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帶材成形孔型設計(roll counter design of strip roll forming)

確定帶材在輥式成形機上的成形方法,并逐架設定其橫向變形及相應的孔型形狀(見輥式成形),以求最終獲得規(guī)定形狀和尺寸的管筒。

孔型設計的基本內(nèi)容和要求基本內(nèi)容是:確定變形區(qū)長度;選擇最佳成形方法;合理分配各架的變形量及孔型形狀和尺寸。應滿足的要求是:(1)帶材邊緣與中心的延伸差最小,防止產(chǎn)生波紋或鼓包;(2)帶材在孔型中成形穩(wěn)定;(3)孔型磨損小而均勻;(4)能量消耗?。?5)焊管的形狀尺寸、表面質量符合標準要求;(6)軋輥加工方便。

孔型設計的方法 常見的有以下3種:邊緣彎曲法、圓周彎曲法和綜合彎曲法。

(1)邊緣彎曲法(圖a)。變形從帶材邊部開始,逐漸向中心彎曲,最終進入上輥槽底帶有導向環(huán)的閉口孔型,漸成管筒.成型過程中彎曲恒定.

 

 常用的管坯彎曲變形法 

邊緣彎曲法的特點是:(1)成形過程中管坯運行穩(wěn)定。管坯邊緣與中心的延伸差小,成形質量好;軋輥分片組成,換輥方便,加工容易,中間平輥部分可共用;(4)第一架就開始側邊彎曲變形,管坯咬入困難.

邊緣彎曲法孔型設計適用于直徑大于200mm及低塑性高強度鋼管的成形。對薄壁管能有效地防止在焊縫附近產(chǎn)生波紋,對厚壁管可以減少邊緣回彈,焊接質量高.

圓周彎曲法(圖b)。在每架成形機上管坯全寬同時以不同的曲率半徑進行彎曲變形。曲率半徑按變形均勻分配配原則逐架遞減。管坯邊緣與曲率半徑中心連線的夾角叫中心角。中心角小于180。時上下全寬接觸變形。中心角大于180和小于270時,上輥與管坯中段,下輥與管坯全寬接觸變形.中心角大于270.后,管坯進入上輥帶導向環(huán)的閉口孔型,漸成管筒.

彎曲法的特點是:(1)變形均勻;(2)孔型有一定的共用性,同一孔型可生產(chǎn)幾種規(guī)格的管材;(3)軋輥孔型加工簡單;(4)成形過程中管坯邊緣與中部的延伸差稍大于邊緣彎曲法,生產(chǎn)薄壁管時焊縫區(qū)易產(chǎn)生波紋;(5)生產(chǎn)厚壁管時因邊緣部變形不足焊縫處易成桃樹型;(6)成形不穩(wěn),帶材易跑偏、扭丟,但如采用立輥導向軋邊基本可以克服。

綜合彎曲法(圖c)。又稱雙半徑孔型設計法。先以擠壓孔型的半徑(r)為半徑,將管坯邊緣彎曲到一定變形角,在以后的成形過程中此r值不變;然后對管坯的中間部分按圓周變形法繼續(xù)彎曲成形,直至形成圓筒。此法吸收了邊緣變形法與圓周變形法的優(yōu)點,主要特點是:(1)變形較均勻;(2)成型過程中管坯運行穩(wěn)定;(3)邊緣相對中心的延伸差小,成型質量較好;(4)成形輥的共用性差,軋輥孔型加工較復雜.

成形底線: (1)管坯生產(chǎn)過程中,延縱軸逐漸上升;(2)水平法,成形過程中底線保水持平;(3)下山法,成形過程中底線逐漸下降:或開口孔形部分底線下降,而閉口孔型部分底線保持水平;(4)邊緣水平法,管坯的邊緣線在成形過程中保持水平。實際上是成形底線更陡的下山法。

成形底線的形式對管坯成形時的縱向變形有顯著影響.以下山法成形時管坯邊緣與中心部分的延伸差最小,成形質量最好。所以雙半徑孔型設計和下山法成形底線的設計原則,被視為是帶材輥式連續(xù)成形的主要發(fā)展方向。

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