[发明专利]一种累积滚弯纳米金属型材加工工艺及滚弯装置

说明书

本发明属于金属深度塑性加工领域，公开了一种利用滚弯加工纳米金属型材材料的工艺方法。该加工工艺采用累积滚弯方式，变形特征为三向压应力，变形效果被改善了，而且工件的直线形状精度被提高了，机床结构简单，可以自动生产不同尺寸型材材料，滚弯模具截面形状可根据需要进行设计和更换。在制造大块纳米金属型材材料领域具有很好的市场应用推广前景。

技术领域

本发明涉及一种加工块体纳米金属型材材料的深度塑性加工方法及滚弯装置，属于金属塑性加工领域。

背景技术

深度塑性加工技术(SPD)可以加工块体金属纳米材料，它比较困难的就是工艺稳定性控制、自动化生产控制等，虽然得到了广大学者的关注，目前仍然处于实验室研究阶段，目前还没有推广应用。在深度塑性加工技术中，等通道角挤压(ECAP)是一种很有效的加工纳米金属块体材料的手段，但是，在挤压过程中工艺稳定性不好控制，很难形成大规模生产。鉴于等通道角挤压是一种很好的加工纳米金属块体材料的手段，因而，如何在保证发生类似挤压变形的同时能有效地提高工艺的稳定性、改善塑性成形效果和工件的形状精度、实现自动化必将有助于推广深度塑性加工技术的发展与应用空间。

发明内容

为此，本发明的目的是提供一种累积滚弯纳米金属型材加工工艺及滚弯装置，从而有效地提高工艺的稳定性、改善塑性成形效果和工件的形状精度、实现自动化。

为实现本发明目的，所述累积滚弯纳米金属型材加工工艺及模具具体技术解决方案如下：

采用滚弯工艺代替挤压工艺对金属型材自动化加工，首先由电机驱动供料装置和导向装置，将坯料送入滚湾装置中，进行道次加工，每个道次的工艺流程为：轧辊引进、滚弯、轧辊引出，需要反复数次，根据材料的不同进行次数调整，优选6—10次。经道次加工后的型材由切割装置根据长度需要切断，切断后由传送部分存放到物料存放箱。

滚湾装置是使材料发生弯曲挤压剪切变形的关键部分，由多个滚湾模具单元串联而成，形成S弯道或多个S弯道连接；每个滚弯模具单元由滚弯定模和滚弯动模两部分组成，滚弯定模为留有固定孔的长方型或正方形片材，通过机械方式固定在机床的工作台上，用于固定滚弯动模；滚弯动模为圆柱体或多边体，由电动机驱动链轮传动。

本发明创新点在于：采用滚弯工艺代替挤压工艺，使金属通过类型等通道角挤压的变形特征而产生大的宏观的剪切变形，滚弯道次为6—10次，具体道次可根据材料的不同进行道次的调整，滚弯型辊的截面可根据型材截面形状进行设计，金属主要的变形特征是三向压应力，这样有助于塑性变形，机床采用机、电、液数控方式，滚弯采用电机链轮驱动，切断采用液压，在机床上可完成整个多道次的加工过程，整个加工过程可进行自动化控制。

本发明优点在于：该加工工艺采用累积滚弯方式，变形特征为三向压应力，改善了变形效果，而且工件的直线形状精度被提高了，在一台机床上完成以三向压应力变形特征而产生的宏观剪切变形，自动化程度提高了，通过更换滚弯型辊可完成不同截面形状的型材加工。可以自动生产不同尺寸及形状的型材材料，机床结构简单，该方法在制造大块纳米金属型材材料方面具有广阔的市场应用推广前景。

附图说明

图1为本发明累积滚弯加工工艺流程图，13—滚弯定模；14—滚弯动模。

图2为本发明滚弯模具结构示意图及俯视图 13—滚弯定模；14—滚弯动模。

图3为本发明累积滚弯加工机床结构示意图，1—供料装置；2—坯料；3—导向装置；4—滚弯加工装置；5—工作台；6—电机驱动部分；7—加工后型材；8—切割装置；9—液压循环系统；10—传送装置；11—控制柜；12—物料存放箱。

图4为本发明加工机床自动控制原理图。

具体实施方式

为对本发明进行更好地说明，结合附图举实施例如下：

实施例1