CN107297402A - 滚弯机工作辊的运动方法及实现该运动方法的机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种滚弯机工作辊的运动方法寄实现该运动方法的机构，工作辊以中轴线为圆心旋转，工作辊沿轴向往复移动，工作辊沿径向往复移动；工作辊的中轴线与安装面的夹角连续往复变化。本发明的滚弯机工作辊的运动方法中工作辊沿径向移动时，可以改变型材的弯曲曲率；工作辊沿轴向移动时，可以对型材进行三维弯曲；工作辊的中轴线与安装面的夹角连续往复变化时，可以对型材进行扭曲。这种设计可以使型材在一次放料的情况下，实现多维度弯曲，并且可以保证不同曲率的圆弧在连接处平滑过渡。
Description
技术领域
本发明涉及型材加工机械，特别涉及滚弯机工作辊的运动方法及实现该 运动方法的装置。
背景技术
目前，常见的滚弯机只能通过三个工作辊对型材进行二维滚弯加工。如 果需要获得有多维度的弯曲效果的型材，至少需要分两步，先对型材进行二 维弯曲，再将型材换一个角度进行滚弯，以取得三维效果。这种加工方式比 较麻烦，费时、费力，往往需要多次反复调整型材的摆放角度，才能使滚弯 后的型材符合设计要求，但是在各个圆弧的连接处往往不能平滑过渡。
发明内容
本发明的目的是要提供一种滚弯机工作辊的运动方法及实现该运动方法 的机构，可以解决上述现有问题中的一个或多个。
根据本发明的一个方面，提供了一种滚弯机工作辊的运动方法，工作辊 以中轴线为圆心旋转，工作辊沿轴向往复移动，工作辊沿径向往复移动；工 作辊的中轴线与安装面的夹角连续往复变化。
本发明的滚弯机工作辊的运动方法工作辊沿径向移动时，可以改变型材 的弯曲曲率；工作辊沿轴向移动时，可以对型材进行三维弯曲；工作辊的中 轴线与安装面的夹角连续往复变化时，可以对型材进行扭曲。这种设计可以 使型材在一次放料的情况下，实现多维度弯曲，并且可以保证不同曲率的圆 弧在连接处平滑过渡。
根据本发明的另一个方面，提供了一种实现滚弯机工作辊的运动方法的 机构，包括驱动工作辊沿径向往复移动的第一驱动装置、驱动工作辊沿轴向 往复移动的第二驱动装置，以及驱动工作辊沿弧线往复移动的第三驱动装置。 通过三个驱动装置分别驱动工作辊沿不同的方向移动，可以使机器运行更加 稳定、可靠。工作辊沿弧线往复移动，可以使工作辊的中轴线与安装面的夹 角连续往复变化。
在一些实施方式中，本发明包括设置第一驱动装置的第一支架、设置第 二驱动装置的第二支架，以及设置第三驱动装置的第三支架；第一驱动装置 驱动第二支架沿工作辊的径向往复移动；第二驱动装置驱动第三支架沿工作 辊的轴向往复移动。三个驱动装置分别设置在三个支架上，逐级驱动，可以 使机器运行更加稳定、可靠。
在一些实施方式中，本发明第一驱动装置、第二驱动装置或第三驱动装 置为液压缸或气缸。这种设置具有结构简单、运行稳定的优点。
在一些实施方式中，本发明还包括支架，工作辊的两端分别与支架的两 端铰接，第三支架的上表面设有弧形轨道，第三驱动装置驱动支架沿弧形轨 道往复移动。这种设置具有结构简单、运行稳定的优点，工作辊沿弧线摆动， 可以保证工作辊的中轴线与安装面的夹角往复变化的过程能够连续，使被滚 弯后的型材工件更加圆滑。
在一些实施方式中，本发明还包括设于支架下端的与弧形轨道适配的弧 形滑块。这种设置具有结构简单、运行稳定的优点，可以使工作辊沿弧线平 稳摆动，保证工作辊的中轴线与安装面的夹角往复变化的过程能够连续，使 被滚弯后的型材工件更加圆滑。
在一些实施方式中，本发明还包括与工作辊相对设置的第一副压辊，第 一副压辊的中轴线平行于工作辊的中轴线。在对型材进行滚弯的过程中，第 一副压辊可以和工作辊共同夹紧型材，减少型材工件由于侧向形变而导致的 滚弯效果与设计方案之间的误差。
在一些实施方式中，本发明还包括分别设于工作辊和第一副压辊两端的 第二副压辊和第三副压辊。这种设置可以有效夹紧的型材工件，进一步减少 型材工件由于侧向形变而导致的滚弯效果与设计方案之间的误差。
在一些实施方式中，本发明的工作辊、第一副压辊、第二副压辊和第三 副压辊的圆周边缘围成的区域形状与待滚弯的型材截面形状适配。这种设置 可以更加有效夹紧截面形状复杂的型材工件，更进一步减少型材工件由于侧 向形变而导致的滚弯效果与设计方案之间的误差。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的实现滚弯机工作辊的运动方法的机构的结 构示意图。
图2为图1所示的机构的传动机构的结构示意图。
图3为图1所示的机构应用于滚弯机上的结构示意图。
图4为本发明另一种实施方式的实现滚弯机工作辊的运动方法的机构的 结构示意图。
图5为图4所示的机构的立体结构示意图。
图6为图4所示的机构的工作辊及其副压辊的结构示意图。
图7为图4所示的机构的工作辊及其副压辊的结构示意图。
图8为图4所示的机构的工作辊及其副压辊的分解结构示意图。
图9为图4所示的机构应用于滚弯机上的结构示意图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明，但保护范围不受这些实施例的 限制。
图1～图3示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的实现滚弯机工作 辊的运动方法的机构的结构。
如图1～图3所示，该机构包括驱动所述工作辊11沿径向往复移动的第 一驱动装置61、驱动工作辊11沿轴向往复移动的第二驱动装置62和驱动工 作辊11沿弧线往复移动的第三驱动装置63。
工作辊11可以沿轴向往复移动，即图1中所示的X方向，可以对型材进 行三维弯曲。
工作辊11可以沿径向往复移动，即图1中所示的Y方向，可以改变型材 的弯曲曲率，对型材进行二维滚弯。
工作辊11的中轴线与安装面的夹角连续往复变化，可以对型材进行扭 曲。
工作辊11有三种移动模式，可以使型材在一次放料的情况下，实现多维 度弯曲，并且可以保证经滚弯加工后的型材上的不同曲率的圆弧在连接处可 以平滑过渡。
工作辊11可以通过三个驱动装置进行驱动。第一驱动装置61驱动工作 辊11沿径向往复移动，第二驱动装置62驱动工作辊11沿轴向往复移动，第 三驱动装置63驱动工作辊11沿弧线往复移动。
三个驱动装置分别被设置在三个支架上。第一驱动装置61设置在第一支 架71上。第二驱动装置62设置在第二支架72上，第三驱动装置63设置在 第三支架73上。第一驱动装置61驱动第二支架72沿工作辊11的径向往复 移动；第二驱动装置62驱动第三支架73沿工作辊11的轴向往复移动；第三 驱动装置63驱动工作辊11沿弧线往复移动。工作辊11即可以是主动辊，通 过电动机驱动，也可以是从动辊，随型材工件的移动而旋转。
还可以设置辊支架74，辊支架74呈半框形，工作辊11的两端分别与辊 支架74的两端铰接。第三支架73的上表面设有弧形轨道731，辊支架74下 端设置有与弧形轨道731适配的弧形滑块741，弧形滑块741可以沿弧形轨 道731往复移动。
在本实施例中，第一驱动装置61、第二驱动装置62和第三驱动装置63 都是液压缸。第一驱动装置61是第一液压缸，缸筒固定设置在第一支架71 上，活塞杆与第二支架72连接。第二驱动装置62是第二液压缸，缸筒固定 设置在第二支架72上，活塞杆与第三支架73连接。第三驱动装置63是第三 液压缸，缸筒固定设置在第三支架73上，活塞杆与辊支架74连接。第三液 压缸驱动辊支架74沿弧形轨道731往复移动，工作辊11随之摆动，所以工作辊11的中轴线与安装面的夹角也就可以连续往复变化。
在其它实施例中，第一驱动装置61、第二驱动装置62和第三驱动装置 63也可以是气压缸或电动机等其它驱动装置。
图3示意性地显示了图1所示的机构应用于滚弯机上的结构。
如图3所示，该滚弯机上位于两侧的两根工作辊采用该机构实现既可以 沿轴向往复移动，也可以沿径向往复移动，工作辊11的中轴线与安装面的夹 角还可以连续往复变化。
中压辊13和中副辊14安装在机架20上，安装面21垂直于水平面。第 一支架71与与机架20固定连接。
在中压辊13位置相对的地方还可以设置中副辊14，中副辊14的中轴线 平行于中压辊13的中轴线，中副辊14与中压辊13的位置相对固定。中副辊 14可以和中压辊13共同夹紧型材，可以减少型材工件在被滚弯加工的过程 中由于材料应力产生的变形。在本实施例中，中副辊14与机架20的位置相 对固定。在其它实施例中，中副辊14也可以随中压辊13的移动而移动。
在本实施例中，中压辊13和中副辊14为主动辊，分别受电动机的驱动 以各自中轴线为圆心转动。两根工作辊11的旋转为从动方式。在其它实施例 中，两根工作辊1、中压辊13和中副辊14的旋转驱动方式也可以根据需要 设置。
在机架20上安装有竖直设置的轨道21，轨道23上方安装有液压缸23。 液压缸23的缸筒固定在机架上，液压缸23的活塞杆与滑块22连接。滑块 22与轨道23适配。中压辊13与滑块22连接，液压缸23的活塞杆伸缩带动 滑块22上下移动，中压辊13随滑块22上下移动。可以根据型材的截面尺寸 调整中压辊13和中副辊14之间的距离。
滚弯机对型材工件进行滚弯加工至少需要三根辊共同作用。在本实施例 中，将两边的辊设置成既可以沿轴向往复移动，也可以沿径向往复移动，辊 的中轴线与安装面的夹角还可以连续往复变化。在其它实施例中，可以将三 根辊都设置成既可以沿轴向往复移动，也可以沿径向往复移动，辊的中轴线 与安装面的夹角还可以连续往复变化；或者将其中的任意一根辊设置成既可 以沿轴向往复移动，也可以沿径向往复移动，辊的中轴线与安装面的夹角还 可以连续往复变化。
第一驱动装置61、第二驱动装置62和第三驱动装置63，以及驱动中压 辊13和中副辊14旋转的电动机都可以设置成受控制装置控制，精确控制工 作辊11和中压辊13的位移量，将型材按预先设计好的形状进行滚弯。
要对型材工件进行滚弯加工时，先将与型材工件截面适配的模具分别套 设在中压辊13、中副辊14、第一侧压辊11和第二侧压辊12上，再将型材工 件置于中压辊13和中副辊14之间，启动液压缸23，将型材工件夹紧。启动 第一驱动装置71驱动工作辊11沿径向上移，工作辊11抵触型材工件的下表 面。启动驱动中压辊13和旋转的电动机，中压辊13逆时针旋转，中副辊14 顺时针旋转，带动型材工件移动，型材工件带动工作辊11旋转。根据设计要 求，第一驱动装置61驱动工作辊11沿径向往复移动，第二驱动装置62驱动 工作辊11沿轴向往复移动，第三驱动装置63驱动工作辊11沿弧线往复移动， 将型材工件按预先设计进行滚弯加工。
图9为经过本型材三维滚弯机加工后的型材工件，可见其上有经过二维弯曲、三维弯曲和扭曲后的效果。
图4～图8示意性地显示了根据本发明的另一种实施方式的实现工作辊的 运动方法的装置的结构。
如图4～图8所示，该装置包括以各自的中轴线为圆心旋转的两根工作辊 11、中压辊13和中副辊14。
工作辊11可以通过三个驱动装置进行驱动。第一驱动装置61驱动工作 辊11沿径向往复移动，即图3中所示的Y方向，可以改变型材的弯曲曲率。 第二驱动装置62驱动工作辊11沿轴向往复移动，即图3中所示的X方向， 可以对型材进行三维弯曲。第三驱动装置63驱动工作辊11沿弧线往复移动， 工作辊11的中轴线与安装面的夹角连续往复变化，可以对型材进行扭曲。型 材工件在被滚弯加工的过程中移动的方向是依次经过第二副压辊12、中压辊 13和工作辊11。工作辊11一侧为型材工件加工的出料端，第二副压辊12 一侧为入料端。在对型材工件进行滚弯的过程中，工作辊11和第二副压辊 12顺时针转动，中压辊13逆时针转动。
第一驱动装置61设置在第一支架71上，第一支架71与机架固定连接。 第二驱动装置62设置在第二支架72上，第三驱动装置63设置在第三支架 73上。第一驱动装置61驱动第二支架72沿工作辊11的径向往复移动；第 二驱动装置62驱动第三支架73沿工作辊11的轴向往复；第三驱动装置63 驱动工作辊11沿弧线往复移动。
第一驱动装置61、第二驱动装置62和第三驱动装置63都是液压缸。第 一驱动装置61是第一液压缸，缸筒固定设置在第一支架71上，活塞杆与第 二支架72连接。第二驱动装置62是第二液压缸，缸筒固定设置在第二支架72上，活塞杆与第三支架73连接。第三驱动装置63是第三液压缸，缸筒固 定设置在第三支架73上，活塞杆与工作辊11连接。
工作辊11的两端分别与辊支架74的两端铰接，辊支架74呈半框形。第 三支架73的上表面设有弧形轨道731，辊支架74下端设置有与弧形轨道731 适配的弧形滑块741，弧形滑块741沿弧形轨道731往复移动。第三液压缸 的活塞杆与辊支架74连接。第三液压缸驱动辊支架74沿弧形轨道731往复 移动，工作辊11随之摆动，所以工作辊11的中轴线与安装面的夹角就连续 往复变化。
中压辊13和中副辊14为主动辊，分别受电动机的驱动以各自中轴线为 圆心转动。工作辊11和第二副压辊12的旋转为从动方式。
在机架20上安装有竖直设置的轨道21，轨道23上方安装有液压缸23。 液压缸23的缸筒固定在机架上，液压缸23的活塞杆与滑块22连接。滑块 22与轨道23适配。中压辊13与滑块22连接，液压缸23的活塞杆伸缩带动 滑块22上下移动，中压辊13随滑块22上下移动。可以根据型材的截面尺寸 调整中压辊13和中副辊14之间的距离。
第二副压辊12跟工作辊11一样，设置成可以沿轴向往复移动，可以沿 径向往复移动，以及第二副压辊12的中轴线与安装面的夹角连续往复变化。 第二副压辊12的安装方式与工作辊11相同。
在本实施例中，两根工作辊11、中压辊13和中副辊14的设置方式与上 一实施例相同，不同点在于：与工作辊11位置相对的地方还设置有第一副压 辊111。考虑到安装方便，以及工件受力情况，第一副压辊111的中轴线平 行于工作辊11的中轴线。在对型材进行滚弯的过程中，第一副压辊111可以 和工作辊11共同夹紧型材，可以减少型材工件在被滚弯加工的过程中由于材 料应力产生的变形。在其它实施例中，第一副压辊111的中轴线也可以不平 行于工作辊11的中轴线。
如图6～图8所示，在工作辊11和第一副压辊111的两端还可以设置第 二副压辊112和第三副压辊113。
工作辊11、第一副压辊111、第二副压辊112和第三副压辊113的中轴 线及其延长线围成四边形。
考虑到安装方便，以及工件受力情况，在本实施例中，第二副压辊112 的中轴线平行于第三副压辊113的中轴线，第二副压辊112的中轴线和第三 副压辊113的中轴线垂直于工作辊11的中轴线。在其它实施例中，第二副压 辊112的中轴线和第三副压辊113的中轴线与工作辊11的中轴线的夹角也可 以为其它角度。
辊支架74呈半框形，主轴80的两端分别与辊支架74的两端连接。工作 辊11与主轴744通过轴承铰接，工作辊11沿主轴744的中轴线旋转。在主 轴744上设置第二副轴82和第三副轴83，分别位于工作辊11的两端。第二 副压辊112与第二副轴82通过轴承铰接，第二副压辊112沿第二副轴82的 中轴线旋转。第三副压辊113与第三副轴83通过轴承铰接，第三副压辊113 沿第三副轴83的中轴线旋转。第一副轴81的两端分别与第二副轴82和第三 副轴83的自由端连接。第一副压辊111与第一副轴81通过轴承铰接，第一 副压辊111沿第一副轴81的中轴线旋转。
在主轴80上还可以设置两个支撑架743，分别位于工作辊11的两端。 支撑架743呈L形，一端设有通孔、套设在主轴80上。两个支撑架743的 自由端通过支撑片742连接。支撑片742上设有长孔7421，螺栓穿过长孔7421 将支撑片742与支撑架743连接。设置长孔可以适应两个支撑架743之间的 距离在一定范围内可调，以适应不同截面形状和尺寸的工件。
第二副轴82和第三副轴83分别设置在两个支撑架743上。这种设置安 装方便，各配件直接结构比较紧凑。
在本实施例中，工作辊11、第一副压辊111、第二副压辊112和第三副 压辊113均为从动辊。
支撑架743之间的距离可以根据型材工件的截面形状和尺寸来调整，也 就是可以调整第二副压辊112与第三副压辊113之间的距离。
工作辊11与第一副压辊111之间的距离也可以根据型材工件的截面形状 和尺寸来调整。
工作辊11、第一副压辊111、第二副压辊112和第三副压辊113上可以 根据型材工件的截面形状套设的不同形状的模具。
如图7所示，工作辊11、第一副压辊111、第二副压辊112和第三副压 辊113上套设的模具的侧面围成的区域的形状与待滚弯的型材工件60的截面 形状适配。这种设置可以有效夹紧截面形状复杂的型材，可以减少型材工件 在被滚弯加工的过程中由于材料应力产生的变形。
图9示意性地显示了图4所示的机构应用于滚弯机上的结构。
如图9所示，该滚弯机上位于两侧的两根工作辊11采用该机构实现既可 以沿轴向往复移动，也可以沿径向往复移动，工作辊11的中轴线与安装面的 夹角还可以连续往复变化。
在本实施例中，两根工作辊11、中压辊13和中副辊14安装在机架20 上，安装面21垂直于水平面。在其它实施例中，安装面21也可以平行于水 平面，或设置成与水平面成一定角度。
要对型材工件进行滚弯加工时，先将与型材工件截面适配的模具分别套 设在中压辊13、中副辊14、两个工作辊11上，以及第一副压辊111、第二 副压辊112和第三副压辊113上。再将型材工件置于中压辊13和中副辊14 之间，以及工作辊11、第一副压辊111、第二副压辊112和第三副压辊113 围成的区域之间。启动液压缸23，中压辊13和中副辊14将型材工件夹紧。 启动第一驱动装置71驱动工作辊11沿径向上移，工作辊11抵触型材工件的 下表面。启动驱动中压辊13和旋转的电动机，中压辊13逆时针旋转，中副 辊14顺时针旋转，带动型材工件移动，型材工件带动工作辊11及其副压辊 旋转。根据设计要求，第一驱动装置61驱动工作辊11沿径向往复移动，第 二驱动装置62驱动工作辊11沿轴向往复移动，第三驱动装置63驱动工作辊 11沿弧线往复移动，将型材工件按预先设计进行滚弯加工。
图9为经过本型材三维滚弯机加工后的型材工件，可见其上有经过二维弯曲、三维弯曲和扭曲后的效果。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通方法人员来 说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些 都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.滚弯机工作辊的运动方法，其特征在于，工作辊(11)以中轴线为圆心旋转，工作辊(11)沿轴向往复移动，工作辊(11)沿径向往复移动；
工作辊(11)的中轴线与安装面的夹角连续往复变化。
2.实现权利要求1所述滚弯机工作辊的运动方法的机构，其特征在于，包括驱动所述工作辊(11)沿径向往复移动的第一驱动装置(61)、驱动工作辊(11)沿轴向往复移动的第二驱动装置(62)和驱动所述工作辊(11)沿弧线往复移动的第三驱动装置(63)。
3.根据权利要求2所述的机构，其特征在于，包括设置所述第一驱动装置(61)的第一支架(71)、设置所述第二驱动装置(62)的第二支架(72)，以及设置第三驱动装置(63)的第三支架(73)；
所述第一驱动装置(61)驱动所述第二支架(72)沿所述工作辊(11)的径向往复移动；
所述第二驱动装置(62)驱动所述第三支架(73)沿所述工作辊(11)的轴向往复移动。
4.根据权利要求3所述的机构，其特征在于，所述第一驱动装置(61)、第二驱动装置(62)或第三驱动装置(63)为液压缸或气缸。
5.根据权利要求3所述的机构，其特征在于，还包括辊支架(74)，所述工作辊(11)的两端分别与所述辊支架(74)的两端铰接，所述第三支架(73)的上表面设有弧形轨道(731)，所述第三驱动装置(63)驱动辊支架(74)沿弧形轨道(731)往复移动。
6.根据权利要求5所述的机构，其特征在于，所述第三支架(73)与第二支架(72)滑动连接，所述辊支架(74)与第三支架(73)滑动连接。
7.根据权利要求5所述的机构，其特征在于，还包括设于所述辊支架(74)下端的与所述弧形轨道(731)适配的弧形滑块(741)。
8.根据权利要求2～7任一项所述的机构，其特征在于，还包括与所述工作辊(11)相对设置的第一副压辊(111)，第一副压辊(111)的中轴线平行于所述工作辊(11)的中轴线。
9.根据权利要求8所述的机构，其特征在于，还包括分别设于所述工作辊(11)和第一副压辊(111)两端的第二副压辊(112)和第三副压辊(113)。
10.根据权利要求8所述的机构，其特征在于，所述工作辊(11)、第一副压辊(111)、第二副压辊(112)和第三副压辊(113)上套设的模具的侧面围成的区域形状与待滚弯的型材截面形状适配。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171027 |