CN110253292A - 一种用于板材辊弯成型的辊压机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于板材辊弯成型的辊压机及其工作方法，属于智能成型技术领域，一种用于板材辊弯成型的辊压机由机架、辊压成型装置和切断装置组成，通过在支撑架上面安装辊压成型装置并且在辊压成型装置中的第一安装座和第二安装的顶部设置压紧油缸，并且在压紧油缸的连接部安装滑动轨道和位移传感器，使得从动轮间距可调，能够通用不同厚度的，通用性广泛，同时在所述工作台面上安装有切断装置，改变了传统的先制作展开图，然后再辊压成型的顺序，通过直接辊压成型，然后切断装置启动，切断多余的材料、辊压成型完成，节省了计算展开长度、折弯角度、材料回弹和变形量等计算时间，提高了工作效率。

Description

一种用于板材辊弯成型的辊压机及其工作方法

技术领域

本发明属于智能成型技术领域，具体涉及一种用于板材辊弯成型的辊压机及其工作方法。

背景技术

高速铁路的快速发展对转向架的生产质量提出了更高的要求。转向架作为轨道车辆的关键部件之一，起着支承车体、牵引列车前进的作用，是保证车辆运行品质的关键部件。构架作为转向架的骨架，是安装各种零部件的载体，其成型质量将直接影响到转向架的装配质量，进而影响列车的最高时速和行车安全。而侧梁上下盖板作为构架的基础性部件，其加工质量必须严格把关。目前，构架侧梁上下盖板的成型通常采用压弯工艺来实现。压弯成形是在普通的液压机或冲床上由弯曲模具完成的一种冲压成形工艺。压弯工艺不但需要加工模具而且试模周期长、制造成本高；成型之后工件的圆弧度不高、生产周期长。

传统的辊压机的从动辊轮的间距是固定的，对辊压的板材的厚度有一定的局限性，难以通用不同厚度的板材，而且由于是固定的间距，在辊压的过程中，由于板材材料的回弹不一样，弹性的速变过程很复杂，成型的尺寸与设计尺寸之间会存在一样的误差，难以控制在一定的范围内，而且传统的辊压工艺，先将辊压板材的展开图下料完成后再辊压成型，然而在制作下料展开图前需要计算展开图的长度、算折弯角度、材料的回弹和变形量等几何参数，计算量较大，生产成本高，然后固定式的从动辊轮其压力固定，由于材料的回弹是不同的，所以传统的辊压机的成型质量不稳定成型质量不稳定，有局限性。

发明内容

发明目的：提供一种用于板材辊弯成型的辊压机及其工作方法，解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种用于板材辊弯成型的辊压机，包括；

机架，包括机架本体，设置在机架本体上面的工作台面，固定在工作台面上的支撑架，以及安装在所述支撑架上的辊压成型装置；

切断装置，包括竖立安装在所述工作台面上的立柱，设置在所述立柱上面的升降组件，设置在所述升降组件上面的过渡板，固定安装在所述过渡板上的直线轨道，以及滑动配合安装在所述直线轨道上的、能够在沿着所述直线轨道水平移动的激光切割组件。

在进一步实例中，所述辊压成型装置，包括安装支撑架两端的第一安装座和第二安装座，两端同时设置在所述第一安装架和第二安装座上的第一下辊轮和第二下辊轮，一端设置在所述第一安装座上面另一端设置在所述第二安装座上面的、并处于所述第一下辊轮和第二下辊轮的居中上方的上辊轮，设置在所述第一下辊轮端部的、并位于所述第一安装座侧面的第一齿轮，安装所述第二下辊轮端部、并与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，与所述第一齿轮啮合的减速齿轮，键配合安装在所述减速齿轮上的、并且底部固定安装在所述支撑架上的减速器，以及底部固定安装在所述支撑架上的、并且转动端与所述减速器连接的第一伺服电机，能够带动板料产生一定的变形，两侧的辊轮为主动轮，在第一伺服电机的作用下，主动轮旋转，上方的辊轮为从动轮，随着主动轮转动，在摩擦力的作用下，带动从动轮旋转同时板材不断的往里送料，经过三个辊子之间时产生均匀的塑性变形，从而得到弯曲半径均匀的工件。

在进一步实例中，所述第一安装座和第二安装座的顶部分别安装压紧油缸，所述压紧油缸的伸缩端设有滑动轨道和位移传感器；

所述滑动轨道竖直固定在所述第一安装座的内侧，以及所述位移传感器一端与所述压紧油缸连接、另一端固定在第一安装座的内侧。能够将从动轮实现上下升降，从而实现通用不同厚度板材工件的辊压成型，通用性更好。

在进一步实例中，所述支撑架的端部设有L型的固定座，所述固定座的底部固定安装在机架本体的侧面，能够提高设备的稳固性。

在进一步实例中，所述激光切割组件，包括安装在所述直线轨道上的滑动座，固定安装在所述滑动座上的平板，沿长度方向固定安装在所述平板上面的两根移动导轨，固定安装在所述平板端部的第四伺服电机，设置在所述第四伺服电机转动端的丝杆，固定在所述平板的端部、并与所述丝杆的端部转动配合的止挡块，滑动配合安装在所述移动导轨上面的滑动导块，安装在所述滑动导块上面的支板，设置在所述丝杆上面、并且顶部与所述支板相连接的中间滑块，以及设置在所述支板上面的割嘴支架，能够实现多个方向的切割。

在进一步实例中，所述切割支架，包括螺纹连接在所述支板上面的下切割支架，螺纹连接在所述下切割支架顶部的上切割支架；

所述下切割支架的顶部和上切割支架的底部各设有弧形凹槽，且所述下切割支架的弧形凹槽和上切割支架的弧形凹槽，两个弧形凹槽安装在一起组成一个安装孔，且所述安装孔中设有圆形切割嘴，能够方便更换切割嘴，便于后期维修。

在进一步实例中，一种用于板材辊弯成型的辊压机的工作方法，包括如下步骤；

S1、启动电源；

S2、设置才参数，设置辊压材料的长度、辊压点的开始位置、结束位置、弧度以及半径，将参数输入到系统；

S3、系统通过计算参数，进行辊压进给量和下压量参数的计算，辊压轴在辊压点进行水平和垂直位移；

S4、然后第一下辊轮和第二下辊轮由伺服电机进行旋转运动，带动着被辊压板材水平运动；

S5、上辊轮有压紧油缸的驱动下沿滑动轨道逐渐向下进给，位移传感器随时实时记录向下的进给量，；

S6、被辊压工件的成型区逐渐弯曲成为圆弧直至结束；

S7、然后切断装置到位，将辊压结束的工件切断，形成一个完整的辊压工件；

S8、辊压结束。

有益效果：一种用于板材辊弯成型的辊压机，通过在支撑架上面安装辊压成型装置并且在辊压成型装置中的第一安装座和第二安装的顶部设置压紧油缸，并且在压紧油缸的连接部安装滑动轨道和位移传感器，使得从动轮间距可调，能够通用不同厚度的，通用性广泛，同时在所述工作台面上安装有切断装置，改变了传统的先制作展开图，然后再辊压成型的顺序，通过直接辊压成型，然后切断装置启动，切断多余的材料、辊压成型完成，节省了计算展开长度、折弯角度、材料回弹和变形量等计算时间，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明一种用于板材辊弯成型的辊压机的结构示意图。

图2为本发明一种用于板材辊弯成型的辊压机中的辊压成型装置的局部放大图1。

图3为本发明一种用于板材辊弯成型的辊压机中的辊压成型装置的局部放大图2。

图4为本发明一种用于板材辊弯成型的辊压机中的切断装置的结构示意图。

图中各附图标记为：机架1、工作台面2、支撑架3、辊压成型装置4、第一安装座401、第二安装座402、第一下辊轮403、第二下辊轮404、上辊轮405、第一齿轮406、第二齿轮407、减速齿轮408、减速器409、第一伺服电机410、压紧油缸411、滑动轨道412、位移传感器413、切断装置5、立柱501、第一模组502、第二伺服电机503、过渡板504、直线轨道505、横梁506、第二模组507、第三伺服电机508、激光切割组件509、滑动座510、平板511、移动导轨512、第四伺服电机513、丝杆514、止挡块515、滑动导块516、支板517、中间滑块518、割嘴支架519、下切割支架520、上切割支架521、弧形凹槽522、圆形切割嘴523、固定座6。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

申请人经研究发现目前现有的板材辊压成型机，从动辊轮的间距是固定的，对辊压的材料的厚度有一定的局限性，难以通用不同厚度的板材，而且传统的辊压工艺，采用的先将辊压板材的展开图下料完成后再辊压成型，然而在制作下料展开图前需要计算，展开长度、折弯角度、材料的回弹和变形量等几何参数，计算量较大，由于板材的材质不同，材料的回弹也不同，固定式的从动轮其压力固定，由于材料的回弹是不同的，所以传统的辊压机的成型质量不稳定，有局限性，根据这些问题，申请人提出了一种用于板材辊弯成型的辊压机，具体如下。

如图1至图4所示，一种用于板材辊弯成型的辊压机，由机架1、辊压成型装置4和切断装置5组成。

如图1所示，机架1，包括机架1本体、工作台面2、支撑架3、固定架和辊压成型装置4；其中机架1本体设置在指定的位置，工作台面2安装在机架1本体的上面，支撑架3固定安装在工作台面2的上面、并位于工作台面2的长度方向，辊压成型装置4安装在所述支撑架3的上面，所述固定座6设呈有L型，所述固定座6的底部固定安装在机架1本体的侧面，进一步的将支撑座、牢固的安置在机架1本体上，有利于提高辊压成型设备工作时候的稳固性。

为了辊压工作时的稳固性，节约制造成本，机架1本体采用抗折弯能力强、施工简单和结构重量轻的H钢拼焊完成，由于H钢的外侧平行，缘端呈直角，便于拼装组合成机架1，从而可节约焊接和铆接工作量，能大大加快拼焊速度、缩短工期同时也可以节约成本。考虑拼焊机架1本体时拼焊的累积误差，有可能出现高低不平的现象出现，影响设备的平稳性，同时也考虑到工作台面2上要安装支撑架3和切断装置5，为了不影响该辊压机的工作平稳性，所述工作台面2的平面度精度+0.02~-0.02mm之间。安装在工作台面2上的支撑架3的底部的平面度的精度同理也在+0.02~-0.02mm之间，安装面之间的高精度，保证了安装后的工件的平面度，提高了设备的平稳性。

结合图2和图3所示，辊压成型装置4，包括第一安装座401、第二安装座402、第一下辊轮403、第二下辊轮404、上辊轮405、第一齿轮406、第二齿轮407、减速齿轮408、减速器409、伺服电机410、压紧油缸411、滑动轨道412、位移传感器413。其中第一安装座401安装在支撑架3的一端，第二安装座402对称安装在支撑架3的另一端，第一下辊轮403的一端安装在第一安装座401上、另一端安装在所述第二安装座402的上面，第二下辊轮404的两端一端设置在所述第一安装座401上、另一端设置在第二安装座402上面、并且位于所述第一下辊轮403的侧面、且第一下辊轮403和第二下辊轮404的中心轴线在同一水平线上面，上辊轮405的两端一端设置在第一安装座401上面、另一端安装在所述第二安装座402的上面、并位于第一下辊轮403和第二下辊轮404的中心线的上方，第一齿轮406设置在所述第一下辊轮403端部的、并位于所述第一安装座401的侧面，第二齿轮407与所述第一齿轮406相互啮合，减速齿轮408与第一齿轮406相互啮合、并且所述减速齿轮408安装在减速器409的上面，减速器409的转动端键配合与减速齿轮408的中心孔相互安装在一起、并且所述减速器409的第一安装在支撑架3上面，第一伺服电机410的底部固定安装在支撑架3的上面、其中第一伺服电机410的转速轴与所述减速器409连接在一起，压紧油缸411分别安装在所述第一安装座401和第二安装座402的上面、并位于顶部位置，滑动轨道412分别同时安装在所述第一安装和第二安装座402的上面、并且压紧油缸411的伸缩端与所述滑动轨道412相连、并且所述滑动轨道412竖直安装在第一安装座401和第二安装座402的上面，位移传感器413的一端固定安在在所述滑动轨道412的底部、另一端与所述压紧油缸411的伸缩端连接在一起，压紧油缸411的伸缩端还与上辊轮405的连接在一起。

在进一步实例中，当辊压成型装置4启动时，传统的辊压机通常采用普通的电机作为动力源，而普通的电机断电后还要因自身的惯性再转一会，然后停止，影响辊压成型的成型合格率，本辊压成型装置4采用伺服电机，第一伺服电机410说停就停，说走就走反应极快，而已伺服电机加减速的动态响应时间短，通常在几十毫秒之内，及时性较好，第一伺服电机410的运转不可能持续高速运转，在低速运转时极有可能出现步进现象，考虑到低速运转的情况，为了低速运转的平稳性，在第一伺服电机410的一端安装了减速器409，保证了低速运转平稳，低速运转不会产生步进现象，同时伺服电机抗过载能力强，能承受三倍额定转矩的负载，当第一伺服电机410工作时，带动着减速器409工作，从而带动着减速齿轮408转动，带动着与减速齿轮408相互啮合的第一齿轮406和第二齿轮407转动工作，由于第一齿轮406和第二齿轮407与第一下辊轮403和第二下辊轮404连接在一起，所以当第一齿轮406和第二齿轮407转动时，从而带动着第一下辊轮403和第二下辊轮404跟着一起转动工作，而安装在第一安装座401和第二安装座402上面的第一下辊轮403和第二下辊轮404为主动轮，在第一伺服电机410的作用下，主动轮旋转工作，既当板材辊压时，第一下辊轮403和第二下辊轮404上方的上辊轮405为从动轮，随着主动轮转动，在摩擦力的作用下，带动从动轮旋转同时板材不断的往里送料，经过三个辊子之间时产生均匀的塑性变形，从而得到弯曲半径均匀的工件。

在进一步实例中，为了改变传动的从动辊轮的间距是固定的，解决从动辊轮的间距是可调，能够适用不同厚度板材的辊压成型的问题，在所述第一安装座401和第二安装座402上面同时安装了压紧油缸411，且所述压紧油缸411的一端与作为从动辊轮的上辊轮405连接在设置在一起，既实现从动辊轮上下运动，主动轮和从动轮的间距随着压紧油缸411的伸出缩回调控，及解决间距固定的问题，同时为了压紧油缸411有一引导的轨迹，将滑动轨道412安装在第一安装座401和第一安装座401的上面，同时为了实时记录安装压紧油缸411下压的实时精确的尺寸，将位移传感器413的一端固定安在在所述滑动轨道412的底部、另一端与所述压紧油缸411的伸缩端连接在一起，当压紧油缸411启动时，带动着压紧油缸411伸缩端的上滚轮沿着滑动轨道412竖直方向向上移动，当板材放置在第一下辊轮403上面时，第一伺服电机410启动，带动着第一下辊轮403转动，然后带动着板材转动输送到第二辊轮上面，同样压紧油缸411下降，当上辊轮405接触到板材时，在摩擦力的作用下，带动从动上辊轮405转动，不断将板材往里送料，经过三个辊子之间时产生均匀的塑性变形，完成板材的辊压成型。

如图4所示，为了解决传统的给辊压成型前，先将辊压板材的展开图下料完成后再辊压成型的工艺的问题，然而在制作辊压材料的展开图前需要计算，展开长度、折弯角度、材料的回弹和变形量等几何参数，计算量较大，由于板材的材质不同，材料的回弹也不同，固定式的从动轮其压力固定，由于材料的回弹是不同的，所以传统的辊压机的成型质量不稳定，有局限性的问题，在所述工作台面2的长度方向安装了切割装置。

所述切断装置5，包括立柱501、第一模组502、第一伺服电机503、过渡板504、直线轨道505、横梁506、第二模组507、第二伺服电机508、激光切割组件509、滑动座510、平板511、移动导轨512、第三伺服电机513、丝杆514、止挡块515、滑动导块516、支板517、中间滑块518、割嘴支架519、下切割支架520、上切割支架521、弧形凹槽522、圆形切割嘴523；其中立柱501竖直安装在工作台面2上面，所述工作台面2上竖直固定安装了两根立柱501，升降组件安装立柱501上面，为了升降的位置可随意的控制，升降组件的驱动机构采用第二伺服电机503控制，所述升降组件包括第一模组502和第二伺服电机503，所述第一模组502固定安装在所述立柱501上面，第二伺服电机503安装在所述第一模组502的端部，过渡板504安装在所述升降组件中的第一模组502上面，直线轨道505的两端安装在过渡板504的上面，所述直线轨道505，包括横梁506、第二模组507和第三伺服电机508，所述横梁506的两端固定安装在所述过渡板504上面，第二模组507固定安装横梁506上面，第三伺服电机508安装在第二模组507的端部，激光切割组件509安装在所述第二模组507的上面。

在进一步实例中，当切断装置5启动时，升降组件能够带动实现激光切割组件509上下升降切割辊压板材，同时直线轨道505可带动着激光切割组件509沿着横梁506的水平方向切割辊压成型的板材，即实现了水平方向和上下方向的切割。

所述滑动座510安装在第二模组507的上面，平板511固定安装在滑动座510的上面，移动导轨512沿着平板511的长度方向固定安装在平板511上面，且所述平板511上面安装了两根移动导轨512，第四伺服电机513安装在所述平板511的端部、并且位于所述两根移动导轨512的中心位置，丝杆514设置在所述第四伺服电机513的转动端，止挡块515固定安装在所述平板511的端部、并且与所述丝杆514的端部转动配合，滑动导块516滑动配合安装在移动导轨512的上面，支板517安装在所述滑动导块516的上面，中间滑块518设置在丝杆514上面、并且中间滑块518的顶部与所述支板517的相连接固定在一起，割嘴支架519安装在所述支板517上面，所述下切割支架520螺纹连接在所述支板517的上面，上切割支架521螺纹连接在所述下切割支架520的顶部。

在进一步实例中，所述下切割支架520的顶部和上切割支架521的底部各设有弧形凹槽522，且所述下切割支架520的弧形凹槽522和上切割支架521的弧形凹槽522，两个弧形凹槽522安装在一起组成一个安装孔，且所述安装孔中设有圆形切割嘴523，当需要更换切割嘴时，只有将上切割支架521的螺钉拧掉即可更换割嘴，能够方便更换切割嘴，便于后期维修。

在进一步实例中，一种用于板材辊弯成型的辊压机的工作方法，包括如下步骤；启动电源；设置才参数，设置辊压材料的长度、辊压点的开始位置、结束位置、弧度以及半径，将参数输入到系统；系统通过计算参数，进行辊压进给量和下压量参数的计算，辊压轴在辊压点进行水平和垂直位移；然后第一下辊轮403和第二下辊轮404由伺服电机进行旋转运动，带动着被辊压板材水平运动；上辊轮405有压紧油缸411的驱动下沿滑动轨道412逐渐向下进给，位移传感器413随时实时记录向下的进给量；被辊压工件的成型区逐渐弯曲成为圆弧直至结束；然后切断装置5到位，将辊压结束的工件切断，形成一个完整的辊压工件；辊压结束。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (7)

1.一种用于板材辊弯成型的辊压机，其特征在于，包括

机架，包括机架本体，设置在机架本体上面的工作台面，固定在工作台面上的支撑架，以及安装在所述支撑架上的辊压成型装置；

切断装置，包括竖立安装在所述工作台面上的立柱，设置在所述立柱上面的升降组件，设置在所述升降组件上面的过渡板，固定安装在所述过渡板上的直线轨道，以及滑动配合安装在所述直线轨道上的、能够在沿着所述直线轨道水平移动的激光切割组件。

2.根据权利要求1所述的一种用于板材辊弯成型的辊压机，其特征在于：所述辊压成型装置，包括安装支撑架两端的第一安装座和第二安装座，两端同时设置在所述第一安装架和第二安装座上的第一下辊轮和第二下辊轮，一端设置在所述第一安装座上面另一端设置在所述第二安装座上面的、并处于所述第一下辊轮和第二下辊轮的居中上方的上辊轮，设置在所述第一下辊轮端部的、并位于所述第一安装座侧面的第一齿轮，安装所述第二下辊轮端部、并与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，与所述第一齿轮啮合的减速齿轮，键配合安装在所述减速齿轮上的、并且底部固定安装在所述支撑架上的减速器，以及底部固定安装在所述支撑架上的、并且转动端与所述减速器连接的第一伺服电机。

3.根据权利要求2所述的一种用于板材辊弯成型的辊压机，其特征在于：所述第一安装座和第二安装座的顶部分别安装压紧油缸，所述压紧油缸的伸缩端设有滑动轨道和位移传感器；

所述滑动轨道竖直固定在所述第一安装座的内侧，以及所述位移传感器一端与所述压紧油缸连接、另一端固定在第一安装座的内侧。

4.根据权利要求2所述的一种用于板材辊弯成型的辊压机，其特征在于：所述支撑架的端部设有L型的固定座，所述固定座的底部固定安装在机架本体的侧面。

5.根据权利要求1所述的一种用于板材辊弯成型的辊压机，其特征在于：所述激光切割组件，包括安装在所述直线轨道上的滑动座，固定安装在所述滑动座上的平板，沿长度方向固定安装在所述平板上面的两根移动导轨，固定安装在所述平板端部的第四伺服电机，设置在所述第四伺服电机转动端的丝杆，固定在所述平板的端部、并与所述丝杆的端部转动配合的止挡块，滑动配合安装在所述移动导轨上面的滑动导块，安装在所述滑动导块上面的支板，设置在所述丝杆上面、并且顶部与所述支板相连接的中间滑块，以及设置在所述支板上面的割嘴支架。

6.根据权利要求5所述的一种用于板材辊弯成型的辊压机，其特征在于：所述切割支架，包括螺纹连接在所述支板上面的下切割支架，螺纹连接在所述下切割支架顶部的上切割支架；

所述下切割支架的顶部和上切割支架的底部各设有弧形凹槽，且所述下切割支架的弧形凹槽和上切割支架的弧形凹槽，两个弧形凹槽安装在一起组成一个安装孔，且所述安装孔中设有圆形切割嘴。

7.一种用于板材辊弯成型的辊压机的工作方法，其特征在于，包括如下步骤；

S1、启动电源；

S2、设置才参数，设置辊压材料的长度、辊压点的开始位置、结束位置、弧度以及半径，将参数输入到系统；

S3、系统通过计算参数，进行辊压进给量和下压量参数的计算，辊压轴在辊压点进行水平和垂直位移；

S4、然后第一下辊轮和第二下辊轮由伺服电机进行旋转运动，带动着被辊压板材水平运动；

S5、上辊轮有压紧油缸的驱动下沿滑动轨道逐渐向下进给，位移传感器随时实时记录向下的进给量；

S6、被辊压工件的成型区逐渐弯曲成为圆弧直至结束；

S7、然后切断装置到位，将辊压结束的工件切断，形成一个完整的辊压工件；

S8、辊压结束。