阅读说明：本技术 一种反复多层卷弯强变形模具及其使用方法 (Repeated multi-layer bending strong deformation die and use method thereof ) 是由 顾勇飞 李彦贤 骆俊廷 刘亮 张丽丽 张春祥 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种反复多层卷弯强变形模具及其使用方法,包括夹头和卷辊,夹头内设有矩形槽一,板材的一端固定在矩形槽一内；卷辊的外周平行于轴线开设有矩形槽二,板材的另一端固定在矩形槽二内。首先用夹头将板材一端固定,板材的另一端固定在卷辊上,夹头提供拉力将板材拉直。卷弯时卷辊先正向旋转,板材发生弯曲塑性变形覆盖在卷辊上。当板材正向卷弯完成时,卷辊反向旋转,同时夹头提供拉力,将板材展开,展开后卷辊继续旋转,使板材反向卷弯塑性变形。正向卷弯与反向卷弯为一个道次,重复上述动作,直到将板材反复卷弯到规定道次。通过反复多层弯曲,本发明可以实现整个板材的大应变量变形,从而有效细化晶粒,提高板材力学性能。(The invention discloses a repeated multi-layer bending strong deformation die and a using method thereof, wherein the die comprises a chuck and a winding roller, a first rectangular groove is formed in the chuck, and one end of a plate is fixed in the first rectangular groove; the periphery of the winding roller is parallel to the axis and is provided with a second rectangular groove, and the other end of the plate is fixed in the second rectangular groove. Firstly, one end of the plate is fixed by a chuck, the other end of the plate is fixed on a roller, and the chuck provides a pulling force to straighten the plate. When in bending, the winding roller rotates forwards, and the plate is covered on the winding roller after being bent and plastically deformed. When the forward bending of the plate is finished, the winding roller rotates reversely, meanwhile, the chuck provides tension to unwind the plate, and the winding roller continues to rotate after unwinding, so that the plate is subjected to reverse bending plastic deformation. And the forward bending and the reverse bending are performed in one pass, and the actions are repeated until the plate is reversely bent to a specified pass. Through repeated multilayer bending, the invention can realize large-strain deformation of the whole plate, thereby effectively refining crystal grains and improving the mechanical property of the plate.)

一种反复多层卷弯强变形模具及其使用方法

技术领域

本发明涉及金属板材弯曲变形技术领域，特别是涉及一种反复多层卷弯强变形模具及其使用方法。

背景技术

弯曲是用模具对放置在弯曲凹模中的板料加压，使之产生局部塑性流动，从而获得相应于模具形状的一种压力加工方法。普通弯曲只对板料局部变形，且变形量较小，板料的加工硬化作用较小，难以制备出高强度金属板料，限制其应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种反复多层卷弯强变形模具及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过反复多层弯曲，可以实现整个板材的大应变量变形，从而有效细化晶粒，提高板材力学性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种反复多层卷弯强变形模具，包括夹头和卷辊，所述夹头内设有矩形槽一，板材的一端固定在所述矩形槽一内；所述卷辊的外周平行于轴线开设有矩形槽二，板材的另一端固定在所述矩形槽二内；所述卷辊可正反旋转，当所述卷辊旋转时，板材弯曲并包覆于所述卷辊的外周面。

优选地，所述矩形槽一的高度与板材厚度相同。

优选地，所述矩形槽二与所述矩形槽一的规格相同，所述矩形槽二的高度与板材的厚度也相同。

优选地，所述夹头沿水平方向运动。

优选地，所述卷辊的直径取决于板材的材料屈服强度与板材厚度，所述卷辊的直径计算公式为：

φ＝0.2σ×t

其中，φ为所述卷辊的直径，σ为材料屈服强度，t为板材厚度。

本发明还提供一种反复多层卷弯强变形模具的使用方法，应用于上述的反复多层卷弯强变形模具，包括以下步骤：

(1)用夹头将板材的一端固定，所述板材的另一端固定在卷辊上，所述夹头提供拉力将板材拉直；

(2)所述卷辊先正向旋转，板材发生弯曲塑性变形覆盖在所述卷辊的外周面上；

(3)当板材正向卷弯完成时，再将所述卷辊反向旋转，同时所述夹头提供拉力，将板材展开，展开后所述卷辊继续旋转，使板材反向卷弯塑性变形覆盖在所述卷辊的外周面上；

(4)重复步骤(2)-(3)，直到将板材反复卷弯到规定要求。

优选地，从所述步骤(2)中的正向旋转卷弯到步骤(3)的反向旋转卷弯的一次操作为一个道次。

优选地，所述步骤(4)中，重复步骤(2)-(3)，直到将板材反复卷弯到规定道次。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的反复多层卷弯强变形模具及其使用方法，通过卷辊与夹头的配合，实现板材的反复多层卷弯强变形，反复卷弯可以使得板材累积大量应变，可以细化材料晶粒，提高其力学性能，并且该工艺模具简单，相较于热处理或其他变形强化工艺，可以大大降低其成本，具其较好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中未变形时板材、夹头、模具位置示意图；

图2为本发明中正向卷弯结束时板材、夹头、模具位置示意图；

图3为本发明中反向向卷弯结束时板材、夹头、模具位置示意图；

其中，1卷辊；2板材；3夹头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种反复多层卷弯强变形模具及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过反复多层弯曲，可以实现整个板材的大应变量变形，从而有效细化晶粒，提高板材力学性能。

本发明提供一种反复多层卷弯强变形模具，包括夹头和卷辊，夹头内设有矩形槽一，板材的一端固定在矩形槽一内；卷辊的外周平行于轴线开设有矩形槽二，板材的另一端固定在矩形槽二内；卷辊可正反旋转，当卷辊旋转时，板材弯曲并包覆于卷辊的外周面。

首先用夹头将板材一端固定，板材的另一端固定在卷辊上，夹头提供拉力将板材拉直。卷弯时卷辊先正向旋转，板材发生弯曲塑性变形覆盖在卷辊上。当板材正向卷弯完成时，卷辊反向旋转，同时夹头提供拉力，将板材展开，展开后卷辊继续旋转，使板材反向卷弯塑性变形。正向卷弯与反向卷弯为一个道次，重复上述动作，直到将板材反复卷弯到规定道次。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-3所示，本发明提供一种反复多层卷弯强变形模具，包括夹头3和卷辊1，夹头3内设有矩形槽一，板材2的一端固定在矩形槽一内；卷辊1的外周平行于轴线开设有矩形槽二，板材2的另一端固定在矩形槽二内；卷辊1可正反旋转，当卷辊1旋转时，板材2弯曲并包覆于卷辊1的外周面。

为了使板材的两端能够吻合并固定在夹头3和卷辊1上，本发明中夹头3上的矩形槽一的高度与板材厚度相同，且卷辊1中矩形槽二与矩形槽一的规格相同，也就是说矩形槽二的高度与板材的厚度也相同。

不同金属材料由于其塑性变形能力不同，且板厚影响弯曲半径，卷辊1直径可以采用经验公式确定，卷辊1的直径取决于板材2的材料屈服强度与板材2的厚度，卷辊1的直径计算公式为：

φ＝0.2σ×t

其中，φ为卷辊1的直径，σ为材料屈服强度，t为板材2的厚度。

应用于上述的反复多层卷弯强变形模具的使用方法，包括以下步骤：

(1)用夹头3将板材2的一端固定，板材2的另一端固定在卷辊1上，夹头3提供拉力将板材2拉直；

(2)卷辊1先正向旋转，板材2发生弯曲塑性变形覆盖在卷辊1的外周面上；

(3)当板材2正向卷弯完成时，再将卷辊1反向旋转，同时夹头3提供拉力，将板材2展开，展开后卷辊1继续旋转，使板材2反向卷弯塑性变形覆盖在卷辊1的外周面上；

(4)从步骤(2)中的正向旋转卷弯到步骤(3)的反向旋转卷弯的一次操作为一个道次，重复步骤(2)-(3)，直到将板材2反复卷弯到规定道次。

实施例一

对于2mm厚5A06铝合金板材，进行5道次反复多层卷弯强变形，由于其屈服强度为160MPa，卷辊直径为64mm。其操作如下：

(1)、用夹头3将板材2一端固定，另一端固定在卷辊1上，夹头3提供拉力将板材2拉直；

(2)、卷辊1先正向旋转，板材2发生弯曲塑性变形覆盖在卷辊1上；

(3)、当板材2正向卷弯完成时，卷辊1反向旋转，同时夹头3提供拉力，将板材2展开，展开后卷辊1继续旋转，使板材2反向卷弯塑性变形；

(4)、正向卷弯与反向卷弯为一个道次，重复上述动作，直到将板材2反复卷弯到5道次。

实施例二

对于1mm厚7075铝合金板材，进行10道次反复多层卷弯强变形，由于7075铝合金屈服强度为524MPa，卷辊直径为104.8mm。其操作如下：

(1)、用夹头3将板材2一端固定，另一端固定在卷辊1上，夹头3提供拉力将板材2拉直；

(2)、卷辊1先正向旋转，板材2发生弯曲塑性变形覆盖在卷辊1上；

(3)、当板材2正向卷弯完成时，卷辊1反向旋转，同时夹头3提供拉力，将板材2展开，展开后卷辊1继续旋转，使板材2反向卷弯塑性变形；

(4)、正向卷弯与反向卷弯为一个道次，重复上述动作，直到将板材2反复卷弯到10道次。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。