間接熱成形生產(chǎn)線核心設(shè)備
間接熱成形生產(chǎn)線的核心設(shè)備有熱成形壓機(jī)、自動(dòng)化搬運(yùn)系統(tǒng)、加熱爐、水冷模具。行業(yè)內(nèi)以壓機(jī)為主導(dǎo)，自動(dòng)化、加熱爐等均由壓機(jī)廠家配套供應(yīng)。圖8 為典型間接熱成形生產(chǎn)線的核心設(shè)備布置圖。
熱成形壓機(jī)
間接熱成形壓機(jī)相較于直接熱成形壓機(jī)有以下幾個(gè)特點(diǎn)。⑴更快的合模速度。為減少工件的空冷熱量損失，需要更快的合模。⑵更長的保壓時(shí)間。更大的工件需要更長的保壓時(shí)間來實(shí)現(xiàn)淬火和形狀穩(wěn)定。⑶更精確的板料溫度檢測(cè)系統(tǒng)。工件尺寸更大、形狀更復(fù)雜，溫度區(qū)更多，需要更精確的溫度檢測(cè)系統(tǒng)來保證工件溫度場(chǎng)在合格范圍內(nèi)。⑷效率更高的冷卻系統(tǒng)。更大的工件需要更高效的冷卻系統(tǒng)來保證合模淬火效果。⑸滑塊建壓速度更快。間接熱成形壓機(jī)的成形行程為零，沒有壓力漸變過程，需要在合模后的極短時(shí)間內(nèi)將壓力加到最高，才能保證工件在合模淬火階段有足夠的合模力抵消劇增的內(nèi)部應(yīng)力，保證產(chǎn)品質(zhì)量合格。⑹噸位更大。直接熱成形壓機(jī)的使用噸位為600 ～1100 噸，而間接熱成形壓機(jī)的使用噸位為1500 ～2500 噸。⑺較低的模具輔助系統(tǒng)要求。具備模具冷卻水和輔助氣路即可，一般不需要模具輔助油路。⑻不同的壓力行程曲線。間接熱成形工作過程中的壓力—位移曲線與直接熱成形區(qū)別較大，對(duì)速度和壓力的敏感性更高，工藝曲線貼合的技術(shù)難度高。圖9 為間接熱成形壓機(jī)。
自動(dòng)化搬運(yùn)系統(tǒng)
間接熱成形生產(chǎn)線的自動(dòng)化搬運(yùn)系統(tǒng)一般包含以下幾個(gè)部分：拆垛輸送線、視覺對(duì)中系統(tǒng)（圖10）、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人、中轉(zhuǎn)臺(tái)、出/入爐升降臺(tái)，上料機(jī)械手、熱成像系統(tǒng)、下料機(jī)械手、下料傳送帶、整線總控系統(tǒng)。
與直接熱成形生產(chǎn)線相比有以下區(qū)別：⑴采用人工拆垛而不是機(jī)器人拆垛。⑵打標(biāo)工作在預(yù)成形工序完成，沒有單獨(dú)的打標(biāo)系統(tǒng)。⑶對(duì)中系統(tǒng)采用視覺對(duì)中而不是機(jī)械對(duì)中。⑷工件入模溫度檢測(cè)采用精度更高的熱成像系統(tǒng)而不是紅外傳感器。加熱爐
間接熱成形生產(chǎn)線目前所使用加熱爐的加熱方式僅有輻射加熱一種，因?yàn)殚g接熱成形工件形狀的特殊性，其他加熱方式很難應(yīng)用在間接熱成形工藝上，均未實(shí)際投入市場(chǎng)。間接熱成形目前主流的加熱爐結(jié)構(gòu)也分箱式加熱爐和輥底式加熱爐兩種。⑴間接熱成形箱式爐與直接熱成形箱式爐的結(jié)構(gòu)基本相同，都是疊層型多層爐，如圖11 所示。間接熱成形箱式爐的每一層的爐膛尺寸和總體外形尺寸更大，內(nèi)部有更多的溫區(qū)，可以通過控制各溫區(qū)的溫度來滿足不同零件的工藝需求；爐內(nèi)的托料架采用矩陣式結(jié)構(gòu)，通用性好，可以通過調(diào)整/更換定位銷來滿足不同形狀零件的需求；考慮上料時(shí)間問題，爐體不是直接安裝在地面，而是有一半在地下。
箱式爐工作過程：爐門打開→出/入爐升降臺(tái)將冷件送入爐膛→爐門關(guān)閉加熱→爐門打開→出/入爐升降臺(tái)將熱件取出；工件加熱過程保持靜止?fàn)顟B(tài)；爐門開口較大，爐內(nèi)氣氛和溫度控制比較麻煩。⑵間接熱成形輥底爐與直接熱成形輥底爐結(jié)構(gòu)不同，為雙層結(jié)構(gòu)，下層為封閉式加熱層；上層為半開放式傳送層，用于將爐內(nèi)托料架送回線首，如圖12所示。間接熱成形輥底爐的加熱層結(jié)構(gòu)與直接熱成形輥底爐相同，只是加熱層爐膛更高、爐門開口更大，工件不能直接傳送，需要放置在特制的爐內(nèi)托料架上；其優(yōu)點(diǎn)是工件不與加熱爐的傳送裝置直接接觸，沒有爐輥損耗；爐內(nèi)溫度和氣氛控制難度低；缺點(diǎn)是每種零件都需要一整套托料架，且托料架因反復(fù)升溫—降溫的工作環(huán)境，對(duì)材料要求極高，成本難以控制；爐內(nèi)托料架輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用成本高。
輥底爐工作過程：工件放置在加熱層入口等待的爐內(nèi)托料架上→托料架帶工件一起進(jìn)入加熱層加熱→加熱完成托料架帶工件一起從加熱層出口出來→工件取走壓制，托料架被出爐升降機(jī)構(gòu)抬升至上層傳送區(qū)→托料架傳送至線首→托料架被出爐升降機(jī)構(gòu)下降至加熱層入口等待；因?yàn)殚g接熱成形工藝的特殊性，箱式爐生產(chǎn)線的節(jié)拍大約在3 ～3.5spm，輥底爐生產(chǎn)線的節(jié)拍大約在3 ～4spm ，兩者的效率并沒有決定性的差距。水冷模具
熱成形生產(chǎn)線廣泛使用的水冷模具按模具結(jié)構(gòu)分為三類：鉆孔式結(jié)構(gòu)、分層式結(jié)構(gòu)、熔鑄式結(jié)構(gòu)，如圖13 所示。
⑴鉆孔式結(jié)構(gòu)：以鍛件為毛坯，加工型面，冷卻水路采用鉆孔工藝加工，只能加工直孔；易加工，便于維修更換，但是無法做到隨形加工，冷卻均勻性差；一般用于制造工件形狀簡(jiǎn)單的模具；幾乎不用于制造間接熱成形水冷模具。⑵分層式結(jié)構(gòu)：使用板材折彎、機(jī)加工后拼裝成形；隨形性好，換熱面積大，密封性好，但是設(shè)計(jì)復(fù)雜，對(duì)機(jī)加工精度要求高；適用于模具損耗小的間接熱成形產(chǎn)品，以及生產(chǎn)不等強(qiáng)度件的模具，是間接熱成形模具的主要發(fā)展方向。⑶熔鑄式結(jié)構(gòu)：以鋼管彎曲焊接成冷卻水路后埋入鑄造模具澆鑄成形，然后機(jī)加工型面；冷卻通道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，隨形性好，加工簡(jiǎn)單，但是模具強(qiáng)度較差，難以維修；適用于模具壓力小、產(chǎn)品形狀復(fù)雜的間接熱成形工藝產(chǎn)品，是目前間接熱成形模具的主流制造工藝。
