一种带双侧凸筋板料及其电辅助滚压成型设备和工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种带双侧凸筋板料及其电辅助滚压成型设备和工艺，该板料的横截面形状呈“工”字型，包括主体和位于主体两端的凸筋，待成型的板料夹持于V型槽块内，且板料的顶部突出于左电极板和右电极板的顶面，安装架板的顶部通过外部的施压装置对成型滚轮施加垂向压力并实现成型滚轮的垂向定位，脉冲电源发生器对板料的顶端进行分区导电，滚轮驱动装置推动成型滚轮水平移动，成型滚轮在行进过程中通过成型槽连续咬合板材的顶部并进行滚压镦挤成型。本发明专利技术带双侧“T”形凸筋的板制结构，可以将焊接结构中的角焊缝替换为平面对接焊缝，提高焊接界面结合强度，解决大尺寸薄板焊接结构焊接可靠性与变形控制问题，显著增加焊接结构承载能力。承载能力。承载能力。

【技术实现步骤摘要】
一种带双侧凸筋板料及其电辅助滚压成型设备和工艺


[0001]本专利技术涉及金属塑性加工及成型
，特别是涉及一种带双侧凸筋板料及其电辅助滚压成型设备和工艺。

技术介绍

[0002]化工压力容器、压水堆外壳、燃料组件定位格架等结构大量使用不锈钢、钛合金、锆合金为代表的难变形材料板制焊接结构关键构件，此类构件长期承受着高温、高压、强腐蚀和中子辐射，在压力容器、燃料组件等整个寿命期间必须保证绝对安全、不可更换。这类构件通常采用基于钨极氩弧焊、电子束焊等方法的组装焊接工艺进行制造，在具体焊接过程中，常采用大尺寸板料90
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对接，沿对接边缘直接进行长直角焊缝焊接，极易出现焊缝外观缺陷、未焊透、接头组织劣化与强度损失等问题，焊缝质量与焊接变形难以控制。特别是对于一些复杂焊接结构（如十字焊接结构）需要在中心区域进行多条长直角焊缝焊接，焊缝区域与焊接热影响区热力历史更加复杂，极易出现焊接变形与焊缝失效。
[0003]传统的难变形材料板结构焊接工艺多采用TIG焊、激光焊、等离子束焊等熔焊方法和薄板角焊缝对接的焊接结构，其焊接装配难度较大、焊接可靠性与焊缝质量较差，特别对于大尺寸薄壁结构进行焊接时的焊接变形难以控制。但是由于钛合金、锆合金等难变形材料变形抗力大、工艺塑性差，其带凸筋板料是薄壁变截面弱刚度复杂构件，属于易失稳难成型结构，加之该类焊接结构的高可靠服役对其凸筋成型精度与凸筋区域组织质量提出极高的要求，故这一薄板焊接结构双侧凸筋成型制造问题是先进制造领域的前沿性技术难题。
[0004]因此，亟需研发可实现高性能、高可靠焊接的板制结构。然而在长直薄壁板材两侧成型“T形”凸筋是塑性成型领域的难题，采用传统的加热顶镦/局部镦锻方法成型，极易出现板材失稳弯折、开裂、组织劣化，且成型精度控制极为困难。

技术实现思路

[0005]面对以上瓶颈问题，本专利技术设计一种带双侧“T”形凸筋的板制结构，可以将焊接结构中的角焊缝替换为平面对接焊缝，提高焊接界面结合强度，解决大尺寸薄板焊接结构焊接可靠性与变形控制问题，显著增加焊接结构的承载能力。并提出一种带双侧凸筋板料电辅助滚压成型设备及工艺，为解决难变形板料边缘凸筋成型制造瓶颈问题提供极具潜力的技术方案。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种带双侧凸筋板料电辅助滚压成型设备，包括机体、成型滚轮、脉冲电源发生器，所述机体的顶面开设有V型槽，V型槽内活动设置有用于装夹板料的V型槽块，所述V型槽块包括相对设置的左楔形块和右楔形块，左楔形块和右楔形块的外侧斜面分别与V型槽的两侧斜面滑动贴合，且V型槽块的底面与V型槽的底面之间留有空隙；所述左楔形块和右楔形块的顶面上分别固定连接有贴合于板料顶部两侧侧面上的左电极板和右电极板，所述左电极板和右电极板通过导线与脉冲电源发生器的其中一个
输出电极端电性连接，成型滚轮的外圆面中部开设有至少一个道次并位于板料顶端上方的成型槽，且成型滚轮通过导线与脉冲电源发生器的另一个输出电极端电性连接；所述机体的顶部活动设置有可垂向移动的安装架板，所述安装架板的两侧内壁上活动连接有分别抵压在左电极板和右电极板顶面两端位置的压紧块，安装架板的下方滑动设置有移动块，所述成型滚轮转动安装于移动块内，安装架板的侧面固定设置有驱动移动块水平往复移动的滚轮驱动装置；待成型的板料夹持于V型槽块内，且板料的顶部突出于左电极板和右电极板的顶面，安装架板的顶部通过外部的施压装置对成型滚轮施加垂向压力并实现成型滚轮的垂向定位，脉冲电源发生器对板料的顶端进行分区导电，滚轮驱动装置推动成型滚轮水平移动，成型滚轮在行进过程中通过成型槽连续咬合板材的顶部并进行滚压镦挤成型。
[0007]进一步的，所述左楔形块和右楔形块的外侧斜面上均设置有与外侧倾斜面倾斜方向一致的导向凸起或导向凹槽，所述V型槽的斜面上设置有与导向凸起相匹配的对位凹槽或与导向凹槽相匹配的对位凸起。
[0008]进一步的，所述V型槽的斜面上开设有弹簧嵌槽，所述左楔形块和右楔形块的斜面上均开设有与弹簧嵌槽相匹配的弹簧滑槽，所述弹簧嵌槽和弹簧滑槽内嵌装有第一弹簧。
[0009]进一步的，所述安装架板的两侧侧壁底端固定设置有导向杆，所述机体的两侧外壁上设置有凸缘，凸缘上开设有与导向杆相匹配的导向孔，导向杆的底端分别对应地活动插入导向孔内，且导向杆的外侧套设有第二弹簧。
[0010]进一步的，所述安装架板的两侧侧壁之间固定设置有至少一根导向套杆，所述移动块滑动套接于导向套杆的外侧，安装架板的顶壁底面上固定设置有与导向套杆平行设置的V型导轨，所述移动块的顶面上固定设置有与V型导轨滑动配合的V型凸起。
[0011]进一步的，所述滚轮驱动装置包括液压供给系统和固定安装于安装架板外侧面上的液压缸，所述液压缸的输出轴端与移动块的侧面固定连接。
[0012]进一步的，所述成型槽包括三个道次成型腔，三个道次成型腔的横截面形状分依次为等腰梯形、等腰梯形和矩形，三个道次成型腔的横截面积均相同，且三个道次成型腔的横截面高度依次减小、宽度依次增大。
[0013]进一步的，所述成型滚轮的转轴在移动块内可轴向移动，成型滚轮的转轴两端分别固定安装有导向滚轮，导向滚轮的圆周面上设置有与成型槽的三个道次相对应的三道滚轮卡口，所述机体的外侧面顶端固定设置有与导向滚轮的三道滚轮卡口对应卡接的侧边卡轨。
[0014]进一步的，所述导向滚轮的外侧面上固定设置有把手。
[0015]还提供了一种带双侧凸筋板料电辅助滚压成型工艺，包括以下步骤：（1）设置工艺参数：根据待成型的板材的成型工艺参数设置脉冲电源发生器和滚轮驱动装置的参数；（2）样品装配：将待滚压成型的板料装入左、右对称设置的V型槽块的中间夹持间隙内，并保证板料夹持时伸出模具顶部上方的长度达到预设的高度，通过施压装置的动力输出端对安装支架施加垂直向下的压力，进而通过压紧块对V型槽块顶部的左电极板和右电极板施加垂直向下的压力，使V型槽块在机体内同步向下移动并相互靠近，从而完成限位并将板料夹紧；
（3） 一道次成型：调整成型滚轮的轴向位置，使待成型的板料端部对应位于一道次成型腔的正下方位置，启动脉冲电源发生器持续工作预设的时长，使板料顶部局部升温软化，通过施压装置的动力输出端下压安装架板，随后启动滚轮驱动装置驱动成型滚轮水平移动，成型滚轮正向行进并滚压板材的顶端完成一道次一次成型，成型滚轮反向行进并复位，完成一道次二次成型，而后关闭所有电源；（4）二道次成型：调整成型滚轮的轴向位置，使待成型的板料端部对应位于二道次成型腔的正下方位置，启动脉冲电源发生器持续工作预设的时长，使板料顶部局部升温软化，通过施压装置的动力输出端下压安装架板，随后启动滚轮驱动装置驱动成型滚轮水平移动，成型滚轮正向行进并滚压板材的顶端完成二道次一次成型，成型滚轮反向行进并复位，完成二道次二次成型，而后关闭所有电源；（5）三道次成型：调整成型滚轮的轴向位置，使待成型的板料端部对应位于三道次成型腔的正下方位置，启动脉冲电源发生器持续工作预设的时长，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带双侧凸筋板料电辅助滚压成型设备，其特征在于：包括机体（1）、成型滚轮（2）、脉冲电源发生器（7），所述机体（1）的顶面开设有V型槽（101），V型槽（101）内活动设置有用于装夹板料（100）的V型槽块（8），所述V型槽块（8）包括相对设置的左楔形块（801）和右楔形块（802），左楔形块（801）和右楔形块（802）的外侧斜面分别与V型槽（101）的两侧斜面滑动贴合，且V型槽块（8）的底面与V型槽（101）的底面之间留有空隙；所述左楔形块（801）和右楔形块（802）的顶面上分别固定连接有贴合于板料（100）顶部两侧侧面上的左电极板（5）和右电极板（6），所述左电极板（5）和右电极板（6）通过导线与脉冲电源发生器（7）的其中一个输出电极端电性连接，成型滚轮（2）的外圆面中部开设有至少一个道次并位于板料（100）顶端上方的成型槽（201），且成型滚轮（2）通过导线与脉冲电源发生器（7）的另一个输出电极端电性连接；所述机体（1）的顶部活动设置有可垂向移动的安装架板（3），所述安装架板（3）的两侧内壁上活动连接有分别抵压在左电极板（5）和右电极板（6）顶面两端位置的压紧块（15），安装架板（3）的下方滑动设置有移动块（4），所述成型滚轮（2）转动安装于移动块（4）内，安装架板（3）的侧面固定设置有驱动移动块（4）水平往复移动的滚轮驱动装置；待成型的板料（100）夹持于V型槽块（8）内，且板料（100）的顶部突出于左电极板（5）和右电极板（6）的顶面，安装架板（3）的顶部通过外部的施压装置对成型滚轮（2）施加垂向压力并实现成型滚轮（2）的垂向定位，脉冲电源发生器（7）对板料（100）的顶端进行分区导电，滚轮驱动装置推动成型滚轮（2）水平移动，成型滚轮（2）在行进过程中通过成型槽（201）连续咬合板材（100）的顶部并进行滚压镦挤成型。2.根据权利要求1所述的一种带双侧凸筋板料电辅助滚压成型设备，其特征在于：所述左楔形块（801）和右楔形块（802）的外侧斜面上均设置有与外侧倾斜面倾斜方向一致的导向凸起（804）或导向凹槽，所述V型槽（101）的斜面上设置有与导向凸起（804）相匹配的对位凹槽（102）或与导向凹槽相匹配的对位凸起。3.根据权利要求2所述的一种带双侧凸筋板料电辅助滚压成型设备，其特征在于：所述V型槽（101）的斜面上开设有弹簧嵌槽（103），所述左楔形块（801）和右楔形块（802）的斜面上均开设有与弹簧嵌槽（103）相匹配的弹簧滑槽（803），所述弹簧嵌槽（103）和弹簧滑槽（803）内嵌装有第一弹簧（9）。4.根据权利要求1所述的一种带双侧凸筋板料电辅助滚压成型设备，其特征在于：所述安装架板（3）的两侧侧壁之间固定设置有至少一根导向套杆（302），所述移动块（4）滑动套接于导向套杆（302）的外侧，安装架板（3）的顶壁底面上固定设置有与导向套杆（302）平行设置的V型导轨（303），所述移动块（4）的顶面上固定设置有与V型导轨（303）滑动配合的V型凸起（401）。5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种带双侧凸筋板料电辅助滚压成型设备，其特征在于：所述成型槽（201）包括三个道次成型腔，三个道次成型腔的横截面形状分依次为等腰梯形、等腰梯形和矩形，三个道次成型腔的横截面积均相同，且三个道次成型腔的横截面高度依次减小、宽度依次增大。6.根据权利要求5所述的一种带双侧凸筋板料电辅助滚压成型设备，其特征在于：所述成型滚轮（2）的转轴在移动块（4）内可轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：严思梁，胡磊，张晓丽，杨岚清，孟淼，薛克敏，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：