УСТАНОВКА ДЛЯ РАДИАЦИОННОГО НАГРЕВА ЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к обработке металлов давлением, и может быть использована при изготовлении штампованных листовых деталей.
Известна установка радиационного нагрева, содержащая секционную нагревательную панель с отражательными экранами, в которой равномерно расположены лампы радиационного нагрева, устройство перемещения, состоящее из цепных передач, приводного пневмоцилиндра и телескопических рам (см. А.С. СССР, №473618, В30В 15/00, опубл. 14.06.75 г., Бюл. №22).
Недостатком известной установки является большой разброс температур по поверхности заготовки, влияющий на качество штамповки, который приводит к отклонению фактического контура заготовки от теоретического контура в поперечном сечении, непрямолинейности заготовки в продольном сечении, перекосу от перпендикуляра к хорде.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является установка радиационного нагрева заготовок, содержащая установленную на средствах перемещения панель с закрепленными на ней нагревателями, установленными на расстоянии один от другого, экраном и прокладкой из кварцевого стекла, расположенной между экраном и нагревателями и выполненной с выступами, размещенными на участках между нагревателями, при этом каждый выступ в сечении, перпендикулярном к оси нагревателей, описан полуокружностью, центр которой расположен на расстоянии от центров нагревателей, кратном расстоянию между их осями (см. А.С. СССР, №1050879, В30В 15/00, опубл. 30.10.1983 г, Бюл. №40).
Недостатками известной установки радиационного нагрева заготовок является наличие конструктивно сложной прокладки из кварцевого стекла с выступами, выполняющей роль рефлектора, а также неравномерность нагрева заготовки вследствие установки ламп радиационного нагрева с постоянным шагом, чрезмерно перегревающих центральную зону заготовки за счет большего аккумулирования тепла в этой зоне.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является разработка конструкции установки для радиационного нагрева листовых заготовок, которая позволяет повысить качество листовых заготовок.
Технический результат заключается в упрощении конструкции установки для радиационного нагрева листовых заготовок и увеличении эффективности штамповки за счет получения равномерного нагрева листовых заготовок при использовании рациональной схемы размещения ламп радиационного нагрева.
min
max
max
Указанный технический результат достигается тем, что в установке радиационного нагрева, содержащей нагревательную панель со средствами ее перемещения, экраном и лампами радиационного нагрева, согласно полезной модели лампы радиационного нагрева установлены на межосевом расстоянии, которое имеет минимальное значение по краям нагревательной панели H=1,3d, где d - диаметр лампы радиационного нагрева, и увеличивается к центру нагревательной панели до максимального значения H=2d, нагревательная панель выполнена с габаритными размерами, превышающими габаритные размеры нагреваемой листовой заготовки, а экран имеет отполированную до зеркального блеска нижнюю поверхность и выполнен с возможностью охлаждения его проточной водой и перекрытия им рабочей зоны на величину В≥5А, где А - высота расположения оси ламп радиационного нагрева над поверхностью листовой заготовки, причем А≥Н.
Отличительными признаками предлагаемой установки радиационного нагрева являются следующие конструктивные отличия:
max
- нагревательная панель содержит экран, который имеет отполированную до зеркального блеска нижнюю поверхность и выполнен с возможностью охлаждения его проточной водой и перекрытия им рабочей зоны на величину В≥5А, где А - высота расположения оси ламп радиационного нагрева над поверхностью листовой заготовки, причем А≥Н, что обеспечивает упрощение конструкции нагревательной панели устройства, высокую скорость нагрева заготовок и снижение веса нагревательной панели;
min
max
- лампы радиационного нагрева установлены на межосевом расстоянии, которое имеет минимальное значение по краям нагревательной панели Н=1,3d, где d - диаметр лампы радиационного нагрева, и увеличивается к центру нагревательной панели до максимального значения H=2d, что обеспечивает равномерность нагрева и качество листовых заготовок.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, на котором схематично изображена конструкция заявляемой установки радиационного нагрева.
min
max
Установка для радиационного нагрева листовых заготовок содержит средства перемещения 1, включающие электродвигатель постоянного тока, конечные выключатели, встроенные в корпус установки, подъемное устройство (на фиг. не показаны), с возможностью выведения нагревательной панели 2 из исходной позиции в рабочую. Нагревательную панель 2 содержит лампы радиационного нагрева 3 и экран 4 с возможностью охлаждения проточной водой, сверху закрывающий лампы радиационного нагрева 3, размещенные на межосевом расстоянии, которое имеет минимальное значение по краям нагревательной панели H=1,3d, где d - диаметр лампы радиационного нагрева, и увеличивается к центру нагревательной панели до максимального значения H=2d.
max
Площадь нагревательной панели 2 выбрана таким образом, что ее габаритные размеры превышают максимальные габаритные размеры листовой заготовки 5, а величина перекрытия рабочей зоны экраном 4, охлаждаемым проточной водой, удовлетворяет выражению В≥5А, где А - высота расположения осей ламп радиационного нагрева 3 над поверхностью листовой заготовки 5, а соотношение А≥Н выдержано для обеспечения равномерного нагрева листовой заготовки 5.
Нижняя поверхность экрана 4, охлаждаемого проточной водой, отполирована до зеркального блеска полировочным диском (на фиг. не показан). Включение и управление установкой осуществлено с помощью магнитных пускателей и реле времени (на фиг. не показаны). Нагревательная панель 2 в рабочей позиции размещена над листовой заготовкой 5 и верхней поверхностью матрицы 6, установленной на столе штамповочной оснастки 7.
Установка для радиационного нагрева листовых заготовок работает следующим образом.
Листовую заготовку 5 помещают на верхнюю поверхность матрицы 6, установленной на столе штамповочной оснастки 7. С помощью магнитных пускателей и реле времени (на фиг. не показаны) включают установку радиационного нагрева. Средства перемещения 1 выводят нагревательную панель 2 из исходной позиции в рабочую. Для перемещения нагревательной панели 2 установлен двигатель постоянного тока (на фиг. не показан). Рабочий ход перемещения нагревательной панели 2 регулируют конечными выключателями (на фиг. не показаны), встроенными в корпусе установки. Затем вручную с помощью подъемного устройства (на фиг. не показано) производят регулировку нагревательной панели 2 по высоте. После чего включают лампы радиационного нагрева 3, которые создают двухсторонний поток лучистой энергии: первый поток формируют непосредственно лампы радиационного нагрева, второй поток энергии попадает на отполированную до зеркального блеска нижнюю поверхность экрана 4 и, отражаясь от нижней поверхности, нагревает листовую заготовку 5, обеспечивая равномерный нагрев листовых заготовок до температур свыше 800°С. Температуру нагрева регулируют временем нагрева с помощью реле времени (на фиг. не показано). Датчик реле времени устанавливают в соответствии с табличными данными, установленными для каждого вида листовой заготовки 5. Время работы установки за один цикл выдерживают автоматически. Градиент температур составляет не более 30°С по листу заготовки 5. По достижении заданного времени нагрева листовой заготовки 5, средства перемещения 1 отводят нагревательную панель 2 из рабочего положения в исходное. Отвод нагревательной панели 2 для обеспечения начала процесса формообразования листовой заготовки 5 производят за время, составляющее не более 5 сек после прекращения нагрева. После этого производят формообразование деталей методом штамповки.
Проведены экспериментальные исследования применения установки радиационного нагрева в ЗАО «Улан-Удэнский лопастной завод». Технология листовой штамповки с нагревом и автоматизированное технологическое оборудование внедрены при изготовлении оковок лопасти несущего винта вертолета Ми-171. Внедрение технологии радиационного нагрева, автоматизированного оборудования и технологической оснастки позволяет изготавливать детали из титановых сплавов с заданной точностью по форме и размерам, исключив операции доводки и термокалибровки. Изготовленные детали титановых сплавов обеспечивают повышение коммерческого срока эксплуатации, ресурса работы, межремонтного срока и снижение веса конструкций летательного аппарата. Усовершенствована технология листовой штамповки титановых сплавов за счет применения метода горячего деформирования. Разработана технология при несимметричной U-образной листовой гибки заготовок из сплава ОТ4-1.
Преимущества установки радиационного нагрева по сравнению с прототипом (см. А.С. СССР, №1050879, В30В 15/00, опубл. 30.10.1983 г., Бюл. №40):
- упрощение конструкции установки за счет использования нижней поверхности экрана, охлаждаемого проточной водой, отполированного до зеркального блеска, который обеспечивает высокую скорость нагрева заготовок и снижение веса нагревательной панели;
- увеличение эффективности штамповки за счет получения равномерного нагрева листовых заготовок при использовании рациональной схемы размещения ламп радиационного нагрева, что позволяет избежать перегрева центральной зоны листовой заготовки, обеспечивает равномерность нагрева и качество листовых заготовок.