一种传递式波纹变形强化金属板材的成形装置及成形方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种传递式波纹变形强化金属板材的成形装置及成形方法，在成形装置中，定位与传动组件的固定端和模架固连，定位与传动组件的安装端分别设有变形模具和滚平组件，压弯模具中成形部位的横截面为两端水平直线、中间交替的波纹状圆弧结构；压平模具中成形部位的横截面为直线结构。成形方法的具体步骤为：安装变形模具；将变形板材放入限制框内依次进行压弯工序、压平工序和滚平工序；若需要获得各向异性比较大的金属板材，可进行常规限制模压变形工艺；若需要获得无明显各向异性的金属板材，则进行交叉限制模压变形工艺。本发明专利技术在保证应变累积效率的同时，可增加变形的有效道次，有利于获得更加均匀的应变累积，获得综合性能更优的板材。性能更优的板材。性能更优的板材。

【技术实现步骤摘要】
一种传递式波纹变形强化金属板材的成形装置及成形方法


[0001]本专利技术涉及板材加工制备领域，特别涉及一种传递式波纹变形强化金属板材的成形装置及成形方法。

技术介绍

[0002]剧烈塑性变形(SPD)工艺是一种典型“自上而下”制备高性能金属材料的制备方法，通过对金属材料施加剧烈的塑性变形，使之累积大量应变，从而达到晶粒细化的目的。金属材料经剧烈塑性变形后，其晶粒尺寸能够细化到微米级、亚微米级或纳米级，可显著改善材料的物理、化学和力学性能。典型的金属板材SPD工艺有累积叠轧焊、高应变速率轧制、等径角轧制、反复弯曲校直、限制模压变形(CGP)等。CGP工艺适用范围广，能够在几乎不改变金属坯料尺寸的前提下进行生产，对设备和工作环境要求低，是当前制备大体积金属板材的理想SPD方法。
[0003]在现有技术中，CGP工艺多是采用平齿模具来完成的，制备出的板材具有较高的强度和硬度，但塑性和表面质量往往会有很大的损失。平齿模具存在锐利的边缘，容易使试样表面受到损伤。同时，压弯与压平工序的衔接多依靠人工方式进行，效率偏低，且存在安全隐患。除此之外，变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传递式波纹变形强化金属板材的成形装置，其特征在于，其包括模架、定位与传动组件、变形模具和滚平组件，所述定位与传动组件的固定端和所述模架固连，所述定位与传动组件的安装端分别设有变形模具和滚平组件；所述模架，其包括上模座、下模座、导向柱和导向套，所述上模座的第一安装端和所述导向套的第一端固连，所述下模座的第一安装端和所述导向柱的第一端固连，所述导向套的第二端和所述导向柱的第二端滑动连接；所述变形模具，其包括压弯模具和压平模具，所述压弯模具，其包括压弯上模和压弯下模，所述压平模具，其包括压平上模和压平下模；所述定位与传动组件，其包括燕尾槽导轨、工作台、齿条、定位器、减速电机、传动轴、支架、锥齿轮、直齿轮、压块和限制框，上燕尾槽导轨和下燕尾槽导轨的第一安装端分别与所述上模座和所述下模座的第二安装端固连，上工作台和下工作台的第一端通过镶条分别与所述上燕尾槽导轨和所述下燕尾槽导轨的第二安装端滑动连接，所述上工作台和所述下工作台的第二端分别与所述变形模具连接，所述上工作台和所述下工作台的第三端分别与上齿条和下齿条固连，所述支架的安装端与所述下模座的第三安装端连接，所述减速电机的外壳和所述支架的固定端连接，所述减速电机的输出端和主动锥齿轮的轴心连接，所述传动轴的第一端和从动锥齿轮的轴心连接，所述主动锥齿轮和所述从动锥齿轮啮合，所述传动轴的第二端依次穿过上模座和上燕尾槽导轨的通孔和所述下燕尾槽导轨的第三安装端连接，所述传动轴的第三安装端和第四安装端分别与主动直齿轮和从动直齿轮的轴心连接，所述主动直齿轮和所述从动直齿轮分别与所述下齿条和所述上齿条啮合，所述上燕尾槽导轨和所述下燕尾槽导轨的定位端分别设有定位器，所述限制框的第一端和所述下燕尾槽导轨的第四安装端连接，所述压块的固定端和所述上燕尾槽导轨的第三安装端连接；所述滚平组件，其包括滚轴、推板、导向板、卡箍和小型液压缸，所述滚轴和所述推板的第一端连接，所述推板的第二端和所述导向板的第一端连接，所述导向板的第二端和所述上工作台的第二端连接，所述小型液压缸通过卡箍和所述压块的安装端固连。2.根据权利要求1所述的一种传递式波纹变形强化金属板材的成形装置，其特征在于，所述压弯上模和所述压弯下模中成形部位的横截面为两端水平直线、中间交替的波纹状圆弧结构；所述压平上模和所述压平下模中成形部位的横截面为直线结构。3.根据权利要求1所述的一种传递式波纹变形强化金属板材的成形装置，其特征在于，在所述压弯模具的波纹状圆弧结构中，圆弧的尺寸相同，两端水平直线的长度差为波纹状圆弧结构中波长的1/4以实现错峰模压，相邻圆弧和直线均相切。4.根据权利要求1所述的一种传递式波纹变形强化金属板材的成形装置，其特征在于，所述定位器，其包括导向块、第一弹簧、第一螺钉和定位块，所述导向块的内部设有阶梯孔，所述第一弹簧和所述第一螺钉分别位于所述阶梯孔内，所述第一螺钉穿过第一弹簧和所述定位块的第一端连接，所述定位块的第二端位于工作台的梯形凹槽内。5.根据权利要求1所述的一种传递式波纹变形强化金属板材的成形装置，其特征在于，还包括超声振动组件，其包括超声波发生器、换能器和变幅杆，所述变幅杆为等截面均匀棒变幅杆，所述变幅杆的第一端和所述限制框的第二端连接，所述变幅杆的第二端通过换能器和所述超声波发生器连接。6.根据权利要求1所述的一种传递式波纹变形强化金属板材的成形装置，其特征在于，所述限制框、第二弹簧和第二螺钉组成辅助限制组件。
7.一种根据权利要求1
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6之一所述的传递式波纹变形强化金属板材的成形装置的成形方法，其特征在于，具体实施步骤为：S1、将变形模具中压弯模具和压平模具交替安装在工作台上：S11、将第一套压弯模具中压弯上模和压弯下模分别与上工作台和下工作台的第一方形凹槽固连；S12、以第一套压弯模具为基准，先将第二套压弯模具沿自身平面的法向旋转180
°
，再将第二套压弯模具中压弯上模和压弯下模分别与上工作台和下工作台的第三方形凹槽固连；S13、以第二套压弯模具为基准，先将第三套压弯模具沿自身平面的法向旋转180
°
，再将第三套压弯模具沿其横向旋转180
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，最后将第三套压弯模具中压弯上模和压弯下模分别与上工作台和下工作台的第五方形凹槽固连；S14、以第三套压弯模具为基准，先将第四套压弯模具沿自身平面的法向旋转180
°
，再将第四套压弯模具中压弯上模和压弯下模分别与上工作台和下工作台的第七方形凹槽固连；S15、分别将第一套、第二套、第三套和第四套压平模具中压平上模和压平下模分别与上工作台和下工作台的第二、第四、第六和第八方形凹槽固...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾建波，杨志刚，张金铭，柴志强，徐岩，谢文涛，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：