一种滚动拉深工艺及滚动拉深装置的制作方法

本发明属于拉深技术领域，特别涉及一种滚动拉深工艺及滚动拉深装置。

背景技术：

拉深成形是零件成形的一种重要工艺，采用拉深工艺能够制成许多工业及生活用品，在飞机、汽车、仪器仪表以及日常生活中，拉深成形制品都占据着较大比重。

现有的拉深工艺主要有实体模具拉深成形、软模液压拉深成形以及单点增量成形。采用上述工艺对零件进行拉深成形的技术已比较成熟，相关学者以及业内人员也进行了大量的研究。但是上述工艺都是基于垂直拉深成形进行加工的，垂直拉深成形的效率不高，且需要专用的进给装置进行送料，难以实现连续生产。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种滚动拉深工艺，用于对零件进行拉深成形加工，该种滚动拉深工艺操作简单，且成型效率高，同时还提供了一种滚动拉深装置，该种滚动拉深装置能够实现连续生产，提高生产自动化程度。

为了达到上述目的之一，本发明是这样实现的：一种滚动拉深工艺，包括轴向平行的凸模辊和凹模辊，所述凸模辊的圆周表面环周排列多个上小下大的锥台形凸模，所述凹模辊的圆周表面环周排列多个与所述锥台形凸模匹配的凹模，控制所述凸模辊相对于所述凹模辊朝相反的方向转动，控制所述凸模辊的圆周表面的线速度大小等于所述凹模辊的圆周表面的线速度，所述凸模辊的圆周表面与所述凹模辊的圆周表面之间形成加工间隙，待加工的板材从所述加工间隙中穿过，所述凸模与所述凹模合模完成拉深加工。

为了达到上述目的之二，本发明是这样实现的：一种基于上述滚动拉深工艺的滚动拉深装置，包括轴向平行的凸模辊和凹模辊，所述凸模辊的圆周表面环周排列多个上小下大的锥台形凸模，所述凹模辊的圆周表面环周排列多个与所述锥台形凸模匹配的凹模；还包括用于驱动所述凸模辊和所述凹模辊转动的驱动装置，所述驱动装置使所述凸模辊相对于所述凹模辊朝相反的方向转动且使所述凸模辊的圆周表面的线速度大小等于所述凹模辊的圆周表面的线速度；所述凸模辊的圆周表面与所述凹模辊的圆周表面之间形成适于待加工板材穿过的加工间隙。

进一步的，所述滚动拉深装置还包括机架，所述凸模辊和所述凹模辊可转动地安装在所述机架，所述机架设置有调节机构，所述调节机构用于调节所述凸模辊与所述凹模辊之间的距离。

进一步的，所述凸模辊安装在第一轴承座，所述第一轴承座滑动安装在所述机架，所述调节机构包括固定端和活动端，所述固定端固定在所述机架，所述活动端连接所述第一轴承座；所述凹模辊安装在第二轴承座，所述第二轴承座固定在所述机架。

进一步的，所述调节机构包括调节螺栓，所述调节螺栓与所述机架螺纹连接，所述调节螺栓的一端与所述第一轴承座连接。

进一步的，所述驱动装置包括伺服电机、第一齿轮和第二齿轮，所述伺服电机驱动所述第一齿轮或第二齿轮转动，所述第一齿轮与第二齿轮啮合传动，所述第一齿轮连接所述凸模辊并带动所述凸模辊转动，所述第二齿轮连接所述凹模辊并带动所述凹模辊转动。

进一步的，所述凸模辊与凹模辊的直径比为1:1，所述第一齿轮与第二齿轮的传动比为1:1。

进一步的，所述凸模辊与凹模辊的直径比为1:N，所述第一齿轮与第二齿轮的传动比为N:1。

进一步的，所述凸模和凹模的棱边处均设置有倒圆角，所述凸模的倒圆角小于所述凹模的倒圆角。

进一步的，所述凸模辊的圆周表面设置有多列凸模，所述凹模辊的圆周表面设置有与所述多列凸模匹配的多列凹模。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的一种滚动拉深工艺及基于该工艺的滚动拉深装置，适用于零件的拉深成形。相对于现有技术的垂直拉深成形中动模要不断上下运动以实现开合模，本发明的滚动拉深工艺在加工时凸模辊和凹模辊朝相反方向滚动，利用凸模辊和凹模辊与板材之间的摩擦咬入板材，同时凹凸模合模，进而成形拉深零件，因此本发明的滚动拉深工艺能够实现连续生产，且生产效率高；生产时只要把板材放入凸模辊和凹模辊之间便可进行连续生产，操作简单，易于实现生产自动化。

附图说明

图1是本发明的滚动拉深装置的主视简图；

图2是本发明的滚动拉深装置的侧视简图；

图3是本发明的滚动拉深装置的俯视简图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本发明的一种滚动拉深工艺，包括轴向平行的凸模辊和凹模辊，凸模辊的圆周表面环周排列多个上小下大的锥台形凸模，凹模辊的圆周表面环周排列多个与锥台形凸模匹配的凹模，控制凸模辊相对于凹模辊朝相反的方向转动，控制凸模辊的圆周表面的线速度大小等于凹模辊的圆周表面的线速度，使凸模辊圆周表面的各个凸模均能进入凹模辊的圆周表面的各个凹模内，实现合模。凸模辊的圆周表面与凹模辊的圆周表面之间形成加工间隙，待加工的板材从加工间隙中穿过，凸模与凹模合模完成零件的拉深加工。基于上述工艺，在加工时凸模辊和凹模辊朝相反方向滚动，利用凸模辊和凹模辊与板材之间的摩擦咬入板材，同时凹凸模合模，进而成形拉深件，因此本发明的滚动拉深工艺能够实现连续生产，且生产效率高；生产时只要把板材放入凸模辊和凹模辊之间便可进行生产，操作简单，易于实现生产自动化。

本发明的一种滚动拉深装置，如图1至图3所示，其包括轴向平行的凸模辊2和凹模辊3，凸模辊2和凹模辊3可转动地安装在机架1，凸模辊2的圆周表面环周排列多个上小下大的锥台形凸模21，凹模辊3的圆周表面环周排列多个与锥台形凸模21匹配的凹模31，凸模21和凹模31可通过一体成型的方式得到，如凸模辊2和凹模辊3为浇注得到，凸模21和凹模31在浇注时一体成型得到。该滚动拉深装置还包括用于驱动凸模辊2和凹模辊3转动的驱动装置，驱动装置使凸模辊2相对于凹模辊3朝相反的方向转动且使凸模辊2的圆周表面的线速度大小等于凹模辊3的圆周表面的线速度，驱动装置的形式有很多，可以设置一台伺服电机，通过齿轮、带轮或链条等方式同时带动凸模辊2和凹模辊3转动，当然，也可凸模辊2单独连接一台伺服电机，凹模辊3单独连接一台伺服电机，亦可，上述替换均落入本发明的保护范围之内。凸模辊2的圆周表面与凹模辊3的圆周表面之间形成适于待加工板材01穿过的加工间隙，加工时把待加工板材01放入间隙中，待加工板材01被自动卷入，并拉深成形。

在本实施例中，机架1为U形机架，U形机架设置有调节机构，调节机构用于调节凸模辊2与凹模辊3之间的距离，以使得该滚动拉深装置能够适应不同厚度的板材01，同时，可以把凸模辊2和凹模辊3之间的间隙调整到等于板材01的厚度，由于凸模辊2和凹模辊3之间的间隙等于板材01厚度，可以防止零件法兰部分的起皱，提高板材拉深成形的质量。

在本实施例中，如图2所示，凸模辊2安装在第一轴承座25，第一轴承座25滑动安装在机架1，调节机构包括固定端和活动端，固定端固定在机架1，活动端连接第一轴承座25；凹模辊3安装在第二轴承座35，第二轴承座35固定在机架1。优选地，调节机构包括调节螺栓51，调节螺栓51与机架1螺纹连接，调节螺栓51的一端与第一轴承座25连接，另一端用于旋转，通过旋转调节螺栓51来带动第一轴承座25运动，实现带动凸模辊2靠近或远离凹模辊3。当然，应当理解的是，调节机构调节的对象也可是凹模辊3，即调节机构带动第二轴承座35运动，或者调节机构直接设置在第一轴承座25与第二轴承座35之间，亦可，只要能实现调节凸模辊2与凹模辊3之前的距离也落入本发明的保护范围之内。此外，应当理解的是，采用调节螺栓51与机架1螺纹配合的调节方式也仅是一种优选的实施方式，另外的例如采用直线电机或其他滑动副来调节凸模辊2与凹模辊3之前的距离的其他方式亦落入本发明的保护范围之内。

在本实施例中，如图1至图3所示，优选地，驱动装置包括伺服电机4、第一齿轮22和第二齿轮32，伺服电机4驱动第一齿轮22或第二齿轮32转动；在本实施例中，伺服电机4带动第一齿轮22转动，第一齿轮22与伺服电机4之间设置有减速器41和联轴器42，当然，伺服电机4带动第二齿轮32转动亦可；第一齿轮22连接主动轴23，凸模辊2与主动轴23固定并跟随主动轴23转动，主动轴23上套设套筒24以固定凸模辊2；第二齿轮32连接从动轴33，凹模辊3与从动轴33固定并跟随从动轴33转动，从动轴33上套设套筒34以固定凹模辊3，凸模辊2和凹模辊3均可拆卸，方便更换，使得更换模具成本降低。第一齿轮22与第二齿轮32啮合传动。优选地，凸模辊2与凹模辊3的直径比为1:1，对应地第一齿轮22与第二齿轮32的传动比为1:1，当然，凸模辊2与凹模辊3的直径比为1:N，第一齿轮22与第二齿轮32的传动比为N:1，只要达到凸模辊2的圆周表面的线速度大小等于凹模辊3的圆周表面的线速度即可。

在本实施例中，凸模21和凹模31的棱边处均设置有倒圆角，凸模21的倒圆角小于凹模31的倒圆角。设置倒圆角是用于减少拉深成形时凸模21和凹模31对板材01的摩擦，防止损坏板材01；在拉深时板材01上靠近凹模31的一侧的形变量大于靠近凸模21的一侧的形变量，因此设置凸模21的倒圆角小于凹模31的倒圆角，防止损坏板材01。

在本实施例中，如图1所示，凸模辊2的圆周表面设置有多列凸模21，凹模辊3的圆周表面设置有与多列凸模21匹配的多列凹模31，这样可以同时拉深成形多排多组拉深件，生产率更高。

另外，本发明不局限于附图所示，在具体应用中，凸模和凹模的形状还可以变化，拉深成形其他的如三角形拉深件、圆形拉深件等，均在本发明的保护范围之内。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。