CN101564741A - 一种冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明的冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法，属于冷弯成型技术领域。该方法包括如下步骤：A.通过冷弯成型机在带钢的圆弧角两侧经过反弯形成包括三段圆弧弯曲的W形带钢，即在圆弧角处形成预留金属量；B.通过冷弯成型机将W形带钢边缘进行弯弧处理，直至冷弯成型完毕；C.用上下左右四辊同时挤压经过步骤B冷弯成型后的冷弯型钢，直至形成具有外圆尖角的冷弯型钢。该冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法具有工艺简单、成型速度快、效率高、成本低和应用范围广等特点。

Description

一种冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法

技术领域

本发明涉及冷弯成型技术领域，尤其涉及一种冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法。

背景技术

冷弯型钢(cold rolled section steel)指用钢板或带钢在室温状态下弯曲成的各种断面形状的成品型材。冷弯型钢是一种用途极广的经济型断面型材，其断面结构合理、品种规格繁多、几何尺寸精确，体现了现代社会对材料轻型化、合理化、功能化的使用要求。

冷弯型钢是制作轻型钢结构的主要材料。它具有热轧所不能生产的各种薄壁、形状合理而复杂的截面。鉴于冷弯型钢的诸多优势，目前，冷弯型钢的市场需求日益增多，应用领域不断扩大。但是在冷弯型钢的研发与生产领域，我国与国外相比还存在一定的差距，尤其在高精度外圆尖角、高强度难成型冷弯型钢的开发加工方面尤为突出。

如图1所示，在通常情况下，冷弯型钢的外圆角成圆弧状。由于带钢在弯曲成型过程中圆角部位通常会减薄，因此，即使其内圆弧半径为零，外圆弧半径也会大于带钢的板厚。而且外圆角的冷弯型钢也不适合于对于冷弯型钢的外角有尖角要求的工作场合。

要想获得具有外圆尖角的的冷弯型钢，需要采用复杂的工艺。如专利权人为武汉钢铁公司汉口轧钢厂、申请号为93104319.0、名称为“一种制造尖角方形管的方法”的发明专利公开了采用先冷弯成型、后高频焊接的方法，将钢板焊接成一个角为尖角的方形管。再如，专利权人为王锡权、申请号为03111083.5、名称为“具有一个尖角的矩形钢管的制造方法”的发明专利公开了同样采用先冷弯成型，后高频焊接的方法，将钢板两端对接后焊接成一个角为尖角的矩形钢管。两个发明专利的技术方案指出了不同的具有外圆尖角的的冷弯型钢的成型方法，但是在尖角处都是通过焊接来实现的，这种尖角是利用钢板两端对接后形成的，其形状和尺寸精度受带钢边缘质量及焊缝质量的影响较大，而且只适用于厚度较大的金属带钢。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种完全通过冷弯成型工艺实现冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法，包括如下步骤：

A、通过冷弯成型机在带钢的圆弧角两侧经过反弯形成包括三段圆弧弯曲的W形带钢，即在圆弧角处形成预留金属量。所谓的三段圆弧弯曲的W形带钢指的是在欲形成带钢两个圆弧角的部位分别加工成向内凹陷的两个圆弧状，并且在两个圆弧状中间形成一个向外凹陷的相对平缓的中间圆弧，从而，两个向内凹陷的圆弧和向外凹陷的平缓中间圆弧构成近似W形的三段圆弧弯曲。平缓中间圆弧也可以为直线段。该W形的三段圆弧弯曲位于被加工带钢的中部附近。由于带钢两个圆弧角部位的两个向内凹陷的圆弧使得冷弯型钢的圆弧角处形成预留金属量，该预留金属量恰好填补了通常冷弯型钢的外圆角部分在圆弧状时缺少的金属量(参见附图1所示)。

B、通过冷弯成型机将W形带钢边缘进行弯弧处理，直至冷弯成型完毕。将带钢边缘进行弯弧处理指的是通过冷弯成型机将带钢的边缘向上弯曲，并根据需要形成与水平线一定的角度。直至冷弯成型完毕指的是按照预先设定好的截面形状将带钢边缘向上弯曲到指定的角度。

C、用上下左右四辊同时挤压经过步骤B冷弯成型完的冷弯型钢，直至形成具有外圆尖角的冷弯型钢。

在步骤A之前还包括根据体积不变的原则确定预留金属量的步骤，所述的体积不变的原则指的是加工成最终成品的冷弯型钢与为了确定预留金属量中间过程中的半成品冷弯型钢体积一致。

在步骤A之前还包括确定冷弯型钢成型最终截面所需要的带钢宽度步骤。

步骤B包括如下步骤：

B1、通过冷弯成型机将带钢边缘对称向上弯曲，形成变形角度为45度的变形带钢；

B2、通过冷弯成型机将带钢边缘对称向上弯曲，形成变形角度为90度的变形带钢。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过采用三段圆弧弯曲的外尖角补偿成型方法，可以在室温的情况下仅通过冷弯成型的工艺加工出冷弯型钢外圆尖角，而且外圆尖角的弧度半径小于0.2mm，基本上接近尖角，满足了各种对外圆尖角冷弯型钢的要求。而且，该方法还具有工艺简单、成本低、成型速度快、效率高等优点。

附图说明

图1为通常冷弯型钢的外圆角示意图；

图2为本发明方法的方框流程示意图；

图3为通过本发明方法成型的冷弯型钢外圆尖角示意图；

图4为将冷弯型钢最终截面分解成五个实体示意图；

图5为置于普通冷弯成型机上带钢平整状态示意图；

图6为带钢被冷弯成型三段圆弧状态示意图；

图7为带钢边缘对称向上变形角度为45度的状态示意图；

图8为带钢边缘对称向上变形角度为90度的状态示意图；

图9为最终冷弯型钢截面示意图；

图10为将带钢置于普通冷弯成型机上进行平整加工示意图；

图11为用冷弯成型机将带钢的圆弧角两侧加工成三段圆弧状示意图；

图12为用冷弯成型机将带钢边缘对称加工向上变形角度为45度状态示意图；

图13为用冷弯成型机将带钢边缘对称加工向上变形角度为90度状态示意图；

图14为用冷弯成型机四辊同时挤压加工外圆尖角的冷弯型钢示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述的一种冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法进行详细说明：

图2为本发明方法的方框流程图。

步骤1，计算冷弯型钢成型最终截面所需要的带钢宽度。参见图4所示，将冷弯型钢最终截面分成五个实体1、2、3、4和5，实体2和4位于冷弯型钢外圆尖角处，实体1、3和5被实体2和4隔开。其中实体1、3和5为直线实体，直线实体的总宽度L直为实体1、3和5的直线长度之和。即

L直＝L1+L3+L5；

实体2和4为尖角实体，尖角实体的总宽度L尖需要根据体积不变的原则进行计算，所述的体积不变的原则指的是加工成最终成品的冷弯型钢与为了确定预留金属量中间过程中的半成品冷弯型钢体积一致。假定带钢板厚度为T，即

L尖＝L2+L4，其中，L2＝L4＝T；

因此，计算得出总的带钢宽度为

L＝L直+L尖＝L1+L3+L5+L2+L4＝L1+L3+L5+2T，其中，Ln(n为1、2、3、4和5)为各实体的直线长度，T为带钢板厚度。

步骤2，根据体积不变的原则计算和确定预留金属量的多少，参见图1和图3所示。

步骤3，如图5和图10所示，将按照步骤1计算好的带钢总宽度的带钢置于普通冷弯成型机上进行平整处理，以为进入下一步骤做准备。

步骤4，如图2、图6和图11所示，通过冷弯成型机在带钢的圆弧角两侧经过反弯形成近似W形的三段圆弧弯曲，即在圆弧角处形成根据步骤2计算得出的预留金属量。所谓的近似W形的三段圆弧弯曲指的是在欲形成带钢两个圆弧角的部位分别加工成向内凹陷的两个圆弧状，并且在两个圆弧状中间形成一个向外凹陷的相对平缓的中间圆弧，从而，两个向内凹陷的圆弧和向外凹陷的平缓中间圆弧构成近似W形的三段圆弧弯曲。平缓中间圆弧也可以为直线段。该近似W形的三段圆弧弯曲位于被加工带钢的中部附近。由于带钢两个圆弧角部位的两个向内凹陷的圆弧使得冷弯型钢的圆弧角处形成预留金属量，该预留金属量恰好填补了通常冷弯型钢的外圆角部分在圆弧状时缺少的金属量(参见附图1所示)。

步骤5，如图2、图7和图12所示，通过冷弯成型机将带钢边缘对称向上弯曲，形成变形角度为45度的变形带钢。即经过步骤5后将带钢的两个边缘加工成向上且与水平方向成45度角的形状。所谓的对称向上弯曲指的是带钢两边缘都向上弯曲，该弯曲可以是同时进行的，即经过一次挤压同时实现的；也可以根据具体情况分别进行弯曲，即先弯曲一个边缘，然后再弯曲另一个边缘。

步骤6，如图2、图8和图13所示，通过冷弯成型机将带钢边缘对称向上弯曲，形成变形角度为90度的变形带钢。即经过步骤6后将带钢的两个边缘加工成向上且与水平方向成90度角的形状。所谓的对称向上弯曲指的是带钢两边缘都向上弯曲，该弯曲可以是同时进行的，即经过一次挤压同时实现的；也可以根据具体情况分别进行弯曲，即先弯曲一个边缘，然后再弯曲另一个边缘。

步骤5或者步骤6也可以由其他方案替代，如进行多于两道次工序或者改变变形角度。

步骤7，如图2、图9和图14所示，用上下左右四辊同时挤压经过上述步骤冷弯成型完的冷弯型钢，直至形成具有外圆尖角的冷弯型钢。所谓的上下左右四辊同时挤压指的是根据最终冷弯型钢的截面形状配置垂直和水平方向四个相应的轧辊，并且四个轧辊同时向中心挤压，完成加工过程。所谓的经过上述步骤冷弯成型后的冷弯型钢指的是经过步骤1至步骤6加工后的冷弯型钢。所谓的直至形成具有外圆尖角的冷弯型钢指的是将带钢加工成预先设计好的最终截面形状，而且外圆尖角的弧度半径小于0.2mm。

如图3所示，通过采用上述三段圆弧弯曲的外尖角补偿成型方法加工的冷弯型钢外圆尖角，是在室温的情况下仅通过冷弯成型的工艺加工出冷弯型钢外圆尖角，而且外圆尖角的弧度半径小于0.2mm，基本上接近尖角，满足了各种对外圆尖角冷弯型钢的要求。而且，该方法还具有工艺简单、成本低、成型速度快、效率高等优点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1、一种冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、通过冷弯成型机在带钢的圆弧角两侧经过反弯形成包括三段圆弧弯曲的W形带钢，即在圆弧角处形成预留金属量；

B、通过冷弯成型机将W形带钢边缘进行弯弧处理，直至冷弯成型完毕；

C、用上下左右四辊同时挤压经过步骤B冷弯成型后的冷弯型钢，直至形成具有外圆尖角的冷弯型钢。

2、根据权利要求1所述的冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法，其特征在于，在步骤A之前还包括根据体积不变的原则确定预留金属量。

3、根据权利要求1所述的冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法，其特征在于，在步骤A之前还包括根据体积不变的原则确定带钢宽度。

4、根据权利要求1、2或3所述的冷弯型钢外圆尖角的冷弯成型方法，其特征在于，步骤B包括如下步骤：

B1、通过冷弯成型机将带钢边缘对称向上弯曲，形成变形角度为45度的变形带钢；

B2、通过冷弯成型机将带钢边缘对称向上弯曲，形成变形角度为90度的变形带钢。

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