CN115228987A - 一种锥异形管材成型设备及成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锥异形管材成型设备，包括原材料初步加工装置和型装置，原材料初步加工装置用以将矩形的原材料板材加工为梯形；设一直线方向为x向，水平面上与该x向垂直的方向为y向，所述成型装置包括沿x向依次设置的数组一次轧辊组、数组二次轧辊组和数组三次轧辊组，所述一次轧辊组、二次轧辊组和三次轧辊组用以将梯形原材料两侧逐步辊压使其折弯，所述一次轧辊组、二次轧辊组和三次轧辊组均包括成型辊组和水平驱动装置，该水平驱动装置用以带动成型辊组沿y向移动。本发明公开了一种锥异形管材成型方法，利用锥异形管材成型设备，实现了对锥异形管材的自动化生产，提高了锥异形管材的产出效率，且保证了锥异形管材的产出质量。
Description
技术领域
本发明属于灯杆型材制造技术领域，具体涉及一种锥异形管材成型设备及成型方法。
背景技术
灯杆通常采用成卷的金属卷材，经折弯成型、焊接然后锯断形成不同长度的灯杆。随着社会的发展，灯杆的形状也随之出现了多样性，其中，锥状的灯杆逐渐进入到公众视野中，然而现有的灯杆成型设备难以满足对锥状灯杆型材的制造需求，如何通过自动化设备折弯成型锥状的灯杆型材，实现锥状灯杆型材的工业化加工制造，是现有技术中存在的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种锥异形管材成型设备及成型方法，实现了对锥异形管材的工业化加工生产，提高了锥异形管材生产效率。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：
一种锥异形管材成型设备，包括：
原材料初步加工装置，用以将矩形的原材料板材加工为梯形；
成型装置，设一直线方向为x向，水平面上与该x向垂直的方向为y向，所述成型装置包括沿x向依次设置的数组一次轧辊组、数组二次轧辊组和数组三次轧辊组，所述一次轧辊组、二次轧辊组和三次轧辊组用以将梯形原材料两侧逐步辊压使其折弯，所述一次轧辊组、二次轧辊组和三次轧辊组均包括成型辊组和水平驱动装置，该水平驱动装置用以带动成型辊组沿y向移动。
所述成型辊组包括上下分布设置的上辊组和下辊组，所述上辊组包括上转动轴和分别配置于上转动轴两侧的一对上压辊，所述下辊组包括下转动轴和分别配置于下转动轴两侧的一对下压辊，所述上压辊和下压辊分别一一对应，且上压辊和下压辊之间形成折弯辊压面；
所述上压辊滑动套接于上转动轴，所述下压辊滑动套接于下转动轴，所述上转动轴和下转动轴均沿y向设置，所述上转动轴和下转动轴沿其轴向均配置有驱动齿条，所述上压辊和下压辊分别配置有与驱动齿条相匹配的驱动通槽，所述驱动齿条滑动配置于驱动通槽内，所述水平驱动装置带动上压辊和下压辊同时沿其轴向向内或向外移动。
所述水平驱动装置包括驱动组件和一对丝杆组件；所述丝杆组件包括沿y向平行设置的丝杆和导杆，所述丝杆左右两侧分别配置有正旋螺纹和反旋螺纹，且丝杆左右两侧分别套设有与其对应的丝杆螺母，该丝杆螺母配置有连杆，该连杆远离丝杆螺母的一端配置有滑块，所述上压辊和下压辊均配置有与滑块相匹配环槽，所述滑块滑动配置于其相邻环槽内，所述导杆滑动套设有套环，该套环与连杆连接，所述驱动组件用以驱动该对丝杆转动。
所述驱动组件包括驱动电机和传动件，所述传动件包括传动杆、一对第一锥形齿轮和一对第二锥形齿轮，所述传动杆的两端分别配置第一锥形齿轮，两个丝杆的同一端分别配置有第二锥形齿轮，所述第一锥形齿轮与第二锥形齿轮对应啮合，所述驱动电机的驱动端与其中一丝杆的端部连接。
所述成型装置还包括安装槽辊压单元，该安装槽辊压单元用以辊压成型条状安装槽，该安装槽辊压单元包括数组安装槽初成型压辊组和数组安装槽终成型压辊组，
安装槽初成型压辊组包括上下分布设置的上安装槽压辊和下安装槽压辊，所述下安装槽压辊沿其周向配置有凹模，该上安装槽压辊沿其周向设置有与凹模相匹配的第一凸模，
所述安装槽终成型压辊组包括上成型压辊和一对下成型压辊，所述上成型压辊配置有第二凸模，该对所述下成型压辊水平配置于下成型压辊下侧，且该对下成型压辊对称位于该第二凸模的左右两侧，所述下成型压辊的轮面为燕尾槽内壁曲面相同的曲状压面。
所述原材料初步加工装置包括沿x方向依次设置的：
放料架，用以放置原材料卷材；
送料平料机，用以对卷材压平并沿x向输送；
斜剪机，用以将压平的卷材两侧边斜切，形成梯形状；以及
切断机，用以将梯形原材料切割为标准长度。
包括二次成型装置，二次成型装置包括焊接设备、打磨抛光设备和成型切断机。
一种锥异形管材成型方法，包括所述的一种锥异形管材成型设备，其成型方法包括以下步骤：
S1.原材料加工剪裁：将条状的矩形钢板切割为梯形钢板；
S2.锥异形管材毛坯轧制：梯形钢板沿x向依次通过一次轧辊组、二次轧辊组和三次轧辊组轧制，同时水平驱动装置带动一次轧辊组、二次轧辊组和三次轧辊组同步沿y向运动，梯形钢板两侧逐步辊压后弯折，形成“U”形截面锥管毛坯型材；
S3.锥异形管材成型：对两个“U”形截面锥管毛坯型材焊接相合，形成锥异形管材。
所述步骤S2中，还包括以下步骤：在梯形钢板中部轧制条状安装槽。
所述步骤S3中，还包括以下步骤：对焊接缝进行打磨抛光，然后将锥异形管材测量切割为预设标准长度。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本发明提供的锥异形管材成型设备实现了对锥异形管材的自动化生产制造，通过水平驱动装置带动上压辊和下压辊同时沿其轴向向内或向外移动，从而实现在对原材料两侧折弯的同时形成锥异形管材的侧棱，根据本发明提供的锥异形管材成型方法，实现了锥异形管材的自动化生产加工，具有较高的生产效率和生产质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1的整体结构示意图；
图2为本发明实施例1中成型辊组的结构示意图；
图3为本发明实施例1中上压辊的剖视图；
图4为本发明实施例1中安装槽初成型压辊组的结构示意图；
图5为本发明实施例1中安装槽终成型压辊组的结构示意图；
图6为本发明实施例1中一次轧辊组的结构示意图；
图7为本发明实施例1中二次轧辊组的结构示意图；
图8为本发明实施例1中三次轧辊组的结构示意图；
图9为本发明实施例1中梯形原材料的结构示意图；
图10为本发明实施例2中两个锥管毛坯型材相合的状态示意图；
图11为本发明中锥异形管材的结构示意图；
图12为本发明中锥异形管材的侧视图。
图标：11-放料架，12-送料平料机，13-斜剪机，14-切断机，20-成型装置，21-一次轧辊组，22-二次轧辊组，23-三次轧辊组，240-折弯辊压面，241-上压辊，242-上转动轴，243-下压辊，244-下转动轴，245-驱动齿条，246-驱动通槽，251-丝杆，252-导杆，253-丝杆螺母，254-连杆，255-滑块，256-环槽，257-套环，258-驱动电机，259-传动杆，2510-第一锥形齿轮，2511-第二锥形齿轮，26-安装槽初成型压辊组，261-上安装槽压辊，262-下安装槽压辊，263-凹模，264-第一凸模，27-安装槽终成型压辊组，271-上成型压辊，272-下成型压辊，273-第二凸模，274-曲状压面，31-焊接设备，32-打磨抛光设备，33-成型切断机，40-锥异形管材，401-锥管毛坯型材，402-梯形原材料。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“配置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参照图1-12，本实施例提供一种锥异形管材成型设备，包括原材料初步加工装置、成型装置20和二次成型装置20。
原材料初步加工装置用以将矩形的原材料板材加工为梯形；所述原材料初步加工装置包括沿x方向依次设置的放料架11、送料平料机12、斜剪机13和切断机14；矩形的原材料卷材放置于放料架11，通过送料平料机12压平后沿x向向前输送，再利用斜剪机13将矩形两侧边斜切，形成梯形状原材料，最后通过切断机14将梯形原材料402切割为标准长度，实现原材料的初步加工，需要说明的是，所述放料架11、送料平料机12、斜剪机13和切断机14均为现有设备，可在市场中进行采购。
设一直线方向为x向，水平面上与该x向垂直的方向为y向，所述成型装置20包括沿x向依次设置的数组一次轧辊组21、数组二次轧辊组22和数组三次轧辊组23，所述一次轧辊组21、二次轧辊组22和三次轧辊组23用以将梯形原材料402两侧逐步辊压使其折弯，所述一次轧辊组21、二次轧辊组22和三次轧辊组23均包括成型辊组和水平驱动装置，该水平驱动装置用以带动成型辊组沿y向移动。
所述二次成型装置20包括焊接设备31、打磨抛光设备32和成型切断机33，需要说明的是，所述焊接设备31、打磨抛光设备32和成型切断机33均为现有设备，可在市场中进行采购设置。
通过上述设置，在生产锥异形管材40时，通过将矩形的原材料加工成梯形后，沿x向送入成型装置20中轧制，经过一次轧辊组21、二次轧辊组22和三次轧辊组23的轧制，梯形原材料402两侧逐渐弯折形成两个弯折角，且在水平驱动装置的作用下，水平驱动装置驱动成型辊组在轧制过程中逐渐沿y向移动，从而形成“U”形截面的锥管毛坯型材401，通过将两个“U”形截面的锥管毛坯型材401相合焊接即实现锥异形管材40的生产制造，最后利用打磨抛光设备32抛光打磨后再次修剪切割为标准长度即可。
本实施例进一步地，所述成型辊组包括上下分布设置的上辊组和下辊组，所述上辊组包括上转动轴242和分别配置于上转动轴242两侧的一对上压辊241，所述下辊组包括下转动轴244和分别配置于下转动轴244两侧的一对下压辊243，所述上压辊241和下压辊243分别一一对应，且上压辊241和下压辊243之间形成折弯辊压面240；请参照图6、图7和图8，所述一次轧辊组21的折弯辊压面240将原材料板材两侧边弯折成一折角，所述二次轧辊组22的折弯辊压面240在一次轧辊组21的基础上进一步折弯，三次轧辊组23的折弯辊压面240在二次轧辊组22的基础上再进一步弯折，原材料两侧边通过三次折弯，实现弯折角的倒角，以提高成型后锥异性管材的安全性。
请参照图3，所述上压辊241滑动套接于上转动轴242，所述下压辊243滑动套接于下转动轴244，所述上转动轴242和下转动轴244均沿y向设置，上转动轴242和下转动轴244均设置有用以驱动其转动的转动电机，所述上转动轴242和下转动轴244沿其轴向均配置有驱动齿条245，需要说明的是，其驱动齿条245的数量不做限定；所述上压辊241和下压辊243分别配置有与驱动齿条245相匹配的驱动通槽246，所述驱动齿条245滑动配置于驱动通槽246内，实现上压辊241和下压辊243于上转动轴242或下转动轴244滑动的作用，且当上转动轴242或下转动轴244转动时，在驱动齿条245和驱动通槽246的配合作用下，带动上压辊241或下压辊243旋转实现对原材料的轧制；所述水平驱动装置带动上压辊241和下压辊243同时沿其轴向向内或向外移动，即带动上压辊241和下压辊243沿y向移动。
请参照图2，所述水平驱动装置包括驱动组件和一对丝杆251组件，其中一丝杆251组配置于上压辊241的上方，另一丝杆251组件配置于下压辊243的下方；所述丝杆251组件包括沿y向平行设置的丝杆251和导杆252，所述丝杆251左右两侧分别配置有正旋螺纹和反旋螺纹，且丝杆251左右两侧分别套设有与其对应的丝杆螺母253，该丝杆螺母253配置有连杆254，该连杆254远离丝杆螺母253的一端配置有滑块255，所述上压辊241和下压辊243均配置有与滑块255相匹配环槽256，所述滑块255滑动配置于其相邻环槽256内，所述导杆252滑动套设有套环257，该套环257与连杆254连接，所述驱动组件用以驱动该对丝杆251转动。当驱动组件驱动两个丝杆251转动时，在正旋螺纹和反旋螺纹的作用下，两个丝杆螺母253在y向相向或相离运动，在导杆252的导向作用下，带动连杆254以及滑块255沿着y向移动，利用滑块255和环槽256，从而带动上压辊241和下压辊243沿y向移动，两侧的上压辊241或下压辊243同步向内或同步向外移动。
本实施例进一步地，所述驱动组件包括驱动电机258和传动件，所述传动件包括传动杆259、一对第一锥形齿轮2510和一对第二锥形齿轮2511，所述传动杆259的两端分别配置第一锥形齿轮2510，两个丝杆251的同一端分别配置有第二锥形齿轮2511，所述第一锥形齿轮2510与第二锥形齿轮2511对应啮合，所述驱动电机258的驱动端与其中一丝杆251的端部连接。在驱动电机258的驱动作用下，带动一丝杆251转动，利用第一锥形齿轮2510和第二锥形齿轮2511，并在传动杆259的作用下，实现另一丝杆251的同步转动。
请参照图4和图5，所述成型装置20还包括安装槽辊压单元，该安装槽辊压单元用以辊压成型条状安装槽，通过条状安装槽以便后续功能设备(如照明装置、摄像装置)的悬挂装配，该安装槽辊压单元包括数组安装槽初成型压辊组26和数组安装槽终成型压辊组27。
安装槽初成型压辊组26包括上下分布设置的上安装槽压辊261和下安装槽压辊262，所述下安装槽压辊262沿其周向配置有凹模263，该上安装槽压辊261沿其周向设置有与凹模263相匹配的第一凸模264，参照图，利用凹模263和第一凸模264，以在原材料板材轧制一截面为矩形的安装槽。
进一步地，所述安装槽终成型压辊组27包括上成型压辊271和一对下成型压辊272，所述上成型压辊271配置有第二凸模273，该对所述下成型压辊272水平配置于下成型压辊272下侧，且该对下成型压辊272对称位于该第二凸模273的左右两侧，下成型压辊272为水平转动，所述下成型压辊272的轮面为燕尾槽内壁曲面相同的曲状压面274，原材料板材在安装槽初成型压辊组26轧制后，通过第二凸模273固定矩形安装槽，再利用两侧的下成型压辊272对安装槽两侧面辊压塑形，以实现将安装槽轧制为燕尾槽状。
实施例2
一种锥异形管材40成型方法，包括实施例1所述的一种锥异形管材40成型设备，其成型方法包括以下步骤：
S1.原材料加工剪裁：矩形的原材料卷材从放料架11输送，通过送料平料机12压平后沿x向向前输送，在利用斜剪机13将矩形两侧边斜切，最后通过切断机14将梯形原材料402切割为标准长度，形成梯形状的原材料板材；
S2.锥异形管材40毛坯轧制：梯形状的原材料板材沿x向依次通过一次轧辊组21、二次轧辊组22和三次轧辊组23轧制，如图6至图8所示，梯形原材料402板两边在折弯辊压面240的作用下经过三次弯折后形成两个具有倒角的折弯角；在折弯角轧制过程中，水平驱动装置启动带动一次轧辊组21、二次轧辊组22和三次轧辊组23中的成型压辊同步沿y向运动；具体地，请参照图2，驱动电机258带动与其连接的丝杆251转动，利用第一锥形齿轮2510和第二锥形齿轮2511，并在传动杆259的作用下，实现带动另一丝杆251的同步转动；两个丝杆251转动时，在丝杆251中正旋螺纹和反旋螺纹的作用下，位于同一丝杆251的两个丝杆螺母253沿其轴向均速相离运动，丝杆螺母253带动连杆254以及滑块255沿着y向移动，在滑块255和环槽256的配合作用下，从而带动两侧的上压辊241和下压辊243同步向外移动，形成“U”形截面锥管毛坯型材401；
S3.锥异形管材40成型：通过焊接设备31对两个“U”形截面锥管毛坯型材401二合一点焊固定后，对其连接条缝焊接，形成锥异形管材40，再通过打磨抛光设备32打磨平整，最后由成型切断机33将锥异形管材40测量切割为预设标准长度。
所述步骤S2中，请参照图4和图5，为了便于后续锥异形管材40上功能设备的装配，还包括以下步骤：在梯形钢板中部轧制条状安装槽，具体地，如图所示，梯形钢板传送到安装槽初成型压辊组26中，上安装槽压辊261和下安装槽压辊262辊压轧制为一截面为矩形的安装槽，然后进入到安装槽终成型压辊组27，通过上成型压辊271的第二凸模273固定矩形安装槽，再利用两侧的下成型压辊272对安装槽两侧面辊压塑形，将安装槽轧制为燕尾槽状，完成条状安装槽的轧制。
以上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，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锥异形管材成型设备，其特征在于，包括：
原材料初步加工装置，用以将矩形的原材料板材加工为梯形；
成型装置，设一直线方向为x向，水平面上与该x向垂直的方向为y向，所述成型装置包括沿x向依次设置的数组一次轧辊组、数组二次轧辊组和数组三次轧辊组，所述一次轧辊组、二次轧辊组和三次轧辊组用以将梯形原材料两侧逐步辊压使其折弯，所述一次轧辊组、二次轧辊组和三次轧辊组均包括成型辊组和水平驱动装置，该水平驱动装置用以带动成型辊组沿y向移动。
2.根据权利要求1所述的一种锥异形管材成型设备，其特征在于，所述成型辊组包括上下分布设置的上辊组和下辊组，所述上辊组包括上转动轴和分别配置于上转动轴两侧的一对上压辊，所述下辊组包括下转动轴和分别配置于下转动轴两侧的一对下压辊，所述上压辊和下压辊分别一一对应，且上压辊和下压辊之间形成折弯辊压面；
所述上压辊滑动套接于上转动轴，所述下压辊滑动套接于下转动轴，所述上转动轴和下转动轴均沿y向设置，所述上转动轴和下转动轴沿其轴向均配置有驱动齿条，所述上压辊和下压辊分别配置有与驱动齿条相匹配的驱动通槽，所述驱动齿条滑动配置于驱动通槽内，所述水平驱动装置带动上压辊和下压辊同时沿其轴向向内或向外移动。
3.根据权利要求2所述的一种锥异形管材成型设备，其特征在于，所述水平驱动装置包括驱动组件和一对丝杆组件；所述丝杆组件包括沿y向平行设置的丝杆和导杆，所述丝杆左右两侧分别配置有正旋螺纹和反旋螺纹，且丝杆左右两侧分别套设有与其对应的丝杆螺母，该丝杆螺母配置有连杆，该连杆远离丝杆螺母的一端配置有滑块，所述上压辊和下压辊均配置有与滑块相匹配环槽，所述滑块滑动配置于其相邻环槽内，所述导杆滑动套设有套环，该套环与连杆连接，所述驱动组件用以驱动该对丝杆转动。
4.根据权利要求3所述的一种锥异形管材成型设备，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机和传动件，所述传动件包括传动杆、一对第一锥形齿轮和一对第二锥形齿轮，所述传动杆的两端分别配置第一锥形齿轮，两个丝杆的同一端分别配置有第二锥形齿轮，所述第一锥形齿轮与第二锥形齿轮对应啮合，所述驱动电机的驱动端与其中一丝杆的端部连接。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种锥异形管材成型设备，其特征在于，所述成型装置还包括安装槽辊压单元，该安装槽辊压单元用以辊压成型条状安装槽，该安装槽辊压单元包括数组安装槽初成型压辊组和数组安装槽终成型压辊组，
安装槽初成型压辊组包括上下分布设置的上安装槽压辊和下安装槽压辊，所述下安装槽压辊沿其周向配置有凹模，该上安装槽压辊沿其周向设置有与凹模相匹配的第一凸模，
所述安装槽终成型压辊组包括上成型压辊和一对下成型压辊，所述上成型压辊配置有第二凸模，该对所述下成型压辊水平配置于下成型压辊下侧，且该对下成型压辊对称位于该第二凸模的左右两侧，所述下成型压辊的轮面为燕尾槽内壁曲面相同的曲状压面。
6.根据权利要求5所述的一种锥异形管材成型设备，其特征在于，所述原材料初步加工装置包括沿x方向依次设置的：
放料架，用以放置原材料卷材；
送料平料机，用以对卷材压平并沿x向输送；
斜剪机，用以将压平的卷材两侧边斜切，形成梯形状；以及
切断机，用以将梯形原材料切割为标准长度。
7.根据权利要求6所述的一种锥异形管材成型设备，其特征在于，还包括二次成型装置，包括焊接设备、打磨抛光设备和成型切断机。
8.一种锥异形管材成型方法，其特征在于，包括权利要求1所述的一种锥异形管材成型设备，其成型方法包括以下步骤：
S1.原材料加工剪裁：将条状的矩形钢板切割为梯形钢板；
S2.锥异形管材毛坯轧制：梯形钢板沿x向依次通过一次轧辊组、二次轧辊组和三次轧辊组轧制，同时水平驱动装置带动一次轧辊组、二次轧辊组和三次轧辊组同步沿y向运动，梯形钢板两侧逐步辊压后弯折，形成“U”形截面锥管毛坯型材；
S3.锥异形管材成型：对两个“U”形截面锥管毛坯型材焊接相合，形成锥异形管材。
9.根据权利要求8所述的一种锥异形管材成型方法，其特征在于，所述步骤S2中，还包括以下步骤：在梯形钢板中部轧制条状安装槽。
10.根据权利要求9所述的一种锥异形管材成型方法，其特征在于，所述步骤S3中，还包括以下步骤：对焊接缝进行打磨抛光，然后将锥异形管材测量切割为预设标准长度。
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