[发明专利]板带面内/空间弯曲成形多功能辊轧成形试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料加工技术领域板带轧制设备，主要用于板带面内弯曲、空间螺旋叶片及空间异型面弯曲成形。

背景技术

利用板带轧制成形的面内弯曲件如轻型法兰、垫片，螺旋叶片，空间异形曲面件等，与冲裁件相比，由于其表面质量高、组织流线完整、力学性能强、耐腐蚀等优势，在农业、矿山、化工、食品、建筑、航空航天等领域得到了广泛的应用。但是，随着科学技术的进步，机械结构越来越复杂，更新换代的速度也越来越快，对轧制面内弯曲件、螺旋叶片，空间异形曲面件等的制造提出了多品种、多规格、高效率、低成本的要求，这就对板带轧制设备提出了多功能、柔性调节、精确控制的需求。

目前，国内外现有板带轧制设备功能单一,常见的圆柱辊轧板设备，能够生产的平板厚度只能在较小的范围内调节，且只能生产平板。在国外，由英国LENHAM公司和MATCO公司首先提出来锥辊异面楔形辗轧成形工艺(Marciniak,Z.etal.Proceedings of 2nd Internatioonal Conference of Rotary Metalworking Processes,1982,1-7)，并在此基础上，LENHAM公司发明了一台FM-600型螺旋叶片辗轧机(罗守靖,霍文灿.锥辊辗轧理论.机械工业出版社,2000)，这种轧机可将板带连续辗轧成螺旋叶片，并能较好的满足螺旋叶片成形所需要的边界条件。然而，该设备调整十分困难，轧制过程均采用“经验调整法”来完成，很难辗轧出符合某一具体尺寸要求的叶片，费时费力又废材。在国内，西北工业大学提出了一种板带面内弯曲成形装置的轧辊调整机构及其调整方法(杨合,孙志超,李智军.板带面内弯曲成形装置的轧辊调整机构及其调整方法:中国,ZL101722214.2010-06-09)。该方法实质是针对一种对称共面布置成楔缝的轧辊不均匀压下面内弯曲成形设备，通过楔角调节器和间隙调节器对辊缝和辊缝角度进行调节，成形不同尺寸的板带面内弯曲件。但是该设备楔角调节范围有限(1°～3°)，只能成形面内弯曲环形件。哈尔滨工业大学针对螺旋叶片锥辊异步辗轧设备，提出了一种轧辊调整机构(罗守靖,霍文灿.锥辊辗轧理论.机械工业出版社,2000)。该轧辊调整机构包括可移动式的轴承套和可旋转式的轴承座，实现了对轧辊沿轴线方向移动和绕调整中心转动的调整，但是轴承座的自身切变力会严重影响轧件的精度，轴承运动的滚珠也会在强大的辊轧力的作用下向轴承内套两侧运动，轴承的内套和外套在受力侧间隙减小，上下两轧辊之间间隙自然变化加大，轧制精度低。

综上所述，在现有板带成形装置中，设备参数的调整范围小、调整困难，以及所调参数的不可精确控制，导致设备功能单一，不能满足设备的柔性成形与精确控制要求。因此，设计制造能够同时满足板带面内弯曲环形件、螺旋叶片、空间异形曲面件等成形制造的多功能、柔性调节、精确可控的轧辊辗轧设备，是轻型法兰、垫圈、螺旋叶片等零件生产加工行业亟需解决的重大难题。

发明内容

为克服现有技术中存在的，设备参数的调整范围小、参数的不可精确控制、设备功能单一的不足，本发明提出了一种板带面内/空间弯曲成形多功能辊轧成形试验机。

本发明包括上轧辊组件、下轧辊组件、移动触点、第一步进电机、带支架的横托板、板料导向机构、旋转齿轮板、旋转齿轮板锁紧杆、配重滑轮、第二步进电机、第三步进电机、机座、导向弧板、滑槽架、纵托板、床身、配重块、板料导向机构支架、涡杆、大齿轮、小齿轮和平衡杆；其中：

所述床身固定在机座一端的上表面。在所述床身的箱体内有第二步进电机、配重滑轮和配重块。纵托板卡装在床身上，并使两者之间滑动配合；在纵托板的上端通过钢索与位于床身箱体内的两组配重滑轮连接，通过钢索的拉力将所述纵托板安装在床身上。

在所述纵托板的表面固定有导向弧板。旋转齿轮板的下表面有弧形燕尾键，该弧形燕尾键嵌装在导向弧板表面的弧形燕尾槽内，并且两者之间间隙配合。所述导向弧板表面的弧形通槽与旋转齿轮板表面的弧形通槽配合完成旋转齿轮板的旋转。在旋转齿轮板上安装有旋转齿轮板锁紧杆，该旋转齿轮板锁紧杆的一端固定在旋转齿轮板的表面，另一端穿过固定在导向弧板上的滑槽架内；

传动机构位于旋转齿轮板的一侧，通过固定架安装在纵托板的外表面。传动机构中的小齿轮与旋转齿轮板一侧的弧形齿面啮合。该传动机构中的大齿轮与所述小齿轮同轴安装，并与安装在第三步进电极输出轴上的涡杆啮合。