圆棒矫直机的制作方法

本发明涉及一种矫直机，特别涉及一种高精度加工圆棒的矫直机，属于型材矫直机领域。

背景技术：

矫直机是对金属型材、棒材、管材、线材等进行矫直的设备。矫直机通过矫直辊对棒材等进行挤压使其改变直线度，达到矫直的目的。棒材矫直机的改良主要集中在通过自身结构的改进来扩大可加工工件的范围、精简结构、延长使用寿命、提高效率和加工精度等方面。

公开号是CN203390006U的专利文件公开了一种全自动螺丝圆棒卧式矫直机，这种矫直机包括机台以及机台上的平台和矫直部，平台上设有轴杆，轴杆上设有多个矫直压轮，矫直部包括多个与矫直压轮配合的弧面，弧面与矫直压轮间存有间隙供矫直件通过。该矫直机采用一组矫直压轮与弧面的配合挤压通过其间的矫直件，达到圆棒矫直的目的，但是各矫直配合间的部分工件得不到矫直，而且工件的两端也经常达不到矫直的目的。

公开号是CN104438960A的专利文件公开了一种钢筋矫直机，这种矫直机包括机架、钢筋矫直工台、钢筋矫直板、滚筒等，钢筋矫直工台上设有钢球，工台两侧对称设有两块挡板，钢筋经过滚筒传送通过上述两块挡板间，钢筋矫直板在液压装置驱动下压下矫直钢筋。这 种矫直机基于其单面压力矫直的设计只能对钢筋进行初步的矫直加工，虽然节约了人力，提高了钢筋搬运效率，但是其矫直精度不高，也无法实现钢筋两头的高精度矫直。

公开号是CN204320852U的专利文件公开了一种有色金属棒材矫直机，这种矫直机包括固定座和滑座，固定座内底部转动连接有多个下压辊，滑座内转动连接有多个上压辊，利用上压辊和下压辊的配合挤压矫直工件，达到矫直工件的目的，结构简单，操作方便，但是经矫直的工件两端仍然存在线直度不理想的问题。

技术实现要素：

本发明圆棒矫直机公开了新的方案，采用三组具有不同形状矫直压合面的辊组顺序加工圆棒工件，解决了现有圆棒矫直机加工精度不高，加工后圆棒中间直两端不直的问题。

本发明圆棒矫直机包括矫直辊系统、矫直机动力系统和机架，矫直辊系统包括依次排列在圆棒矫直路径上的凹凸面矫直辊组、波浪面矫直辊组和平面矫直辊组，凹凸面矫直辊组包括矫直压合面凹凸配合的凸压面矫直辊111和凹压面矫直辊112，波浪面矫直辊组包括矫直压合面波浪凹凸配合的波浪凸凹面矫直辊121和波浪凹凸面矫直辊122，平面矫直辊组包括矫直压合面平面配合的平面矫直辊甲131和平面矫直辊乙132。矫直机动力系统包括电机、矫直机主传动轴220、固定设置在矫直机主传动轴220上的主传动齿轮221、凸压面矫直辊主动齿轮222、凹压面矫直辊主动齿轮223、波浪凸凹面矫直辊主动 齿轮224、波浪凹凸面矫直辊主动齿轮225、平面矫直辊甲主动齿轮226和平面矫直辊乙主动齿轮227，电机的输出轴与主传动齿轮221传动连接，主传动齿轮221通过矫直机主传动轴220带动设在矫直机主传动轴220上主动齿轮。机架包括机架支腿和设在机架支腿上的矫直辊系统支架，矫直辊系统支架包括凹凸面矫直辊组支架、波浪面矫直辊组支架和平面矫直辊组支架。

凸压面矫直辊111通过凸压面矫直辊轴架设在凹凸面矫直辊组支架上，凹压面矫直辊112通过凹压面矫直辊轴架设在凹凸面矫直辊组支架上，波浪凸凹面矫直辊121通过波浪凸凹面矫直辊轴架设在波浪面矫直辊组支架上，波浪凹凸面矫直辊122通过波浪凹凸面矫直辊轴架设在波浪面矫直辊组支架上，平面矫直辊甲131通过平面矫直辊甲轴架设在平面矫直辊组支架上，平面矫直辊乙132通过平面矫直辊乙轴架设在平面矫直辊组支架上。矫直机主传动轴220设在机架支腿下部，凸压面矫直辊主动齿轮222与设置在凸压面矫直辊轴上的凸压面矫直辊从动齿轮113传动连接，凹压面矫直辊主动齿轮223与设置在凹压面矫直辊轴上的凹压面矫直辊从动齿轮114传动连接，波浪凸凹面矫直辊主动齿轮224与设置在波浪凸凹面矫直辊轴上的波浪凸凹面矫直辊从动齿轮123传动连接，波浪凹凸面矫直辊主动齿轮225与设置在波浪凹凸面矫直辊轴上的波浪凹凸面矫直辊从动齿轮124传动连接，平面矫直辊甲主动齿轮226与设置在平面矫直辊甲轴上的平面矫直辊甲从动齿轮133传动连接，平面矫直辊乙主动齿轮227与设置在平面矫直辊乙轴上的平面矫直辊乙从动齿轮134传动连接。圆 棒依次经过凸压面矫直辊111与凹压面矫直辊112间的矫直通道、波浪凸凹面矫直辊121与波浪凹凸面矫直辊122间的矫直通道、平面矫直辊甲131与平面矫直辊乙132间的矫直通道矫直整形。

本发明圆棒矫直机采用三组具有不同形状矫直压合面的辊组顺序加工圆棒工件，大幅提高了圆棒矫直的加工精度，加工后圆棒两端具有理想的线直度。

附图说明

图1是本发明圆棒矫直机主视示意图，图中省略部分手轮。

图2是图1中圆棒矫直机俯视示意图，图中省略部分手轮。

图3是图1中圆棒矫直机左视示意图。

图1～3中，111是凸压面矫直辊，112是凹压面矫直辊，113是凸压面矫直辊从动齿轮，114是凹压面矫直辊从动齿轮，115是凹凸面辊组调距螺杆，116是凹凸面辊组调距滑杆，117是凹凸面矫直辊组提升螺杆，118是凹凸面矫直辊组旋低螺杆，121是波浪凸凹面矫直辊，122是波浪凹凸面矫直辊，123是波浪凸凹面矫直辊从动齿轮，124是波浪凹凸面矫直辊从动齿轮，125是波浪面辊组调距螺杆，126是波浪面辊组调距滑杆，127是波浪面矫直辊组提升螺杆，128是波浪面矫直辊组旋低螺杆，131是平面矫直辊甲，132是平面矫直辊乙，133是平面矫直辊甲从动齿轮，134是平面矫直辊乙从动齿轮，135是平面辊组调距螺杆，220是矫直机主传动轴，221是主传动齿轮，222是凸压面矫直辊主动齿轮，223是凹压面矫直辊主动齿轮，224 是波浪凸凹面矫直辊主动齿轮，225是波浪凹凸面矫直辊主动齿轮，226是平面矫直辊甲主动齿轮，227是平面矫直辊乙主动齿轮，311是圆棒入口通道段，321是圆棒中部通道段，331是圆棒出口通道段。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明圆棒矫直机包括矫直辊系统、矫直机动力系统和机架，矫直辊系统包括依次排列在圆棒矫直路径上的凹凸面矫直辊组、波浪面矫直辊组和平面矫直辊组，矫直机动力系统分别带动凹凸面矫直辊组、波浪面矫直辊组和平面矫直辊组内部的辊产生动态的辊碾压操作，矫直辊系统和矫直机动力系统内部的传动链都设置在机架上，工件从机架的一端进口进入以上三辊组，从机架的另一端排出。图2示出了凹凸面矫直辊组、波浪面矫直辊组和平面矫直辊组的具体布置方案，图中箭头方向是工件的加工运动方向。

本方案的凹凸面矫直辊组包括矫直压合面凹凸配合的凸压面矫直辊111和凹压面矫直辊112，波浪面矫直辊组包括矫直压合面波浪凹凸配合的波浪凸凹面矫直辊121和波浪凹凸面矫直辊122，平面矫直辊组包括矫直压合面平面配合的平面矫直辊甲131和平面矫直辊乙132。以上辊的尺寸可以根据具体需要自由选择，其中波浪凸凹面矫直辊压合面曲线可以选择任意弧度的曲线，曲线长度可以根据需要确定，本方案为了获得最佳的加工精度，优选波浪凸凹面矫直辊121的矫直压合面边缘曲线由五段首尾相连的间隔凹凸的曲线甲组成，波 浪凹凸面矫直辊122的矫直压合面边缘曲线由五段首尾相连的间隔凹凸的曲线乙组成，曲线甲和曲线乙在矫直压合方向上呈波浪凹凸配合关系。图2示出了一种凹凸面和波浪凹凸面的方案，工件经凹凸面矫直辊组和波浪面矫直辊组的辊压后呈特定的加工形态，再经过第三道平面矫直辊组辊压后能够获得理想的线直度。

矫直机动力系统包括电机、矫直机主传动轴220、固定设置在矫直机主传动轴220上的主传动齿轮221、凸压面矫直辊主动齿轮222、凹压面矫直辊主动齿轮223、波浪凸凹面矫直辊主动齿轮224、波浪凹凸面矫直辊主动齿轮225、平面矫直辊甲主动齿轮226和平面矫直辊乙主动齿轮227，电机的输出轴与主传动齿轮221传动连接(图1至3中省略了电机及其附属装置，例如调速箱和配电箱等，这种配置可以选择本领域通用的动力方案)可以采用链条连接方式，也可以采用皮带或变速齿轮箱的连接方案，主传动齿轮221通过矫直机主传动轴220带动设在矫直机主传动轴220上主动齿轮(包括三组辊的6个主动齿轮)。

机架包括机架支腿和设在机架支腿上的矫直辊系统支架，矫直辊系统支架包括凹凸面矫直辊组支架、波浪面矫直辊组支架和平面矫直辊组支架。如图1和3所示，机架支腿是一截面呈“∏”形的结构，其上固定设置的凹凸面矫直辊组支架、波浪面矫直辊组支架和平面矫直辊组支架是三个独立的依次排列的截面呈“U”形的支架，上述截面呈“∏”形的机架支腿与地面接触的脚端还可以设置校平调节板，图3示出了校平调节板与机架支腿通过螺栓连接的方案固定，校平调 节板调整了机架各支腿间的尺寸差异，根据地面的质量设置，使得整机运行稳固。

本方案的凸压面矫直辊111通过凸压面矫直辊轴架设在凹凸面矫直辊组支架上，凹压面矫直辊112通过凹压面矫直辊轴架设在凹凸面矫直辊组支架上，波浪凸凹面矫直辊121通过波浪凸凹面矫直辊轴架设在波浪面矫直辊组支架上，波浪凹凸面矫直辊122通过波浪凹凸面矫直辊轴架设在波浪面矫直辊组支架上，平面矫直辊甲131通过平面矫直辊甲轴架设在平面矫直辊组支架上，平面矫直辊乙132通过平面矫直辊乙轴架设在平面矫直辊组支架上。凹凸面矫直辊组、波浪面矫直辊组和平面矫直辊组内部两辊的间距以及三组辊的高低位置可以根据具体情况确定，例如工件的径向尺寸和加工台的水平面高低位置等。

本方案的矫直机主传动轴220设在机架支腿下部，凸压面矫直辊主动齿轮222与设置在凸压面矫直辊轴上的凸压面矫直辊从动齿轮113传动连接，凹压面矫直辊主动齿轮223与设置在凹压面矫直辊轴上的凹压面矫直辊从动齿轮114传动连接，波浪凸凹面矫直辊主动齿轮224与设置在波浪凸凹面矫直辊轴上的波浪凸凹面矫直辊从动齿轮123传动连接，波浪凹凸面矫直辊主动齿轮225与设置在波浪凹凸面矫直辊轴上的波浪凹凸面矫直辊从动齿轮124传动连接，平面矫直辊甲主动齿轮226与设置在平面矫直辊甲轴上的平面矫直辊甲从动齿轮133传动连接，平面矫直辊乙主动齿轮227与设置在平面矫直辊乙轴上的平面矫直辊乙从动齿轮134传动连接。圆棒依次经过凸压面 矫直辊111与凹压面矫直辊112间的矫直通道、波浪凸凹面矫直辊121与波浪凹凸面矫直辊122间的矫直通道、平面矫直辊甲131与平面矫直辊乙132间的矫直通道矫直整形。以上传动连接的具体方式可以选择链条传动连接，也可以采用皮带传动连接，还可以采用变速齿轮箱连接的方式。

为了实现精准调节凹凸面矫直辊组中辊轮间的距离，适应加工不同径向尺寸工件的要求，本方案还增设了凹凸辊间距调节装置，如图2所示，具体是凹凸面矫直辊组还包括凹凸面矫直辊组间隙调节装置，凹凸面矫直辊组间隙调节装置包括分别设在凹凸面矫直辊组支架两端的凹凸面辊组调距螺杆115和凹凸面辊组调距滑杆116，凹凸面辊组调距螺杆115上设有正螺纹凸压面矫直辊调距滑块和反螺纹凹压面矫直辊调距滑块，凹凸面辊组调距滑杆116上设有凸压面矫直辊调距滑块和凹压面矫直辊调距滑块，凸压面矫直辊轴两端分别通过轴承固定在正螺纹凸压面矫直辊调距滑块和凸压面矫直辊调距滑块上，凹压面矫直辊轴两端分别通过轴承固定在反螺纹凹压面矫直辊调距滑块和凹压面矫直辊调距滑块上，旋动凹凸面辊组调距螺杆115，凸压面矫直辊111和凹压面矫直辊112作相向运动或相离运动。为了便于操作人员在旋动螺杆时掌握具体的尺寸，本方案在矫直辊支架的适当位置上还设有光标尺，从而指导操作人员准确掌握调节的尺寸。

在上述方案基础上，本方案还进一步引入了调节凹凸面矫直辊组水平高低的装置，具体是凹凸面矫直辊组还包括凹凸面矫直辊组升降装置，凹凸面矫直辊组升降装置包括凹凸面矫直辊组托架和凹凸面矫 直辊组提升螺杆117，凹凸面矫直辊组托架两端与凹凸面矫直辊组间隙调节装置固定连接，凹凸面矫直辊组提升螺杆117与凹凸面矫直辊组托架形成可拆卸的内外螺纹传动连接，旋动凹凸面矫直辊组提升螺杆117，凹凸面矫直辊组托架将凹凸面矫直辊组抬起，反方向旋动实现放下动作。但是单杆的方式容易出现滑降的问题，为了克服这个问题，本方案将上升和下降两个过程设计成不同螺杆完成，并且采用单项轴承防止不适当的滑移，具体是凹凸面矫直辊组升降装置还包括凹凸面矫直辊组旋低螺杆118和单项轴承组，凹凸面矫直辊组旋低螺杆118与凹凸面矫直辊组托架形成可拆卸的内外螺纹传动连接，旋动凹凸面矫直辊组旋低螺杆118，凹凸面矫直辊组托架将凹凸面矫直辊组降低，单项轴承组包括凹凸面矫直辊组提升螺杆单向轴承和凹凸面矫直辊组旋低螺杆单向轴承，凹凸面矫直辊组提升螺杆单向轴承阻碍凹凸面矫直辊组提升螺杆117反向旋动，凹凸面矫直辊组旋低螺杆单向轴承阻碍凹凸面矫直辊组旋低螺杆118反向旋动。图1示出了上述结构的具体实现方式，其中涉及的其他零部件可以根据现有方案确定。

为了实现精准调节波浪面矫直辊组中辊轮间的距离，适应加工不同径向尺寸工件的要求，本方案还增设了波浪凹凸辊间距调节装置，如图2所示，具体是波浪面矫直辊组还包括波浪面矫直辊组间隙调节装置，波浪面矫直辊组间隙调节装置包括分别设在波浪面矫直辊组支架两端的波浪面辊组调距螺杆125和波浪面辊组调距滑杆126，波浪面辊组调距螺杆125上设有正螺纹波浪凸凹面矫直辊调距滑块和反螺纹波浪凹凸面矫直辊调距滑块，波浪面辊组调距滑杆126上设有波 浪凸凹面矫直辊调距滑块和波浪凹凸面矫直辊调距滑块，波浪凸凹面矫直辊轴两端分别通过轴承固定在正螺纹波浪凸凹面矫直辊调距滑块和波浪凸凹面矫直辊调距滑块上，波浪凹凸面矫直辊轴两端分别通过轴承固定在反螺纹波浪凹凸面矫直辊调距滑块和波浪凹凸面矫直辊调距滑块上，旋动波浪面辊组调距螺杆125，波浪凸凹面矫直辊121和波浪凹凸面矫直辊122作相向运动或相离运动。为了便于操作人员在旋动螺杆时掌握具体的尺寸，本方案在矫直辊支架的适当位置上还设有光标尺，从而指导操作人员准确掌握调节的尺寸。

在上述方案基础上，本方案还进一步引入了调节波浪凹凸面矫直辊组水平高低的装置，具体是波浪面矫直辊组还包括波浪面矫直辊组升降装置，波浪面矫直辊组升降装置包括波浪面矫直辊组托架和波浪面矫直辊组提升螺杆127，波浪面矫直辊组托架两端与波浪面矫直辊组间隙调节装置固定连接，波浪面矫直辊组提升螺杆127与波浪面矫直辊组托架形成可拆卸的内外螺纹传动连接，旋动波浪面矫直辊组提升螺杆127，波浪面矫直辊组托架将波浪面矫直辊组抬起，反方向旋动实现放下动作。但是单杆的方式容易出现滑降的问题，为了克服这个问题，本方案将上升和下降两个过程设计成不同螺杆完成，并且采用单项轴承防止不适当的滑移，具体是波浪面矫直辊组升降装置还包括波浪面矫直辊组旋低螺杆128和单项轴承组，波浪面矫直辊组旋低螺杆128与波浪面矫直辊组托架形成可拆卸的内外螺纹传动连接，旋动波浪面矫直辊组旋低螺杆128，波浪面矫直辊组托架将波浪面矫直辊组降低，单项轴承组包括波浪面矫直辊组提升螺杆单向轴承和波浪 面矫直辊组旋低螺杆单向轴承，波浪面矫直辊组提升螺杆单向轴承阻碍波浪面矫直辊组提升螺杆127反向旋动，波浪面矫直辊组旋低螺杆单向轴承阻碍波浪面矫直辊组旋低螺杆128反向旋动。图1示出了上述结构的具体实现方式，其中涉及的其他零部件可以根据现有方案确定。

为了实现精准调节平面矫直辊组中辊轮间的距离，适应加工不同径向尺寸工件的要求，本方案还增设了平面辊间距调节装置，如图2所示，具体是平面矫直辊组还包括平面矫直辊组间隙调节装置，平面矫直辊组间隙调节装置包括设在平面矫直辊组下方的平面矫直辊组支架上的平面辊组调距螺杆135，平面辊组调距螺杆135上设有正螺纹平面矫直辊调距滑块和反螺纹平面矫直辊调距滑块，平面矫直辊甲轴固定在正螺纹平面矫直辊调距滑块上，平面矫直辊乙轴固定在反螺纹平面矫直辊调距滑块上，旋动平面辊组调距螺杆135，平面矫直辊甲131和平面矫直辊乙132作相向运动或相离运动。为了便于操作人员在旋动螺杆时掌握具体的尺寸，本方案在矫直辊支架的适当位置上还设有光标尺，从而指导操作人员准确掌握调节的尺寸。平面矫直辊组的水平高低位置一般采取固定的方式，从而简化操作人员调整三组辊对齐的难度。

为了方便操作人员搬运圆棒工件，固定工件进入矫直区域的路线，简化矫直辊组的调整操作，本方案还设有工件的输送通道管路，如图2中所示，工件沿箭头方向运动，依次经过三组辊的矫直加工，具体是矫直辊系统支架上沿圆棒矫直路径设有圆棒输送通道，圆棒输 送通道包括固定在凹凸面矫直辊组支架上的圆棒入口通道段311、固定在波浪面矫直辊组支架和平面矫直辊组支架邻接处的圆棒中部通道段321和固定在平面矫直辊组支架上的圆棒出口通道段331，圆棒依次经过设在圆棒矫直路径上的圆棒入口通道段311、凹凸面矫直辊组、波浪面矫直辊组、圆棒中部通道段321、平面矫直辊组和圆棒出口通道段331完成矫直工序。工件输送通道管的引入简化了工件的输运操作，降低了工件在矫直加工中出现的偏移路线、滑落脱离等事故发生的概率，提高了生产效率。

本方案的圆棒矫直机采用三组具有不同形状矫直压合面的辊组顺序加工圆棒工件，大幅提高了圆棒矫直的加工精度，经过加工的圆棒工件(长度可以在400mm～9000mm范围内)的矫直精度在0.02mm以内，工件两端与中部矫直度一致，克服了中间直两头弯的问题，实现了整机高精度、无压痕和辊耐用的设计意图，其中采用的辊组间隙调节装置和辊组升降装置保证了工件处于适当的加工位置，提高了整机效率，降低了人工操作的难度，圆棒输送通道的引入进一步提高了整机的易操作性，降低了事故发生率。基于以上改进，本方案的圆棒矫直机相比现有的方案具有加工精度高、操作方便、劳动强度低、低污染和高效率等特点，具有突出的实质性特点和显著的进步。

本方案的圆棒矫直机并不限于具体实施方式部分公开的内容，其中出现的技术方案可以单独存在，也可以相互包含，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。