多轴辊轧成形方法、系统以及产品技术方案

多轴辊轧成形方法包括同时执行以下步骤：(a)使旋转盘围绕转动轴线旋转，旋转盘具有放置在其上的，环绕转动轴线的环；(b)将至少一个第一辊子压靠环的第一部的面向外的表面，以将第一部压靠旋转盘的面向外的表面；以及(c)迫使第二辊子抵靠环的第二部的面向外的表面，以使第二部朝向转动轴线弯曲，以便形成朝向转动轴线延伸的唇部，其中，迫使步骤包括：(i)使第二辊子抵靠第二部枢转；以及(ii)使第二辊子沿着第二部朝向转动轴线平移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多轴辊轧成形方法、系统以及产品相关申请的交叉引用本申请要求2018年9月27日递交的美国临时申请No62/737,525的优先权权益，该申请的全部内容在此通过引用并入本文。
技术介绍
金属加工工业正奋力生产更坚固、更轻、更准确且更便宜的金属零件。在这方面，辊轧成形被证明是一种有利的方法。辊轧成形使用一组辊子来弯曲薄金属以实现期望的形状。最常见地，金属板卷被送入辊轧成形机，随着卷前进通过机器，辊轧成形机迫使一系列辊子抵靠卷以改变其形状。在简单的示例中，辊子被压靠卷的侧边以将卷的轮廓从平坦的改变为U形的。使用其它辊子构造能够赋予更有利的形状。辊轧成形的卷可以被切割成期望长度的部段。在一些情况下，部段的两端被连结以制作辊轧成形的环。辊轧成形可以完全自动化，并且以高生产率执行，由此导致低制造成本。另外，由于辊轧成形在冷态下加工金属，因此辊轧成形的零件通常比由类似厚度的金属制成的热加工零件更坚固。例如，就成品零件的强度而言，辊轧成形可以优于挤出。结果，辊轧成形的零件可以由较薄的金属制成，并且仍然与通过挤出制成的类似零件一样坚固，这导致材料成本的节省以及较轻的成品零件。
技术实现思路
在实施例中，多轴辊轧成形方法包括同时执行以下步骤：(a)使旋转盘围绕转动轴线旋转，旋转盘具有放置在其上的，环绕转动轴线的环；(b)将至少一个第一辊子压靠环的第一部的面向外的表面，以将第一部压靠旋转盘的面向外的表面；以及(c)迫使第二辊子抵靠环的第二部的面向外的表面，以使第二部朝向转动轴线弯曲，以便形成朝向转动轴线延伸的唇部。迫使步骤包括：使第二辊子抵靠第二部枢转；以及使第二辊子沿着第二部朝向转动轴线平移。在实施例中，通过多轴辊轧成形生产的环包括环绕环的圆筒轴线的侧壁。侧壁具有沿着圆筒轴线从侧壁的底端到侧壁的顶端的高度。环还包括唇部，该唇部环绕圆筒轴线并朝向圆筒轴线延伸，以限定直径比顶端小的孔口。唇部具有面向由侧壁包围的空间的底部表面。底部表面是平坦的或圆锥形的。环还包括连接唇部和顶端的边缘。环具有从顶端、围绕边缘并沿着唇部的至少一部分的单向曲率。侧壁、唇部和边缘是单个连续部的相应部分。在实施例中，多轴辊轧成形系统包括旋转盘，该旋转盘被构造为在保持工件的同时围绕转动轴线旋转。旋转盘具有(a)背离转动轴线的面向外的表面，和(b)顶部表面，该顶部表面以与转动轴线平行或与转动轴线成倾斜角度的表面法线为特征。多轴辊轧成形系统还包括从面向外的表面径向向外定位的至少一个支撑辊子。每个支撑辊子被构造为将工件的第一部压靠面向外的表面。多轴辊轧成形系统还包括成形辊子，该成形辊子被构造为朝向顶部表面枢转并平行于顶部表面平移，以在旋转盘旋转工件的同时使工件的第二部抵靠顶部表面弯曲。附图说明图1和图2示出了根据实施例的多轴辊轧成形系统，该多轴辊轧成形系统被构造为通过辊轧成形来修改环形工件的形状。图3A至图3C示出了根据实施例的用于环形工件的单轴辊轧成形的方法。图4A至图4C示出了根据实施例的由图1的系统执行的用于环形工件的多轴辊轧成形的方法。图5是根据实施例的用于环形工件的多轴辊轧成形的方法的流程图。图6示出了根据实施例的用于由板辊轧成形一个或更多个环的方法。图7示出了根据实施例的用于修整由环形工件的唇部形成的孔口的方法。图8示出了根据实施例的用于减薄环形工件的唇部的较大直径范围的方法。图9和图10示出了根据实施例的多轴辊轧成形系统。图11至图13示出了旋转盘顶部表面的不同示例形状和所得到的环形工件。图14示出了根据实施例的可以在图1的系统中实施的成形辊子。图15示出了使用具有尺寸不足的径向范围的旋转盘的图5的方法的实施例。图16和图17示出了根据实施例的另一多轴辊轧成形系统。图18示出了根据实施例的图16和图17的系统的使用。图19示出了根据实施例的由图5的方法形成的环形工件。图20示出了根据实施例的具有非均匀厚度的唇部的环形工件。图21示出了根据实施例的具有侧壁和比侧壁薄的唇部的环形工件。图22示出了根据实施例的具有双直径成形辊子的多轴成形辊轧系统。图23和图24A至图24D示出了根据实施例的用于形成阶梯高度唇部的多轴辊轧成形方法。图25示出了根据实施例的阶梯直径圆筒的多轴辊轧成形，以在阶梯直径圆筒的较小直径端处形成唇部。图26示出了根据实施例的具有两个边缘的轮廓环，该两个边缘具有不同的相应厚度。图27示出了根据实施例的用于增厚环形工件的边缘的多轴辊轧成形方法。图28示出了根据实施例的侧壁具有较厚脊的的环。图29示出了根据实施例的用于在环形工件的侧壁中制作脊的辊轧成形方法。图30示出了根据实施例的用于在环形工件的侧壁中制作脊的多轴辊轧成形方法。图31示出了根据实施例的具有局部减薄侧壁的环。图32示出了根据实施例的用于局部减薄环形工件的侧壁的辊轧成形方法。图33示出了根据实施例的侧壁具有肋的环。图34示出了根据实施例的用于在环形工件的侧壁中形成肋的辊轧成形方法。图35A和图35B示出了根据实施例的具有多个局部减薄区域的环，这些局部减薄区域被布置在围绕环的圆筒轴线的不同位置处。图36A和图36B示出了根据实施例的用于在环形工件的侧壁中形成多个局部减薄区域的辊轧成形方法。图37A和图37B示出了根据实施例的具有多个肋的环，这些肋被布置在围绕环的圆筒轴线的不同位置处。图38A和图38B示出了根据实施例的用于在环形工件的侧壁中形成多个肋的辊轧成形方法。具体实施方式图1和图2示出了一种多轴辊轧成形系统100，该多轴辊轧成形系统被构造为通过辊轧成形来修改环形工件110的形状。图1以剖面图描绘了通过系统100的多轴辊轧成形，并且图2是工件110在经受通过系统100的多轴辊轧成形之前和之后的立体图。图1和图2最好在以下描述中一起查看。工件110可以由金属或通过辊轧成形可弯曲的另一种材料制成。在本文中，诸如工件110的“环形工件”是指环绕圆筒轴线的零件，并且该零件具有关于绕圆筒轴线的旋转对称的形状。在一种使用场景中，系统100由圆筒形环辊轧成形轴承密封外壳。在另一种使用场景中，系统100是制造线中的若干系统中的一个，该制造线将由系统100执行的多轴辊轧成形与工件110的一个或更多个其它修改组合来形成轴承密封外壳。该轴承密封外壳例如被构造为密封火车车轴的滚柱轴承。然而，系统100不限于轴承密封外壳的辊轧成形，并且可以应用于其它零件的辊轧成形。不管工件110的预期用途如何，系统100都提供了若干益处。除了通过使用辊轧成形使得能够制造更便宜、更坚固和更轻的零件之外，系统100还特别地被构造为使用多轴辊轧成形来实现对工件110形状的改进控制。工件110包括环绕工件110的圆筒轴线290的侧壁210。在实施例中，侧壁210平行于圆筒轴线290。侧壁210具有高度260和外径270。系统100将侧壁210本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多轴辊轧成形方法，包括同时执行以下步骤：/n使旋转盘围绕转动轴线旋转，旋转盘具有放置在其上的，环绕转动轴线的环；/n将至少一个第一辊子压靠环的第一部的面向外的表面，以将第一部压靠旋转盘的面向外的表面；以及/n迫使第二辊子抵靠环的第二部的面向外的表面，以使第二部朝向转动轴线弯曲，以便形成朝向转动轴线延伸的唇部，所述迫使包括：/n(i)使第二辊子抵靠第二部枢转；以及/n(ii)使第二辊子沿着第二部朝向转动轴线平移。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180927 US 62/737,5251.多轴辊轧成形方法，包括同时执行以下步骤：
使旋转盘围绕转动轴线旋转，旋转盘具有放置在其上的，环绕转动轴线的环；
将至少一个第一辊子压靠环的第一部的面向外的表面，以将第一部压靠旋转盘的面向外的表面；以及
迫使第二辊子抵靠环的第二部的面向外的表面，以使第二部朝向转动轴线弯曲，以便形成朝向转动轴线延伸的唇部，所述迫使包括：
(i)使第二辊子抵靠第二部枢转；以及
(ii)使第二辊子沿着第二部朝向转动轴线平移。


2.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，第一部与转动轴线的第一段相关联，并且第二部与转动轴线的第二段相关联。


3.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，迫使步骤包括：协作地执行枢转和平移步骤，以确保第一部与唇部之间的边缘的单向曲率。


4.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，迫使步骤包括：协作地执行枢转和平移步骤，以确保第一部与唇部之间的边缘不在沿着转动轴线远离第一部的方向上延伸超过唇部。


5.根据权利要求4的多轴辊轧成形方法，旋转盘具有垂直于转动轴线的顶部表面，协作地执行枢转和平移步骤的步骤包括：抵靠顶部表面塑形第二部，使得唇部垂直于转动轴线。


6.根据权利要求5的多轴辊轧成形方法，迫使步骤进一步包括：协作地执行枢转和平移步骤，以确保边缘不会延伸到离转动轴线比第一部的原始形状更远的距离。


7.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，迫使步骤包括：同时执行所述枢转和所述平移。


8.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，迫使步骤包括：交替地执行所述枢转的递增和所述平移的递增。


9.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，迫使步骤包括：在发起平移步骤之前完成枢转步骤。


10.根据权利要求9的多轴辊轧成形方法，旋转盘具有垂直于转动轴线的顶部表面，迫使步骤包括：
在枢转步骤中，将接触第二部的第二辊子的表面定位为与转动轴线成倾斜角度；以及
在平移步骤中，使第二辊子沿着垂直于转动轴线的方向平移，以使第二部抵靠顶部表面塑形，使得唇部垂直于转动轴线。


11.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，旋转盘具有垂直于转动轴线的顶部表面，枢转步骤包括：将第二辊子枢转到某一角度，在所述角度下，接触第二部的第二辊子的表面垂直于转动轴线，使得唇部垂直于转动轴线。


12.根据权利要求11的多轴辊轧成形方法，旋转盘沿着转动轴线的第一段为圆筒形，环的第一部平行于转动轴线，迫使步骤包括：在第一部与第二部之间形成九十度弯曲部。


13.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，迫使步骤包括：形成具有均匀材料厚度的唇部。


14.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，迫使步骤包括：协作地执行枢转和平移步骤，以形成不具有梯形失真效应或具有小于唇部的最小材料厚度的百分之十的梯形失真效应的唇部。


15.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，迫使步骤包括：协作地执行枢转和平移步骤，以形成沿朝向转动轴线的方向具有增加的材料厚度的唇部。


16.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，迫使步骤包括：挤出第二部的材料。


17.根据权利要求16的多轴辊轧成形方法，包括：在形成唇部之后，修整唇部以扩大由唇部限定的孔口的直径。


18.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，包括：在形成唇部之后，将第二辊子重新应用到第二部，以通过将第二辊子从唇部的外径中途平移到唇部的内径来在较大直径范围内减薄唇部的材料厚度。


19.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，第二辊子包括第一直径的第一圆筒和第二直径的第二圆筒，第二直径小于第一直径，在迫使步骤期间，第一圆筒比第二圆筒更靠近第一部，迫使步骤包括：形成唇部，唇部具有(i)在唇部的位于离转动轴线比第一半径更大的距离处的部段中，由第一直径限定的第一材料厚度、和(ii)在位于离转动轴线比第二半径更小的距离处的区域中，由第二直径限定的第二材料厚度，第二半径不大于第一半径，第二材料厚度大于第一材料厚度。


20.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，包括：以每分钟至少一个环的生产量顺序地加工环的多个实例，顺序加工步骤包括：对于每个环，使用旋转盘、至少一个第一辊子和第二辊子来执行旋转、挤出和迫使的步骤。


21.根据权利要求1的多轴辊轧成形方法，进一步包括以下步骤：
由金属板辊轧成形环，辊轧成形步骤包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马西米兰·林德，布莱恩·福特，詹姆斯·迈尔斯，
申请(专利权)人：伊诺斯宾有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US