一种移动楔式高精度变截面板簧轧制设备及厚度控制方法与流程

本发明属于金属加工领域，特别涉及变截面板簧的轧制领域。

背景技术：

板簧是一种常见的弹性元件，被广泛用作车辆的减震构件，具有结构简单，稳定性好等诸多优点。变截面板簧相比传统等截面板簧，自身重量大大减小的同时，性能也得到明显提高，越来越受到用户的青睐。

目前，变截面板簧轧机主要有两种：一种是通过轧辊孔型深度的变化轧出变截面板簧，但是由于孔型调整不便且轧辊加工成本高等缺点而面临淘汰；另一种是采用平辊，也是目前的主流变截面板簧轧机，此种轧机采用垂直压下的方式，由驱动装置(液压缸或电机)直接带动轧辊上下调整，这样带来的缺点就是产品尺寸误差与驱动装置位移误差几乎相等，随着产品精度要求的提高，驱动装置的精度要求也必须相应提高，无疑会增加设备的投资费用。

技术实现要素：

本发明旨在克服垂直压下变截面板簧设备的缺点，提供一种高精度的变截面板簧轧制方法与设备。具体技术方案如下：

一种移动楔式高精度变截面板簧轧制设备，包括高刚度机架、轧辊驱动装置,还包括主液压缸、移动楔、上垫片、下垫片和平衡液压缸；主液压缸固定在高刚度机架入口侧或者出口侧；上垫片固定于高刚度机架内部，上垫片的下表面与移动楔通过梯形槽相连，所述的移动楔的厚端与主液压缸的顶杆相连，可沿轧制方向自由滑动；下垫片位于移动楔的底部，二者通过斜角相等的斜面相配合；下垫片的下端与上轴承座抵接；上辊固定在上轴承座中；平衡液压缸位于上轴承座和下轴承座之间；下轴承座固定在高刚度机架的下部，下辊固定在下轴承座中。

所述主液压缸仅有一个，固定在高刚度机架入口侧或者出口侧。

所述的平衡液压缸保持较小恒压，空载时可将上辊撑起，轧制时可随上辊上下调节。

所述斜面的斜角由机架宽度、移动楔长度、斜面自锁条件和轧机最大压下量来决定。

优选地，所述斜角的角度为5-30°。

更优选地，所述斜角的角度为5-10°。

一种移动楔式高精度变截面板簧轧制的厚度控制方法，压下时，主液压缸沿轧制方向实施推力，移动楔在主液压缸推力作用下水平滑动，并通过其倾斜的底面带动下垫片在两侧高刚度机架的限制作用下向下滑动，从而带动上辊压下；抬辊时，主液压缸卸载，平衡液压缸将上辊抬起，通过主液压缸与平衡液压缸的配合，实现变截面板簧轧制的厚度控制。

本发明的优点：相比现有设备与方法，本发明可以显著提高板簧精度，并减小主液压缸推力。

附图说明

图1主液压缸位移误差W_油与板簧尺寸误差W_簧关系图；

图2板簧所需轧制力F_簧与主液压缸所需提供推力F_油关系图；

图3移动楔式高精度变截面板簧轧机装配图；

图4移动楔与上、下垫片的装配图；

图5移动楔动作示意图。

图中：1-板坯；2-高刚度机架；3-主液压缸；4-上垫片；5-移动楔；6-下垫片；7-上轴承座；8-上辊；9-平衡液压缸；10-下轴承座；11-下辊，51-梯形槽。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明，如图3-图5所示，本发明包括高刚度机架2，主液压缸3固定在高刚度机架入口侧或出口侧；上垫片4固定于高刚度机架2内部，上垫片4的下表面与移动楔5通过梯形槽51相连，所述的移动楔5的厚端与主液压缸3的顶杆相连，可沿轧制方向自由滑动；下垫片6位于移动楔5的底部，二者通过斜角相等的斜面相配合；下垫片6的下端与上轴承座7固定，下垫片6的两侧与高刚度机架紧密配合；上辊8固定在上轴承座7中；平衡液压缸9位于上轴承座7和下轴承座10之间；下轴承座10固定在高刚度机架2的下部，下辊11固定在下轴承座10中。所述斜面的斜角由机架宽度、移动楔长度、斜面自锁条件和轧机最大压下量来决定。

优选地，所述斜角的角度为5-30°。

更优选地，所述斜角的角度为5-10°。

相比现有设备与方法，本发明可以显著提高板簧精度，并减小主液压缸推力。如图1-图2所示，设移动楔的斜角为α，主液压缸的位移误差为W_油，板簧的尺寸误差为W_簧，板簧所需轧制力F_簧，主液压缸所需提供推力F_油，则

W_簧＝W_油*tanα，F_油＝F_簧*tanα

当α取5.7°，tanα＝0.1，W_簧＝0.1W_油，F_油＝0.1F_簧。即在驱动装置位移误差相同的情况下，本发明的板簧尺寸误差变为原来的1/10，精度提高了10倍；在板簧所需轧制力相等的情况下，本发明的主液压缸所需提供推力仅为原来1/10，可显著降液压缸的推力。

轧制时的具体方法如下：

轧前准备：将裁好的板坯1放入加热炉中加热，在加热过程中，平衡液压缸9的支撑杆外伸，将上辊8抬起，板坯1加热完成后经过机架2进入轧机辊缝。

变厚度轧制：计算机按照人工设定的曲线实时调节辊缝，以轧出多片厚度连续变化的变截面板簧。压下时，主液压缸3沿轧制方向实施推力，移动楔5在主液压缸3推力作用下水平滑动，并通过其倾斜的底面带动下垫片6在两侧高刚度机架的限制作用下向下滑动，从而带动上辊8压下；抬辊时，主液压缸3卸载，平衡液压缸9将上辊抬起，通过主液压缸3与平衡液压缸9的配合，实现变截面板簧轧制的厚度控制。

轧后处理：将轧出的多片变截面板簧逐片切断，进行校直后放置在冷床上，等待进一步加工。