【技术实现步骤摘要】
一种柔性热辊弯成形设备及方法
本专利技术涉及金属材料成形
,具体地指一种柔性热辊弯成形设备及方法。
技术介绍
车身轻量化是汽车工业未来发展的重要方向之一。车身重量的减轻意味着续航里程的增加,能耗的降低,排放的减少,针对代表未来发展趋势的新能源汽车而言,增加了续航里程将扩大新能源汽车的应用范围并显著提高驾驶者的用户体验,对制约新能源汽车发展的能耗问题将起到关键性作用,同时能耗的降低和排放的减少也符合汽车工业绿色发展环保产业的战略需求。(超)高强钢的应用是实现车身轻量化的重要技术路径,但是(超)高强钢的成形存在较大的难度:成形力高、塑性差、回弹大等。热辊弯成形是解决(超)高强钢成形的重要方式,通过辊弯的方式将热态的长条状坯件零件(方管、圆管等)进行弯曲,然后进行冷却定型,达到零件的目标形状,其优点如下:1、力学性能方面,热辊弯成形中钢材在热状态下成形时的成形力显著下降,降低了对设备的要求;2、质量控制方面,高温成形在质量控制方面的优势主要体现在控制高强钢回弹,增加尺寸精度,避免了回弹无法预测,加大孔型设计难度的问题;3、使用性能方面,热辊弯成形能使残余应力通过晶粒组织的回复再结晶得到释放,降低了产生过大残余应力的风险;随着汽车工业的发展,特别是新能源汽车的推广和应用,汽车结构件逐渐呈现复杂化的趋势,不但要实现材料的轻量化,这主要体现在(超)高强钢替代一般强度钢的厚度减薄,而且要实现结构的轻量化,这主要体现在车体结构的轻量化,根据零件载荷工况的不同,采用相匹配的零件结构,用复杂形状零件来代替简单形状零件来满足车身等强度的设计要求,从而实现车身轻量化。传统的 ...
【技术保护点】
1.一种柔性热辊弯成形设备,其特征在于,它包括沿坯料输送线方向依次设置的输送模块(1)、加热模块(2)和成形模块(3),其中输送模块(1)用于将直钢材坯料输送到后工序进行加工;所述加热模块(2)用于对直钢材坯料进行加热处理;所述成形模块(3)包括纵向电机(3.1)、横向电机(3.2)、外成形环(3.3)、内成形环(3.4)和电机控制器(3.9),内成形环(3.4)内圈边沿设有环状梯形槽(3.5),环状梯形槽(3.5)内圈嵌有一圈成形滚珠(3.6),所述内成形环(3.4)的内圈区域作为成形孔(3.7),所述内成形环(3.4)位于外成形环(3.3)内部,所述内成形环(3.4)与外成形环(3.3)同轴;所述横向电机(3.2)的转动轴与外成形环(3.3)外圈固定连接,外成形环(3.3)上开设有第一通孔(3.8),纵向电机(3.1)的转动轴穿过第一通孔(3.8)并与内成形环(3.4)外圈固定连接,纵向电机(3.1)的机壳与外成形环(3.3)外圈固定连接,所述电机控制器(3.9)的横向电机控制信号输出端连接横向电机(3.2)的控制信号输入端,电机控制器(3.9)的纵向电机控制信号输出端连接纵向电机 ...
【技术特征摘要】
1.一种柔性热辊弯成形设备,其特征在于,它包括沿坯料输送线方向依次设置的输送模块(1)、加热模块(2)和成形模块(3),其中输送模块(1)用于将直钢材坯料输送到后工序进行加工;所述加热模块(2)用于对直钢材坯料进行加热处理;所述成形模块(3)包括纵向电机(3.1)、横向电机(3.2)、外成形环(3.3)、内成形环(3.4)和电机控制器(3.9),内成形环(3.4)内圈边沿设有环状梯形槽(3.5),环状梯形槽(3.5)内圈嵌有一圈成形滚珠(3.6),所述内成形环(3.4)的内圈区域作为成形孔(3.7),所述内成形环(3.4)位于外成形环(3.3)内部,所述内成形环(3.4)与外成形环(3.3)同轴;所述横向电机(3.2)的转动轴与外成形环(3.3)外圈固定连接,外成形环(3.3)上开设有第一通孔(3.8),纵向电机(3.1)的转动轴穿过第一通孔(3.8)并与内成形环(3.4)外圈固定连接,纵向电机(3.1)的机壳与外成形环(3.3)外圈固定连接,所述电机控制器(3.9)的横向电机控制信号输出端连接横向电机(3.2)的控制信号输入端,电机控制器(3.9)的纵向电机控制信号输出端连接纵向电机(3.1)的控制信号输入端。2.根据权利要求1所述的柔性热辊弯成形设备,其特征在于:它还包括位于在成形模块(3)之后的冷却模块(4),冷却模块(4)用于对成形后的直钢材坯料冷却硬化。3.根据权利要求1所述的柔性热辊弯成形设备,其特征在于:所述加热模块(2)为电磁感应加热炉,所述电磁感应加热炉的出口处设有测温枪,测温枪用来测定加热后的直钢材坯料进入成形模块(3)时的温度。4.根据权利要求1所述的柔性热辊弯成形设备,其特征在于:所述横向电机(3.2)的机壳与大地固定连接,所述横向电机(3.2)的转动轴用于驱动外成形环(3.3)在X-Y平面转动,纵向电机(3.1)的转动轴用于驱动内成形环(3.4)在X-Z平面转动。5.根据权利要求1所述的柔性热辊弯成形设备,其特征在于:所述成形模块(3)还包括支持转轴(3.11),内成形环(3.4)外圈边沿设有与支持转轴(3.11)对应的支持转轴孔,第一通孔(3.8)正对面的外成形环(3.3)上开设有第二通孔(3.10),第二通孔(3.10)与第一通孔(3.8)同轴连接,支持转轴(3.11)穿过第二通孔(3.10)插入内成形环(3.4)的支持转轴孔中,所述内成形环(3.4)能相对支持转轴(3.11)转动。6.根据权利要求1所述的柔性热辊弯成形设备,其特征在于:所述成形滚珠(3.6)能在环状梯形槽(3.5)内发生自转或者沿着环状梯形槽(3.5)的圆形轨迹滚动,加热后的直钢材坯料进入成形孔(3.7)后外表面与各个成形滚珠(3.6)进行点接触,纵向电机(3.1)和/或横向电机(3.2)控制成形孔(...
【专利技术属性】
技术研发人员:余立,葛锐,祝洪川,陈勇,周少云,董蓓,
申请(专利权)人:武汉钢铁有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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