專利名稱：一種通電加熱彎曲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及陶瓷材料高溫塑性加工領(lǐng)域，尤其涉及一種對二硅化鉬棒材進行通電加熱彎曲的裝置。
背景技術(shù)：
目前，在傳統(tǒng)的二硅化鉬電熱元件制備工藝中，熱端彎頭部位是通過在擠出成型過程中彎曲泥條的方法加工而成的，也就是所謂的“冷彎”工藝。通過冷彎工藝加工的二硅化鉬電熱元件熱端，不但無法進行整體無變形矯直成膜處理，而且彎頭部位在燒結(jié)過程中也容易因收縮不一致而發(fā)生缺陷。在實際使用過程中，因熱端彎頭部位問題而損壞的二硅化鉬電熱元件約占20%。因此，熱端彎曲加工工藝是影響二硅化鉬電熱元件使用壽命的重要因素之一。二硅化鉬材料在1000°C以上會發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變，特別是在1500°C以上，二硅化鉬材料具有可媲美金屬材料的塑性，因此二硅化鉬材料的這種特性使得電熱元件的熱端彎頭可以在高溫下通過熱彎工藝進行加工。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種二硅化鉬棒材的通電加熱彎曲裝置，能夠方便快速的加工二硅化鉬電熱元件熱端，使其具有形狀規(guī)整、表面膜完好、無加工缺陷的優(yōu)點。本實用新型采用下述技術(shù)方案一種通電加熱彎曲裝置，包括通電加熱裝置、夾具彎曲機構(gòu)、控制單元、溫度測量裝置，夾具彎曲機構(gòu)內(nèi)設(shè)置有用于放置加熱棒材的空間，通電加熱裝置用于加熱棒材，溫度測量裝置用來測量棒材表面的溫度，溫度測量裝置的信號輸出端與控制單元內(nèi)設(shè)置的溫度曲線控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，控制單元的信號輸出端與夾具彎曲機構(gòu)的信號輸入端連接。所述的夾具彎曲機構(gòu)包括同軸心電機、夾具以及夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)、雙回轉(zhuǎn)臂，所述的夾具沿夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)移動，所述夾具和夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)對稱固定在雙回轉(zhuǎn)臂上，所述的同軸心電機包括第一電機和第二電機，第一電機的輸出軸與第二電機的輸出軸套設(shè)在一起，第一電機的輸出軸與第二電機的輸出軸分別與雙回轉(zhuǎn)臂連接；所述的控制系統(tǒng)中設(shè)置有雙回轉(zhuǎn)臂控制系統(tǒng)，雙回轉(zhuǎn)臂控制系統(tǒng)的信號輸出端與第一電機和第二電機的控制端連接。所述的夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)包括夾具氣缸、直線驅(qū)動電機、直線導(dǎo)軌，控制系統(tǒng)中設(shè)置有夾具進退控制系統(tǒng)，夾具進退控制系統(tǒng)的信號控制端與直線驅(qū)動電機的信號控制端連接，直線驅(qū)動電機的輸出端通過直線導(dǎo)軌實現(xiàn)夾具的進退。所述的控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有夾具壓力控制系統(tǒng)，夾具壓力控制系統(tǒng)的信號輸出端與夾具氣缸的氣路上設(shè)置的壓力閥連接。所述的通電加熱裝置包括通電電極，通電電極的電源輸入端還設(shè)置有電流傳感器和電壓傳感器，控制系統(tǒng)還設(shè)置有電流控制系統(tǒng)；電流傳感器和電壓傳感器的信號輸出端與電流控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，電流控制系統(tǒng)的信號輸出端與通電電極的電源輸入端設(shè)置的變壓器的信號控制端連接。還包括有循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，所述的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)與通電電極連接，用于冷卻通電電極。所述的控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有自動復(fù)位系統(tǒng)，自動復(fù)位系統(tǒng)的信號輸出端與第一電機和第二電機的控制端的信號輸入端連接。所述的溫度測量裝置為紅外線溫度傳感器。本實用新型具有如下所述技術(shù)效果1. 本實用新型中的溫度曲線控制系統(tǒng)采用分段式溫度控制，避免了因低溫下二硅化鉬工件電阻小而產(chǎn)生的電流沖擊，提高了高溫下工件溫度場分布的均勻性，消除了彎頭部位處殘余熱應(yīng)力的過度集中，因而有效地保證了彎頭的外觀形狀規(guī)整；2. 雙回轉(zhuǎn)臂采用同軸心電機反向同步驅(qū)動，保證了兩個回轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)速度的一致性和工件彎曲過程中的受力均衡性，避免了因不一致受力和/或不一致動作導(dǎo)致的彎頭部位偏形現(xiàn)象；3. 雙回轉(zhuǎn)臂控制系統(tǒng)可以控制其回轉(zhuǎn)角度和回轉(zhuǎn)速度，不但可以在最大程度上提高生產(chǎn)效率，也可以實現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化加工，如冷熱端夾角135°、冷熱端夾角90°及其它非標產(chǎn)品；4. 在加熱過程中，夾具進退控制系統(tǒng)能夠控制夾具可以沿工件軸向自由后退，有效避免了因工件受熱膨脹受限而引起的變形；在彎曲動作開始后，夾具以一定速度向前移動，以避免彎頭部位的應(yīng)力過度集中，保證彎頭部位直徑與熱端其他部位直徑的整體一致性，同時最大程度降低熱/力耦合作用過程對彎頭部位處組織結(jié)構(gòu)的破壞。綜上所述，本實用新型具有良好可控性和工藝穩(wěn)定性，所加工的二硅化鉬電熱元件熱端具有形狀規(guī)整、表面膜完好、彎頭部位顯微組織結(jié)構(gòu)無明顯變化、電熱元件整體無變形等優(yōu)點。不但在最大程度上保證了二硅化鉬電熱元件熱端直徑和組織結(jié)構(gòu)的整體一致性，也顯著提高了二硅化鉬發(fā)熱元件熱端的外觀質(zhì)量，提高了發(fā)熱元件使用可靠性，而且延長了發(fā)熱元件的使用壽命，從而進一步提升了二硅化鉬產(chǎn)業(yè)的水平。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為夾具彎曲結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為同軸心電機與雙回轉(zhuǎn)臂連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，以二硅化鉬棒材為例進行說明。本實用新型通電加熱彎曲裝置包括通電加熱裝置、夾具彎曲機構(gòu)、控制單元、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)、溫度測量裝置(紅外線溫度傳感器1)，二硅化鉬棒材10用于放置在夾具彎曲機構(gòu)內(nèi)，夾具彎曲機構(gòu)設(shè)置在支架14上，通電加熱裝置用于加熱二硅化鉬棒材10。紅外線溫度傳感器1用來測量二硅化鉬棒材10表面的溫度，紅外線溫度傳感器1的信號輸出端與控制單元內(nèi)設(shè)置的溫度曲線控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，控制單元的信號輸出端與夾具彎曲機構(gòu)的信號輸入端連接。所述的通電加熱裝置包括通電電極3，通電電極3與二硅化鉬棒材10直接接觸，通電電極3通過轉(zhuǎn)動銅箔13、電纜2接入電源，電纜2的電源輸入端還設(shè)置有電流傳感器7和電壓傳感器6，電流傳感器7和電壓傳感器6的信號輸出端與控制系統(tǒng)中設(shè)置的電流控制系統(tǒng)的信號輸入端連接， 電流控制系統(tǒng)的信號輸出端與通電電極的電源輸入端設(shè)置的變壓器5的信號控制端連接， 變壓器5的信號輸入端與交流電力調(diào)整器4的信號輸出端連接；循環(huán)水冷系統(tǒng)與通電電極 3連接，用于冷卻通電電極3。如圖1、圖2、圖3所示，所述的夾具彎曲機構(gòu)包括同軸心電機12、夾具8以及夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)9、雙回轉(zhuǎn)臂111、112，所述的夾具8沿夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)9移動，所述夾具8 和夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)9對稱固定在雙回轉(zhuǎn)臂111、112上，所述的同軸心電機12包括第一電機121和第二電機123，第一電機的輸出軸122與第二電機的輸出軸124套設(shè)在一起，第一電機的輸出軸122與第二電機的輸出軸124分別與雙回轉(zhuǎn)臂112、111連接；所述的控制系統(tǒng)中設(shè)置有雙回轉(zhuǎn)臂控制系統(tǒng)，雙回轉(zhuǎn)臂控制系統(tǒng)的信號輸出端與第一電機121和第二電機123的控制端連接。其中控制系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)置有自動復(fù)位系統(tǒng)，自動復(fù)位系統(tǒng)的信號輸出端與第一電機121和第二電機123信號控制端連接。其中所述的夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)包括夾具氣缸91、直線驅(qū)動電機93、直線導(dǎo)軌92，控制系統(tǒng)中設(shè)置有夾具進退控制系統(tǒng)，夾具進退控制系統(tǒng)的信號控制端與直線驅(qū)動電機93的信號控制端連接，直線驅(qū)動電機93的輸出端通過直線導(dǎo)軌92實現(xiàn)夾具8的進退?？刂葡到y(tǒng)中設(shè)置有夾具壓力控制系統(tǒng)，夾具壓力控制系統(tǒng)的信號輸出端與夾具氣缸91的氣路上設(shè)置的壓力閥連接。 由于二硅化鉬材料在高溫下發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變的特性，本實用新型將二硅化鉬材料進行通電加熱使其彎曲。如圖1、圖2、圖3所示，由紅外測溫傳感器1測量二硅化鉬棒材10 的表面溫度，將溫度值實時輸入到溫度曲線控制系統(tǒng)，溫度曲線分為六段預(yù)熱、快速加熱、 彎曲前保溫、彎曲過程保溫、彎曲結(jié)束保溫、降溫，可以通過程序預(yù)先設(shè)定。當二硅化鉬棒材加熱到預(yù)設(shè)的工作溫度并保溫一段時間后，雙回轉(zhuǎn)臂控制系統(tǒng)給同軸心電機發(fā)出反向驅(qū)動信號，雙回轉(zhuǎn)臂111、112開始以相同的回轉(zhuǎn)速度進行回轉(zhuǎn)動作，當雙回轉(zhuǎn)臂111、112達到預(yù)設(shè)角度后停止動作。在加熱工程中，夾具8可以自由后退以補償因工件溫度升高而發(fā)生的線性膨脹；當雙回轉(zhuǎn)臂111、112開始回轉(zhuǎn)動作時，夾具8開始前進，當回轉(zhuǎn)到一定角度，雙回轉(zhuǎn)臂111、112動作結(jié)束，則夾具8停止前進；在通電加熱過程中夾具壓力控制系統(tǒng)還可以通過壓力閥隨時調(diào)節(jié)夾具的壓力。當二硅化鉬材料加熱成型后，由自動復(fù)位控制系統(tǒng)控制雙回轉(zhuǎn)臂111、112復(fù)位到初始位置，夾具8也復(fù)位到初始位置。本實用新型所加工出來的二硅化鉬彎頭部位顯微組織結(jié)構(gòu)無明顯變化，整體無變形。
權(quán)利要求1.一種通電加熱彎曲裝置，其特征在于包括通電加熱裝置、夾具彎曲機構(gòu)、控制單元、溫度測量裝置，夾具彎曲機構(gòu)內(nèi)設(shè)置有用于放置加熱棒材的空間，通電加熱裝置用于加熱棒材，溫度測量裝置用來測量棒材表面的溫度，溫度測量裝置的信號輸出端與控制單元內(nèi)設(shè)置的溫度曲線控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，控制單元的信號輸出端與夾具彎曲機構(gòu)的信號輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通電加熱彎曲裝置，其特征在于所述的夾具彎曲機構(gòu)包括同軸心電機、夾具以及夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)、雙回轉(zhuǎn)臂，所述的夾具沿夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)移動，所述夾具和夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)對稱固定在雙回轉(zhuǎn)臂上，所述的同軸心電機包括第一電機和第二電機，第一電機的輸出軸與第二電機的輸出軸套設(shè)在一起，第一電機的輸出軸與第二電機的輸出軸分別與雙回轉(zhuǎn)臂連接；所述的控制系統(tǒng)中設(shè)置有雙回轉(zhuǎn)臂控制系統(tǒng)，雙回轉(zhuǎn)臂控制系統(tǒng)的信號輸出端與第一電機和第二電機的控制端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通電加熱彎曲裝置，其特征在于所述的夾具滑動驅(qū)動機構(gòu)包括夾具氣缸、直線驅(qū)動電機、直線導(dǎo)軌，控制系統(tǒng)中設(shè)置有夾具進退控制系統(tǒng)，夾具進退控制系統(tǒng)的信號控制端與直線驅(qū)動電機的信號控制端連接，直線驅(qū)動電機的輸出端通過直線導(dǎo)軌實現(xiàn)夾具的進退。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通電加熱彎曲裝置，其特征在于所述的控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有夾具壓力控制系統(tǒng)，夾具壓力控制系統(tǒng)的信號輸出端與夾具氣缸的氣路上設(shè)置的壓力閥連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的通電加熱彎曲裝置，其特征在于所述的通電加熱裝置包括通電電極，通電電極的電源輸入端還設(shè)置有電流傳感器和電壓傳感器，控制系統(tǒng)還設(shè)置有電流控制系統(tǒng)；電流傳感器和電壓傳感器的信號輸出端與電流控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，電流控制系統(tǒng)的信號輸出端與通電電極的電源輸入端設(shè)置的變壓器的信號控制端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通電加熱彎曲裝置，其特征在于還包括有循環(huán)水冷卻系統(tǒng)， 所述的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)與通電電極連接，用于冷卻通電電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通電加熱彎曲裝置，其特征在于所述的控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有自動復(fù)位系統(tǒng)，自動復(fù)位系統(tǒng)的信號輸出端與第一電機和第二電機的控制端的信號輸入端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的通電加熱彎曲裝置，其特征在于所述的溫度測量裝置為紅外線溫度傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種通電加熱彎曲裝置，包括通電加熱裝置、夾具彎曲機構(gòu)、控制單元、溫度測量裝置，加熱棒材用于放置在夾具彎曲機構(gòu)內(nèi)，通電加熱裝置用于加熱二硅化鉬棒材，溫度測量裝置用來測量加熱棒材表面的溫度，溫度測量裝置的信號輸出端與控制單元內(nèi)設(shè)置的溫度曲線控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，控制單元的信號輸出端與夾具彎曲機構(gòu)的信號輸入端連接。本實用新型具有良好可控性和工藝穩(wěn)定性，所加工的二硅化鉬電熱元件熱端具有形狀規(guī)整、表面膜完好、彎頭部位顯微組織結(jié)構(gòu)無明顯變化、電熱元件整體無變形等優(yōu)點。
文檔編號C04B41/80GK202089905SQ20112014313
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者陳志輝 申請人:鄭州嵩山電熱元件有限公司