【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属管材成形加工，具体为一种钛铝复合环件成形装置及方法。
技术介绍
1、近年来，低成本、轻量化、绿色环保成为航空航天、交通运输和电子产品等行业的主要发展趋势。如ti/al 异种金属复合结构已越来越成熟地应用于汽车和航空航天工业，如飞机机翼蜂窝夹层、高铁列车车厢以及座位弹射导轨等结构。但是，由于异种金属之间的焊接性较差，传统的熔化焊会产生严重的偏析并形成脆性金属间化合物，难以获得力学性能优良的连接。
2、为了实现异种金属的高效率、高质量连接，磁脉冲焊接工艺具有广阔的应用前景，即利用电容器组放电产生巨大的冲击能量来实现界面接合。在一定程度上，磁脉冲连接属于压力焊接，主要是将高强度的能量传递至驱动板材使其获得极高的瞬时速度，与待连接板材发生冲击从而实现两种板材的连接，目前主要分为管件和板件磁脉冲焊接。相比与传统焊接工艺，磁脉冲焊接工艺属于固态焊接，一次成形，不需要加热和冷却，能有效减少或抑制脆性金属间化合物的产生，减少常见的冶金缺陷。
3、钛铝复合环形件由外层的钛层和内层的铝层组成，兼具高强度与低成本等优势，可应用于智能手机边框、智能手表边框等，一般要求钛铝复合环形件沿周向无漏焊。设计一种钛铝复合环形件成形装置，并实现焊接质量在线全检是市场的迫切需求。
技术实现思路
1、本专利技术提出的一种钛铝复合环件成形装置及方法，实现钛管胀形、钛/铝焊接、焊接质量检测、废料切除一体化成形，提高钛铝复合环件的成形效率和质量。
2、为解决上述技术问题，本
3、一种钛铝复合环件成形装置，包括台座、固定设置于台座顶面上的支撑柱、固定设置于支撑柱顶端上的顶板，所述台座的顶面转动设置有转台，台座的底面设置有驱动转台转动的旋转驱动装置，转台的轴心处开设有通孔，通孔的顶端设置有位于转台顶面内的限位槽，转台的顶面上固定设置有位于限位槽上方的支撑模，支撑模的上方设置有可开合的控形模，控形模的上方设置有可开合的扩口模；
4、成形时，经扩口预处理的钛管放置于支撑模、控形模和扩口模的内部，钛管的扩口端部与扩口模的内壁贴合，圆柱空心的铝管同轴的放置于钛管内部，铝管下端部放置于限位槽内；
5、所述顶板的底面上固定设置有密封驱动装置，密封驱动装置的底部动力输出端固定连接有密封环，密封环可活动嵌设于钛管和铝管的顶部之间，密封环与气密检测装置连接；
6、台座的内部固定设置有焊接定位驱动装置，焊接定位驱动装置的顶部动力输出端转动连接有位于铝管内的电磁脉冲焊接装置，焊接定位驱动装置可驱动电磁脉冲焊接装置发生偏转而使电磁脉冲焊接装置的焊接位置顶部端靠近铝管位于控形模顶端部位的内壁一侧、电磁脉冲焊接装置的焊接位置底部端靠近铝管位于控形模底端部位的内壁另一侧；
7、所述台座和顶板之间还设置有垂向定位机构，垂向定位机构的动力输出端固定连接有切割进给机构，所述切割进给机构的动力输出端固定安装有切割机。
8、进一步的，所述控形模和扩口模均为两半式组合模，转台的顶面两侧分别设置有驱动控形模的两个半模相互开合的第一开合驱动装置、驱动扩口模的两个半模相互开合的第二开合驱动装置。
9、进一步的，所述支撑模的顶面两侧分别活动插接有承载桩，承载桩活动插接于同一侧的控形模的一个半模和扩口模的一个半模中。
10、进一步的，所述密封环包括刚性压环、固定设置于刚性压环底部的柔性密封环、固定设置于刚性压环顶部的连接架，所述刚性压环与柔性密封环的内部开设有上下导通的通气孔。
11、进一步的，所述气密检测装置包括通过气管与通气孔相连接的稳压供气组件、设置于气管上的气压表。
12、进一步的，所述电磁脉冲焊接装置包括电磁线圈、套设于电磁线圈外侧的集磁器，电磁线圈和集磁器的顶端固定设置有上端板，电磁线圈和集磁器的底端固定设置有下端板。
13、进一步的，所述焊接定位驱动装置包括左、右两个平行且垂向设置的线性驱动电缸，两个线性驱动电缸的输出杆端部分别与下端板的底面两侧铰接。
14、还提供了一种钛铝复合环件成形方法，应用于所述的钛铝复合环件成形装置，包括以下步骤：
15、s1：将经过扩口预处理的钛管放置于支撑模、控形模和扩口模的内部，使钛管的扩口端部与扩口模的内壁贴合，焊接定位驱动装置驱动电磁脉冲焊接装置运动至扩口模下端部，电磁脉冲焊接装置工作，使钛管在磁场力作用下发生胀形而与控形模的内壁贴合；
16、s2：电磁脉冲焊接装置停止工作，将铝管放置于钛管内部，使铝管的下端部放置于限位槽内，以限制铝管下端部的晃动；
17、s3：密封驱动装置驱动密封环下行至钛管与铝管的顶部之间，使密封环的底部分别与钛管和铝管的侧壁贴合，并限制铝管上端部的晃动；
18、s4：电磁脉冲焊接装置工作，焊接定位驱动装置驱动电磁脉冲焊接装置由扩口模的下端部向下运动至支撑模的上端部，电磁脉冲焊接装置在移动过程中对铝管的外壁与钛管的内壁进行电磁脉冲焊接；
19、s5：电磁脉冲焊接装置停止工作，焊接定位驱动装置驱动电磁脉冲焊接装置由支撑模的上端部向上运动至控形模的中部；
20、s6：电磁脉冲焊接装置工作，焊接定位驱动装置驱动电磁脉冲焊接装置发生偏转，使电磁脉冲焊接装置的顶部一侧焊接位置靠近铝管位于控形模顶端部位的内壁一侧、电磁脉冲焊接装置的底部一侧焊接位置靠近铝管位于控形模底端部位的内壁相对侧，旋转驱动装置驱动转台转动至少一周，实现控形模的上端部和下端部位置的铝管与钛管之间的进一步焊接；
21、s7：电磁脉冲焊接装置停止工作，焊接定位驱动装置驱动电磁脉冲焊接装置反向偏转复位；
22、s8：焊接后的钛管、铝管和密封环之间形成封闭区间，气密检测装置向该封闭区间内充入气体至预设的气压值后停止供气，监测该封闭区间内的气压变化情况，由此评估封闭区间是否完全密闭；若该封闭区间评估结果为完全密闭，则焊接合格，继续进行步骤s9至s13，否则返回至步骤s4重新完成焊接过程，若重新焊接次数到达预设的阈值后，该封闭区间评估结果仍为不密闭，则跳转进行步骤s14至s15；
23、s9：密封驱动装置驱动密封环上行复位；
24、s10：打开扩口模，垂向定位机构工作，调整切割机的垂向位置使切割机的切割位置位于控形模的上端部，切割进给机构驱动切割机逐渐靠近并接触焊接后的钛铝复合管件，旋转驱动装置驱动转台转动至少一周，切割机将钛铝复合管件位于控形模的上端部上方的余料切除；
25、s11：切割进给机构复位，垂向定位机构复位，切割机停止工作；
26、s12：打开控形模，垂向定位机构工作，调整切割机的垂向位置使切割机的切割位置位于支撑模的上端部，切割进给机构驱动切割机逐渐靠近并接触焊接后的钛铝复合管件，旋转驱动装置驱动转台反向转动至少一周，切割机将钛铝复合管件位于支撑模的上端部上方的部分切除，该切除部分为钛铝复合环形件；
27、s13本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钛铝复合环件成形装置，包括台座（1）、固定设置于台座（1）顶面上的支撑柱（2）、固定设置于支撑柱（2）顶端上的顶板（3），其特征在于：所述台座（1）的顶面转动设置有转台（4），台座（1）的底面设置有驱动转台（4）转动的旋转驱动装置（5），转台（4）的轴心处开设有通孔，通孔的顶端设置有位于转台（4）顶面内的限位槽，转台（4）的顶面上固定设置有位于限位槽上方的支撑模（6），支撑模（6）的上方设置有可开合的控形模（7），控形模（7）的上方设置有可开合的扩口模（8）；
2.根据权利要求1所述的一种钛铝复合环件成形装置，其特征在于：所述控形模（7）和扩口模（8）均为两半式组合模，转台（4）的顶面两侧分别设置有驱动控形模（7）的两个半模相互开合的第一开合驱动装置（17）、驱动扩口模（8）的两个半模相互开合的第二开合驱动装置（18）。
3.根据权利要求2所述的一种钛铝复合环件成形装置，其特征在于：所述支撑模（6）的顶面两侧分别活动插接有承载桩（19），承载桩（19）活动插接于同一侧的控形模（7）的一个半模和扩口模（8）的一个半模中。
4.根据权利要求
5.根据权利要求4所述的一种钛铝复合环件成形装置，其特征在于：所述气密检测装置（11）包括通过气管（111）与通气孔相连接的稳压供气组件（112）、设置于气管（111）上的气压表（113）。
6.根据权利要求2所述的一种钛铝复合环件成形装置，其特征在于：所述电磁脉冲焊接装置（13）包括电磁线圈（131）、套设于电磁线圈（131）外侧的集磁器（132），电磁线圈（131）和集磁器（132）的顶端固定设置有上端板（133），电磁线圈（131）和集磁器（132）的底端固定设置有下端板（134）。
7.根据权利要求6所述的一种钛铝复合环件成形装置，其特征在于：所述焊接定位驱动装置（12）包括左、右两个平行且垂向设置的线性驱动电缸，两个线性驱动电缸的输出杆端部分别与下端板（134）的底面两侧铰接。
8.一种钛铝复合环件成形方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的钛铝复合环件成形装置，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种钛铝复合环件成形方法，其特征在于：在步骤S6中，焊接定位驱动装置驱动电磁脉冲焊接装置发生偏转，完成控形模的上端部和下端部位置的铝管与钛管之间的进一步焊接后，焊接定位驱动装置驱动电磁脉冲焊接装置反向偏转，使电磁脉冲焊接装置的焊接位置顶部端靠近铝管位于控形模顶端部位的内壁另一侧、电磁脉冲焊接装置的焊接位置底部端靠近铝管位于控形模底端部位的内壁相对侧，旋转驱动装置驱动转台反向转动至少一周，实现控形模的上端部和下端部位置的铝管与钛管之间的进一步焊接。
...【技术特征摘要】
1.一种钛铝复合环件成形装置，包括台座（1）、固定设置于台座（1）顶面上的支撑柱（2）、固定设置于支撑柱（2）顶端上的顶板（3），其特征在于：所述台座（1）的顶面转动设置有转台（4），台座（1）的底面设置有驱动转台（4）转动的旋转驱动装置（5），转台（4）的轴心处开设有通孔，通孔的顶端设置有位于转台（4）顶面内的限位槽，转台（4）的顶面上固定设置有位于限位槽上方的支撑模（6），支撑模（6）的上方设置有可开合的控形模（7），控形模（7）的上方设置有可开合的扩口模（8）；
2.根据权利要求1所述的一种钛铝复合环件成形装置，其特征在于：所述控形模（7）和扩口模（8）均为两半式组合模，转台（4）的顶面两侧分别设置有驱动控形模（7）的两个半模相互开合的第一开合驱动装置（17）、驱动扩口模（8）的两个半模相互开合的第二开合驱动装置（18）。
3.根据权利要求2所述的一种钛铝复合环件成形装置，其特征在于：所述支撑模（6）的顶面两侧分别活动插接有承载桩（19），承载桩（19）活动插接于同一侧的控形模（7）的一个半模和扩口模（8）的一个半模中。
4.根据权利要求2所述的一种钛铝复合环件成形装置，其特征在于：所述密封环（10）包括刚性压环（1001）、固定设置于刚性压环（1001）底部的柔性密封环（1002）、固定设置于刚性压环（1001）顶部的连接架（1003），所述刚性压环（1001）与柔性密封环（1002）的内部开设有上下贯通的通气孔。
5.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛克敏，张池，薛世博，王雪，严思梁，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。