CN100469474C - 用于将片材成形为多种形状的辊锻成形设备 - Google Patents

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Abstract

辊锻成形设备包括至少一个可转换的辊子装置。可转换的辊子装置包括可旋转地安装在轴上的支撑盘。支撑盘包括至少一个辊子。支撑盘可以可以通过致动器从成形C形元件的第一位置转换到成形Z形元件的第二位置。

Description

用于将片材成形为多种形状的辊锻成形设备
技术领域
本发明通常涉及成形片材,尤其涉及将片材成形为多种形状的方法及***。
背景技术
辊锻成形机器用于将片材,例如钢材,成形为结构部件。普通的结构部件包括如图1及图2所示的C形桁条及Z形桁条。C形桁条及Z形桁条包括中部10、腿部12及缘14。由片材成形的其它代表性的结构部件包括开口C桁条、屋檐支柱等。
理想的状况是能够在单一的机器上成形C形状及Z形状元件。人们已经试图开发从C成形结构到Z成形结构转换的可调整的机器。美国专利第5,829,294号揭示了这样一个例子,该专利揭示了辊子成形线,在该辊子成形线内,具有三个辊子的辊子架上下调整以在C成形与Z成形结构之间转换。这种设计的缺点是需要时间将机器从C成形转换到Z成形结构。因此,在本技术领域中需要提供一种设置时间短的可转换的辊子成形设备。
发明内容
本发明提供一种用于将片材成形为多种形状的辊锻成形设备,该辊锻成形设备包括腿部成形设备,该腿部成形设备具有:具有第一腿部辊子的第一腿部辊子装置;及相对于所述第一腿部辊子装置的可转换腿部辊子装置;所述可转换腿部辊子装置包括:可枢转地安装在轴上的支撑盘;第一结构腿部辊子;通过联动装置联接到所述支撑盘的致动器,所述致动器旋转所述支撑盘以促使所述第一结构腿部辊子进入与片材接触的位置;所述支撑盘包括第二结构腿部辊子,所述致动器转换所述支撑盘以促使所述第一结构腿部辊子和第二结构腿部辊子中的一个进入与片材接触的位置,其中,仅仅所述第一结构腿部辊子和第二结构腿部辊子中的一个与片材接触。
附图说明
图1示出常规的C形桁条;
图2示出常规的Z形桁条;
图3是缘成形设备处于C成形结构时的俯视图;
图4是图3中的缘成形设备的端部剖面图;
图5是缘成形设备处于Z成形结构时的俯视图;
图6是图5中的缘成形设备的端部剖面图;
图7是腿部成形设备处于C成形结构时的俯视图;
图8是图7中的腿部成形设备的端部剖面图;
图9是腿部成形设备处于Z成形结构时的俯视图;
图10是图9中的腿部成形设备的端部剖面图。
具体实施方式
本发明涉及可以将片材成形为结构部件的多种形状的辊锻成形设备。在典型的应用中,辊锻成形设备将金属片成形为C形或Z形元件,例如图1及图2中所示的那些元件。成形C形元件或Z形元件的初始步骤是成形缘14。
图3是缘成形设备100的俯视图且图4是图3的端部剖面图。缘成形设备100包括用于在片材16上成形缘14的固定的辊子装置102及可转换的辊子装置104。片材16任何一侧的辊子装置之间的距离可以调整以适应片材的不同宽度并成形本技术领域中所熟知的各种长度的缘。
固定的辊子装置102包括可旋转地安装在壳体内的轴上的缘辊子106,该壳体具有适当的轴承以允许缘辊子106的旋转。缘辊子106设置在片材16的第一侧(例如底部)以接触片材16。驱动辊子108接触片材16的第一及第二侧并导引片材16通过缘辊子106。缘辊子1061及1062具有与片材16的中部10的平面成角度的外表面。例如,缘辊子1061可以与片材16的中部10的平面成25度的角。缘辊子1062可以与片材16的中部10的平面成50度的角。随着驱动辊子108移动片材16通过缘辊子106,如图4所示成形缘14。
可转换的辊子装置104包括可以在C成形位置与Z成形位置之间转换(be toggled)的支撑盘110。支撑盘110可旋转地安装在轴112上以允许支撑盘110的自由旋转。辊子在至少一个位置(例如C成形或Z成形)接触片材16。可转换的辊子装置104包括C缘辊子114及Z缘辊子116中的至少一个。C缘辊子114及Z缘辊子116都安装在壳体内的轴上,该壳体具有适当的轴承以允许旋转。
C缘辊子114及Z缘辊子116安装在支撑盘110上以接触片材16的相对侧。当可转换的辊子装置1041位于如图3所示的C成形结构时,C缘辊子1141接触片材16的第一侧(例如底部)。这样如图4所示向上成形缘14。相反地,当可转换的辊子装置1041位于Z成形结构(图5及图6所示)时,Z缘辊子1161接触片材16的第二侧(例如顶部)。可以通过将C缘辊子114如图4所示安装在支撑盘110的底部及将Z缘辊子116如图6所示安装在支撑盘110的顶部来达成这样。供选择地,C缘辊子114及Z缘辊子116可以以Z缘辊子116位于(例如,在隔板(spacer)上)C缘辊子114的上面的方式安装在支撑盘110的同一侧。
如前面关于缘辊子106的描述,C缘辊子相对于片材16的中部10的角度可以随着片材通过辊锻成形设备而增加。例如,C缘辊子1141可以与片材16的中部10成25度角。C缘辊子1142可以与片材16的中部10成50度角。C缘辊子1143及1144可以与片材16的中部10成65度角。C缘辊子1145及1146可以与片材16的中部10成90度角。
C缘辊子1141及1142的安装不同于C缘辊子1143、1144、1145及1146。C缘辊子1141及1142具有垂直于轴112的纵长轴线的旋转轴。C缘辊子1143、1144、1145及1146具有平行于轴112的纵长轴线的旋转轴。这样允许同一辊子在两个位置下使用以获得不同的弯曲角度。例如,具有25度倾斜外表面的辊子可以用作C缘辊子1141及C缘辊子1144
可转换的辊子装置104可以通过一个或多个致动器从C成形结构(图3及图4所示)转换(be toggled)到Z成形结构(图5及图6所示)。图3所示的是连接到联动装置的致动器130,该联动装置用于在C成形模式与Z成形模式之间来回地同时转换(toggling)可转换的辊子装置1041、1042、1044及1046。致动器130可以是电动马达、液压装置、气动装置等。致动器130驱动包括活塞132的联动装置,该活塞132移进移出套筒133。活塞132的一端枢接到可转换的辊子装置1041上的支撑盘110的枢轴臂1341。枢轴臂1342、1344及1346枢接到杆136,该杆136也枢接到枢轴臂1341上。明显地,活塞132的移动将促使枢轴臂1341旋转,从而引起枢轴臂1342、1344及1346旋转。枢轴臂134的行程可以通过致动器130和/或通过接触支撑盘110的位置止挡来控制。
可转换的辊子装置1043及1045通过类似的机构转换(toggled)。致动器140通过联动装置连接到枢轴臂1343及1345。固定的辊子装置102提供将致动器140安装到靠近枢轴臂1343及1345的位置。如此,联动装置包括活塞144及枢接到枢轴臂1343及1345的杆146。同样地,枢轴臂134的行程可以通过致动器140和/或通过位于支撑盘110上的位置止挡来控制。
图3及图4示出位于C成形结构的缘成形设备100。随着片材16通过辊子106及114,即可成形90度的C缘。图4示出固定辊子1061及C缘辊子1141开始成形具有25度弯曲的缘14。
图5及图6示出位于Z成形结构的缘成形设备100。随着片材16通过辊子106及114,即可成形50度的Z缘。如图5所示,可转换的辊子装置1043—1046在Z成形结构中没有辊子接触片材16。如此,通过辊子1062及1142成形50度的Z缘。图6示出固定的辊子装置1061及Z缘辊子1161开始成形具有25度弯曲的缘14。图4及图6中清楚显示,C缘辊子1141及Z缘辊子1161位于片材16的相对两侧以获得需要的C或Z结构。
图7是腿部成形设备200的俯视图且图8是图7的端部剖面图。腿部成形设备200包括用于在片材16上成形腿部14的固定的辊子装置202及可转换的辊子装置204。片材16任何一侧的辊子装置之间的距离可以调整以适应片材的不同宽度并成形本技术领域中所熟知的各种长度的腿部。
固定的辊子装置202包括可旋转地安装在壳体内的轴上的腿部辊子206,该壳体具有适当的轴承以允许腿部辊子206的旋转。腿部辊子206设置在片材16的第一侧(例如底部)以接触片材16。驱动辊子208接触片材16的第一及第二侧并导引片材16通过腿部辊子206。腿部辊子2061至2066具有与片材16的中部10的平面成角度的外表面。例如,腿部辊子2061可以与片材16的中部10的平面成15度的角。腿部辊子2062可以与片材16的中部10的平面成30度的角。随着驱动辊子208移动片材16通过腿部辊子206,如图8所示成形腿部12。
可转换的辊子装置204包括可以在C成形位置与Z成形位置之间转换(toggled)的支撑盘210。支撑盘210可旋转地安装在轴212上以允许支撑盘210的自由旋转。辊子在至少一个位置(例如C成形或Z成形)接触片材16。可转换的辊子装置204包括C腿部辊子214及Z腿部辊子216中的至少一个。C腿部辊子214及Z腿部辊子216都安装壳体内的轴上,该壳体具有适当的轴承以允许旋转。
C腿部辊子214及Z腿部辊子216安装在支撑盘210上以接触片材的相对两侧。当可转换的辊子装置2041位于如图7所示的C成形结构,C腿部辊子2141接触片材16的第一侧(例如底部)。这样如图8所示向上成形腿部。相反地,当可转换的辊子装置2041位于Z成形结构(图9及图10所示),Z腿部辊子2161接触片材16的第二侧(例如顶部)。可以通过将C腿部辊子214如图8所示安装在支撑盘210的底部及将Z腿部辊子216如图10所示安装在支撑盘210的顶部来达成这样。供选择地,C腿部辊子214及Z腿部辊子216可以以Z腿部辊子216位于(例如,在隔板(spacer)上)C腿部辊子214的上面的方式安装在支撑盘210的同一侧。
如前面关于腿部辊子206的描述,C腿部辊子相对于片材16的中部10的角度可以随着片材通过腿部成形设备而增加。例如,C腿部辊子2141可以与片材16的中部10成15度角。C腿部辊子2142可以与片材16的中部10成30度角。C腿部辊子2143可以与片材16的中部10成45度角。C腿部辊子2144可以与片材16的中部10成60度角。C腿部辊子2145可以与片材16的中部10成75度角。C腿部辊子2146可以与片材16的中部10成90度角。
C腿部辊子2144至2146的安装不同于C腿部辊子2141至2143。C腿部辊子2141至2143具有垂直于轴212的纵长轴线的旋转轴。C腿部辊子2144至2146具有平行于轴212的纵长轴线的旋转轴。这样允许同一辊子在两个位置使用以获得不同的弯曲角度。例如,具有15度倾斜外表面的辊子可以用作C腿部辊子2141及C腿部辊子2145
可转换的辊子装置204可以通过一个或多个致动器从C成形结构(图7及图8所示)转换(toggled)到Z成形结构(图9及图10所示)。图7所示的是连接到联动装置的致动器230,该联动装置用于在C成形模式与Z成形模式之间来回地同时转换(toggling)可转换的辊子装置2041至2046。致动器230可以是电动马达、液压装置、气动装置等。致动器230驱动包括活塞232的联动装置,该活塞232移进移出套筒233。活塞232的一端枢接到可转换的辊子装置2041上的支撑盘210的枢轴臂2341。枢轴臂2342至2346枢接到杆236,该杆236也枢接到枢轴臂2341上。明显地,活塞232的移动将促使枢轴臂2341旋转,从而引起枢轴臂2342至2346旋转。枢轴臂234的行程可以通过致动器230和/或通过接触支撑盘210的位置止挡来控制。可以理解的是致动器230及活塞232可以以类似于图3中致动器140驱动杆146的方式直接驱动杆236。
图7及图8示出位于C成形结构的腿部成形设备200。随着片材16通过辊子206及214,即可成形90度的C腿部。图8示出固定的辊子2061及C腿部辊子2141开始成形具有15度弯曲的腿部12。
图9及图10示出位于Z成形结构的腿部成形设备200。随着片材16通过辊子206及216,即可成形90度的Z腿部。图10示出固定的辊子2061及Z腿部辊子2161开始成形具有15度弯曲的腿部12。图8及图10清楚地显示,C腿部辊子2141及Z腿部辊子2161位于片材16的相对两侧以获得需要的C或Z结构。
缘辊子106、C缘辊子114、Z缘辊子116、腿部辊子206、C腿部辊子214及Z腿部辊子216可以根据片材的不同厚度安装。美国专利第6,282,932号揭示了适当的辊子支撑结构,该专利的全部内容引用于此以作参考。
上面示出并描述了本发明的代表性具体实施方式,本发明的辊锻成形设备可以作出各种修改和替换而不脱离本发明的精神及范围。因此,可以理解的是对本发明的描述仅是示例说明而非限制。

Claims (8)

1.用于将片材成形为多种形状的辊锻成形设备,该辊锻成形设备包括:腿部成形设备,具有:
具有第一腿部辊子的第一腿部辊子装置;及
相对于所述第一腿部辊子装置的可转换腿部辊子装置;
所述的可转换腿部辊子装置包括:
可枢转地安装在轴上的支撑盘;
第一结构腿部辊子;
通过联动装置联接到所述支撑盘的致动器,所述致动器旋转所述
支撑盘以促使所述第一结构腿部辊子进入与片材接触的位置;
所述支撑盘包括第二结构腿部辊子,所述致动器转换所述支撑盘以促使所述第一结构腿部辊子和第二结构腿部辊子中的一个进入与片材接触的位置,其中,仅仅所述第一结构腿部辊子和第二结构腿部辊子中的一个与片材接触。
2.如权利要求1所述的辊锻成形设备,其特征在于,所述第一结构腿部辊子是C腿部辊子且所述第二结构腿部辊子是Z腿部辊子。
3.如权利要求1所述的辊锻成形设备,其特征在于,所述第一结构腿部辊子位于所述支撑盘的第一侧且所述第二结构腿部辊子位于所述支撑盘的第二侧。
4.如权利要求1所述的辊锻成形设备,其特征在于,第一辊子装置是固定的辊子装置。
5.如权利要求1所述的辊锻成形设备,其特征在于,所述第一腿部辊子位于片材的第一侧且所述第一结构腿部辊子位于片材的所述第一侧。
6.如权利要求1所述的辊锻成形设备,其特征在于,所述第一腿部辊子位于片材的第一侧,所述第一结构腿部辊子位于片材的所述第一侧且所述第二结构辊子位于片材的第二侧。
7.如权利要求1所述的辊锻成形设备,其还包括:
第二可转换的腿部辊子装置,所述第二可转换的腿部辊子装置包括:
可枢转地安装在第二轴上的第二支撑盘;
另一个第一结构腿部装置;
所述致动器通过所述联动装置联接到所述支撑盘及所述第二支撑盘,所述致动器同时旋转所述支撑盘及所述第二支撑盘以促使第一结构腿部辊子及所述另一个第一结构腿部辊子进入接触片材的位置。
8.如权利要求1所述的辊锻成形设备,其还包括:
缘成形设备,具有:
具有第一缘辊子的第一缘辊子装置;及
相对于所述第一缘辊子装置的可转换的缘辊子装置;
所述的可转换的缘辊子装置包括:
可枢转地安装在轴上的缘辊子支撑盘;
第一结构缘辊子;
通过第二联动装置联接到所述缘辊子支撑盘的第二致动器,所述第二致动器旋转所述缘辊子支撑盘以促使所述第一结构缘辊子进入接触片材的位置。
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