[发明专利]一种动态点加热渐进成形装置及成形方法

说明书

本发明公开了一种动态点加热渐进成形装置及成形方法，涉及金属材料热加工制造装备及工艺技术领域。动态点加热渐进成形装置包括：运动系统、加热系统、加载系统、密封真空系统和控制系统；所述加热系统用于发射高能粒子，以对工件进行加热；所述加载系统用于提供工件成形所需要的加载力；动态点加热渐进成形方法包括制备工件、装夹工件、编制程序、动态点加热渐进成形、固溶处理、无相变淬火、取出工件、时效强化、检验。本发明工艺性能优异，可实现难加工材料以及复杂形状的工件的精确成形，成形过程高效、灵活、节能、环保，工人劳动强度低，成形工件强度高，残余应力小，回弹变形小，工艺稳定性好。

技术领域

本发明涉及金属材料热加工制造装备及工艺技术领域，特别是涉及一种动态点加热渐进成形装置及成形方法。

背景技术

渐进成形机是一种先进的数控无模成形装备，具有自动化程度高、成形性能好等诸多优点。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机有油浴式整体间接加热和自阻电加热两种。前者结构复杂，且整体式加热容易导致材料力学性能由于渐进成形时间较长而降低；后者利用材料自阻进行加热，对于工件外形有严格要求，工件上的尖角区可能因为局部电流过大而熔化，影响设备适用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种动态点加热渐进成形装置和成形方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现难加工材料以及复杂形状的工件的精确成形，成形过程高效、灵活、节能、环保，工人劳动强度低，成形工件强度高，残余应力小，回弹变形小，工艺稳定性好。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种动态点加热渐进成形装置，包括：

运动系统，所述运动系统用于提供加热系统、加载系统与工件(9)之间的相对运动；

加热系统，所述加热系统用于发射高能粒子以对所述工件(9)进行加热；

加载系统，所述加载系统用于提供所述工件(9)成形所需要的加载力，对所述工件(9)表面进行冲击，实现材料的局部变形；

密封真空系统，所述密封真空系统用于为所述工件(9)提供加热渐进成形所需要的真空环境或惰性气氛环境；以及

控制系统，所述控制系统用于控制所述加热系统、所述加载系统与所述工件(9)之间的相对运动、所述加热系统的启停和功率大小、所述加载系统的进给量与加载力大小和所述密封真空系统启停。

优选的，所述运动系统包括：龙门底座(2)，在所述龙门底座(2)内沿Y轴设有第一直线滑动导轨(4)，所述第一直线滑动导轨(4)上滑动连接有第一滑块(3)，所述第一滑块(3)由第一伺服电机驱动以在所述第一直线滑动导轨(4)上往复滑动，所述第一滑块(3)上固定连接有龙门立柱(21)；

固定连接于所述龙门立柱(21)上第二直线滑动导轨(13)，所述第二直线滑动导轨(13)沿X轴设置，所述第二直线滑动导轨(13)上滑动连接有第二滑块(16)，所述第二滑块(16)由第二伺服电机驱动以在所述第二直线滑动导轨(13)上往复滑动；

固定连接于所述第二滑块(16)上第三直线滑动导轨(17)，所述第三直线滑动导轨(17)沿Z轴设置，所述第三直线滑动导轨(17)上滑动连接有第三滑块(15)，所述第三滑块(15)由第三伺服电机驱动以在所述第三直线滑动导轨(17)上往复滑动，所述第三滑块(15)固定连接加载-加热装置箱(14)；以及

立式支架(23)，所述立式支架上设有由X轴转动驱动系统驱动的能够绕X轴转动的U型摇臂平台(24)，所述U型摇臂平台(24)上设有由Z轴转动驱动系统驱动的能够绕Z轴转动的旋转工作台(20)，所述旋转工作台(20)上设有用于安装工件的夹具(8)。