[发明专利]一种柔性热辊弯成形设备及方法

权利要求书

1.一种柔性热辊弯成形设备，其特征在于，它包括沿坯料输送线方向依次设置的输送模块(1)、加热模块(2)和成形模块(3)，其中输送模块(1)用于将直钢材坯料输送到后工序进行加工；所述加热模块(2)用于对直钢材坯料进行加热处理，加热到500～700摄氏度；

所述成形模块(3)包括纵向电机(3.1)、横向电机(3.2)、外成形环(3.3)、内成形环(3.4)和电机控制器(3.9)，内成形环(3.4)内圈边沿设有环状梯形槽(3.5)，环状梯形槽(3.5)内圈嵌有一圈成形滚珠(3.6)，所述内成形环(3.4)的内圈区域作为成形孔(3.7)，所述内成形环(3.4)位于外成形环(3.3)内部，所述内成形环(3.4)与外成形环(3.3)同轴；

所述横向电机(3.2)的转动轴与外成形环(3.3)外圈固定连接，外成形环(3.3)上开设有第一通孔(3.8)，纵向电机(3.1)的转动轴穿过第一通孔(3.8)并与内成形环(3.4)外圈固定连接，纵向电机(3.1)的机壳与外成形环(3.3)外圈固定连接，所述电机控制器(3.9)的横向电机控制信号输出端连接横向电机(3.2)的控制信号输入端，电机控制器(3.9)的纵向电机控制信号输出端连接纵向电机(3.1)的控制信号输入端；

所述加热模块(2)为电磁感应加热炉，所述电磁感应加热炉的出口处设有测温枪，测温枪用来测定加热后的直钢材坯料进入成形模块(3)时的温度；

所述成形滚珠(3.6)能在环状梯形槽(3.5)内发生自转或者沿着环状梯形槽(3.5)的圆形轨迹滚动，加热后的直钢材坯料进入成形孔(3.7)后外表面与各个成形滚珠(3.6)进行点接触，纵向电机(3.1)和/或横向电机(3.2)控制成形孔(3.7)滚动，同时，输送模块(1)控制直钢材坯料的输送速度，当成形孔(3.7)在纵向电机(3.1)和/或横向电机(3.2)的驱动下发生转动时，成形滚珠(3.6)在加热后的直钢材坯料表面滚动，对加热后的直钢材坯料产生弯矩，使加热后的直钢材坯料弯曲成目标形状；

输送模块(1)控制输送速度V和输送力F，输送速度V将影响加热模块的加热效果和最终的成形温度T，成形模块成形辊的柔性转动路径也与输送速度V相关，输送力F决定成形的质量。

2.根据权利要求1所述的柔性热辊弯成形设备，其特征在于：它还包括位于在成形模块(3)之后的冷却模块(4)，冷却模块(4)用于对成形后的直钢材坯料冷却硬化。

3.根据权利要求1所述的柔性热辊弯成形设备，其特征在于：所述横向电机(3.2)的机壳与大地固定连接，所述横向电机(3.2)的转动轴用于驱动外成形环(3.3)在X-Y平面转动，纵向电机(3.1)的转动轴用于驱动内成形环(3.4)在X-Z平面转动。

4.根据权利要求1所述的柔性热辊弯成形设备，其特征在于：所述成形模块(3)还包括支持转轴(3.11)，内成形环(3.4)外圈边沿设有与支持转轴(3.11)对应的支持转轴孔，第一通孔(3.8)正对面的外成形环(3.3)上开设有第二通孔(3.10)，第二通孔(3.10)与第一通孔(3.8)同轴连接，支持转轴(3.11)穿过第二通孔(3.10)插入内成形环(3.4)的支持转轴孔中，所述内成形环(3.4)能相对支持转轴(3.11)转动。

5.根据权利要求1所述的柔性热辊弯成形设备，其特征在于：所述横向电机(3.2)的转动轴与外成形环(3.3)外圈垂直，纵向电机(3.1)的转动轴与内成形环(3.4)外圈垂直。