專利名稱：二輥卷板機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種卷板機(jī)械的新機(jī)型－－二輥卷板機(jī)，其結(jié)構(gòu)特征是利用鋼制的上輥(從動(dòng)輥)與鋼制輥芯外面包覆一層彈性材料的下輥(主動(dòng)輥)間距位置變化和連續(xù)旋轉(zhuǎn)作用于兩輥間的金屬板材或型材上，完成板材或型材的彎卷成形作用?？梢淮纬尚?，適宜冷卷加工 8×2000mm以下規(guī)格的金屬板材，工件最小加工直徑可達(dá)φ30mm。
目前通常采用的卷板機(jī)械為三輥或四輥卷板機(jī)。該類型卷板機(jī)是通過工作輥對(duì)板材的三點(diǎn)受力和工作輥的旋轉(zhuǎn)作用而連續(xù)彎卷成形。它的不足之處是工作輥和調(diào)整輥數(shù)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大、成本高、卷板需多次成形，而且表面精度差，有劃痕、卷筒直徑不宜過小，加工精度與操作水平關(guān)系很大，對(duì)操作人員的技術(shù)熟練程度要求較高等。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輥數(shù)最少，一次成形，操作非常簡(jiǎn)便，生產(chǎn)效率高，加工精度好尤其適合卷制各種金屬薄板小筒徑工件的新型卷板機(jī)械。
本實(shí)用新型的工作原理是利用彈性輥?zhàn)冃螘r(shí)的反壓力使板材在母線方向上的局部區(qū)域先變形，經(jīng)工作輥旋轉(zhuǎn)而連續(xù)成形。卷筒直徑取決于上輥直徑和成形時(shí)的壓力大小。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來(lái)達(dá)到該機(jī)上輥為鋼輥，下輥為鋼輥芯外包有彈性層。卷板時(shí)，將板料置于上下輥之間，使下輥上升加壓，彈性層發(fā)生變形而成形。在上述過程中，下輥彈性體變形時(shí)，因其體積不能改變，因此在受力狀態(tài)下彈性體內(nèi)部產(chǎn)生分布均勻的、強(qiáng)度很高的連續(xù)反壓應(yīng)力，迫使板料與上輥連續(xù)貼緊，并隨之變形而成形。
經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)證明上輥壓入下輥的深度，即彈性覆層的變形量，與制品直徑的關(guān)系，是利用二輥卷板機(jī)的一個(gè)重要工藝參數(shù)。在成形的初始階段、壓入量越大，彎曲半徑越小。但當(dāng)壓入量達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，彎曲半徑就不再有明顯變化，即進(jìn)入所謂“穩(wěn)定區(qū)”。在“穩(wěn)定區(qū)”內(nèi)的壓力大小(參見圖3)與(1)彈性層厚度H，(2)彈性體硬度HV，(3)所加工的金屬板厚t，(4)板寬B，(5)板材的屈服極限6s，(6)彈性體的相對(duì)變形量△H等因素有關(guān)。但前兩個(gè)因素影響甚小，與(3)、(4)因素大致成正比，與(6)有明顯的正比關(guān)系。
在“穩(wěn)定區(qū)”內(nèi)，上輥總壓力的理論計(jì)算公式為P＝∫loBESεSdx式中B－－板寬。
ES－－彈性材料的彈性模量。
εS－－彈性體在與輥?zhàn)虞S線垂直方向的應(yīng)變。
在此，假設(shè)壓應(yīng)力P和彈性體與輥軸線垂直方向的應(yīng)變?chǔ)臩成線性關(guān)系。即P＝ESεS(參見圖3)用于板材彎曲的力矩M為M＝∫lxBpxdx以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)和工作狀況作進(jìn)一步詳述


圖1是本實(shí)用新型的典型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的工作原理圖。
圖3是本實(shí)用新型的工作過程中作用力分布圖。
圖4是帶導(dǎo)向桿的下輥升降機(jī)構(gòu)示意圖。
圖5是設(shè)有雙肘桿機(jī)構(gòu)的下輥升降機(jī)構(gòu)示意圖。
圖6是筒件托架機(jī)構(gòu)示意圖。
圖7是上料裝置示意圖。
參照
圖1、圖2二輥卷板機(jī)由上輥(2)、下輥(3)、機(jī)架(6)、機(jī)身(7)、翻轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)(1)、下輥升降機(jī)構(gòu)(4)、推料機(jī)構(gòu)(5)、主傳動(dòng)液壓馬達(dá)(8)和液壓閥組(9)、電氣控制臺(tái)(10)、電機(jī)－－油泵組件(11)等主要部件所構(gòu)成。其中上輥(2)材質(zhì)為中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，安裝于機(jī)架(6)與翻轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)(1)的上端部位間，為一從動(dòng)輥。
翻轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)(1)可使被加工筒件(13)從上輥(2)上順利取出。上輥(2)一端軸承體可以翻倒，取出工件后即可復(fù)位。
機(jī)架(6)和機(jī)身(7)為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，布局緊湊、剛性好。
下輥(3)其輥芯材質(zhì)和熱處理方法與上輥(2)相同，在輥芯外面包一層聚氨脂彈性材料，該材料具有耐磨、耐熱、耐油、耐沖擊性能和強(qiáng)度高、彈性好，易加工(可根據(jù)需要鑄成各種形狀尺寸)等一系列優(yōu)點(diǎn)。下輥(3)安裝在左右機(jī)架(6)之間，為主動(dòng)輥。主傳動(dòng)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)(8)直接傳動(dòng)，或通過一級(jí)齒輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)上下輥旋轉(zhuǎn)，完成卷板過程。
下輥(3)的升降靠下輥升降機(jī)構(gòu)(4)來(lái)完成，小規(guī)格機(jī)型用油缸(15)直驅(qū)動(dòng)下輥(3)升降；較大規(guī)格的機(jī)型，采用油缸(17)驅(qū)動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)(16)。
為解決下輥(3)升降時(shí)輥?zhàn)觾啥说耐絾栴}，前一種升降結(jié)構(gòu)加有導(dǎo)向桿(14)(參見圖4)，后者則利用雙肘桿機(jī)構(gòu)的連動(dòng)特性并設(shè)有調(diào)整機(jī)構(gòu)，同時(shí)還利用肘桿機(jī)構(gòu)在接近行程終端時(shí)的減速特性，使得加壓時(shí)平穩(wěn)可靠(參見圖5)。
本實(shí)用新型采用全液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，下輥(3)及翻轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)(1)液壓回路有保壓功能。主傳動(dòng)液壓馬達(dá)(8)，液壓回路考慮了制動(dòng)緩沖措施。
推料機(jī)構(gòu)(5)由推料油缸和推板組成，可將卷成的筒件(13)從上輥(2)上推出。推料油缸有普通活塞缸和伸縮油缸兩種，以適應(yīng)不同規(guī)格的機(jī)型。
電氣控制系統(tǒng)(10)根據(jù)需要有兩種型式，一種為繼電器－行程開關(guān)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化控制，另一種采用PC控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度較高，且附有自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置。兩種系統(tǒng)均具有下輥(3)自動(dòng)定位裝置，PC控制系統(tǒng)中還裝有下輥(3)壓力數(shù)顯表。
上下料裝置(參見
圖1、圖7)上料裝置為一送料平臺(tái)，一般采用手動(dòng)送料方式。根據(jù)用戶要求，可配置電磁送料裝置。卸料裝置即
圖1中推料機(jī)構(gòu)(5)。
筒件托架機(jī)構(gòu)(參見圖6)當(dāng)卷筒直徑較大時(shí)，用以支承筒件，可根據(jù)用戶要求提供。它是由托架(18)和托輥(21)等組成，托輥(21)可沿托架(18)內(nèi)安裝的絲杠(19)上下移動(dòng)，絲杠(19)上下兩以軸承固定在托架上下端，用手輪(20)通過一組錐齒輪帶動(dòng)絲杠(19)旋轉(zhuǎn)。托架用螺栓固定在機(jī)架上。
套筒(12)和自動(dòng)換輥裝置(參見圖2)當(dāng)需要制作不同直徑的筒件(13)時(shí)，則可換用相應(yīng)直徑的套筒(12)，或設(shè)置自動(dòng)換輥裝置，將原上輥(2)從軸承體中取出，再插入所需直徑的輥?zhàn)印＿@種裝置一般多用于要求生產(chǎn)效率較高，制品批量小，規(guī)格變化頻繁的場(chǎng)合。
電動(dòng)機(jī)－－油泵組件(11)和液壓閥組(9)及管路等組成液壓系統(tǒng)，是整機(jī)的動(dòng)力源。主傳動(dòng)液壓馬達(dá)(8)，翻轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)(1)，下輥升降機(jī)構(gòu)(4)，推料裝置(5)中的油缸動(dòng)作都由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、控制。電動(dòng)機(jī)的功率可以根據(jù)機(jī)器規(guī)格來(lái)選擇。
本二輥卷板機(jī)與三、四輥卷板機(jī)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需調(diào)整的輥?zhàn)訑?shù)最少，而且在“穩(wěn)定區(qū)”內(nèi)工件直徑與下輥位移無(wú)直接關(guān)系，因此，該機(jī)對(duì)操作人員的技術(shù)熟練程度要求不高，便于實(shí)現(xiàn)PC和CNC。
2、生產(chǎn)效率高，易對(duì)板材端部予彎，無(wú)需專用設(shè)備模具予彎，可一次卷成，比一般三、四輥卷板機(jī)工效提高4－9倍。
3、板材兩端剩余直邊最短，簿板不大于板厚的一倍，厚板可不大于板厚的4倍。
4、采用調(diào)心滾動(dòng)軸承，摩擦損耗小，節(jié)能效果顯著。
5、應(yīng)用范圍廣，可彎卷各種金屬材質(zhì)的板材，如不銹鋼板、有色金屬板等，也可彎卷已經(jīng)過沖孔、對(duì)焊、壓印后的板料及各種型鋼、波紋鋼、金屬絲網(wǎng)等。
6、由于下輥為彈性體，成形時(shí)彈性體內(nèi)部應(yīng)力很高而且分布均勻，輥?zhàn)訐隙纫话愫苄。虼酥破返膸缀尉群捅砻婢却鬄樘岣?，制品表面光滑平整、無(wú)劃傷。
7、通過適當(dāng)調(diào)整工作輥位置，可一次彎卷出不同半徑的曲面，如在一定范圍內(nèi)卷制圓錐筒件。
該二輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)成系列產(chǎn)品，現(xiàn)有3×300mm，4×500mm，5×1000mm，5×1600mm四種規(guī)格。
二輥卷板機(jī)可廣泛應(yīng)用于航空、汽車、微電機(jī)、軸承、機(jī)械制造、化工、儀表等行業(yè)。其應(yīng)用實(shí)例如卷制小型電機(jī)外殼、軸承保持架、制動(dòng)帶、風(fēng)葉片、滅火器外殼、液壓千斤頂外套、排氣筒、消聲器、過濾裝置等。
權(quán)利要求1.一種由上輥(2)、下輥(3)、翻轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)(1)、下輥升降機(jī)構(gòu)(4)、推料裝置(5)、機(jī)架(6)、機(jī)身(7)、下輥主傳動(dòng)液壓馬達(dá)(8)、液壓閥組(9)、電氣控制臺(tái)(10)、和電機(jī)油泵組件(11)構(gòu)成的二輥板機(jī)。其特征在于A、上輥(2)為一鋼制的從動(dòng)輥、安裝于機(jī)架(6)與翻轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)(1)的上端軸承體之間；B、下輥(3)為一在鋼輥芯外面包覆一層彈性材料的主動(dòng)輥，安裝在機(jī)架(6)上，由下輥主傳動(dòng)液壓馬達(dá)(8)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，用下輥升降機(jī)構(gòu)(4)調(diào)節(jié)其升降位置；C、翻轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)(1)可使被加工筒件從上輥(2)上順利取出，上輥(2)一端軸承體可翻倒，取出工件后即可復(fù)位；D、下輥升降機(jī)構(gòu)(4)采用液壓傳動(dòng)方式調(diào)節(jié)下輥(3)位置；E、推料裝置(5)由推料油缸和推料板組成，可將卷成的筒件從上輥(2)上推出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二輥卷板機(jī)，其特征在于其下輥(3)的輥芯為鋼制并經(jīng)過熱處理、其外面包覆著一層聚氨脂彈性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二輥卷板機(jī)，其特征在于其上輥(2)由圓鋼或鋼管制成并調(diào)質(zhì)處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二輥卷板機(jī)，其特征在于其下輥升絳機(jī)構(gòu)(4)采用液壓傳動(dòng)，升降油缸(15)直接驅(qū)動(dòng)下輥(3)升降，并設(shè)有導(dǎo)向桿(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二輥卷板機(jī)，其特征在于其下輥升降機(jī)構(gòu)(4)可采用升降油缸(17)通過雙肘桿機(jī)構(gòu)(16)驅(qū)動(dòng)下輥(3)升降、并設(shè)有調(diào)整機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二輥卷板機(jī)，其特征在于當(dāng)卷筒直徑較大時(shí)設(shè)置筒件托架機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是由托架(18)和托輥(21)等構(gòu)成。用托架支承加工的筒件(13)，根據(jù)不同筒徑沿托架(18)上安裝的絲杠(19)上下移動(dòng)、絲杠上下兩端以軸承分別固定在托架上下端，用手輪(20)通過一組錐齒輪帶動(dòng)絲杠(19)旋轉(zhuǎn)，托架(18)用螺栓固定在機(jī)架(6)的卷筒部位上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二輥卷板機(jī)，其特征在于當(dāng)制作不同直徑的筒件(13)時(shí)，設(shè)置套筒(12)和自動(dòng)換輥裝置，根據(jù)所加工筒件(13)直徑大小換用相應(yīng)直徑的套筒(12)，自動(dòng)換輥裝置可將原上輥(2)從軸承體中取出，再插入所需直徑的上輥(2)。
專利摘要二輥卷板機(jī)為一種新型卷板機(jī)械。其上輥為鋼輥，下輥為鋼輥芯外包彈性層，板材置于兩輥間并調(diào)整其間距，使其接觸——加壓——下輥?zhàn)冃危宀碾S之局部變形，驅(qū)動(dòng)兩輥旋轉(zhuǎn)，使板材連續(xù)彎卷成型。該機(jī)可一次成型，生產(chǎn)效率高，制品幾何精度高，表面質(zhì)量好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輥數(shù)最少，操作簡(jiǎn)便，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的程控?cái)?shù)控。
文檔編號(hào)B21D5/00GK2049156SQ89202309
公開日1989年12月13日 申請(qǐng)日期1989年3月3日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月3日
發(fā)明者李栓玉, 郭長(zhǎng)青 申請(qǐng)人:山西長(zhǎng)治市潞城縣機(jī)電研究所