一种三维曲面辊压成形方法技术

本发明专利技术公开了一种三维曲面辊压成形方法，属于机械工程领域。本发明专利技术为了解决现有技术中的三维板材加工精度和工作效率低的问题。本发明专利技术的第一辊压机构的辊体和第二辊压机构的辊体均为内部中空的腔体结构，向第一辊压机构的辊体和第二辊压机构的辊体内注入形变液体；利用相应的曲率校准尺分别校准第一辊压机构的辊体的曲率半径和第二辊体机构的辊体的曲率半径，直至第一辊压机构的辊体的曲率半径和第二辊压机构的辊体的曲率半径分别达到所需要求；将待成形料板放入成形区域内，第一辊压机构和第二辊压机构旋转辊压待成形料板，完成待成形料板的辊压成形。本发明专利技术有效的提高了三维板材的加工精度和工作效率。板材的加工精度和工作效率。板材的加工精度和工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种三维曲面辊压成形方法


[0001]本专利技术涉及机械工程领域，特别是涉及一种三维曲面辊压成形方法。

技术介绍

[0002]板材成形技术广泛应用于航空航天、汽车、电子等制造领域，在制造业中占有重要地位。目前，板类三维曲面件主要采用模具通过压力成形方式而获得，对于大型尺寸的板类三维曲面件的模具制造难度大，相应的压力成形设备及辅助装置造价高昂。面对上述情况，大部的大尺寸板类三维曲面件加工成形主要依赖人工方式进行成形，这样不仅无法满足高精度、高成形质量的产品需求，同时工件的生产效率较低，需要耗费大量的人力和物力。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种三维曲面辊压成形方法，实现大尺寸三维曲面件加工的精度和生产效率。
[0004]本专利技术提供了一种三维曲面辊压成形方法，通过辊压装置实现，所述辊压装置包括第一辊压机构和第二辊压机构，所述第一辊压机构与第二辊压机构之间为辊压成形区域，第一辊压机构的辊体凸型圆辊，第二辊压机构的辊体为凹型圆辊，所述第一辊压机构的辊体和第二辊压机构的辊体均为内部中空的腔体结构，所述三维曲面辊压成形方法包括：
[0005]步骤1，标尺选择步骤，板料厚度及横向截面曲率半径选择用以校准第一辊体机构辊体的第一曲率校准尺和用以校准第二辊体机构辊体的第二曲率校准尺；
[0006]步骤2，辊压装置调整步骤，向第一辊压机构的辊体和第二辊压机构的辊体内注入形变液体；
[0007]步骤3，曲率校准步骤，利用相应的曲率校准尺分别校准第一辊压机构的辊体的曲率半径和第二辊体机构的辊体的曲率半径，直至第一辊压机构的辊体的曲率半径和第二辊压机构的辊体的曲率半径分别达到所需要求横向截面曲率半径后等待所述第一辊压机构的辊体和第二辊压机构的辊体内的合金液体凝固；
[0008]步骤4，辊压成形步骤，将待成形料板放入所述成形区域内，第一辊压机构和第二辊压机构旋转辊压待成形料板，完成待成形料板的辊压成形。
[0009]优选的，所述形变液体为低熔点合金液体或易熔金属液体。
[0010]优选的，辊压装置调整步骤包括：
[0011]加热第一辊压机构，同时向第一辊压机构的辊体内注射形变液体；
[0012]加热第二辊压机构，同时向第二辊压机构的辊体内注射形变液体。
[0013]优选的，形变液体注入所述第一辊压机构的辊体过程中保持第一辊压机构匀速旋转；形变液体注入所述第二辊压机构的辊体过程中保持第二辊压机构匀速旋转。
[0014]优选的，所述第一曲率校准尺和第二曲率校准尺均为板状结构，所述第一曲率校准尺的一侧边缘具有所需曲率半径的第一检测边缘，所述第一检测边缘的弦长与第一辊压机构的辊体长度相同；所述第二曲率校准尺的一侧边缘具有所需曲率半径的第二检测边
缘，所述第二检测边缘的弦长与第二辊压机构的辊体长度相同。
[0015]优选的，所述曲率校准步骤包括：
[0016]将第一曲率校准尺的检测边缘的两端分别抵靠在第一辊压机构的辊体的两端，向第一辊体机构内部注入形变液体，同时保持第一辊体机构旋转，待第一辊体机构的辊体表面与第一检测边缘的曲线形状完全吻合后停止向第一辊体机构的辊体内注入形变液体，第一辊体机构保持低速匀速转动，直至第一辊压机构的辊体内的形变液体冷却凝固及曲率半径固定不变；
[0017]将第二曲率校准尺的检测边缘的两端分别抵靠在第二辊压机构的辊体的两端，向第二辊体机构内部注入形变液体，同时保持第二辊体机构旋转，待第二辊体机构的辊体表面与第二检测边缘的曲线形状完全吻合后停止向第二辊体机构的辊体内注入形变液体，第二辊体机构保持低速匀速转动，直至第二辊压机构的辊体内的形变液体冷却凝固及曲率半径固定不变。
[0018]优选的，辊压成型步骤包括：
[0019]增加第一辊体机构与第二辊体机构之间的间隙，将待成形板料放入所述间隙内，待成形板料与第二辊体机构保持接触；
[0020]第一辊体机构向第二辊体机构方向移动，使待成形板料横向截面发生弯曲，直至第一辊体机构将板料弯曲贴紧第二辊压机构表面；
[0021]旋转第一辊体机构和第二辊体机构，对待成形板料进行辊压成形，使待成形板料纵向曲率发生连续变化；
[0022]待成形板料辊压成形过程结束，板料横向曲率和纵向曲率均产生弯曲变化，最终形成三维曲面。
[0023]优选的，第一辊压机构和第二辊压机构独立旋转，在辊压成形过程中，根据板料的厚度和材料参数确定辊压装置中主动的数量，第一辊压机构和第二辊体结构同时为主动辊，或者第一辊压机构和第二辊压机构二者之一为主动辊。
[0024]优选的，当需要进行多道次辊压成形时，重复执行辊压成形方法的步骤1至步骤4的步骤进行辊压，直至到达目标形状曲率半径。当需要进行多道次辊压成形时，重复执行辊压成形方法的步骤1至步骤4的步骤进行阶段重复辊压成形，直至到达目标形状曲率半径。
[0025]优选的，所述重复执行辊压成形方法的步骤1至步骤4的步骤进行辊压成形的方法包括：
[0026]根据所需的曲率半径设定至若干阶段曲率半径，并将所述阶段曲率半径进行排列为：{r1，r2，
…
，r
n
}，其中，r
n
为第n阶段曲率半径；
[0027]将第一阶段曲率半径r1作为步骤1所述横向截面曲率半径，执行步骤1至步骤4；将第二阶段曲率半径r2作为步骤1所述横向截面曲率半径，执行步骤1至步骤4；直至将第n阶段曲率半径作为步骤1的横向截面曲率半径，执行步骤1至步骤4后，完成阶段重复辊压成形。
[0028]如上所述，本专利技术提供具有如下效果：
[0029]本专利技术采用的第一辊压机构的辊体和第二辊压机构的辊体均为中空结构，在使用过程中通过在两个辊体中注入形变液体，待所述形变液体凝固以后，使相应的辊体具有刚性，形成具有所需曲率的凸型圆辊和凹型圆辊，待成形板料放置在第一辊压机构和第二辊
压机构之间的辊压成型区域内进行辊压成形，相比传统的三维曲面成型方法，成形精度高，生产效率也得到了提高，并且，辊体内的形变液体可以根据需要进行增减，进而实现第一辊压机构和第二辊压机构的曲率半径的调整。
附图说明
[0030]图1a为本专利技术具体实施例的可变曲率轧辊板材成形装置辊体变形前示意图；
[0031]图1b为本专利技术具体实施例可变曲率轧辊板材成形装置辊体变形后示意图；
[0032]图2a为本专利技术具体实施例第一辊体机构示意图；
[0033]图2b为本专利技术具体实施例第二辊体机构示意图；
[0034]图3a为本专利技术具体实施例第一辊体机构曲率调整过程；
[0035]图3b为本专利技术具体实施例第二辊体机构曲率调整过程；
[0036]图4a为本专利技术具体实施例第一辊体机构曲率校准过程；
[0037]图4b为本专利技术具体实施例第一辊体机构曲率校准过程；
[0038]图5为本专利技术具体实施例板料辊压成形开始；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维曲面辊压成形方法，其特征在于，通过辊压装置实现，所述辊压装置包括第一辊压机构和第二辊压机构，所述第一辊压机构与第二辊压机构之间为辊压成形区域，第一辊压机构的辊体凸型圆辊，第二辊压机构的辊体为凹型圆辊，所述第一辊压机构的辊体和第二辊压机构的辊体均为内部中空的腔体结构，所述三维曲面辊压成形方法步骤包括：步骤1，标尺选择步骤，根据板料厚度及横向截面曲率半径选择用以校准第一辊体机构辊体的第一曲率校准尺和用以校准第二辊体机构辊体的第二曲率校准尺；步骤2，辊压装置调整步骤，向第一辊压机构的辊体和第二辊压机构的辊体内注入形变液体；步骤3，曲率校准步骤，利用相应的曲率校准尺分别校准第一辊压机构的辊体的曲率半径和第二辊体机构的辊体的曲率半径，直至第一辊压机构的辊体的曲率半径和第二辊压机构的辊体的曲率半径分别达到所需要求横向截面曲率半径后等待所述第一辊压机构的辊体和第二辊压机构的辊体内的形变液体凝固；步骤4，辊压成形步骤，将待成形料板放入所述成形区域内，第一辊压机构和第二辊压机构旋转辊压待成形料板，完成待成形料板的辊压成形。2.根据权利要求1所述一种三维曲面辊压成形方法，其特征在于，所述形变液体为低熔点合金液体或易熔金属液体。3.根据权利要求2所述一种三维曲面辊压成形方法，其特征在于，辊压装置调整步骤包括：加热第一辊压机构，同时向第一辊压机构的辊体内注射形变液体；加热第二辊压机构，同时向第二辊压机构的辊体内注射形变液体。4.根据权利要求3所述一种三维曲面辊压成形方法，其特征在于，形变液体注入所述第一辊压机构的辊体过程中保持第一辊压机构匀速旋转；形变液体注入所述第二辊压机构的辊体过程中保持第二辊压机构匀速旋转。5.根据权利要求2所述一种三维曲面辊压成形方法，其特征在于，所述第一曲率校准尺和第二曲率校准尺均为板状结构，所述第一曲率校准尺的一侧边缘具有所需曲率半径的第一检测边缘，所述第一检测边缘的弦长与第一辊压机构的辊体长度相同；所述第二曲率校准尺的一侧边缘具有所需曲率半径的第二检测边缘，所述第二检测边缘的弦长与第二辊压机构的辊体长度相同。6.根据权利要求5所述一种三维曲面辊压成形方法，其特征在于，所述曲率校准步骤包括：将第一曲率校准尺的检测边缘的两端分别抵靠在第一辊压机构的辊体的两端，向第一辊体机构内部注入形变液体，同时保持第一辊体机构旋转，待第一辊体机构的辊体表面与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立岩，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：