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          圓弧頂角無縫方管回彈系數
          作者:無縫方管    來源:www.liveebuy.com    點擊數:   更新時間:2019年07月15 【字體: 】 

           可較為簡單、快速、準確獲得W預成形后下山法三點彎曲柔性冷彎成形機組成形不同材料、不同規格無縫方管所需克服材料成形回彈量的各輥位接觸點的坐標和側輥軸線角度,圓弧頂角無縫方管回彈系數本發明的目的于提供一種無縫方管三點彎曲柔性輥彎成形輥位參數確定方法。滿足無縫方管柔性冷彎成形輥位快速調整的需要。實現本發明目的技術解決方案為:一種無縫方管三點彎曲柔性冷彎成形輥位確定方法,步驟如下:第一步,以無縫方管柔性冷彎的機組的機架布局為基礎對需成形的特定材料和規格的無縫方管借助專業軟件工具完成滾花圖設計,W預成形道次標記為w末道柔性成形道次標記為0其余柔性成形道次按順序分別標記為123i其中i為正整數,柔性成形中的道次數;第二步,以末道柔性成形道次0模輥的上表面中心點為坐標原點建立計算坐標系,無縫方管移出的水平方向為X方向,

           

          各成形道次對應機架與無縫方管移出垂直面的水平方向為Y方向、垂直方向為Z軸方向,建立的計算坐標系;第三步,根據成形無縫方管的材料、壁厚t和管徑D計算總下山量h=0.51D和材料輥彎回彈系數H=σs/E其中σs為無縫方管材料的屈服強度,E為材料彈性模量;第四步,以滾花圖為基礎,通過調整輥位減小每道柔性成形機架相應輥彎成形半徑來消除成形后的回彈量,第i柔性成形機架輥彎回彈角Δθi=θi2-θi1=2Ri1θi1H/t則減小后的半徑為Ri2=Ri1θi1/θi1+2Ri1θi1H/t成形角θi2=2Ri1θi1H/t+θi1柔性成形中兩邊沿W預成形的圓弧不變,其半徑始終為R圓弧頂角為θ;第五步,按減小q345d半徑后的花形線計算出考慮回彈后第i柔性成形機架為側輥柔性成形機架一側的輥位接觸點AiBi坐標和側輥軸線角度αi側模輥11與輥彎道次預壓花形管坯W預成形圓弧的中心為接觸點Ai下模輥與管坯中心點為接觸點Bi另一側的接觸點與Ai關于Z軸對稱,且機架的調整機構采取聯動同步調節,獲得Ai坐標即可實現輥位調節;第六步,按減小半徑后的花形線計算考慮回彈后第i柔性成形機架為水平輥柔性成形機架一側的輥位接觸點BiCiDi坐標,側模輥與輥彎道次預壓花形管坯W預彎圓弧的接觸點Ci下模輥與管坯中心點為接觸點Bi上模輥與輥彎圓弧的接觸點為Di另一側的接觸點與BiCiDi關于Z軸對稱,獲得BiCiDi坐標即可實現輥位調節;第七步,按第五、六步計確定方法依此計算從第1道柔性成形機架到末道柔性成形機架各輥位接觸點坐標和側輥傾斜角,從而根據獲得的模輥位置可快速調整柔性成形機組加工出不同規格的無縫方管。本發明與現有技術相比,其顯著優點:1本發明結合無縫方管柔性成形機組應用調試,可快速獲得無縫方管柔性成形機組成形不同材料、不同規格無縫方管的輥位柔性冷彎工藝數據庫,實現多規格自動調節柔性生產,縮短新規格產品的開發周期,減少原材料浪費,降低無縫方管生產成本。2由于不同無縫方管柔性冷彎的機組結構和模輥的尺寸有較大差異,故本發明計算的模輥與板材成形接觸點的坐標和側輥軸線的角度,不受成形機組調整機構的限制,避免了依靠經驗和試湊法進行無縫方管柔性成形變規格的調整難題。3可快速、準確計算消除材料回彈量后的模輥接觸點的坐標和側輥軸線的角度,避免了由于不同的無縫方管柔性冷彎的機組結構和模輥的尺寸有差異導致的不適用的問題和材料回彈對成形精度的影響,保證了無縫方管成形精度要求。無縫方管三點彎曲柔性冷彎成形輥位確定方法,步驟如下:第一步,以無縫方管柔性冷彎的機組的機架布局為基礎對需成形的特定材料和規格的無縫方管借助COPRA 等專業軟件工具完成滾花圖設計,如圖1所示,W預成形道次標記為w末道柔性成形道次標記為0其余柔性成形道次按順序分別標記為123i其中i為正整數,柔性成形中的道次數,通常柔性成形道次數都在5次以上。以末道柔性成形道次0模輥的上表面中心點為坐標原點建立計算坐標系,無縫方管移出的水平方向為X方向,各成形道次對應機架與無縫方管移出垂直面的水平方向為Y方向、垂直方向為Z軸方向,建立的計算坐標 根據成形無縫方管的材料、壁厚t和管徑D計算總下山量h=0.51D和材料輥彎回彈系數H=σs/E其中σs為無縫方管材料的屈服強度,E為材料彈性模量。第四步,以滾花圖為基礎,通過調整輥位減小每道柔性成形機架相應輥彎成形半徑來消除成形后的回彈量,如圖3滾花圖要求的花形線1減小半徑后的花形線2第i柔性成形機架輥彎回彈角Δθi=θi2-θi1=2Ri1θi1H/t則減小后的半徑為Ri2=Ri1θi1/θi1+2Ri1θi1H/t成形角θi2=2Ri1θi1H/t+θi1柔性成形中兩邊沿W預成形的圓弧不變,其半徑始終為R圓弧頂角為θ。第五步,按減小半徑后的花形線2計算出考慮回彈后第i柔性成形機架為側輥柔性成形機架一側的輥位接觸點AiBi坐標和側輥軸線角度αi側模輥11與輥彎道次預壓花形管坯W預成形圓弧的中心為接觸點Ai下模輥22與管坯中心點為接觸點Bi如圖3另一側的接觸點與Ai關于Z軸對稱,且機架的調整機構采取聯動同步調節,因此只要獲得Ai坐標即可實現輥位調節,具體計算步驟如下:根據建立的坐標系,∣Xi∣為第i柔性成形機架到末道柔性成形機架的距離,則其對應的下山量為hi=hXi/X1側輥軸線角度為αi=θi2+θ/2考慮到無縫方管壁厚,接觸點均在管壁外側,因此相應接觸點的坐標為:Ai點坐標為XA i=XiYA i=(Ri2-Rsinθi2+R+t/2sinαiZA i=hi-t/2+Ri2-Ri2-Rcoθi2-R+t/2coαiBi點坐標為XBi=XiYBi=0ZBi=hi-t/2第六步,按減小半徑后的花形線2計算考慮回彈后第i柔性成形機架為水平輥柔性成形機架一側的輥位接觸點BiCiDi坐標,側模輥11與輥彎道次預壓花形管坯W預彎圓弧的接觸點Ci下模輥22與管坯中心點為接觸點Bi上模輥33與輥彎圓弧的接觸點為Di另一側的接觸點與BiCiDi關于Z軸對稱,如圖4因此只要獲得BiCiDi坐標即可實現輥位調節,具體步驟如下:由于同一水平輥柔性成形機架的模輥是確定不變的第i平輥柔性成形機架的模輥斜角ωi不變,實際模輥接觸點Ci預成形R圓弧上的位置角為βi=ωi-θi2成形不同管徑時要求θ/2≥βi≥θ/4上模輥接觸點Di位置角為ψi其范圍為3θi2/4≥ψi≥θi2/2成形偏大直徑管時接觸角ψi取較大值而不會出現干涉,相反成形較小直徑管時易出現干涉,接觸角ψi取較;考慮到無縫方管壁厚,上模輥的接觸點Di管壁內側,下模輥及側模輥的接觸點BiCi均在管壁外側,因此相應接觸點的坐標為:Bi點坐標為XBi=XiYBi=0ZBi=hi-t/2Ci點坐標為XCi=XiYCi=(Ri2-Rsinθi2+R+t/2sinωiZCi=hi-t/2+Ri2-Ri2-Rcoθi2-R+t/2coωiDi點坐標為XDi=XiYDi=(Ri2-t/2sinψiZDi=hi+Ri2-Ri2-t/2coψi第七步,按第五、六步計確定方法依此計算從第1道柔性成形機架到末道柔性成形機架各輥位接觸點坐標和側輥傾斜角,從而根據獲得的模輥位置可快速調整柔性成形機組加工出不同規格的無縫方管。實施例本發明以某柔性成形機組W預成形后有9個柔性機架,該成形機架上成形Φ802mm低碳鋼管,首先按機架輥彎道次和碳鋼成形要求設計滾花圖,如圖1W預成形的兩側圓弧半徑R=42.82mm頂角θ=65°,低碳鋼屈服強度σs=240MPa彈性模量E=210000MPa輥彎回彈系數H=σs/E=0.001149個機架第一、二為水平輥柔性成形機架,其成形側模輥斜角ω1=32°、ω2=48°,該生產線最小成形管徑為40mm實際上模輥過渡圓弧半徑較小,成形80mm管時接觸角可以取較大值而不會出現干涉,其余為側輥柔性成形機架,總下山量h=40mm各柔性成形機架中心間距相等,均為410mm計算的該柔性成形機組各機架成形輥位下山量hi側輥軸線角度αiXA iYA iZA i如表1所列。表1各機柔性架輥位參數注:側輥柔性成形機架,簡稱側輥,水平輥柔性成形機架,簡稱平輥。實際調試中依據上述接觸點輥位參數和側輥軸角度完成了機組成形調整,少數機架經微調后即順利成形出管坯,解決了靠經驗需要幾天的調試工作。

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