CN113941625A - 一种特殊的变截面辊弯成形装置及成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特殊的变截面辊弯成形装置及成形方法，属于辊弯成形技术领域，用于解决变宽度、变高度、变截面型材的问题。开卷机开卷之后由板带矫平机进行矫平，沿导向装置经配合特殊辊的特殊变截面辊弯成形辊组对型材逐道次进行辊弯成形，生产出的型材再按照设定的长度经切断装置行裁剪，经出料台堆垛出最终几何形状断面的型材。本发明能够实现在同一套辊弯成形辊组下无需每次更换轧辊即可生产出不同宽度、不同深度的变截面辊弯成形型材的方法，且辊弯成型装置简单，可生产出帽形件、U形件等不同，生产效率高，便于大批量、长时间生产。

Description

一种特殊的变截面辊弯成形装置及成形方法

技术领域

本发明涉及一种特殊的变截面辊弯成形装置及成形方法，属于辊弯成形技术领域。

背景技术

辊弯成形是生产板材的重要工艺，室温下使金属卷材、板料等经过多道次依次安装的轧辊，将板料逐渐横向弯曲成形为一定几何形状断面的型材。

近年来对辊弯成型装置的研究越来越多，然而在成型装置及方法中存在一些固有缺陷，辊弯装置中一套成形辊组只能生产出一种横截面形状的型材，无法使用一套辊弯成形辊组生产出多种变宽度、变深度的型材，且新型的变截面辊弯成型设备价格昂贵、操作复杂、生产精度低等缺陷，无法适应大规模、长时间生产变截面板材的情况。

专利号为CN201220223114.9中国实用新型专利公开的金属板件拉伸压弯模具，虽然能将金属板件平整地压弯成固定弧度的金属板件拉伸压弯模具，但由于上辊与下辊分别控制上下调节与左右调节，操作复杂、生产精度低，无法适用大批量、长时间生产，且无法根据板材的长度生产出帽形件、U形件等不同辊弯成型产品。

专利号为CN202020137145.7中国实用新型专利公开的一种多功能卷圆机，虽然能卷曲钢板和钢管，但无法解决在同一套辊弯成形辊组下无需每次更换轧辊，便可生产出不同宽度、不同深度的变截面辊弯成形型材的技术问题。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供了一种特殊的变截面辊弯成形装置及成形方法，同时，本装置结构简单、制造成本低、易于大批量生产，可满足变截面辊弯型材的生产要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种特殊的变截面辊弯成形装置及成形方法，由开卷机、板带矫平机、导向装置、特殊变截面辊弯成形辊组、切断装置、出料台组成，其特征在于，板材先由开卷机开卷之后由板带矫平机进行矫平，调整其卷材的平整度使其成为符合标准的板状型材，随后沿导向装置经特殊变截面辊弯成形辊组对型材逐道次进行辊弯成形，生产出的所需的型材，再按照设定的长度经切断装置行裁剪，经出料台堆垛出最终一定几何形状断面的型材。

进一步地，所述特殊变截面辊弯成形辊组中包含若干道次的轧辊，每组单元轧辊在上可变辊、下成形辊及上下驱动机构配合下将板材进行辊弯成形。

进一步地，所述上可变辊由特殊辊及左右两边的上第一辅助辊、上第二辅助辊组成，下成形辊由普通辊及左右的下第一辅助辊、下第二辅助辊组成。

进一步地，所述上可变辊与下成形辊符合处处相配模式，其中上第一辅助辊与下第一辅助辊在深度、宽度上相适配，特殊辊与普通辊在深度、宽度上相适配，上第二辅助辊与下第二辅助辊在深度、宽度上相适配。

进一步地，所述特殊辊由第一齿轮、第一齿轮轴、连接轴、第二齿轮、第二齿轮轴、连杆、变径齿轮槽、摇杆组成，内为一种旋转连杆运动机构。

进一步的，所述特殊辊中第一齿轮轴固定第一齿轮，摇杆通过第一齿轮轴连接第一齿轮，且摇杆通过第一齿轮轴控制第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮轴固定第二齿轮，连接轴在第二齿轮的变径齿轮槽上往复运动，变径齿轮槽关于第二齿轮中心对称，连杆通过连接轴与第二齿轮连接，当摇杆带动第一齿轮转动时，动力传递到第二齿轮上，且在变径齿轮槽上连接轴做往复运动，进而带动连杆使特殊辊的收缩与扩张，当齿轮顺时针转动时连接轴在变径槽内向里运动，整个特殊辊向里收缩半径变小，逆时针转动时连接轴在变径槽内向外运动整个特殊辊向外扩张半径变大，以达到控制此特殊辊的半径，无需每次更换轧辊，便可满足同一套辊弯成形辊组下生产出不同宽度、不同深度的变截面辊弯成形型材的技术问题。

进一步的，所述特殊变截面成形辊组中的每个轧辊截面形状都是随角度变化的，成形角度是指上第一辅助辊或上第二辅助辊与特殊辊之间的夹角，亦是下第一辅助辊或下第二辅助辊与普通辊之间的夹角。

进一步地，所述特殊变截面辊弯成形辊组中轧辊组数不定，需按照板材的类型及复杂程度进行选择，且随着特殊变截面辊弯成形辊组中轧辊的相互配合转动，被导入的板材应与轧辊紧密贴合，保证精度，最终生产出所需的变截面、大规模的轧辊。

一种特殊的变截面辊弯成形成形方法成形方法，基于上述一种特殊的变截面辊弯成形装置，具体包括以下步骤：

(1)按照板材成形方向依次放置开卷机、板带矫平机、导向装置、特殊变截面辊弯成形辊组、切断装置、出料台，其中上可变辊与下成形辊之间的间隙为板材厚度t；

(2)板材先由开卷机开卷之后经板带矫平机进行矫平为符合标准的板状型材，随后沿导向装置进入特殊变截面辊弯成形辊组处，按照板材的类型及复杂程度确定特殊变截面辊弯成形辊组n；

(3)生产不同宽度b、不同深度h的帽形件时，特殊辊结构进行工作，当摇杆通过第一齿轮轴连接第一齿轮，带动第一齿轮转动时，第一齿轮与第二齿轮相啮合，动力传递到第二齿轮上，第二齿轮轴固定第二齿轮，连接轴在第二齿轮的变径齿轮槽上往复运动，连杆通过连接轴与第二齿轮连接，进而带动连杆使特殊辊的收缩与扩张，当齿轮顺时针转动时连接轴在变径齿轮槽内向里运动，整个特殊辊向里收缩半径变小，此时板材的宽度减少，深度h增加；逆时针转动时连接轴在变径齿轮槽内向外运动，整个特殊辊向外扩张半径变大，此时板材的宽度b增大，深度h减少，此过程中上可变辊与下成形辊均一一对应，相互配合，实现变宽度、变深度、变截面的辊弯成形过程；

(4)帽形件经切断成形后金属型材的切断装置，运送板材到出料台，最终生产出所需的变截面、大规模的所需板材。

本发明与现有辊弯成形技术相比，具有以下突出优点和效果：

(1)无需每次更换轧辊，在同一套辊弯成形辊组下即可生产出不同宽度、不同深度的变截面辊弯成形型材；

(2)辊弯成型装置简单，设备价格低，生产效率高，便于大批量、长时间生产；

(3)根据板材的长度，可生产出帽形件、U形件等不同辊弯成型产品，且精确度高，产品质量便于控制。

附图说明

图1为本发明所提供的一种特殊变截面辊弯成形装置的整体示意图；

图2为本发明某道次的上可变辊与下成形辊的正三轴测图；

图3为本发明的某道次的特殊变截面辊弯成形辊组结构图；

图4为本发明的特殊辊结构图；

图5为本发明的某道次的特殊变截面辊弯成形辊组左视图；

图6为成形得到的不同深度、不同宽度的帽形件示意图；

图中，1、开卷机，2、板带矫平机，3、导向装置，4、特殊变截面辊弯成形辊组，5、切断装置，6、出料台，7、板材，41、上可变辊，42、下成形辊，411、上第一辅助辊，412、特殊辊，413、上第二辅助辊，421、下第一辅助辊，422、普通辊，423、下第二辅助辊，4121、第一齿轮，4122、第一齿轮轴，4123、连接轴，4124、第二齿轮，4125、第二齿轮轴，4126、把手，4127、连杆，4128、变径齿轮槽，4129、摇杆，4221、下驱动机构。

具体实施方式

需要注意的是，在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”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，只是为了便于叙述本发明各部件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件，不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

本发明提供一种特殊的变截面辊弯成形装置，相比较传统的辊弯成形装置，可改变板材腹板及翼缘的距离，在实际生产中，无需每次更换轧辊，即可生产出不同宽度、不同深度的变截面辊弯成形型材，且装置简单、操作方便，成形板材的精度质量较高。

如图1所示，本发明所提供的装置包括用于打开金属卷的开卷机(1)，金属板带(2)，支撑整个成形机的辊弯成形机架(5)，安装在辊弯成形机架前的导向装置(3)、板带导向装置(4)、变截面辊弯成形辊组(6)、型材导向装置(7)，用于切断成形后金属型材的切断装置(8)，运送板材的出料台(9)。

本发明所提供的装置由打开金属卷的开卷机(1)、板带矫平机(2)、安装在辊弯成形机架前的导向装置(3)、特殊变截面辊弯成形辊组(4)、用于切断成形后金属型材的切断装置(5)、运送板材的出料台(6)、板材(7)组成。

实际生产中，板材(7)先由开卷机(1)开卷之后由板带矫平机(2)进行矫平，调整其卷材的平整度使其成为符合标准的板状型材，随后沿导向装置(3)经特殊变截面辊弯成形辊组(4)对板材(7)逐道次进行辊弯成形，最终生产出的所需的型材，再按照设定的长度经切断装置(5)进行裁剪，经出料台(6)堆垛出最终一定几何形状断面的型材。

如图2-4所示，每组单元轧辊在上可变辊(41)与下成形辊(42)配合下将板材(7)进行辊弯成形，上可变辊(41)与下成形辊(42)之间的间隙即为板厚t；上可变辊(41)由特殊辊(412)及左右两边的上第一辅助辊(411)、上第二辅助辊(412)组成，下成形辊(42)由普通辊(422)及左右的下第一辅助辊(421)、下第二辅助辊(423)组成；上第一辅助辊(411)与下第一辅助辊(421)在深度h、宽度b上相适配，特殊辊(412)与普通辊(422)在深度h、宽度b上相适配，上第二辅助辊(413)与下第二辅助辊(423)在深度h、宽度b上相适配；特殊辊由第一齿轮(4121)、第一齿轮轴(4122)、连接轴(4123)、第二齿轮(4124)、第二齿轮轴(4125)、连杆(4127)、变径齿轮槽(4128)、摇杆(4129)组成。

特殊变截面成形辊组中的每个轧辊截面形状都是随角度变化的，轧辊单元从前向后成形角度依次增加，成形角度是上第一辅助辊(411)或上第二辅助辊(413)与特殊辊(412)之间的夹角，亦是下第一辅助辊(421)或下第二辅助辊(423)与普通辊(422)之间的夹角，特殊变截面辊弯成形辊组(4)中轧辊组数不定，需按照板材(7)的类型及复杂程度进行选择。

一种特殊的变截面辊弯成形成形方法成形方法，基于上述一种特殊的变截面辊弯成形装置，具体包括以下步骤：

步骤1，按照板材成形方向依次放置开卷机(1)、板带矫平机(2)、导向装置(3)、特殊变截面辊弯成形辊组(4)、切断装置(5)、出料台(6)，其中上可变辊(41)与下成形辊(42)之间的间隙为板材厚度t；

步骤2，板材先由开卷机(1)开卷之后经板带矫平机(2)进行矫平为符合标准的板状型材，随后沿导向装置(3)进入特殊变截面辊弯成形辊组(4)处，按照板材的类型及复杂程度确定特殊变截面辊弯成形辊组n，例如采用帽形件，n为9时，即进行九道次的辊弯成形，轧辊成形单元的成形角度按增量10°来进行；

步骤3，如图6所示，生产不同宽度b、不同深度h的帽形件时，特殊辊(412)结构进行工作，当摇杆(4129)通过第一齿轮轴(4122)连接第一齿轮(4121)，带动第一齿轮(4121)转动时，第一齿轮(4121)与第二齿轮(4124)相啮合，动力传递到第二齿轮(4124)上，第二齿轮轴(4125)固定第二齿轮(4124)，连接轴(4123)在第二齿轮(4124)的变径齿轮槽上往复运动，连杆(4127)通过连接轴(4123)与第二齿轮(4124)连接，进而带动连杆(4127)使特殊辊(412)的收缩与扩张，当齿轮顺时针转动时连接轴(4123)在变径齿轮槽(4128)内向里运动，整个特殊辊(412)向里收缩半径变小，此时板材的宽度减少，深度h增加；逆时针转动时连接轴(4123)在变径齿轮槽(4128)内向外运动，整个特殊辊(412)向外扩张半径变大，此时板材的宽度b增大，深度h减少，此过程中上可变辊(41)与下成形辊(42)均一一对应，相互配合，实现变宽度、变深度、变截面的辊弯成形过程；

步骤4，成形角度为90°的帽形件经切断成形后金属型材的切断装置(5)，运送板材到出料台(6)，最终生产出所需的变截面、大规模的所需板材。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种特殊的变截面辊弯成形装置及成形方法，其特征在于：由开卷机、板带矫平机、导向装置、特殊变截面辊弯成形辊组、切断装置、出料台组成，特殊变截面辊弯成形辊组中包含若干上可变辊与下成形辊组成的轧辊，特殊辊由第一齿轮、第一齿轮轴、连接轴、第二齿轮、第二齿轮轴、连杆、变径齿轮槽、摇杆组成，所述板材先由开卷机开卷之后由板带矫平机进行矫平，随后沿导向装置经特殊变截面辊弯成形辊组对板材逐道次进行辊弯成形，再按照设定的长度经切断装置进行裁剪，经出料台堆垛出最终一定几何形状断面的型材。

2.权利要求1所述的一种特殊的柔性变截面辊弯成形装置及成形方法，其特征在于：上可变辊与下成形辊之间的间隙即为板厚t，上可变辊与下成形辊在宽度、深度上符合处处相配模式，上可变辊由特殊辊及左右两边的上第一辅助辊、上第二辅助辊组成，下成形辊由普通辊及左右的下第一辅助辊、下第二辅助辊组成。

3.权利要求1所述的一种特殊的柔性变截面辊弯成形装置及成形方法，其特征在于：特殊辊中第一齿轮轴固定第一齿轮，摇杆通过第一齿轮轴连接第一齿轮，摇杆通过第一齿轮轴控制第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮相啮合，第二齿轮轴固定第二齿轮，连接轴在第二齿轮的变径齿轮槽上往复运动，变径齿轮槽关于第二齿轮中心对称，连杆通过连接轴与第二齿轮连接。

4.权利要求1所述的一种特殊的柔性变截面辊弯成形装置及成形方法，其特征在于：当摇杆带动第一齿轮转动时，动力传递到第二齿轮上，且在变径齿轮槽上连接轴做往复运动，进而带动连杆使特殊辊的收缩与扩张，当齿轮顺时针转动时连接轴在变径槽内向里运动，整个特殊辊向里收缩半径变小，逆时针转动时连接轴在变径槽内向外运动整个特殊辊向外扩张半径变大，以达到控制此特殊辊的半径。

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