CN103357723B - 滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法和装置，该方法包括：将所述滚压成形件（10）放置在用于构成标准胎具的形状的工装（20）上；对所述滚压成形件（10）的弧度超差变形的圆弧段（11）进行感应加热，直至所述圆弧段（11）发生的塑性变形使得所述滚压成形件（10）能够与所述工装（20）充分接触，以形成与所述标准胎具相符的形状。使用感应加热可以方便地使弧度超差变形的圆弧段发生塑性变形，通过使滚压成形件与工装充分接触，即形成与标准胎具相符的形状，可以合理地控制所述塑性变形程度，避免感应加热导致塑性变形过大或不足，从而获得良好的矫正效果。

Description

滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法和装置

技术领域

本发明涉及滚压成形件的矫正，具体地，涉及一种滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法和装置。

背景技术

挖掘机动臂是典型的变截面、弓形箱体结构件，主要由上盖板、下盖板，前侧板、后侧板等组焊而成。其结构复杂、轮廓尺寸大，是挖掘机施工装置中的关键支撑部件和主要的受力构件。因此，动臂焊接质量的优劣和制造精度直接影响到挖掘机机械性能的可靠性、疲劳寿命以及整机性能的发挥。

动臂的组焊在专用工装上完成，上盖板、下盖板均为滚压成形件，以获得具有圆弧段的形状。在拼装过程中，如果上盖板/下盖板的圆弧段具有弧度超差时，将导致盖板和侧板的装配间隙过大，难以实施焊接固定。虽然可通过强制装配完成焊接，但是这也增大了盖板的回弹应力，极易导致该处焊缝裂纹的出现。在研究焊接变形过程中发现，强制拼装导致的回弹应力过大，最大可占到残余总应力的25％以上。因此，通过矫正，对上盖板/下盖板的弧度变形超差进行控制显得尤为重要。

板状件在滚压成形过程中，均采取多道次滚压成形，其滚压成形弧度超差变形无法避免。目前采取的矫形方法有：火焰法、机械压力法等。机械压力法简单，但对工件有一定的尺寸限制；火焰法对工件进行局部加热矫正的方法比较常用，但对操作者的技能及经验要求高。而且上述方法都难以达到理想的矫正效果，即，矫正可能过多或不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，该方法便于实施且效果理想。

为了实现上述目的，本发明提供一种滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，该方法包括：将所述滚压成形件放置在用于构成标准胎具的形状的工装上；对所述滚压成形件的弧度超差变形的圆弧段进行感应加热，直至所述圆弧段发生的塑性变形使得所述滚压成形件能够与所述工装充分接触，以形成与所述标准胎具相符的形状。

本发明还提供一种滚压成形件的弧度超差变形的矫正装置，其中，该矫正装置包括用于构成标准胎具的形状的工装和用于对所述滚压成形件的弧度超差变形的圆弧段进行感应加热的感应加热器。

通过上述技术方案，使用感应加热可以方便地使弧度超差变形的圆弧段发生塑性变形，通过使滚压成形件与工装充分接触，即形成与标准胎具相符的形状，可以合理地控制所述塑性变形程度，避免感应加热导致塑性变形过大或不足，从而获得良好的矫正效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是说明使用本发明的矫正方法的一种实施方式对滚压成形件进行矫正的示意图；

图2是说明使用本发明的矫正方法的另一种实施方式对滚压成形件进行矫正的示意图；

图3是说明使用本发明的矫正方法的另一种实施方式对滚压成形件进行矫正的示意图。

附图标记说明

10 滚压成形件    11 圆弧段

20 工装    21底板     22 立板     23 第一端板    24 第二端板

30 弧形感应加热器

41 第一压载重物  42 第二压载重物

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

另外，本文中，标准胎具指滚压成形件的标准形状，即设计形状。由于采用板状件进行滚压成形，因而可以忽略厚度尺寸，标准胎具可以近似为曲线形状。

根据本发明的一个方面，提供一种滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，该方法包括：将所述滚压成形件10放置在用于构成标准胎具的工装20上；对所述滚压成形件10的弧度超差变形的圆弧段11进行感应加热，直至所述圆弧段11发生的塑性变形使得所述滚压成形件10能够与所述工装20充分接触，以形成与所述标准胎具相符的形状。

本发明中，使用感应加热可以方便地使弧度超差变形的圆弧段11发生塑性变形并消除部分残余应力。通过上述塑性变形，可以使滚压成形件10与工装20充分接触，即形成与标准胎具相符的形状，从而能够合理地控制所述塑性变形程度，避免感应加热导致塑性变形过大或不足。因此，本发明的方法不仅便于实施，而且能够获得良好的矫正效果。

其中，工装20可以采用各种适当的结构，以构成标准胎具的形状。例如，可以使所述工装20经过所述标准胎具的轮廓的多个位置来构成所述标准胎具的形状。例如，可以使工装20经过标准胎具的内侧轮廓的多个位置，假想的连接该多个位置的连线即为标准胎具的内侧轮廓线。

另外，本发明中，可以使用各种适当的感应加热器来实施感应加热。优选地，可以使用弧形感应加热器30对所述圆弧段11进行感应加热，所述弧形感应加热器30的弧度与所述圆弧段11的设计弧度相同，从而能够对圆弧段11均匀加热。

根据滚压成形件的不同材质，可以选择适当的感应加热温度和频率。例如，感应加热的温度可以为550-600℃，感应频率可以为15-35KHz。加热过程中，可以利用红外测温仪监测加热温度。

另外，可以根据圆弧段11的弧度超差而选择适当的位置实施加热，以获得更好的矫正效果。优选地，当所述圆弧段11的弧度大于所述设计弧度时（即滚压成形弧度过大），在所述圆弧段11的内弧面一侧进行感应加热，如图1和图3所示；当所述圆弧段11的弧度小于所述设计弧度时（即滚压成形弧度过小），在所述圆弧段11的外弧面一侧进行感应加热，如图2所示。

此外，如图1至图3所示，可以将所述滚压成形件10依靠自重支撑在所述工装20上，所述方法还包括在所述圆弧段11发生塑性变形时通过压载重物将所述圆弧段11压在所述工装20上，以辅助圆弧段11的塑性变形。其中，压载重物的总重可以为0.2-1t。

本发明中，可以在开始感应加热的同时加载所述压载重物，或者可以在加热一段时间后再加载压载重物。

优选地，在感应加热结束后，可以使用所述压载重物继续压载所述圆弧段30-60分钟，从而在滚压成形件10基本冷却后再去掉压载重物，确保产生所需的塑性变形。

本发明中，可以使用压载重物在圆弧段11的范围内的各个位置实施压载。优选地，所述压载重物可以压载在所述圆弧段11的中间位置和/或压载在所述圆弧段11的两端。为此，可以在矫正之前，大致确定圆弧段11的中间位置和/或两端。对于挖掘机动臂的盖板（上盖板和下盖板）来说，圆弧段11的两端正好为圆弧段11与两侧直型部分的相切的位置。

优选地，所述压载重物具有磁性，从而能够吸附在滚压成形件10上，以确保能够保持在所需的压载位置上。

根据本发明的另一方面，提供一种滚压成形件的弧度超差变形的矫正装置，其中，该矫正装置包括用于构成标准胎具的形状的工装20和用于对所述滚压成形件10的弧度超差变形的圆弧段11进行感应加热的感应加热器。

其中，工装20可以采用各种适当的结构，以构成标准胎具的形状。例如，可以使所述工装20经过所述标准胎具的轮廓的多个位置来构成所述标准胎具的形状。例如，可以使工装20经过标准胎具的内侧轮廓的多个位置，假想的连接该多个位置的连线即为标准胎具的内侧轮廓线。

优选地，如图1至图3所示，所述工装20可以包括底板21、沿所述底板21的长度方向间隔设置在所述底板21上的多个立板22以及位于该多个立板22两侧的第一端板23和第二端板24，通过使多个立板22的顶部对应所述标准胎具的轮廓的多个位置并使所述第一端板23和第二端板24对应所述标准胎具的两端位置，以构成所述标准胎具的形状。具体地，图1至图3中，虚线所示即为标准胎具设置在工装20上时的状态，也表示矫正后的滚压成形件10。如图所示，第一端板23和第二端板24限定了标准胎具的两端的位置，标准胎具的内侧轮廓线经过多个立板22的顶部。

优选地，所述立板22、第一端板23和第二端板24的相对于所述底板21的长度方向的位置可调，并且/或者，所述立板22的顶部相对于所述底板21的高度可调，从而本发明的工装20能够适于不同型号的滚压成形件10而调整为构成适当的标准胎具的形状，以便适于不同型号的滚压成形件10的矫正。

本发明中，所述感应加热器优选为弧形感应加热器30，所述弧形感应加热器30的弧度与所述圆弧段11的设计弧度相同，从而能够对圆弧段11均匀加热。所述矫正装置还可以包括用于监测加热温度的设备，例如红外测温仪。

另外，如上所述，可以将所述滚压成形件10依靠自重支撑在所述工装20上。因此，优选地，所述矫正装置包括用于将所述圆弧段11压在所述工装20上的压载重物。其中，压载重物的总重可以为0.2-1t。

本发明中，可以使用压载重物在圆弧段11的范围内的各个位置实施压载。优选地，所述压载重物包括压载在所述圆弧段11的中间位置的第一压载重物41（如图1所示，其中第一压载重物41的重量可以为0.2-1t）和/或压载在所述圆弧段11的两端的两个第二压载重物42（如图2和图3所示，圆弧段11的两端分别压载两个第二压载重物，其中每个第二压载重物42的重量可以为0.1-0.5t）。可以理解的，也可以在圆弧段11的中间位置压载第一压载重物41并在圆弧段11的两端分别压载两个第二压载重物42，并使压载重物的总重为0.2-1t。

优选地，所述压载重物可以具有磁性，从而通过吸附滚压成形件10而保持在所需的压载位置。

下面通过一个具体实施例来说明本发明的方法和装置。

滚压成形件10为挖掘机动臂的下盖板，材质为Q345B钢板，标准胎具的圆弧段的弦长为5191mm（公差为±2mm），弯曲半径为1500mm，弯曲弧度为0.22π。通过滚压成形实际获得的滚压成形件10的圆弧段11的弦长为5198mm，弯曲弧度为0.24π，属于滚压成形弧度过大。将滚压成形件10放置在工装20上，将呈现如图1或图3所示的状态。另外，由于滚压成形弧度过大，优选在内弧面一侧对圆弧段11实施感应加热。以图1所示的实施方式实施矫正，感应加热的温度可以为580℃，感应频率可以为25KHz，当圆弧段11产生塑性变形，使得滚压成形件10从实线状态变为虚线状态时，停止感应加热，并在开始加热时在圆弧段11的中部设置第一压载重物41，重量为0.5t。停止加热后，使用第一压载重物41压载45分钟并撤去第一压载重物41。待滚压成形件10冷却后，测量滚压成形件10的圆弧段11的弦长为5193mm，弦长在公差范围内，说明达到了预期的矫正效果。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (15)

1.一种滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，该方法包括：

将所述滚压成形件(10)放置在用于构成标准胎具的形状的工装(20)上；

对所述滚压成形件(10)的弧度超差变形的圆弧段(11)进行感应加热，直至所述圆弧段(11)发生的塑性变形使得所述滚压成形件(10)能够与所述工装(20)充分接触，以形成与所述标准胎具相符的形状；

当所述圆弧段(11)的弧度大于设计弧度时，在所述圆弧段(11)的内弧面一侧进行感应加热；当所述圆弧段(11)的弧度小于设计弧度时，在所述圆弧段(11)的外弧面一侧进行感应加热。

2.根据权利要求1所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，其特征在于，所述工装(20)通过经过所述标准胎具的轮廓的多个位置来构成所述标准胎具的形状。

3.根据权利要求1或2所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，其特征在于，使用弧形感应加热器(30)对所述圆弧段(11)进行感应加热，所述弧形感应加热器(30)的弧度与所述圆弧段(11)的设计弧度相同。

4.根据权利要求3所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，其特征在于，感应加热的温度为550-600℃，感应频率为15-35KHz。

5.根据权利要求3所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，其特征在于，将所述滚压成形件(10)依靠自重支撑在所述工装(20)上，所述方法还包括在所述圆弧段(11)发生塑性变形时通过压载重物将所述圆弧段(11)压在所述工装(20)上。

6.根据权利要求5所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，其特征在于，在感应加热结束后，使用所述压载重物继续压载所述圆弧段(11)30-60分钟。

7.根据权利要求5所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，其特征在于，所述压载重物压载在所述圆弧段(11)的中间位置和/或压载在所述圆弧段(11)的两端。

8.根据权利要求5所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正方法，其特征在于，所述压载重物具有磁性。

9.一种滚压成形件的弧度超差变形的矫正装置，其特征在于，该矫正装置包括用于构成标准胎具的形状的工装(20)和用于对所述滚压成形件(10)的弧度超差变形的圆弧段(11)进行感应加热的感应加热器；

当所述圆弧段(11)的弧度大于设计弧度时，所述感应加热器在所述圆弧段(11)的内弧面一侧进行感应加热；当所述圆弧段(11)的弧度小于设计弧度时，所述感应加热器在所述圆弧段(11)的外弧面一侧进行感应加热。

10.根据权利要求9所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正装置，其特征在于，所述工装(20)包括底板(21)、沿所述底板(21)的长度方向间隔设置在所述底板(21)上的多个立板(22)以及位于该多个立板(22)两侧的第一端板(23)和第二端板(24)，通过使多个立板(22)的顶部对应所述标准胎具的轮廓的多个位置并使所述第一端板(23)和第二端板(24)对应所述标准胎具的两端位置，以构成所述标准胎具的形状。

11.根据权利要求10所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正装置，其特征在于，所述立板(22)、第一端板(23)和第二端板(24)的相对于所述底板(21)的长度方向的位置可调，并且/或者，所述立板(22)的顶部相对于所述底板(21)的高度可调。

12.根据权利要求9-11中任意一项所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正装置，其特征在于，所述感应加热器为弧形感应加热器(30)，所述弧形感应加热器(30)的弧度与所述圆弧段(11)的设计弧度相同。

13.根据权利要求12所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正装置，其特征在于，所述矫正装置包括用于将所述圆弧段(11)压在所述工装(20)上的压载重物。

14.根据权利要求13所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正装置，其特征在于，所述压载重物包括压载在所述圆弧段(11)的中间位置的第一压载重物(41)和/或压载在所述圆弧段(11)的两端的两个第二压载重物(42)，所述压载重物的总重量为0.2-1t。

15.根据权利要求13所述的滚压成形件的弧度超差变形的矫正装置，其特征在于，所述压载重物具有磁性。