[发明专利]一种恒压超声辅助辊弯成形方法及装置

说明书

本发明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。本发明适用于变厚度薄板的均匀、精确辊弯成形。

技术领域

本发明属于先进制造技术领域，具体涉及一种恒压超声辅助辊弯成形方法及装置。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明为实现上述目的，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。