制环可以进行水平和竖直方向的全方位自动移动；实现在实现保温功能的情况下，不影响不影响渐进加工进程；
17.3)、本发明通过在控制环内部设置距离传感器，可以实现在渐进加工进程中控制环与成形工具在密封机构上进行相对静止移动，有效避免在由的过程中成形工具触碰控制环对成形工具造成阻力，影响加工精度；
18.4)、本发明通过设置液压机构、电源线、控制线和控制手柄，可以实现连接外部电源为装置动作提高电源，同时实现远端控制，增大自动化操作，减少操作者使用疲劳；
19.5)、本发明通过设置加热机构、温度传感器和控制手柄，可以实现对板料进行加热，同时实时监测板料温度，实现远端自动控制加热，使板料温度始终满足热加工渐进成形的加工需求，减小操作人员使用疲劳，增大装置实用性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明整体结构示意图；
22.图2是本发明另一方向整体结构示意图；
23.图3是本发明正视图；
24.图4是本发明俯视图；
25.图5是本发明图4中a处放大示意图；
26.图6是本发明沿图4中a-a线剖面试图；
27.图7是本发明图6中b处放大示意图；
28.图8是本发明图6中c处放大示意图；
29.图9时本发明具体使用结构示意图；
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.1、工作台；2、保温装置；21、保温底板；22、保温箱体；23、液压机构；231、电源线；232、控制线；233、控制手柄；24、板件置入口；25、密封门；26、观测窗；27、密封机构；271、第一水平移动机构；271a、伸缩板；271b、伸缩杆；271c、移动槽；272、第二水平移动机构；273、第一竖直移动机构；274、第二竖直移动机构；28、控制环；281、环体；282、距离传感器；283、滑动块；3、支撑装置；31、加热机构；311、不导磁加热仓；312、电磁加热器；32、成形工装；33、夹紧机构；331、固定块；332、夹紧杆；333、夹紧块；334、温度传感器；335、板料；4、成形工具。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1
34.参阅图1至图9所示，一种热渐进成形的保温装置，包括工作台1、保温装置2、支撑装置3和成形工具4，其特征在于：所述保温装置2包括固定安装在工作台1顶部的保温底板21、固定连接保温底板21顶部的保温箱体22和液压机构23、设置在箱体22外壁的板件置入口24、转动连接板件置入口24顶部的密封门25、设置在密封门25中部的观测窗26、安装在箱体22顶部的密封机构27、设置在密封机构27内部的控制环28；所述支撑装置3包括固定安装在保温底板21顶部的加热机构31、安装在加热机构31内部的成形工装32、设置在成形工装32顶部的夹紧机构33；所述成形工具4从控制环28中间位置置入保温箱体22内部。
35.所述保温底板21、保温箱体22、密封门25、密封机构27、控制环28、成形工装32和夹紧机构33均采用耐高温不导磁的绝缘隔热材料制成；所述观测窗26采用耐高温不导磁的透明材料制成。避免在加热过程中各机构损坏，同时尽量避免热量丧失，进一步加快加热效率。
36.所述液压机构23侧壁固定连接有电源线231和控制线232、控制线232末端固定连接控制手柄233。连接外部电源为装置动作提高电源，同时实现远端控制，增大自动化操作，减少操作者使用疲劳。
37.所述密封机构27包括水平移动机构和竖直移动机构；所述水平移动机构滑槽连接竖直移动机构上端；所述水平移动机构以控制环28为中心对称分为第一水平移动机构271和第二水平移动机构272；所述竖直移动机构以控制环28为中心对称分为第一竖直移动机构273和第二竖直移动机构274。实现控制环28在密封机构27上进行水平、竖直全方位动作。
38.所述第一水平移动机构271、第二水平移动机构272、第一竖直移动机构273和第二竖直移动机构274均采用可以套装在一起的伸缩板271a和伸缩杆271b组合而成；所述伸缩
板271a顶部均设置有移动槽271c；所述伸缩杆271b通过油管连接至液压机构23。实现自动改变控制环28所处位置，不对成形工具动作产生阻力，影响加工精度。
39.所述控制环28包括安装在水平移动机构和竖直移动机构中间位置的环体281、等距圆周设置在环体281内部的距离传感器282；所述环体281外侧设置有与移动槽271c滑槽连接的滑动块283；所述距离传感器282电性连接至控制手柄233。实现控制环28与成形工具4相对静止进行移动，避免对成形工具4造成阻力，影响加工精度。
40.所述加热机构31包括保温底板21顶部的不导磁加热仓311、固定安装在不导磁加热仓311内壁的电磁加热器312；所述电磁加热器312电性连接控制手柄233。可以对板料335进行加热，使板料满足热加工渐进成形的加工需求；同时远端自动进行加热控制，减小操作人员使用疲劳，增大装置实用性。
41.所述夹紧机构33包括固定连接保温箱体22两端侧壁的固定块331、设置在固定块331末端的夹紧杆332、固定连接夹紧杆332下端的夹紧块333、固定安装在夹紧块333下端的温度传感器334、位于夹紧块333与成形工装32的板料335；所述夹紧杆332通过油管连接至液压机构23；所述温度传感器334电性连接至控制手柄233。可以对板料335进行夹紧和温度监测，使板料335在进行加工时不发生移动，使板料335温度始终满足渐进成形加工需求。
42.实施例2
43.本实施例对本装置的使用方法做具体叙述：
44.s1、使用者在使用前首先将成形工具4的刀具进行对刀，对刀完毕后将成形工具4移动至不影响本装置安装的位置；然后将本装置的固定至工作台1上表面合适位置，便于成形工具4对刀后能正常工作；将电源线231连接外部电源、通过控制手柄233开启装置电源、使各机构通电，此时操作控制手柄233调整控制环28位置位于保温箱体22正中位置，使其满足初始阶段控制环28能正对保温箱体22内部中间位置；完成初始准备；
45.s2、然后开始放置板料335；首先手动打开密封门25，将标记有初始成形位置的板料335通过板件置入口24放入保温箱体22内部，使板料335位于成形工装32上表面合适位置，操作控制手柄233控制夹紧机构33动作将板料335夹紧，此时关闭密封门25，并通过观测窗26对板料335位置进行再一次确定，当板料335放置位置出现问题时重新开启密封门25进行调整、当板料335放置无误后，开始下一步操作；
46.s3、放置完毕板料335后，将对刀完毕后移动至一旁的成形工具4移动至控制环28正上方、同时控制成形工具4向下移动，满足成形工具4进入保温箱体22内部的同时成形工具4位于控制环28中部，不与控制环28内壁接触；此时将控制环28内部等距圆周布置的距离传感器282所传输此时的距离确定为探测标准距离；继续调整成形工具4位置，使成形工具头置于板料335所标记的初始成形位置；在此过程中，调节成形工具4位置时控制环28内壁与成形工具4外壁相对距离保持为所设的探测标准距离，控制手柄233内部的控制单元自动控制液压机构23动作，实现对位于第一水平移动机构271、第二水平移动机构272、第一竖直移动机构273和第二竖直移动机构274内部的伸缩杆271b进行动作调整，进一步实现对控制环28在密封机构27上的位置调整，实现成形工具4和时控制环28相对静止移动；完成初始动作位置确定，此时将此位置设置为成形工具4的起始位置；
47.s4、然后控制成形工具4向上移动远离板料335；此时操作控制手柄233控制电磁加热器312工作，实现在由保温装置2形成的密封环境中快速对板料335的加热，在温度传感器
334实时反馈的温度达到预设温度上限时停止加热，操作成形工具4开始进行渐进成形工作；在此过程中，有控制手柄233内部的控制单元自动控制电磁加热器312工作，使板料335温度始终满足所需成形加工需求；
48.s5、当完成渐进成形后、经过一段时间冷却后，打开密封门25取出成形板料即可完成单次热加工渐进成形操作；在需要进行下一个零件制作时重复上述操作即可。

技术特征：
1.一种热渐进成形的保温装置，包括工作台(1)、保温装置(2)、支撑装置(3)和成形工具(4)，其特征在于：所述保温装置(2)包括固定安装在工作台(1)顶部的保温底板(21)、固定连接保温底板(21)顶部的保温箱体(22)和液压机构(23)、设置在箱体(22)外壁的板件置入口(24)、转动连接板件置入口(24)顶部的密封门(25)、设置在密封门(25)中部的观测窗(26)、安装在箱体(22)顶部的密封机构(27)、设置在密封机构(27)内部的控制环(28)；所述支撑装置(3)包括固定安装在保温底板(21)顶部的加热机构(31)、安装在加热机构(31)内部的成形工装(32)、设置在成形工装(32)顶部的夹紧机构(33)；所述成形工具(4)从控制环(28)中间位置置入保温箱体(22)内部。2.根据权利要求1所述的一种热渐进成形的保温装置，其特征在于：所述保温底板(21)、保温箱体(22)、密封门(25)、密封机构(27)、控制环(28)、成形工装(32)和夹紧机构(33)均采用耐高温不导磁的绝缘隔热材料制成；所述观测窗(26)采用耐高温不导磁的透明材料制成。3.根据权利要求1所述的一种热渐进成形的保温装置，其特征在于：所述液压机构(23)侧壁固定连接有电源线(231)和控制线(232)、控制线(232)末端固定连接控制手柄(233)。4.根据权利要求1所述的一种热渐进成形的保温装置，其特征在于：所述密封机构(27)包括水平移动机构和竖直移动机构；所述水平移动机构滑槽连接竖直移动机构上端；所述水平移动机构以控制环(28)为中心对称分为第一水平移动机构(271)和第二水平移动机构(272)；所述竖直移动机构以控制环(28)为中心对称分为第一竖直移动机构(273)和第二竖直移动机构(274)。5.根据权利要求4所述的一种热渐进成形的保温装置，其特征在于：所述第一水平移动机构(271)、第二水平移动机构(272)、第一竖直移动机构(273)和第二竖直移动机构(274)均采用可以套装在一起的伸缩板(271a)和伸缩杆(271b)组合而成；所述伸缩板(271a)顶部均设置有移动槽(271c)；伸缩杆(271b)通过油管连接至液压机构(23)。6.根据权利要求1所述的一种热渐进成形的保温装置，其特征在于：所述控制环(28)包括安装在水平移动机构和竖直移动机构中间位置的环体(281)、等距圆周设置在环体(281)内部的距离传感器(282)；环体(281)外侧设置有与移动槽(271c)滑槽连接的滑动块(283)；距离传感器(282)电性连接至控制手柄(233)。7.根据权利要求1所述的一种热渐进成形的保温装置，其特征在于：所述加热机构(31)包括保温底板(21)顶部的不导磁加热仓(311)、固定安装在不导磁加热仓(311)内壁的电磁加热器(312)；电磁加热器(312)电性连接控制手柄(233)。8.根据权利要求1所述的一种热渐进成形的保温装置，其特征在于：所述夹紧机构(33)包括固定连接保温箱体(22)两端侧壁的固定块(331)、设置在固定块(331)末端的夹紧杆(332)、固定连接夹紧杆(332)下端的夹紧块(333)、固定安装在夹紧块(333)下端的温度传感器(334)、位于夹紧块(333)与成形工装(32)的板料(335)；夹紧杆(332)通过油管连接至液压机构(23)；所述温度传感器(334)电性连接至控制手柄(233)。

技术总结
本发明公开了一种热渐进成形的保温装置，包括工作台、保温装置、支撑装置和成形工具，其特征在于：所述保温装置包括固定安装在工作台顶部的保温底板、连接保温底板顶部的保温箱体和液压机构、设置在箱体外壁的板件置入口、连接板件置入口顶部的密封门、设置在密封门中部的观测窗、安装在箱体顶部的密封机构、设置在密封机构内部的控制环；所述支撑装置包括固定安装在保温底板顶部的加热机构、安装在加热机构内部的成形工装、设置在成形工装顶部的夹紧机构；所述成形工具从控制环中间位置置入保温箱体内部。本发明通过设置各机构相互配合，具有结构简单、密封性好，能够有效对热渐进成形中的板料进行加热保温、不影响渐进加工进程的优点。优点。优点。


技术研发人员：李正芳 高正源 安治国 孙鹏飞 林翰 杨明军
受保护的技术使用者：重庆交通大学 贵州航天风华精密设备有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/9