施方案中，工具路径的仔细控制是重要的。剪力旋压工具路径比常规的旋压实施方案是更加‘有力的(aggressive)’并且主要由直线组成。
[0103]图18和19图示了本发明的另一实施方案，该实施方案为图16和17中示出的实施方案的改进。因此，类似的特征在此不再描述，并且类似的参考数字被用于类似的特征。在这个实施方案中，添加了第四内部支撑辊250。其直接定位在主形成辊之下，以提供在工件的最终厚度上的更好控制。因此，第四内部支撑辊250从第一内部支撑辊244向远侧地定位，但是与第一内部支撑辊244轴向地对齐，并且使第二内部支撑辊246和第三内部支撑辊248横向地偏移在第一内部支撑辊244的任一侧上。应注意，这种构型在辊臂上施加大力，因此通常需要相对硬的机器。
[0104]在此应注意，具有以图18和19中指示的方式的四个内部支撑辊的装置可在常规旋压或剪力旋压‘模式’下通常通过控制第四内部支撑辊的操作来操作，以控制工件的厚度。在一些实施方案中，在用于制造部件的单一工艺期间，第四内部支撑辊可被接入或断开使用。这允许控制以实现最终工件的厚度的变化。
[0105]在另外的实施方案中，可能使用具有四个内部支撑辊的装置以进行管形件旋压，其中壁角度设置为α =0°。应再次注意，这种构型将大力施加在辊臂上，因此通常需要相对硬的机器。
[0106]本发明人还已经意识到，本发明可在成形工具抵靠工件的内表面的情况下利用。在基于常规旋压的实施方案中，这在图20和21中阐示，其显示了利用内部成形工具、内部支撑件和外部支撑件将杯形工件旋压成形为平板。
[0107]关于剪力旋压可提出类似的方法。这在图22和23中阐示，其中内部剪力旋压成形工具与内部第一支撑辊和外部第二、第三和第四支撑辊一起使用。
[0108]显示在图22和23中的方法显示了基于常规旋压成形的工艺如何与基于剪力旋压的工艺结合。在图22中，首先利用基于常规旋压成形的工艺将工件成形为杯形。然后，利用内部成形工具使工件经受剪力旋压成形。这使得工件的厚度减小。
[0109]因此，在两个方向上的成形可被用于制造轻质部件。进行组合的旋压成形(即基于常规旋压成形和剪力旋压成形两者)，可能生产在单一部件中具有变化的壁厚度的部件。厚度可以在结构上进行优化，允许生产结构上优化的轻质部件。
[0110]作为一个示例，可能制造具有(沿着轴线)变化的厚度的45度椎体。这通过使具有变化的壁角度的部件首先进行剪力旋压来完成以获得沿着壁的变化的厚度。然后，(利用内部成形工具和外部第二和第三支撑辊)进行‘相反的’常规旋压以使工件‘变直’回到45度。由于常规旋压保留了现有的厚度，因此该工艺的组合结果将给出具有变化厚度的45度椎体。
[0111]为了在该工艺期间提供对工件的形状的精确控制，本发明的优选实施方案利用适合于在该工艺期间感测工件的形状的至少一个传感器(未显示)。可设置控制系统以提供反馈控制，以将测量到的工件的几何结构与所要求的(或计算的)工件的几何结构进行比较。因此，提供了用于比较目标工件形状和实际工件形状之间的差异的设备。在检测到明显差异的情况下，控制该装置以减少这种差异。合适的控制可以是对成形工具和/或支撑件的位置、工件的旋转速度等的控制。
[0112]已经通过实施例的方式描述了本发明的优选实施方案。对于技术人员来说，在阅读本公开内容时，对这些实施方案的改进、另外的实施方案及对该另外的实施方案的改进将是明显的，且因此落在本发明的范围内。
【主权项】
1.一种旋压成形工艺，其用于由工件来制造所要求形状的物品，所述工件具有参照所述物品的所要求形状的外表面和内表面，其中所述工件关于成形工具旋转，所述成形工具抵靠所述工件的所述外表面和所述内表面之一以使所述工件向所要求形状变形，并且第一支撑件抵靠所述工件的所述内表面和所述外表面之一，并且设置第二支撑件，所述工件关于所述第一支撑件和所述第二支撑件旋转， 其中: 当所述成形工具抵靠所述工件的所述外表面时，所述第二支撑件抵靠所述内表面；并且 当所述成形工具抵靠所述工件的所述内表面时，所述第二支撑件抵靠所述外表面。2.根据权利要求1所述的旋压成形工艺，其中所述工件被安装在安装区域，限定所述工件的近端和所述工件的远端，所述工件的所述近端比所述工件的所述远端更靠近所述工件的所述安装区域，并且其中所述第一支撑件布置在所述第二支撑件的近侧且所述成形工具布置在所述第二支撑件的远侧。3.根据权利要求1所述的旋压成形工艺，其中所述工件的厚度在形成所述物品的所要求形状时大体上不变。4.根据权利要求1所述的旋压成形工艺，其中所述工件的初始厚度是t。且所述工件的最终厚度是h，并且对于小于90°的α值满足以下不等式(1): tj> 10sin α 不等式(1) 其中角度α为所述工件的旋转轴线Α和所述工件的所述内表面的切线之间的角度，所述切线在包含所述工件的所述旋转轴线A的平面中绘制。5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋压成形工艺，其中所述物品的所要求形状是轴对称形状。6.根据权利要求1至4中任一项所述的旋压成形工艺，其中所述物品的所要求形状是非轴对称形状。7.根据权利要求1至4中任一项所述的旋压成形工艺，其中所述第一支撑件布置在所述第二支撑件的近侧。8.根据权利要求1至4中任一项所述的旋压成形工艺，其中设置了第三支撑件，所述第三支撑件抵靠所述工件的与所述第二支撑件相同的表面，并且所述工件关于所述第三支撑件旋转。9.根据权利要求8所述的旋压成形工艺，其中所述第三支撑件定位在所述第一支撑件远侧并且横向于所述第二支撑件。10.根据权利要求9所述的旋压成形工艺，其中所述第二支撑件和所述第三支撑件横向地偏离所述第一支撑件。11.根据权利要求8所述的旋压成形工艺，其中所述第一支撑件、所述第二支撑件和所述第三支撑件设置在所述工件和假想心轴之间的最近接触点处，所述假想心轴将是利用所述成形工具使所述物品由所述工件形成为所要求形状所需要的。12.根据权利要求1至4中任一项所述的旋压成形工艺，其中所述成形工具是在机器控制下关于旋转的工件可定位的。13.根据权利要求1至4中任一项所述的旋压成形工艺，其中所述第一支撑件和所述第二支撑件中的一个或两个是在机器控制下关于旋转的工件独立地可定位的。14.根据权利要求8所述的旋压成形工艺，其中所述第一支撑件、所述第二支撑件和所述第三支撑件中的一个或多个是在机器控制下关于旋转的工件独立地可定位的。15.根据权利要求8所述的旋压成形工艺，其中设置了第四支撑件，所述工件关于所述第四支撑件旋转，所述第四支撑件被定位成与所述成形工具大体上对准。16.根据权利要求15所述的旋压成形工艺，其中所述第四支撑件被控制成在所述旋压成形工艺期间改变所述工件的厚度。17.根据权利要求16所述的旋压成形工艺，所述旋压成形工艺是剪力旋压工艺或管形件旋压工艺。18.根据权利要求1至4中任一项所述的旋压成形工艺，其中所述成形工具抵靠所述工件的所述外表面，并且所述第一支撑件和所述第二支撑件抵靠所述工件的所述内表面。19.根据权利要求1至4中任一项所述的旋压成形工艺，其中所述成形工具抵靠所述工件的所述内表面，并且所述第一支撑件和所述第二支撑件抵靠所述工件的所述外表面。20.一种用于通过旋压成形来由工件制造所要求形状的物品的装置，所述工件具有参照所述物品的所要求形状的外表面和内表面，所述装置具有: 安装设备，其用于将所述工件可旋转地安装在所述装置中； 成形工具，其用于抵靠所述工件的所述外表面和所述内表面之一以使所述工件向所要求形状变形；及 第一支撑件，其用于抵靠所述工件的所述内表面和所述外表面之一；及 第二支撑件，当所述成形工具抵靠所述工件的所述外表面时所述第二支撑件用于抵靠所述工件的所述内表面，或者当所述成形工具抵靠所述工件的所述内表面时所述第二支撑件用于抵靠所述工件的所述外表面， 其中所述装置是可操作的，以允许所述工件关于所述第一支撑件和所述第二支撑件旋转。21.根据权利要求20所述的装置，其中所述安装设备将所述工件可旋转地安装在所述工件的安装区域，限定所述工件的近端和所述工件的远端，所述工件的所述近端比所述工件的所述远端更靠近所述工件的所述安装区域，并且其中所述装置是可操作的以便所述第一支撑件布置在所述第二支撑件的近侧且所述成形工具布置在所述第二支撑件的远侧。22.根据权利要求20所述的装置，其中设置了第三支撑件，所述第三支撑件用于抵靠所述工件的所述内表面和所述外表面之一，所述装置是可操作的，以允许所述工件关于所述第三支撑件旋转。23.根据权利要求22所述的装置，其中设置了第四支撑件，所述工件关于所述第四支撑件旋转，所述第四支撑件被定位成与所述成形工具大体上对准。
【专利摘要】本发明涉及旋压成形工艺及用于通过旋压成形来制造物品的装置。本发明公开了旋压成形工艺和装置。工件(例如，金属片)关于成形辊旋转，成形辊抵靠工件的外表面和内表面之一以使工件向所要求的形状变形。第一支撑辊和第二支撑辊抵靠工件的相对表面。对成形辊以及第一支撑辊和第二支撑辊的位置的计算机控制允许非轴对称形状通过旋压成形来制造。
【IPC分类】B21D22/16
【公开号】CN105382073
【申请号】CN201510779682
【发明人】朱立安·M·奥伍德, 欧麦·姆兹客
【申请人】剑桥企业有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2011年9月29日
【公告号】CN103108709A, EP2621647A1, US20130152652, WO2012042221A1