一种薄板辊轧成型设备

本发明属于板材成型，具体是指一种薄板辊轧成型设备。

背景技术：

1、白车身作为汽车的重要部件，占到总车重量的40%左右，因此白车身的减重优化成为轻量化设计的重要内容。目前，在汽车新品开发时，为了减轻车重，车企普遍采用壁厚更薄、抗冲击性能更高的材料代替原有材料。在材料本身未变化的情况下，制造商利用辊轧成型工艺来提升材料的性能。辊轧成型构件比冲压成型的构件具有重量更轻、抗拉抗冲击性能更强的优点。因此，汽车的相当一部分构件，如前后防撞梁、门梁、框轨、车顶弓型架以及b柱等构件，都是将薄板辊轧后制造成型的。

2、而薄板在水平方向上辊轧后，得到的是平直的型材，尚不能直接投产使用，还需要将板材辊轧成一定的弧度才能满足汽车的安装和使用需求。常规的方法是通过冷弯辊轧成型机对板材弯弧成型，而薄板在辊轧弯弧成型时，板材的中外层受到拉应力，板材的内层受到压应力，板材内部应力受力不均，可能导致辊轧后的板材截面发生形变，使辊轧得到的加强筋产生变形。

3、为了解决此问题，常规的冷弯辊轧成型机的产线布局较长，板材弯弧时，会逐渐增加弯折弧度，最终使板材达到需求的弧度。此种生产工艺能够降低板材单位长度内受到的应力，但会占用较多的设备和厂房资源，制造成本较大。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种薄板辊轧成型设备，通过弧形辊压机构的设置，使板材在较短的长度范围内就能实现弯弧成型的效果，同时还能够降低弯弧导致的截面变形量。

2、本发明采取的技术方案如下：本发明提出的一种薄板辊轧成型设备，包括机架、轧辊和弧形辊压机构，所述轧辊设于机架上，轧辊的数量和型式可根据加工产品的型号调节，薄板在机架上水平移动，并被轧辊挤压，最终辊轧成所需的形状；薄板辊轧后，会在板材表面上凸起并形成加强筋，相邻的加强筋之间形成开口槽，提高了板材的力学性能，使板材的抗拉和抗冲击性能更加优秀；所述弧形辊压机构设于机架的出料端，薄板经过轧辊的挤压后初步成型，再被弧形辊压机构弯折成设定的弧度，满足最终的成品要求。

3、进一步地，所述弧形辊压机构包括弯曲成型架、下辊、填充防护单元和调节辊，所述弯曲成型架设于机架的出料端，所述下辊多组转动设于弯曲成型架中下部，所述填充防护单元多组转动设于弯曲成型架中上部，所述下辊和填充防护单元的数量适配，所述弯曲成型架远离机架的一侧设有弧形槽，所述调节辊滑动设于弯曲成型架的弧形槽中，填充防护单元用于支撑薄板辊轧后形成的开口槽，防止板材弯弧时发生变形，调节辊能够自动调节与下辊之间的高度和水平距离，从而自由调节板材弯型的弧度，满足柔性生产制造的需求；所述弯曲成型架的底侧设有电机一，所述弯曲成型架的中部设有电机二，所述电机一的输出端设有传动轮，所述下辊和填充防护单元靠近电机一的一端同样设有传动轮，所述传动轮上环绕设有传动带，电机一通过传动轮和传动带的作用，带动下辊和填充防护单元转动；所述电机二的输出端设有主动轮，所述主动轮上啮合设有从动轮，所述调节辊靠近电机一的一端设有摆动支架，所述摆动支架远离调节辊的一端转动设于弯曲成型架上，所述从动轮键连接设于摆动支架远离调节辊的一端，电机二转动时，通过主动轮和从动轮的作用，带动摆动支架转动，从而改变调节辊的位置，最终改变弯折弧度；所述填充防护单元上设有连接管，连接管用于将外部流体通入填充防护单元内部，使填充防护单元内的流体保持恒定的压强，从而对板材开口槽侧壁提供支撑力。

4、进一步地，为了对不同产品的开口槽内壁提供支撑力，降低弯弧产生的变形量，所述填充防护单元包括芯轴、开闭阀组件、柔性承载辊、橡胶带和凯夫拉耐磨带，所述芯轴转动设于弯曲成型架上，所述开闭阀组件多组阵列设于芯轴的圆周侧壁上，所述柔性承载辊套设于芯轴上，柔性承载辊的数量与板材辊轧后产生的开口槽的数量适配，柔性承载辊与芯轴的相对位置能够调整，所述橡胶带套接在柔性承载辊上，所述凯夫拉耐磨带套设于橡胶带的外层，凯夫拉材料具有抗拉、抗磨、抗冲击和柔软性好的特点，开闭阀组件打开后，橡胶带内部会充入流体，使橡胶带内保持一定的压强，而凯夫拉耐磨带用于保护橡胶带，使橡胶带与板材之间隔离，避免橡胶带磨损，当凯夫拉耐磨带与板材接触后，接触部分的凯夫拉耐磨带受压变形，并迫使内层的橡胶带同步变形，凯夫拉耐磨带和橡胶带同时挤入板材的开口槽内，橡胶带会在内部流体压力的作用下，迅速充满开口槽中，对开口槽的侧壁提供支撑力，降低板材后续弯弧时的变形量；所述填充防护单元还包括回转环、作业辊一、补偿辊、作业辊二和紧固帽，所述回转环转动设于芯轴靠近弯曲成型架的一侧，所述作业辊一键连接设于芯轴上，所述补偿辊套设于芯轴的中部，补偿辊的数量与柔性承载辊的数量适配，补偿辊可以调节柔性承载辊在水平方向的位置，还能够调节相邻柔性承载辊之间的距离，从而使柔性承载辊与板材开口槽的位置重合，所述紧固帽螺纹连接设于芯轴远离弯曲成型架的一端，所述作业辊二靠近紧固帽套设于芯轴上。

5、进一步地，所述柔性承载辊的圆周侧壁上阵列设有通气槽一，所述柔性承载辊的内腔中空，所述柔性承载辊的内孔侧壁上设有密封圈，所述柔性承载辊两侧的侧壁上阵列设有连接柱，连接柱用于与作业辊一、补偿辊和作业辊二连接，使柔性承载辊跟随芯轴同步转动，所述通气槽一的两侧对称设有驼峰，所述驼峰与柔性承载辊的侧壁边缘之间形成卡槽，所述橡胶带的内圈底边嵌设于卡槽中，橡胶带的内圈中填充有钢丝带，当开闭阀组件打开时，芯轴中的流体进入柔性承载辊内腔中，并从通气槽一流入橡胶带中，柔性承载辊两侧的密封圈避免流体向外流出，使流体充入橡胶带中，橡胶带内部压力增强，将钢丝带压紧在卡槽中，避免流体外溢，同时，当橡胶带受到的压力大于内部压力时，橡胶带就会产生自适应的变形，橡胶带受压变形后，会自动填充到板材的开口槽中，并支撑槽口的侧壁；所述芯轴内腔设有芯孔，所述芯轴靠近弯曲成型架处设有定位轴肩，所述芯轴远离弯曲成型架的一侧阵列设有阀孔，所述阀孔与芯孔连通，所述芯轴上靠近定位轴肩的区域设有键条，键条处于定位轴肩与阀孔之间的区域内，所述作业辊一固定设于键条上，在键条的作用下，作业辊一能够与芯轴共同转动，再通过连接柱的作用，带动柔性承载辊、补偿辊和作业辊二一起转动，所述芯轴上靠近电机一的一端阵列设有通气槽二，所述通气槽二与芯孔连通，所述回转环内侧与通气槽二连通，所述回转环外侧与连接管连通，流体能够通过连接管、回转环和通气槽二进入芯孔中，然后再从阀孔进入柔性承载辊中，最后穿过通气槽一进入橡胶带内；所述开闭阀组件包括锥头阀杆、压盖和弹簧，所述压盖固定设于阀孔远离芯孔的一端，所述锥头阀杆滑动设于压盖中心，所述弹簧连接设于压盖和锥头阀杆之间，弹簧始终将锥头阀杆向外侧拉动，阀孔靠近芯孔的一端与锥头阀杆的尖头适配，所述压盖上阵列设有通气槽四，所述锥头阀杆的尖端阵列设有通气槽三；当锥头阀杆的外侧是作业辊一、补偿辊或作业辊二时，锥头阀杆受压下移并与阀孔贴合，锥头阀杆的尖端与阀孔形成锥度密封的效果，当锥头阀杆的外侧是柔性承载辊时，锥头阀杆不再承受压力，锥头阀杆在弹簧的作用下向上移动，锥头阀杆的尖端与阀孔分离，芯孔中的流体能够从通气槽三和通气槽四中流到柔性承载辊内。

6、采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

7、1、调节辊的位置和高度能够主动调节，从而使板材弯折至不同的弧度，满足多样化生产制造的需求；

8、2、弧形辊压机构能够自动填充到辊轧成型后的板材的开口槽中，并对板材的内壁提供一定的支撑力，防止板材弯弧时内外应力不均产生变形；

9、3、弧形辊压机构采用橡胶带和凯夫拉耐磨带组合连接的方式，既能满足柔韧性的需求，又能满足耐磨工况的需求，橡胶带能够自动填充到辊轧成型后的板材开口槽中，以适应不同截面形状的板材，而凯夫拉耐磨带既能跟随橡胶带的形状变化，又能保护橡胶带不被板材磨损，提高橡胶带的使用寿命；

10、4、开闭阀组件与柔性承载辊配合，能够保证橡胶带始终与芯轴的芯孔连通，使流体能够在任意位置填充到橡胶带中，便于在水平方向上调整橡胶带的位置，使橡胶带跟随板材辊轧后的形状调整。