一种多功能辊轧成形试验机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种材料加工技术领域板带乳制设备，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】
[0002]利用板带乳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，对乳制面内弯曲件、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，这就对板带乳制设备提出了多功能、柔性调节、精确控制的需求。
[0003]目前，国内外现有板带乳制设备功能单一，常见的圆柱辊乳板设备，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MATC0公司首先提出来锥棍异面楔形辗乳成形工艺(Marciniak，Z.etal.Proceedings of 2ndInternat10nal Conference of Rotary Metalworking Processes，1982，1-7)，并在此基础上，LENHAM公司发明了一台FM-600型螺旋叶片辗乳机(罗守靖，霍文灿.锥辊辗乳理论.机械工业出版社，2000)，这种乳机可将板带连续辗乳成螺旋叶片，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，乳制过程均采用“经验调整法”来完成，很难辗乳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乳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乳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乳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乳设备，提出了一种乳辊调整机构(罗守靖，霍文灿.锥辊辗乳理论.机械工业出版社，2000)。该乳辊调整机构包括可移动式的轴承套和可旋转式的轴承座，实现了对乳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乳件的精度，轴承运动的滚珠也会在强大的辊乳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，上下两乳辊之间间隙自然变化加大，乳制精度低。
[0004]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、精确可控的乳辊辗乳设备，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】
[0005]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，本发明提出了一种多功能辊乳成形试验机。
[0006]本发明包括上乳辊组件、下乳辊组件、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、蜗杆、大齿轮、小齿轮和平衡杆;其中:
[0007]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。
[0008]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；
[0009]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嗤合。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蜗杆啮合。
[0010]上乳辊组件包括上乳辊、轴瓦安装架和蜗轮蜗杆减速机。所述轴瓦安装架固定安装在旋转齿轮板上，并位于该旋转齿轮板表面的弧形通槽的一侧。所述上乳辊安装在所述轴瓦安装架的通孔中，并使该上乳辊的连接端与蜗轮蜗杆减速机的输出轴固连。所述下乳辊组件包括下乳辊、轴瓦安装架和蜗轮蜗杆减速机。所述轴瓦安装架固定安装在带支架的横托板的下乳辊安装板上。蜗轮蜗杆减速机的输出轴与下乳辊的连接端固连。
[0011]第一步进电机安装在所述机座的箱体内，并使该第一步进电机的轴线垂直于所述床身安装板的外表面。所述第一步进电机的输出轴上连接有蜗杆。横托板安装在机座的上表面。在所述横托板的下表面有与该蜗杆配合的齿条，通过蜗杆与齿条的配合，使横托板能够在机座的上表面做直线运动。
[0012]所述板料导向机构通过板料导向机构支架安装在横托板一侧筋板的外侧表面上端，并使所述板料导向机构位于上乳辊和下乳辊之间。
[0013]所述移动触点包括位于床身上端的垂直移动触点、位于所述纵托板上表面的旋转移动触点和位于机座上端一侧的水平移动触点。
[0014]所述横托板由底板、安装板和三块支撑筋板组成。通过底板将所述横托板固装在机座的表面。所述安装板固定在该底板上表面一个边上;该安装板的上表面有下乳辊组件的安装面，该安装面与水平面之间有30°的夹角。所述三块支撑筋板均布并固定在底板上表面;各支撑筋板均垂直于所述安装板。
[0015]在所述底板下表面中部有与机座上的滑轨配合的滑块;在该滑块表面中部有齿条的安装槽，与第一步进电机的输出轴上的蜗杆配合的齿条嵌装在该安装槽内。位于下乳辊组件中的下乳辊一端的支撑筋板的外表面为板料导向机构支架的安装面，在该支撑筋板上有板料导向机构支架的安装孔。
[0016]所述机座的上表面安装有横托板，在机座上表面的两端安装有水平移动锁紧螺栓，以实现对横托板的固紧和定位。在机座的上表面中间有通槽，通过该通槽使第一步进电机输出轴上的连接的蜗杆与位于横托板下表面的齿条啮合。在所述机座上表面的通槽方向安装有滑轨。
[0017]所述纵托板的两个对称的边上有90°的折边，该折边的内表面之间的距离略大于床身安装面的宽度，当所述纵托板与所述床身安装面配合后，两者之间滑动配合。在该纵托板的中间固装有与第二步进电机输出轴上的连接的蜗杆啮合的齿条。该齿条平行于所述纵托板的两个折边。在所述纵托板上端面有螺栓，通过该螺栓将所述纵托板吊挂在床身的安装面上。
[0018]在所述旋转齿轮板的下表面上有与导向弧板表面的弧形燕尾槽配合的弧形燕尾键。在所述旋转齿轮板上开有弧形通槽，该弧形通槽位于所述弧形燕尾键一侧，并与该弧形燕尾键同弧度。
[0019]所述滑槽架包括滑槽板和安装板。滑槽架通过安装板固定在导向弧板的弧形边一侧。所述滑槽板与所述安装板相互垂直。在该滑槽板上有条状的滑槽。旋转齿轮板锁紧杆的上端装入该滑槽中；旋转齿轮板锁紧杆的下端安装在旋转齿轮板上。当所述旋转齿轮板锁紧杆在旋转齿轮板的带动下转动到工作角度后，通过螺帽将旋转齿轮板锁紧杆的上端固定，从而实现对旋转齿轮板的定位。
[0020]所述第二步进电机位于所述安装板内表面的上端。两组配重滑轮分别位于该第二步进电机的两侧。配重块吊装在平衡杆的一端;该平衡杆的另一端绞接在床身的箱体上。在纵托板的上端面固定有两个螺栓，并且该螺栓的位置分别与两组配重滑轮的位置相对应，两组配重滑轮的钢索的上端分别固定在所述两个螺栓上，另一端均与所述平衡杆连接。
[0021]所述板料导向机构包括两块导料板、放料板和支撑板，其中支撑板中部有贯通该支撑板宽度的燕尾槽。位于该放料板下表面中部的燕尾块与支撑板燕尾槽滑动配合;在所述放料板上燕尾块的两侧分别固定有调节螺杆;所述两块导料板位于放料板的上表面，并使分别位于各导料板上的滑槽套装在所述的调节螺杆上。在所述支撑板一端的下表面有一垂直于该支