本發(fā)明涉及一種鎂合金等徑角軋制的剪切變形裝置，屬于鎂合金軋制變形技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鎂合金有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、抗沖擊、阻尼減震、電磁屏蔽、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好等。在航空、航天、汽車、高鐵和國防軍事等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。近年來，北美、歐洲和日本等發(fā)達(dá)國家加大投入進(jìn)行鎂合金的開發(fā)與應(yīng)用研究。我國具有豐富的鎂資源，是世界上最大的鎂生產(chǎn)國和出口國。但主要以高污染、高排放的原鎂冶煉為主（排放20.07噸co2/t.mg），屬于以犧牲資源和環(huán)境為代價(jià)的原料出口型工業(yè)。可見，鎂深加工技術(shù)不突破，就無法將我國的鎂資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。然而，鎂深加工技術(shù)的突破，有賴于鎂合金材料制備原理、方法和技術(shù)的突破。

高性能變形鎂合金薄板，是航空、航天、汽車等行業(yè)急需的基礎(chǔ)材料，迫切需要相關(guān)先進(jìn)制備技術(shù)的強(qiáng)力支撐。而鎂合金連續(xù)鑄-軋成形制備技術(shù)，是一種鎂合金薄板連續(xù)鑄軋、軋制成形工藝，具有流程短、節(jié)能、節(jié)材、優(yōu)質(zhì)、高效等技術(shù)優(yōu)勢，已成為薄板鎂合金最具潛力和應(yīng)用前景的先進(jìn)成形制備技術(shù)。因此，研究發(fā)展高性能鎂合金薄板卷式軋制先進(jìn)成形制備技術(shù)，是突破目前薄板變形鎂合金各向異性、板形缺陷嚴(yán)重、成材率低、價(jià)格昂貴等瓶頸問題的關(guān)鍵。

針對鎂合金連續(xù)鑄軋開坯軋制技術(shù)存在的瓶頸問題，提出了鑄軋鎂合金板材等溫剪切大變形協(xié)同交叉軋制成形工藝原理。該軋制成形原理通過加熱裝置對軋輥、前后卷取爐及板材進(jìn)行在線保溫和調(diào)溫，通過軋機(jī)前后布置的剪切變形裝置可有效誘導(dǎo)板材發(fā)生剪切變形，在板材厚度方向構(gòu)建梯度剪切應(yīng)變，弱化其基面織構(gòu)，并促進(jìn)軋前拉伸孿晶和動態(tài)再結(jié)晶形核，促使其晶體取向發(fā)生突變，進(jìn)而迅速改變其初始織構(gòu)，有利于降低其各向異性、減小塑性應(yīng)變比和提高應(yīng)變硬化指數(shù)，從而有效提高軋后鎂合金薄板的成形性能。

利用剪切大變形功能協(xié)同等溫軋制工藝調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)對鎂合金板材顯微組織和性能以及板形、板凸度等尺寸精度有效擇優(yōu)調(diào)控。在本課題組申報(bào)的專利“一種鎂合金薄板帶耦合變形組合軋制系統(tǒng)及其軋制方法”申請?zhí)?01510855324.8基礎(chǔ)上，本專利申請對該剪切變形輥裝置提出了新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，克服了傳統(tǒng)的剪切變形模具，可調(diào)節(jié)的工藝參數(shù)少，對板材磨損，帶來褶皺的問題，無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1解決的技術(shù)問題。

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鎂合金等徑角軋制的剪切變形裝置，整個(gè)過程中鎂合金板材與模具之間為滾動摩擦而且還可以調(diào)整更多的剪切工藝參數(shù)。

2本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種鎂合金等徑角軋制的剪切變形裝置包括上模具、下模具、上右模具、下右模具、通道夾角α調(diào)整裝置、剪切變形輥、支架，該裝置為左右對稱結(jié)構(gòu)，上模具、上右模具中的支撐輥、引導(dǎo)板和剪切變形輥構(gòu)成了剪切變形通道內(nèi)側(cè)，下模具、下右模具中的通道輥、引導(dǎo)板構(gòu)成了剪切變形通道外側(cè)；所述的上模具由上模軸承座、支撐輥、引導(dǎo)板、吊鉤組成，支撐輥通過滑動銅套固定在上模軸承座中，引導(dǎo)板通過螺栓固定在上模軸承座中，吊鉤通過螺紋配合固定在上模軸承座外側(cè)，上模軸承座通過螺栓和墊片的配合固定在下模具上；所述的下模具由下模軸承座、通道輥、引導(dǎo)板組成，通道輥通過滑動銅套固定在下模軸承座中，引導(dǎo)板通過螺栓固定在下模軸承座中，下模軸承座通過螺栓配合固定在支架上；所述的上右模具由上右模軸承座、支撐輥、引導(dǎo)板組成，支撐輥通過滑動銅套固定在上右模軸承座中，引導(dǎo)板通過螺栓固定在上右模軸承座中，上右模軸承座通過螺桿螺母的配合與下右模具裝配在一起；所述的下右模具由下右模軸承座、通道輥、引導(dǎo)板組成，通道輥通過滑動銅套固定在下右模軸承座中，引導(dǎo)板通過螺栓固定在下右模軸承座中，下右模軸承座通過螺栓的配合固定在旋轉(zhuǎn)支撐板上；所述的通道夾角α調(diào)整裝置包括旋轉(zhuǎn)支撐板和固定支撐板，旋轉(zhuǎn)支撐板通過螺桿螺母配合在固定支撐板上，固定支撐板為焊接件通過螺栓配合固定在支架上；所述的剪切變形輥通過滑動銅套固定在帶有螺紋孔的襯套上、襯套上安裝吊鉤，吊鉤與上模具上的吊鉤通過拉伸彈簧相配合，使剪切變形輥與上模具和上右模具中的支撐輥ⅱ相切,解決了其輥徑小剛度不足的問題；所述的支架是焊接組機(jī)最終固定在軋機(jī)牌坊上。

3本發(fā)明的有益效果。

1、該裝置有效克服了原始等徑角軋制變形模具，板與模具間為滑動摩擦所導(dǎo)致的薄板軋制失穩(wěn)、起皺和裂紋的缺陷，提高了成材率。

2、該裝置上模具與下模具通過螺栓和墊片的配合固定在一起，通過改變墊片的厚度再調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)而改變通道間隙h。

3、該裝置固定支撐板與旋轉(zhuǎn)支撐板通過螺桿螺母的配合固定在一起，通過調(diào)節(jié)螺桿螺母的位置，進(jìn)而改變通道夾角α。

4、該裝置可以更換不同直徑的剪切輥，進(jìn)而改變通道內(nèi)側(cè)倒角半徑r。

附圖說明

圖1為軋制-剪切大變形成形工藝原理圖。

圖2為本發(fā)明裝置的三維模型。

圖3為本發(fā)明裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中i部分的放大圖。

圖5為本發(fā)明裝置的上模軸承座結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本法明裝置的下模軸承座結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明裝置的上右模軸承座結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明裝置的下右模軸承座結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為圖9中的a--a剖視圖。

圖11為圖10中ii部分的放大圖。

圖中：1--鎂合金板帶；2、3--軋輥；4--剪切變形裝置；5--卷取機(jī)；6--上模軸承板；7、13、14、25--螺紋孔端板i；8、21--支撐輥i；9、22--支撐輥ⅱ；10、23--引導(dǎo)板i；11、33--吊鉤；12--下模軸承板；15--通道輥i；16--通道輥ⅱ；17--引導(dǎo)板ⅱ；18--支架；19--上右模軸承板；20--u型孔端板i；24--下右模軸承板；26--u型孔端板ⅱ；27--通道輥ⅲ；28--引導(dǎo)板ⅲ；29--旋轉(zhuǎn)支撐板；30--固定支撐板；31--剪切變形輥；32--襯套；34--拉伸彈簧；35--墊片。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明一種鎂合金等徑角軋制的剪切變形裝置布置在軋輥（2）（3）右側(cè)，鎂合金板帶（1）經(jīng)軋輥（2）（3）低速軋制后通過剪切變形裝置（4）產(chǎn)生剪切變形，最后由卷取機(jī)（5）完成卷曲，剪切變形裝置（4）可有效誘發(fā)板材發(fā)生剪切變形，在板材厚度方向構(gòu)建梯度剪切應(yīng)變，弱化基面之后提高板材成形性能。

所述剪切變形裝置（4）包括上模具、下模具、上右模具、下右模具、通道夾角α調(diào)整裝置、剪切變形輥、支架，如圖9所示該裝置為左右對稱結(jié)構(gòu)，為了確保鎂合金板帶（1）能按照預(yù)定的通道通過，在各輥之間安裝有相應(yīng)的引導(dǎo)板，如圖10所示由上模具與上右模具中的支撐輥i（8）（21）、支撐輥ⅱ（9）（22）、引導(dǎo)板i（10）（23）和剪切變形輥（31）構(gòu)成了剪切變形通道內(nèi)側(cè)，由下模具、與下右模具中的通道輥i（15）、通道輥ⅱ（16）、通道輥ⅲ（27）、引導(dǎo)板ⅱ（17）、引導(dǎo)板ⅲ（28）構(gòu)成了剪切變形通道外側(cè)。

所述上模具由上模軸承板（6）、螺紋孔端板i（7）、支撐輥i（8）、支撐輥ⅱ（9）、引導(dǎo)板i（10）、吊鉤（11）組成，如圖5所示，上模軸承板（6）與螺紋孔端板i（7）焊接成上模軸承座，螺紋孔端板i（7）焊接在上模軸承板（6）外端面下側(cè)，支撐輥i（8）、支撐輥ⅱ（9）的軸頸通過相對應(yīng)滑動銅套固定在上模軸承板（6）中，引導(dǎo)板i（10）的端部通過與上模軸承板（6）的螺栓配合固定在上模具中，吊鉤（11）通過螺紋配合在上模軸承板（6）外端面，螺紋孔端板i（7）通過螺栓和墊片（35）的配合固定在下模具上。

所述下模具由下模軸承板（12）、螺紋孔端板i（13）（14）、通道輥i（15）、通道輥ⅱ（16）、引導(dǎo)板ⅱ（17）組成，如圖6所示，下模軸承板（12）與螺紋孔端板i（13）（14）焊接成下模軸承座，螺紋孔端板i（13）焊接在下模軸承板（12）外端面上側(cè)，螺紋孔端板i（14）焊接在下模軸承板（12）外端面下側(cè)，通道輥i（15）、通道輥ⅱ（16）的軸頸通過相對應(yīng)滑動銅套固定在下模軸承板（12）中，引導(dǎo)板ⅱ（17）端部通過與下模軸承板（12）的螺栓配合固定在下模具中，螺紋孔端板i（14）通過螺栓配合固定在支架（18）上。

所述上右模具由上右模軸承板（19）、u型孔端板i（20）、支撐輥i（21）、支撐輥ⅱ（22）、引導(dǎo)板i（23）組成，如圖7所示，上右模軸承板（19）與u型孔端板i（20）焊接成上右模軸承座、支撐輥i（21）、支撐輥ⅱ（22）的軸頸通過相對應(yīng)的滑動銅套固定在上右模軸承板（19）中，引導(dǎo)板i（23）的端部通過與上右模軸承板（19）的螺栓配合固定在上右模具中，u型孔端板i（20）通過螺桿螺母的配合與下右模具中的u型孔端板ⅱ（26）裝配在一起。

所述下右模具由下右模軸承板（24）、螺紋孔端板i（25）、u型孔端板ⅱ（26）、通道輥ⅲ（27）、引導(dǎo)板ⅲ（28）組成，如圖8所示，下右模軸承板（24）、螺紋孔端板i（25）和u型孔端板ⅱ（26）焊接成下右模軸承座，螺紋孔端板i（25）焊接在下右模軸承板（24）外端面下側(cè)，u型孔端板ⅱ（26）焊接在下右模軸承板（24）右端面上側(cè)，通道輥ⅲ（27）的軸頸通過相對應(yīng)的滑動銅套固定在下右模軸承板（24）中，引導(dǎo)板ⅲ（28）的端部通過與下右模軸承板（24）的螺栓固定在下右模具中，螺紋孔端板i（25）通過螺栓配合固定在旋轉(zhuǎn)支撐板（29）上。

所述通道夾角α調(diào)整裝置包括旋轉(zhuǎn)支撐板（29）和固定支撐板（30），通過調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)支撐板（29），再改變與固定支撐板（30）相配合的螺桿螺母的位置使下右模具固定，進(jìn)而改變通道外側(cè)的夾角，旋轉(zhuǎn)上右模具調(diào)整通道內(nèi)側(cè)夾角，再改變上右模具與下右模具間螺桿螺母的位置確保上右模具支撐在下右模具上，這樣整體上調(diào)整了通道夾角α。固定支撐板（30）為焊接件通過螺栓配合固定在支架（18）上，支架（18）為焊接組件固定在機(jī)架牌坊上。

所述剪切變形輥（31）通過滑動銅套固定在帶有螺紋孔的襯套（32）中，襯套（32）上安裝吊鉤（33），吊鉤（33）與襯套（32）通過螺紋配合，吊鉤（33）與上模具中的吊鉤（11）通過拉伸彈簧（34）相配合。剪切變形輥（31）可以更換不同直徑的剪切輥，進(jìn)而改變通道內(nèi)側(cè)倒角半徑r。

如圖4所示，上模具與下模具通過螺栓和墊片（35）配合固定，螺紋孔端板i（13）上放置一定厚度的墊片（35）支撐上模具，用螺栓和墊片（35）將上模具固定，通過調(diào)整墊片（35）的厚度進(jìn)而調(diào)整通道間隙h來配合軋制壓下量。