圆筒成形装置及圆筒成形方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980128779.2

申请日:

2009.07.28

公开号:

CN102105236A

公开日:

2011.06.22

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B21D 5/14申请日:20090728|||公开

IPC分类号:

B21D5/14

主分类号:

B21D5/14

申请人:

株式会社富士机械工作所

发明人:

谷口英史

地址:

日本大阪府

优先权:

2008.07.29 JP 2008-194327

专利代理机构:

北京北翔知识产权代理有限公司 11285

代理人:

杨勇;郑建晖

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内容摘要

本发明将依次进行如下工序:正转工序,使副轧辊(3)位于成形位置,并且使主轧辊(2)在接触工件(W)的第1端部(W1)至中心部(W3)期间,正转;搬送工序,使副轧辊(3)位于退避位置,并且使主轧辊(2)在接触工件(W)的中心部(W3)至第2端部(W2)期间正转;反转工序,使副轧辊(3)位于成形位置,并且使主轧辊(2)在接触工件(W)的第2端部(W2)至中心部(W3)期间反转;并且使副轧辊(3)向与主轧辊(2)的转动方向相反的方向转动。工件(W)不会通过主轧辊(2)周面的副轧辊(3)的相反侧。

权利要求书

1: 一种圆筒成形装置, 通过弯曲加工将可塑性板状原材料的工件形成为指定半径的圆 筒形状, 该装置包括 : 机架 ; 主轧辊, 其以自由转动的方式被所述机架支撑, 且其半径比所述指定半径小 ; 摁压部件, 其以在其表面与所述主轧辊周面之间能够夹持工件的方式配置, 且以使其 表面沿与所述主轧辊的轴向直交的方向自由移动的方式被所述机架支撑 ; 第 1 驱动源, 其选择性地向所述主轧辊供给正反两方向的转动 ; 第 2 驱动源, 其选择性地向所述摁压部件供给能够使所述摁压部件的表面向正反两方 向移动的移动力 ; 移动机构, 使所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间的相对位置选择性地在成 形位置或退避位置之间变化, 其中, 所述成形位置为所述相对位置接近至在所述主轧辊的 周面与所述摁压部件的表面之间夹持的工件的曲率半径小于所述指定半径的位置 ; 所述退 避位置为所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间的间隔比工件厚度大的位置 ; 控制部, 其控制所述第 1 及第 2 驱动源和所述移动机构的动作, 并且在所述弯曲加工 时, 以如下顺序进行如下处理, 即: 正转处理, 在所述成形位置上所述主轧辊的周面接触工 件的第 1 端部至工件的中心部期间, 使所述主轧辊正转 ; 搬送处理, 在所述退避位置上所述 主轧辊的周面接触工件的中心部至工件的第 2 端部期间, 使所述主轧辊正转 ; 反转处理, 在 所述成形位置上所述主轧辊的周面接触工件的第 2 端部至工件的中心部期间, 使所述主轧 辊反转 ; 并且在所述各处理中使所述摁压部件的表面向与所述主轧辊的周面相同的方向移 动。
2: 权利要求 1 所述的圆筒成形装置, 其中 : 所述摁压部件为两个副轧辊, 该两个副轧辊各自的轴向与所述主轧辊的轴向相平行且 以自由转动方式被所述机架支撑 ; 第 2 驱动源选择性地向所述两个副轧辊供给正反两方向的转动 ; 所述移动机构, 使所述两个副轧辊选择性地在成形位置或退避位置之间移动, 所述成 形位置为所述两个副轧辊接近所述主轧辊至由所述主轧辊及所述两个副轧辊分别与工件 的接触的点的位置所确定的工件曲率半径小于所述指定半径的位置 ; 所述退避位置为在与 连接所述两个副轧辊的各轴的线相直交的方向上, 所述主轧辊的周面与所述两个副轧辊的 周面之间的间隔比工件厚度大的位置 ; 所述控制部, 在所述正转处理中, 使所述两个副轧辊位于所述成形位置, 并在所述主轧 辊的周面接触工件的第 1 端部至工件的中心部期间, 使所述主轧辊正转 ; 在所述搬送处理 中, 使所述两个副轧辊位于所述退避位置, 并且在所述主轧辊的周面接触工件的中心部至 工件的第 2 端部期间, 使所述主轧辊正转 ; 在所述反转处理中, 使所述两个副轧辊位于所述 成形位置, 并且在所述主轧辊的周面接触工件的第 2 端部至工件的中心部期间, 使所述主 轧辊反转 ; 并且在所述各处理中, 使所述两个副轧辊向与所述主轧辊的转动方向相反的方 向转动。
3: 权利要求 2 的圆筒成形装置, 其还具有 : 支撑体, 其以所述主轧辊为基准, 在所述两个副轧辊的相反侧上, 在轴向的至少多个位 置与所述主轧辊的周面的一部分相抵接 ; 2 固定部件, 其被固定于所述机架, 并以所述支撑体为基准, 在所述主轧辊的相反侧上, 在轴向的至少多个位置保持所述支撑体。
4: 权利要求 2 或 3 的圆筒成形装置, 其还具有弹性部件, 该弹性部件对所述两个副轧辊 施加朝向所述主轧辊的作用力。
5: 一种圆筒成形方法, 通过弯曲加工将可塑性板状原材料的工件形成为指定半径的圆 筒形状, 首先准备如下装置 : 主轧辊, 其半径比所述指定半径小 ; 摁压部件, 其以在其表面与所述主轧辊周面之间能够夹持工件的方式配置, 且以使其 表面沿与所述主轧辊的轴向直交的方向自由移动的方式被所述机架支撑 ; 移动机构, 使所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间的相对位置选择性地在成 形位置或退避位置之间变化, 其中, 所述成形位置为所述相对位置接近至在所述主轧辊的 周面与所述摁压部件的表面之间夹持的工件的曲率半径小于所述指定半径的位置 ; 所述退 避位置为所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间的间隔比工件厚度大的位置 ; 而 后, 依次进行如下工序 : 正转工序, 在所述成形位置上所述主轧辊的周面接触工件的第 1 端部至工件的中心部 期间, 使所述主轧辊正转 ; 搬送工序, 在所述退避位置上所述主轧辊的周面接触工件的中心 部至工件的第 2 端部期间, 使所述主轧辊正转 ; 反转工序, 在所述成形位置上所述主轧辊的 周面接触工件的第 2 端部至工件的中心部期间, 使所述主轧辊反转, 并且在所述各工序中使所述摁压部件的表面向与所述主轧辊的周面相同的方向移动。

说明书


圆筒成形装置及圆筒成形方法

    技术领域 该发明涉及一种通过弯曲加工将可塑性板状原材料工件成形为圆筒形状的圆筒 成形装置及圆筒成形方法, 特别是涉及将工件成形为小径且长尺寸圆筒的圆筒成形装置及 圆筒成形方法。
     背景技术 将金属板等可塑性板状原材料的工件成形为圆筒形状, 使用可自由转动地具有多 个轧辊的圆筒成形装置。
     作为第 1 圆筒成形装置, 分别自由转动地支撑 1 个主轧辊和多个副轧辊的装置 ( 例如, 参照专利文献 1。)。在该装置中, 使工件依次通过主轧辊和多个副轧辊的各轧辊之 间, 并使工件向主轧辊侧弯曲成形为圆筒形状。
     另外, 作为第 2 圆筒成形装置, 有使硬质的主轧辊和弹性轧辊压接并转动的装置 ( 例如, 参照专利文献 2。)。在该装置中, 使工件通过二者辊隙之间, 并缠绕工件于硬质轧 辊的周面使其成形为圆筒形状。
     现有技术文献 专利文献 专利文献 1 : 特开 2004-034038 号公报 专利文献 2 : 特开 2004-130354 号公报发明内容 发明所要解决的课题
     但是, 在第 1 圆筒成形装置中, 由于工件沿主轧辊周面弯曲, 主轧辊以仅两端被支 撑的状态在全长上夹着工件受到来自副轧辊的压力。因此, 如果为了成形出长尺寸圆筒而 使用轴长长的主轧辊, 则主轧辊的轴向中间部分向远离副轧辊的方向弯曲。
     另外, 在第 2 圆筒成形装置中, 由于工件缠绕在主轧辊周面上, 主轧辊也是以仅两 端被支撑的状态在全长上夹着工件受到来自弹性轧辊的压力。因此, 如果为了成形出长尺 寸圆筒而使用轴长长的主轧辊, 则主轧辊的轴向中间部分向远离弹性轧辊方向弯曲。
     特别是, 形成小径圆筒时, 有必要使主轧辊的直径也变小, 因此主轧辊由于降低刚 性使得轴向中间部分变得更容易弯曲。
     若在主轧辊上产生弯曲, 则工件直径随弯曲量而变化, 无法将工件形成为在全长 上直径均一的、 长尺寸且小径的圆筒。
     该发明的目的在于, 提供一种能够限制在主轧辊轴向的多个位置上向远离副轧辊 的方向的位移、 并能够使工件形成遍及全长直径均一、 长尺寸且小径的圆筒形状的圆筒成 形装置及圆筒成形方法。
     解决课题的方法
     为解决上述课题, 该发明的圆筒成形装置具有主轧辊、 摁压部件、 第 1 及第 2 驱动
     源、 移动机构、 控制部。 主轧辊, 其以自由转动的方式被机架支撑, 且其半径比工件所所应成 形的圆筒形状的指定半径小。摁压部件, 其以在其表面与所述主轧辊周面之间能够夹持工 件的方式配置, 且以使其表面沿与所述主轧辊的轴向直交的方向自由移动的方式被所述机 架支撑。第 1 驱动源, 选择性地向主轧辊供给正反两方向的转动。第 2 驱动源, 选择性地向 摁压部件供给能够使摁压部件表面向正反两方向移动的移动力。移动机构, 使所述主轧辊 的周面与所述摁压部件的表面之间的相对位置选择性地在成形位置或退避位置之间变化, 其中, 所述成形位置为所述相对位置接近至在所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之 间夹持的工件的曲率半径小于所述指定半径的位置 ; 所述退避位置为所述主轧辊的周面与 所述摁压部件的表面之间的间隔比工件厚度大的位置 ; 控制部控制第 1 及第 2 驱动源和移 动机构移动机构的动作。控制部在弯曲加工时以如下顺序进行如下处理, 即: 正转处理, 在 成形位置上主轧辊的周面接触工件的第 1 端部至工件的中心部期间, 使主轧辊正转 ; 搬送 处理, 在退避位置上主轧辊的周面接触工件的中心部至工件的第 2 端部期间, 使主轧辊正 转; 反转处理, 在成形位置上主轧辊的周面接触工件的第 2 端部至工件的中心部期间, 使主 轧辊反转 ; 并且在各处理中使摁压部件的表面向与主轧辊的周面相同的方向移动。
     根据该结构, 正转处理时, 当第 1 端部至中心部的部分通过主轧辊和摁压部件之 间时, 工件弯曲成曲率半径比指定半径小的圆弧状。另外, 反转处理时, 当中心部至第 2 端 部的部分通过主轧辊和摁压部件之间时, 工件弯曲成曲率半径比指定半径小的圆弧状。
     当工件通过主轧辊和摁压部件之间时, 由弯曲产生的反力引起被称为回弹的复原 方向的变形, 从而弯曲的曲率半径变大。主轧辊半径比工件所应成形的圆筒形状的指定半 径小, 且主轧辊与弹性部件的接触点位置所确定的曲率半径也比指定半径小。 因此, 通过适 当调整主轧辊的半径, 反转工序后的工件整体上形成为指定半径的圆筒形状。
     另外, 就工件而言, 其第 1 端部至中心部之间的部分和中心部至第 2 端部之间的部 分分别在正转处理和反转处理中被向相反方向搬送的同时分为两次弯曲。另一方面, 通过 所述回弹使工件的端部向远离弯曲的曲率半径的中心位置的方向位移。由此, 在主轧辊的 圆周方向上工件的端部不会超过 180 度的角度范围, 以主轧辊为基准, 在弹性部件的相反 侧, 工件的端部不会越过主轧辊的周面与工件之间的接触点的法线的延长线。
     在该结构中, 优选地, 摁压部件为两个副轧辊, 该两个副轧辊各自的轴向与主轧辊 的轴向相平行且以自由转动方式被机架支撑 ; 第 2 驱动源选择性地向两个副轧辊供给正反 两方向的转动。此时, 移动机构, 使两个副轧辊选择性地在成形位置或退避位置之间移动, 所述成形位置为两个副轧辊接近主轧辊至由主轧辊及两个副轧辊分别与工件的接触的点 的位置所确定的工件曲率半径小于指定半径的位置 ; 所述退避位置为在与连接两个副轧辊 的各轴的线相直交的方向上, 主轧辊的周面与两个副轧辊的周面之间的间隔比工件厚度大 的位置。 另外, 控制部, 在正转处理中, 使两个副轧辊位于成形位置, 并在主轧辊的周面接触 工件第 1 端部至工件的中心部期间, 使主轧辊正转 ; 在搬送处理中, 使两个副轧辊位于退避 位置, 并且在主轧辊的周面接触工件中心部至工件的第 2 端部期间, 使主轧辊正转 ; 在反转 处理中, 使两个副轧辊位于成形位置, 并且在主轧辊周面接触工件的第 2 端部至工件的中 心部期间, 使主轧辊反转 ; 并且在各处理中, 使两个副轧辊向与主轧辊的转动方向相反的方 向上转动。
     通过该结构, 工件在正转处理时, 当第 1 端部至中心部的部分通过主轧辊和两个副轧辊之间时, 被弯曲成由主轧辊和两个副轧辊的接触点的位置所确定的曲率半径的圆弧 状。另外, 工件在反转处理时, 当中心部至第 2 端部的部分通过主轧辊和两个副轧辊之间 时, 被弯曲成由主轧辊和两个副轧辊的接触点的位置所决定的曲率半径的圆弧状。
     当工件通过主轧辊和两个副轧辊之间时, 由弯曲产生的反力引起被称为回弹的复 原方向的变形, 从而弯曲的曲率半径变大。主轧辊半径比工件所应成形的圆筒形状的指定 半径更小, 且由工件与主轧辊和两个副轧辊的接触点位置所确定的曲率半径也比指定半径 小。 因此, 通过适当调整主轧辊的半径及成形工序时的主轧辊及两个副轧辊的位置关系, 能 使反转工序后的工件整体上形成为指定半径的圆筒形状。
     另外, 就工件而言, 其第 1 端部至中心部之间的部分和中心部至第 2 端部之间的部 分分别通过正转处理和反转处理被向相反方向搬送的同时分为两次弯曲。另一方面, 通过 所述回弹使工件的端部向远离弯曲的曲率半径中心位置的方向位移。由此, 在主轧辊的圆 周方向上工件的端部不会超过 180 度的角度范围, 以主轧辊为基准, 在副轧辊的相反侧, 工 件端部不会越过主轧辊的周面与工件的接触点的法线的延长线。
     在该结构中, 优选地, 其还包括 : 支撑体, 其以主轧辊为基准, 在两个副轧辊的相反 侧上, 在轴向的至少多个位置与主轧辊的周面的一部分相抵接 ; 固定部件, 以支撑体为基 准, 在主轧辊的相反侧上, 在轴向的至少多个位置保持支撑体。 。 由此, 即使在主轧辊的轴向 上将长尺寸的工件成形为小径的圆筒形状的情况下, 也不会在主轧辊实际方向的中间部分 上产生弯曲, 并且能够限制在主轧辊的轴向的多个位置上向远离副轧辊的方向的位移, 并 且能够将工件成形为在全长上直径均一的、 长尺寸且小径的圆筒形状。 此时, 也将工件的第 1 端部至中心部的部分和中心部至第 2 端部的部分向相反方 向搬送的同时分为两次弯曲, 不会出现以主轧辊为基准在副轧辊的相反侧上工件端部通过 主轧辊的周围的情况。因此, 能使位于两个副轧辊相反侧的支撑体及固定部件不干扰工件 的第 1 端部或第 2 端部的位移, 而使工件在整体上成形为圆筒形状。而且, 在成形处理后的 工件上, 其第 1 端部和第 2 端部之间至少形成有支撑部件在主轧辊的圆周方向上的宽度大 小的间隙, 但可通过后加工来使间隙变窄后, 熔接第 1 端部与第 2 端部之间, 从而能够形成 封闭截面的圆筒形状。
     另外, 优选地, 其还具有弹性部件, 该弹性部件对两个副轧辊施加朝向主轧辊的作 用力。 由此, 在正转工序结束后的搬送工序中, 能够将工件夹持在主轧辊和位于退避位置的 两个副轧辊之间来正确地搬送。
     发明的效果
     根据该发明, 以比指定半径更小的曲率半径弯曲工件, 其中该曲率半径为已考虑 到了弯曲加工时的回弹的半径, 从而能够将工件成形为指定半径的圆筒形状。 另外, 将工件 在圆周方向上分为两部分, 并将各部分在各自范围内以相反方向搬送并弯曲, 由此能够使 工件的端部在主轧辊的圆周方向上不超过 180 度的角度范围。能够将用于限制主轧辊位移 的部件不干扰工件地配置在摁压部件的相反侧。由此, 能够使工件形成在全长上直径均一 的、 长尺寸且小径的圆筒形状。 进一步, 由于能够使主轧辊的半径与工件所应成形的圆筒形 状的指定半径相比足够小, 因而适合于使用了高强度钢等强度大的工件的、 长尺寸且小径 的圆筒产品的成形。
     附图说明 图 1 是该发明实施方案的圆筒成形装置的主视图。
     图 2 是同一圆筒成形装置的主要部分的侧视剖面图。
     图 3 是同一圆筒成形装置的控制部的方框图。
     图 4(A)-(D) 是表示使用圆筒成形装置 10 进行的工件 W 的弯曲加工时的顺序的主 要部分剖面图。
     图 5 是表示使用圆筒成形装置 10 进行弯曲加工时工件 W 的变形状态的图。
     附图标记说明
     1 机架
     2 主轧辊
     3 副轧辊
     4 压辊
     5 第 1 电机 ( 第 1 驱动源 )
     6 第 2 电机 ( 第 2 驱动源 )
     7 升降结构
     8 支撑体 9 固定部件 10 圆筒成形装置具体实施方式
     以下, 参照附图对该发明的实施方案进行说明。图 1 是该发明实施方案的圆筒成 形装置 10 的主视图。
     作为圆筒成形装置 10 的一例, 有一种将高强度钢可塑性板状原材料工件 W 通过弯 曲加工成形为圆筒形状的装置, 该装置具有机架 1、 主轧辊 2、 副轧辊 3、 压辊 4、 第 1 电机 5、 第 2 电机 6、 移动机构 7、 支撑体 8、 固定部件 9。
     机架 1 是一种主视呈门形的刚体。主轧辊 2 在第 1 端部 ( 图 1 中右侧端部 )21 上 被机架 1 轴支撑, 并被固定于第 1 电机 5 的转动轴上。前后两个副轧辊 3 在主轧辊 2 的下 方使轴向平行于主轧辊 2 而被保持台 31 轴支撑, 在其两端部的各个端部上介由万向联轴器 61 固定有第 2 电机的转动轴。压辊 4 在前后方向的 3 个位置使轴向平行于两个副轧辊 3 并 被保持台 31 轴支撑。在水平方向的移动被限制的状态下, 保持台 31 以自由升降的方式被 机架 1 支撑。
     第 1 电机 5 及第 2 电机 6 分别为该发明的第 1 驱动源及第 2 驱动源, 作为一例, 其 由脉冲电机构成并安装于机架 1。在圆筒成形装置 10 中共具有 4 个第 2 电机 6, 但是根据 工件 W 的加工性, 可以仅在两个副轧辊 3 的各轧辊的一端部, 或两个副轧辊 3 的两端部上各 配置一个电机, 共配置 2 个第 2 电机 6。
     保持台 31 的下方配置有移动机构 7。移动机构 7 包括滑块 71、 升降电机 72、 滚珠 螺杆 73。 滑块 71 以其转动被限制的状态, 以沿主轧辊 2 的轴向自由移动的方式被保持在机 架 1 上。作为升降电机 72 的一例为脉冲电机, 向滚珠螺杆 73 供给转动轴的转动。滚珠螺 杆 73 从一侧面与滑块 71 的内螺纹部进行螺纹结合。如果使升降电机 72 正转或反转, 则滚珠螺杆 73 就转动的同时还改变其与内螺纹 部之间的螺纹结合位置。 通过改变滚珠螺杆 73 与内螺纹部之间的螺纹结合位置, 使滑块 71 沿主轧辊 2 的轴向进行往复移动。在滑块 71 的上面形成有倾斜面 74。从保持台 31 的下面 突出的突起 32 抵接于倾斜面 74。如果滑块 71 沿主轧辊 2 的轴向做往复移动, 则保持台 31 随两个副轧辊 3 及三个压辊 4 一同上下移动。
     图 2 是圆筒成形装置 10 的主要部分的侧视剖面图。固定在固定部件 9 的下端部 的支撑体 8, 介由金属零件 81 与主轧辊 2 的周面的上侧相抵接。由于固定部件 9 固定在机 架 1 上, 因而介由支撑体 8 通过固定部件 9, 限定主轧辊 2 向上方的移动。
     支撑体 8 以其剖面形状比工件 W 所应成形的圆筒形状的剖面更小的方式形成。主 轧辊 2 的半径与工件 W 所应成形的圆筒形状的指定半径 d/2 相比足够小。
     保持体 31 轴支撑两个副轧辊 3 及三个压辊 4, 其包括上侧部件 31A 和下侧部件 31B。上侧部件 31A 和下侧部件 31B 之间配置有弹簧 33。弹簧 33 是该发明的弹性部件。虽 然上侧部件 31A 相对于下侧部件 31B 在指定范围内向上下方向自由移动, 但是通过未图示 的销来限制其相对于下侧部件 31B 的水平方向的移动。
     如上所述, 如果滑块 71 通过升降电机 72 的转动沿主轧辊 2 的轴向移动, 则保持台 31 上下移动。 移动机构 7 使副轧辊 3 在成形位置和退避位置之间移动, 其中, 所述成形位置 为使由主轧辊 2 及两个副轧辊 3 与工件 W 之间的接触点的位置确定的工件 W 的曲率半径与 指定半径 d/2 相比变得足够小的位置 ; 所述退避位置是板状工件 W 通过主轧辊 2 和副轧辊 3 之间的位置。因而, 副轧辊 3 在退避位置时与在成形位置时相比更远离主轧辊 2。 在将副轧辊 3 从成形位置下降至退避位置时, 由于弹簧 33 的弹力, 上侧部件 31A 的下降速度与下侧部件 31B 的下降速度相比变慢, 副轧辊 3 慢慢地远离主轧辊 2。
     在工件 W 的弯曲加工时, 较大的摁压力从副轧辊 3 作用于主轧辊 2 的轴向的全长 上。然而, 在周面的上侧介由支撑体 8 通过固定部件 9, 在轴向的全长上限制主轧辊 2 向上 方的位移。因此, 不会发生主轧辊 2 在轴向的一部分上因副轧辊 3 施加的摁压力而向上方 弯曲的现象。
     图 3 是圆筒成形装置 10 的控制部 100 的方框图。图 4(A) ~ (D) 是表示使用圆筒 成形装置 10 进行工件 W 的弯曲加工时的顺序的主要部分的剖面图。控制部 100 是通过在 具有 ROM102 及 RAM103 的 CPU101 上连接存储器 104、 电机驱动器 105-108、 开关 109、 传感器 110 而构成的。
     CPU101 根据事先写入 ROM102 的程序来控制电机驱动器 105-108 等。RAM103 将指 定的存储区域作为工作区域来使用。 弯曲加工时的控制数据以可重写且非易失性地存储在 存储器 104 中。
     电机驱动器 105-108 分别连接有第 1 电机 5、 第 2 电机 6、 升降电机 72 及搬入电机 120。CPU101 参照存储在存储器 104 的驱动脉冲数, 向电机驱动器 105-108 输出驱动数据。 电机驱动器 105-108 基于从 CPU101 输入的驱动数据, 驱动第 1 电机 5、 第 2 电机 6、 升降电 机 72 及搬入电机 120。
     开关 109 接受开始弯曲加工工件 W 的指示操作。传感器 110 直接或介由保持台 31 的位置来检测副轧辊 3 的位置。作为一例, 传感器 110 在退避位置上检测到副轧辊 3 时输 出接通信号。
     此外, 搬入电机 110, 例如可以为脉冲电机, 用来驱动向主轧辊 2 和副轧辊 3 之间搬 入工件 W 的搬入结构。
     在圆筒成形装置 10 中引入电源, CPU101 就读取传感器 110 的检测信号, 检测副轧 辊 3 是否位于退避位置。当副轧辊 3 不在退避位置时, 通过使升降电机 72 反转来使保持台 31 下降直至传感器 110 在退避位置检测到副轧辊 3 为止。
     在副轧辊 3 位于退避位置的状态下, CPU101 等待开关 109 的操作。 如果对开关 109 进行操作, 则 CPU101 介由电机驱动 108 仅以指定脉冲数驱动搬入电机 110, 如图 4(A) 所示, 将板状工件 W 以水平方向搬入主轧辊 2 和副轧辊 3 之间, 直至其第 1 端部 W1 位于与主轧辊 2 相接触的位置。
     接着, CPU101 仅以指定脉冲数驱动升降电机 72, 提升保持台 31 使副轧辊 3 位于成 形位置。如果副轧辊 3 到达成形位置, 则如图 4(B) 所示, CPU101 通过使第 1 电机 5 正转来 使主轧辊 2 向图 4 中的逆时针方向转动, 并且通过使第 2 电机 6 反转来使副轧辊 3 向图 4 中的顺时针方向转动, 从而进行正转工序。由此, 工件 W 在图 4 中右方向上移动, 同时沿主 轧辊 2 的周面弯曲。
     主轧辊 2 的半径与指定半径 d/2 相比足够小, 并且弯曲工件 W 时的曲率半径也与 指定半径 d/2 相比足够小, 其中, 该曲率半径是由主轧辊 2 及副轧辊 3 与工件 W 之间的接触 点位置所决定的, 但是弯曲时在工件 W 产生弯曲应力。由于该弯曲应力, 工件 W 通过主轧辊 2 和右侧的副轧辊 3 之间后, 产生向与弯曲方向相反的方向变形的回弹。该回弹后的工件 W 曲率半径的大小, 由主轧辊 2 及副轧辊 3 与工件 W 之间的接触点位置确定的曲率半径的大 小和工件 W 的强度决定。
     因此, 基于工件 W 的材质、 厚度及成形后所必要的工件 W 的指定半径, 通过适当设 定副轧辊 3 的成形位置, 能够使回弹后的工件 W 的曲率半径与成形后所必要的工件 W 的指 定半径相一致。
     工件 W 在弯曲的同时向图 4 中的右侧移动, 如果工件 W 的中心部 W3 与主轧辊 2 的 周面相抵接, CPU101 就仅以指定脉冲数驱动升降电机 72 使其反转, 使副轧辊 3 下降至退避 位置, 从而进行搬送工序。该时间例如由从第 1 电机 5 的正转及第 2 电机 6 的反转的开始 时起计算的第 1 电机 5 的驱动脉冲数来决定。由此, 工件 W 以其中心部 W3 的左侧部分保持 平板状的状态向图 4 中的右侧移动。
     此外, 副轧辊 3 因弹簧 33 的弹力而慢慢下降, 因此即使工件 W 紧贴在主轧辊 2 的 周面上, 也能使工件 W 可靠地向图 4 中的右侧移动。不过, 可以使用阻尼器 (damper) 等其 他弹性部件来代替弹簧 33, 并且在工件 W 没有紧贴在主轧辊 2 的周面的情况下可以省略弹 性部件。
     如图 4(C) 所示, 工件 W 的第 2 端部 W2 到达与主轧辊 2 的周面相抵接的位置, CPU101 就会暂且停止第 1 电机 5 的正转及第 2 电机 6 的反转, 并使升降电机 72 正转来使副 轧辊 3 上升至成形位置。该时间例如由从第 1 电机 5 的正转及第 2 电机 6 的反转的开始时 起计算的第 1 电机 5 的驱动脉冲数来决定。并且, CPU101 通过使第 1 电机 5 反转来使主轧 辊 2 向图 4 中的顺时针方向转动, 并通过使第 2 电机 6 正转来使副轧辊 3 向图 4 中的逆时 针方向转动, 从而进行反转工序。由此, 工件 W 向图 4 中左侧移动, 同时第 2 端部 W2 的右侧 部分沿主轧辊 2 的周面弯曲。如图 4(D) 所示, 当工件 W 的中心部 W3 再次到达与主轧辊 2 相抵接的位置时, CPU101 就会停止第 1 电机 5 的反转及第 2 电机 6 的正转, 并且使升降电机 72 反转来使副轧 辊 3 下降至退避位置。该时间例如由从第 1 电机 5 的反转及第 2 电机 6 的正转开始时起计 算的第 1 电机 5 的驱动脉冲数来决定。
     由此, 工件 W 的第 2 端部 W2 至中心部 W3 之间的部分也以与第 1 端部 W1 至中心部 W3 之间的部分相同的曲率半径弯曲, 从而工件 W 成形为圆筒形状。
     图 5 是表示使用圆筒成形装置 10 进行弯曲加工时的工件 W 的变形状态的图。如 上所述, 工件 W 的各部分分别通过正转工序和反转工序来被进行弯曲加工, 其中各部分是 指在搬送方向上将工件 W 分成第 1 端部 W1 至中心部 W3 的部分和中心部 W3 至第 2 端部 W2 的部分的两部分。工件 W 在正转工序中, 其第 1 端部 W1 至中心部 W3 之间的部分通过主轧 辊 2 和副轧辊 3 之间时, 被弯曲成由工件与主轧辊 2 之间的接触点 P1、 及工件与副轧辊 3 之 间的接触点 P2、 P3 的位置所确定的曲率半径 R 的圆弧状, 另外, 工件 W 反转工序中, 其中心 部 W3 至第 2 端部 W1 的部分通过主轧辊和两个副轧辊之间时, 被弯曲成由工件与主轧辊 2 之间的接触点 P1、 及工件与副轧辊 3 之间的接触点 P2、 P3 的位置所确定的曲率半径 R 的圆 弧状。 当工件 W 通过主轧辊 2 和副轧辊 3 之间时, 由于弯曲产生的反力, 引起回弹, 从而 弯曲的曲率半径变大。主轧辊 2 的半径比工件 W 所应成形的圆筒形状的指定半径 d/2 小, 且由接触点 P1-P3 的位置所确定的曲率半径 R 也比指定半径 d/2 小。为此, 考虑工件 W 的 回弹, 适当调整主轧辊 2 的半径及成形工序时的主轧辊 2 及副轧辊 3 的位置关系, 由此能够 使工件 W 在反转工序后整体上形成为指定半径 d/2 的圆筒形状。
     另外, 将工件 W 分成从第 1 端部 W1 至中心部 W3 之间的部分和从中心部 W3 至第 2 端 部 W2 之间的部分的两部分, 并分别通过正转工序及反转工序来将工件 W 弯曲成半圆形状。 在正转工序及反转工序的各工序中第 1 端部 W1 及第 2 端部 W2 因回弹向远离弯曲的曲率半 径中心位置 C 的方向位移。因此, 在主轧辊 2 的圆周方向上, 工件 W 的端部不会超过 180 度 的角度范围, 因此不会出现以主轧辊 2 为基准在副轧辊 3 的相反侧, 第 1 端部 W1 及第 2 端 部 W2 通过接触点 P1 的法线 L 的延长线的情况。
     因此, 在主轧辊 2 周围的副轧辊 3 的相反侧能够保证配置固定部件 9 的空间, 所述 固定部件用于防止主轧辊 2 向远离副轧辊 3 的方向弯曲。由此, 例如, 能够使高强度钢等强 度大的原材料工件 W 形成为在全长上直径均一的、 长尺寸且小径的圆筒形状。
     此外, 就使用圆筒成形装置 10 成形后的圆筒形状工件 W 而言, 在其第 1 端部 W1 和 第 2 端部 W2 之间至少形成有固定部件 9 宽度大小的间隙。当该间隙大时, 在圆筒成形装置 10 的后段配置排列有多对上下一对的轧辊的单管轧辊造管装置, 形成圆度高的圆筒形状, 同时使间隙变窄后, 通过熔接间隙部分, 能够形成封闭截面的圆筒形状。
     另外, 也可以具备单独的摁压部件来代替两个副轧辊。 作为摁压部件, 例如能够使 用氨基甲酸乙酯轧辊等弹性体, 但不一定必须是辊状, 并且沿与主轧辊轴向相直交的方向 往复移动的表面也可以为平面弹性体。摁压部件通过在成形位置夹持工件与主轧辊相抵 接, 产生使其表面形成与轧辊的曲率半径大致相等凹陷的弹性变形。
     应该理解为上述实施方案中的说明都是举例说明而已, 并非限定性的说明。本发 明的范围不是由上述实施方案确定而是由权利要求确定的。而且, 本发明的范围包括与权
     利要求等同意义的范围内的所有变化。

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1、10申请公布号CN102105236A43申请公布日20110622CN102105236ACN102105236A21申请号200980128779222申请日20090728200819432720080729JPB21D5/1420060171申请人株式会社富士机械工作所地址日本大阪府72发明人谷口英史74专利代理机构北京北翔知识产权代理有限公司11285代理人杨勇郑建晖54发明名称圆筒成形装置及圆筒成形方法57摘要本发明将依次进行如下工序正转工序,使副轧辊3位于成形位置,并且使主轧辊2在接触工件W的第1端部W1至中心部W3期间,正转;搬送工序,使副轧辊3位于退避位置,并且使主轧辊2在接。

2、触工件W的中心部W3至第2端部W2期间正转;反转工序,使副轧辊3位于成形位置,并且使主轧辊2在接触工件W的第2端部W2至中心部W3期间反转;并且使副轧辊3向与主轧辊2的转动方向相反的方向转动。工件W不会通过主轧辊2周面的副轧辊3的相反侧。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011012186PCT申请的申请数据PCT/JP2009/0633782009072887PCT申请的公布数据WO2010/013688JA2010020451INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图5页CN102105239A1/2页21一种圆筒成形装置,通过弯曲加工。

3、将可塑性板状原材料的工件形成为指定半径的圆筒形状,该装置包括机架;主轧辊,其以自由转动的方式被所述机架支撑,且其半径比所述指定半径小;摁压部件,其以在其表面与所述主轧辊周面之间能够夹持工件的方式配置,且以使其表面沿与所述主轧辊的轴向直交的方向自由移动的方式被所述机架支撑;第1驱动源,其选择性地向所述主轧辊供给正反两方向的转动;第2驱动源,其选择性地向所述摁压部件供给能够使所述摁压部件的表面向正反两方向移动的移动力;移动机构,使所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间的相对位置选择性地在成形位置或退避位置之间变化,其中,所述成形位置为所述相对位置接近至在所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间夹。

4、持的工件的曲率半径小于所述指定半径的位置;所述退避位置为所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间的间隔比工件厚度大的位置;控制部,其控制所述第1及第2驱动源和所述移动机构的动作,并且在所述弯曲加工时,以如下顺序进行如下处理,即正转处理,在所述成形位置上所述主轧辊的周面接触工件的第1端部至工件的中心部期间,使所述主轧辊正转;搬送处理,在所述退避位置上所述主轧辊的周面接触工件的中心部至工件的第2端部期间,使所述主轧辊正转;反转处理,在所述成形位置上所述主轧辊的周面接触工件的第2端部至工件的中心部期间,使所述主轧辊反转;并且在所述各处理中使所述摁压部件的表面向与所述主轧辊的周面相同的方向移动。2权利。

5、要求1所述的圆筒成形装置,其中所述摁压部件为两个副轧辊,该两个副轧辊各自的轴向与所述主轧辊的轴向相平行且以自由转动方式被所述机架支撑;第2驱动源选择性地向所述两个副轧辊供给正反两方向的转动;所述移动机构,使所述两个副轧辊选择性地在成形位置或退避位置之间移动,所述成形位置为所述两个副轧辊接近所述主轧辊至由所述主轧辊及所述两个副轧辊分别与工件的接触的点的位置所确定的工件曲率半径小于所述指定半径的位置;所述退避位置为在与连接所述两个副轧辊的各轴的线相直交的方向上,所述主轧辊的周面与所述两个副轧辊的周面之间的间隔比工件厚度大的位置;所述控制部,在所述正转处理中,使所述两个副轧辊位于所述成形位置,并在所。

6、述主轧辊的周面接触工件的第1端部至工件的中心部期间,使所述主轧辊正转;在所述搬送处理中,使所述两个副轧辊位于所述退避位置,并且在所述主轧辊的周面接触工件的中心部至工件的第2端部期间,使所述主轧辊正转;在所述反转处理中,使所述两个副轧辊位于所述成形位置,并且在所述主轧辊的周面接触工件的第2端部至工件的中心部期间,使所述主轧辊反转;并且在所述各处理中,使所述两个副轧辊向与所述主轧辊的转动方向相反的方向转动。3权利要求2的圆筒成形装置,其还具有支撑体,其以所述主轧辊为基准,在所述两个副轧辊的相反侧上,在轴向的至少多个位置与所述主轧辊的周面的一部分相抵接;权利要求书CN102105236ACN1021。

7、05239A2/2页3固定部件,其被固定于所述机架,并以所述支撑体为基准,在所述主轧辊的相反侧上,在轴向的至少多个位置保持所述支撑体。4权利要求2或3的圆筒成形装置,其还具有弹性部件,该弹性部件对所述两个副轧辊施加朝向所述主轧辊的作用力。5一种圆筒成形方法,通过弯曲加工将可塑性板状原材料的工件形成为指定半径的圆筒形状,首先准备如下装置主轧辊,其半径比所述指定半径小;摁压部件,其以在其表面与所述主轧辊周面之间能够夹持工件的方式配置,且以使其表面沿与所述主轧辊的轴向直交的方向自由移动的方式被所述机架支撑;移动机构,使所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间的相对位置选择性地在成形位置或退避位置之间。

8、变化,其中,所述成形位置为所述相对位置接近至在所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间夹持的工件的曲率半径小于所述指定半径的位置;所述退避位置为所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间的间隔比工件厚度大的位置;而后,依次进行如下工序正转工序,在所述成形位置上所述主轧辊的周面接触工件的第1端部至工件的中心部期间,使所述主轧辊正转;搬送工序,在所述退避位置上所述主轧辊的周面接触工件的中心部至工件的第2端部期间,使所述主轧辊正转;反转工序,在所述成形位置上所述主轧辊的周面接触工件的第2端部至工件的中心部期间,使所述主轧辊反转,并且在所述各工序中使所述摁压部件的表面向与所述主轧辊的周面相同的方向移动。。

9、权利要求书CN102105236ACN102105239A1/8页4圆筒成形装置及圆筒成形方法技术领域0001该发明涉及一种通过弯曲加工将可塑性板状原材料工件成形为圆筒形状的圆筒成形装置及圆筒成形方法,特别是涉及将工件成形为小径且长尺寸圆筒的圆筒成形装置及圆筒成形方法。背景技术0002将金属板等可塑性板状原材料的工件成形为圆筒形状,使用可自由转动地具有多个轧辊的圆筒成形装置。0003作为第1圆筒成形装置,分别自由转动地支撑1个主轧辊和多个副轧辊的装置例如,参照专利文献1。在该装置中,使工件依次通过主轧辊和多个副轧辊的各轧辊之间,并使工件向主轧辊侧弯曲成形为圆筒形状。0004另外,作为第2圆筒成。

10、形装置,有使硬质的主轧辊和弹性轧辊压接并转动的装置例如,参照专利文献2。在该装置中,使工件通过二者辊隙之间,并缠绕工件于硬质轧辊的周面使其成形为圆筒形状。0005现有技术文献0006专利文献0007专利文献1特开2004034038号公报0008专利文献2特开2004130354号公报发明内容0009发明所要解决的课题0010但是,在第1圆筒成形装置中,由于工件沿主轧辊周面弯曲,主轧辊以仅两端被支撑的状态在全长上夹着工件受到来自副轧辊的压力。因此,如果为了成形出长尺寸圆筒而使用轴长长的主轧辊,则主轧辊的轴向中间部分向远离副轧辊的方向弯曲。0011另外,在第2圆筒成形装置中,由于工件缠绕在主轧辊。

11、周面上,主轧辊也是以仅两端被支撑的状态在全长上夹着工件受到来自弹性轧辊的压力。因此,如果为了成形出长尺寸圆筒而使用轴长长的主轧辊,则主轧辊的轴向中间部分向远离弹性轧辊方向弯曲。0012特别是,形成小径圆筒时,有必要使主轧辊的直径也变小,因此主轧辊由于降低刚性使得轴向中间部分变得更容易弯曲。0013若在主轧辊上产生弯曲,则工件直径随弯曲量而变化,无法将工件形成为在全长上直径均一的、长尺寸且小径的圆筒。0014该发明的目的在于,提供一种能够限制在主轧辊轴向的多个位置上向远离副轧辊的方向的位移、并能够使工件形成遍及全长直径均一、长尺寸且小径的圆筒形状的圆筒成形装置及圆筒成形方法。0015解决课题的方。

12、法0016为解决上述课题,该发明的圆筒成形装置具有主轧辊、摁压部件、第1及第2驱动说明书CN102105236ACN102105239A2/8页5源、移动机构、控制部。主轧辊,其以自由转动的方式被机架支撑,且其半径比工件所所应成形的圆筒形状的指定半径小。摁压部件,其以在其表面与所述主轧辊周面之间能够夹持工件的方式配置,且以使其表面沿与所述主轧辊的轴向直交的方向自由移动的方式被所述机架支撑。第1驱动源,选择性地向主轧辊供给正反两方向的转动。第2驱动源,选择性地向摁压部件供给能够使摁压部件表面向正反两方向移动的移动力。移动机构,使所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间的相对位置选择性地在成形位置。

13、或退避位置之间变化,其中,所述成形位置为所述相对位置接近至在所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间夹持的工件的曲率半径小于所述指定半径的位置;所述退避位置为所述主轧辊的周面与所述摁压部件的表面之间的间隔比工件厚度大的位置;控制部控制第1及第2驱动源和移动机构移动机构的动作。控制部在弯曲加工时以如下顺序进行如下处理,即正转处理,在成形位置上主轧辊的周面接触工件的第1端部至工件的中心部期间,使主轧辊正转;搬送处理,在退避位置上主轧辊的周面接触工件的中心部至工件的第2端部期间,使主轧辊正转;反转处理,在成形位置上主轧辊的周面接触工件的第2端部至工件的中心部期间,使主轧辊反转;并且在各处理中使摁压部。

14、件的表面向与主轧辊的周面相同的方向移动。0017根据该结构,正转处理时,当第1端部至中心部的部分通过主轧辊和摁压部件之间时,工件弯曲成曲率半径比指定半径小的圆弧状。另外,反转处理时,当中心部至第2端部的部分通过主轧辊和摁压部件之间时,工件弯曲成曲率半径比指定半径小的圆弧状。0018当工件通过主轧辊和摁压部件之间时,由弯曲产生的反力引起被称为回弹的复原方向的变形,从而弯曲的曲率半径变大。主轧辊半径比工件所应成形的圆筒形状的指定半径小,且主轧辊与弹性部件的接触点位置所确定的曲率半径也比指定半径小。因此,通过适当调整主轧辊的半径,反转工序后的工件整体上形成为指定半径的圆筒形状。0019另外,就工件而。

15、言,其第1端部至中心部之间的部分和中心部至第2端部之间的部分分别在正转处理和反转处理中被向相反方向搬送的同时分为两次弯曲。另一方面,通过所述回弹使工件的端部向远离弯曲的曲率半径的中心位置的方向位移。由此,在主轧辊的圆周方向上工件的端部不会超过180度的角度范围,以主轧辊为基准,在弹性部件的相反侧,工件的端部不会越过主轧辊的周面与工件之间的接触点的法线的延长线。0020在该结构中,优选地,摁压部件为两个副轧辊,该两个副轧辊各自的轴向与主轧辊的轴向相平行且以自由转动方式被机架支撑;第2驱动源选择性地向两个副轧辊供给正反两方向的转动。此时,移动机构,使两个副轧辊选择性地在成形位置或退避位置之间移动,。

16、所述成形位置为两个副轧辊接近主轧辊至由主轧辊及两个副轧辊分别与工件的接触的点的位置所确定的工件曲率半径小于指定半径的位置;所述退避位置为在与连接两个副轧辊的各轴的线相直交的方向上,主轧辊的周面与两个副轧辊的周面之间的间隔比工件厚度大的位置。另外,控制部,在正转处理中,使两个副轧辊位于成形位置,并在主轧辊的周面接触工件第1端部至工件的中心部期间,使主轧辊正转;在搬送处理中,使两个副轧辊位于退避位置,并且在主轧辊的周面接触工件中心部至工件的第2端部期间,使主轧辊正转;在反转处理中,使两个副轧辊位于成形位置,并且在主轧辊周面接触工件的第2端部至工件的中心部期间,使主轧辊反转;并且在各处理中,使两个副。

17、轧辊向与主轧辊的转动方向相反的方向上转动。0021通过该结构,工件在正转处理时,当第1端部至中心部的部分通过主轧辊和两个说明书CN102105236ACN102105239A3/8页6副轧辊之间时,被弯曲成由主轧辊和两个副轧辊的接触点的位置所确定的曲率半径的圆弧状。另外,工件在反转处理时,当中心部至第2端部的部分通过主轧辊和两个副轧辊之间时,被弯曲成由主轧辊和两个副轧辊的接触点的位置所决定的曲率半径的圆弧状。0022当工件通过主轧辊和两个副轧辊之间时,由弯曲产生的反力引起被称为回弹的复原方向的变形,从而弯曲的曲率半径变大。主轧辊半径比工件所应成形的圆筒形状的指定半径更小,且由工件与主轧辊和两个。

18、副轧辊的接触点位置所确定的曲率半径也比指定半径小。因此,通过适当调整主轧辊的半径及成形工序时的主轧辊及两个副轧辊的位置关系,能使反转工序后的工件整体上形成为指定半径的圆筒形状。0023另外,就工件而言,其第1端部至中心部之间的部分和中心部至第2端部之间的部分分别通过正转处理和反转处理被向相反方向搬送的同时分为两次弯曲。另一方面,通过所述回弹使工件的端部向远离弯曲的曲率半径中心位置的方向位移。由此,在主轧辊的圆周方向上工件的端部不会超过180度的角度范围,以主轧辊为基准,在副轧辊的相反侧,工件端部不会越过主轧辊的周面与工件的接触点的法线的延长线。0024在该结构中,优选地,其还包括支撑体,其以主。

19、轧辊为基准,在两个副轧辊的相反侧上,在轴向的至少多个位置与主轧辊的周面的一部分相抵接;固定部件,以支撑体为基准,在主轧辊的相反侧上,在轴向的至少多个位置保持支撑体。由此,即使在主轧辊的轴向上将长尺寸的工件成形为小径的圆筒形状的情况下,也不会在主轧辊实际方向的中间部分上产生弯曲,并且能够限制在主轧辊的轴向的多个位置上向远离副轧辊的方向的位移,并且能够将工件成形为在全长上直径均一的、长尺寸且小径的圆筒形状。0025此时,也将工件的第1端部至中心部的部分和中心部至第2端部的部分向相反方向搬送的同时分为两次弯曲,不会出现以主轧辊为基准在副轧辊的相反侧上工件端部通过主轧辊的周围的情况。因此,能使位于两个。

20、副轧辊相反侧的支撑体及固定部件不干扰工件的第1端部或第2端部的位移,而使工件在整体上成形为圆筒形状。而且,在成形处理后的工件上,其第1端部和第2端部之间至少形成有支撑部件在主轧辊的圆周方向上的宽度大小的间隙,但可通过后加工来使间隙变窄后,熔接第1端部与第2端部之间,从而能够形成封闭截面的圆筒形状。0026另外,优选地,其还具有弹性部件,该弹性部件对两个副轧辊施加朝向主轧辊的作用力。由此,在正转工序结束后的搬送工序中,能够将工件夹持在主轧辊和位于退避位置的两个副轧辊之间来正确地搬送。0027发明的效果0028根据该发明,以比指定半径更小的曲率半径弯曲工件,其中该曲率半径为已考虑到了弯曲加工时的回。

21、弹的半径,从而能够将工件成形为指定半径的圆筒形状。另外,将工件在圆周方向上分为两部分,并将各部分在各自范围内以相反方向搬送并弯曲,由此能够使工件的端部在主轧辊的圆周方向上不超过180度的角度范围。能够将用于限制主轧辊位移的部件不干扰工件地配置在摁压部件的相反侧。由此,能够使工件形成在全长上直径均一的、长尺寸且小径的圆筒形状。进一步,由于能够使主轧辊的半径与工件所应成形的圆筒形状的指定半径相比足够小,因而适合于使用了高强度钢等强度大的工件的、长尺寸且小径的圆筒产品的成形。说明书CN102105236ACN102105239A4/8页7附图说明0029图1是该发明实施方案的圆筒成形装置的主视图。0。

22、030图2是同一圆筒成形装置的主要部分的侧视剖面图。0031图3是同一圆筒成形装置的控制部的方框图。0032图4AD是表示使用圆筒成形装置10进行的工件W的弯曲加工时的顺序的主要部分剖面图。0033图5是表示使用圆筒成形装置10进行弯曲加工时工件W的变形状态的图。0034附图标记说明00351机架00362主轧辊00373副轧辊00384压辊00395第1电机第1驱动源00406第2电机第2驱动源00417升降结构00428支撑体00439固定部件004410圆筒成形装置具体实施方式0045以下,参照附图对该发明的实施方案进行说明。图1是该发明实施方案的圆筒成形装置10的主视图。0046作为圆。

23、筒成形装置10的一例,有一种将高强度钢可塑性板状原材料工件W通过弯曲加工成形为圆筒形状的装置,该装置具有机架1、主轧辊2、副轧辊3、压辊4、第1电机5、第2电机6、移动机构7、支撑体8、固定部件9。0047机架1是一种主视呈门形的刚体。主轧辊2在第1端部图1中右侧端部21上被机架1轴支撑,并被固定于第1电机5的转动轴上。前后两个副轧辊3在主轧辊2的下方使轴向平行于主轧辊2而被保持台31轴支撑,在其两端部的各个端部上介由万向联轴器61固定有第2电机的转动轴。压辊4在前后方向的3个位置使轴向平行于两个副轧辊3并被保持台31轴支撑。在水平方向的移动被限制的状态下,保持台31以自由升降的方式被机架1支。

24、撑。0048第1电机5及第2电机6分别为该发明的第1驱动源及第2驱动源,作为一例,其由脉冲电机构成并安装于机架1。在圆筒成形装置10中共具有4个第2电机6,但是根据工件W的加工性,可以仅在两个副轧辊3的各轧辊的一端部,或两个副轧辊3的两端部上各配置一个电机,共配置2个第2电机6。0049保持台31的下方配置有移动机构7。移动机构7包括滑块71、升降电机72、滚珠螺杆73。滑块71以其转动被限制的状态,以沿主轧辊2的轴向自由移动的方式被保持在机架1上。作为升降电机72的一例为脉冲电机,向滚珠螺杆73供给转动轴的转动。滚珠螺杆73从一侧面与滑块71的内螺纹部进行螺纹结合。说明书CN10210523。

25、6ACN102105239A5/8页80050如果使升降电机72正转或反转,则滚珠螺杆73就转动的同时还改变其与内螺纹部之间的螺纹结合位置。通过改变滚珠螺杆73与内螺纹部之间的螺纹结合位置,使滑块71沿主轧辊2的轴向进行往复移动。在滑块71的上面形成有倾斜面74。从保持台31的下面突出的突起32抵接于倾斜面74。如果滑块71沿主轧辊2的轴向做往复移动,则保持台31随两个副轧辊3及三个压辊4一同上下移动。0051图2是圆筒成形装置10的主要部分的侧视剖面图。固定在固定部件9的下端部的支撑体8,介由金属零件81与主轧辊2的周面的上侧相抵接。由于固定部件9固定在机架1上,因而介由支撑体8通过固定部件。

26、9,限定主轧辊2向上方的移动。0052支撑体8以其剖面形状比工件W所应成形的圆筒形状的剖面更小的方式形成。主轧辊2的半径与工件W所应成形的圆筒形状的指定半径D/2相比足够小。0053保持体31轴支撑两个副轧辊3及三个压辊4,其包括上侧部件31A和下侧部件31B。上侧部件31A和下侧部件31B之间配置有弹簧33。弹簧33是该发明的弹性部件。虽然上侧部件31A相对于下侧部件31B在指定范围内向上下方向自由移动,但是通过未图示的销来限制其相对于下侧部件31B的水平方向的移动。0054如上所述,如果滑块71通过升降电机72的转动沿主轧辊2的轴向移动,则保持台31上下移动。移动机构7使副轧辊3在成形位置。

27、和退避位置之间移动,其中,所述成形位置为使由主轧辊2及两个副轧辊3与工件W之间的接触点的位置确定的工件W的曲率半径与指定半径D/2相比变得足够小的位置;所述退避位置是板状工件W通过主轧辊2和副轧辊3之间的位置。因而,副轧辊3在退避位置时与在成形位置时相比更远离主轧辊2。0055在将副轧辊3从成形位置下降至退避位置时,由于弹簧33的弹力,上侧部件31A的下降速度与下侧部件31B的下降速度相比变慢,副轧辊3慢慢地远离主轧辊2。0056在工件W的弯曲加工时,较大的摁压力从副轧辊3作用于主轧辊2的轴向的全长上。然而,在周面的上侧介由支撑体8通过固定部件9,在轴向的全长上限制主轧辊2向上方的位移。因此,。

28、不会发生主轧辊2在轴向的一部分上因副轧辊3施加的摁压力而向上方弯曲的现象。0057图3是圆筒成形装置10的控制部100的方框图。图4AD是表示使用圆筒成形装置10进行工件W的弯曲加工时的顺序的主要部分的剖面图。控制部100是通过在具有ROM102及RAM103的CPU101上连接存储器104、电机驱动器105108、开关109、传感器110而构成的。0058CPU101根据事先写入ROM102的程序来控制电机驱动器105108等。RAM103将指定的存储区域作为工作区域来使用。弯曲加工时的控制数据以可重写且非易失性地存储在存储器104中。0059电机驱动器105108分别连接有第1电机5、第2。

29、电机6、升降电机72及搬入电机120。CPU101参照存储在存储器104的驱动脉冲数,向电机驱动器105108输出驱动数据。电机驱动器105108基于从CPU101输入的驱动数据,驱动第1电机5、第2电机6、升降电机72及搬入电机120。0060开关109接受开始弯曲加工工件W的指示操作。传感器110直接或介由保持台31的位置来检测副轧辊3的位置。作为一例,传感器110在退避位置上检测到副轧辊3时输出接通信号。说明书CN102105236ACN102105239A6/8页90061此外,搬入电机110,例如可以为脉冲电机,用来驱动向主轧辊2和副轧辊3之间搬入工件W的搬入结构。0062在圆筒成形。

30、装置10中引入电源,CPU101就读取传感器110的检测信号,检测副轧辊3是否位于退避位置。当副轧辊3不在退避位置时,通过使升降电机72反转来使保持台31下降直至传感器110在退避位置检测到副轧辊3为止。0063在副轧辊3位于退避位置的状态下,CPU101等待开关109的操作。如果对开关109进行操作,则CPU101介由电机驱动108仅以指定脉冲数驱动搬入电机110,如图4A所示,将板状工件W以水平方向搬入主轧辊2和副轧辊3之间,直至其第1端部W1位于与主轧辊2相接触的位置。0064接着,CPU101仅以指定脉冲数驱动升降电机72,提升保持台31使副轧辊3位于成形位置。如果副轧辊3到达成形位置。

31、,则如图4B所示,CPU101通过使第1电机5正转来使主轧辊2向图4中的逆时针方向转动,并且通过使第2电机6反转来使副轧辊3向图4中的顺时针方向转动,从而进行正转工序。由此,工件W在图4中右方向上移动,同时沿主轧辊2的周面弯曲。0065主轧辊2的半径与指定半径D/2相比足够小,并且弯曲工件W时的曲率半径也与指定半径D/2相比足够小,其中,该曲率半径是由主轧辊2及副轧辊3与工件W之间的接触点位置所决定的,但是弯曲时在工件W产生弯曲应力。由于该弯曲应力,工件W通过主轧辊2和右侧的副轧辊3之间后,产生向与弯曲方向相反的方向变形的回弹。该回弹后的工件W曲率半径的大小,由主轧辊2及副轧辊3与工件W之间的。

32、接触点位置确定的曲率半径的大小和工件W的强度决定。0066因此,基于工件W的材质、厚度及成形后所必要的工件W的指定半径,通过适当设定副轧辊3的成形位置,能够使回弹后的工件W的曲率半径与成形后所必要的工件W的指定半径相一致。0067工件W在弯曲的同时向图4中的右侧移动,如果工件W的中心部W3与主轧辊2的周面相抵接,CPU101就仅以指定脉冲数驱动升降电机72使其反转,使副轧辊3下降至退避位置,从而进行搬送工序。该时间例如由从第1电机5的正转及第2电机6的反转的开始时起计算的第1电机5的驱动脉冲数来决定。由此,工件W以其中心部W3的左侧部分保持平板状的状态向图4中的右侧移动。0068此外,副轧辊3。

33、因弹簧33的弹力而慢慢下降,因此即使工件W紧贴在主轧辊2的周面上,也能使工件W可靠地向图4中的右侧移动。不过,可以使用阻尼器DAMPER等其他弹性部件来代替弹簧33,并且在工件W没有紧贴在主轧辊2的周面的情况下可以省略弹性部件。0069如图4C所示,工件W的第2端部W2到达与主轧辊2的周面相抵接的位置,CPU101就会暂且停止第1电机5的正转及第2电机6的反转,并使升降电机72正转来使副轧辊3上升至成形位置。该时间例如由从第1电机5的正转及第2电机6的反转的开始时起计算的第1电机5的驱动脉冲数来决定。并且,CPU101通过使第1电机5反转来使主轧辊2向图4中的顺时针方向转动,并通过使第2电机6。

34、正转来使副轧辊3向图4中的逆时针方向转动,从而进行反转工序。由此,工件W向图4中左侧移动,同时第2端部W2的右侧部分沿主轧辊2的周面弯曲。说明书CN102105236ACN102105239A7/8页100070如图4D所示,当工件W的中心部W3再次到达与主轧辊2相抵接的位置时,CPU101就会停止第1电机5的反转及第2电机6的正转,并且使升降电机72反转来使副轧辊3下降至退避位置。该时间例如由从第1电机5的反转及第2电机6的正转开始时起计算的第1电机5的驱动脉冲数来决定。0071由此,工件W的第2端部W2至中心部W3之间的部分也以与第1端部W1至中心部W3之间的部分相同的曲率半径弯曲,从而工。

35、件W成形为圆筒形状。0072图5是表示使用圆筒成形装置10进行弯曲加工时的工件W的变形状态的图。如上所述,工件W的各部分分别通过正转工序和反转工序来被进行弯曲加工,其中各部分是指在搬送方向上将工件W分成第1端部W1至中心部W3的部分和中心部W3至第2端部W2的部分的两部分。工件W在正转工序中,其第1端部W1至中心部W3之间的部分通过主轧辊2和副轧辊3之间时,被弯曲成由工件与主轧辊2之间的接触点P1、及工件与副轧辊3之间的接触点P2、P3的位置所确定的曲率半径R的圆弧状,另外,工件W反转工序中,其中心部W3至第2端部W1的部分通过主轧辊和两个副轧辊之间时,被弯曲成由工件与主轧辊2之间的接触点P1。

36、、及工件与副轧辊3之间的接触点P2、P3的位置所确定的曲率半径R的圆弧状。0073当工件W通过主轧辊2和副轧辊3之间时,由于弯曲产生的反力,引起回弹,从而弯曲的曲率半径变大。主轧辊2的半径比工件W所应成形的圆筒形状的指定半径D/2小,且由接触点P1P3的位置所确定的曲率半径R也比指定半径D/2小。为此,考虑工件W的回弹,适当调整主轧辊2的半径及成形工序时的主轧辊2及副轧辊3的位置关系,由此能够使工件W在反转工序后整体上形成为指定半径D/2的圆筒形状。0074另外,将工件W分成从第1端部W1至中心部W3之间的部分和从中心部W3至第2端部W2之间的部分的两部分,并分别通过正转工序及反转工序来将工件。

37、W弯曲成半圆形状。在正转工序及反转工序的各工序中第1端部W1及第2端部W2因回弹向远离弯曲的曲率半径中心位置C的方向位移。因此,在主轧辊2的圆周方向上,工件W的端部不会超过180度的角度范围,因此不会出现以主轧辊2为基准在副轧辊3的相反侧,第1端部W1及第2端部W2通过接触点P1的法线L的延长线的情况。0075因此,在主轧辊2周围的副轧辊3的相反侧能够保证配置固定部件9的空间,所述固定部件用于防止主轧辊2向远离副轧辊3的方向弯曲。由此,例如,能够使高强度钢等强度大的原材料工件W形成为在全长上直径均一的、长尺寸且小径的圆筒形状。0076此外,就使用圆筒成形装置10成形后的圆筒形状工件W而言,在其。

38、第1端部W1和第2端部W2之间至少形成有固定部件9宽度大小的间隙。当该间隙大时,在圆筒成形装置10的后段配置排列有多对上下一对的轧辊的单管轧辊造管装置,形成圆度高的圆筒形状,同时使间隙变窄后,通过熔接间隙部分,能够形成封闭截面的圆筒形状。0077另外,也可以具备单独的摁压部件来代替两个副轧辊。作为摁压部件,例如能够使用氨基甲酸乙酯轧辊等弹性体,但不一定必须是辊状,并且沿与主轧辊轴向相直交的方向往复移动的表面也可以为平面弹性体。摁压部件通过在成形位置夹持工件与主轧辊相抵接,产生使其表面形成与轧辊的曲率半径大致相等凹陷的弹性变形。0078应该理解为上述实施方案中的说明都是举例说明而已,并非限定性的说明。本发明的范围不是由上述实施方案确定而是由权利要求确定的。而且,本发明的范围包括与权说明书CN102105236ACN102105239A8/8页11利要求等同意义的范围内的所有变化。说明书CN102105236ACN102105239A1/5页12图1说明书附图CN102105236ACN102105239A2/5页13图2说明书附图CN102105236ACN102105239A3/5页14图3说明书附图CN102105236ACN102105239A4/5页15图4说明书附图CN102105236ACN102105239A5/5页16图5说明书附图CN102105236A。

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