辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构以及调节方法与流程

本发明属于冷弯成型试验技术领域，具体涉及一种辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构以及调节方法。

背景技术：

辊弯成形工艺是通过顺序配置的多道次成型轧辊，将卷材、带材等金属板带不断地进行横向弯曲，以制成特定断面型材的塑性加工工艺。利用辊弯成形工艺得到的数据可以确定材料的强度极限、屈强比值、塑性、冲击韧性、回弹量和其他辊弯成形工艺性能指标。在实际的辊弯成形工艺中，控制材料的回弹量对板金属成形精度影响很大。

现有的辊弯成形工艺，由于成形板料材料、厚度的不同，其成形之后的回弹量往往差异很大，特别是对于新型高强钢板料，其回弹量很难用有限元仿真做出可信的结果用以指导辊形及模具的设计。因此，当需要成形定截面板材时，回弹量难以控制在允许的范围之内，给成形带来不便和困难。

因此，尽快解决上述问题，具有重要意义。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构以及调节方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构，包括支撑跨板(1)，所述支撑跨板(1)的左右两侧对称安装左辅助辊单元(2)和右辅助辊单元(3)；

对于所述左辅助辊单元(2)，包括：上支撑板(4)、下支撑板(5)、连接轴(6)、辅助辊单元(7)、横向位移调整单元(8)和上下支撑板角度调整单元(9)；

所述上支撑板(4)的一端和所述下支撑板(5)的一端通过所述连接轴(6)可转动连接；所述辅助辊单元(7)设置于所述上支撑板(4)上面；所述上下支撑板角度调整单元(9)包括：角度调节螺杆(9.1)、上摆动件(9.2)、上转轴(9.3)、上卡环(9.4)、下摆动件(9.5)和下转轴(9.6)；其中，所述上支撑板(4)的另一端开设有第1凹槽(9.7)，所述上摆动件(9.2)置于所述第1凹槽(9.7)的中心位置，所述上摆动件(9.2)的左右两侧通过所述上转轴(9.3)安装于所述第1凹槽(9.7)中，使所述上摆动件(9.2)可沿所述上转轴(9.3)在所述第1凹槽(9.7)中转动，进而调节所述上摆动件(9.2)的倾斜角度；在所述上摆动件(9.2)的轴向中心开设有光滑通孔；所述下支撑板(5)的另一端开设有第2凹槽(9.8)，所述下摆动件(9.5)置于所述第2凹槽(9.8)的中心位置，所述下摆动件(9.5)的左右两侧通过所述下转轴(9.6)安装于所述第2凹槽(9.8)中，使所述下摆动件(9.5)可沿所述下转轴(9.6)在所述第2凹槽(9.8)中转动，进而调节所述下摆动件(9.5)的倾斜角度；在所述下摆动件(9.5)的轴向中心开设有螺纹通孔；

所述角度调节螺杆(9.1)包括上部光滑段(9.1.1)和下部螺纹段(9.1.2)；其中，所述上部光滑段(9.1.1)的外表面光滑，其外径与所述上摆动件(9.2)的光滑通孔相匹配；所述下部螺纹段(9.1.2)具有外螺纹，所述下部螺纹段(9.1.2)的外螺纹与所述下摆动件(9.5)的螺纹通孔相匹配；在所述上部光滑段(9.1.1)和所述下部螺纹段(9.1.2)的相交位置，具有轴肩(9.1.3)；所述角度调节螺杆(9.1)的下部螺纹段(9.1.2)的底端穿过所述下摆动件(9.5)的螺纹通孔，并向下延伸，并且，所述下摆动件(9.5)的螺纹通孔与所述角度调节螺杆(9.1)的下部螺纹段(9.1.2)螺纹连接；所述轴肩(9.1.3)紧靠于所述上摆动件(9.2)的底部，所述上部光滑段(9.1.1)的顶端穿过所述上摆动件(9.2)的光滑通孔，而向上延伸；在所述上部光滑段(9.1.1)的外部且紧靠所述上摆动件(9.2)的上表面，安装所述上卡环(9.4)，一方面，所述上卡环(9.4)与所述上部光滑段(9.1.1)固定连接；另一方面，所述上卡环(9.4)和所述轴肩(9.1.3)紧固夹持所述上摆动件(9.2)，进而限制所述上摆动件(9.2)沿所述角度调节螺杆(9.1)发生轴向位移；当所述角度调节螺杆(9.1)转动时，其下部与所述下摆动件(9.5)的螺纹通孔进行螺纹转动，所述下摆动件(9.5)沿所述下转轴(9.6)进行适应性转动，进而使所述角度调节螺杆(9.1)进行倾斜方向的上升或下降运动；当所述角度调节螺杆(9.1)进行倾斜方向的上升或下降运动时，由于所述上摆动件(9.2)被所述上卡环(9.4)和所述轴肩(9.1.3)紧固夹持，因此，所述上摆动件(9.2)同步进行倾斜方向的上升或下降运动，并自适应性转动；当所述上摆动件(9.2)同步进行倾斜方向的上升或下降运动时，带动所述上支撑板(4)进行倾斜方向的上升或下降运动，最终调整所述上支撑板(4)和所述下支撑板(5)之间的夹角；

所述横向位移调整单元用于调节所述上支撑板(4)、所述下支撑板(5)和所述辅助辊单元(7)形成的整体结构在所述支撑跨板(1)的横向位置。

优选的，还包括轴用弹性挡圈(10)；所述轴用弹性挡圈(10)的数量为两个，分别固定安装于所述连接轴(6)的两端。

优选的，所述上卡环(9.4)与所述上部光滑段(9.1.1)固定连接，是指：所述上卡环(9.4)套于所述上部光滑段(9.1.1)的外部后，采用径向连接螺钉(9.9)将所述上卡环(9.4)固定于所述上部光滑段(9.1.1)。

优选的，所述横向位移调整单元(8)包括：在所述下支撑板(5)的两侧各安装至少一个滑块(8.1)；在所述下支撑板(5)的对应位置沿横向开设有滑槽(8.2)；使所述下支撑板(5)通过所述滑块(8.1)沿所述滑槽(8.2)进行横向移动；在所述支撑跨板(1)的左侧且位于所述左辅助辊单元(2)的左侧固定安装横向位移固定槽(8.3)，所述横向位移固定槽(8.3)开设有横向的带内螺纹的通孔；所述下支撑板(5)在朝向所述横向位移固定槽(8.3)的一端固定安装横向位移螺栓卡件(8.4)，所述横向位移螺栓卡件(8.4)开设有横向位移螺栓卡槽(8.5)；横向位移螺栓(8.7)具有与所述横向位移固定槽(8.3)的内螺纹相匹配的外螺纹；所述横向位移螺栓(8.7)的端面固定安装有螺栓帽(8.6)；所述横向位移螺栓(8.7)通过螺纹连接方式穿过所述横向位移固定槽(8.3)的带内螺纹的通孔后，其端部的所述螺栓帽(8.6)置入到所述横向位移螺栓卡槽(8.5)中；转动所述横向位移螺栓(8.7)，所述横向位移螺栓(8.7)沿所述横向位移固定槽(8.3)进行横向移动，进而带动所述下支撑板(5)沿所述滑槽(8.2)进行横向移动，最终带动所述上支撑板(4)、所述下支撑板(5)和所述辅助辊单元(7)形成的整体进行横向移动。

优选的，所述辅助辊单元(7)包括：辅助辊(7.1)、辅助辊轴(7.2)、上深沟球轴承(7.3)、下深沟球轴承(7.4)、套筒(7.5)和端盖(7.6)；所述辅助辊轴(7.2)的底部固定于所述上支撑板(4)的表面；所述辅助辊轴(7.2)的外部套设安装所述套筒(7.5)；所述套筒(7.5)的上下位置各套设安装所述上深沟球轴承(7.3)和所述下深沟球轴承(7.4)；所述上深沟球轴承(7.3)和所述下深沟球轴承(7.4)的外部再套设安装所述辅助辊(7.1)；所述端盖(7.6)通过连接螺钉固定到所述辅助辊轴(7.2)上面。

本发明还提供一种基于上述的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构的辊弯成形角度可大范围调节的方法，包括以下步骤：

步骤1，在辊弯成形机的出料路径上，安装辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构，使辊弯成形机输送的成形件位于左辅助辊单元(2)的左辅助辊和右辅助辊单元(3)的右辅助辊之间；

步骤2，通过左辅助辊单元(2)的横向位移调整单元(8)，调节左辅助辊的横向位置；再通过右辅助辊单元(3)的横向位移调整单元，调节右辅助辊的横向位置，进而调节左辅助辊和右辅助辊之间的距离，使其靠近辊弯成形机输送的成形件的两侧板材；

步骤3，启动辊弯成形机，经过辊弯成形机的辊弯成形步骤，输出初始成形件；然后，通过分别旋转左辅助辊单元(2)和右辅助辊单元(3)的上下支撑板角度调整单元(9)，进而分别调节左辅助辊单元(2)的左辅助辊和右辅助辊单元(3)的右辅助辊的角度，从而进一步矫正初始成形件的板料回弹，使零件成形之后的回弹量控制在允许范围之内。

本发明提供的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构以及调节方法具有以下优点：

(1)无论试件尺寸如何，只需旋转横向位移螺栓，侧辊装配体可在侧辊支撑跨板上移动，从而避免多次拆装对于机架带来的磨损以及减少工时的浪费，降低了实验成本。

(2)还具有装置结构简单易操作，节省工时的优点。

附图说明

图1为本发明提供的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构的第1角度立体图；

图2为本发明提供的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构的第2角度立体图；

图3为本发明提供的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构的整体剖面图；

图4为本发明提供的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构的俯视图；

图5为本发明提供的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构的左侧视图；

图6为本发明提供的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构的右侧视图；

图7为本发明提供的上下支撑板角度调整单元的剖视图；

图8为本发明提供的上下支撑板角度调整单元的正视图；

图9为本发明提供的上下支撑板角度调整单元的侧立体图；

图10为角度调节螺杆的结构示意图；

图11为本发明提供的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构的向上角度的立体图；

图12为辅助辊单元的剖视图；

图13为辅助辊结构和辊弯成形机之间的位置关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种成形角度可大范围调节的辅助辊结构，该机构安装于定截面成形机组尾部，不论对何种金属板料进行辊弯成形，该机构都能灵活调整轧辊的成形角度用以矫正板料的回弹，使零件成形之后的回弹量控制在允许范围之内，可提高工件成型的精确度，而且装置结构简单。

本发明提供一种辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构，参考图1-图6，包括支撑跨板1，支撑跨板1通过两侧的支撑立板16支撑；支撑跨板1的左右两侧对称安装左辅助辊单元2和右辅助辊单元3。由于左辅助辊单元2和右辅助辊单元3为完全对称结构，因此，本发明仅以左辅助辊单元为例进行描述介绍，需要强调的是，下面涉及到的关于左辅助辊单元的一些部件的附图标记，为方便标识，在附图中部分附图标记标示于右辅助辊单元上，而由于左辅助辊单元2和右辅助辊单元3完全对称，因此，采用此种标识方法，并不会影响本发明的技术方案。

对于左辅助辊单元2，包括：上支撑板4、下支撑板5、连接轴6、辅助辊单元7、横向位移调整单元8和上下支撑板角度调整单元9；

上支撑板4的一端和下支撑板5的一端通过连接轴6可转动连接；还包括轴用弹性挡圈10；轴用弹性挡圈10的数量为两个，分别固定安装于连接轴6的两端。辅助辊单元7设置于上支撑板4上面。

对于左辅助辊单元，共包括三部分核心单元，分别为上下支撑板角度调整单元9、横向位移调整单元8和辅助辊单元7，下面对这三个核心单元分别详细介绍：

(一)上下支撑板角度调整单元

参考图3、图7-图10，上下支撑板角度调整单元9包括：角度调节螺杆9.1、上摆动件9.2、上转轴9.3、上卡环9.4、下摆动件9.5和下转轴9.6；其中，上支撑板4的另一端开设有第1凹槽9.7，上摆动件9.2置于第1凹槽9.7的中心位置，上摆动件9.2的左右两侧通过上转轴9.3安装于第1凹槽9.7中，使上摆动件9.2可沿上转轴9.3在第1凹槽9.7中转动，进而调节上摆动件9.2的倾斜角度；在上摆动件9.2的轴向中心开设有光滑通孔；下支撑板5的另一端开设有第2凹槽9.8，下摆动件9.5置于第2凹槽9.8的中心位置，下摆动件9.5的左右两侧通过下转轴9.6安装于第2凹槽9.8中，使下摆动件9.5可沿下转轴9.6在第2凹槽9.8中转动，进而调节下摆动件9.5的倾斜角度；在下摆动件9.5的轴向中心开设有螺纹通孔；

角度调节螺杆9.1包括上部光滑段9.1.1和下部螺纹段9.1.2；其中，上部光滑段9.1.1的外表面光滑，其外径与上摆动件9.2的光滑通孔相匹配；下部螺纹段9.1.2具有外螺纹，下部螺纹段9.1.2的外螺纹与下摆动件9.5的螺纹通孔相匹配；在上部光滑段9.1.1和下部螺纹段9.1.2的相交位置，具有轴肩9.1.3；角度调节螺杆9.1的下部螺纹段9.1.2的底端穿过下摆动件9.5的螺纹通孔，并向下延伸，并且，下摆动件9.5的螺纹通孔与角度调节螺杆9.1的下部螺纹段9.1.2螺纹连接；轴肩9.1.3紧靠于上摆动件9.2的底部，上部光滑段9.1.1的顶端穿过上摆动件9.2的光滑通孔，而向上延伸；在上部光滑段9.1.1的外部且紧靠上摆动件9.2的上表面，安装上卡环9.4，一方面，上卡环9.4与上部光滑段9.1.1固定连接，具体的，上卡环9.4套于上部光滑段9.1.1的外部后，采用径向连接螺钉9.9将上卡环9.4固定于上部光滑段9.1.1。另一方面，上卡环9.4和轴肩9.1.3紧固夹持上摆动件9.2，进而限制上摆动件9.2沿角度调节螺杆9.1发生轴向位移；当角度调节螺杆9.1转动时，其下部与下摆动件9.5的螺纹通孔进行螺纹转动，下摆动件9.5沿下转轴9.6进行适应性转动，进而使角度调节螺杆9.1进行倾斜方向的上升或下降运动；当角度调节螺杆9.1进行倾斜方向的上升或下降运动时，由于上摆动件9.2被上卡环9.4和轴肩9.1.3紧固夹持，因此，上摆动件9.2同步进行倾斜方向的上升或下降运动，并自适应性转动；当上摆动件9.2同步进行倾斜方向的上升或下降运动时，带动上支撑板4进行倾斜方向的上升或下降运动，最终调整上支撑板4和下支撑板5之间的夹角。

实际应用中，角度调节螺杆被转动时，可带动上支撑板围绕上下板连接轴做45°角以内的定轴转动，从而灵活调整辊成形角度来矫正板料的回弹。

(二)横向位移调整单元

参考图3和图11，横向位移调整单元用于调节上支撑板4、下支撑板5和辅助辊单元7形成的整体结构在支撑跨板1的横向位置。

横向位移调整单元8包括：在下支撑板5的两侧各安装至少一个滑块8.1；在下支撑板5的对应位置沿横向开设有滑槽8.2；使下支撑板5通过滑块8.1沿滑槽8.2进行横向移动；在支撑跨板1的左侧且位于左辅助辊单元2的左侧固定安装横向位移固定槽8.3，一般情况下，横向位移固定槽8.3通过内六角圆柱头螺钉固定安装于可调节侧辊支撑跨板上。横向位移固定槽8.3开设有横向的带内螺纹的通孔；下支撑板5在朝向横向位移固定槽8.3的一端固定安装横向位移螺栓卡件8.4，横向位移螺栓卡件8.4开设有横向位移螺栓卡槽8.5；横向位移螺栓8.7具有与横向位移固定槽8.3的内螺纹相匹配的外螺纹；横向位移螺栓8.7的端面固定安装有螺栓帽8.6；横向位移螺栓8.7通过螺纹连接方式穿过横向位移固定槽8.3的带内螺纹的通孔后，其端部的螺栓帽8.6置入到横向位移螺栓卡槽8.5中；转动横向位移螺栓8.7，横向位移螺栓8.7沿横向位移固定槽8.3进行横向移动，进而带动下支撑板5沿滑槽8.2进行横向移动，最终带动上支撑板4、下支撑板5和辅助辊单元7形成的整体进行横向移动。

(三)辅助辊单元

参考图3和图12，辅助辊单元7包括：辅助辊7.1、辅助辊轴7.2、上深沟球轴承7.3、下深沟球轴承7.4、套筒7.5和端盖7.6；辅助辊轴7.2的底部固定于上支撑板4的表面，具体的，通过紧固螺钉7.8紧固于上支撑板4的表面，并利用扣紧垫圈7.7固定；辅助辊轴7.2的外部套设安装套筒7.5；套筒7.5的上下位置各套设安装上深沟球轴承7.3和下深沟球轴承7.4；上深沟球轴承7.3和下深沟球轴承7.4的外部再套设安装辅助辊7.1；端盖7.6通过连接螺钉固定到辅助辊轴7.2上面。

本发明涉及到的螺钉，可采用内六角圆柱头螺钉。

因此，辅助辊可绕辅助辊轴转动，并且，降低其运动过程中的摩擦系数，保证其回转精度。采有此种结构的辅助辊单元，刚度较好。

本发明还提供一种基于上述的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构的辊弯成形角度可大范围调节的方法，参考图13，包括以下步骤：

步骤1，在辊弯成形机的出料路径上，安装辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构，使辊弯成形机输送的成形件位于左辅助辊单元2的左辅助辊和右辅助辊单元3的右辅助辊之间；

步骤2，通过左辅助辊单元2的横向位移调整单元8，调节左辅助辊的横向位置；再通过右辅助辊单元3的横向位移调整单元，调节右辅助辊的横向位置，进而调节左辅助辊和右辅助辊之间的距离，使其靠近辊弯成形机输送的成形件的两侧板材；

步骤3，启动辊弯成形机，经过辊弯成形机的辊弯成形步骤，输出初始成形件；然后，通过分别旋转左辅助辊单元2和右辅助辊单元3的上下支撑板角度调整单元9，进而分别调节左辅助辊单元2的左辅助辊和右辅助辊单元3的右辅助辊的角度，从而进一步矫正初始成形件的板料回弹，使零件成形之后的回弹量控制在允许范围之内。

本发明提供的辊弯成形角度可大范围调节的辅助辊结构以及调节方法，具有以下优点：

(1)通过旋转横向位移螺栓可使装配体整体在跨板上左右运动，同时侧辊角度也可以灵活变换，使得此装置能够在更多尺寸更多成形角度的条件下来矫正板料的回弹，达到装置本身的目的。

(2)在进行辊弯成形实验时，能够灵活调整轧辊的成形角度来矫正板料的回弹，使零件成形之后的回弹量控制在允许范围之内，由于可以改变轧辊角度，不需要提供过多角度的辅助棍装置，也降低了实验成本；

(3)无论试件尺寸如何，只需旋转横向位移螺栓，侧辊装配体可在侧辊支撑跨板上移动，从而避免多次拆装对于机架带来的磨损以及减少工时的浪费，降低了实验成本。

(4)还具有装置结构简单易操作，节省工时的优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。