CN103934639B - 一种薄壁冷弯成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种薄壁冷弯成型工艺，解决了1.5～3mm薄壁钢板冷弯成型为大直径圆管时出现的弯曲、划伤及加工精度低等问题，包括原材料纵剪、机组上料、机组成型、高频焊接、矫直、锯切几大步骤，在原材料纵剪工艺的卷曲工序中，对卷曲部分进行改造，在分离器轴上增加分离器工艺套；钢带通过开卷机、矫平机、辊道、切断焊接机、双递送机、升降辊道、成型机等设备共同完成机组上料；通过定径机来完成矫直工作，不需要加配矫直机。通过本发明将1.5～3mm钢板冷弯成型为直径120～140mm的圆管，其加工精度达到直径公差±0.5mm、弯曲度千分之1、原材料宽度公差±0.3mm，在加工过程中不会造成冷弯型钢表面划伤和凹痕。

Description

一种薄壁冷弯成型工艺

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种薄壁冷弯成型工艺。

背景技术

冷弯成型是通过顺序配置的多道次成型轧辊，把卷材、带材等金属板带不断地进行横向弯曲，以制成特定断面的型材。冷弯成型是一种节材、节能、高效的金属板料成型新工艺、新技术。利用这一工艺，不但可以生产出高质量的型钢产品，而且能够缩短产品开发的周期、提高生产效率，从而提高企业的市场竞争力。

然而，利用现有冷弯成型工艺将1.5～3mm薄壁钢板冷弯成型为大直径圆管时存在以下缺陷：

1.正常的剪切在卷曲部分容易出现翻边、镰刀弯、划伤等问题。

2.传统的上料方式是将剪切后的钢板(卷板)挂在开卷机上，通过油压系统使得开卷机顺时针转动，将原料送入料笼(存储原料)中，正常情况下容易产生两个问题：一个是剪切后的原料在边缘部分有轻微的变形，在以后的生产焊接过程中容易产生“尖桃”型焊口，此缺陷必须通过8辊矫直来解决；另一个是在料笼中的原材料，通过摩擦，产生了划伤，而且容易打摺，此缺陷无法解决。

3.传统的圆管生产锯切后要通过8辊矫直机进行矫直，使得该产品的椭圆度达到要求，但是经过矫直的过程就将产生划伤。

发明内容

本发明的目的在于解决1.5～3mm薄壁钢板冷弯成型为大直径圆管时出现的弯曲、划伤及加工精度低等问题，将2mm钢板通过原材料纵剪——机组上料——机组成型——高频焊接——矫直——锯切的加工工序，冷弯成型为直径120～140mm的圆管，其加工精度达到直径公差±0.5mm、弯曲度千分之1、原材料宽度公差±0.3mm，而且在加工过程中不会造成冷弯型钢表面划伤和凹痕。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

提供一种薄壁冷弯成型工艺，包括原材料纵剪、机组上料、机组成型、高频焊接、矫直和锯切工序，具体步骤如下：

步骤一，原材料纵剪，其包括以下工序：

压带工序，含分离：根据所生产钢带的规格选择分离器垫和圆剪，将分离器垫安装在分离器轴上，夹紧辊将原料板送往卷取机，在这个过程中圆剪将原料板剪开；

卷边工序：原料板头部的边先不卷，待原料板能达到卷取机时，使用剪板机将原料板头部边剪去，然后把料边插进芯槽，将分离器压在钢带上，再示意开机；

卷曲工序：把每条钢带全部插入轴槽内，操作台开机，卷曲结束后，焊头时，要在钢带头部、中间部位焊接，焊缝长度不得超过10毫米，分三点均匀焊接，焊头结束后将分离器升起；

步骤二，机组上料；

步骤三，机组成型：根据生产钢管的规格，预先计算各架辊缝值；各架轧辊各架次都要达到变型的要求，在焊管成型有问题时，先按变形图每架依次检查变形情况，各架水平辊上下轴线保持平行；钢带进入机组后，注意观察钢带中心线是否与各架水平辊工作弧的中心线重合，如果不重合，要进行调整，使公差不超过1.5毫米；引钢带进入机组时低速运行，成型后，钢管沿圆周方向，曲率半径基本相同；管缝进入导向辊后，要对正挤压辊缝；

步骤四，高频焊接，其包括以下工序：

成型机开机前检查各部件是否正常，开机时，先起动成型机后再起动高频焊接机，停止时先停高频焊接机后停成型机；

焊接：根据焊接时掉落毛刺的颜色、状态判断焊速是否合适，焊速合理时，掉落毛刺呈紫红色，毛刺不开裂，管缝有一定程度的内筋，管缝呈法蓝色，管缝两边加热均匀，表面无细缝、无跳焊、划伤，压痕不超过壁厚，负偏差，焊缝烧伤不可超过壁厚偏差；

去掉外毛刺：成型机运转后再落毛刺刀，结束时先抬毛刺刀，毛刺去掉后不能超出外径的正负偏差，冷却水套里流出的水温度不能高于原来水温20度；

冷却：焊接好的钢管通过冷却槽冷却；

步骤五，矫直，其包括以下工序：

定径：以前两架减径量大，后架次减径量小为原则，定径最后一架控制钢管的公差，各个孔型要对正，偏离轧制中心线的允许偏差为负1.5毫米；

矫直，当钢管从机组出去后，挠度每米小于1.5mm；

工艺检查：目测表面质量，用长板尺测量外径的尺寸是否满足公差要求；

步骤六，锯切：在钢管进入锯切机23前，开动锯切机23，在开动锯切机23前先检查锯片、回锯系统是否正常；机组停机超过10分钟时，要停止飞锯电机转动。

在步骤一原材料纵剪工艺中的卷曲工序中，在所述分离器轴上增加分离器工艺套。

针对产品的要求，我们对卷曲部分进行了改造，在分离器轴上增加了分离器工艺套，使得划伤得以杜绝，镰刀弯控制在5mm以内(标准规定为10mm)，翻边现象明显好转。

作为本发明提供的一种薄壁冷弯成型工艺的进一步改进方案，步骤二机组上料工艺中，钢带通过开卷机、矫平机、辊道、切断焊接机、双递送机、升降辊道、成型机等设备共同完成上料步骤。

所述步骤二机组上料工艺具体包括以下工序：

根据钢带的翻边情况，选择钢带在开卷机上的悬挂方式，以在成型时使翻边内翻；

钢带经开卷机、1号矫平机、1号辊道、切断焊接机、2号辊道、双递送机、2号矫平机、升降辊道进入成型机中；

在送料开始时，升降辊道处于升起状态，钢带通过2号矫平机进入成型机时升降辊道用于托举钢带，当钢带进入成型机并且可以被成型机拖动后，升降辊道降下来，先以2号矫平机为主要动力拖拽出一段钢带，使钢带在2号矫平机和成型机之间形成自然下垂状态，同时钢带不触碰升降辊道；

在送料时通过成型机为主要动力拖动钢带，当2号矫平机和成型机之间的钢带减少到工艺规定长度时，2号矫平机自动启动辅助拖动钢带，当2号矫平机和成型机之间的钢带增加预定长度时，2号矫平机停止拖动操作，从而保证2号矫平机和成型机之间的钢带长度，达到被动入料的目的。

在本上料工序中没有料笼储料工序，使得钢带在传送的过程中无划伤和打摺的现象。

作为本发明提供的一种薄壁冷弯成型工艺的进一步改进方案，在步骤五矫直工艺中，将所述定径机最后端的2个定径器作为矫直器，通过两个矫直器与前端的定径辊成三点受力来完成钢管的矫直，每个矫直器分别由4个矫直辊和1个矫直辊固定架组成；工作时，矫直辊夹紧钢管，矫直辊相对管缝的角度为45度，根据现场实际情况，通过调整矫直器(22)的位置完成钢管矫直。

本发明矫直通过定径机完成，不需要加配矫直机。在保证了产品的精度同时，起到了矫直的作用，杜绝了划伤。同时也节省了人力物力。

本发明加工后的圆管标准如下：

直径公差±0.5mm(国标为±1.4mm)；弯曲度为千分之1(国标为千分之3)；原材料宽度公差±0.3mm(国标为±0.85mm)。

本发明在提高冷弯型钢加工精度的同时，还不会造成产品表面划伤。

本发明目前已应用在约翰迪尔联合收割机割台上，替代进口的φ140×2mm无缝钢管，作为割台限深器使用。

附图说明

图1为总体工艺流程图；

图2为薄壁冷弯成型工艺中纵剪工艺示意图；

图3为薄壁冷弯成型工艺所使用的分离器结构示意图；

图4为薄壁冷弯成型工艺中钢带(卷板)在开卷机上的悬挂方式示意图；

图5为薄壁冷弯成型工艺中原材料纵剪、机组上料及机组成型工艺过程示意图；

图6为薄壁冷弯成型工艺中矫直及锯切工艺过程示意图；

图7为薄壁冷弯成型工艺所使用的定径机后端矫直器示意图；

图8为薄壁冷弯成型工艺中焊接工艺示意图；

图中：1.原料板，2.夹紧辊，3.圆剪，4.剪板机，5.分离器，6.钢带，7.分离器工艺套，8.分离器轴，9.开卷机，10.1号矫平机，11.1号辊道，12.切断焊接机，13.2号辊道，14.双递送机，15.2号矫平机，16.升降辊道；17.成型机，18.高频焊接机，19.钢管，20.冷却槽，21.定径机，22.矫直器，23.锯切机，24.矫直辊，25.管缝；26.矫直辊固定架；27.挤压辊；28.感应线圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做详细介绍。

参阅图1，本发明的工艺过程如下：

原材料纵剪——机组上料——机组成型——高频焊接——矫直——锯切

(一)原材料纵剪工艺，参阅图2、图3及图5：

准备原料，按产品规格、品种及钢带6质量选择原料板1。在选择原料板1后，可根据纵剪带、冷带钢的标准做具体检查，将合格的原料板1运送到生产工段，在运原料板1过程中要注意不可将钢带6碰伤、划伤。

1、压带工序(含分离)：根据所生产钢带6的规格选择分离器垫和圆剪3，将分离器垫安装在分离器轴8上，将圆剪3安装、调整到合适位置；通过夹紧辊2将原料板1点动送往卷取机，在这个过程中圆剪3将原料板1剪开。

2、卷边工序：原料板1头部的边先不卷，待原料板1能达到卷取机时，使用剪板机4将原料板1头部边剪去，然后把料边插进芯槽，将分离器5压在钢带6上，再示意开机。

3、卷曲工序：把每条钢带6全部插入轴槽内，摆放均匀后，再示意操作台开机。卷曲结束后，焊头时，要在钢带6(卷板)头部、中间部位焊接，焊缝长度不得超过10毫米，分三点均匀焊接，不得焊漏。焊头结束后将分离器5升起。经过检查人员贴合格证后方可入库。针对该产品的要求，我们对卷曲部分进行了改造，在分离器轴8上增加了分离器工艺套7，使得划伤得以杜绝，镰刀弯控制在5mm以内(标准规定为10mm)，翻边现象明显好转。

(二)机组上料工艺，参阅图4及图5：

钢带(卷板)6通过开卷机9、矫平机、辊道、切断焊接机12、双递送机14、可升降辊道16、成型机17等设备共同完成上料工序。

1、根据钢带6的翻边情况，选择钢带(卷板)6在开卷机9上的悬挂方式(参阅图4 )，从而在成型时使翻边内翻；

2、钢带(卷板)6经开卷机9、1号矫平机10、1号辊道11、切断焊接机12、2号辊道13、双递送机14、2号矫平机15、升降辊道16进入成型机17中；

3、在送料开始时，升降辊道16处于升起状态，钢带6通过2号矫平机15进入成型机17时升降辊道16起到托举钢带6的作用，当钢带6进入成型机17，并且可以被成型机17拖动后，升降辊道16降下来，先以2号矫平机15为主要动力拖拽出一段钢带6，使钢带6在2号矫平机15和成型机17之间形成自然下垂状态，同时钢带6不触碰升降辊道16；在送料时通过成型机17为主要动力拖动钢带6，当2号矫平机15和成型机17之间的钢带6减少到工艺规定长度时，2号矫平机15自动启动辅助拖动钢带6，当2号矫平机15和成型机17之间的钢带6增加到一定程度时，2号矫平机15自动停止拖动操作，从而保证2号矫平机15和成型机17之间的钢带6长度，达到被动入料的目的。在本上料工序中没有料笼储料工序，使得钢带6在传送的过程中无划伤和打摺的现象。

(三)机组成型工艺，参阅图5：

1、根据生产钢管19的规格，预先计算各架辊缝值；

2、各架轧辊都要充分发挥作用，各架次都要达到变型的要求，在焊管成型有问题时，先按变形图挨架检查变形情况。各架水平辊上下轴线要保持平行。

3、钢带6进入机组后，要注意观察钢带6中心线是否与各架水平辊工作弧的中心线重合，如果不重合，要进行调整，使公差不超过1.5毫米。

4、引钢带6进入机组时必须低速运行，进入焊接前要达到成型的技术要求。成型后，钢管19沿圆周方向，曲率半径基本相同。

5、成型过程中，保证钢带6表面不被划伤。在封闭孔型中管缝25偏转角度不允许超过5—15度。管缝25进入导向辊后，要对正挤压辊27缝。管缝25对接的形式应是平行的。

(四)高频焊接工艺，参阅图5及图8：

成型机17开机前检查高频焊接机18、挤压辊27、感应线圈28等部件是否正常。开机时，先起动成型机17后再高频焊接，停止时先停高频焊接机18后停成型机17。

1、焊接：可根据焊接时掉落毛刺的颜色、状态判断焊速是否合适，焊速合理时，掉落毛刺呈紫红色，毛刺不开裂，管缝25有一定程度的内筋，管缝25呈法蓝色。管缝25两边加热均匀，表面无细缝、无跳焊、划伤，压痕不超过壁厚，负偏差，焊缝烧伤不可超过壁厚偏差。管缝25对接良好，无搭焊，管缝25应是平行对接。

2、去掉外毛刺：成型机17运转后再落毛刺刀，结束时先抬毛刺刀。毛刺去掉后不能超出外径的正负偏差(指焊缝)。冷却水套里流出的水温度不能高于原来水温20度。

3、冷却：焊接好的钢管19通过冷却槽20冷却后，才可进入定径机21定径、矫直。

(五)矫直工艺，参阅图6及图7：

1、定径：定径要本着前两架减径量大，后架次减径量小的原则。定径最后一架要控制住钢管19的公差。各个孔型要对正，不能偏离轧制中心线，允许偏差正负1.5毫米。防止出压痕、划伤。要注意检查轧辊径向跳动的大小，或(水平辊和立辊)检查孔型和钢带6。出现压痕时，要注意检查各孔型是否对准在一条轧制线上。

2、矫直：参阅图7，将定径机21最后端的2个定径器作为矫直器22，通过这两个矫直器22与前端的定径辊成三点受力来完成钢管19的矫直，每个矫直器22分别由4个矫直辊24和1个矫直辊固定架26组成。传统的圆管生产锯切后要通过8辊矫直机进行矫直，使得该产品的椭圆度达到要求，但是经过矫直的过程就将产生划伤。本发明矫直通过定径机21完成，不需要加配矫直机。将定径机21最后端的2个定径器作为矫直器22，通过这两个矫直器22与前端的定径辊成三点受力来完成钢管19的矫直，每个矫直器22分别由4个矫直辊24和1个矫直辊固定架26组成。工作时，矫直辊24夹紧钢管19，矫直辊24相对管缝25的角度为45度，根据现场实际情况，通过调整矫直器22的位置完成钢管19矫直。当钢管19从机组出去后，挠度每米小于1.5mm。在保证了产品的精度同时，起到了矫直的作用，杜绝了划伤。同时也节省了人力物力。

3、工艺检查：目测表面质量，用长板尺测量外径的尺寸是否满足公差要求，如不合乎标准应及时调整。

(六)锯切工艺，参阅图6：

在钢管进入锯切机23前，开动锯切机23，在开动锯切机23前先检查锯片、回锯系统是否正常。机组停机超过10分钟时，要停止飞锯电机转动。

Claims (4)

1.一种薄壁冷弯成型工艺，包括原材料纵剪、机组上料、机组成型、高频焊接、矫直和锯切工序，具体步骤如下：

步骤一，原材料纵剪，其包括以下工序：

压带工序，含分离：根据所生产钢带(6)的规格选择分离器垫和圆剪(3)，将分离器垫安装在分离器轴(8)上，夹紧辊(2)将原料板(1)送往卷取机，在这个过程中圆剪(3)将原料板(1)剪开；

卷边工序：原料板(1)头部的边先不卷，待原料板(1)能达到卷取机时，使用剪板机(4)将原料板(1)头部边剪去，然后把料边插进芯槽，将分离器(5)压在钢带(6)上，再示意开机；

卷曲工序：把每条钢带(6)全部插入轴槽内，操作台开机，卷曲结束后，焊头时，要在钢带(6)头部、中间部位焊接，焊缝长度不得超过10毫米，分三点均匀焊接，焊头结束后将分离器(5)升起；

步骤二，机组上料；

步骤三，机组成型：根据生产钢管(19)的规格，预先计算各架辊缝值；各架轧辊各架次都要达到变型的要求，在焊管成型有问题时，先按变形图每架依次检查变形情况，各架水平辊上下轴线保持平行；钢带(6)进入机组后，注意观察钢带(6)中心线是否与各架水平辊工作弧的中心线重合，如果不重合，要进行调整，使公差不超过1.5毫米；引钢带(6)进入机组时低速运行，成型后，钢管(19)沿圆周方向，曲率半径基本相同；管缝(25)进入导向辊后，要对正挤压辊缝；

步骤四，高频焊接，其包括以下工序：

成型机(17)开机前检查各部件是否正常，开机时，先起动成型机(17)后再起动高频焊接机(18)，停止时先停高频焊接机(18)后停成型机(17)；

焊接：根据焊接时掉落毛刺的颜色、状态判断焊速是否合适，焊速合理时，掉落毛刺呈紫红色，毛刺不开裂，管缝(25)有一定程度的内筋，管缝(25)呈法蓝色，管缝(25)两边加热均匀，表面无细缝、无跳焊、划伤，压痕不超过壁厚，负偏差，焊缝烧伤不可超过壁厚偏差；

去掉外毛刺：成型机(17)运转后再落毛刺刀，结束时先抬毛刺刀，毛刺去掉后不能超出外径的正负偏差，冷却水套里流出的水温度不能高于原来水温20度；

冷却：焊接好的钢管(19)通过冷却槽(20)冷却；

步骤五，矫直，其包括以下工序：

定径：以前两架减径量大，后架次减径量小为原则，定径最后一架控制钢管(19)的公差，各个孔型要对正，偏离轧制中心线的允许偏差为负1.5毫米；

矫直：通过定径机(21)完成矫直，当钢管(19)从机组出去后，挠度每米小于1.5mm；

工艺检查：目测表面质量，用长板尺测量外径的尺寸是否满足公差要求；

步骤六，锯切：在钢管进入锯切机(23)前，开动锯切机(23)，在开动锯切机(23)前先检查锯片、回锯系统是否正常；机组停机超过10分钟时，要停止飞锯电机转动；

其特征在于，

在所述步骤一原材料纵剪工艺中的卷曲工序中，在所述分离器轴(8)上增加分离器工艺套(7)。

2.按照权利要求1所述的一种薄壁冷弯成型工艺，其特征在于，所述步骤二机组上料工艺中，钢带(6)通过开卷机(9)、矫平机(10、15)、辊道(11、13)、切断焊接机(12)、双递送机(14)、升降辊道(16)、成型机(17)设备共同完成上料步骤。

3.按照权利要求2所述的一种薄壁冷弯成型工艺，其特征在于，所述步骤二机组上料工艺具体包括以下工序：

根据钢带(6)的翻边情况，选择钢带(6)在开卷机(9)上的悬挂方式，以在成型时使翻边内翻；

钢带(6)经开卷机(9)、1号矫平机(10)、1号辊道(11)、切断焊接机(12)、2号辊道(13)、双递送机(14)、2号矫平机(15)、升降辊道(16)进入成型机(17)中；

在送料开始时，升降辊道(16)处于升起状态，钢带(6)通过2号矫平机(15)进入成型机(17)时升降辊道(16)用于托举钢带(6)，当钢带(6)进入成型机(17)并且可以被成型机(17)拖动后，升降辊道(16)降下来，先以2号矫平机(15)为主要动力拖拽出一段钢带(6)，使钢带(6)在2号矫平机(15)和成型机(17)之间形成自然下垂状态，同时钢带(6)不触碰升降辊道(16)；

在送料时通过成型机(17)为主要动力拖动钢带(6)，当2号矫平机(15)和成型机(17)之间的钢带(6)减少到工艺规定长度时，2号矫平机(15)自动启动辅助拖动钢带(6)，当2号矫平机(15)和成型机(17)之间的钢带(6)增加预定长度时，2号矫平机(15)停止拖动操作，从而保证2号矫平机(15)和成型机(17)之间的钢带(6)长度，达到被动入料的目的。

4.按照权利要求1所述的一种薄壁冷弯成型工艺，其特征在于，在所述步骤五矫直工艺中，将所述定径机(21)最后端的2个定径器作为矫直器(22)，通过两个矫直器与前端的定径辊成三点受力来完成钢管(19)的矫直，每个矫直器分别由4个矫直辊(24)和1个矫直辊固定架(26)组成；工作时，矫直辊(24)夹紧钢管(19)，矫直辊(24)相对管缝(25)的角度为45度，根据现场实际情况，通过调整矫直器(22)的位置完成钢管(19)矫直。