The invention provides a continuous roll forming method for side-bending curved surface parts. Between the upper working roll with a cam profile and the lower working roll with a concave profile, a roll gap with a curve shape and unequal width is formed. With the rotation of the upper working roll and the lower working roll around their respective axes, the sheet metal is formed by continuous roll forming through reasonable design. The width and shape of roll gap between the contours of lower rolls make the rolled sheet metal be compressed unevenly in the width direction while obtaining the cross-section shape consistent with the middle line of roll gap, resulting in uneven distribution of elongation, thus forming continuous lateral bending, and finally obtaining three-dimensional curved surface parts with side bending. The method requires less forming force, simple equipment structure and low cost. It can realize the high-efficiency and low-cost processing of side-bending curved surface parts, and improve the utilization rate of materials.
【技术实现步骤摘要】
一种侧弯类曲面零件的连续辊压成形方法
本专利技术涉及一种侧弯类曲面零件的连续辊压成形方法,属于金属塑性加工领域,适用于侧弯形三维曲面零件的低成本、快速成形。
技术介绍
三维曲面零件广泛应用于飞机、轮船、高速列车、化工容器等制造领域,在现代建筑结构以及城市雕塑中双曲度曲面的需求量也越来越大。在各种形状的三维曲面零件中,大型侧弯类曲面零件的成形与加工存在较大的难度。由于曲面有较大的侧向弯曲,拉伸成形方法不适用于此类零件。另外,这些曲面零件通常是单件、小批量生产,采用传统的模具成形方法,模具制造的成本太高,并且需要大型的成形设备。随着工程上对侧弯类曲面零件的需求越来越多,急需开发出快捷、低成本的新成形技术。
技术实现思路
本专利技术为克服现有成形方式中存在的成形与加工难度大、成本高等问题,提供了一种连续辊压成形方法,通过合理设计上、下辊型面轮廓之间的辊缝宽度与辊缝形状,使辊压后的板料获得所需的截面形状的同时,板料被不均匀压缩,产生沿宽度方向上不均匀分布的伸长量,从而形成连续侧向弯曲,最后获得侧弯形的三维曲面零件。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的:一种侧弯类曲面零件的连续辊压成形方法,以带有凸形轮廓型面的上工作辊和带有凹形轮廓型面的下工作辊为成形工具,在上工作辊和下工作辊之间形成中线是曲线形状、并且宽度是非等值分布的辊缝,通过上工作辊和下工作辊绕各自轴线的转动对板料进行连续辊压成形,使辊压后的板料在获得与辊缝的辊缝中线一致的截面形状的同时,沿宽度方向被不均匀压缩,产生不均匀分布的伸长量,从而导致辊压后的板料连续侧向弯曲变形,最终形成侧弯形曲面零件,其特征在 ...
【技术保护点】
1.一种侧弯类曲面零件的连续辊压成形方法,以带有凸形轮廓型面的上工作辊(1)和带有凹形轮廓型面的下工作辊(2)为成形工具,在上工作辊(1)和下工作辊(2)之间形成中线是曲线形状、并且宽度是非等值分布的辊缝(8),通过上工作辊(1)和下工作辊(2)绕各自轴线的转动对板料(3)进行连续辊压成形,使辊压后的板料(4a)在获得与辊缝(8)的辊缝中线(9)一致的截面形状的同时,沿宽度方向被不均匀压缩,产生不均匀分布的伸长量,从而导致辊压后的板料(4a)连续侧向弯曲变形,最终形成侧弯形曲面零件(4),其特征在于,本方法的具体步骤如下:步骤1:根据侧弯形曲面零件(4)的几何参数,确定侧弯形曲面零件(4)的横截面曲线z=g(x)、侧弯形曲面零件(4)的厚度t及侧弯形曲面零件(4)的外缘(5)的曲率半径R;其中的x‑坐标轴与上工作辊(1)和下工作辊(2)的轴线方向平行,z‑坐标轴沿着侧弯形曲面零件(4)的高度方向;步骤2:根据侧弯形曲面零件(4)的几何参数,设计板料(3)的几何参数,板料(3)的宽度b由式(1)计算,板料(3)的厚度H由式(2)计算;
【技术特征摘要】
1.一种侧弯类曲面零件的连续辊压成形方法,以带有凸形轮廓型面的上工作辊(1)和带有凹形轮廓型面的下工作辊(2)为成形工具,在上工作辊(1)和下工作辊(2)之间形成中线是曲线形状、并且宽度是非等值分布的辊缝(8),通过上工作辊(1)和下工作辊(2)绕各自轴线的转动对板料(3)进行连续辊压成形,使辊压后的板料(4a)在获得与辊缝(8)的辊缝中线(9)一致的截面形状的同时,沿宽度方向被不均匀压缩,产生不均匀分布的伸长量,从而导致辊压后的板料(4a)连续侧向弯曲变形,最终形成侧弯形曲面零件(4),其特征在于,本方法的具体步骤如下:步骤1:根据侧弯形曲面零件(4)的几何参数,确定侧弯形曲面零件(4)的横截面曲线z=g(x)、侧弯形曲面零件(4)的厚度t及侧弯形曲面零件(4)的外缘(5)的曲率半径R;其中的x-坐标轴与上工作辊(1)和下工作辊(2)的轴线方向平行,z-坐标轴沿着侧弯形曲面零件(4)的高度方向;步骤2:根据侧弯形曲面零件(4)的几何参数,设计板料(3)的几何参数,板料(3)的宽度b由式(1)计算,板料(3)的厚度H由式(2)计算;其中,x1为侧弯形曲面零件(4)的横截面曲线z=g(x)的左端点的x坐标,x2为侧弯形曲面零件(4)的横截面曲线z=g(x)的右端点的x坐标;步骤3:根据侧弯形曲面零件(4)与板料(3)的几何形状参数,设计出用于辊压成形的上工作辊(1)的凸形轮廓型面(6)与下工作辊(2)的凹形轮廓型面(7):1)上工作辊(1)的凸形轮廓型面(6)的轮廓曲线的坐标xT、zT的计算式为:其中α为辊缝(8)的中线(9)的切线方向与x-坐标轴的夹角,并有α=arctg[g'(x)];2)下工作辊(2)的凹形轮廓型面(7)的轮廓曲线的坐标xB、zB的计算式为:步骤4:根据式(3)确定的...
【专利技术属性】
技术研发人员:蔡中义,张震,邵桂阳,陈庆敏,张鹤鹏,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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