CN115228986A - 一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备及加工方法。该设备包括安装支架，驱动装置，主动滚筒，调整滚筒，板材限位装置，以及板材弧度调节装置。其中，驱动装置包括驱动轴，安装在安装支架上，主动滚筒的一端连接驱动轴，主动滚筒的另一端可旋转地连接于安装支架；主动滚筒的轴线与待加工的板材的行进方向垂直，主动滚筒的母线被设置为用于与待加工的板材的表面相切；调整滚筒安装在安装支架上，并且平行于主动滚筒，用于夹持待加工的板材的表面；板材限位装置安装在安装支架上，并且被设置为用于与待加工的板材的端面压接；板材弧度调节装置安装在安装支架上，并且位于主动滚筒和调整滚筒的待加工的板材的行进方向的下游位置。

Description

一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备及加工方法

技术领域

本发明涉及一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备，同时还涉及一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工方法，属于机加工技术领域。

背景技术

现有技术中的滚圆机一般采用三个平行设置的辊，如图4所示，使两个下辊在减速机作用下进行转动，给卷制板材提供动力。板材通过三辊之间，利用上辊下压力和下辊的挤压，使金属板连续弯曲，产生永久性连续变形，卷制成需要的圆筒或者圆筒的一部分。

在专利号为ZL 201610399682.7的中国发明专利中，公开了一种滚圆加工设备及滚圆加工方法，包括主动成型辊、从动成型辊以及辅助成型辊；成型时，主动成型辊与从动成型辊夹持工件，辅助成型辊设置于主动成型辊的至少一侧，并移动配合主动成型辊对工件成型；其中主动成型辊由两组主动辊以及一组第一自由辊组成，主动辊分别设置于第一自由辊的两端；两组主动辊分别通过传动机构与驱动器连接，第一自由辊沿轴线自由转动。该设备通过控制主动辊的转速就能够轻松的改变片材卷曲成型的锥度，易于控制和修改，能够成型任意锥度的锥筒和圆筒，实现不同锥度以及圆筒的产品的生产。

另外，在专利号为ZL 201922365282.6的中国实用新型中，公开了一种滚圆机，包括工作台，工作台的台面上设有滚圆机构，滚圆机构包括驱动辊组、调节辊组，驱动辊组包括驱动辊组支架，驱动辊组支架的上设有主动辊、从动辊，主动辊与从动辊间夹设有加工件，主动辊、从动辊与加工件间形成压紧摩擦连接，调节辊组包括调节辊A、调节辊B，调节辊A包括设在驱动辊组支架一侧的调节辊A支架，调节辊A支架上设有辊A，调节辊B包括设在驱动辊组支架另一侧的调节辊B支架，调节辊B支架上设有辊B，加工件的一端压紧搭设在辊A上，加工件的另一端压紧搭设在辊B上。该滚圆机采用基于三点成圆原理的滚圆机构自动进行滚圆加工，具有产品质量稳定，自动化的特点。

但是，现有滚圆机中的滚筒大多为横向放置，导致卷曲材料的厚度、直径的大小受设备中三个辊的尺寸的限制；而且卷圆机卷板时对原材料没有限位装置，卷圆时会左右偏摆；在卷圆成型后不容易将两端口焊接成完整的圆筒体，因为完整的圆筒体不易取出。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备，包括安装支架，驱动装置，主动滚筒，调整滚筒，板材限位装置，以及板材弧度调节装置，

其中，所述驱动装置包括驱动轴，安装在所述安装支架上，所述主动滚筒的一端连接所述驱动轴，所述主动滚筒的另一端可旋转地连接于所述安装支架；

所述主动滚筒的轴线与待加工的板材的行进方向垂直，所述主动滚筒的母线被设置为用于与待加工的板材的表面相切；

所述调整滚筒安装在所述安装支架上，并且平行于所述主动滚筒，用于夹持所述待加工的板材的表面；

所述板材限位装置安装在所述安装支架上，并且被设置为用于与所述待加工的板材的端面压接；

所述板材弧度调节装置安装在所述安装支架上，并且位于所述主动滚筒和所述调整滚筒的待加工的板材的行进方向的下游位置。

其中较优地，所述调整滚筒包括上下连接在一起的轴部和加工部，所述轴部以可拆装方式安装在所述安装支架上，通过调整所述轴部在所述安装支架上的位置，也就可以调整所述加工部与所述主动滚筒之间的相对位置。

其中较优地，所述加工部在所述轴部下方，直径大于所述轴部，并且，所述加工部的母线与所述主动滚筒的母线平行并间隔预设间隙，用于将待加工的板材夹持在两者之间。

其中较优地，所述板材限位装置包括第一压辊，第二压辊以及第三压辊，所述第一压辊，所述第二压辊，所述第三压辊均以可相对旋转的方式安装在所述安装支架上，其中，所述第一压辊位于所述主动滚筒的沿待加工的板材行进方向的上游位置；所述第二压辊位于所述第一压辊和所述第三压辊之间；所述第三压辊位于所述主动滚筒的沿待加工的板材行进方向的下游位置。

其中较优地，所述第一压辊、所述第二压辊以及所述第三压辊具有相同直径，并且其旋转轴位于同一平面。

其中较优地，所述第一压辊，所述第二压辊以及所述第三压辊的母线所在平面与所述待加工的板材的端面平行。

其中较优地，所述板材弧度调节装置包括从动滚筒、导向杆及导向轮、拉簧，所述从动滚筒可旋转连接于所述安装支架上，并且其轴线与所述主动滚筒和所述调整滚筒的轴线均平行；并且，所述从动滚筒不仅自转，而且以主动滚筒驱动轴为轴心摆动；

所述导向杆及导向轮一端连接于所述安装支架，另一端挂接于所述拉簧一端；

所述拉簧另一端挂接于所述从动滚筒，以牵引所述从动滚筒轴心围绕所述主动滚筒轴心移动。

其中较优地，所述从动滚筒位于所述主动滚筒的下游方向，所述从动滚筒的母线与所述待加工的板材的表面相切。

其中较优地，所述从动滚筒和所述主动滚筒位于所述待加工的板材的同一侧；所述调整滚筒位于所述待加工的板材的相对的一侧。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工方法，采用上述的面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备对薄板类大直径板材进行加工。

与现有技术相比较，本发明所提供的面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备及加工方法，具有以下的技术特点：

1)因为待加工的板材是竖直方向(即，宽度方向为竖起方向)进入，所以在长度方向上不受限，所以适于任何长度的板材；

2)因为调整滚筒与主动滚筒的间隙可调整，所以适于各种厚度的板材；

3)因为从动滚筒的位置是根据待加工的板材的半径来调整的，所以可以适于各种半径的圆筒或各种弧度的曲面；

4)利用第一压辊、第二压辊、第三压辊保持待加工的板材平稳行进，不发生扭转，从而使滚圆板材生成的圆筒，其端面水平；

5)待加工的板材的两端，可以焊接，以形成完整的圆筒；

6)可以进行二次滚圆，结构紧凑、成本较低。

附图说明

图1为本发明所提供的面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备的结构示意图；

图2为本发明所提供的面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备的局部立体图；

图3为本发明所提供的面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备的工作原理示意图；

图4为现有技术中，滚圆机的立体结构示意图。

附图标记说明：1、电机；3、安装支架；5、驱动轴；7、主动滚筒；9、从动滚筒；11、调整滚筒；13、加工部；15、轴部；17、第一压辊；19、第二压辊；21、第三压辊；23、调节螺钉1、2；25、导向杆及导向轮；27、拉簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

结合图1和图2所示，本发明首先公开了一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备，其至少包括安装支架3，驱动装置，主动滚筒7，调整滚筒11，板材限位装置，以及板材弧度调节装置。

在本发明的一个实施例中，驱动装置安装在安装支架3上，包括电机1和驱动轴5。电机1驱动上述驱动轴5旋转，进而带动主动滚筒7进行旋转。但这并不构成对本发明的限制，也可以是其他使驱动轴5旋转的动力装置。

主动滚筒7连接在驱动轴5上，以跟随驱动轴5进行转动。并且，主动滚筒7的轴线与待加工的板材的行进方向垂直，并且与待加工的板材的表面相平行。而且，主动滚筒7的母线与待加工的板材的表面相切(如图1所示)。

图2中的箭头所指方向为待加工的板材的行进方向，表示从行进方向的上游指向下游。待加工的板材的表面是指板材平展开时的表面，也是板材平展开的宽度方向的平面，在图2中为箭头所在表面。

如图2所示，调整滚筒11包括轴部15采用可旋转方式连接在加工部13的上方，轴部15以可拆装方式安装在安装支架3上。在本发明的一个实施例中，是以螺栓连接方式将轴部15安装到安装支架3上。因此，通过螺栓就可以调整轴部15在安装支架3上的位置，也就可以调整加工部13与主动滚筒7之间的相对位置，以适于加工不同厚度的板材。

加工部13旋转连接在轴部15下方，其直径大于轴部15。并且，加工部13的母线与主动滚筒7的母线平行并间隔预设间隙，用于将待加工的板材夹持在两者之间(如图2所示)。

通过更换不同直径的加工部13，也可以增加或减少预设间隙尺寸为待加工的板材厚度。

板材限位装置包括第一压辊17，第二压辊19，第三压辊21。第一压辊17，第二压辊19，第三压辊21均可相对旋转的方式安装在安装支架3上。在本发明的一个实施例中，通过轴承连接于安装支架3。其中，第一压辊17位于图中最右侧(即，待加工的板材行进方向的上游位置)；第二压辊19位于第二压辊17和第三压辊21之间；第三压辊17位于图中最左侧(即，待加工的板材行进方向的下游位置)。具体而言，在本发明的一个实施例中，这三个压辊具有相同直径，并且其旋转轴位于同一平面，所以加工面也位于同一水平面，并且该加工面与待加工的板材的端面平行。前述“加工面”是指第一压辊17，第二压辊19，第三压辊21的母线所在平面。待加工的板材的端面，是指待加工的板材的厚度方向的细长的平面。本领域技术人员可以理解，只需要保证第一压辊17，第二压辊19，第三压辊21的母线所在平面与待加工的板材的端面平行即可，并不限制为三者具有相同规格。

在本发明的一个实施例中，板材弧度调节装置包括从动滚筒9，导向杆及导向轮25，拉簧27。

从动滚筒9旋转连接于安装支架3，并且其轴线与主动滚筒和调整滚筒的轴线均平行。从动滚筒9位于主动滚筒7的下游方向，也可以位于主动滚筒7的上游方向。从动滚筒9的母线与待加工的板材的表面相切，以对待加工的板材施加作用力。从动滚筒9的轴心以主动滚筒7的轴心为圆心旋转，以调整待加工的板材的弧度。从动滚筒和主动滚筒位于待加工的板材的同一侧；调整滚筒位于待加工的板材的相对的一侧。

导向杆及导向轮25一端与安装支架3固定连接，另一端采用螺纹连接在拉簧27上，拉簧27挂接在从动滚筒9上，拉簧27通过螺纹行程的不同，导致张紧力度不同，从而可以调节从动滚筒9朝向调整滚筒11的位移距离。

下面，介绍本发明所提供的面向薄板类大直径板材的滚圆加工方法。该滚圆加工方法利用前述面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备，可以对各种规格的板材进行滚圆加工。

在初始状态时，通过调节调整滚筒11上的调节螺钉23，在调整滚筒11和主动滚筒7之间的预留出合适的间隙，使其为待加工的板材厚度。

如图3所示，根据待加工的板材所需的加工半径(分别对应图中的弧度α或β)，调整从动滚筒9的位置。图3中，主动滚筒7的轴心O1与调整滚筒11的轴心O2在一条直线(圆心线)上，并且该直线固定不变。从动滚筒9的轴心可以调整，使其绕主动滚筒7的轴心O1旋转，但其调整幅度有限定范围，确定限定范围的方法是：主动滚筒7的切线E，与连接轴心O1与O2之间的直线垂直相交，从动滚筒9的切线F如图3所示，与主动滚筒7的切线E相交，由此确定一个相交角为γ，γ为﹥0°且﹤180°之间的任一数值，如图3中圆A所示，γ即为从动滚筒9轴心绕着主动滚筒7轴心旋转的调整角度范围。

待加工的板材的半径决定了加工弧度α或β。待加工的板材的圆心O3和O4均位于前述圆心线上。图3中，圆心O3或O4对应的圆B和圆C，分别示意性表示待加工的板材的成型的形状。

根据待加工的板材的半径，在圆心线上从调整滚筒11和主动滚筒7之间的切点开始，确定圆心O3或O4所在位置。然后基于圆心O3或O4，以半径确定圆B和圆C，找到与圆A的交点。

通过导向杆及导向轮25通过拉簧27拉动，使从动滚筒9的轴心移动到达前述交点位置。如图3所示，需要加工圆B所示的板材时，将从动滚筒9调整到实线所示位置；需要加工圆C所示的板材时，将从动滚筒9调整到虚线所示位置。

之后，进入工作状态。开启电机1，以待加工的板材的表面与主动滚筒7和调整滚筒11平行的状态，将待加工的板材送入到主动滚筒7和调整滚筒11之间。

即，在图2中，从右向左朝着主动滚筒7和调整滚筒11之间的间隙插入。当待加工的板材行进时，其端面被第一压辊17、第二压辊19限制抖动，使得待加工的板材平稳行进。

继而，待加工的板材进入主动滚筒7与调整滚筒11之间。电机1带动主动滚筒7及被带动相向转动的调整滚筒11挤压待加工的板材。待加工的板材继续向下游前进，被夹在从动滚筒9和调整滚筒11之间。由于从动滚筒9已经被调整到交点位置，待加工的板材受到从动滚筒9的挤压，向调整滚筒11方向弯曲变形，从而在运动中形适当的弧度。同时，第三压辊21对待加工的板材施加向下的压力，以保持待加工的板材的平稳前进。

经过滚圆后，待加工的板材可以绕成圆筒，其母线与主动滚筒7、调整滚筒11及从动滚筒9的轴线平行，而且圆筒端面水平，两端可焊接，形成完整的圆筒。将调整滚筒11向上提拉，调节螺钉23就可以脱离限位槽，调整滚筒11即脱离设备，然后可以取出滚好的圆筒。更优的是，还可以进行二次滚圆，提高加工精度。

因此，本发明所提供的面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备及加工方法，具有以下的技术特点：

1)因为待加工的板材是竖直方向(即，宽度方向为竖起方向)进入，所以在长度方向上不受限，所以适于任何长度的板材；

2)因为调整滚筒与主动滚筒的间隙可调整，所以适于各种厚度的板材；

3)因为从动滚筒的位置是根据待加工的板材的半径来调整的，所以可以适于各种半径的圆筒或各种弧度的曲面；

4)利用第一压辊、第二压辊、第三压辊保持待加工的板材平稳行进，不发生扭转，从而使滚圆板材生成的圆筒，其端面保持水平；

5)待加工的板材的两端，可以焊接，以形成完整的圆筒。

上面对本发明所提供的面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备及加工方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备，其特征在于包括安装支架，驱动装置，主动滚筒，调整滚筒，板材限位装置，以及板材弧度调节装置；

所述驱动装置包括驱动轴，安装在所述安装支架上，所述主动滚筒连接所述驱动轴，并且所述主动滚筒的轴线与待加工的板材的行进方向垂直，所述主动滚筒的母线被设置为用于与待加工的板材的表面相切；

所述调整滚筒安装在所述安装支架上，并且平行于所述主动滚筒，用于与所述主动滚筒共同夹持所述待加工的板材；

所述板材限位装置安装在所述安装支架上，并且被设置为用于与所述待加工的板材的端面压接；

所述板材弧度调节装置安装在所述安装支架上，并且位于所述主动滚筒和所述调整滚筒的待加工的板材的行进方向的下游位置，用于抵住所述待加工的板材中靠近所述主动滚筒的表面，使得所述待加工的板材向所述调整滚筒方向弯曲。

2.如权利要求1所述的滚圆加工设备，其特征在于：

所述调整滚筒包括上下连接在一起的轴部和加工部，通过调整所述轴部在所述安装支架上的位置，以调整所述加工部与所述主动滚筒之间的相对位置。

3.如权利要求2所述的滚圆加工设备，其特征在于：

所述加工部在所述轴部下方，直径大于所述轴部；并且，所述加工部的母线与所述主动滚筒的母线平行并间隔预设间隙，用于将所述待加工的板材夹持在两者之间。

4.如权利要求1所述的滚圆加工设备，其特征在于：

所述板材限位装置包括第一压辊以及第三压辊，所述第一压辊，所述第三压辊均以可相对旋转的方式安装在所述安装支架上，其中，所述第一压辊位于所述主动滚筒的沿待加工的板材行进方向的上游位置；所述第三压辊位于所述主动滚筒的沿待加工的板材行进方向的下游位置。

5.如权利要求4所述的滚圆加工设备，其特征在于：

所述第一压辊，所述第二压辊以及所述第三压辊具有相同直径，并且其旋转轴位于同一平面。

6.如权利要求4所述的滚圆加工设备，其特征在于还包括位于所述第一压辊和所述第三压辊之间的所述第二压辊；所述第一压辊，所述第二压辊以及所述第三压辊的母线所在平面与所述待加工的板材的端面平行。

7.如权利要求1所述的滚圆加工设备，其特征在于：

所述板材弧度调节装置包括从动滚筒，所述从动滚筒可旋转连接于所述安装支架上，并且其轴线与所述主动滚筒和所述调整滚筒的轴线均平行；并且，所述从动滚筒不仅自转，而且以主动滚筒驱动轴为轴心摆动。

8.如权利要求7所述的滚圆加工设备，其特征在于：

所述从动滚筒位于所述主动滚筒的下游方向，所述从动滚筒的母线与所述待加工的板材的表面相切。

9.如权利要求7所述的滚圆加工设备，其特征在于：

所述从动滚筒和所述主动滚筒位于所述待加工的板材的同一侧；所述调整滚筒位于所述待加工的板材的相对的一侧。

10.一种面向薄板类大直径板材的滚圆加工方法，其特征在于采用权利要求1～9中任意一项所述面向薄板类大直径板材的滚圆加工设备对薄板类大直径板材进行加工。

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