CN1299716A - 金属坯料的弯曲变形部的加工法及所采用的塑性加工用金属坯料 - Google Patents

金属坯料的弯曲变形部的加工法及所采用的塑性加工用金属坯料 Download PDF

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Abstract

一种金属坯料的弯曲变形部的加工法及所采用的塑性加工用金属坯料。由轧制工序和辊轧成形工序构成,能够以比较简单的工序进行经济的加热。由于没有退火工序,产品的精加工良好。特别是通过使轧制工序和辊轧成形工序相连续,可利用轧制时产生的加工热,高效率地进行辊轧成形。由于弯曲变形部的壁厚较厚,而其两侧的壁厚不均部的壁厚较薄,所以即可维持与现有产品相同的强度,又可使其轻量化。

Description

金属坯料的弯曲变形部的加工法 及所采用的塑性加工用金属坯料
本发明涉及塑性加工用金属坯料和用于在其上形成弯曲变形部的加工法。
在线材或板材等金属坯料上形成例如角状的弯曲变形部的情况下，通常采用辊轧成形、压轧成形、弯曲成形或冲压成形等方法。
而且，在象支承阴极射线管内的选色电板(阴罩板)的横架那样的情况下，例如是对圆钢材进行热轧，使其成为指定的弯曲形状，经拉拔加工整形后，退火而成为产品。
但是，在现有的加工法的情况下，包括弯曲变形部在内，只能成形出壁厚相等的产品。因此，要想适用于象上述选色电极的支承架那样需要一定强度的部件中时，则必然使重量增加。
在上述的轧制和拉拔的情况下，由于轧制时需要强大的压力和热量而必须要有退火工序，所以不仅使整体的设备大型化，成本高，还存在加工费时以及退火不良时产生破裂的情况。
本发明的目的在于提供一种具有与现有的产品相同的强度、且产品轻量化、以简单的工序进行经济的加工、产品精加工好的塑性加工用金属坯料和用于在其上形成弯曲变形部的加工法。
为了达到上述目的，本发明具有如下结构。
即，在本发明中，首先，通过轧制金属坯料成形出在中间部的两侧具有比上述中间部壁薄的壁厚不均部的带状板材。然后，通过辊轧成形将该带状板材向宽度方向弯曲变形，在上述中间部上形成弯曲变形部。
根据上述加工法，辊轧成形产生的弯曲变形部具有等于或大于金属坯料本来的厚度，位于弯曲变形部两侧的壁厚不均部由于是在辊轧成形之前经轧制工序制成壁薄状，所以可使具有弯曲变形部的塑性成形品维持与现有产品大致相同的强度，并使其轻量化。
而且，由于是由轧制工序和辊轧成形工序构成，可通过比较简单的工序进行经济的加工。而且，由于没有退火工序，产品的精加工也良好。
金属坯料只要是适用于塑性加工的钢材之外的金属坯料，则其材质和形状为任意均可。
在从金属坯料成形出带状板材的工序中，形成从中间部向中间部两侧壁厚逐渐变薄的壁厚不均部。而且，在相当于预定的弯曲变形部的外角部的上述中间部指定位置上形成适当的厚壁条部。厚壁条部即可以是一条，也可以是在带状板材中间部沿长度方向连续延伸、相互靠近的两条突条，并且两突条间呈弧状下凹。具有厚于壁厚不均部而形成的中间部的带状板材通过辊轧成形在中间部的位置向宽度方向弯曲变形，形成弯曲变形部。
在轧制或辊轧成形时，可根据需要在一方或两方的壁厚不均部的端部上形成锥面或厚壁的突出部。可将以往以独立的工序制成锥面或突出部的工序与轧制成形工序或辊轧成形工序合并，能够简化工序。
而且，轧制虽然能够以热轧进行，但最好是在常温下进行(冷轧)，在轧制时产生的加工热残留在带状板材的期间进行下一工序的辊轧成形。即，通过使轧制工序和辊轧成形工序相连续，利用轧制时产生的加工热高效地进行辊轧成形。
上述轧制工序和辊轧成形工序不是作为不同的工序进行的，而可以是两工序几乎同时并行地进行。
即，可以是通过轧制金属坯料，在中间部的两侧形成比上述中间部壁薄的壁厚不均部，并且通过对上述金属坯料进行辊轧成形向宽度方向弯曲变形，在上述中间部形成弯曲变形部。另外，在形成壁厚不均部时，也可在相当于预定的弯曲变形部的外角部的中间部指定位置上一并形成厚壁条部，以厚壁条部的位置弯曲变形。
这样，即使通过轧制成形形成壁厚不均部(根据需要再形成厚壁条部)，并且通过辊轧成形使其弯曲变形，也可获得与上述相同的效果。另外，通过并行地进行两工序，可简化成形工序，将轧制成形时的加工热有效地应用于辊轧成形中，提高成形效率。
本发明的塑性加工用金属坯料是以上述轧制工序结束的坯料、在宽度方向的中间部两侧具有比上述中间部壁薄的壁厚不均部、并且中间部为弯曲变形部的金属坯料构成。
而且，由宽度方向的中间部两侧上具有比上述中间部壁薄的壁厚不均部、同时在相当于预定的弯曲变形部的外角部的中间部指定位置上具有厚壁条部、并且中间部为弯曲变形部的金属坯料构成。
若采用这种金属坯料，通过辊轧成形等成形出弯曲变形部，则可获得具有与现有产品相同的强度并轻量化的角状部件。
所获得的角状部件可作为阴极射线管的选色电极的支承架、汽车的加强架使用。
根据本发明，可获得如下的效果。
辊轧成形所产生的弯曲变形部具有与金属坯料原有的厚度相同或在其上的厚度，位于弯曲变形部两侧的壁厚不均部由于是通过辊轧成形前经轧制工序而制成薄壁的，所以可使具有弯曲变形部的塑性产品维持与现有的产品大致相同的强度，同时可使其轻量化。
而且，由于是经轧制工序和辊轧工序而成的，可以较简单的工序进行经济的加工。并且由于没有退火工序，产品的精加工也良好。
特别是，通过使轧制工序和辊轧成形工序相连续，可利用轧制时产生的加工热而高效率地进行辊轧成形。
图1为表示本发明所涉及的加工法的框图。
图2为本发明实施形式1所涉及的塑性加工用带状金属坯料的立体图。
图3为表示图2的带状金属坯料通过辊轧成形而弯曲变形时的立体图。
图4为表示图3的弯曲变形进一步加大时的立体图。
图5为表示根据本发明实施形式1的加工方法所获得的塑性成形品的立体图。
图6为本发明实施形式2所涉及的塑性加工用带状金属坯料的端面图。
图7为采用了图6的带状金属坯料的塑性成形品的端面图。
图8为根据本发明实施形式3所获得的塑性成形品的立体图。
以下，根据附图对图示的本发明实施形式加以详细说明。
实施形式1
图1为表示本发明方法的实施形式1所涉及的工序的框图，图2为其通过轧制工序而成形的塑性加工用金属坯料的立体图。
轧制塑性加工用金属坯料1由带板状钢制坯板构成，具有弯曲变形的中间部2和从该中间部向左右整体延伸的不等厚的壁厚不均部3、4。在中间部2上形成有具有两条突条5、6的厚壁条部8。厚壁条部8位于与弯曲变形时的外角部相当的位置，且沿长度方向为连续的。突条之间形成有孤状的凹部7。凹部7位于高于钢制坯板的壁厚不均部3、4的上表面。
壁厚不均部3、4是制成图2中的下表面从塑性加工用金属坯料的中间部2起向左右的两侧端壁厚逐渐变薄。
这种塑性加工用金属坯料1是通过使轧制辊从等厚的钢制坯板的上下面和左右两侧端的四个方向与其相接触，钢制坯板在通过轧制辊之间时形成上述壁厚不均部3、4和厚壁条部8而获得的。
之后，塑性加工用金属坯料通过辊轧成形而以中间部2作为弯曲部弯曲变形。弯曲变形是使厚壁条部8位于外侧地进行的。这样，通过切成指定的长度，可获得作为塑性成形品的图5所示的角状部件。
辊轧成形工序最好是与轧制工序相连续地设置。由于因轧制而在塑性加工用金属坯料1上产生加工热，所以通过在残存有这种加工热的期间进行辊轧成形的弯曲塑性变形，可容易且高效地进行弯曲。
在辊轧成形工序中，当各自的压接辊与存在厚壁条部8的中间部2的下表面和左右的壁厚不均部3、4的上表面相抵接，使中间部2以厚壁条部8为中心地逐渐弯曲时，厚壁条部8的左右突条5、6受到相互分离的方向上的拉伸力。这样，如图3和图4所示，突条5、6逐渐成为缓坡，另一方面，凹部7隆起，成为平整的状态。这样，当弯曲变形到所希望的弯曲角度时，成形出角状的部件。在辊轧成形工序中，在壁厚不均部3、4的宽度方向端部上形成锥面9。包含锥面9的壁厚不均部端面是在通过利用辊轧成形时的挤压力，与切削刃或精加工辊相接触的坯板工序的行进中形成的。
这种角状部件可作为例如阴极射线管的选色电极用的横架使用。通过本实施形式所获得的横架材料由于是从弯曲变形部一体延伸的部分为越靠近前端钢制坯板的厚度逐渐变薄地制成的，所以重量比现有的产品轻。而且，由于在其反面上，弯曲变形部自身保持有充分的厚度，所以强度与现有产品几乎不变。
自壁厚不均部3、4上表面到各突条5、6的高度和两突条的间隔及凹部7的深度等是根据坯板的伸长率、弯曲角度或弯曲变形部的曲率等适当设定的，并据此设定轧制工序时的辊的位置或接触角度等。
实施形式2
图6和图7分别为本发明的实施形式2所涉及的塑性加工用金属坯料的端面图和弯曲状态的端面图。
金属坯料11如图6所示，由于图中上表面为从中间部12起至两侧缓坡地倾斜，所以在中间部12的左右形成有壁厚不均部13、14。与实施形式1不同，在中间部12上未设置厚壁条部。金属坯料11是与上述实施形式1同样地经轧制而生成的。
这样，以中间部12的中心为弯曲中心，通过辊轧成形使其变形，成为图7所示的弯曲变形部的外角带有圆弧的角状制品。此时，与实施形式1一样，可在壁厚不均部13、14的端部形成锥面19。
由于是以壁厚不均的中间部12作为弯曲变形部，所以保持了强度，通过壁厚不均部13、14产生的重量减少作用而达到轻量化。
实施形式3
图8表示实施形式3中所获得的角状部件。图8中，2表示弯曲变形部(中间部)，3、4表示在其两侧上形成的壁厚不均部。图8的角状部件是采用经轧制工序所获得的实施形式1中所示的塑性加工用金属坯料1(参照图1)，再施加与实施形式1相同的辊轧成形而获得的部件。其中，辊轧成形工序中，虽然在实施形式1的情况下在壁厚不均部3、4上形成了锥面9，但在实施形式3的情况下是在一方的壁厚不均部3的端部上形成突出部29以取代锥面。突出部29是在壁厚不均部3上、与壁厚不均部4相同一侧且大致与壁厚不均部4平行地形成的。这样的突出部29与锥面9一样，可通过辊轧成形时使辊与壁厚不均部3的端部相接触，与弯曲变形部的形成并行地形成。
本发明的方法并不仅限于上述实施形式1-3所述的那样形成一个大致为L字形的弯曲部的情况，也可适用于在金属坯料上形成多个弯曲变形部的情况，弯曲角度也可任意设定。在形成多个弯曲变形部的情况下，中间部和隔着该中间部的两侧必须为复数对，分别适用于轧制和辊轧成形。
而且，在壁厚条部上形成的突条并不一定必须是两个，也可根据弯曲变形部的曲率或大小而制成单数或多数。
在上述实施形式中，是在辊轧成形工序中形成锥面或突出部的，但也可在形成壁厚不均部的轧制工序时，以与上述同样的方法形成。
锥面或突出部可根据需要在所需的端部上设置，形成锥面的一侧或倾斜角度、突出部的大小或突出方向等可根据其用途适当变更。
在上述的实施形式1-3中，是对大致等厚的钢制坯料顺序实施轧制成形和辊轧成形，从而获得截面大致为L字形的角状部件。但本发明并不仅限于此。即，可通过几乎同时地对上述大致等厚的钢制坯料实施轧制成形和辊轧成形，在宽度方向的两侧上形成壁厚不均部，同时在中间部上形成弯曲变形部。这样一来，可简化成形工序，而且可有效地利用壁厚不均部的形成时产生的加工热来形成弯曲变形部。

Claims (11)

1．一种金属坯料的弯曲变形部的加工法，其特征在于：通过轧制金属坯料，成形出在中间部的两侧具有比上述中间部壁薄的壁厚不均部的带状板材；通过辊轧成形将该带状板材向宽度方向弯曲变形，在上述中间部上形成弯曲变形部。
2．如权利要求1所述的金属坯料的弯曲变形部的加工法，其特征在于：通过在常温下轧制金属坯料，成形出在中间部的两侧具有比上述中间部壁薄的壁厚不均部的带状板材；在带状板材中保持有上述轧制时产生的加工热的期间，通过辊轧成形将带状板材向宽度方向弯曲变形，在上述中间部上形成弯曲变形部。
3．一种金属坯料的弯曲变形部的加工法，其特征在于：通过轧制金属坯料，在中间部的两侧上形成比上述中间部壁薄的壁厚不均部，同时通过辊轧成形将上述金属坯料向宽度方向弯曲变形，在上述中间部上形成弯曲变形部。
4．一种金属坯料的弯曲变形部的加工法，其特征在于：通过轧制金属坯料，成形出在中间部的两侧具有比上述中间部壁薄的壁厚不均部、同时在相当于预定的弯曲变形部的外角部的上述中间部的指定位置上具有厚壁条部的带状板材；通过辊轧成形在上述厚壁条部的位置将上述带状板材向宽度方向弯曲变形，形成弯曲变形部。
5．根据权利要求3所述的金属坯料的弯曲变形部的加工法，其特征在于：通过在常温下轧制金属坯料，成形出在中间部的两侧具有比上述中间部壁薄的壁厚不均部、同时在相当于预定的弯曲变形部的外角部的上述中间部的指定位置上具有厚壁条部的带状板材；在带状板材中保持有轧制时产生的加工热的期间，通过辊轧成形在上述厚壁条部的位置将上述带状板材向宽度方向弯曲变形，形成弯曲变形部。
6．一种金属坯料的弯曲变形部的加工法，其特征在于：通过轧制金属坯料，成形出在中间部的两侧具有比上述中间部壁薄的壁厚不均部、同时在相当于预定的弯曲变形部的外角部的上述中间部的指定位置上形成厚壁条部，并通过辊轧成形在上述厚壁条部的位置将上述金属坯料向宽度方向弯曲变形，形成弯曲变形部。
7．根据权利要求4或6所述的金属坯料的弯曲变形部的加工法，其特征在于：上述厚壁条部具有长度方向上连续地延伸的相接近的两条突条，两突条之间呈弧状下凹。
8．一种塑性加工用金属坯料，其特征在于：由在宽度方向的中间部的两侧具有比上述中间部壁薄的壁厚不均部、并且中间部为弯曲变形部的金属坯板构成。
9．一种塑性加工用金属坯料，其特征在于：由在宽度方向的中间部的两侧具有比上述中间部壁薄的壁厚不均部、同时在相当于预定的弯曲变形部的外角部的上述中间部的指定位置上具有厚壁条部、并且中间部为弯曲变形部的金属坯板构成。
10．根据权利要求9所述的塑性加工用金属坯料，其特征在于：上述厚壁条部具有长度方向连续地延伸的两条突条，两突条之间呈弧状下凹。
11．根据权利要求8或9所述的塑性加工用金属坯料，其特征在于：作为选色电极用支承架使用。
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