三辊滚弯机的改进方法

摘要

本发明涉及一种三辊滚弯机的改进方法，其特点是，用测试实验的方法，其步骤为：在现有三辊滚弯机每根辊轴表面均匀地划上若干根母线并编号；对中间辊加载；分别测量各辊轴母线的弯曲挠度；根据实测值计算出三辊轴母线弯曲挠度的算术平均值；根据辊轴圆柱半径与y坐标的关系式，确定改进后的三辊轴圆柱半径；根据半徑变化规律编程制造三辊轴。用此方法改进后的三辊滚弯机，使被滚弯金属板的直线度误差明显减小。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种三辊滚弯机的改进方法，经本方法改进的三辊滚弯机可适用于批量滚弯加工长圆柱形金属板，如导弹及火箭圆柱形外壳板等，亦可推广应用于汽车、飞机及船舶等制造业中长圆柱形金属板。

背景技术：

现有的长圆柱形金属板，如火箭的外壳板，汽车、飞机及船舶等制造业中长圆柱形金属板大多是用现有常规的如图1所示的三辊滚弯机进行滚弯加工而成，现有的三辊滚弯机的三个辊轴形状如图2所示，均是母线为直线的长圆柱体形状。利用现有的三辊滚弯机加工后的长圆柱形金属板往往具有较明显的如图4所示的直线度误差e，如何有效地减小长圆柱形金属板的滚弯直线度误差，乃是金属板滚弯工艺中尤其是批量加工长圆柱形金属板如导弹及火箭外壳板等滚弯工艺中被关注的难题。

发明内容：

本发明的目的是为了有效地减小长圆柱形金属板的滚弯直线度误差，提供一种三辊滚弯机的改进方法。

三辊滚弯机的改进方法由以下步骤来完成：

1)测试实验

a)现有的三辊滚弯机的每根轴圆柱体表面上均匀间隔的划上若干根母线并

  作数字编号，

b)对中间辊加载至使规定的金属板一次滚弯成形所必须施加的载荷；

c)分别测量各辊轴表面若干母线的弯曲挠度；

d)根据上述实测值计算出左、中及右辊轴圆柱表面母线弯曲挠度的算术平

  均值δ_Lδ_M及δ_R；

2)确定改进后的左、中及右三辊轴圆柱半径：

  改进前、后的左、中及右三辊轴圆柱半径分别为r_L0、r_L、r_M0、r_M以及r_R0、r_R，辊轴长度为s，被滚弯金属板宽度为u，以辊轴端部中心为Y轴座标的原点，改进后的左、中及右三辊轴圆柱半径与y座标的关系可由以下公式表示：r_L＝r_L0+δ_LG(y)r_M＝r_M0+δ_MG(y)r_R＝r_R0+δ_rG(y) $>>G>>(>y>)>>=>>>2>y>>(>3>->>>>4>y>>2>>>s>2>>>->>>u>2>>>s>2>>>+>\eta >)>>>>2>s>->>>U>2>>s>>+>>1>4>>>>u>3>>>s>2>>>>>>>当$ >>0>\le >y>\le >>>s>->u>>2>>>>，\eta ＝0当$ >>>>s>->u>>2>>\le >y>\le >>s>2>>,>>>$ >>\eta >=>>>2>>>(>y>->>s>2>>+>>u>2>>)>>4>>>>>us>2>>y>>>>>$$$$

3)按上述公式编程，由计算机数控机床制造出符合上述公式的具有微量拱度的长鼓形辊轴。

经用此方法改进后的三辊滚弯机与传统的三辊滚弯机相比较，可使被滚弯金属板的直线度误差明显减小，如利用本发明可使中型导弹或火箭长圆柱形外壳板滚弯直线度误差减小到原来的1/4～1/6。

附图说明：

图1为现有的常规三辊滚弯机结构示意图；

图2为现有的常规三辊滚弯机辊轴形状图；

图3为经改进后的三辊滚弯机辊轴形状示意图；

图4为滚弯后长圆柱形板直线度误差e表示图；

图5为辊轴圆柱表面十二根母线数字编号图；

图6为中间辊3^#母线弯曲挠度δ_M3的计量表示图；

图7为图6的A向视图；

图8为辊轴端部测量正视图；

图9为辊轴端部测量左视图。

具体实施方式：

例：有一台专用于批量辊弯规定要求的长圆柱形金属板的T型三辊滚弯机，被滚弯金属板的弹性模量为E_T，泊桑系数为μ_T，屈服强度为σ_bT，板宽度为W_T，板厚为t_T，成形后板中性层曲率半徑为ρ_T，为使一次成形后的板中性层曲率半徑达到ρ_T应施加于中间辊轴1两端的载荷和为F_T。在搜集上述的数据的基础上，

本方法的实施步骤如下：

a)实验准备

如图5所示，在T型三辊滚弯机的各辊轴表面上均匀间隔的划上12根母

线并以数字编号，卷进符合上述已知技术数据规定金属板4，对中间辊轴1

两端同时均匀的施载，直至中间辊轴两端载荷之和达到F_T值。

b)测试实验

待中间辊轴1的载荷F_T稳定后，分别测试左辊轴2、中间辊轴1、右辊轴3

三辊轴表面母线的弯曲挠度，本实施例采用端部测量法，测量前尽可能地

拆卸及移走挡遮视线、阻碍测量的罩壳、线材、管路及仪器等，如图6～9

图所示，在辊轴的端部进行观察测试。由于轴承座、机架及被滚弯的金属

板等不可拆卸零部件的阻挡，不可能测出所划12根母线的弯曲挠度，每个

滚轴至少寻找3～4根可测试的母线进行测量，如图6～9所示，对左辊轴2、

中间辊轴1、右辊轴3可以分别在第III、IV象限，第II、I象限以及III、

IV象限中对母线进行测试，如图8、图9所示。

C)确定左、中、右辊轴母线弯曲挠度：

根据寻找到的3～4根可测试的母线弯曲挠度值，算出左、中、右辊轴母线

弯曲挠度的算术平均值δ_Lδ_M及δ_R。

d)计算各辊轴的需改进半径值：

按技术方案中公式(1)、(2)及(3)计算左、中、右辊轴r_L、r_M及r_R，

e)按上述公式编程，由计算机数控机床制造出符合上述公式的具有微量拱

度的长鼓形辊轴，如图3所示，为了容易说明，图中拱度是夸大的画法。

f)制造出经改进后的三辊轴，取代原三辊轴，装配三辊弯板机并调试。