CN110153184B - 一种连续变截面薄钢板的轧制设备及成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉一种连续变截面薄钢板的轧制设备及成型方法，包括底板、壳体、上轧制模组和下轧制模组,所述的底板上端安装有壳体，壳体内部上端安装有上轧制模组，壳体内部下端安装有下轧制模组。本发明可以解决现有的连续变截面薄钢板通常是通过焊接的方式连接，然后进行冲压成形，但这种方式面板的焊缝及其热影响区的硬化作用导致整块板成形性能降低，而且通过辊扎工艺成型的连续变截面薄钢板在生产时，调节通常采用液压缸之间调节的方式对辊缝间距进行调节，然而液压缸的调节准确率低，轧制后的板材不符合使用要求等难题，具备更好的承载能力，且明显的减轻了重量，提高了辊扎板的整体性能。

Description

一种连续变截面薄钢板的轧制设备及成型方法
技术领域
本发明涉及辊轧技术领域，特别涉及一种连续变截面薄钢板的轧制设备及成型方法。
背景技术
环境污染和能源短缺成为当今社会越来越严重的问题，为了应对日益严格的环保挑战，世界汽车业正积极行动起来，大力研制环境友好型的汽车。环境友好型汽车的重要标志是油耗低、排放少，而降低油耗、减少排放的重要措施就是减轻车体的重量。基于轻量化结构用材，提出了一种显著减轻车身质量的新型薄板——连续变截面薄钢板，变截面薄板分为两种，一种是拼焊板，另一种是通过轧制工艺生产的连续变截面薄钢板。
现有的连续变截面薄钢板通常存在以下缺陷：1、板料是通过焊接的方式连接，然后进行冲压成形，以满足不同的性能要求，减轻车身质量，但面板的焊缝及其热影响区的硬化作用导致整块板成形性能降低；2、通过辊轧工艺成型的连续变截面薄钢板在生产时，调节通常采用液压缸之间调节的方式对辊缝间距进行调节，然而液压缸的调节准确率低，轧制后的板材不符合使用要求。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明可以解决现有的连续变截面薄钢板通常是通过焊接的方式连接，然后进行冲压成形，但这种方式面板的焊缝及其热影响区的硬化作用导致整块板成形性能降低，而且通过辊轧工艺成型的连续变截面薄钢板在生产时，调节通常采用液压缸之间调节的方式对辊缝间距进行调节，然而液压缸的调节准确率低，轧制后的板材不符合使用要求等难题。
（二）技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种连续变截面薄钢板的轧制设备，包括底板、壳体、上轧制模组和下轧制模组,所述的底板上端安装有壳体，壳体内部上端安装有上轧制模组，壳体内部下端安装有下轧制模组。
所述的上轧制模组包括上轧辊架、调节辊、调节机构和防护机构，所述的壳体内部上端安装有调节机构，调节机构下方对称设置有调节辊，调节辊通过轴承与调节机构连接，调节机构下端中部安装有上轧辊架，上轧辊架位于两个调节辊之间，壳体上对称安装有防护机构，防护机构与调节辊外侧相接触。
所述的上轧辊架包括滑槽架、伸缩弹簧、滑动块、滑动板、驱动电机、上轧辊、卡接架和转动座，所述的调节机构下端对称设置有滑槽架，滑槽架内部设置有滑动槽，位于调节机构后端的滑槽架上通过滑动配合的方式安装有滑动块，位于调节机构前端的滑槽架上通过滑动配合的方式安装有滑动板，滑动板内部通过轴承安装有转动座，滑槽架内部安装有伸缩弹簧，伸缩弹簧下端分别与滑动块和滑动板连接，滑槽架之间设置有上轧辊，上轧辊后端通过轴承与滑动块连接，滑动块后端通过电机座安装有驱动电机，驱动电机的输出轴与上轧辊连接，上轧辊前端设置有卡接架，卡接架通过卡接配合的方式与转动座连接。
优选的，所述的下轧制模组包括固定座、下轧辊和支撑辊，固定座安装在壳体内部，固定座上对称设置有支架，支架上通过轴承安装有支撑辊，固定座上端中部通过支杆安装有下轧辊，支杆外侧设置有驱动下轧辊的固定电机，下轧辊位于两个支撑辊之间。
优选的，所述的调节机构包括安装架、伺服电机、转动轴、移动块和连接架，所述的安装架安装在壳体内部上端，安装架外侧通过电机座安装有伺服电机，伺服电机的输出轴与转动轴连接，转动轴通过轴承安装在安装架内部，转动轴上对称设置有螺纹，两个螺纹开设的方式相反，每个螺纹上通过螺纹配合的方式安装有移动块，移动块下端安装有连接架，连接架中部通过滑动配合的方式与安装架连接，连接架下端通过轴承与调节辊连接。
优选的，所述的卡接架包括固定架、滑动杆、限位槽、限位弹簧和插接头，所述的上轧辊内部安装有固定架，固定架内部通过滑动配合的方式安装有滑动杆，滑动杆内侧安装有限位板，限位板通过滑块与限位槽连接，滑动杆后端安装有限位弹簧，滑动杆前端安装有插接头，插接头呈十字形结构。
优选的，所述的防护机构包括防护板、安装座和防护气缸，所述的壳体上端对称设置有防护气缸，防护气缸通过安装座与壳体固定连接，防护气缸的顶端穿过壳体安装有防护板，防护板与调节辊外侧相接触。
优选的，所述的防护板为弧形结构，且防护板所在的圆与调节辊同轴心，防护板的内凹面上均匀设置有弧形槽，弧形槽内部均匀安装有滚珠。
优选的，所述的转动座内部设置有插接槽，插接槽与插接头相配合，插接槽与插接头过盈配合。
此外，本发明还提供了一种连续变截面薄钢板的成型方法，包括以下步骤：
S1、开卷落料：根据使用需要，将板材切制成所需规格；
S2、板材预热：将步骤S1中的板材运送到加热炉中加热到1000～1200℃；
S3、辊轧成型：将步骤S2中预热的板材送入壳体内部，通过准确的调控上轧制模组和下轧制模组之间的间距，实现轧制过程中板材的厚度按预先设定的曲线变化；
S4、表面精整：通过矫正、打磨、修剪的方式对步骤S3中的板材进行精加工；
S5、冷却降温：将步骤S4中精加工后的板材放入冷床上进行冷却降温；
S6、成品检测：对步骤S5冷却后的板材进行逐一检查，对辊轧后发生形变或者表面不平整的板材进行分类标记；
S7、包装入库：对步骤S6中的分类标记的板材进行涂油包装，并将包装后的板材进行入库密封。
（三）有益效果
1.本发明提供的连续变截面辊轧板，其采用连续性加工的设计理念，结构具备更好的承载能力，且明显的减轻了重量，避免了现有的板材容易出现突变、母材承载能力差异和焊缝及其热影响区的硬化等问题，提高了辊轧板的整体性能；
2.本发明提供的轧制设备，其上轧制模组通过辊模之间的位置调节实现间距精准调节，避免直接采用液压缸导致的距离调节不准确的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的剖面结构示意图；
图2是本发明调节机构与上轧辊架之间的结构示意图；
图3是本发明板材在辊轧的使用状态图；
图4是本发明调节辊与上轧辊在不同运动状态产生的不同辊轧效果的示意图；
图5是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图5所示，一种连续变截面薄钢板的轧制设备，包括底板1、壳体2、上轧制模组3和下轧制模组4,所述的底板1上端安装有壳体2，壳体2内部上端安装有上轧制模组3，壳体2内部下端安装有下轧制模组4。
所述的上轧制模组3包括上轧辊架31、调节辊32、调节机构33和防护机构34，所述的壳体2内部上端安装有调节机构33，调节机构33下方对称设置有调节辊32，调节辊32通过轴承与调节机构33连接，调节机构33下端中部安装有上轧辊架31，上轧辊架31位于两个调节辊32之间，壳体2上对称安装有防护机构34，防护机构34与调节辊32外侧相接触，具体工作时，通过调节机构33实现准确的调控上轧制模组3和下轧制模组4之间的间距，进而实现对板材的连续变截面的辊轧。
所述的上轧辊架31包括滑槽架311、伸缩弹簧312、滑动块313、滑动板314、驱动电机315、上轧辊316、卡接架317和转动座318，所述的调节机构33下端对称设置有滑槽架311，滑槽架311内部设置有滑动槽，位于调节机构33后端的滑槽架311上通过滑动配合的方式安装有滑动块313，位于调节机构33前端的滑槽架311上通过滑动配合的方式安装有滑动板314，滑动板314内部通过轴承安装有转动座318，滑槽架311内部安装有伸缩弹簧312，伸缩弹簧312下端分别与滑动块313和滑动板314连接，滑槽架311之间设置有上轧辊316，上轧辊316后端通过轴承与滑动块313连接，滑动块313后端通过电机座安装有驱动电机315，驱动电机315的输出轴与上轧辊316连接，上轧辊316前端设置有卡接架317，卡接架317通过卡接配合的方式与转动座318连接，具体工作时，上轧辊316通过伸缩弹簧312滑动在滑槽架311内部，伸缩弹簧312始终处于拉伸状态，调节辊32起到对上轧辊316位置调节的作用，卡接架317能够起到方便上轧辊316的安装与拆卸的作用。
所述的卡接架317包括固定架3171、滑动杆3172、限位槽3173、限位弹簧3174和插接头3175，所述的上轧辊内部安装有固定架3171，固定架3171内部通过滑动配合的方式安装有滑动杆3172，滑动杆3172内侧安装有限位板，限位板通过滑块与限位槽3173连接，滑动杆3172后端安装有限位弹簧3174，滑动杆3172前端安装有插接头3175，插接头3175呈十字形结构，当对上轧辊316进行安装时，通过人工的方式按压插接头3175，插接头3175通过滑动杆3172向内收缩，限位弹簧3174处于压缩状态，当插接头3175插入转动座318内部时，限位弹簧3174复原，插接头3175与插接槽插接配合，限位槽3173可以防止滑动杆3172发生转动。
所述的转动座318内部设置有插接槽，插接槽与插接头3175相配合，插接槽与插接头3175过盈配合。
所述的调节机构33包括安装架331、伺服电机332、转动轴333、移动块334和连接架335，所述的安装架331安装在壳体2内部上端，安装架331外侧通过电机座安装有伺服电机332，伺服电机332的输出轴与转动轴333连接，转动轴333通过轴承安装在安装架331内部，转动轴333上对称设置有螺纹，两个螺纹开设的方式相反，每个螺纹上通过螺纹配合的方式安装有移动块334，移动块334下端安装有连接架335，连接架335中部通过滑动配合的方式与安装架331连接，连接架335下端通过轴承与调节辊32连接，具体工作时，伺服电机332带动转动轴333转动，转动轴333上的两个相反的螺纹实现移动块334的同步转动，当两个移动块334同向移动时，连接架335带动调节辊32向内运动，调节辊32通过挤压的方式带动上轧辊316向下移动，上轧制模组3和下轧制模组4之间的间距缩短，当两个移动块334反向移动时，连接架335带动调节辊32向外运动，上轧辊316通过伸缩弹簧312向上移动，上轧制模组3和下轧制模组4之间的间距增加。
所述的防护机构34包括防护板341、安装座342和防护气缸343，所述的壳体2上端对称设置有防护气缸343，防护气缸343通过安装座342与壳体2固定连接，防护气缸343的顶端穿过壳体2安装有防护板341，防护板341与调节辊32外侧相接触，防护板341可以起到对调节辊32外侧的支撑固定的作用，防护板341可以避免辊轧过程中，上轧辊316与调节辊32之间的内应力过大导致的连接架335断裂，可以保证轧制的准确性。
所述的防护板341为弧形结构，且防护板341所在的圆与调节辊32同轴心，防护板341的内凹面上均匀设置有弧形槽，弧形槽内部均匀安装有滚珠。
所述的下轧制模组4包括固定座41、下轧辊42和支撑辊43，固定座41安装在壳体2内部，固定座41上对称设置有支架，支架上通过轴承安装有支撑辊43，固定座41上端中部通过支杆安装有下轧辊42，支杆外侧设置有驱动下轧辊42的固定电机，下轧辊42位于两个支撑辊43之间。
此外，本发明还提供了一种连续变截面薄钢板的成型方法，包括以下步骤：
S1、开卷落料：根据使用需要，将板材切制成所需规格；
S2、板材预热：将步骤S1中的板材运送到加热炉中加热到1000～1200℃；
S3、辊轧成型：将步骤S2中预热的板材送入壳体2内部，通过准确的调控上轧制模组3和下轧制模组4之间的间距，实现轧制过程中板材的厚度按预先设定的曲线变化；
S4、表面精整：通过矫正、打磨、修剪的方式对步骤S3中的板材进行精加工；
S5、冷却降温：将步骤S4中精加工后的板材放入冷床上进行冷却降温；
S6、成品检测：对步骤S5冷却后的板材进行逐一检查，对辊轧后发生形变或者表面不平整的板材进行分类标记；
S7、包装入库：对步骤S6中的分类标记的板材进行涂油包装，并将包装后的板材进行入库密封。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种连续变截面薄钢板的轧制设备，包括底板(1)、壳体(2)、上轧制模组(3)和下轧制模组(4),其特征在于：所述的底板(1)上端安装有壳体(2)，壳体(2)内部上端安装有上轧制模组(3)，壳体(2)内部下端安装有下轧制模组(4)；其中：
所述的上轧制模组(3)包括上轧辊架(31)、调节辊(32)、调节机构(33)和防护机构(34)，所述的壳体(2)内部上端安装有调节机构(33)，调节机构(33)下方对称设置有调节辊(32)，调节辊(32)通过轴承与调节机构(33)连接，调节机构(33)下端中部安装有上轧辊架(31)，上轧辊架(31)位于两个调节辊(32)之间，壳体(2)上对称安装有防护机构(34)，防护机构(34)与调节辊(32)外侧相接触；
所述的上轧辊架(31)包括滑槽架(311)、伸缩弹簧(312)、滑动块(313)、滑动板(314)、驱动电机(315)、上轧辊(316)、卡接架(317)和转动座(318)，所述的调节机构(33)下端对称设置有滑槽架(311)，滑槽架(311)内部设置有滑动槽，位于调节机构(33)后端的滑槽架(311)上通过滑动配合的方式安装有滑动块(313)，位于调节机构(33)前端的滑槽架(311)上通过滑动配合的方式安装有滑动板(314)，滑动板(314)内部通过轴承安装有转动座(318)，滑槽架(311)内部安装有伸缩弹簧(312)，伸缩弹簧(312)下端分别与滑动块(313)和滑动板(314)连接，滑槽架(311)之间设置有上轧辊(316)，上轧辊(316)后端通过轴承与滑动块(313)连接，滑动块(313)后端通过电机座安装有驱动电机(315)，驱动电机(315)的输出轴与上轧辊(316)连接，上轧辊(316)前端设置有卡接架(317)，卡接架(317)通过卡接配合的方式与转动座(318)连接；
所述的调节机构(33)包括安装架(331)、伺服电机(332)、转动轴(333)、移动块(334)和连接架(335)，所述的安装架(331)安装在壳体(2)内部上端，安装架(331)外侧通过电机座安装有伺服电机(332)，伺服电机(332)的输出轴与转动轴(333)连接，转动轴(333)通过轴承安装在安装架(331)内部，转动轴(333)上对称设置有螺纹，两个螺纹开设的方式相反，每个螺纹上通过螺纹配合的方式安装有移动块(334)，移动块(334)下端安装有连接架(335)，连接架(335)中部通过滑动配合的方式与安装架(331)连接，连接架(335)下端通过轴承与调节辊(32)连接。
2.根据权利要求1所述的一种连续变截面薄钢板的轧制设备，其特征在于：所述的下轧制模组(4)包括固定座(41)、下轧辊(42)和支撑辊(43)，固定座(41)安装在壳体(2)内部，固定座(41)上对称设置有支架，支架上通过轴承安装有支撑辊(43)，固定座(41)上端中部通过支杆安装有下轧辊(42)，支杆外侧设置有驱动下轧辊(42)的固定电机，下轧辊(42)位于两个支撑辊(43)之间。
3.根据权利要求1所述的一种连续变截面薄钢板的轧制设备，其特征在于：所述的卡接架(317)包括固定架(3171)、滑动杆(3172)、限位槽(3173)、限位弹簧(3174)和插接头(3175)，所述的上轧辊内部安装有固定架(3171)，固定架(3171)内部通过滑动配合的方式安装有滑动杆(3172)，滑动杆(3172)内侧安装有限位板，限位板通过滑块与限位槽(3173)连接，滑动杆(3172)后端安装有限位弹簧(3174)，滑动杆(3172)前端安装有插接头(3175)，插接头(3175)呈十字形结构。
4.根据权利要求1所述的一种连续变截面薄钢板的轧制设备，其特征在于：所述的防护机构(34)包括防护板(341)、安装座(342)和防护气缸(343)，所述的壳体(2)上端对称设置有防护气缸(343)，防护气缸(343)通过安装座(342)与壳体(2)固定连接，防护气缸(343)的顶端穿过壳体(2)安装有防护板(341)，防护板(341)与调节辊(32)外侧相接触。
5.根据权利要求4所述的一种连续变截面薄钢板的轧制设备，其特征在于：所述的防护板(341)为弧形结构，且防护板(341)所在的圆与调节辊(32)同轴心，防护板(341)的内凹面上均匀设置有弧形槽，弧形槽内部均匀安装有滚珠。
6.根据权利要求1所述的一种连续变截面薄钢板的轧制设备，其特征在于：所述的转动座(318)内部设置有插接槽，插接槽与插接头(3175)相配合，插接槽与插接头(3175)过盈配合。
7.一种连续变截面薄钢板的成型方法，其特征在于：该成型方法由权利要求1-6项任意一项所述的一种连续变截面薄钢板的轧制设备配合完成，包括以下步骤：
S1、开卷落料：根据使用需要，将板材切制成所需规格；
S2、板材预热：将步骤S1中的板材运送到加热炉中加热到1000～1200℃；
S3、辊轧成型：将步骤S2中预热的板材送入壳体(2)内部，通过准确的调控上轧制模组(3)和下轧制模组(4)之间的间距，实现轧制过程中板材的厚度按预先设定的曲线变化；
S4、表面精整：通过矫正、打磨、修剪的方式对步骤S3中的板材进行精加工；
S5、冷却降温：将步骤S4中精加工后的板材放入冷床上进行冷却降温；
S6、成品检测：对步骤S5冷却后的板材进行逐一检查，对辊轧后发生形变或者表面不平整的板材进行分类标记；
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