1.一种对称式四辊卷圆工艺方法,其特征在于:具体方法如下:
1)划线铣边:根据需要卷制的板料长度和宽度先划线,然后在剪板机上切割下料,板料宽度校准铣边;
2)送料定位:将板料送到卷板机的带有可往复移动送料装置的台面上,并置于上辊和下辊之间的相应位置;
3)计算参数:根据要最终成形的圆管曲率半径以及已知的板料厚度和性能参数,通过分析计算,得出两上辊的下压量和正反向卷制的长度,卷板过程的参数计算如下:①卷板机参数:上辊直径为Dp,下辊直径为Dd,上辊间的跨距为W,下辊间的跨距为L;
②板料的材料参数:弹性模量E,屈服应力σs,泊松比v,强化模量E1,板厚为t时;
③输入欲卷制筒形件半径R,根据最终成形的半径R,首先求出滚弯曲率半径ρx,根据材料力学可知,板材在卷板机上卷圆变形时,其回弹量取决于板材的弹性模量、屈服极限、预卷制半径和板厚4个因素,经过理论推导和相关文献可确定滚弯曲率半径ρx公式如下:式中:R为欲卷制半径mm;E为钢板的弹性模量MPa;t为钢板板厚mm;K1为形状系数,其矩形截面取1.5;σs为加工材料的屈服极限MPa;K0为材料相对强化系数;
对于一台给定的卷板机上下辊直径为已知量,假设上辊直径为Dp,下辊直径为Dd,取Dd=(1.2-2)DP,为适应不同板厚不同曲率半径板料的卷制,上下辊跨距可调节,上辊跨距的范围Dp
为保证卷板成形精度,需要将筒形件的剩余直边减小到(1.5-2)倍的板厚,因此下压行程需要满足以下条件:hmax-h=Δh,Δh为与卷板厚度有关的参数,对于板厚为(2-6)mm,取Δh=(0.5-1)mm根据以上条件进行编程计算,根据几何关系当滚弯曲率半径为ρx时,下辊跨距的最小值为:取L=Lmin为初始下辊跨距,按四辊卷板机下辊跨距控制流程图确定下辊跨距L和下压行程h的值;
④假设板料从卷板机右侧送入,根据计算出的下压行程h值,将其分为两次下压,h=h1+h2;
(1)首次下压行程为h1,上辊下压速度取3-8mm/s,
(2)然后两下辊顺时针转动带动板料反向卷制,卷制速度取6-12m/min,卷制距离为Δa,当初始送料左端端部到对称中心的距离为a时,反卷距离Δa=a-ρxα,其中式中:L为下辊跨距,ρx为滚弯曲率半径,rd为下辊半径,t为板厚,α为弧度单位制;
(3)再次下压行程h2从而达到指定行程h,并将剩余直边减到最小,上辊下压速度取3-
8mm/s;
(4)两下辊逆时针转动带动板料正向卷制,卷制速度取6-12m/min,卷制距离L=2πR-2ρxα;
4)卷制成形:将板料的始端送到指定位置,两上辊下压进行四点弯曲,待达到指定行程时,两下辊先顺时针转动对板料边部滚弯,使边部直线段最小,再次下压使直线段减到最小,然后两下辊再逆时针转动带动板料卷制,卷制完成卸载后最终形成开口的圆管坯;
5)焊合成形:最后将成形后的圆管焊合成形,得到所需的圆管件。
2.根据权利要求1所述的对称式四辊卷圆工艺方法,其特征在于:两下辊距离可调。
3.根据权利要求1所述的对称式四辊卷圆工艺方法,其特征在于:两上辊距离可调。
4.一种实现权利要求1的对称式四辊卷圆工艺方法的成型装置,其主要包括有:底座、机架、上下辊、翻倒机构、支撑推料机构、卸料平衡机构和动力机构,底座由槽钢与钢板焊接而成,翻倒机构由翻倒绕轴、翻倒液压缸组成,装于矮机架一侧;支撑推料机构主要由支承辊、滑辊滑道、升降油缸及升降杆组成,通过螺钉装于固定机架上;卸料平衡机构由丝杆、螺母和平衡梁组成,装于上辊伸出端一侧,底部定位在底座上;动力机构的主电机、主减速器及液压系统均放置在底座上;副电机系统主要由电机、减速器和联轴器组成,其特征在于:机架分高机架和矮机架,机架中部加工有横梁升降滑道及下辊轴承座平移滑道;上辊及轴承座安装于横梁上,上辊轴承座可以通过左右旋丝杆调节跨距,横梁装于机架升降滑道处,上端与升降液压缸相连;下辊及轴承安装于下辊轴承座上,下辊轴承座装于高、矮机架的水平滑道内,端部与水平液压缸相连,机架连同所述油缸、上下辊通过紧固螺栓安装于整体焊接底座上。