一种在金属板材上弯折形成加强筋的加工装置的制作方法

1.本实用新型属于板材加工技术领域，具体涉及一种在金属板材上弯折形成加强筋的加工装置。


背景技术：

2.成卷板材具有便于运输，能够根据需求裁剪出不同长度的优点；因而广泛应用多种设备生产；但是，为了便于卷绕，成卷板材的厚度往往较薄，抗弯曲能力较差；进而导致成卷板材在展平后容易沿长度方向发生弯曲，使得成卷板材为原料的产品往往存在负载能力和抗冲击性能较弱的缺陷。现有技术中大多通过在成卷板材上焊接加强筋的方式克服这一问题；但是焊接工艺难以实现高度自动化，其不同长度的板材需要预先准备不同长度的加强筋，进而导致生产成本大大提高；因此，需要设计一种能够利用成卷板材本身材料形成加强筋结构的加工设备。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种在金属板材上弯折形成加强筋的加工装置。
4.本实用新型包括机架、导入段和加强筋成型机构。导入段用于将被加工的板材送入加强筋成型机构。所述的加强筋成型机构包括前后排列的槽体弯折部分和加强筋定型部分。槽体弯折部分包括依次排列的多个槽体弯折单元；加强筋定型部分包括依次排列的多个加强筋定型单元。所有槽体弯折单元和加强筋定型单元均包括竖直排布的第一转轴和第二转轴。第一转轴和第二转轴均转动连接在机架上。第一转轴与第二转轴反向传动。第一转轴或第二转轴由动力元件驱动旋转。
5.槽体弯折单元还包括第一压轮和第二压轮。第一压轮和第二压轮分别固定在对应的第一转轴和第二转轴上。第一压轮和第二压轮上分别设置有环形凸起和环形凹槽。环形凸起与环形凹槽相互对齐。环形凸起伸入到环形凹槽内。沿着板材的输送方向，各槽体弯折单元中环形凸起伸入环形凹槽的深度逐渐增大，环形凹槽的宽度均逐渐减小。
6.加强筋定型单元还包括侧压轮。两个侧压轮均转动连接在机架上。沿着板材的输送方向，各加强筋定型单元中两个侧压轮的间距逐渐减小。工作过程中，两个侧压轮与预加工凹槽相反侧分别接触。
7.作为优选，所述第一转轴和第二转轴的端部均固定有传动齿轮；该两个传动齿轮啮合。
8.作为优选，任意两根相邻的第二转轴之间均通过带传动机构连接。其中若干根第二转轴由电机驱动。
9.作为优选，每根第二转轴上均对称固定有两个辅助支撑轮，用于对板材上被加工位置的两侧提供支撑。
10.作为优选，所述环形凸起的内边缘处和环形凹槽的开口处均设置有过渡斜面。
11.作为优选，所述的加强筋定型单元还包括第一限位轮和第二限位轮；相互对齐的
第一限位轮、第二限位轮分别固定在第一转轴、第二转轴上。工作过程中，第一限位轮的外圆周面与槽体弯折部分加工出的预加工凹槽的开口处接触；第二限位轮与预加工凹槽的底面接触。
12.作为优选，在从下向上的方向上，两个侧压轮的轴线均向远离第一限位轮的一侧倾斜。
13.作为优选，所述侧压轮的外圆周面包括位于上侧的挤压面和限位面。在侧压轮与板材的接触位置上，挤压面为竖直线，限位面为倾斜线。挤压面用于将预加工凹槽的两侧板靠近开口的位置以竖直姿态向内挤压，使得开口减小；限位面用于将预加工凹槽的两侧板远离开口的位置，引导至倾斜姿态。
14.作为优选，沿着板材的输送方向的前若干个加强筋定型单元的第一限位轮圆周面设置有限位圆环，且各限位圆环的宽度逐渐减小。工作过程中，限位圆环伸入到板材上形成的预加工凹槽内，对预加工凹槽的开口处提供由内向外的支撑。
15.作为优选，所述的导入段包括支撑滚筒、导向板和宽度调节机构。沿机架长度方向依次间隔排列的多个支撑滚筒均转动连接在机架的输入端。两块导向板均与机架构成沿机架宽度方向滑动的滑动副。导向板与支撑滚筒的连接处设置有让位孔或让位槽。两块导向板分别通过对应的宽度调节机构调整自身在机架宽度方向上的位置。工作过程中，板材的两侧边缘分别由两块导向板的相对侧面进行限位。
16.作为优选，所述的宽度调节机构包括丝杠和螺母。轴线平行于机架宽度方向的丝杠通过转动连接在机架上。螺母固定在对应的导向板上。丝杠与螺母转动连接。通过转动丝杠，横向调节导向板的位置。
17.作为优选，加强筋成型机构的末端设置有裁切设备，裁切设备用于切断带加强筋的板材。
18.本实用新型具有的有益效果是：
19.1、本实用新型通过相互配合的环形凸起与环形凹槽在金属平板上压制出矩形的预加工凹槽；再通过间距逐渐减小的多组侧压轮将预加工凹槽的开口闭合，形成了与板材主体部分一体成型的槽型加强筋，成型涉及的结构简单，且稳定可靠。
20.2、本实用新型通过将侧压轮的轴线倾斜设置，并将侧压轮的外圆周面分为挤压面和限位面，使得加强筋在开口闭合的过程中，自动形成下部为三角形槽体，上部为两侧板闭合的稳定结构，大大提高金属板材沿长度方向的抗弯曲能力。
21.3、本实用新型通过钣金的方式将成卷的金属板材逐步弯折出加强筋，从而省去了在板材上焊接加强筋的工序，降低了生产成本。
附图说明
22.图1为本实用新型的整体结构示意图；
23.图2为本实用新型中导入段的示意图(图1中d部分的局部放大图)；
24.图3为本实用新型中槽体弯折单元的截面示意图(图1中a-a截面的局部放大图)；
25.图4为本实用新型中有限位圆环的加强筋定型单元的截面示意图(图1中b-b截面的局部放大图)；
26.图5为本实用新型中无限位圆环的加强筋定型单元的截面示意图(图1中c-c截面
的局部放大图)。
具体实施方式
27.以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
28.实施例1
29.如图1所示，一种在金属板材上弯折形成加强筋的加工装置，包括机架1、导入段2和加强筋成型机构。导入段2用于将成卷的板材5准确送入加强筋成型机构。加强筋成型机构用于通过弯折定型的方式，板材5上加工出加强筋5-1。加强筋成型机构包括前后排列的槽体弯折部分3和加强筋定型部分4。槽体弯折部分3包括依次等间距排列的多个槽体弯折单元3-1；加强筋定型部分4包括依次等间距排列的多个加强筋定型单元4-1；各槽体弯折单元3-1用于在板材5的中间位置加工出第一个矩形的预加工凹槽，并使得该预加工凹槽逐渐加深缩窄。各槽体弯折单元3-1用于将第一个预加工凹槽的开口逐渐缩窄直至闭合，形成截面呈三角形的第一个加强筋5-1。
30.如图2所示，导入段2包括支撑滚筒2-1、导向板2-2、导杆2-3和宽度调节机构2-4。沿机架1长度方向依次等间隔排列的多个支撑滚筒2-1均转动连接在机架1的输入端。轴线平行于机架1宽度方向的两根导杆2-3均固定在机架1输入端。两块导向板2-2均通过滑块与两根导杆2-3滑动连接。导向板2-2与支撑滚筒2-1的连接处设置有让位孔或让位槽，以避免导向板2-2与支撑滚筒2-1之间发生干涉。两块导向板2-2分别通过对应的宽度调节机构2-4调整自身在机架1宽度方向上的位置。宽度调节机构2-4包括丝杠和螺母。轴线平行于机架1宽度方向的丝杠通过轴承连接在机架1上。螺母固定在对应的导向板2-2上。丝杠与螺母转动连接。通过转动丝杠，使得导向板2-2横向调节位置。两块导向板2-2的间距调节至与输入的成卷板材5的宽度一致；通过调节两块导向板2-2的位置，能够横向调节成卷板材5的输入位置，从而调整加工出的加强筋位置。
31.如3、4和5所示，所有槽体弯折单元3-1和加强筋定型单元4-1均包括第一转轴7和第二转轴8。第一转轴7和第二转轴8的两端均通过轴承转动连接在机架1上。第一转轴7位于第二转轴8的正上方。第一转轴7和第二转轴8的端部均固定有传动齿轮9；该两个传动齿轮 9啮合，使得第一转轴7和第二转轴8能够反向同步转动。任意两根相邻的第二转轴8之间均通过带传动机构10连接。其中一根第二转轴8由电机驱动，具体驱动方式为电机的输出轴通过减速器和带传动机构10连接至该第二转轴8。槽体弯折单元3-1和加强筋定型单元4-1的第二转轴8上均对中固定有两个辅助支撑轮11，用于对板材上被加工位置的两侧提供支撑。
32.如图4所示，在第一转轴7、第二转轴8的基础上，每个槽体弯折单元3-1均还包括第一压轮3-1-1和第二压轮3-1-2。第一压轮3-1-1和第二压轮3-1-2分别固定在对应的第一转轴7 和第二转轴8的中部。第一压轮3-1-1和第二压轮3-1-2的外圆周面中部分别设置有环形凸起 3-1-3和环形凹槽3-1-4。环形凸起3-1-3与环形凹槽3-1-4相互对齐。环形凸起3-1-3能够伸入到环形凹槽3-1-4内。环形凸起3-1-3的内边缘处(即与第一压轮3-1-1的连接处)和环形凹槽3-1-4的开口处均设置有过渡斜面。第一压轮3-1-1和第二压轮3-1-2相互配合能够将输入的板材5上压制出两侧带过渡倒角的预加工凹槽。对应的两个辅助支撑轮11对称设置在第二压轮3-1-2的两侧，用于对被加工的板材5提供支撑。
33.沿着板材5的输送方向，各槽体弯折单元3-1中环形凸起3-1-3的环宽(即环形凸起
3-1-3 外径与第一压轮3-1-1的直径之差)及环形凹槽3-1-4的深度均逐渐增大，环形凸起3-1-3及环形凹槽3-1-4的宽度均逐渐减小，从而将板材5上的预加工凹槽逐渐压深、缩窄，使得凹槽形状逐渐接近加强筋5-1的要求。
34.如图5所示，在第一转轴7、第二转轴8的基础上，每个加强筋定型单元4-1均包括第一安装座4-1-1、第二限位轮4-1-2、第一限位轮4-1-3和侧压轮4-1-4。第一限位轮4-1-3、第二限位轮4-1-2分别固定在对应的第一转轴7、第二转轴8的中部。第一限位轮4-1-3用于限定板材的顶面位置，避免板材顶面变形。第二限位轮4-1-2用于对槽体弯折部分3加工出的预加工凹槽的底面提供支撑。第一安装座4-1-1固定在机架1上，且位于第二限位轮4-1-2的正下方。两个侧压轮4-1-4均转动连接在第一安装座4-1-1，且分别位于第一限位轮4-1-3下方的两侧。在从下向上的方向上，两个侧压轮4-1-4的轴线均向远离第一限位轮4-1-3的一侧倾斜。
35.侧压轮4-1-4的外圆周面包括位于上侧的挤压面4-1-5和限位面4-1-6。在侧压轮4-1-4与板材5的接触位置上，挤压面4-1-5为竖直线，限位面4-1-6为倾斜线。两个侧压轮4-1-4的挤压面4-1-5用于将预加工凹槽的两侧板靠近开口的位置保持竖直姿态向内挤压，使得开口减小；两个侧压轮4-1-4的限位面4-1-6用于将预加工凹槽的两侧板远离开口的位置，引导至倾斜姿态，实现预加工凹槽不变的底面宽度与逐渐减小的开口宽度之间的过渡。两个辅助支撑轮分别位于第二限位轮4-1-2的两侧，用于对被加工的板材5提供支撑。
36.沿着板材5的输送方向，各加强筋定型单元4-1中两个侧压轮4-1-4的间距逐渐减小；通过逐渐变形的方式使得预加工凹槽最终形成上方的闭合部分和下方的三角形部分。
37.加强筋定型单元4-1共六个；沿着板材5的输送方向的前三个加强筋定型单元4-1的第一限位轮4-1-3圆周面中部一体成型有限位圆环4-1-7；限位圆环4-1-7的底部伸入到板材上形成的预加工凹槽内，对预加工凹槽的开口处提供由内向外的支撑，配合两个侧压轮4-1-4实现对预加工凹槽形状的调整。沿着板材(6)的输送方向，各限位圆环的宽度逐渐减小。沿着板材 5的输送方向的后三个加强筋定型单元4-1中的第一限位轮4-1-3上均不设置限位圆环4-1-7，原因在于，此时预加工凹槽两侧面的顶部相互之间已经十分靠近，不再需要由内向外的支撑。
38.作为一种可选的技术方案，在加强筋成型机构的末端设置裁切设备6，裁切设备6通过切刀的升降运动来切割得到指定长度的带加强筋的板材。
39.本实用新型的工作原理如下：
40.将成卷的金属板材的一端以平铺状态送入导入段2；板材在导入段2的引导下进入加强筋成型机构。在加强筋成型机构中，板材先依次通过各槽体弯折单元3-1；各槽体弯折单元3-1 通过环形凸起与环形凹槽的配合，在板材上形成预加工凹槽，并使得预加工凹槽逐渐加深缩窄；各加强筋定型单元4-1均通过侧压轮挤压预加工凹槽的开口处，使得预加工凹槽的开口处逐渐闭合，形成下部为三角形槽体，上部为两侧闭合段的加强筋。所得加强筋位于板材的底面上。
41.通过在导入段2的后方设置多个串联的加强筋成型机构(加工位置沿板材宽度方向错开)，即可使得金属板材上形成并排的多条沿板材长度方向设置的加强筋。由于加强筋的形状特点，使得板材在沿自身长度方向上的抗弯曲能力大大提高，从而显著提高了板材的承载能力；此外，由于加强筋的顶部闭合，故板材的顶面已经保持基本平整，故形成加强
筋后的板材顶面能够用于承载货物，如作为货架隔板。
42.实施例2
43.本实施例与实施例1的区别在于：第一转轴位于第二转轴的正下方；本实施例加工出的加强筋位于板材的顶面上。