一種快速加熱及成形一體化裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種一體化裝置及方法，尤其涉及一種快速加熱及成形一體化裝置及方法，屬于工業制造技術領域。
【背景技術】
[0002]由于空心截面構件高的抗彎模量和抗剪模量，被認為是實現結構輕量化的最佳結構形式，被廣泛應用于航空、航天、汽車和自行車等行業。實際應用時，為了進一步提高構件的使用性能，成形后需要熱處理；但成形后熱處理存在:會破壞零件形狀、同時工序長、制作方法繁瑣、并增加了能耗等一些列問題。有學者提出直接將坯料在加熱爐內加熱至熱處理溫度，然后快速成形并在模具內冷卻，達到熱處理的目的；但是爐內加熱屬于整體加熱，無法實現零件不同區域的變溫度加熱。有學者提出雙電極電阻加熱的方式，但雙電極僅適用于簡單形狀的坯料，對于復雜形狀則溫度場極難控制，且所使用的裝置結構復雜、操作繁瑣。
【發明內容】
[0003]為了解決上述問題中的不足之處，本發明提供了一種快速加熱及成形一體化裝置及方法。
[0004]為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案是:一種快速加熱及成形一體化裝置，包括電源、上模和下模，它還包括上橫梁和電極；電源為多個；上模和下模相對應；上橫梁的下面固定有滑塊；上模固定在滑塊的下面；下模固定在位于底座上的工作臺的上面；
[0005]上模和下模之間的左側設置有左密封沖頭、右側設置有右密封沖頭；左密封沖頭上開有介質通道；左密封沖頭的外側面上和介質通道相對應處設置有介質填充電源開關；介質通道通過介質填充電源開關與高壓源相連接；電極為多個對應布置在上模和下模內。
[0006]電源安裝在壓力機的底座內，電源通過導線和下模內的電極相連接。
[0007]電源和電極之間的導線上設置有電源開關。電極的內端套置有彈性器件。
[0008]上模和下模的內型面為絕緣材料；上模和下模的材質為陶瓷材料。
[0009]電源的電流范圍為O?5000000A，電源為脈沖電流電源，脈沖頻率O?10000Hz、幅值O?100000A、電壓范圍O?lOOOOOVo
[0010]使用方法的具體步驟為:
[0011]a、根據構件形狀選取相應的電極、左密封沖頭和右密封沖頭；
[0012]b、電源安裝在壓力機的底座內，并可通過導線給電極供電；
[0013]C、根據零件形狀確定電極數量和位置；電極數量根據工件所需溫區確定，電極布放在溫區分界線上；
[0014]d、電極通過彈性器件裝在上模和下模內；彈性器件能起到頂出桿的作用，且合模后，電極可壓縮至模具內；
[0015]e、電源開關閉合，電極與電源接通；
[0016]f、選擇形狀合適的初始坯料，放入下模中的電極上，左密封沖頭和右密封沖頭對初始坯料密封；
[0017]g、上模開始下行；上模中的電極與初始坯料接觸，對其通電，由于內電阻的存在，初始坯料溫度開始快速升高，而上模溫度為室溫；上模繼續下行至閉合并施加合模力；由于熱輻射，下模溫度略有升高；電源的功率需與上模的下行速度匹配，其具體為:上模下行結束時刻，電源能保證初始坯料恰好被加熱至成形所需溫度；
[0018]h、介質填充電源開關打開，初始坯料的內部壓力升高，初始坯料貼模成形；
[0019]1、電源開關斷開；在熱交換作用下成形件冷卻至室溫；
[0020]j、打開上模和下模，成形件在彈性器件的作用下被頂出，便于模具快速冷卻；關閉介質填充電源開關；取出成形件，加工完畢。
[0021]其初始坯料為等截面或變截面管坯；初始坯料為板材或管材。
[0022]本發明結構簡單、設計更加科學合理，使用方便；采用懸空狀態快速加熱坯料，保證模具低溫狀態，成形過程中，利用冷漠直接熱處理；同時通過多電極實現不同區域變溫度加熱，解決變性能零件的一步成形。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的結構示意圖。
[0024]圖中:1、電源；2、電極；3、右密封沖頭；4、電源開關；5、導線；6、底座；7、工作臺；8、左密封沖頭；9、介質通道；10、介質填充電源開關；11、尚電源；12、滑塊；13、上橫梁；14、上模；15、彈性器件；16、初始坯料；17、下模。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0026]如圖1所示本發明包括電源1、電極2、右密封沖頭3、電源開關4、導線5、底座6、工作臺7、左密封沖頭8、介質通道9、介質填充電源開關10、高電源11、滑塊12、上橫梁13、上模14、彈性器件15和下模17。
[0027]電源I為三個或多個。上模14和下模17相對應。上橫梁13的下面固定有滑塊12 ;上模14固定在滑塊12的下面。下模17固定在位于底座6上的工作臺7的上面。上模14和下模17之間的左側設置有左密封沖頭8、右側設置有右密封沖頭3。左密封沖頭8上開有介質通道9 ;左密封沖頭8的外側面上和介質通道9相對應處設置有介質填充電源開關10 ;介質通道9通過介質填充電源開關10與高壓源11相連接。
[0028]電源I安裝在壓力機的底座6內，電源I通過導線5和下模17內的電極2相連接，并給電極供電。電極2為多個對應布置在上模14和下模17內。電源I和電極2之間的導線上設置有電源開關4。電極2的內端套置有彈性器件15。
[0029]快速加熱及成形一體化裝置的使用方法，其具體步驟如下:
[0030]步驟一:根據構件形狀選取相應的電極2、左密封沖頭8和右密封沖頭3 ；
[0031]步驟二:電源I安裝在壓力機的底座6內，并可通過導線給電極供電；
[0032]步驟三:根據零件形狀確定電極數量和位置；電極數量根據工件所需溫區確定，電極布放在溫區分界線上；
[0033]步驟四:電極2通過彈性器件15裝在上模和下模內；彈性器件能起到頂出桿的作用，且合模后，電極可壓縮至模具內；