正反向多次辊压方法及装置与流程

本发明公开了一种正反向多次辊压方法及装置，涉及一种高效率的去应力卷板成形方法及设备，属于机械工程领域。

背景技术：

筒形件或弧形件经常应用于航空、航天、船舶、压力容器等行业中，通常采用三辊式或四辊式卷板机进行单向辊压加工。采用传统辊压方式加工的筒形件或弧形件板材内部存在很大的残余应力，影响工件的加工精度，同时影响结构强度；尤其是带筋整体壁板式筒形件或弧形件，在辊弯后机械铣或化铣时，导致工件的较大变形，不能保证所需的加工精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高效的正反向多次辊压方法及装置，消除或显著降低传统辊压方式加工的筒形件或弧形件内部残余应力，减少工件的回弹。该方法与装置根据板材的尺寸及性能参数，对板材进行多次的正反向辊压成形，先使工件弯曲半径小于目标半径，然后使工件弯曲半径大于目标半径，再通过所需的辊压次数逐渐靠近至目标半径，最终达到所需要的目标半径。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

本发明的正反向多次辊压方法及装置，根据板材的尺寸及性能参数，把板材放入正反向辊压装置的上下辊之间多次辊压，先使工件弯曲半径小于目标半径，然后使工件弯曲半径大于目标半径，再通过所需的辊压次数逐渐靠近至目标半径，最终达到所需要的目标半径，具体步骤如下：

步骤1：使用两个下辊和处于两个下辊中间上方的上辊夹住板材，下降侧面的上辊高度，输送板材顶至侧面的上辊，定位板材；

步骤2：上升侧面的上辊高度，下降两个下辊中间上方的上辊压下板材，对板材进行第一次正向辊压，使辊压半径小于工件的目标半径；

步骤3：下降侧面的上辊高度，上升两个下辊中间上方的上辊，使用两个上辊和处于两个上辊中间下方的下辊压下板材，对板材进行第一次反向辊压，使辊压半径大于工件的目标半径；

步骤4：上升侧面的上辊高度，下降两个下辊中间上方的上辊压下板材；如果需要继续正反向辊压，就对板材进行下一次正向辊压，使辊压半径小于工件的目标半径，但大于上一次正向辊压后的半径；如果需要结束辊压，直接辊压至目标半径，结束辊压；

步骤5：再次下降侧面的上辊高度，上升两个下辊中间上方的上辊，使用两个上辊和处于两个上辊中间下方的下辊压下板材，对板材进行下一次反向辊压，使辊压半径大于工件的目标半径，但小于上一次反向辊压后的半径；

步骤6：重复步骤4和步骤5，直至达到目标半径。

所述的正反向多次辊压装置由四辊组成，包括下辊ⅰ、ⅱ(1a、1b)、上辊ⅰ、ⅱ(2a、2b)和机座(3)、同步转动机构(4)、两个上辊支撑座(5)，其特征在于，所述下辊ⅰ、ⅱ(1a、1b)与机座(3)连接，作正向或反向同步转动，位于下辊ⅰ、ⅱ(1a、1b)中间上方的上辊ⅰ(2a)和侧面的上辊ⅱ(2b)分别与两个上辊支撑座(5)连接，两个上辊支撑座(5)通过升降机构实现上下独立移动，上辊ⅰ(2a)通过传动齿轮(6)带动可主动旋转，同步转动机构(4)的一个齿轮与参数相同的两个下辊齿轮同时啮合，使下辊ⅰ、ⅱ(1a、1b)同步转动。

技术效果：本发明的正反向多次辊压方法及装置，与传统的单向辊压方法相比，通过多次的正反向交替辊压，提供一种高效率去除板材厚度方向残余应力的辊压方法与装置，能够消除或显著降低筒形件或弧形件内部的残余应力，尤其是显著提高带筋整体壁板式筒形件或弧形件机械铣或化铣后的加工精度。

附图说明

图1为辊压前上料定位示意图，侧面上辊下移对板材进行定位；

图2为正向辊压开始示意图，位于两下辊中间上方的上辊下移，侧面上辊上升，成形开始；

图3为正向辊压示意图，辊压后半径小于工件的目标半径；

图4为反向辊压示意图，辊压后半径大于工件的目标半径；

图5为装置结构示意图；

图6为装置左视图。

图中：1a.下辊ⅰ，1b.下辊ⅱ，2a.上辊ⅰ,2b.上辊ⅱ，3.机座，4.同步转动机构，5.上辊支撑座，6.传动齿轮

具体实施方式

下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容和工作过程。

本发明的筒形件或弧形件正反向多次辊压方法及装置，根据板材的尺寸及性能参数，把板材放入正反向辊压装置的上下辊之间多次辊压，先使工件弯曲半径小于目标半径，然后使工件弯曲半径大于目标半径，再通过所需的辊压次数逐渐靠近至目标半径，最终达到所需要的目标半径。

图1为上料定位示意图，利用两个下辊及位于下辊中间上方的上辊将板料固定，通过侧面上辊定位板料；

图2为正向辊压开始示意图，下降位于下辊中间上方的上辊高度，使板料产生弯曲；

图3为正向辊压示意图，其辊压半径小于工件的目标半径；

图4为反向辊压示意图，其辊压半径大于工件的目标半径；

图5为装置结构示意图；

图6为装置左视图。

如果需要继续辊压，重复图3和图4的正反向辊压。

正反向辊压装置由机座、两个下辊、两个上辊和两个上辊支撑座组成，其中，两个下辊与机座连接，可正反向同步转动，位于下辊中间上方的上辊和侧面的上辊分别与两个上辊支撑座连接，支撑座通过升降机构实现上下独立移动，位于上辊支撑座的两上辊可正向或反向主动转动。

下面举例说明正反向多次辊压方法及装置的工作过程。

将板材放入正反向多次辊压装置中，使用两个下辊和处于两个下辊中间上方的上辊夹住板材，下降侧面的上辊高度，输送板材顶至侧面的上辊，定位板材。上升侧面的上辊高度，下降两个下辊中间上方的上辊压下板材，对板材进行第一次正向辊压，辊压后半径小于工件的目标半径。下降侧面的上辊高度，上升两个下辊中间上方的上辊，使用两个上辊和处于两个上辊中间下方的下辊压下板材，对板材进行第一次反向辊压，辊压后半径大于工件的目标半径。根据板材的尺寸和性能判断是否需要继续辊压，如果需要继续正反向辊压，则上升侧面的上辊高度，下降两个下辊中间上方的上辊压下板材，对板材进行下一次正向辊压，其辊压半径小于工件的目标半径，但大于上一次正向辊压后的半径；再次下降侧面的上辊高度，上升两个下辊中间上方的上辊，使用两个上辊和处于两个上辊中间下方的下辊压下板材，对板材进行下一次反向辊压，其辊压半径大于工件的目标半径，但小于上一次反向辊压后的半径，如此进行多次正反向辊压直至工件半径靠近目标半径为止。如果需要结束辊压，则上升侧面的上辊高度，下降两个下辊中间上方的上辊压下板材，直接辊压至目标半径，结束辊压。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种正反向多次辊压方法及装置，涉及一种高效率的去应力卷板成形方法及设备，属于机械工程领域。该方法使用正反向辊压装置进行板材的正反向多次辊压成形，先辊压至工件弯曲半径小于目标半径，然后辊压至工件弯曲半径大于目标半径，再通过正反向交替辊压成形逐渐靠近至目标半径，最终达到所需要的目标半径。该方法可以消除或显著减小筒形件或圆弧形件内部的残余应力及工件的回弹量，提高加工精度，实现去应力卷板成形的目的。

技术研发人员：李明哲;王立岩;付文智;李锐
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2017.06.28
技术公布日：2017.09.15