一种恒压超声辅助辊弯成形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种恒压超声辅助辊弯成形方法及装置，以解决现有方法和装置辊弯成形变厚度薄板时因辊齿间隙变化而出现的成形不均匀、精度差等问题。成形时，首先根据薄板的屈服强度调整气压压力；然后将动力参数输送至主动辊齿，将超声振动参数施加于从动辊齿；最后将薄板送入成形区进行恒压超声辅助辊弯成形。所述成形装置包括框架、动力系统、主动辊齿系统、从动辊齿系统、气动系统和超声振动系统。本发明专利技术适用于变厚度薄板的均匀、精确辊弯成形。

【技术实现步骤摘要】
一种恒压超声辅助辊弯成形方法及装置
本专利技术属于先进制造
，具体涉及一种恒压超声辅助辊弯成形方法及装置。
技术介绍
瓦楞板是制备金属蜂窝结构的重要部件。目前瓦楞板主要利用辊弯成形方法制造。然而现有方法在辊弯成形变厚度薄板时出现了成形不完全、成形均匀性差的问题。这是由于变厚度薄板辊弯成形时，主、从动辊齿的间隙不能随薄板厚度精确变化。此外，薄板辊弯成形属于微塑性成形，存在尺寸效应影响。成形过程中，个体晶粒的异质性影响剧烈增强，使成形件离散度增大，严重制约了金属蜂窝结构的应用与发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种恒压超声辅助辊弯成形方法及装置，通过将超声能场引入到辊弯成形工艺中，利用超声能场的声软化效应降低个体晶粒异质性的影响，同时引入气动系统保持超声振动场在变厚度薄板上的自适应贴合，实现变厚度薄板的均匀、精确辊弯成形。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案：一种恒压超声辅助辊弯成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、使用丙酮清洗主动辊齿、从动辊齿和薄板，晾干；步骤二、开启气动系统，调节主动辊齿与从动辊齿间的压力；步骤三、开启动力系统，将动力输送至主动辊齿，使主、从动辊齿按线速度6~30mm/s匀速转动；步骤四、开启超声振动系统，将超声振动施加于从动辊齿，使从动辊齿沿主、从动辊齿轴中心线方向按超声振动频率为20~50KHz，振幅为2~10μm振动；步骤五、将薄板送入成形区进行辊弯成形。所述的步骤二中，调节主动辊齿与从动辊齿间压力的方法为：关闭动力系统，开启气压系统，调节气压控制装置，使2个气缸的压力相等，压力值为薄板屈服强度值的0.8~1.1倍。所述的步骤四中，开启超声振动系统的方法为：辊齿转动过程中，同时开启2个超声波发生器，使从动辊齿系统的振动座以相同的频率、振幅振动。所述的超声振动频率和振幅根据超声辅助薄板拉伸实验确定，在此振动频率和振幅下，薄板的延伸率最大。所述的薄板为变厚度薄板，薄板任一处的上表面和下表面的夹角为0°~60°，厚度为30~3000μm。所述的一种恒压超声辅助辊弯成形方法，其特征在于，采用如下恒压超声辅助辊弯成形装置：所述的恒压超声辅助辊弯成形装置包括：框架、动力系统、主动辊齿系统、从动辊齿系统、气动系统和超声振动系统：所述动力系统包括伺服电动机和动力控制装置；所述主动辊齿系统包括主动轴、主动辊齿、滚动轴承、轴套、端盖，主动辊齿通过轴套固定在主动轴上，主动轴通过滚动轴承和端盖固定在框架上，主动轴一端连接于伺服电动机上；所述从动辊齿系统包括从动轴、从动辊齿、滑动轴承、轴套、振动座，从动辊齿通过轴套固定在从动轴上，从动轴通过滑动轴承固定在振动座上；所述超声振动系统包括2个超声波发生器、2个换能器、2个变幅杆，变幅杆与振动座连接；所述气动系统包括1个空气压缩机、1个气压控制装置、2个气缸和2套直线滑轨，气缸和换能器固定于直线滑轨上，气缸末端与换能器连接，直线滑轨固定于框架上。所述的振动座由形状为半圆形，直径为5~80mm，壁厚为2~4mm的上振动座和形状为半圆形，直径为5~80mm，壁厚为2~4mm的下振动座组成，上振动座顶端设置一高度为20~50mm、斜度为1/20~1/30的圆柱凸台，圆柱凸台顶圆的直径与变幅杆末端直径相同，圆柱凸台内部为空心结构，圆柱凸台顶端设置沉孔。所述主动辊齿和从动辊齿的齿形为三角形、矩形、梯形或圆弧形。本专利技术的有益效果是：1.利用本专利技术的方法，在主、从动辊齿间施加特定的压力，当薄板厚度变化时，主、从动辊齿间隙自适应调整，特别有利于变厚度薄板的辊弯成形；2.利用本专利技术的方法，在特定的超声能场的声软化效应下，薄板内的个体晶粒异质性影响减弱，变形分布状态出现均匀性重构，瓦楞板的成形精度大幅提高；3.本专利技术的成形装置，振动座的特殊结构设计具有聚能作用，通过振动座在从动轴的两端同时施加相同的超声振动场，对超声振动的效果进行了放大，特别容易实现超声振动场的声软化效果；4.本专利技术的装置，在超声振动系统前端设置气动系统，通过在从动辊齿上施加恒定压力的超声能场，避免了后续的瓦楞板压力整形工艺，大大提高了超薄壁瓦楞板的生产效率。附图说明图1是本专利技术所述的恒压超声辅助辊弯成形方法示意图。图2是本专利技术所述的恒压超声辅助辊弯成形装置示意图。图3是本专利技术所述的振动座示意图。图中标号说明：1.动力系统、101.伺服电动机、102.动力控制装置、2.框架、3.主动辊齿系统、301.主动轴、302.轴套A、303.主动辊齿、304.滚动轴承、305.端盖、4.从动辊齿系统、401.从动轴、402.滑动轴承、403.轴套、404.从动辊齿、405.振动座、405A.上振动座、405B.下振动座、405C圆柱凸台、5.超声振动系统、501.变幅杆、502.换能器、503.超声波发生器、6.气动系统、601.空气压缩机、602.气压控制装置、603.气缸、604.直线滑轨、7、薄板。具体实施方式为了使本领域技术人员更好的理解本申请的技术方案，下面将结合申请中的附图，对本专利技术所提出的具体实施方案进行清楚完整的描述。结合图1~3所示，一种恒压超声辅助辊弯成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、使用丙酮清洗303主动辊齿、404从动辊齿和7薄板，晾干；步骤二、开启6气动系统，调节303主动辊齿与404从动辊齿间的压力；步骤三、开启1动力系统，将动力输送至303主动辊齿，使主、从动辊齿按线速度6~30mm/s匀速转动；步骤四、开启5超声振动系统，将超声振动施加于404从动辊齿，使404从动辊齿沿主、从动辊齿轴中心线方向，按超声振动频率为20~50KHz，振幅为2~10μm振动；步骤五、将7薄板送入成形区进行超声辅助辊弯成形。结合图1~3所示，一种恒压超声辅助辊弯成形方法，可以采用如下恒压超声辅助辊弯成形装置：所述的恒压超声辅助辊弯成形装置包括：1动力系统、2框架、3主动辊齿系统、4从动辊齿系统、5超声振动系统和6气动系统；所述1动力系统包括101伺服电动机和102动力控制装置；所述3主动辊齿系统包括301主动轴、303主动辊齿、304滚动轴承、302轴套A、305端盖，303主动辊齿通过302轴套A固定在301主动轴上，301主动轴通过304滚动轴承和305端盖固定在2框架上，301主动轴一端连接于101伺服电动机上；所述4从动辊齿系统包括401从动轴、404从动辊齿、402滑动轴承、403轴套、405振动座，404从动辊齿通过403轴套固定在401从动轴上，401从动轴通过402滑动轴承固定在405振动座上；所述5超声振动系统包括2个503超声波发生器、2个502换能器、2个501变幅杆，501变幅杆与405振动座连接；所述6气动系统包括1个601空气压缩机、1个602气压控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒压超声辅助辊弯成形方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一、使用丙酮清洗主动辊齿、从动辊齿和薄板，晾干；/n步骤二、开启气动系统，调节主动辊齿与从动辊齿间的压力；/n步骤三、开启动力系统，将动力输送至主动辊齿，使主、从动辊齿按线速度6~30 mm/s匀速转动；/n步骤四、开启超声振动系统，将超声振动施加于从动辊齿，使从动辊齿沿主、从动辊齿轴中心线方向按超声振动频率为20~50KHz，振幅为2 ~10μm振动；/n步骤五、将薄板送入成形区进行辊弯成形。/n

【技术特征摘要】
1.一种恒压超声辅助辊弯成形方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、使用丙酮清洗主动辊齿、从动辊齿和薄板，晾干；
步骤二、开启气动系统，调节主动辊齿与从动辊齿间的压力；
步骤三、开启动力系统，将动力输送至主动辊齿，使主、从动辊齿按线速度6~30mm/s匀速转动；
步骤四、开启超声振动系统，将超声振动施加于从动辊齿，使从动辊齿沿主、从动辊齿轴中心线方向按超声振动频率为20~50KHz，振幅为2~10μm振动；
步骤五、将薄板送入成形区进行辊弯成形。


2.根据权利要求1所述的一种恒压超声辅助辊弯成形方法，其特征在于：所述的步骤二中，调节主动辊齿与从动辊齿间压力的方法为：关闭动力系统，开启气压系统，调节气压控制装置，使2个气缸的压力相等，压力值为薄板屈服强度值的0.8~1.1倍。


3.根据权利要求1所述的一种恒压超声辅助辊弯成形方法，其特征在于：所述的步骤四中，开启超声振动系统的方法为：辊齿转动过程中，同时开启2个超声波发生器，使从动辊齿系统的振动座以相同的频率、振幅振动。


4.根据权利要求1和3所述的一种恒压超声辅助辊弯成形方法，其特征在于：所述的超声振动频率和振幅根据超声辅助薄板拉伸实验确定，在此振动频率和振幅下，薄板的延伸率最大。


5.根据权利要求1所述的一种恒压超声辅助辊弯成形方法，其特征在于：所述的薄板为变厚度薄板，薄板任一处的上表面和下表面的夹角为0°~60°，厚度为30~3000μm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：马振武，曹自洋，张元晶，卢金斌，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32