数控卷板机是一种常用的板材弯曲机械,常用于加工板材的圆弧、圆筒、圆锥等曲面形状。
主要根据其辊轴的数量、排列方式、驱动方式、功能和控制水平等进行分类。以下是主要的卷板机种类及其特点:
卷板机作为金属板材成型加工的核心设备之一,种类繁多,
1.按辊轴数量及排列方式分类(这是最核心的分类方式):
a.两辊卷板机:
结构:一个上辊(通常为刚性大直径辊)和一个下辊(通常为柔性或可移动的支撑辊/模具辊)。
原理:板材送入两辊之间,通过上辊强大的压力将板材压入下辊的凹模(或绕过下辊),迫使板材弯曲成型。下辊常可更换以适应不同弯曲半径。
特点:结构相对简单,能卷制极小的弯曲半径(接近板材厚度),特别适合厚板卷制小圆筒。但通常需要预先弯边(首尾端直边较长),精度控制相对复杂,通用性不如三辊或四辊。
应用:主要用于卷制厚壁压力容器、管材、重型筒体等,尤其是对小直径厚壁筒体有优势。
b.三辊卷板机:
b1.对称式三辊卷板机:
结构:两个位于同一水平线的下辊(固定、同向旋转),一个位于对称中心线上方的上辊(可垂直移动)。
原理:上辊下压,使板材在上下辊之间产生弯曲。通过上辊的压下量和多次往复滚动完成卷圆。板材两端会留下无法弯曲的直边(通常为两辊中心距的一半)。
特点:结构简单可靠,成本相对较低,维护方便。最大的缺点是需要预弯(通过其他设备或方法预先弯好板材两端),无法一次卷制封闭圆筒。
应用:通用性强,广泛用于各种中小型筒体、锥体、弧形板的卷制,尤其在中厚板领域应用广泛。
b2.不对称式三辊卷板机:
结构:两个下辊不在同一水平高度(一个较高,一个较低),一个上辊。
原理:板材先送入上下辊之间进行端部预弯,然后通过调整辊位,使板材在三个辊之间完成整个卷圆过程。可以实现一端预弯和连续卷制,剩余直边较短。
特点:相比对称式,解决了直边问题(至少一端),无需单独预弯设备即可卷制接近封闭的圆筒(仍需处理最后一个接头)。结构比对称式稍复杂,操作也稍复杂。
应用:比对称式应用更灵活,尤其适用于需要卷制封闭或接近封闭筒体的场合。
b3.下调式三辊卷板机(水平下调式/垂直下调式):
结构:两个下辊(通常是驱动辊)可以同时或单独在垂直方向(垂直下调式)或水平方向(水平下调式,较少见)移动调节位置。上辊是固定的或可微调。
原理:通过精确调节两个下辊的位置(高度差和中心距),可以直接对板材两端进行预弯,然后卷制成完整的圆筒,且没有直边残留。
特点:最大的优势是无需预弯即可卷制无直边的完整圆筒,效率高,精度好。结构相对复杂,成本较高,但功能最完善。是现代应用最广泛、最主流的三辊卷板机型。
应用:适用于各种规格、厚度的板材卷圆,尤其对要求高精度、无直边、高效生产的场合(如压力容器、风电塔筒、化工设备、钢结构等)是首选。
c.四辊卷板机:
结构:四个辊轴:一个上辊(主驱动辊,位置固定或可调),一个下辊(位置固定),以及两个侧辊(位于上辊和下辊之间,通常可独立垂直移动)。
原理:利用两个侧辊的精确位置移动,可以非常方便地完成板材两端的预弯(通过下压侧辊),然后通过四辊联动完成整个卷圆过程。
特点:功能最强大,精度最高,能高效、高质量地卷制无直边的完整圆筒和复杂形状。对板材的导向性好,卷圆质量(圆度、直线度)优异。但结构最复杂,制造成本和维护成本最高,占地面积也较大。
应用:主要用于高精度、高效率、大批量生产,以及对卷圆质量要求极高的场合,如航空航天、精密仪器、高端压力容器、核电设备等。
2.按驱动方式分类:
机械式卷板机:通过电动机、减速机、齿轮等纯机械传动驱动辊轴转动和移动。结构坚固,维护相对简单,成本较低,但调速和微调相对困难,冲击较大。
液压式卷板机:主要运动(上辊升降、侧辊移动、甚至辊轴旋转)由液压油缸或液压马达驱动。动力大、运行平稳、无级调速、过载保护能力强、易于实现精确控制。是现代中大型、高精度卷板机的主流驱动方式。结构相对复杂,维护要求较高。
混合驱动式:部分功能(如辊旋转)采用机械驱动,部分功能(如辊位置调节)采用液压驱动。结合了两者的优点。
3.按功能分类:
普通卷板机:主要用于卷制圆形、弧形筒体。
卷板/校平两用机:通过改变辊的相对位置和运动模式,既能卷板也能对板材进行校平。
数控卷板机:配备计算机数控系统,可编程控制卷制过程,实现高精度、复杂形状(如锥体、椭圆、多曲率弧)的自动化卷制。通常基于下调式三辊或四辊结构。
4.按控制水平分类:
手动卷板机:所有操作(位置调节、进给等)由人工完成。
半自动卷板机:部分操作(如辊旋转)自动,部分操作(如位置调节)手动。
全自动/数控卷板机:采用PLC或CNC控制系统,实现辊位置、压力、进给速度、旋转圈数等参数的自动精确控制,可存储和调用程序,自动化程度和精度最高。
三辊下调式和四辊式是目前工业应用中最主流、功能最完善的类型,尤其是前者因其性价比高、功能齐全而应用最广。
液压驱动是现代中大型卷板机的标准配置。
数控化是高端卷板机的发展趋势,大大提高了精度、效率和加工复杂形状的能力。
选择哪种卷板机取决于板材厚度、宽度、材质、目标工件形状(圆度、锥度、是否封闭)、精度要求、生产批量、预算等因素。
理解这些种类及其特点,有助于根据具体的加工需求选择合适的卷板设备。
总体来说,由于结构、性能、强度、安全等原因,机械卷板机大多用于薄板加工行业,中厚板的加工则需要液压卷板机才能够完成,或者说用液压卷板机才能做出更好的产品。