[发明专利]一种超塑成形装置

说明书

技术领域

本发明涉及板材超塑成形加工技术领域，具体涉及一种超塑成形装置。

背景技术

超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。具有大延伸率，无缩颈，小应力，易成形的特点。超塑成形（SPF）是指利用某些金属或某些非金属或某些复合材料在特定条件下所呈现的超塑性进行锻压成形的方法。目前主要的超塑成形方法包括：超塑板材冲压（气压）成形，超塑挤压成形，超塑模锻成形及超塑扩散连接（DB）等。超塑成形（SPF）技术主要应用于航空、航天、宇航、轨道交通车辆、军工产品等领域的零部件生产。

超塑成形（SPF）技术是一种新型的成形技术，国外在60～70年代已有较完善的基础理论研究，但在工业制造领域应用起步较晚。目前国内在该项技术的研究主要集中在材料和成形工艺方面，针对各种超塑性材料形成了一些较为成熟的成形工艺，制造出了合格的制件。然而，相对于超塑成形（SPF）工艺研究成果，超塑成形设备方面就很少有关注。目前，国内用于超塑生产的超塑成形设备主要为两种类型：一是从欧美国家进口，主要集中在科研院所和军工企业；另一是针对特定工艺，利用现有压力加工设备平台进行加装改造，主要集中在民用产品生产企业。

上述超塑成形设备具有以下不足：

1、进口型：价格昂贵，受制于人，使用要求高。

2、加装改造型：针对特定工艺开发，工艺适应性不够灵活；生产效率和合格率较低；能量利用率较低，能耗大；无法即时调控超塑成形的关键参数，主要原因是受限于原有设备结构。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能耗低、产品合格率高且生产过程操作简单的超塑成形装置。

一种超塑成形装置，包括机架，还包括设置在所述机架内部的加热装置，以及设置在所述机架一侧的气压气动装置、液压装置、操作装置和加热控制装置，所述加热控制装置与所述加热装置连接。所述加热装置包括上滑台、下滑台和若干个保温墙，所述上滑台与所述下滑台之间有间距，所述上滑台和所述下滑台均包括：环形的第一保持架、设置在所述第一保持架内部且与所述第一保持架内圈贴合的第一隔热层、设置在所述第一隔热层一侧的加热安装块、以及若干个设置在所述加热安装块上的加热器。

所述加热安装块与所述第一保持架之间有间距，所述上滑台上的所述加热器与所述下滑台上的所述加热器对向设置。

所述保温墙包括：靠近所述机架外部一侧的第二保持架、靠近所述机架内部一侧的隔热反射层、以及设置在所述第二保持架和所述隔热反射层之间的第二隔热层。

所述保温墙设置在所述下滑台和所述上滑台的外侧，且所述上滑台、所述下滑台和所述保温墙形成一个闭合的空腔。

进一步，所述超塑成形装置还包括上模具和下模具，所述上模具设置在所述上滑台的下侧，所述下模具设置在所述下滑台的上侧。

进一步，所述机架的上端具有上横梁，所述上横梁上设置有油缸，所述油缸具有柱塞，所述油缸与所述液压装置连接。

进一步，所述上滑台的上侧设置有滑块，所述滑块与所述柱塞的下端连接。

进一步，所述下滑台的下侧设置有承载装置，所述承载装置的下侧设置有滑轮。

进一步，所述机架的内部设置有若干个立柱，所述立柱上设置有若干条导轨。

进一步，所述第二保持架上设置有若干个导向滚轮。

进一步，所述导向滚轮与所述导轨对应连接。

进一步，所述加热装置还包括若干个第一法兰和若干个第二法兰。

进一步，所述第二法兰的两端分别与所述承载装置以及所述下滑台上的所述加热安装块连接，所述第一法兰的两端分别与所述滑块以及所述上滑台上的所述加热安装块连接。

气压气动装置，主要包括气体发生装置、气阀、气缸、管路和气压气动表，气压气动装置的作用，就是当材料在加热装置内超塑成形时，提供气体，以保证加热装置内的气流量和气压强度。

液压装置，主要由液压泵、阀门、马达、管路、油箱和指示表组成，主要是用来控制油缸的工作。

操作装置，主要包括各类传感器（温度、气压压力、变形速率等等），工控机，集控软件，触控界面和操作按钮。各类传感器用于采集炉内温度分布数据、模具内气压数据和流量数据等等即时信息；工控机和集控软件接收传感器采集的数据，进行分析处理比对，处理工艺人员设定工艺数据，对加热器、各类液压阀、气阀发出控制信号控制动作，警报信息的输出等；触控界面是人机交互的界面，用于成形工艺方案的选择和设定，各类参数的设置和调整，用于操作方式的选择切换。