一種長條異型材輥軋成形方法
2023-07-09 04:41:46 2
一種長條異型材輥軋成形方法
【專利摘要】本發明公開了一種長條異型材輥軋成形方法，包括：根據預設型材的端面形狀、以及直條或弧形結構，設置輥軋機組和矯正工裝；分析待輥軋型材變形過程，確定輥軋的道次數和輥輪形狀，計算加工進度；根據計算得到的加工進度，採用設置的輥軋機組和矯正工裝，將待輥軋型材逐漸壓彎成所需端面的型材。本發明所述長條異型材輥軋成形方法，可以克服現有技術中適用範圍小、生產效率低、產品質量差和加工成本高等缺陷，以實現適用範圍大、生產效率高、產品質量好和加工成本低的優點。
【專利說明】一種長條異型材棍乳成形方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及型材加工【技術領域】，具體地，涉及一種長條異型材輥軋成形方法。
【背景技術】
[0002]型材(section bar)是鐵或鋼以及具有一定強度和韌性的材料(如塑料、鋁、玻璃纖維等)通過軋制，擠出，鑄造等工藝製成的具有一定幾何形狀的物體。
[0003]用擠壓方法生產型材的工藝。擠壓型材分空心型材和實心型材兩大類。空心型材是指橫端面有一個或多個封閉通孔的型材。擠壓型材的品種和規格已超過3萬種，尤以鋁型材為最多，達2.4萬餘種。其次是銅型材、鎂型材和型鋼以及塑料型材。實心擠壓型材約佔全部擠壓型材品種規格的65%，而異形端面型材又佔實心端面型材的大部分，其次是空心擠壓型材，如鋁門窗型材，塑料門窗型材等。同其他方法諸如軋制、模鍛生產的型材相比，擠壓型材的強度較高。擠壓工具更換比較簡單，可小批量生產。採用擠壓法生產複雜形狀製品，尤其是端面變化很大的製品，可以大大減少機械加工量，減少金屬損耗，提高零件和結構的使用性能。
[0004]衝壓方法，是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(衝壓件)的成形加工方法。衝壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。衝壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。全世界的鋼材中，有60?70%是板材，其中大部分經過衝壓製成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量衝壓件。
[0005]金屬板材經過一系列連續的輥子，實現連續的一次變形，獲得預定形狀的加工工藝。輥軋成型方法是使用一組連續機架來把不鏽鋼軋成複雜形狀。輥子的順序是這樣設計的，即:每個機架的輥型可連續使金屬變形，直到獲得所需的最終形狀。如果部件的形狀複雜，最多可用三十六個機架，但形狀簡單的部件，三、四個機架就可以了。
[0006]採用輥軋成型技術生產大批量的長型件最經濟。帶鋼的寬度範圍是2.5?1500mm，厚度是0.25?3.5mm。所加工部件的形狀從簡單的到複雜的、閉合的端面。
[0007]一般來說，由於刀具加工成本和安裝成本高，只有產量在30000米以上時採用輥軋成型工藝才經濟。然而，對於用碳鋼型材的輥軋成型機來試生產不鏽鋼的情況現在還不清楚。在這種情況下，必須小心謹慎，以防表面汙染或擦傷，而且設備還需留有承受不鏽鋼冷作硬化和較高的回彈餘量。
[0008]在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在適用範圍小、生產效率低、產品質量差和加工成本高等缺陷。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在於，針對上述問題，提出一種長條異型材輥軋成形方法，以實現適用範圍大、生產效率高、產品質量好和加工成本低的優點。[0010]為實現上述目的，本發明採用的技術方案是:一種長條異型材輥軋成形方法，包括:
a、根據預設型材的端面形狀、以及直條或弧形結構，設置輥軋機組和矯正工裝；
b、分析待輥軋型材變形過程，確定輥軋的道次數和輥輪形狀，計算加工進度；根據計算得到的加工進度，採用設置的輥軋機組和矯正工裝，將待輥軋型材逐漸壓彎成所需端面的型材。
[0011]進一步地，在所述步驟a之前，還包括:確定對待輥軋型材進行輥軋成形的工藝參數。
[0012]進一步地，所述確定對待輥軋型材進行輥軋成形的工藝參數的操作，具體包括: 主要依據待輥軋型材的材料和材料厚度，確定成形型材厚度不高於2_ ；
在棍軋成形過程中考慮型材合理變形，確定棍軋成形速度為60?120mm/min,變頻50HZ左右。
[0013]進一步地，所述確定對待輥軋型材進行輥軋成形的工藝參數的操作，具體通過人機界面進行設置。
[0014]進一步地，在所述步驟b之後，還包括:對製造好的型材進行預處理。
[0015]進一步地，所述對製造好的型材進行預處理的操作，具體包括:
裝配出料矯正模，對製造好的型材進行復直處理；
對於型材要求有彎曲時，則裝配彎曲輥輪組，對對製造好的型材進行彎曲處理。
[0016]進一步地,所述步驟b,具體包括:
bl、析型材變形過程，確定輥軋的道次數；以及，在利用最少道次數的情況下，確定輥輪形狀；
b2、根據確定的道次數和輥輪形狀，選定在各道次中不變的中心軸線，根據所選定的中心軸線,對棍輪外形的豎向進度及橫向進度進行確定和計算；
b3、根據確定和計算得到的輥輪外形的加工進度，將型材外形結構的剖面分成多個段落，計算每一段的長度，根據計算結果，採用設置的輥軋機組和矯正工裝，將待輥軋型材逐漸壓彎成所需端面的型材。
[0017]進一步地，在步驟b2中，對於外形結構對稱的型材，該選定的中心軸線即為該型材的對稱軸。
[0018]進一步地，在步驟b3中，；位於選定的中心軸線左右兩邊的各個段落的總長度，在所有道次內保持不變。
[0019]本發明各實施例的長條異型材輥軋成形方法，由於包括:根據預設型材的端面形狀、以及直條或弧形結構，設置輥軋機組和矯正工裝；分析待輥軋型材變形過程，確定輥軋的道次數和輥輪形狀，計算加工進度；根據計算得到的加工進度，採用設置的輥軋機組和矯正工裝，將待輥軋型材逐漸壓彎成所需端面的型材；可以將卷材、型材等金屬平板帶材通過順序配置的多道次的成形輥軋，隨著輥軋輥輪的迴轉，在將金屬平板帶材向前送進的同時，對金屬平板帶材進行連續的橫向彎曲處理，以製成預設的特定端面的型材；從而可以克服現有技術中適用範圍小、生產效率低、產品質量差和加工成本高的缺陷，以實現適用範圍大、生產效率高、產品質量好和加工成本低的優點。
[0020]本發明的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。
[0021]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中:
圖1為本發明實施例的長條異型材輥軋成形方法的流程示意圖；
圖2a為本發明實施例的導軌端面的結構示意圖；
圖2b為本發明實施例的不鏽鋼直長條中部導軌截面輥軋成形過程的設備結構示意
圖；
圖2c為本發明實施例的型材輥軋過程的設備結構示意圖；其中，Ca)為最後一道成型的結構示意圖，(b)為矯正銅模的結構示意圖，(c)為八角切斷模芯的結構示意圖；
圖3a為本發明實施例的型材變形過程的結構示意圖；
圖3b為本發明實施例的輥輪形狀的結構示意圖；
圖4a和圖4b為本發明實施例的選定中心軸線過程的設備結構示意圖；
圖5a為本發明實施例的矯正銅模的結構示意圖；其中，①②③④表示矯正銅模分成的4片；
圖5b為本發明實施例的矯正銅模的現場設備照片；
圖5c和圖5d為本發明實施例的彎曲輥輪組的現場設備結構示意圖；
圖6a和圖6b為本發明實施例的人機界面的結構示意圖。
[0023]結合附圖2b，本發明實施例中附圖標記如下:
1-棍輪機組；2_不鎊鋼異型材；3_矯正銅模；4_切斷模；5_廣品。
[0024]結合附圖3b，本發明實施例中附圖標記如下:
1-上輥輪；2_下輥輪；3-產品端面。
[0025]結合附圖5b，本發明實施例中附圖標記如下:
1-矯正銅模。
[0026]結合附圖5c，本發明實施例中附圖標記如下:
1-彎曲輥輪組；2_最後一道一次成型的輥輪組。
[0027]結合附圖5d，本發明實施例中附圖標記如下:
1-彎曲輥輪組。
【具體實施方式】
[0028]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0029]根據本發明實施例，如圖1-圖6b所示，提供了一種長條異型材輥軋成形方法。
[0030]本實施例的長條異型材輥軋成形方法，採用的輥軋成型工藝，具體是:將卷材、型材等金屬平板帶材通過順序配置的多道次的成形輥軋，隨著輥軋輥輪的迴轉，在將金屬平板帶材向前送進的同時，對金屬平板帶材進行連續的橫向彎曲處理，以製成預設的特定端面的型材加工方法。輥軋成形是生產各種汽車門窗框導軌一種節材、節能、高效的板金屬的成形新工藝、新技術。生產汽車門窗框導軌採用輥扎型材所得到的經濟效果，不僅僅在於用輥軋型材簡單地代替一個或幾個部件，而是在結構方案上全面考慮以改進全部製品的工藝性、降低部件的金屬用量、並改善其外觀形狀。
[0031]如圖1所示，本實施例的長條異型材輥軋成形方法，主要包括以下步驟:
步驟100:確定輥軋成形的工藝參數(工藝參數、產量和製件長度都在人機界面上設定):主要依據待棍軋型材的材料和材料厚度，確定成形型材厚度不高於2_ ;在棍軋成形過程中考慮型材合理變形，確定輥軋成形速度為60?120mm/min，變頻50HZ ；
步驟101:根據預設型材的端面形狀、以及直條或弧形結構，設置輥軋機組和矯正工
裝；
步驟102:分析型材變形過程，確定輥軋的道次數，在利用最少道次數的情況下，確定輥輪形狀，確定的輥輪形狀應使待輥軋型材的材料有均勻和最合理的變形；
步驟103:根據確定的道次數和輥輪形狀，選定在各道次中不變的中心軸線，根據所選定的中心軸線，對棍輪外形的豎向進度及橫向進度進行確定和計算；對於外形結構對稱的型材，該中心軸線即為對稱軸；
步驟104:根據確定和計算得到的輥輪外形的加工進度，將型材外形結構的剖面分成多個段落，計算每一段的長度，根據計算結果，採用設置的輥軋機組和矯正工裝，將待輥軋型材逐漸壓彎成所需端面的型材；位於選定的中心軸線左右兩邊的各個段落的總長度，在所有道次內保持不變；
步驟105:對製造好的型材進行預處理:為防止製造好的型材由於最後的輥輪逸出後扭轉或彎曲，裝配出料矯正模，對製造好的型材進行復直處理；對於型材要求有彎曲，則裝配彎曲輥輪組，對對製造好的型材進行彎曲處理。
[0032]在上述實施例的長條異型材輥軋成形方法中，異型材輥軋成形的基本工作原理包括:
⑴型材輥軋成形過程
型材輥軋成形過程，根據產品端面形狀及直條或是弧形的來設計輥軋機組和矯正工裝。簡言之，型材輥軋成形過程，就是用一套輥軋機組將型材逐漸壓彎成所需的端面型材的過程。參見圖2a、圖2b和圖2c所示的不鏽鋼直長條中部導軌滾壓成形過程。例如，圖2b所示的結構，包括輥輪機組1、不鏽鋼異型材2、矯正銅模3、切斷模4和產品5。
[0033]⑵確定輥軋的道次數與所用輥輪的形狀的基本原理
①分析型材變形過程(圖3a)即確定滾壓道次數，在利用最少道次數的情況下，輥輪的形狀應使材料有均勻和最合理的變形(圖3b)。例如，圖3b所示的結構，包括上輥輪1、下輥輪2和產品端面3。
[0034]②應根據所選定的在各道次中不變的中心軸線，對輥輪外形的豎向及橫向進行確定和計算。對於對稱的外形，該軸即為對稱軸。
[0035]③將外形的剖面分成段落，計算每一段的長度。在選定的中心軸線的左右兩邊各段的總長度，在所有道次內保持不變。參見圖4。
[0036]④為了防止製造好的型材由於最後的輥輪逸出後扭轉或彎曲，裝配出料矯正模，使型材復直。對於型材要求有彎曲，則裝配彎曲輥輪組。如圖5a、圖5b、圖5c、圖5d。例如，圖5b所示的結構，包括矯正銅模I ;圖5c所示的結構，包括彎曲輥輪組I和最後一道一次成型的棍輪組2 ;圖5d所示的結構,包括彎曲棍輪組I。
[0037]⑶輥軋成形工藝參數的確定
滾壓成形工藝參數的確定主要依據材料和材料厚度，成形型材一般在2_以下。在棍軋成形過程中考慮型材合理變形，成形速度不宜太快，根據材料確定一般60?120mm/min,變頻50HZ左右。工藝參數的設定在設備人機界面上完成，包括產量和製件長度都可在人機主界面(即人機界面)設定。參見圖6a、圖6b。
[0038]綜上所述，本發明上述各上述實施例的長條異型材輥軋成形方法，至少可以達到以下優點:
⑴異型材輥軋成形工藝與衝壓工藝相比，輥軋成形過程中坯料型材連續運行，而衝壓成形時坯料固定不動；輥軋成形過程中坯料的長度不限，而衝壓成形過程中坯料長度受到衝模長度的限制；
⑵輥軋成形的生產效率很高，所需設備和人力很少；
⑶輥軋成形可以得到表面加工質量很高的各種形狀的製件，即保持著平板帶材的表面
質量;
⑷輥軋成形可以製造出端面形狀十分複雜的構件，可以最大限度地滿足結構設計的要
求；
(5)成形輥作為輥軋成形的主要變形工具，具有使用壽命長的特點，且製造較簡單、成本
低；
(6)輥軋成形可以加工各種材料:軟帶鋼、有色金屬及其合金、不鏽鋼等其他許多材料。
[0039]最後應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種長條異型材輥軋成形方法，其特徵在於，包括: a、根據預設型材的端面形狀、以及直條或弧形結構，設置輥軋機組和矯正工裝； b、分析待輥軋型材變形過程，確定輥軋的道次數和輥輪形狀，計算加工進度；根據計算得到的加工進度，採用設置的輥軋機組和矯正工裝，將待輥軋型材逐漸壓彎成所需端面的型材。
2.根據權利要求1所述的長條異型材輥軋成形方法，其特徵在於，在所述步驟a之前，還包括:確定對待輥軋型材進行輥軋成形的工藝參數。
3.根據權利要求2所述的長條異型材輥軋成形方法，其特徵在於，所述確定對待輥軋型材進行輥軋成形的工藝參數的操作，具體包括: 主要依據待輥軋型材的材料和材料厚度，確定成形型材厚度不高於2_ ； 在棍軋成形過程中考慮型材合理變形，確定棍軋成形速度為60?120mm/min,變頻50HZ。
4.根據權利要求2所述的長條異型材輥軋成形方法，其特徵在於，所述確定對待輥軋型材進行輥軋成形的工藝參數的操作，具體通過人機界面進行設置。
5.根據權利要求1所述的長條異型材輥軋成形方法，其特徵在於，在所述步驟b之後，還包括:對製造好的型材進行預處理。
6.根據權利要求5所述的長條異型材輥軋成形方法，其特徵在於，所述對製造好的型材進行預處理的操作，具體包括: 裝配出料矯正模，對製造好的型材進行復直處理； 對於型材要求有彎曲時，則裝配彎曲輥輪組，對對製造好的型材進行彎曲處理。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的長條異型材輥軋成形方法，其特徵在於，所述步驟b，具體包括: bl、析型材變形過程，確定輥軋的道次數；以及，在利用最少道次數的情況下，確定輥輪形狀； b2、根據確定的道次數和輥輪形狀，選定在各道次中不變的中心軸線，根據所選定的中心軸線,對棍輪外形的豎向進度及橫向進度進行確定和計算； b3、根據確定和計算得到的輥輪外形的加工進度，將型材外形結構的剖面分成多個段落，計算每一段的長度，根據計算結果，採用設置的輥軋機組和矯正工裝，將待輥軋型材逐漸壓彎成所需端面的型材。
8.根據權利要求7所述的長條異型材輥軋成形方法，其特徵在於，在步驟b2中，對於外形結構對稱的型材，該選定的中心軸線即為該型材的對稱軸。
9.根據權利要求7所述的長條異型材輥軋成形方法，其特徵在於，在步驟b3中，；位於選定的中心軸線左右兩邊的各個段落的總長度，在所有道次內保持不變。
【文檔編號】B21D5/14GK103752661SQ201310740761
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】呂東, 金正軍 申請人:柳州市曙新汽車配件有限公司