本发明专利技术涉及一种均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备及成形方法，用于制作特大直径筒形件壁厚均匀性减薄。该设备由床身、中心梁、刚性辊和驱动装置组成，床身两端装有固定支座和可翻转支座，中心横梁和刚性辊均装在固定支座和可翻转支座上，所述刚性辊为3个以上并均布在中心横梁的外侧，每个刚性辊与中心横梁之间的距离由液压扩张装置调整，待加工筒形件由装在刚性辊上的夹紧装置固定，每个刚性辊由各自的驱动装置驱动旋转。所述辊压成型方法包括：工件安装、夹紧、扩径加工等。本发明专利技术可实现不同尺寸内径筒形件的辊压成形，避免了传统旋压工艺中制造芯模的复杂工艺，解决了成形大型直筒型工件的难题，并提高加工质量、成形效率和降低制造成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可均匀扩大筒形件内径的旋压成形设备，用于辊压加工大型筒形工件，实现大型薄壁筒形件均匀成形，属于机械加工领域。
技术介绍
在现代化国民生产和军事领域中，大型超大型筒形制件被广泛应用。常规的大型筒形制件加工方法分为直接铸造成形和大型卷板机卷板后焊合缝隙成形，但由于铸造缺陷，铸造筒形件的组织性能较差，卷板后焊接成形的筒形件有时强度难以达到应用要求。本发名旨在采用柔性辊压成形设备加工大型筒形制件，以满足大型筒形件高精度高、高表面光洁度好、高力学性能的要求。辊压成型工艺主要是靠材料的塑性移动滚压加工成各种形状复杂的杆状和板材制件。辊压变形是线接触，连续逐步地进行，所需变形力较小，一个行程可生产一个或几个工件。本专利技术提出了在大直径筒形工件的内部设置两个以上强度足够的主辊，并且通过支撑柱向筒形件施加可控的径向压力实现对筒形工件的外扩作用，同时通过刚性辊3的自转作用带动筒形件旋转，实现刚性辊3在筒形件内的均匀旋压，从而完成对特大型口径直筒工件的加工。本专利的实施可以大大提高大型筒形件的加工质量、降低制造成本和提高成形效率。CN102114511A公开了一种筒形旋压芯模的加工方法，通过可靠的工艺工序保证旋压芯模能满足使用性能；通过本工艺制造的芯模使用寿命长，可广泛应用于旋压加工中关键装备筒形芯模的制作生产。CN1424156公开了一种大直径薄壁管材旋压封口的方法，通过加热和中间缩径的旋压方式实现封口。CN1986099公开了一种带内外法兰的大直径超长筒形件旋压加工方法，能够旋压加工出长大于3米的、具有内、外法兰的筒形件。US3874208公开了一种成型圆柱形筒形工件的装置，其中多个成形辊和芯轴同时沿着筒形工件的纵向方向移动。CN103157716A公开了一种内增强外减薄筒形件旋压成形设备，其中通过一个主辊、旋辊以及多个辅助支撑辊的转动，利用旋压成形的原理实现大型口径筒形工件壳体减薄成形。根据目前所查新的公知的方法和设备中未发现与本专利相近或相似的专利。
技术实现思路
本专利技术提供一种可均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备及其成形方法，其目的在于利用旋压成形的原理实现大型口径筒形工件壳体的加工成形。设备构造简单，原理清晰，可操作性强，可以大大提高大型筒形件的加工质量、降低制造成本和提高成形效率。本专利技术的上述目的采用以下技术方案实现，结合【附图说明】如下:一种均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备，主要由床身1、中心梁2、刚性辊3和驱动装置6组成，所述床身I两端分别装有固定支座7和可翻转支座8，所述中心横梁2和刚性辊3均装在固定支座7和可翻转支座8上，所述刚性辊3为3个以上并均布在中心横梁2的外侧，每个刚性辊3与中心横梁2之间的距离由液压扩张装置4调整，待加工筒形件15由装在刚性辊3上的夹紧装置5固定，每个刚性辊3由各自的驱动装置6驱动旋转。所述的液压扩张装置4由液压缸9、卡盘10和多个压力传感器和位移传感器11构成，所述卡盘10固定在中心横梁2上,液压缸9 一端固定在卡盘3上,另一端通过轴承12与刚性辊3端部相连接，所述压力传感器和位移传感器11装在液压缸9上，用于控制液压缸9的受力和伸缩位移。所述刚性辊3 —端通过传动变速机构13与驱动装置6相连接，所述驱动装置6通过导轨14装在固定支座7上，所述驱动装置6和刚性辊3同速同向沿着固定支座上的导轨14移动。所述夹紧装置5固定或滑动、或一个固定、另一个滑动装配在刚性辊3上。所述驱动装置6采用电机或液压马达，控制刚性辊3同速转动或差速转动。所述的导轨14可根据刚性辊3的个数和驱动装置6的不同进行合理布置。所述的可翻转支座8通过转轴16与床身I相连接并可以绕着转轴16为中心翻转，所述的可翻转支座8上设有限位卡座17，用于限制翻转支座8自由翻转。一种使用上述的成形设备均匀扩大筒形件内径的辊压成形方法，包含以下步骤:步骤一，将筒形件15的毛坯安装在刚性辊3上，使其内壁与刚性辊3贴紧；步骤二，夹紧装置5将筒形件15的毛坯固定，限制其左右移动，启动液压控制系统，使所有刚性辊3紧贴筒形件15的毛坯内壁，然后停止刚性辊3的径向运动；步骤三，启动驱动装置6，驱动刚性辊3旋转，并带动筒形件15的毛坯转动；步骤四，重新启动液压缸9的径向运动，并根据压力传感器和位移传感器11反馈回来的数据，实时调节液压缸9的径向移动速速，使筒形件15的内径均匀扩大；步骤五，当筒形件15的内径加工到所需直径后，停止液压缸9的径向运动，然后调整驱动装置6的转速使筒形件15继续在刚性辊3的带动下转动，使筒形件15的内径轮廓均匀；步骤六，加工完成后取下筒形件15。所述的步骤一中:(I)移去限位卡座17，转动翻转支座8与中心横梁2分离；(2)从与床身I分离端将筒形件15毛坯安装到刚性辊3上；( 3 )重新固定可翻转支座8。所述的步骤步骤四，在刚性辊3上添加加热装置，使刚性辊3达到一定温度，有助于筒形件15成形。所述的步骤6可采用上述相同的方法取下工件。本专利技术采用两个以上刚性辊3的辊转和支撑液压缸的径向位移就可以实现不同尺寸内径筒形件的辊压成形，不仅避免了传统旋压工艺中制造芯模的复杂工艺，同时又解决了成形大型直筒型工件的难题，大大提高大型筒形件的加工质量、降低制造成本和提高成形效率。【附图说明】图1是未装载筒形件时对筒形件进行扩径辊压设备的结构示意图；图2是筒形件装载后对筒形件进行扩径辊压设备的结构示意图；图3是采取三刚性辊3的扩径辊压设备的工作部分断面图；图4是液压扩张装置装配图；图中:1-床身2-中心梁3-刚性辊4-液压扩张装置5-夹持装置6_驱动装置7-固定支座8-可翻转支座9-液压缸10-卡盘11-压力和位移传感器12-轴承13-传动变速机构14-导轨15-筒形件16-转轴17-限位卡座【具体实施方式】【具体实施方式】，参阅图1所示，本专利技术包括床身1、中心梁2、三个以上刚性辊3、液压扩张装置4、工件夹紧装置5以及多个驱动装置6。床身I端部布置两个支座,一端与床身连接固定支座7,另一端安装可翻转支座8。所述中心横梁2 —端与固定支座7连接，另一端与可翻转支座8装配，并可以脱离。所述刚性辊3围绕中心梁2规则圆周均匀布置。所述的液压扩张装置4由液压缸9、两个以上卡盘10及多个压力传感器和位移传感器11构成。所述卡盘固定在中心横梁2上，液压缸9 一端固定在卡盘10上，另一端通过轴承12与刚性辊3端部相连接。每个刚性辊3 —端通过传动变速机构13与独立驱动装置6相连接，驱动装置6底部设有导轨14，并可与刚性辊3同速同向沿着床身上的导轨14移动。夹持装置5分为两种，一个固定在刚性辊3上，另一个夹持装置5可以左右滑动并随时夹紧筒形件15。液压缸9上装有压力传感器和位移传感器11，控制液压缸的受力和伸缩位移。刚性辊3旋转通过传动变速机构13由独立的驱动装置6驱动，驱动装置6可统一控制，使刚性辊3同速转动，也可单独控制，实现刚性辊3之间的差速转动，驱动装置6可以采用电机或液压马达。导轨14可根据刚性辊3的个数和驱动装置6的不同进行合理布置。可翻转支座8通过转轴16与床身I相连接并可以绕着转轴16为中心翻转。可翻转支座8上设有限位卡座17用于限制翻转支座8自由翻转。使用可均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备进行辊压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备，主要由床身（1）、中心梁（2）、刚性辊（3）和驱动装置（6）组成，其特征在于：所述床身（1）两端分别装有固定支座（7）和可翻转支座（8），所述中心横梁（2）和刚性辊（3）均装在固定支座（7）和可翻转支座（8）上，所述刚性辊（3）为3个以上并均布在中心横梁（2）的外侧，每个刚性辊（3）与中心横梁（2）之间的距离由液压扩张装置（4）调整，待加工筒形件（15）由装在刚性辊（3）上的夹紧装置（5）固定，每个刚性辊（3）由各自的驱动装置（6）驱动旋转。
【技术特征摘要】
1.一种均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备，主要由床身(I)、中心梁(2)、刚性辊(3)和驱动装置(6)组成，其特征在于: 所述床身(I)两端分别装有固定支座(7)和可翻转支座(8)，所述中心横梁(2)和刚性辊(3 )均装在固定支座(7 )和可翻转支座(8 )上，所述刚性辊(3 )为3个以上并均布在中心横梁(2)的外侧，每个刚性辊(3)与中心横梁(2)之间的距离由液压扩张装置(4)调整，待加工筒形件(15)由装在刚性辊(3)上的夹紧装置(5)固定，每个刚性辊(3)由各自的驱动装置(6)驱动旋转。2.根据权利要求1所述的均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备，其特征在于: 所述的液压扩张装置(4)由液压缸(9)、卡盘(10)和多个压力传感器和位移传感器(11)构成，所述卡盘(10)固定在中心横梁(2)上，液压缸(9) 一端固定在卡盘(3)上，另一端通过轴承(12 )与刚性辊(3 )端部相连接，所述压力传感器和位移传感器(11)装在液压缸(9)上，用于控制液压缸(9)的受力和伸缩位移。3.根据权利要求1或2所述的均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备，其特征在于: 所述刚性辊(3) —端通过传动变速机构(13)与驱动装置(6)相连接，所述驱动装置(6)通过导轨(14)装在固定支座(7)上，所述驱动装置(6)和刚性辊(3)同速同向沿着固定支座上的导轨(14)移动。4.根据权利要求1所述的均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备，其特征在于: 所述夹紧装置(5)固定或滑`动、或一个固定、另一个滑动装配在刚性辊(3)上。5.根据权利要求1所述的均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备，其特征在于: 所述驱动装置(6)采用电机或液压马达，控制刚性辊(3)同速转动或差速转动。6.根据权利要求1所述的均匀扩大筒形件内径的辊压成形设备，其特征在于: 所述的导轨...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡志清，赵继，王传果，李明哲，宋宇超，边传景，蔡中义，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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