等溫鍛上下模具全固態(tài)變頻感應(yīng)加熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種等溫鍛上下模具全固態(tài)變頻感應(yīng)加熱裝置，屬于等溫鍛造裝備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]等溫鍛造(Isothermal-forging)作為超塑性成型的一個(gè)分支是一種新興的鍛造工藝技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于航天航空工業(yè)的航天器、飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等結(jié)構(gòu)件及國(guó)防工業(yè)中關(guān)鍵零件的制造，可使得鍛件達(dá)到接近零件的形狀要求，減少材料消耗，降低加工周期、成本，該工藝結(jié)合熱處理能獲得綜合力學(xué)性能最優(yōu)化的等溫鍛件。
[0003]零件加熱時(shí)，與模具保持相同的溫度直至鍛造結(jié)束，這一特點(diǎn)，使模具激冷和材料的變型硬化的影響完全消除。等溫鍛造除了坯料應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行加熱外，還應(yīng)對(duì)模具進(jìn)行加熱。對(duì)模具進(jìn)行加熱是等溫鍛造的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。
[0004]隨著航天航空工業(yè)的航天器、飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等結(jié)構(gòu)件及國(guó)防工業(yè)中關(guān)鍵零件的大型化。等溫鍛模具加熱的問題將會(huì)越來越突出。目前等溫鍛模具加熱普遍采用電阻絲加熱箱，對(duì)等溫鍛模具來講加熱時(shí)間將長(zhǎng)達(dá)幾十小時(shí)、能耗高、如生產(chǎn)過程中電阻絲斷裂，無法熱態(tài)搶修，模具加熱會(huì)不均勻，對(duì)鍛件質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率都有影響。電阻絲模具加熱箱維修頻率高、維修費(fèi)用大，生產(chǎn)效率低下在模具加熱上尤為突出。由此來看傳統(tǒng)的電阻絲加熱箱加熱等溫鍛模具，已不能適應(yīng)裝備與生產(chǎn)發(fā)展的需求。
[0005]開發(fā)一種等溫鍛上下模具全固態(tài)變頻感應(yīng)加熱裝置十分重要，開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)上下感應(yīng)爐之間產(chǎn)生電磁場(chǎng)干擾，影響全固態(tài)變頻感應(yīng)加熱裝置的獨(dú)立正常工作，碰到的開發(fā)難點(diǎn)歸納如下:
[0006]I)上下模具分別調(diào)溫調(diào)功率，然而上下感應(yīng)爐之間將產(chǎn)生磁場(chǎng)干擾，使二臺(tái)獨(dú)立感應(yīng)加熱電源功率控制嚴(yán)重振蕩等無法正常工作；
[0007]2)感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng)使等溫鍛模具尖端部位產(chǎn)生過熔損壞模具；
[0008]3)感應(yīng)加熱器漏磁場(chǎng)對(duì)油壓機(jī)立柱產(chǎn)生渦流的防漏磁問題。
[0009]上下感應(yīng)爐之間將產(chǎn)生磁場(chǎng)干擾的主要原因，是與獨(dú)立的上下模具全固態(tài)變頻加熱器逆變負(fù)載的電流、電壓的相位差異、頻率差異有很大關(guān)系。應(yīng)用傳統(tǒng)的交-直-交KK晶閘管并聯(lián)逆變電路，很難解決此問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實(shí)用新型的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種等溫鍛上下模具全固態(tài)變頻感應(yīng)加熱裝置及加熱方法，可縮短等溫鍛模具加熱時(shí)間、提高加熱熱效率和生產(chǎn)效率，具有模具加溫均勻、產(chǎn)品質(zhì)量高、模具壽命長(zhǎng)、維修費(fèi)用低等特點(diǎn)。
[0011]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案:等溫鍛上下模具全固態(tài)變頻感應(yīng)加熱裝置，其結(jié)構(gòu)包括油壓機(jī)上模頭、油壓機(jī)立柱、等溫鍛上模具、上模具感應(yīng)加熱爐、等溫鍛下模具、下模具感應(yīng)加熱爐、油壓機(jī)下拖板、1#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源、2#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源，其中油壓機(jī)上模頭和油壓機(jī)下拖板分別固定在油壓機(jī)立柱內(nèi)的上部和下部，下模具感應(yīng)加熱爐安裝在油壓機(jī)下拖板上，下模具感應(yīng)加熱爐內(nèi)裝有等溫鍛下模具，上模具感應(yīng)加熱爐吊裝在油壓機(jī)上模頭上，油壓機(jī)上模頭上裝有等溫鍛上模具，1#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源的電源輸出端與上模具感應(yīng)加熱爐的電源輸入端相接，2#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源的電源輸出端與下模具感應(yīng)加熱爐的電源輸入端相接。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):可縮短等溫鍛模具加熱時(shí)間為4-8小時(shí)、提高加熱熱效率、節(jié)能潛效大、提高生產(chǎn)效率、模具加溫均勻使用壽命長(zhǎng)，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低維修費(fèi)用，開發(fā)本裝置具有非常明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0013]附圖1是一種等溫鍛上下模具全固態(tài)變頻感應(yīng)加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中的I是油壓機(jī)上模頭、2是油壓機(jī)立柱、3是等溫鍛上模具、4是上模具感應(yīng)加熱爐、5是等溫鍛下模具、6是下模具感應(yīng)加熱爐、7是油壓機(jī)下拖板、8是1#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源、9是2#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源。
【具體實(shí)施方式】
[0015]對(duì)照附圖1，等溫鍛上下模具全固態(tài)變頻感應(yīng)加熱裝置，其結(jié)構(gòu)包括油壓機(jī)上模頭1、油壓機(jī)立柱2、等溫鍛上模具3、上模具感應(yīng)加熱爐4、等溫鍛下模具5、下模具感應(yīng)加熱爐
6、油壓機(jī)下拖板7、1#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源8、2#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源9，其中油壓機(jī)上模頭I和油壓機(jī)下拖板7分別固定在油壓機(jī)立柱2內(nèi)的上部和下部，下模具感應(yīng)加熱爐6安裝在油壓機(jī)下拖板7上并能隨油壓機(jī)下拖板7前后移動(dòng)且拆卸方便，下模具感應(yīng)加熱爐6內(nèi)裝有等溫鍛下模具5，上模具感應(yīng)加熱爐4吊裝在油壓機(jī)上模頭I上且能上下移動(dòng)，便于熱坯料加裝及等溫鍛后的鍛壓件取出，油壓機(jī)上模頭I上裝有等溫鍛上模具3，1#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源8的電源輸出端與上模具感應(yīng)加熱爐4的電源輸入端相接，為上模具感應(yīng)加熱爐4加熱，2#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源9的電源輸出端與下模具感應(yīng)加熱爐6的電源輸入端相接，為下模具感應(yīng)加熱爐6加熱。
[0016]所述1#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源8和2#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源9為2臺(tái)IGBT變頻電源受電源控制系統(tǒng)控制。其中1#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源8和2#全固態(tài)變頻感應(yīng)電源9分別對(duì)等溫鍛上模具3和等溫鍛下模具5進(jìn)行加熱。
[0017]電源控制系統(tǒng)采用全數(shù)字式集成控制，它由整流觸發(fā)、電壓控制、電流控制、功率調(diào)節(jié)、逆變觸發(fā)與控制、系統(tǒng)保護(hù)等組成。整流觸發(fā)采用全數(shù)字式計(jì)數(shù)移相方式，調(diào)節(jié)精度高，抗干擾能力強(qiáng)。電壓電流采用雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)控制模式，具有輸出恒電壓能力，保證感應(yīng)爐端電壓不隨外界因素，如進(jìn)線電壓、負(fù)載阻抗等變化而變化，使設(shè)備運(yùn)行更加平穩(wěn)，功率調(diào)節(jié)范圍10%——100% O設(shè)備具有過電壓、過電流、缺相、負(fù)載短路、低水壓、溫度過高等保護(hù)功能。設(shè)備具有啟停方便，調(diào)節(jié)控制靈活，使用維護(hù)簡(jiǎn)單、效率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。由于選用IGPT變頻線路，電源的啟動(dòng)成功率為100%，可以保證兩臺(tái)電源輸出電壓同頻同相工作。
[0018]所述上模具感應(yīng)加熱爐4和下模具感應(yīng)加熱爐6為感應(yīng)加熱爐的上下兩部分，其中上模具感應(yīng)加熱爐4能按要求上下移動(dòng)，下模具感應(yīng)加熱爐6能隨油壓機(jī)下拖板7前后移動(dòng)且拆卸方便，上模具感應(yīng)加熱爐4和下模具感應(yīng)加熱爐6的中間發(fā)熱體為耐溫不銹鋼，發(fā)熱體外壁采用硅鹽鋁纖維保溫，以提高發(fā)熱體的使用壽命，上模具感應(yīng)加熱爐4和下模具感應(yīng)加熱爐6的