本發(fā)明設(shè)計(jì)難成形材料的滾彎成形領(lǐng)域，具體涉及一種難成形材料兩軸電輔助加熱滾彎的成形方法及裝置。

背景技術(shù)：

滾彎成形技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、石油化工、船舶工程、汽車制造等領(lǐng)域，在機(jī)械制造行業(yè)中占據(jù)著十分重要的地位。在航空航天制造領(lǐng)域，高強(qiáng)度低塑性材料(如鈦合金、高溫合金)的應(yīng)用也在不斷增加，這類材料在常溫下很難成形，而且成形截面曲率也從單曲率向變曲率發(fā)展，對(duì)成形件的精度也有更高的要求，普通滾彎方法難以成形或者成形精度很低，嚴(yán)重推高了制造成本并拖長(zhǎng)了研制的生產(chǎn)周期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的滾彎技術(shù)難以成形復(fù)雜截面形狀滾彎件以及高強(qiáng)度低塑性難成形材料滾彎件。提供一種易操作、成形效率高、精度高、能成形復(fù)雜截面形狀以及高強(qiáng)度低塑性難成形材料的滾彎成形方法及其裝置。采用該方法和裝置滾彎得到的成形件，成形精度高、成本低。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種難成形材料兩軸電輔助加熱滾彎的成形方法，它包括以下步驟：首先通過試驗(yàn)測(cè)得達(dá)到所需成形溫度的電流強(qiáng)度，再根據(jù)滾彎件的截面曲率，通過計(jì)算機(jī)模擬出所需成形零件的壓入量和兩軸的轉(zhuǎn)速，然后利用放料臺(tái)對(duì)板料進(jìn)行對(duì)位，對(duì)位之后根據(jù)編寫好的滾彎程序控制上、下輥的壓入量以及兩軸的轉(zhuǎn)速和電流強(qiáng)度，從而使板料滾彎成形。

一種難成形材料兩軸電輔助加熱滾彎的裝置，包括底座(1)、程控電源(2)、控制臺(tái)(3)、機(jī)架(4)，下通電輥(19)通過下輥軸承(12)安裝在下輥軸承座(11)上，下輥軸承座(11)固定安裝在機(jī)架(4)上，下輥減速機(jī)(6)固定在機(jī)架(4)上，一端安裝下輥伺服電機(jī)(5)，一端通過聯(lián)軸器(7)與下通電輥(19)連接，上通電輥(20)通過上輥軸承(16)安裝在上輥軸承座(17)上，上輥軸承座(17)安裝在機(jī)架間的導(dǎo)軌(18)上，上輥減速機(jī)(13)固定在上輥軸承座(17)的延伸架上，一端安裝上輥伺服電機(jī)(14)，一端通過聯(lián)軸器(15)與上通電輥(20)連接，上通電輥同步升降裝置(21)上端安裝在機(jī)架(4)上，下端安裝在上輥軸承座(17)上，電刷(8)和電刷(10)一端固定在軸承座上，一端與通電輥接觸。

所述的上通電輥升降裝置(21)，包括左絲杠(21-1)、左蝸輪(21-4)、左蝸桿(21-6)、左下推力軸承(21-3)、左上推力軸承(21-5)，左右設(shè)置一樣，伺服電機(jī)(21-7)與同步減速機(jī)(21-8)安裝在一起并固定安裝在機(jī)架(4)上，蓋板(21-9)通過螺栓(21-2)安裝在機(jī)架(4)上，位移傳感器(21-10)一端固定在機(jī)架(4)上一端固定在絲杠上。

所述的上通電輥(20)和下通電輥(19)結(jié)構(gòu)一致，上通電輥(20)實(shí)施例一，包括硬質(zhì)銅合金輥軸(20-1)，軸端安裝絕緣套(20-2)，截面圖如圖，以便與聯(lián)軸器絕緣。上通電輥(20)實(shí)施例二，包括鋼制芯軸(20-3)外涂一層陶瓷絕緣材料(20-9)通過螺母(20-4)和(20-8)加絕緣墊片(20-5)和(20-7)與銅合金輥套(20-6)裝配在一起，軸端安裝絕緣套(20-2)，以便與聯(lián)軸器絕緣。

本發(fā)明提供的一種難成形材料兩軸電輔助加熱滾彎的成形方法及裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明提供的一種難成形材料兩軸電輔助加熱滾彎的成形方法，通過通電的上、下輥對(duì)板料自阻加熱，對(duì)于在高溫狀態(tài)下塑性較好的高強(qiáng)度低塑性材料(如鈦合金)，成形更容易。上下輥轉(zhuǎn)速可以單獨(dú)設(shè)置，通過改變上下輥的轉(zhuǎn)速可以滾彎不同曲率半徑的零件以及雙向變曲率的零件。

2、本發(fā)明提供的一種難成形材料兩軸電輔助加熱滾彎裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，易操作，自動(dòng)化程度高絕緣性好，適用性強(qiáng)，成形精度高，成本低。

附圖說(shuō)明

圖1為難成形材料兩軸電輔助加熱滾彎裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為上通電輥升降裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為上通電輥實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為上通電輥絕緣段截面圖

圖5為上通電輥實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖

圖6為實(shí)施例二輥套與輥芯結(jié)構(gòu)截面圖

圖7為滾彎成形過程受力圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明

一種難成形材料兩軸電輔助加熱滾彎的裝置，如圖1所示，包括底座(1)、程控電源(2)、控制臺(tái)(3)、機(jī)架(4)，下通電輥(19)通過下輥軸承(12)安裝在下輥軸承座(11)上，下輥軸承座(11)固定安裝在機(jī)架(4)上，下輥減速機(jī)(6)固定在機(jī)架(4)上，一端安裝下輥伺服電機(jī)(5)，一端通過聯(lián)軸器(7)與下通電輥(19)連接，上通電輥(20)通過上輥軸承(16)安裝在上輥軸承座(17)上，上輥軸承座(17)安裝在機(jī)架間的導(dǎo)軌(18)上，上輥減速機(jī)(13)固定在上輥軸承座(17)的延伸架上，一端安裝上輥伺服電機(jī)(14)，一端通過聯(lián)軸器(15)與上通電輥(20)連接，上通電輥同步升降裝置(21)上端安裝在機(jī)架(4)上，下端安裝在上輥軸承座(17)上，電刷(8)和電刷(10)一端固定在軸承座上，一端與通電輥接觸，為上下通電輥供電。

所述的上通電輥升降裝置(21)，如圖2所示，包括左絲杠(21-1)、左蝸輪(21-4)、左蝸桿(21-6)、左下推力軸承(21-3)、左上推力軸承(21-5)，左下推力軸承(21-3)和左上推力軸承(21-5)用來(lái)限制左蝸輪(21-4)的軸向位移，左右設(shè)置一樣，伺服電機(jī)(21-7)通過同步減速機(jī)(21-8)減速后同時(shí)驅(qū)動(dòng)左右蝸桿，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蝸輪，帶動(dòng)絲杠即上通電輥(20)做升降運(yùn)動(dòng)，蓋板(21-9)通過螺栓(21-2)安裝在機(jī)架(4)上，位移傳感器(21-10)一端固定在機(jī)架(4)上一端固定在絲杠上，將上通電輥的位置信息反饋給控制臺(tái)以便達(dá)到位置精確控制。

所述的上通電輥(20)和下通電輥(19)結(jié)構(gòu)一致，上通電輥(20)實(shí)施例一，如圖3所示，包括硬質(zhì)銅合金輥軸(20-1)，軸端安裝絕緣套(20-2)，截面圖如圖4所示，以便與聯(lián)軸器絕緣。上通電輥(20)實(shí)施例二，如圖5所示，包括鋼制芯軸(20-3)通過螺母(20-4)和(20-8)加絕緣墊片(20-5)和(20-7)與銅合金輥套(20-6)裝配在一起，芯軸(20-3)和銅合金輥套(20-6)配合方式如圖6所示，芯軸(20-3)外涂一層陶瓷絕緣材料，軸端安裝絕緣套(20-2)，以便與聯(lián)軸器絕緣。

所述的上輥軸承和下輥軸承均為陶瓷軸承以便于機(jī)架絕緣，所有人可接觸的地方涂上絕緣漆。

一種難成形材料兩軸電輔助加熱滾彎的成形方法，通過板料的電流強(qiáng)度、上下輥的壓入量(輥縫間距較板厚的差值)、兩軸轉(zhuǎn)速比是影響板材成形曲率的主要因素。先通過試驗(yàn)測(cè)得達(dá)到所需成形溫度的電流強(qiáng)度，再根據(jù)滾彎件的截面曲率，利用計(jì)算機(jī)模擬出成形零件所需的壓入量(壓入量一般不超過材料厚度的10％，且在滾彎過程中保持不變)和兩軸的轉(zhuǎn)速曲線圖；然后編寫nc加工程序，然后利用放料臺(tái)對(duì)板料進(jìn)行對(duì)位，對(duì)位之后根據(jù)編寫好的滾彎程序控制上、下輥的壓入量以及兩軸的轉(zhuǎn)速和電流強(qiáng)度，從而使板料滾彎成形。

上述的上下輥壓入量使板材延展并產(chǎn)生徑向載荷，當(dāng)兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)提供足夠摩擦力，當(dāng)上輥轉(zhuǎn)速大于下輥轉(zhuǎn)速時(shí)，板材上表面摩擦力沿進(jìn)給方向，板材上表面受拉應(yīng)力，板材下表面摩擦力與進(jìn)給方向相反，板材下表面受壓應(yīng)力，板材向下彎曲，不同轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的拉壓應(yīng)力不同，得到曲率半徑就不同，因此通過調(diào)節(jié)上下輥的轉(zhuǎn)速就可以成形不同曲率半徑以及變曲率滾彎件。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。