一种具有同步升降功能的小型卷板机的设计与制造

付炜亮¹，袁志刚²，王村伟¹

(1.江苏联合职业技术学院常州技师分院，江苏 常州 213022)

(2.常州机电职业技术学院机械工程学院，江苏 常州213164)

作者简介：付炜亮（1982—），男，高级讲师/工程师，硕士，主要从事机电一体化、电力电子技术、机电设备的研究及教学工作，fu_wliang@163.com.

摘要：为进一步提高薄板板材卷制和弯曲的加工精度，设计了一款小型薄板卷板机，分析了同步调节机构的工作原理，并试制了样机。试验结果表明，卷板机功能齐全，稳定可靠，可实现调节辊轴两侧的同步升降调节，产品精度达到±0.3 mm，提出的装配检测标准对同类产品的制造具有一定的指导意义。

关键词：薄板卷板机；机构设计；同步升降

中图分类号：TH132.4   文献标识码：B   文章编号：2095-509X(2021)02-0053-04

卷板是利用三点定圆的原则对零件进行压弯或卷弯的一种工艺，它是一种金属塑性成形过程^［1］。卷板机是完成这一工艺过程的通用设备，通过辅助装置对卷板机的各工作辊进行灵活、精确、有效的控制，在一定范围内可使板材弯曲成圆形、弧形等形状。卷板机可分为三辊卷板机和四辊卷板机，由于它们的工作机理和结构不同，四辊卷板机比三辊卷板机具有更加灵活多样的弯曲功能，具有双向预弯边、剩余直边短、板料对中方便等一系列优点^［2］。四辊卷板机以其高精度、高效率的优势已广泛应用于石油化工、机车车辆、压力容器、工程机械、金属构件等领域^［3］。

针对卷板成型原理、设计和卷制工艺，众多学者进行了大量的研究。任京生等^［4］阐述了四辊卷板机的主要特点是板料对中方便，利用对中使工件的母线与辊轮的轴线平行，防止产生扭斜。李建等^［5］根据弹塑性弯曲工程理论建立了卷圆半径和侧辊位移相关的数学模型，能够准确设定板材对中、端部预弯、连续卷制、末端预弯和最终合口等工艺参数。韦超等^［6］对小曲率半径薄壁件冷辊弯成形进行了理论计算、有限元分析、卷板机设计及试制。以上学者从理论分析的角度对四辊卷板成型过程进行了论述，有效提高了卷制精度。但目前大部分设备即使实现了对中，在精度、可靠性和稳定性上还存在问题：在手动或机动调节卷板机压辊时，压辊的左右侧分别独立调节，因此不能保证压辊、定辊之间的平行度，导致在卷制过程中产品的圆柱度达不到高精度要求，接缝处错边严重，甚至整体呈锥形。另外，在卷板机制造和装配过程中，如何持续保证产品的精度和稳定性，还需要一套严格、精确的装配检测标准。

为此，本文通过设计链传动的高精度同步调节机构，实现了调整辊轮两侧的同步升降调节，从而保证压辊和定辊之间的平行度；同时提出了一套严格、精确的装配检测标准，制造出了一款小型化的薄板卷板机设备，实现了卷制产品的精度和稳定性要求。