[发明专利]一种柔性热辊弯成形设备及方法有效
申请号: | 201910434184.5 | 申请日: | 2019-05-23 |
公开(公告)号: | CN110193536B | 公开(公告)日: | 2020-11-03 |
发明(设计)人: | 余立;葛锐;祝洪川;陈勇;周少云;董蓓 | 申请(专利权)人: | 武汉钢铁有限公司 |
主分类号: | B21D5/00 | 分类号: | B21D5/00;B21D5/14 |
代理公司: | 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 | 代理人: | 胡镇西;李满 |
地址: | 430083 湖北省*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 柔性 热辊弯 成形 设备 方法 | ||
本发明公开了一种柔性热辊弯成形设备,它包括沿坯料输送线方向依次设置的输送模块、加热模块和成形模块,输送模块用于将直钢材坯料输送到后工序进行加工;加热模块用于对直钢材坯料进行加热处理;成形模块包括纵向电机、横向电机、外成形环、内成形环和电机控制器,内成形环内圈边沿设有环状梯形槽,环状梯形槽内圈嵌有一圈成形滚珠;横向电机的转动轴与外成形环外圈固定连接,外成形环上开设有第一通孔,纵向电机的转动轴穿过第一通孔并与内成形环外圈固定连接,纵向电机的机壳与外成形环外圈固定连接。发明继承了热辊弯成形的优点,成形力小,残余应力控制好,零件回弹小、精度高。
技术领域
本发明涉及金属材料成形技术领域,具体地指一种柔性热辊弯成形设备及方法。
背景技术
车身轻量化是汽车工业未来发展的重要方向之一。车身重量的减轻意味着续航里程的增加,能耗的降低,排放的减少,针对代表未来发展趋势的新能源汽车而言,增加了续航里程将扩大新能源汽车的应用范围并显著提高驾驶者的用户体验,对制约新能源汽车发展的能耗问题将起到关键性作用,同时能耗的降低和排放的减少也符合汽车工业绿色发展环保产业的战略需求。
(超)高强钢的应用是实现车身轻量化的重要技术路径,但是(超)高强钢的成形存在较大的难度:成形力高、塑性差、回弹大等。热辊弯成形是解决(超)高强钢成形的重要方式,通过辊弯的方式将热态的长条状坯件零件(方管、圆管等)进行弯曲,然后进行冷却定型,达到零件的目标形状,其优点如下:
1、力学性能方面,热辊弯成形中钢材在热状态下成形时的成形力显著下降,降低了对设备的要求;
2、质量控制方面,高温成形在质量控制方面的优势主要体现在控制高强钢回弹,增加尺寸精度,避免了回弹无法预测,加大孔型设计难度的问题;
3、使用性能方面,热辊弯成形能使残余应力通过晶粒组织的回复再结晶得到释放,降低了产生过大残余应力的风险;
随着汽车工业的发展,特别是新能源汽车的推广和应用,汽车结构件逐渐呈现复杂化的趋势,不但要实现材料的轻量化,这主要体现在(超)高强钢替代一般强度钢的厚度减薄,而且要实现结构的轻量化,这主要体现在车体结构的轻量化,根据零件载荷工况的不同,采用相匹配的零件结构,用复杂形状零件来代替简单形状零件来满足车身等强度的设计要求,从而实现车身轻量化。
传统的热辊弯成形能够成形的零件形状比较简单,以一根管状坯料为例,传统的热辊弯成形能够将管状坯料的某一部位加热后进行一定角度弯曲,从而实现将圆直管变成L形圆管的成形。因此,传统热辊弯成形对坯料的成形是一次性或者是某一区域的简单重复成形,只能成形轮廓简单的零件,无法满足复杂零件形状的要求或者轻量化设计的需要。
发明内容
本发明提供一种柔性热辊弯成形设备及方法,本发明通过具有多自由度热辊弯成形环的驱动,能够实现复杂轮廓线的长形零件的成形,不受成形位置和次数的限制,并且能将传统热辊弯成形只能在二维平面成形的局限扩展到三维空间成形,实现长形坯料的任意位置、任意角度的成形,充分满足零件几何形状的设计需要。
为实现此目的,本发明所设计的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、加热模块和成形模块,其中输送模块用于将直钢材坯料输送到后工序进行加工;所述加热模块用于对直钢材坯料进行加热处理;
所述成形模块包括纵向电机、横向电机、外成形环、内成形环和电机控制器,内成形环内圈边沿设有环状梯形槽,环状梯形槽内圈嵌有一圈成形滚珠,所述内成形环的内圈区域作为成形孔,所述内成形环位于外成形环内部,所述内成形环与外成形环同轴;
所述横向电机的转动轴与外成形环外圈固定连接,外成形环上开设有第一通孔,纵向电机的转动轴穿过第一通孔并与内成形环外圈固定连接,纵向电机的机壳与外成形环外圈固定连接,所述电机控制器的横向电机控制信号输出端连接横向电机的控制信号输入端,电机控制器的纵向电机控制信号输出端连接纵向电机的控制信号输入端。
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