成都對稱式三輥卷板機卷筒直邊的彎卷方法?
對稱式三輥卷板機是實際中普遍應用的一種卷板機,其滾圓工作原理如圖1所示。上輥是被動輥,可上下移動;下輥是主動輥,是固定輥,當板料送人上下輥之間時,鋼板的下表面與兩個輥的高點相接觸,當上輥下壓并超過材料的屈服極,板料便產生塑性變形。隨著3個輥軸的旋轉,便形成一條弧線,這條弧線的外層纖維被拉伸,內層被擠縮,中性層不變,這時鋼板被卷成圓。由于卷板機的三輥是對稱式的,在彎曲成型過程中,板材前后受力相對均勻,因此能夠較好的解決鋼板的彈復問題和精度問題。其缺點在于對稱式的卷板機不能彎卷板材的全部長度,板材兩端有約等于下輥中心距之半的長度仍然是直的。為了彎卷該直邊,可采用壓力機模壓預彎或用托板在卷板機內預彎(如圖2所示)。但是該方法需要使用模具或托板等輔助工具,而且加工不同筒體輔助工具也不一樣,使得該方法卷制成本較高,生產率較低。另外一種方法是卷制時保留直邊,卷制結束后再加工掉,顯然該方法也會導致卷制成本提高,卷制生產率也較低。
2 彎卷直邊的新方法
為了服傳統彎卷直邊方法的缺點,本文研究并采用了一種新型方法。利用該方法時,卷管分2次進行,具體過程如下。
2.1 一次卷制
保留彎卷直邊不做處理,將鋼板彎卷成如圖3所示的2種形狀簡體,然后在鋼板兩端接口處進行焊接,使之成為一個整體。該次卷制重要的是應保證彎卷后鋼板兩端部能夠順利合攏,所以必須合理選擇一次彎卷的簡體半徑尺 。 的確定由筒體周向的幾何關系所決定,具體確定方法如下:
首先,圖3(a)所示筒體。為了保證彎卷后鋼板兩端部能夠順利合攏,筒體中性層即環線ABmC長度應與鋼板長度相等,即式(1)為一超越方程,解之可確定簡體圓弧段中性層半徑,然后由R’計算出上輥下壓量,對筒體進行彎卷即可。
其次,圖3(b)所示筒體。該筒體形成需要先卷制成圖3(a)所示形狀簡體,然后用壓力機或手工卷成圖3(b)所示形狀。該簡體優點是:由于不存在圖3(a)所示簡體A點處的尖點,第二次卷制時比較容易。卷制時與圖3(a)所示筒體相對比,只是半徑不同,只須將式(1)變為式(2),其余相同。2.2 第二次卷制
將圖所示半成品筒體卷制成成品簡體,即直徑為D的圓筒。卷制時按直徑D計算上輥下壓量,但是必須考慮一次卷制后鋼板材料存在硬化,材料的實際屈服極限比卷制前有所增加。
3 結論
(1)實際卷制簡體時,由于上輥下壓量的計算不準確和材料特性參數有變化等原因,不論如何筒體都是多次卷制才能達到成品尺寸,所以本方法不會降低加工效率。由于不需要單獨彎卷直邊,加工效率反而會得到提高。同時,由于不需要使用模板或拖板等,成本也得到降低。
(2)該方法不需要使用輔助設備或工具,所以簡單易行,容易普及。
(3)精確計算一次卷制簡體的半徑以及相應上輥下壓量是至關重要的。解式(1)或式(2)所示超越方程可以利用計算機編制軟件進行。由于該方法有著*的特點,所以已在部分企業中得到應用。