CN112588895A - 一种壳体板材辊弯成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种壳体板材辊弯成型方法，对壳体板材进行辊弯，缓慢增加辊弯曲率，实时监测壳体板材母线直线度误差，当壳体板材母线直线度误差达到允许误差边界值时，中止辊弯；并且通过灵活设置垫板组件形式，提高了壳体板材辊弯的效率和精度，解决了厚壁壳体板材辊弯时，壳体板材母线直线度超差问题，进而避免常规辊弯作业导致材料强度下降和原材料费返，满足厚壁壳体板材一次性辊弯精度要求。

Description

一种壳体板材辊弯成型方法

技术领域

本发明涉及壳体板材辊弯领域，特别是涉及一种壳体板材辊弯成型方法。

背景技术

国内压力容器承压结构的壳板材质不一，有低合金碳钢、钛合金、不锈钢等，当无法选择单块板卷板成型或连轧一体化成型时，壳板用板势必分成2等分、3等分等拼板形式，也就是说，壳板由两块、三块等相同的壳体板材拼接而成。在实际弯板过程中，各大制造厂基本选择三芯辊床对壳体板材进行辊弯加工。一般情况下，待辊弯壳体板材采用的材料的塑性和韧性优良，壳体板材一次辊弯(在有限曲率范围内)强度下降不大，并且，冷态辊弯时，一般不需热处理改善组织

但是，随着壳体板材的厚度增加，特别是壳体板材的厚度在40mm以上时，在辊弯过程中，壳体板材母线的直线度超差愈加严重(即壳体板材曲边“翻边”现象)，使得后续施工难以推进。为了保持工件加工后的精度，工人的劳动作业难度加大，效率低。特别是，一旦壳体板材母线直线度超差，需要对壳体板材矫平重新“辊弯”，母材性能损失较大，屈服强度满足不了设计要求。

发明内容

本发明要解决目的是提供一种操作简单的壳体板材辊弯成型方法，避免壳体板材母线的直线度超差。

为实现上述目的，本发明提供一种壳体板材辊弯成型方法，依次包括如下步骤：S1、对壳体板材进行辊弯，缓慢增加辊弯曲率，实时监测壳体板材母线直线度误差，当壳体板材母线直线度误差达到允许误差边界值时，中止辊弯；S2、沿着壳体板材长度方向，在壳体板材中央铺设垫板组件，缓慢增加辊弯曲率，壳体板材母线直线度误差逐渐减小，继续加大辊弯曲率，直到壳体板材母线直线度误差达到允许误差边界值时，中止辊弯；S3、沿着壳体板材长度方向，在壳体板材的两边对称铺设垫板组件，缓慢增加辊弯曲率，壳体板材母线直线度误差减小，继续加大辊弯曲率；当壳体板材的弯曲曲率达到预定曲率且壳体板材母线直线度误差在允许误差范围内时，停止辊弯；当壳体板材的弯曲曲率未达到预定曲率且壳体板材母线直线度误差达到允许误差边界值，中止辊弯，继续之执行步骤S2和S3，直到壳体板材的弯曲曲率达到预定曲率且壳体板材母线直线度误差在允许误差范围内，停止辊弯。

优选地，所述垫板组件的厚度为所述壳体板材厚度的1/30～1/20。

优选地，所述垫板组件为若干垫板堆叠而成，每个垫板的厚度为1mm。

优选地，所述垫板组件的宽度为150mm～200mm。

优选地，在执行步骤S3中，所述垫板组件的边侧与壳体板材的边侧距离为100mm～200mm。

优选地，在执行步骤S1前，检测待辊弯壳体板材的平面度和表面质量，去除待辊弯壳体板材表面硬质金属杂质并且对待辊弯壳体板材预先辊平。

优选地，待辊弯壳体板材辊平后，确定轧头余量，并对该轧头余量进行轧弯。

优选地，所述壳体板材母线的直线度的允许误差边界值为±2mm。

如上所述，本发明涉及的一种壳体板材辊弯成型方法，具有以下有益效果：操作简单，通过灵活设置垫板组件形式，提高了壳体板材辊弯的效率和精度，解决了厚壁壳体板材辊弯时，壳体板材母线直线度超差问题，进而避免常规辊弯作业导致材料强度下降和原材料费返，满足厚壁壳体板材一次性辊弯精度要求。

附图说明

图1为本发明中壳体板材还未进行轧弯时示意图；

图2为本发明中壳体板材的端部预轧后的示意图；

图3为本发明中步骤S1中，壳体板材被辊弯时的示意图；

图4为本发明中步骤S2中壳体板材中央铺设垫板组件的示意图；

图5为本发明中步骤S2中，壳体板材被辊弯时的示意图；

图6为本发明中步骤S3中壳体板材的两边对称铺设垫板组件的示意图；

图7为本发明中步骤S3中，壳体板材被辊弯时的示意图；

图8为本发明中壳体板材进行曲率检测时的示意图。

附图标记：

100、壳体板材；110、轧头余量；200、垫板组件；300、上芯辊；400、下芯辊；500、专用金属曲率样板。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本实施例的一种壳体板材辊弯成型方法，依次包括如下步骤：S1、如图3所示，对壳体板材100进行辊弯，缓慢增加辊弯曲率，实时监测壳体板材母线的直线度误差，当壳体板材母线的直线度误差达到允许误差边界值时，中止辊弯；S2、如图4和图5所示，沿着壳体板材100长度方向，在壳体板材100中央铺设垫板组件200，缓慢增加辊弯曲率，壳体板材母线的直线度误差逐渐减小，继续加大辊弯曲率，直到壳体板材母线的直线度误差达到允许误差边界值时，中止辊弯，撤除铺设于壳体板材100的垫板组件200；S3、如图6和图7所示，沿着壳体板材100长度方向，在壳体板材100的两边对称铺设垫板组件200，缓慢增加辊弯曲率，壳体板材母线的直线度误差减小，继续加大辊弯曲率；当壳体板材100的弯曲曲率达到预定曲率且壳体板材母线的直线度误差在允许误差范围内，停止辊弯；当壳体板材100的弯曲曲率未达到预定曲率且壳体板材母线直线度误差达到允许误差边界值，中止辊弯，撤除铺设于壳体板材100两侧的垫板组件200，继续执行步骤S2和S3，直到壳体板材100的弯曲曲率达到预定曲率且壳体板材母线直线度误差在允许误差范围内时，停止辊弯。

其中，如图3、图5和图7所示，辊弯曲率与壳体板材100所受的压力有关，辊弯曲率越大，壳体板材100所受到的辊弯压力就越大。在实际操作中，采用三芯辊床对壳体板材100进行辊弯操作，三芯辊床包括一根上芯辊300和两根下芯辊400。如图3、图5和图7所示，两根下芯辊400的轴心距离为L2，上芯辊300与下芯辊400的轴心距离为L1，随着步骤S1、步骤S2、步骤S3的依次执行，通过减小L1和L2(也就是下移上芯辊300，同时减小两根下芯辊400的轴距)，不断的增大辊弯曲率，以增大对壳体板材100的辊弯压力。而上述的壳体板材母线为壳体板材100辊弯至预定曲率时，壳体板材100上的母线。

如图3、图4、图5、图6和图7所示，当壳体板材100上未铺设垫板组件200时，随着壳体板材100在三芯辊中进行辊压时，由于壳体板材100拉应力和压应力受力不均匀，壳体板材100两侧边缘相对于壳体板材母线直线度发生偏差。以铅垂向上为正，铅垂向下为负，则在步骤S1中，壳体板材100的边侧随着辊弯的进行，有向下翘起的趋势，负向接近壳体板材母线的直线度允许误差的边界值。故而，在步骤S2中，需要先在壳体板材100中央铺设垫板组件200，再进行辊弯，进而修正壳体母线的直线度误差，也就是说在步骤2)中，壳体板材100的边侧在辊弯过程中有向上翘起的趋势，步骤S1中产生的壳体板材母线的直线度误差开始减小。但是，随着辊弯的继续进行，壳体板材100的边侧又正向接近壳体板材母线的直线度允许误差的边界值。故而，在步骤S3中，需要先撤除铺设于板材中央的垫板组件200，将垫板组件200改为对称铺设于壳体板材100的两侧，继续进行辊弯，用于减小壳体板材母线的直线度误差。根据实际情况，可以重复步骤S2和步骤S3，直到壳体板材100的弯曲曲率达到预定曲率且壳体板材母线直线度误差在允许误差范围内。在本实施例中，壳体板材100的长度为10m，宽度为1.2m，厚度为60mm，壳体板材母线的直线误差的允许误差边界值为±2mm，则壳体板材母线的直线误差的允许误差为-2mm～+2mm。

这种壳体辊弯成型方法，操作简单，通过灵活设置垫板组件200形式，改变壳体板材100在三芯辊床内的受力情况，提高了壳体板材100辊弯的效率和精度，解决了厚壁壳体板材100辊弯时，壳体板材母线直线度超差问题，进而，避免常规辊弯作业导致材料强度下降和原材料费返，在不矫正条件下满足厚壁壳体板材一次性辊弯精度要求。

垫板组件200的厚度为壳体板材100厚度的1/30～1/20。在本实施例中，壳体板材100的厚度为60mm，垫板组件200的厚度为2mm。厚度处于上述范围内的垫板组件200能够较好得满足步骤S2和步骤S3中对对壳体板材直线度的矫正。

进一步的，垫板组件200为若干垫板堆叠而成，每个垫板的厚度为1mm。这不仅方便在上芯辊300与壳体板材100之间增加垫板、调整垫板的位置，进而形成垫板组件200；同时也便于调整垫板组件200的厚度。

如图4和图6所示，沿着壳体板材100的长度方向，垫板组件200的宽度W为150mm～200mm。垫板组件200的宽度能够影响了上芯辊300与下芯辊400对壳体板材100作用压力的分布，从而影响壳体板材母线的直线度矫正。在步骤S2和步骤S3中，垫板组件200的宽度W为150mm～200mm时，壳体板材直线度随着辊弯的进行，矫正效果良好。

如图6所示，在执行步骤S3中，垫板组件200的边侧与壳体板材100的边侧距离W1为100mm～200mm。在步骤S3中，垫板组件200铺设的位置能够影响了上芯辊300与下芯辊400对壳体板材100作用压力的分布，从而影响壳体板材母线的直线度矫正。垫板组件200铺设的边侧与壳体板材100的边侧距离为100mm～200mm时，壳体板材母线的直线度随着辊弯的进行，矫正效果良好。

如图1和图2所示，在执行步骤S1前，检测待辊弯壳体板材100的平面度和表面质量，去除待辊弯壳体板材100表面硬质金属杂质并且对待辊弯壳体板材100预先辊平，以做好壳体板材100的辊弯的预备工作。待辊弯壳体板材100辊平后，确定轧头余量110。由于三芯辊床不能对壳体板材100的端部进行辊弯，所以，需要对壳体板材100的端部进行预先轧弯，该预先轧弯部分即为轧头余量110。在实际过程中，可在油压机上安装专用的模具对该轧头余量110进行预先轧弯。在本实施例中，壳体板材100的长度为10m，壳体板材100每端的轧头余量110不小于600mm。

在对轧头余量110进行轧弯前，可以沿着壳体板材100的长度方向，均匀选取壳体板材100上的母线并进行标记，作为壳体板材母线直线度测量线。在壳体板材100辊弯过程或者停止辊弯后，壳体板材母线可用于反应壳体板材100的直线度。

如图8所示，壳体板材100辊弯停止后，可先在三芯辊床上，采用专用金属曲率样板500对壳体板材100的弯曲曲率进行预检，预检合格后，将壳体板材100拆离三芯辊床。其中，专用金属曲率样板100的曲率为壳体板材100预定弯曲曲率，其弧长远小于壳体板材100的长度。在本实施例中，专用金属曲率样板500的弧长为1500mm，壳体板材的长度为10m。壳体板材100被拆离三芯辊床后，将该壳体板材100沿着母线方向竖立，采用全尺寸的金属检测样板核对壳体板材100的曲率，并采用铅垂核对壳体板材母线的直线度。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种壳体板材辊弯成型方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

S1、对壳体板材(100)进行辊弯，缓慢增加辊弯曲率，实时监测壳体板材母线直线度误差，当壳体板材母线直线度误差达到允许误差边界值时，中止辊弯；

S2、沿着壳体板材(100)长度方向，在壳体板材(100)中央铺设垫板组件(200)，缓慢增加辊弯曲率，壳体板材母线直线度误差逐渐减小，继续加大辊弯曲率，直到壳体板材母线直线度误差达到允许误差边界值时，中止辊弯，撤除铺设于壳体板材(100)的垫板组件(200)；

S3、沿着壳体板材(100)长度方向，在壳体板材(100)的两边对称铺设垫板组件(200)，缓慢增加辊弯曲率，壳体板材母线直线度误差减小，继续加大辊弯曲率；

当壳体板材(100)的弯曲曲率达到预定曲率且壳体板材母线直线度误差在允许误差范围内，停止辊弯；

当壳体板材(100)的弯曲曲率未达到预定曲率且壳体板材母线直线度误差达到允许误差边界值，中止辊弯，撤除铺设于壳体板材(100)边侧的垫板组件(200)，继续之执行步骤S2和步骤S3，直到壳体板材(100)的弯曲曲率达到预定曲率且壳体板材母线直线度误差在允许误差范围内，停止辊弯。

2.根据权利要求1所述的一种壳体板材辊弯成型方法，其特征在于，所述垫板组件(200)的厚度为所述壳体板材(100)厚度的1/30～1/20。

3.根据权利要求2所述的一种壳体板材辊弯成型方法，其特征在于，所述垫板组件(200)为若干垫板堆叠而成，每个垫板的厚度为1mm。

4.根据权利要求1所述的一种壳体板材辊弯成型方法，其特征在于，所述垫板组件(200)的宽度为150mm～200mm。

5.根据权利要求1所述的一种壳体板材辊弯成型方法，其特征在于，在执行步骤S3中，所述垫板组件(200)的边侧与壳体板材(100)的边侧距离为100mm～200mm。

6.根据权利要求1所述的一种壳体板材辊弯成型方法，其特征在于，在执行步骤S1前，检测待辊弯壳体板材(100)的平面度和表面质量，去除待辊弯壳体板材(100)的表面硬质金属杂质并且对待辊弯壳体板材(100)预先辊平。

7.根据权利要求6所述的一种壳体板材辊弯成型方法，其特征在于，待辊弯壳体板材(100)辊平后，确定轧头余量(110)，对所述轧头余量(110)进行轧弯。

8.根据权利要求1所述的一种壳体板材辊弯成型方法，其特征在于，所述壳体板材母线的直线度的允许误差边界值为±2mm。

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