CN104985037B - 冷弯波纹板成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷弯波纹板成形方法，包括如下步骤：1)由冷弯波纹板断面中央的波形依次向外展开成形；2)冷弯波纹板的每个波形由多个道次成形；3)当上轧辊和下轧辊轧制冷弯波纹板时，下轧辊的圆台面与冷弯波纹板之间设有间隙X1；4)所述上轧辊的上辊大圆柱与下轧辊的下辊大圆柱的直径相等，所述上轧辊的上辊小圆柱与下轧辊的下辊小圆柱的直径相等；5)根据冷弯波纹板厚度预留辊缝间隙X2；6)提高最后三个道次的标高h。本发明解决了冷弯波纹板横向弯曲、边部浪形、中部浪形、产品表面划伤及成形设备易损坏等问题，可广泛应用于板材加工领域。

Description

冷弯波纹板成形方法

技术领域

本发明涉及板材加工领域，具体地指一种冷弯波纹板成形方法。

背景技术

冷弯型钢波纹板产品往往宽度600mm以上，波形均匀、对称，随着波纹板应用领域的扩大，产品形状变的更加复杂，出现了一些厚度≥2mm，不对称产品，如图1所示。

由于波纹板属于宽断面、薄壁冷弯型钢产品，而且弯角或波形多，相比普通冷弯型钢成形道次多，受力更加多变，因此在成形方法不当，极易造成产品横向弯曲现象，如图2所示。而且极易产生浪形，有边部浪形(图3)和中心波(图4)两种形式。由于生产速度较快，在产品表面极易造成表面划伤，影响表面质量，如图5所示。另外，由于波纹板轧机为专用机组，多数设备能力厚度≤2mm，对于厚度≥2mm产品，成形方式不当，也可能造成设备受力过大，造成设备损坏。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种解决冷弯波纹板横向弯曲、边部浪形、中部浪形、产品表面划伤及成形设备易损坏等问题的冷弯波纹板成形方法。

为实现上述目的，本发明所设计的冷弯波纹板成形方法，包括如下步骤：1)由冷弯波纹板断面中央的波形依次向外展开成形；2)冷弯波纹板的每个波形由多个道次成形；3)当上轧辊和下轧辊轧制冷弯波纹板时，下轧辊的圆台面与冷弯波纹板之间设有间隙X1；4)所述上轧辊的上辊大圆柱与下轧辊的下辊大圆柱的直径相等，所述上轧辊的上辊小圆柱与下轧辊的下辊小圆柱的直径相等；5)根据冷弯波纹板厚度预留辊缝间隙X2；6)提高最后三个道次的标高h。

作为优选方案，还包括如下步骤：7)设置通过反变形调整平面度的过弯辊；8)设置控制侧弯和浪形的鼓形辊。

进一步地，所述步骤2)中，冷弯波纹板每个波形由三个道次成形，每个道次成形角为8°～17°。

再进一步地，所述步骤2)中，第一个和第二个道次成形角均为16°，第三个道次成形角为9°。

还进一步地，所述步骤3)中，间隙X1＝1.8～2.2mm。

更进一步地，所述步骤3)中，间隙X1＝2mm。

更进一步地，所述步骤5)中，辊缝间隙X2＝1.2～1.8mm。

更进一步地，所述步骤5)中，当冷弯波纹板厚度为2.0mm时，辊缝间隙X2＝1.25mm，当冷弯波纹板厚度为4.0mm时，辊缝间隙X2＝1.75mm。

更进一步地，所述步骤6)中，最后三个道次的标高分别为h1＝0mm、h2＝18～22mm、h3＝14～22mm。

更进一步地，h2＝20mm、h3＝14mm。

本发明的工作原理是这样的：

1、波纹板冷弯成形最关键的是成形架次和成形角度，由于波纹板属于大断面宽幅冷弯型钢，成形方案采用由内向外逐渐成形，即通过三架次轧辊模具先辊压出带钢中心部位(波形)，中心部位形状和尺寸达到要求后，再辊压相邻波形；

2、成形方案确定后，开始设计相应的生产模具，冷弯型钢生产模具是轧辊，合理的轧辊形状直接影响带钢成形。成形角度越小，成形受力越小，但为了节约成本，成形角选择可每8°～17°作为一道次。每道次轧辊设计时，为了减小带钢与轧辊之间摩擦力，上下辊之间留有2mm间隙；

3、为了更好地控制产品质量，特别是针对不对称产品，减少弯曲、浪形等缺陷，在成形工艺中特别增加了过弯辊和鼓形辊。

4、生产调试辊缝间隙一般根据产品厚度预留，厚度2.0mm预留间隙1.5mm，厚度4.0mm预留间隙2.0mm。生产调车初期，根据理论预留值，产品尺寸不到位，横向弯曲严重，通过增加压下量，厚度2.0mm辊缝间隙减少至1.25mm，厚度4.0mm辊缝间隙减少至1.75mm后，产品浪形改善。

5、标高是冷弯型钢成形水平基准面，一般产品是标高一致，以保证无延伸。反之，如果产品出现弯曲、扭转等缺陷，可通过改变最后三道次成形标高，让延伸一致，来改善缺陷。

综上所述，本发明的优点在于：

通过成形方面改进及运用合适的调整方法，波纹板横向弯曲得到了解决，产品平面度达到技术标准要求；边部浪形、中心浪形和划伤问题均得到了解决。通过合理孔型设计及角度分配，设备受力减小，故障率降低，实现了批量化生产，又开发新品种6个，累计生产波纹板产品2000多吨。

附图说明

图1为各类冷弯波纹板产品形状断面示意图；

图2为现有冷弯波纹板成形步骤造成的横向弯曲结构示意图；

图3为现有冷弯波纹板成形步骤造成的边部浪形结构示意图；

图4为现有冷弯波纹板成形步骤造成的中心浪形结构示意图；

图5为现有冷弯波纹板成形步骤造成的表面划伤结构示意图；

图6为本发明冷弯波纹板成形方法的步骤示意图；

图7为图6中处于步骤1)和步骤2)的结构示意图；

图8为图7中处于步骤2)成形角度的结构示意图；

图9为图6中处于步骤3)的整体结构示意图；

图10为图9中Ⅰ处的放大结构示意图；

图11为图6中处于步骤4)的结构示意图；

图12为图6中处于步骤6)的结构示意图；

图13为图6中处于步骤7)的结构示意图；

图14为图6中处于步骤8)的结构示意图；

图15为解决了冷弯波纹板横向弯曲的结构示意图；

图16为解决了冷弯波纹板边部浪形的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

图1至图5中现有技术造成的各种问题在背景技术中已有描述，在此不再赘述。

参见图6，本发明冷弯波纹板成形方法，包括如下步骤：

参见图7，1)由冷弯波纹板5断面中央的波形依次向外展开成形；

参见图8，2)冷弯波纹板5的每个波形5.1由多个道次成形，冷弯波纹板5每个波形5.1由三个道次成形，每个道次成形角为8°～17°，在本实施例中，第一个和第二个道次成形角均为16°，第三个道次成形角为9°；

参见图9至图10，3)当上轧辊1和下轧辊2轧制冷弯波纹板5时，下轧辊2的圆台面2.1与冷弯波纹板5之间设有间隙X1，间隙X1＝1.8～2.2mm，在本实施例中，间隙X1＝2mm；

参见图11，4)所述上轧辊1的上辊大圆柱1.1与下轧辊2的下辊大圆柱2.2的直径相等，所述上轧辊1的上辊小圆柱1.2与下轧辊2的下辊小圆柱2.3的直径相等；

5)根据冷弯波纹板5厚度预留辊缝间隙X2，辊缝间隙X2＝1.2～1.8mm，其中，当冷弯波纹板5厚度为2.0mm时，辊缝间隙X2＝1.25mm，当冷弯波纹板5厚度为4.0mm时，辊缝间隙X2＝1.75mm；

参见图12，6)提高最后三个道次的标高h，最后三个道次的标高分别为h1＝0mm，h2＝18～22mm，在本实施例中，h2＝20mm，h3＝14～22mm，在本实施例中，h3＝14mm；

参见图13，7)设置通过反变形调整平面度的过弯辊3；

参见图14，8)设置控制侧弯和浪形的鼓形辊4。

本发明的具体步骤原理如下：

一、成形采用由内向外成形法

成形方法是实现产品的关键，波纹板成形采用由断面中央波逐个向外展开成形，也称为逐次成形。原因是逐次成形法在靠近断面中央的波成形时，未成形的材料边缘部分不受轧辊限制，不会发生多余的变形。

二、合理设计轧辊外形及直径

(一)成形角度分配

由于产品高度较小，波形也小，因此所需成形力不大，故每个波形分三道次成形，现有机组总共有二十二成形架次，成形道次完全满足，具体角度分配如表1所示。

表1 成形角度分配

(二)预留间隙

由于波纹板宽幅大，成形采用由里向外的逐次顺序成形法，且在成形过程中，波的两边是同时成形，因此，在由上一道次进入下一道次，带钢是向里收缩的。为了便于带钢向里收缩，减少横向阻力，设计轧辊时，下轧辊2的圆台面2.1与冷弯波纹板5之间预留了X1＝2mm间隙。

(三)设计过弯辊3

为了保证产品平面度要求，成形工艺中，设计过弯辊3，通过反变形调整平面度。

(四)上下轧辊等直径设计

波纹板机组采用单电机将所有下轴通过链条传动，上轴与下轴通过同齿数的齿轮传动，因此上下轴的速比为1:1。冷弯成形过程中带钢与轧辊之间产生摩擦力，由于产品在成形过程中，上下辊直径如果不相同，如图11中，A点和B点的线速度就不一样的，从而导致带钢延伸不一致，产生弯曲扭转现象。为了减少弯曲，上轧辊1的A点处直径的和下轧辊2的B点处的直径相同，即所述上轧辊1的上辊大圆柱1.1与下轧辊2的下辊大圆柱2.2的直径相等，所述上轧辊1的上辊小圆柱1.2与下轧辊2的下辊小圆柱2.3的直径相等。

(五)设计控制侧弯及浪形的鼓形辊4

由于部分产品不对称，仅有半边波，因此在成形中有波一边受力，无波一边不变形，有波一边延伸量大于无波边，会产生侧弯和浪形现象。为了减少侧弯及浪形，专门设计了二架次鼓形辊(如图14)，通过对无波边材料反复弯曲，增加材料延伸，从而使两边延伸量尽量接近。

三、产品调试

冷弯型钢产品产生弯曲扭转的根本原因就是延伸不一致，但影响延伸的因素有很多，如型钢形状、成形工艺、调车方法及材料状况等。型钢形状是给定的、无法改变的，而设计时材料状况假定是均匀的，成形工艺已经完成，调试生产不当也会造成产品浪形及弯曲。

(一)辊缝间隙

辊缝间隙X2一般根据产品厚度预留，厚度2.0mm预留间隙1.5mm，厚度4.0mm预留间隙2.0mm。生产调车初期，根据理论预留值，产品尺寸不到位，横向弯曲严重，通过增加压下量，厚度2.0mm辊缝间隙X2减少至1.25mm，厚度4.0mm辊缝间隙X2减少至1.75mm后，产品浪形得以改善。

(二)标高

标高是冷弯型钢成形水平基准面，一般产品是标高一致，以保证无延伸。反之，如果产品出现弯曲、扭转等缺陷，可通过改变成形第二十、第二十一、第二十二架次标高，让延伸一致，来改善缺陷，如图12和表2所示。

表2 存在弯曲2个产品的标高方案

通过成形方面改进及运用合适的调整方法，波纹板横向弯曲得到了解决(参见图15)，产品平面度达到技术标准要求；边部浪形(参见图16)、中心浪形和划伤问题均得到了解决。通过合理孔型设计及角度分配，设备受力减小，故障率降低，实现了批量化生产，又开发新品种6个，累计生产波纹板产品2000多吨。

Claims (9)

1.一种冷弯波纹板成形方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)由冷弯波纹板(5)断面中央的波形依次向外展开成形；

2)冷弯波纹板(5)的每个波形(5.1)由多个道次成形；

3)当上轧辊(1)和下轧辊(2)轧制冷弯波纹板(5)时，下轧辊(2)的圆台面(2.1)与冷弯波纹板(5)之间设有间隙X1；

4)所述上轧辊(1)的上辊大圆柱(1.1)与下轧辊(2)的下辊大圆柱(2.2)的直径相等，所述上轧辊(1)的上辊小圆柱(1.2)与下轧辊(2)的下辊小圆柱(2.3)的直径相等；

5)根据冷弯波纹板(5)厚度预留辊缝间隙X2；

6)提高最后三个道次的标高h；

7)设置通过反变形调整平面度的过弯辊(3)；

8)设置控制侧弯和浪形的鼓形辊(4)。

2.根据权利要求1所述的冷弯波纹板成形方法，其特征在于：所述步骤2)中，冷弯波纹板(5)每个波形(5.1)由三个道次成形，每个道次成形角为8°～17°。

3.根据权利要求2所述的冷弯波纹板成形方法，其特征在于：所述步骤2)中，第一个和第二个道次成形角均为16°，第三个道次成形角为9°。

4.根据权利要求1或2或3所述的冷弯波纹板成形方法，其特征在于：所述步骤3)中，间隙X1＝1.8～2.2mm。

5.根据权利要求4所述的冷弯波纹板成形方法，其特征在于：所述步骤3)中，间隙X1＝2mm。

6.根据权利要求1或2或3所述的冷弯波纹板成形方法，其特征在于：所述步骤5)中，辊缝间隙X2＝1.2～1.8mm。

7.根据权利要求6所述的冷弯波纹板成形方法，其特征在于：所述步骤5)中，当冷弯波纹板(5)厚度为2.0mm时，辊缝间隙X2＝1.25mm，当冷弯波纹板(5)厚度为4.0mm时，辊缝间隙X2＝1.75mm。

8.根据权利要求1或2或3所述的冷弯波纹板成形方法，其特征在于：所述步骤6)中，最后三个道次的标高分别为h1＝0mm、h2＝18～22mm、h3＝14～22mm。

9.根据权利要求8所述的冷弯波纹板成形方法，其特征在于：h2＝20mm、h3＝14mm。