CN112404188B - 一种薄壁构件滚压成形工艺及滚压成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁构件滚压成形工艺及滚压成形装置，属于滚压成形技术领域。本发明的薄壁构件滚压成形工艺及滚压成形装置，滚压成形工艺是将放样制作好的毛坯板安装在凹模组件上，凹模组件在两根辊轴上沿长度方向运动，利用滚压凸模压入安装有毛坯板的凹模组件内，同时驱动凹模组件运动，利用滚压凸模和凹模组件配合实现薄壁构件的快速成型，成型工艺简单高效，无需大型设备即可实现大尺寸薄壁构件的制作，制作成本低，加工效率高；滚压成形装置利用辊轴上的外齿圈驱动凹模组件上的外齿条，使得凹模组件的运动平稳可靠，传动稳定高效，滚压成形装置的结构简单，操作方便，节省了大型加工设备投入，降低了薄壁构件的制作成本。

Description

一种薄壁构件滚压成形工艺及滚压成形装置

技术领域

本发明涉及一种滚压成型工艺及装置，更具体地说，涉及一种薄壁构件滚压成形工艺及滚压成形装置。

背景技术

在某特殊设备的排气管上，需要用到由6片薄壁构件组成的半圆形罩壳。该半圆形罩壳的结构如图1所示，其由两片A型薄壁构件E1、两片B型薄壁构件E2和两片C型薄壁构件E3按照图1所示状态组合而成，薄壁构件的平面结构大致如图2所示，其主体部分为圆弧形，在靠近外圆位置设有安装孔。另外，组成上述半圆形罩壳的6片薄壁构件的截面形状如图3所示，其并不是平面形状，而是具有一定的弯折造型。该半圆形罩壳的材质是2mm厚的Q235-B钢板，外圆最大半径为R4320mm，由于各个薄壁构件的半径和尺寸较大，因此薄壁构件上的弯折造型加工成形较为困难，一般需要用大型冲压模具在冲压设备上成形，难以使用普通设备加工成形，而采用大型冲压设备，需要开发大型冲压模具，且上述薄壁构件本身需求量较小，造成单个产品加工前期投入大，制作成本高。

为此，针对此类薄壁构件，有必要设计一种适用于普通设备加工成形的工艺及装置，以克服此类薄壁构件在加工成型过程中存在的上述难点。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明旨在提供一种新型的薄壁构件滚压成形工艺及滚压成形装置，以解决大尺寸薄壁构件加工成形困难、产品加工前期设备投入大、制作成本高、加工效率较低等不足，采用本发明的技术方案，将放样制作好的毛坯板安装在凹模组件上，凹模组件在两根辊轴上沿长度方向运动，利用滚压凸模压入安装有毛坯板的凹模组件内，同时驱动凹模组件运动，利用滚压凸模和凹模组件配合实现薄壁构件的快速成型，成型工艺简单高效，且滚压成形设备结构简单，滚压成型动作稳定可靠，无需大型设备即可实现大尺寸薄壁构件的制作，制作成本低，加工效率高。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种薄壁构件滚压成形工艺，包含以下步骤：

S1、放样制作毛坯：根据薄壁构件的形状和尺寸展开放样，并利用板材切割制成产品坯料；

S2、毛坯精加工：对产品坯料进行精加工，形成毛坯板；

S3、滚压成型：将毛坯板安装于凹模组件内固定好，将滚压凸模从凹模组件上方压入安装有毛坯板的凹模组件内，然后驱动凹模组件带动毛坯板沿长度方向运动，同时使滚压凸模随之旋转，将凹模组件内的毛坯板滚压成形薄壁构件；将成形后的薄壁构件从凹模组件上取下；

S4、热处理整形：将滚压成形的薄壁构件放入夹具中回火整形；

S5、表面喷砂、除油：对热处理整形后的薄壁构件进行喷砂和除油处理。

更进一步地，在步骤S3中，所述的毛坯板在凹模组件内一次固定安装两块，所述的滚压凸模从两块毛坯板的中间压入，一次滚压成形两块薄壁构件。

更进一步地，所述的凹模组件为圆弧形，在滚压成形过程中，凹模组件带动毛坯板做圆弧运动。

本发明的一种薄壁构件滚压成形装置，包括凹模组件、滚压凸模、凸模调节机构和凹模驱动机构，所述的凹模驱动机构包括两根辊轴、安装于辊轴上的外齿圈、凹模限位机构和辊轴动力机构，两根所述的辊轴水平平行设置，且辊轴与辊轴动力机构传动连接，两根所述的辊轴在同一截面位置上分别设有外齿圈，所述的凹模组件的上部设有凹模腔，下部设有与上述的外齿圈相啮合的外齿条，所述的凹模限位机构分置于两根辊轴的外侧，用于在凹模组件的运动方向两侧对凹模组件进行限位；所述的滚压凸模通过凸模调节机构安装于凹模组件的上方，且能够在凸模调节机构带动下压入凹模组件的凹模腔内。

更进一步地，所述的滚压凸模为圆盘状结构，所述的凹模组件为圆弧形结构。

更进一步地，所述的凹模组件包括第一凹模和第二凹模，所述的第一凹模和第二凹模的形状对称，且第一凹模和第二凹模之间通过螺栓固定连接，在第一凹模和第二凹模之间形成凹模腔，所述的外齿条分别一体成型于第一凹模和第二凹模的外侧壁上。

更进一步地，所述的凹模限位机构包括前挡轮机构和后挡轮机构，所述的前挡轮机构和后挡轮机构分别位于凹模组件的前后位置处，所述的前挡轮机构由两组相对的第一挡轮构成，且两组第一挡轮分别位于凹模组件的运动方向两侧，所述的后挡轮机构由两组相对的第二挡轮构成，且两组第二挡轮分别位于凹模组件的运动方向两侧。

更进一步地，所述的第一挡轮和第二挡轮的结构相同，均包括底板、支耳、芯轴、轮套和轴承，所述的底板上固定有两块支耳，所述的芯轴的两端分别通过紧固螺栓与对应侧的支耳相连接，所述的轮套通过轴承安装于芯轴上。

更进一步地，所述的辊轴动力机构包括双输出轴减速机、传动机构和驱动电机，所述的辊轴的两端分别转动安装于辊轴支座上，所述的双输出轴减速机的两个输出轴分别与对应的两根辊轴相连接，所述的双输出轴减速机的输入轴通过传动机构与驱动电机的输出轴传动连接。

更进一步地，所述的凸模调节机构包括凸模支座、凸模安装架、螺母套、螺杆和调节手柄，所述的凸模安装架通过上下滑动机构安装于凸模支座上，所述的滚压凸模的轮轴通过轴承座安装于凸模安装架上，所述的螺母套固定于凸模支座的上部，所述的螺杆与螺母套螺纹连接，且螺杆的下端与凸模安装架之间转动连接，所述的调节手柄安装于螺杆的上部。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种薄壁构件滚压成形工艺，将放样制作好的毛坯板安装在凹模组件上，凹模组件在两根辊轴上沿长度方向运动，利用滚压凸模压入安装有毛坯板的凹模组件内，同时驱动凹模组件运动，利用滚压凸模和凹模组件配合实现薄壁构件的快速成型，成型工艺简单高效，无需大型设备即可实现大尺寸薄壁构件的制作，制作成本低，加工效率高；

(2)本发明的一种薄壁构件滚压成形工艺，其毛坯板在凹模组件内一次固定安装两块，滚压凸模从两块毛坯板的中间压入，一次滚压成形两块薄壁构件，进一步提高了薄壁构件的制作效率；

(3)本发明的一种薄壁构件滚压成形工艺，其凹模组件为圆弧形，在滚压成形过程中，凹模组件带动毛坯板做圆弧运动，实现了大尺寸圆弧形薄壁构件的滚压成型，降低了大尺寸圆弧形薄壁构件的制作难度；并且，在凹模组件为直线形时，也能够滚压成型出大尺寸直线形薄壁构件，均需更换凹模组件即可；

(4)本发明的一种薄壁构件滚压成形装置，其包括凹模组件、滚压凸模、凸模调节机构和凹模驱动机构，滚压凸模安装于凸模调节机构上，凹模驱动机构用于带动凹模组件运动，凹模驱动机构包括两根辊轴，在辊轴同一截面位置上分别设置外齿圈，在凹模组件的下部设有与外齿圈相啮合的外齿条，利用辊轴上的外齿圈与凹模组件的外齿条传动配合，带动凹模组件在两根辊轴上沿长度方向运动，同时对凹模组件起到支撑作用，并且利用凹模限位机构对凹模组件的运动进行限位，使得凹模组件的运动平稳可靠，传动稳定高效；滚压凸模通过凸模调节机构安装于凹模组件的上方，且能够在凸模调节机构带动下压入凹模组件的凹模腔内，使得滚压成形装置的结构简单，操作方便；整个滚压成形装置仅需在现有双辊设备上改进即可得到，如利用现有小型卷板机的两个轧辊作为辊轴，在两个轧辊上焊接外齿圈，并在两个轧辊的上方设置滚压凸模即可，配合上述的凹模组件即可完成大尺寸薄壁构件的滚压成型，节省了大型加工设备投入，降低了薄壁构件的制作成本；

(5)本发明的一种薄壁构件滚压成形装置，其滚压凸模为圆盘状结构，凹模组件为圆弧形结构，在凹模组件运动过程中，滚压凸模同步被动旋转滚压，滚压成型过程稳定可靠；

(6)本发明的一种薄壁构件滚压成形装置，其凹模组件包括第一凹模和第二凹模，第一凹模和第二凹模的形状对称，且第一凹模和第二凹模之间通过螺栓固定连接，在第一凹模和第二凹模之间形成凹模腔，外齿条分别一体成型于第一凹模和第二凹模的外侧壁上；上述的凹模组件结构简单，便于毛坯板在凹模组件上的安装固定，组装方便快捷，滚压成型稳定性好；

(7)本发明的一种薄壁构件滚压成形装置，其凹模限位机构包括前挡轮机构和后挡轮机构，挡轮机构和后挡轮机构分别位于凹模组件的前后位置处，前挡轮机构由两组相对的第一挡轮构成，后挡轮机构由两组相对的第二挡轮构成，利用前后挡轮对凹模组件进行两侧限位，有效防止凹模组件倾斜，提高了滚压成型稳定性；

(8)本发明的一种薄壁构件滚压成形装置，其第一挡轮和第二挡轮的结构相同，均包括底板、支耳、芯轴、轮套和轴承，底板上固定有两块支耳，芯轴的两端分别通过紧固螺栓与对应侧的支耳相连接，轮套通过轴承安装于芯轴上，挡轮结构简单，制作方便，对于凹模组件的侧向限位稳定性好，且对于凹模组件的运动阻力小；

(9)本发明的一种薄壁构件滚压成形装置，其辊轴动力机构包括双输出轴减速机、传动机构和驱动电机，双输出轴减速机的两个输出轴分别与对应的两根辊轴相连接，使得两根辊轴能够同步同向运动，使得凹模组件在滚压过程中传动更为稳定可靠；

(10)本发明的一种薄壁构件滚压成形装置，其凸模调节机构包括凸模支座、凸模安装架、螺母套、螺杆和调节手柄，滚压凸模的轮轴通过轴承座安装于凸模安装架上，凸模安装架通过上下滑动机构安装于凸模支座上，利用螺杆传动机构控制滚压凸模上下运动，操作简单方便，同时具有自锁作用，能够在滚压过程中使得滚压凸模与凹模组件的凹模腔稳定配合。

附图说明

图1为现有某特殊设备排气管用半圆形罩壳的结构示意图；

图2为组成图1中的半圆形罩壳的薄壁构件的结构示意图；

图3为组成图1中的半圆形罩壳的薄壁构件的截面示意图；

图4为本发明的一种薄壁构件滚压成形工艺的流程框图；

图5为本发明的一种薄壁构件滚压成形工艺的滚压过程示意图；

图6为本发明的一种薄壁构件滚压成形装置的结构示意图；

图7为本发明的一种薄壁构件滚压成形装置中滚压机构的一个角度结构示意图；

图8为本发明的一种薄壁构件滚压成形装置中滚压机构的另一角度结构示意图；

图9为本发明的一种薄壁构件滚压成形装置中凹模组件在滚压机构上的滚压状态立体结构示意图；

图10为本发明的一种薄壁构件滚压成形装置中凹模组件在滚压机构上的滚压状态侧面结构示意图；

图11为本发明的一种薄壁构件滚压成形装置中凹模组件的剖视结构示意图；

图12为本发明的一种薄壁构件滚压成形装置中第一挡轮和第二挡轮的结构示意图。

示意图中的标号说明：

E1、A型薄壁构件；E2、B型薄壁构件；E3、C型薄壁构件；

1、凹模组件；1-1、第一凹模；1-2、第二凹模；1-3、外齿条；1-4、凹模腔；1-5、螺栓孔；2、滚压凸模；3、毛坯板；4、薄壁构件；5、凸模调节机构；5-1、凸模支座；5-2、滑轨；5-3、滑块；5-4、凸模安装架；5-5、螺母套；5-6、螺杆；5-7、调节手柄；5-8、轴承座；6、凹模驱动机构；6-1、辊轴支座；6-2、辊轴；6-3、外齿圈；6-4、双输出轴减速机；6-5、传动机构；6-6、驱动电机；6-7、挡轮支架；6-8、第一挡轮；6-9、第二挡轮；6-10、底板；6-11、支耳；6-12、芯轴；6-13、紧固螺栓；6-14、轮套；6-15、轴承。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

[实施例]

结合图4和图5所示，本实施例的一种薄壁构件滚压成形工艺，包含以下步骤：

S1、放样制作毛坯：根据薄壁构件4的形状和尺寸展开放样，并利用板材切割制成产品坯料；具体地，根据薄壁构件4产品的形状和尺寸进行图纸绘制，根据图纸要求进行放样，然后在切割设备中进行切割，可采用数控火焰切割设备进行切割，制成产品坯料；

S2、毛坯精加工：对产品坯料进行精加工，形成毛坯板3，具体可采用龙门铣床对产品坯料的边缘等位置进行铣削加工，使毛坯板3的尺寸达到图纸尺寸要求；

S3、滚压成型：将毛坯板3安装于凹模组件1内固定好，将滚压凸模2从凹模组件1上方压入安装有毛坯板3的凹模组件1内，然后驱动凹模组件1带动毛坯板3沿长度方向运动，同时使滚压凸模2随之旋转，将凹模组件1内的毛坯板3滚压成形薄壁构件4；将成形后的薄壁构件4从凹模组件1上取下；具体地，如图5所示，凹模组件1上具有凹模腔1-4，毛坯板3固定于凹模腔1-4内(如图5的(a)所示)，然后利用滚压凸模2从上向下压入凹模组件1的凹模腔1-4(如图5的(b)所示)，使得毛坯板3局部被夹于凹模组件1与滚压凸模2之间，使得毛坯板3形成凹模组件1的凹模腔1-4形状，之后控制凹模组件1运动，使凹模组件1与滚压凸模2保持图5的(c)所示状态进行滚压，在滚压过程中，滚压凸模2随着凹模组件1一起做旋转运动，在凹模组件1沿其长度方向运动一个行程后，凹模组件1上的毛坯板3被滚压完成，移除滚压凸模2后形成图5的(d)所示，成形出薄壁构件4，之后将薄壁构件4从凹模组件1上拆卸下来，完成整个滚压动作；

S4、热处理整形：将滚压成形的薄壁构件4放入夹具中回火整形；滚压成形的薄壁构件4具有内应力，将薄壁构件4放入夹具上固定，放入回火炉中回火处理，消除薄壁构件4的内应力；

S5、表面喷砂、除油：对热处理整形后的薄壁构件4进行喷砂和除油处理，制成所需薄壁构件4。

对于形状对称或压型相对的薄壁构件4，可采用如图5所示的凹模组件1，即在步骤S3中，毛坯板3在凹模组件1内一次固定安装两块，滚压凸模2从两块毛坯板3的中间压入，一次滚压成形两块薄壁构件4，两块薄壁构件4的形状由凹模组件1和滚压凸模2两侧形状而，一次滚压成形两块薄壁构件4，进一步提高了薄壁构件4的制作效率。

另外，在本实施例中，上述的凹模组件1为圆弧形，在滚压成形过程中，凹模组件1带动毛坯板3做圆弧运动，相应地，滚压凸模2优选为圆盘状结构，实现了大尺寸圆弧形薄壁构件的滚压成型，降低了大尺寸圆弧形薄壁构件的制作难度；尤其适用于如图1至图3所示的A型薄壁构件E1、B型薄壁构件E2和C型薄壁构件E3的滚压成型，一次可制成两片A型薄壁构件E1或两片B型薄壁构件E2或两片C型薄壁构件E3。当然，在凹模组件1为直线形时，也能够滚压成型出大尺寸直线形薄壁构件，均需更换不同凹模组件1即可，产品加工类型更多，加工工艺实用性和可操作性更强。

本实施例的一种薄壁构件滚压成形工艺，将放样制作好的毛坯板安装在凹模组件1上，利用滚压凸模2压入安装有毛坯板3的凹模组件1内，同时驱动凹模组件1运动，利用滚压凸模2和凹模组件1配合实现薄壁构件4的快速成型，成型工艺简单高效，无需大型设备即可实现大尺寸薄壁构件的制作，制作成本低，加工效率高。

如图6至图10所示，本实施例的一种薄壁构件滚压成形装置，包括凹模组件1、滚压凸模2、凸模调节机构5和凹模驱动机构6，滚压凸模2安装于凸模调节机构5上，由凸模调节机构5调节滚压凸模2的上下位置，凹模驱动机构6用于带动凹模组件1运动，实现凹模组件1上的毛坯板3的完整滚压成型。凹模驱动机构6包括两根辊轴6-2、安装于辊轴6-2上的外齿圈6-3、凹模限位机构和辊轴动力机构，两根辊轴6-2水平平行设置，且辊轴6-2与辊轴动力机构传动连接，由辊轴动力机构驱动辊轴6-2旋转运动，两根辊轴6-2在同一截面位置上分别设有外齿圈6-3，外齿圈6-3固定在辊轴6-2上，随辊轴6-2一起旋转运动，凹模组件1的上部设有凹模腔1-4，下部设有与上述的外齿圈6-3相啮合的外齿条1-3，凹模限位机构分置于两根辊轴6-2的外侧，用于在凹模组件1的运动方向两侧对凹模组件1进行限位；滚压凸模2通过凸模调节机构5安装于凹模组件1的上方，且能够在凸模调节机构5带动下压入凹模组件1的凹模腔1-4内。操作时，首先将毛坯板3安装在凹模组件1的凹模腔1-4内，将凹模组件1连同毛坯板3一起放置于两根辊轴6-2的外齿圈6-3上，然后利用凸模调节机构5带动滚压凸模2向下运动压入凹模腔1-4内，在滚压凸模2压入到位后，辊轴动力机构带动辊轴6-2旋转运动，由于凹模组件1被滚压凸模2压在辊轴6-2的外齿圈6-3上，在齿轮齿条作用下，凹模组件1在两根辊轴6-2上沿其长度方向运动，从而使得滚压凸模2相对凹模组件1进行滚压，将凹模组件1的凹模腔1-4内的毛坯板3滚压形成所需的薄壁构件4。

本实施例的一种薄壁构件滚压成形装置，利用辊轴6-2上的外齿圈6-3与凹模组件1的外齿条1-3传动配合，带动凹模组件1在两根辊轴6-2上沿长度方向运动，同时对凹模组件1起到支撑作用，并且利用凹模限位机构对凹模组件1的运动进行限位，使得凹模组件1的运动平稳可靠，传动稳定高效；滚压凸模2通过凸模调节机构5安装于凹模组件1的上方，且能够在凸模调节机构5带动下压入凹模组件1的凹模腔1-4内，使得滚压成形装置的结构简单，操作方便。整个滚压成形装置仅需在现有双辊设备上改进即可得到，如利用现有小型卷板机的两个轧辊作为辊轴6-2，在两个轧辊上焊接外齿圈6-3，并在两个轧辊的上方设置滚压凸模2即可，配合上述的凹模组件1即可完成大尺寸薄壁构件的滚压成型，节省了大型加工设备投入，降低了薄壁构件的制作成本。

如图9和图10所示，本实施例中所需成形的薄壁构件4为圆弧形结构，因此，上述的凹模组件1为圆弧形结构，滚压凸模2优选为圆盘状结构，在凹模组件1运动过程中，滚压凸模2同步被动旋转滚压，滚压成型过程稳定可靠。如图11所示，为了便于毛坯板3在凹模组件1内固定，上述的凹模组件1包括第一凹模1-1和第二凹模1-2，第一凹模1-1和第二凹模1-2均为弧形结构，第一凹模1-1和第二凹模1-2的形状对称，且第一凹模1-1和第二凹模1-2之间通过螺栓固定连接，在第一凹模1-1和第二凹模1-2之间形成凹模腔1-4，外齿条1-3分别一体成型于第一凹模1-1和第二凹模1-2的外侧壁上，如外齿条1-3直接加工在第一凹模1-1和第二凹模1-2上，或外齿条1-3焊接固定在第一凹模1-1和第二凹模1-2上。具体地，在第一凹模1-1和第二凹模1-2的对应位置上间隔设有若干螺栓孔1-5，将第一凹模1-1和第二凹模1-2对合后，利用螺栓将第一凹模1-1和第二凹模1-2固定在一起，对于图1至图3所示的A型薄壁构件E1、B型薄壁构件E2和C型薄壁构件E3的滚压成型，由于薄壁构件4的外侧自身具体安装孔，因此第一凹模1-1和第二凹模1-2上的螺栓孔1-5可根据薄壁构件4上的安装孔设置，在加工毛坯板3时，安装孔预先成型出来，安装时，将毛坯板3夹于第一凹模1-1和第二凹模1-2之间，使第一凹模1-1和第二凹模1-2上的螺栓孔1-5和毛坯板3上的安装孔相对，利用螺栓将第一凹模1-1和第二凹模1-2固定的同时，也将毛坯板3与凹模组件1固定在一起，防止毛坯板3在滚压成形过程中出现移动。对于对称的两片对称的A型薄壁构件E1、B型薄壁构件E2或C型薄壁构件E3，第一凹模1-1和第二凹模1-2的模腔对称，形成类似于“U”形的凹模腔1-4，在第一凹模1-1和第二凹模1-2之间一次设置两块毛坯板3，滚压时，滚压凸模2从两块毛坯板3中间压入，一次即可完成两片薄壁构件4的成形。上述的凹模组件1，结构简单，便于毛坯板3在凹模组件1上的安装固定，组装方便快捷，滚压成型稳定性好。

接图7和图8所示，在本实施例中，上述的凹模限位机构包括前挡轮机构和后挡轮机构，前挡轮机构和后挡轮机构分别位于凹模组件1的前后位置处，前挡轮机构由两组相对的第一挡轮6-8构成，且两组第一挡轮6-8分别位于凹模组件1的运动方向两侧，后挡轮机构由两组相对的第二挡轮6-9构成，且两组第二挡轮6-9分别位于凹模组件1的运动方向两侧。在滚压成形过程中，凹模组件1的两侧由前挡轮机构和后挡轮机构限位，有效防止凹模组件1倾斜，提高了滚压成型稳定性。具体地，第一挡轮6-8安装于挡轮支架6-7上，第二挡轮6-9可安装于凸模调节机构5的凸模支座5-1上。如图12所示，上述的第一挡轮6-8和第二挡轮6-9的结构相同，均包括底板6-10、支耳6-11、芯轴6-12、轮套6-14和轴承6-15，底板6-10用于挡轮的安装固定，底板6-10上固定有两块支耳6-11，芯轴6-12的两端分别通过紧固螺栓6-13与对应侧的支耳6-11相连接，轮套6-14通过轴承6-15安装于芯轴6-12上，轮套6-14能够在芯轴6-12上自由旋转，对于凹模组件1的侧向限位稳定性好，且对于凹模组件1的运动阻力小，第一挡轮6-8和第二挡轮6-9的整体结构简单，制作方便。底板6-10在对应的挡轮支架6-7或凸模支座5-1上可采用螺栓固定。

在本实施例中，上述的辊轴动力机构包括双输出轴减速机6-4、传动机构6-5和驱动电机6-6，辊轴6-2的两端分别转动安装于辊轴支座6-1上，具体可采用轴承将辊轴6-2安装在对应侧的辊轴支座6-1上，双输出轴减速机6-4的两个输出轴分别与对应的两根辊轴6-2相连接，且双输出轴减速机6-4的两个输出轴的旋转同速同向，双输出轴减速机6-4的输入轴通过传动机构6-5与驱动电机6-6的输出轴传动连接，传动机构6-5可采用链条传动机构、皮带传动机构或齿轮传动机构，由驱动电机6-6通过传动机构6-5驱动双输出轴减速机6-4工作，带动两根辊轴6-2同步同向转动，使得凹模组件1在滚压过程中传动更为稳定可靠。在本实施例中，上述的凹模驱动机构6由现有小型卷板机改造而成，将小型卷板机的上部轧辊拆除，在小型卷板机的下部两根轧辊上焊接固定外齿圈6-3，利用小型卷板机的原有动力系统驱动两根轧辊运动；在一根轧辊的外侧通过凸模调节机构5安装滚压凸模2，在另一根轧辊的外侧通过挡轮支架6-7安装第一挡轮6-8。

如图7至图10所示，在本实施例中，上述的凸模调节机构5包括凸模支座5-1、凸模安装架5-4、螺母套5-5、螺杆5-6和调节手柄5-7，凸模安装架5-4通过上下滑动机构安装于凸模支座5-1上，上下滑动机构采用滑轨滑块机构，包括滑轨5-2和滑块5-3，滑轨5-2竖向固定于凸模支座5-1上，滑块5-3固定于凸模安装架5-4上，滑块5-3滑动配合在滑轨5-2上；滚压凸模2的轮轴通过轴承座5-8安装于凸模安装架5-4上，螺母套5-5固定于凸模支座5-1的上部，螺杆5-6与螺母套5-5螺纹连接，且螺杆5-6的下端与凸模安装架5-4之间转动连接，调节手柄5-7安装于螺杆5-6的上部，通过转动调节手柄5-7带动螺杆5-6旋转，螺杆5-6与螺母套5-5配合，进而螺杆5-6在螺母套5-5内上下移动，带动凸模安装架5-4上下移动，从而带动滚压凸模2上下运动，利用螺杆传动机构控制滚压凸模2上下运动，操作简单方便，同时具有自锁作用，能够在滚压过程中使得滚压凸模2与凹模组件1的凹模腔1-4稳定配合。如图10所示，优选地，滚压凸模2位于两根辊轴6-2的正上方，即滚压凸模2和两根辊轴6-2的轴心连线构成等腰三角形，这样使得滚压受力均匀，进一步提高了滚压成形的稳定性。本实施例中的凸模调节机构5的具体结构并不局限于此，还可以采用其他带动滚压凸模2上下运动的机构，如液压油缸等，在此不再详述。

为了更好地理解本发明的内容，现以滚压成形图1至图3所示的薄壁构件4为例，结合图4至图12阐述本发明的一种薄壁构件滚压成形工艺及滚压成形装置的工作原理。

S1、放样制作毛坯：根据图1和图2所示的A型薄壁构件E1、B型薄壁构件E2和C型薄壁构件E3分别放样，利用数控火焰切割设备切割制成坯料，同时加工成形出各个薄壁构件4上的安装孔。

S2、毛坯精加工：对产品坯料分别进行铣削精加工，达到图纸要求尺寸，得到毛坯板3。

S3、滚压成型：取两块对称的毛坯板3，将两块毛坯板3夹于凹模组件1的第一凹模1-1和第二凹模1-2之间，然后利用螺栓将毛坯板3与第一凹模1-1和第二凹模1-2固定连接，使得毛坯板3固定在凹模组件1的凹模腔1-4内；通过操作调节手柄5-7将滚压凸模2向上升起，将凹模组件1连同毛坯板3一起放在两根辊轴6-2的外齿圈6-3之间，使凹模组件1外侧的外齿条1-3与外齿圈6-3相啮合，然后操作调节手柄5-7带动滚压凸模2缓慢下压，使得滚压凸模2从两块毛坯板3的中间压入凹模腔1-4内；之后启动驱动电机6-6，带动两根辊轴6-2同步同向旋转，利用外齿圈6-3带动外齿条1-3移动，进而带动凹模组件1相对于滚压凸模2运动，对凹模组件1内的毛坯板3进行滚压成形，在凹模组件1沿其长度运行一个行程后，将毛坯板3完全滚压完成；随后通过调节手柄5-7将滚压凸模2抬起，拆下凹模组件1，并将滚压成形的薄壁构件4从第一凹模1-1和第二凹模1-2上拆下。

S4、热处理整形：将滚压成形的薄壁构件4安装在夹具中，并放入回火炉中回火处理，消除薄壁构件4的内应力；

S5、表面喷砂、除油：对热处理整形后的薄壁构件4进行喷砂和除油处理，制成所需薄壁构件4。

本发明的一种薄壁构件滚压成形工艺及滚压成形装置，将放样制作好的毛坯板安装在凹模组件上，凹模组件在两根辊轴上沿长度方向运动，利用滚压凸模压入安装有毛坯板的凹模组件内，同时驱动凹模组件运动，利用滚压凸模和凹模组件配合实现薄壁构件的快速成型，成型工艺简单高效，且滚压成形设备结构简单，滚压成型动作稳定可靠，无需大型设备即可实现大尺寸薄壁构件的制作，制作成本低，加工效率高。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种薄壁构件滚压成形工艺，其特征在于，包含以下步骤：

S1、放样制作毛坯：根据薄壁构件（4）的形状和尺寸展开放样，并利用板材切割制成产品坯料；

S2、毛坯精加工：对产品坯料进行精加工，形成毛坯板（3）；

S3、滚压成型：将毛坯板（3）安装于凹模组件（1）内固定好，将滚压凸模（2）从凹模组件（1）上方压入安装有毛坯板（3）的凹模组件（1）内，然后驱动凹模组件（1）带动毛坯板（3）沿长度方向运动，同时使滚压凸模（2）随之旋转，将凹模组件（1）内的毛坯板（3）滚压成形薄壁构件（4）；将成形后的薄壁构件（4）从凹模组件（1）上取下；所述的凹模组件（1）为圆弧形，在滚压成形过程中，凹模组件（1）带动毛坯板（3）做圆弧运动；所述的毛坯板（3）在凹模组件（1）内一次固定安装两块，所述的滚压凸模（2）为圆盘状结构，所述的滚压凸模（2）从两块毛坯板（3）的中间压入，一次滚压成形两块薄壁构件（4）；

S4、热处理整形：将滚压成形的薄壁构件（4）放入夹具中回火整形；

S5、表面喷砂、除油：对热处理整形后的薄壁构件（4）进行喷砂和除油处理。

2.一种薄壁构件滚压成形装置，其特征在于：包括凹模组件（1）、滚压凸模（2）、凸模调节机构（5）和凹模驱动机构（6），所述的凹模驱动机构（6）包括两根辊轴（6-2）、安装于辊轴（6-2）上的外齿圈（6-3）、凹模限位机构和辊轴动力机构，两根所述的辊轴（6-2）水平平行设置，且辊轴（6-2）与辊轴动力机构传动连接，两根所述的辊轴（6-2）在同一截面位置上分别设有外齿圈（6-3），所述的凹模组件（1）的上部设有凹模腔（1-4），下部设有与上述的外齿圈（6-3）相啮合的外齿条（1-3），所述的凹模限位机构分置于两根辊轴（6-2）的外侧，用于在凹模组件（1）的运动方向两侧对凹模组件（1）进行限位；所述的滚压凸模（2）通过凸模调节机构（5）安装于凹模组件（1）的上方，且能够在凸模调节机构（5）带动下压入凹模组件（1）的凹模腔（1-4）内；所述的滚压凸模（2）为圆盘状结构，所述的凹模组件（1）为圆弧形结构；所述的凹模组件（1）包括第一凹模（1-1）和第二凹模（1-2），所述的第一凹模（1-1）和第二凹模（1-2）的形状对称，且第一凹模（1-1）和第二凹模（1-2）之间通过螺栓固定连接，在第一凹模（1-1）和第二凹模（1-2）之间形成凹模腔（1-4）；在第一凹模（1-1）和第二凹模（1-2）之间一次设置两块毛坯板，滚压时，滚压凸模（2）从两块毛坯板中间压入，一次即可完成两片薄壁构件（4）的成形。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁构件滚压成形装置，其特征在于：所述的外齿条（1-3）分别一体成型于第一凹模（1-1）和第二凹模（1-2）的外侧壁上。

4.根据权利要求2或3所述的一种薄壁构件滚压成形装置，其特征在于：所述的凹模限位机构包括前挡轮机构和后挡轮机构，所述的前挡轮机构和后挡轮机构分别位于凹模组件（1）的前后位置处，所述的前挡轮机构由两组相对的第一挡轮（6-8）构成，且两组第一挡轮（6-8）分别位于凹模组件（1）的运动方向两侧，所述的后挡轮机构由两组相对的第二挡轮（6-9）构成，且两组第二挡轮（6-9）分别位于凹模组件（1）的运动方向两侧。

5.根据权利要求4所述的一种薄壁构件滚压成形装置，其特征在于：所述的第一挡轮（6-8）和第二挡轮（6-9）的结构相同，均包括底板（6-10）、支耳（6-11）、芯轴（6-12）、轮套（6-14）和轴承（6-15），所述的底板（6-10）上固定有两块支耳（6-11），所述的芯轴（6-12）的两端分别通过紧固螺栓（6-13）与对应侧的支耳（6-11）相连接，所述的轮套（6-14）通过轴承（6-15）安装于芯轴（6-12）上。

6.根据权利要求2所述的一种薄壁构件滚压成形装置，其特征在于：所述的辊轴动力机构包括双输出轴减速机（6-4）、传动机构（6-5）和驱动电机（6-6），所述的辊轴（6-2）的两端分别转动安装于辊轴支座（6-1）上，所述的双输出轴减速机（6-4）的两个输出轴分别与对应的两根辊轴（6-2）相连接，所述的双输出轴减速机（6-4）的输入轴通过传动机构（6-5）与驱动电机（6-6）的输出轴传动连接。

7.根据权利要求2所述的一种薄壁构件滚压成形装置，其特征在于：所述的凸模调节机构（5）包括凸模支座（5-1）、凸模安装架（5-4）、螺母套（5-5）、螺杆（5-6）和调节手柄（5-7），所述的凸模安装架（5-4）通过上下滑动机构安装于凸模支座（5-1）上，所述的滚压凸模（2）的轮轴通过轴承座（5-8）安装于凸模安装架（5-4）上，所述的螺母套（5-5）固定于凸模支座（5-1）的上部，所述的螺杆（5-6）与螺母套（5-5）螺纹连接，且螺杆（5-6）的下端与凸模安装架（5-4）之间转动连接，所述的调节手柄（5-7）安装于螺杆（5-6）的上部。

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