CN112642900B - 一种钛金属双极板高深宽比流道制备工艺 - Google Patents

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Abstract

一种金属极板共辊式辊压设备，属于金属极板辊压设备领域，特征是包括有支撑辊装置、第一、第二、第三加工辊装置和第一、第二动力辊装置，上述加工辊装置和动力辊装置均安装在支撑辊水平中心线以上，分别与支撑辊相对压，第二加工辊位于支撑辊垂直中心线上，其垂直中心线分别与第一、第三加工辊中心线夹角为60°，第一、第二动力辊分别安装在第二加工辊的左、右两侧，两个动力辊装置中心线夹角为60°；优点是：①采取分步辊轧成形方式，能够增大流道的成形深度，减少流道局部的应力集中和开裂问题，适用于高深宽比流道的加工；②加工生产中只需要更换加工辊便可实现连续批量生产，提高生产效率。

Description

一种钛金属双极板高深宽比流道制备工艺
技术领域
本发明属于金属极板辊压设备领域，具体涉及一种金属极板共辊式辊压设备。
背景技术
金属极板的制备方法中，传统辊压加工方式成形精度低，成形过程中存在回弹、应力集中等一系列问题。作为目前加工金属极板最常用的冲压成形方法，虽然成本较低，机械性能较稳定，但是模具加工周期长、制造复杂且耗费高、加工过程中板材延展性差、减薄严重，不适用于较低延伸率、高耐腐蚀性的金属加工高深宽比流道。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属极板共辊式辊压设备，可有效克服现有技术存在的缺点。
本发明是这样实现的，如图1、2所示，其特征是包括有：支撑辊装置Ⅰ、第一、第二、第三加工辊装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和第一、第二动力辊装置Ⅴ、Ⅵ；所述支撑辊装置Ⅰ的结构是：支撑辊Ⅰ03通过左、右轴颈部安装的支撑辊轴承Ⅰ05、Ⅰ05’和支撑辊轴承套筒Ⅰ06、Ⅰ06’支撑在左、右端内、外置机架上，左、右端内置机架Ⅰ02、Ⅰ02’上制有加工辊装置连接槽Ⅰ08和动力辊装置连接槽Ⅰ09，左、右机架并列，并通过螺栓连接在一起；所述第一、第二、第三加工辊装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ结构相同，现以第二加工辊装置Ⅲ为例进行结构描述：第二加工辊Ⅲ01通过左、右轴颈部安装的行星辊轴承Ⅲ06、Ⅲ06’和行星辊轴承座Ⅲ03、Ⅲ03’分别安装在左、右辊架Ⅲ02、Ⅲ02’内，左、右辊架Ⅲ02、Ⅲ02’通过螺栓连接，在左、右辊架Ⅲ02、Ⅲ02’的左、右端分别安装有用于调节左、右行星辊轴承座Ⅲ03、Ⅲ03’高度的左、右手轮Ⅲ05、Ⅲ05’，左、右辊架Ⅲ02、Ⅲ02’通过底部的支撑脚与支撑辊装置Ⅰ的左、右内置机架Ⅰ02、Ⅰ02’上的加工辊连接槽Ⅰ08进行连接；所述第一、第二动力辊装置Ⅴ、Ⅵ结构相同，现以第一动力辊装置Ⅴ为例进行结构描述:第一动力辊Ⅴ01通过左、右动力辊轴承Ⅴ07、Ⅴ07’、动力辊轴承座Ⅴ04、Ⅴ04’分别安装在左、右支架Ⅴ02、Ⅴ02’内，左、右支架Ⅴ02、Ⅴ02’上端安装有调高螺栓Ⅴ03、Ⅴ03’，左、右支架Ⅴ02、Ⅴ02’底部通过螺栓与支撑辊装置左、右内置机架Ⅰ02、Ⅰ02’上的动力辊连接槽Ⅰ09固定连接；第一、第二、第三加工辊装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和第一、第二动力辊装置Ⅴ、Ⅵ与支撑辊装置Ⅰ的安装位置关系是：第一、第二、第三加工辊装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和第一、第二动力辊装置Ⅴ、Ⅵ共用一个支撑辊装置Ⅰ且均安装在支撑辊装置Ⅰ的水平中心线的上半部，第一、第二、第三加工辊装置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ相互夹角为60°，第一、第二动力辊装置Ⅴ、Ⅵ相互夹角为60°；在第一加工辊装置Ⅱ辊架底部左右两侧、在第二、第三加工辊装置Ⅲ、Ⅳ辊架底部右侧分别安装第一、第二、第三、第四挡板D1、D2、D3、D4。
本发明优点及积极效果是：①本发明采用钢模与软模结合辊轧成形的方式能减少加工过程中的回弹效应问题；②本发明采用分步辊轧成形方式，能增大加工流道的深度，减少流道区域的应力集中和开裂等问题，本发明适用于钛金属双极板高深宽比流道制备；③加工生产中只需要更换加工辊便可实现生产，提高生产效率、实现批量生产。
附图说明
图1是本发明总装示意图；
图2是本发明总装分解图；
图3是本发明侧视图及横向剖视图；
图4是支撑辊装置图；
图5是支撑辊装置分解图；
图6是第二加工辊装置图；
图7是第二加工辊装置分解图；
图8是第二加工辊装置轴向剖视图；
图9是第一动力辊装置图；
图10为第一动力辊装置结构分解图；
图11为第一动力辊装置轴向剖视图；
图中：Ⅰ-支撑辊装置；Ⅱ-第一加工辊装置；Ⅲ-二加工辊装置；Ⅳ-第三加工辊装置；Ⅴ-第一动力辊装置；Ⅵ-第二动力辊装置；
Ⅰ01、Ⅰ01’-左、右外置机架；Ⅰ02、Ⅰ02’-左、右内置机架；Ⅰ03-支撑辊；Ⅰ04、Ⅰ04’-左、右支撑辊轴承端盖；Ⅰ05、Ⅰ05’-左、右支撑辊轴承；Ⅰ06、Ⅰ06’-左、右支撑辊轴承套筒；Ⅰ07、Ⅰ07’-左、右机架螺栓；Ⅰ08-加工辊连接槽；Ⅰ09-动力辊连接槽；
Ⅲ01-第二加工辊；Ⅲ02、Ⅲ02’-左、右辊架；Ⅲ03、Ⅲ03’-左、右行星辊轴承座；Ⅲ04、Ⅲ04’-左、右行星辊轴承端盖；Ⅲ05、Ⅲ05’-左、右手轮；Ⅲ06、Ⅲ06’-左、右行星辊轴承；Ⅲ07、Ⅲ07’-左、右行星辊轴承套筒；
Ⅴ01-第一动力辊；Ⅴ02、Ⅴ02’-左、右支架；Ⅴ03、Ⅴ03’-左、右调高螺栓；Ⅴ04、Ⅴ04’-左、右动力辊轴承座；Ⅴ05、Ⅴ05’-左、右动力辊轴承端盖；Ⅴ06、Ⅴ06’-左、右动力辊轴承；Ⅴ07、Ⅴ07’-左、右动力辊轴承套筒；
D1、D2、D3、D4-第一、第二、第三、第四挡板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本机构进行进一步说明。
如图1、2、3所示，本发明进行加工生产时，首先是将金属板料送入第一加工辊装置Ⅱ进行加工，流道初步成形，此时金属板料在挡板D2及第一动力辊装置Ⅴ的引导作用下到达第二加工辊装置Ⅲ内，对所成形流道进行第二次辊压成形，之后金属板料在挡板D3作用和第二动力辊装置Ⅵ到达第三加工辊装置Ⅳ，进行最后一次成形辊压。

Claims (1)

1.一种钛金属双极板高深宽比流道制备工艺,采用金属极板共辊式辊压设备进行制备，其特征是,金属极板共辊式辊压设备包括有：支撑辊装置(Ⅰ)、第一、第二、第三加工辊装置(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)和第一、第二动力辊装置(Ⅴ、Ⅵ)；所述支撑辊装置(Ⅰ)的结构是：支撑辊(Ⅰ03)通过其左、右轴颈部安装的支撑辊轴承(Ⅰ05、Ⅰ05’)和支撑辊轴承套筒(Ⅰ06、Ⅰ06’)支撑在左、右端内、外置机架(Ⅰ02、Ⅰ02’,Ⅰ01、Ⅰ01’)上，左、右端内置机架(Ⅰ02、Ⅰ02’)上制有加工辊装置连接槽(Ⅰ08)和动力辊装置连接槽(Ⅰ09)，左、右机架并列，并通过螺栓连接在一起；所述第一、第二、第三加工辊装置(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)结构相同，现以第二加工辊装置(Ⅲ)为例进行结构描述：第二加工辊(Ⅲ01)通过其左、右轴颈部安装的加工辊轴承(Ⅲ06、Ⅲ06’)和加工辊轴承座(Ⅲ03、Ⅲ03’)分别安装在左、右辊架(Ⅲ02、Ⅲ02’)内，左、右辊架(Ⅲ02、Ⅲ02’)通过螺栓连接，在左、右辊架(Ⅲ02、Ⅲ02’)的左、右端分别安装有用于调节左、右加工辊轴承座(Ⅲ03、Ⅲ03’)高度的左、右手轮(Ⅲ05、Ⅲ05’)，左、右辊架(Ⅲ02、Ⅲ02’)通过底部的支撑脚与支撑辊装置(Ⅰ)的左、右内置机架(Ⅰ02、Ⅰ02’)上的加工辊连接槽(Ⅰ08)进行连接；所述第一、第二动力辊装置(Ⅴ、Ⅵ)结构相同，现以第一动力辊装置(Ⅴ)为例进行结构描述:第一动力辊(Ⅴ01)通过左、右动力辊轴承(Ⅴ07、Ⅴ07’)、动力辊轴承座(Ⅴ04、Ⅴ04’)分别安装在左、右支架(Ⅴ02、Ⅴ02’)内，左、右支架(Ⅴ02、Ⅴ02’)上端安装有调高螺栓(Ⅴ03、Ⅴ03’)，左、右支架(Ⅴ02、Ⅴ02’)底部通过螺栓与支撑辊装置左、右内置机架(Ⅰ02、Ⅰ02’)上的动力辊连接槽(Ⅰ09)固定连接；第一、第二、第三加工辊装置(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)和第一、第二动力辊装置(Ⅴ、Ⅵ)与支撑辊装置(Ⅰ)的安装位置关系是：第一、第二、第三加工辊装置(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)和第一、第二动力辊装置(Ⅴ、Ⅵ)均安装在支撑辊装置(Ⅰ)的水平中心线的上半部，第一、第二、第三加工辊装置(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)相互夹角为60°，第一、第二动力辊装置(Ⅴ、Ⅵ)相互夹角为60°；在第一加工辊装置(Ⅱ)辊架底部左右两侧、在第二、第三加工辊装置(Ⅲ、Ⅳ)辊架底部右侧分别安装第一、第二、第三、第四挡板(D1、D2、D3、D4)；
其中，所述金属极板共辊式辊压设备采用钢模与软模结合辊轧成形的方式能减少加工过程中的回弹效应并采用分步辊轧成形方式，能增大加工流道的深度，减少流道区域的应力集中和开裂；所述金属极板共辊式辊压设备加工生产时，首先是将金属板料送入第一加工辊装置（Ⅱ）进行加工，流道初步成形，此时金属板料在第二挡板（D2）及第一动力辊装置（Ⅴ）的引导作用下到达第二加工辊装置（Ⅲ）内，对所成形流道进行第二次辊压成形，之后金属板料在第三挡板（D3）作用和第二动力辊装置（Ⅵ）到达第三加工辊装置（Ⅳ），进行最后一次成形辊压。
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