1、鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)大型超塑成型擴(kuò)散連接裝備研制 方案匯報(bào) 匯報(bào)人：2014年11月天津市天鍛壓力機(jī)有限公司TIANJIN TIANDUAN PRESS CO.,LTD.1一、整體技術(shù)方案概述二、壓機(jī)系統(tǒng)三、加熱系統(tǒng)四、隔熱系統(tǒng)五、水冷系統(tǒng)六、氬氣、真空系統(tǒng)七、電控系統(tǒng)目錄2整體技術(shù)方案概述第一部分整體布局1功能與組成2主要參數(shù)331.2設(shè)備的功能與組成 設(shè)備的主要功能是利用自帶的加熱系統(tǒng)將常溫下工藝塑性低的鈦合金進(jìn)行加熱，加熱到950時(shí)鈦合金軟化，四周的爐門(mén)關(guān)閉進(jìn)行保溫，在保溫的狀態(tài)下滑塊下行完成上、下模具的閉合，進(jìn)而成形高精度鈦合金構(gòu)件的成形設(shè)備。1.2.1設(shè)備的功能鈦合金超塑成形設(shè)備51.2設(shè)

2、備的功能與組成1.2.2設(shè)備的組成保溫系統(tǒng)液壓站水冷系統(tǒng)加熱系統(tǒng)主機(jī)電控系統(tǒng)該設(shè)備由以下幾個(gè)自系統(tǒng)組成液壓機(jī)系統(tǒng)：主機(jī)、液壓站加熱平臺(tái):金屬加熱平臺(tái)、隔熱陶瓷平臺(tái) 加熱管、熱電偶等保溫系統(tǒng)：前門(mén)、后門(mén)、側(cè)門(mén)、輔助裝置 水冷系統(tǒng)：水冷平臺(tái)、冷卻水監(jiān)測(cè)裝置氬氣、真空系統(tǒng)：真空控制氣路、 氬氣控制氣路電控系統(tǒng)：上位機(jī)系統(tǒng)、下位機(jī)系統(tǒng)、 溫度控制系統(tǒng)等 61.3設(shè)備的主要參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 參數(shù) 1. 公稱(chēng)力 KN 5000 2. 回程力 KN 500 3. 滑塊行程 mm 900 4. 壓機(jī)開(kāi)口 mm 1000 5. 滑塊快下速度 mm/min 1000 6. 滑塊工作速度 mm/s 0.5-2

3、 7. 滑塊回程速度 mm/min 1000 8. 有效工作臺(tái)面 mm 18001350 9. 移動(dòng)工作臺(tái)承載 KN 100 10. 移動(dòng)工作臺(tái)速度 mm/s 100 11. 移動(dòng)工作臺(tái)行程 mm 2300 12. 移動(dòng)工作臺(tái)重復(fù)定位精度 mm 0.1 13. 壓機(jī)壓力控制精度 1 14. 氬氣工作壓力 MPa 4 15. 真空壓力 Pa 600 16. 氬氣壓力控制精度 MPa 2 7壓機(jī)系統(tǒng)第二部分主機(jī)系統(tǒng)1液壓系統(tǒng)282.1主機(jī)系統(tǒng)2.1.2導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)示意圖 設(shè)備采用上置式導(dǎo)柱導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，導(dǎo)套與導(dǎo)柱間為楔鐵式調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)楔鐵墊片的高度達(dá)到導(dǎo)柱橫向移動(dòng)目的，這樣在保證滑塊導(dǎo)向

4、的同時(shí)，有效的避開(kāi)滑塊工作的高溫區(qū)域。方形導(dǎo)柱每面都有楔鐵式調(diào)整機(jī)構(gòu)，上下共16個(gè)，從而保證了導(dǎo)柱與導(dǎo)套間隙的調(diào)整。102.2液壓系統(tǒng)液壓原理圖 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由能量轉(zhuǎn)換裝置、能量調(diào)節(jié)控制裝置、輔助裝置及液壓附件，借助電氣系統(tǒng)的控制完成各種動(dòng)作的循環(huán)。液壓系統(tǒng)控制的主要?jiǎng)幼鳎夯瑝K的下行與回程移動(dòng)工作臺(tái)的移入與移出工作臺(tái)的起落與加緊前后保溫爐門(mén)的升降122.2液壓系統(tǒng)2.2.2速度控制 本套系統(tǒng)通過(guò)采用大排量低壓泵與小排量高壓泵串聯(lián)的形式，當(dāng)滑塊快下時(shí)通過(guò)低壓泵給滑塊上腔供油，從而實(shí)現(xiàn)滑塊的快速下行。通過(guò)采用小排量泵和小通徑、小流量比例流量控制閥的控制方式，從而實(shí)現(xiàn)壓機(jī)的微速控制。高壓泵低壓泵1

5、4加熱系統(tǒng)第三部分加熱系統(tǒng)組成1加熱系統(tǒng)工作原理2加熱平臺(tái)3加熱管與熱電偶4153.1加熱系統(tǒng)組成設(shè)備上、下加熱平臺(tái)加熱系統(tǒng)軸測(cè)圖加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖163.2加熱系統(tǒng)工作原理 金屬加熱平臺(tái)沿機(jī)床前后方向，貼近平臺(tái)上表面均布多條貫穿孔，以安置電加熱管及熱電偶，每個(gè)平臺(tái)上布置18個(gè)加熱區(qū)域和18個(gè)測(cè)溫點(diǎn)及18個(gè)控溫保護(hù)熱電偶，以確保爐膛溫度均勻。在加熱管與平臺(tái)中間放置了壓縮性能較好的隔熱棉，有效的補(bǔ)償了加熱管之間的間隙。加熱平臺(tái)三維示意圖加熱平臺(tái)分區(qū)示意圖加熱平臺(tái)溫度控制173.3加熱平臺(tái)金屬加熱平臺(tái)三維示意圖金屬加熱平臺(tái)圖紙 金屬加熱平臺(tái)由四塊加熱板構(gòu)成。在加熱板上布置有兩種直徑規(guī)格的貫穿深孔，

6、用于安裝加熱管與熱電偶。 “T”型槽布置在每?jī)蓧K加熱平臺(tái)之間，用于安裝模具?！癟”型槽結(jié)構(gòu)示意圖18隔熱系統(tǒng)第四部分隔熱系統(tǒng)組成1承壓隔熱陶瓷平臺(tái)2隔熱陶瓷3保溫爐門(mén)4204.1隔熱系統(tǒng)組成 隔熱系統(tǒng)由承壓陶瓷、隔熱陶瓷、保溫門(mén)、支架及隔熱附件等組成，其作用是為加熱工作室保溫及加熱工作室與外部環(huán)境的隔離。支架保溫爐門(mén)承壓陶瓷隔熱陶瓷214.3保溫爐門(mén) 保溫門(mén)由框架及隔熱耐火材料組成?？蚣芘c隔熱耐火材料使用高溫螺栓連接在一起，形成保溫門(mén)。保溫門(mén)安裝在支架上，前后左右各一個(gè)，這樣與上下平臺(tái)一起形成了一個(gè)密閉工作室。保溫爐門(mén)結(jié)構(gòu)示意圖23水冷系統(tǒng)第五部分水冷系統(tǒng)組成1冷卻水柜2水冷板3245.2冷卻

7、水柜 本設(shè)備水冷系統(tǒng)采用的是集中控制的方式，即流量檢測(cè)、溫度檢測(cè)、流量調(diào)節(jié)等都集中在冷卻水控制柜中進(jìn)行控制及檢測(cè)。冷卻水柜結(jié)構(gòu)示意圖265.3水冷板 水冷板共兩塊分別設(shè)置于壓機(jī)的滑塊和工作平臺(tái)上。冷卻水流過(guò)上下水冷板的內(nèi)部通道，將高溫區(qū)域傳導(dǎo)散發(fā)的熱量帶走，起到保護(hù)壓機(jī)整體機(jī)身框架的作用。水冷板結(jié)構(gòu)示意圖27氬氣、真空系統(tǒng)第六部分28電控系統(tǒng)第七部分電控系統(tǒng)組成1上位機(jī)2溫度控制3下位機(jī)4307.1電控系統(tǒng)組成電氣原理圖電氣系統(tǒng)分為上位機(jī)系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和下位機(jī)系統(tǒng)三部分電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能：壓機(jī)的手動(dòng)或半自動(dòng)溫度控制壓力控制317.2上位機(jī) 上位機(jī)：采用研華工控機(jī)，配以研華的通訊卡以及數(shù)據(jù)采

8、集卡。 通訊卡：用來(lái)與PLC、溫度控制儀表、電流檢測(cè)儀表通訊。 數(shù)據(jù)采集卡：采集傳感器數(shù)據(jù)。327.2上位機(jī) 軟件開(kāi)發(fā)：以VB為基礎(chǔ)自主開(kāi)發(fā)多種軟件模塊：人機(jī)交互界面模塊、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)模塊、控制算法模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊，故障診斷模塊。337.2溫度控制溫控表為溫控系統(tǒng)的核心部件，采用PID控制對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和控制。三相電流檢測(cè)儀表通過(guò)電流檢測(cè)有效保護(hù)加熱系統(tǒng)中的加熱管及固態(tài)繼電器等核心元件，與上位機(jī)RS485通訊。固態(tài)繼電器進(jìn)行加熱管的通斷控制，并設(shè)計(jì)了快速熔斷器保護(hù)電路。347.3溫度控制 用于加熱系統(tǒng)溫度控制的智能儀表選用島電1系列，一共套，每套控制三組溫控區(qū)域。與上位機(jī)同時(shí)采用RS485通訊。上位機(jī)除了管理、分析、保存參數(shù)外，可根據(jù)設(shè)定協(xié)調(diào)各區(qū)的溫度控制，保證各區(qū)間的溫度平衡。357.4下位機(jī) 下位機(jī)采用基于PROFIBUS