WO2022134492A1

WO2022134492A1 - 一种带安装槽异形杆的冷弯成型方法

Info

Publication number: WO2022134492A1
Application number: PCT/CN2021/099591
Authority: WO
Inventors: 程世友; 潘佳欢; 沈建峰; 胡居刚; 袁富邦
Original assignee: 浙江晶日科技股份有限公司
Priority date: 2020-12-21
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2022-06-30
Also published as: CN112642898A; CN112642898B

Abstract

本发明的目的在于提供一种燕尾安装槽的冷弯成型方法以及带有所述燕尾安装槽的异形杆的冷弯成型方法。通过冷弯成型的方式将原料钢板加工成为带燕尾安装槽的异形杆，其原材料的制造工艺简单，成本低，仅通过挤压弯折的方式进行成型，无需对材料进行加热和冷却，节约了能耗；同时对弯折过程分解为多个道次进行加工并且在弯折处形成圆角，有效降低了材料内部在弯折过程中所残余的应力，防止钢板材料自身发生扭转或是在弯折处发生断裂，保证了成型出的带燕尾安装槽的异形杆形状尺寸精确并具有更高的强度和良好的承载能力。

Description

一种带安装槽异形杆的冷弯成型方法

技术领域

本发明涉及钢管冷弯成型领域，具体为一种安装槽的冷弯成型方法和包含有该安装槽异形杆的冷弯成型方法。

背景技术

冷弯成型是通过顺序配置的多道次成型轧辊，将金属板带材不断地进行横向弯曲，以制成特定断面型材的工艺技术。冷弯成型是一种节材、节能、高效、先进和适用的金属成型工艺，是板带材深度加工的一个重要领域，辊式冷弯成型具有生产效率高，产品质量好，对材料的性能影响小，易于实现生产自动化，适合大规模化生产作业，适合制作冷弯型钢的材质品种繁多，原料来源丰富。冷弯成型设备可生产出一般热轧难以生产的复杂断面、品种多样的冷弯型材，从而在金属消耗最少的情况下，获得最大的刚性和强度；在大规模生产中，成型辊的费用比冲模少，而使用寿命却比冲模长得多。其中辊弯成型工艺又是冷弯型钢的主要加工方法，它是通过一组纵向排列的轧辊，将平整的原板逐渐变形，使之达到适合使用要求的形状；而且冷弯成型的产品表面光洁，外观好，尺寸精确，长度也可以根据需要灵活调整，全部按定尺或倍尺供应，提高材料的利用率；生产中还可与冲孔等工序相配合，以满足不同的需要。

在申请公布号为CN110871219A的发明专利申请文件中公开的一种高强形钢方矩形管的冷弯成型工艺，用以将高强钢板带加工成高强型钢方矩形管，根据方矩形管的边长尺寸，沿高强钢板带宽度方向，将高强钢板带划分为左上边段、左边段、下边段、右边段和右上边段，依次进行如下步骤：将左上边段和右上边段弯折到规定角度；将左边段和右边段弯折到规定角度；同时弯折左上边段、左边段、下边段、右边段和右上边段至规定角度；对左上边段和右上边段进行焊接，并同时弯折左上边段和右上边段保证左上边段和右上边段为对准状态；对半成型高强型钢方矩形管进行整形。

安装槽作为一种机械制造领域和工业建筑领域常见的安装配合结构，具有良好的导向和配合锁紧等作用，同时由于安装槽自身形状中带有三角形结构的特性，使得设置有安装槽的杆件其支撑能力、抗弯折能力能够得到有效加强，被广泛应用于各类产品中。

如授权公告号为CN201963652U中国实用新型专利文件中公开的一种安装槽立柱的连接结构，包括安装槽立柱、连接板，所述安装槽立柱的侧面设有安装槽，所述连接板一端设有榫头，所述榫头与所述安装槽相匹配。本实用新型由于采用了上述技术方案，通过连接板上的榫头与安装槽立柱的安装槽的配合可将多块连接板连接，安装简便。

本发明的目的是在于提供一种在基板通过冷弯成型工艺快速高效形成燕尾形状安装槽的方法，同时还提供了一种带有该安装槽异形杆的冷弯成型方法。

技术解决方案

本发明提供了一种安装槽以及带有该安装槽异形杆的冷弯成型方法，能够有效避免冷弯过程中钢板发生断裂，精确定位各个安装槽并且提高加工成型效率和精度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：所述带安装槽异形杆的冷弯成型方法包含以下步骤：

S1、形成基槽：在基板上通过第一压辊组件处理形成向基板一侧凸起的基槽，所述基槽包含有与基板相平行的连接壁和分别连接所述连接壁两端与两侧基板的安装壁，所述连接壁与安装壁之间形成有第一折角部，所述第一折角部两侧壁之间呈锐角，所述安装壁与基板之间形成有第二折角部，所述第二折角部两侧壁之间也呈锐角，形成一种内部连接壁的宽度大于所述第一折角部与第二折角部之间的间距的基槽。

作为对本发明的优选，还包括以下步骤：

S2、形成安装槽：通过一种表面包含有圆弧形曲面的第二压辊组件依次对与基槽上的第一折角部或第二折角部由内向外进行挤压弯折处理，使第一折角部内所包含的弯折角成为圆角，形成内回转部；第二折角部内所包含的弯折角也成为圆角，形成外回转部，从而将基槽制成安装槽。

作为对本发明的优选，还包括以下步骤：

S2、形成安装槽：包含有以下步骤：

(S2a)通过一种包含有相对位于基槽一侧安装壁互相交错设置的内辊和外辊的第二压辊组件同时对与该安装壁相连的第一折角部和第二折角部进行挤压弯折处理，所述内辊和外辊的表面包含有圆弧形曲面，使该侧第一折角部中所包含的弯折角成为圆角，形成内回转部；第二折角部中所包含的弯折角成为圆角，形成内回转部；

（S2b）在该基槽的另一侧重复所述步骤S2a，将所述基槽制成安装槽。

作为对本发明的优选，还包括以下步骤：

S3、形成转向弯折部：将与安装槽上连接板两端相连接的基板主体利用第三压辊组件进行挤压弯折处理形成回转交叉角，在回转交叉角与外回转部之间形成转向弯折部；位于一个安装槽两侧的转向弯折部、交叉回转角、连接于交叉回转角上的部分基板与该安装槽共同形成异形杆上的安装槽单元。

作为对本发明的优选，还包括以下步骤：

S4、在所述基板上重复所述步骤S1-S3，直至基板上的安装槽单元全部成型，基板的两端部互相靠近抵靠贴合或形成间隙。

作为对本发明的优选，取最终所需成型的异形杆中所包含的安装槽的数量为整数N，基板的宽度为D，则所述每个安装槽单元中所包含处理的基板宽度为D/N；在步骤S1前增加步骤S1a，所述步骤S1a如下：

S1a、划分加工段：将基板标记分为N段宽度为D/N的加工段，在基板上选取一处加工段，在所述加工段的中心处通过第一压辊组件的处理定位成型基槽；所述交叉回转角的大小为180°/N。

作为对本发明的优选，所述第一压辊组件包含有若干压辊，各个压辊之间的间距可变，对基板由中心向两侧进行对称的挤压弯折处理，在基板上同时形成相对于基板中心线左右对称的若干安装槽。

作为对本发明的优选，所述第一压辊组件、所述第三压辊组件中包含左右对称的一对压辊并且两部分压辊之间的间距可变，通过第三压辊组件对基板由外侧向基板中心挤压弯折处理形成各个与安装槽相连接的交叉回转角，同时形成安装槽单元。

作为对本发明的优选，在所述冷弯成型方法的最后增加设置对异形杆的整形变形的步骤。

有益效果

综上所述，本发明能够实现以下多项有益效果：

1. 所述安装槽冷弯成型工艺方法中，利用压辊挤压弯折加工基板制造安装槽的方法，相较于冷拔成型工艺，其所需原材料不需要为一种初步成型的管体，大大减少了原材料在运输储存过程中所占用的空间，提高了运输存储效率，降低该过程中的支出成本；相较于普通弯折工艺，不需要对钢板进行加热处理并且能够有效防止钢板在弯折角位置发生断裂损坏。

2. 所述安装槽冷弯成型工艺方法中，首先利用压辊在基板上成型出作为安装槽制造基础的基槽，便于在形成基槽以后对其位置和形状尺寸进行初步定位和测量，降低在后续成型过程中所产生的累积误差。

3. 所述安装槽冷弯成型工艺方法中，先通过第一压辊组件对基板进行弯折处理形成向外凸起的基槽，所述基槽中连接壁的宽度小于左右两侧与基板相连接的第二折角部之间的距离，使得所述基槽呈一种内大外小的形状，在通过第二压辊组件将第一折角部和第二折角部挤压弯折形成内回转部和外回转部。该方式将形成圆角的步骤与形成基槽的步骤进行分离，对于相同基槽能够采用不同的尺寸规格的压辊进行处理形成多种形状尺寸的圆弧形弯折角，同时能够对同一基板上的基槽以分段的方式进行处理，能够使最终成型出的异形杆件上包含有储存规格的圆弧形弯折角，以满足不同使用需求，进一步提高了该方法下生产出的异形杆种类的多样性。

4. 所述的一种带安装槽异形杆冷弯成型工艺方法中对基板上的基槽及安装槽单元采用逐个冷弯的方式进行成型，能够精确保证成型出的每一个安装槽单元的形状尺寸以及两个安装槽之间的间距大小。

5. 所述的一种带安装槽异形杆冷弯成型工艺方法中，在制造成型作为安装槽制造基础的基槽时，采用由基板的中心部向两侧加工成型出相对于基板的中心轴向左右对称的基槽，使得成型出的基槽之间的位置更为精确，同时也保证了加工时基板受力的平衡，避免了基板自身发生倾斜或是偏移导致成型出形状尺寸不合格的基槽。

6. 所述的一种带安装槽异形杆冷弯成型工艺方法中采取了由基板的两端向中心进行挤压弯折处理在基板上对称形成转向弯折部，保证了加工时基板受力的平衡，避免了基板自身发生倾斜或是偏移导致成型出形状尺寸不合格的转向回转部；同时该形成转向弯折部的方法使得每一次作为加工基础的基板部均位于同一平面上，大大降低了加工成型的难度。

7. 对冷弯处理过程结束后的异形杆通过修整设备进行处理，通过将异形杆穿过带有精确截面形状的模具中的整形孔，对异形杆进一步进行定位修整，减少挤压弯折过程中带入的形状误差，提升产品的标准化程度。

附图说明

图1为带安装槽异形杆截面示意图；

图2为在基槽各部分结构示意图；

图3为在基槽在第二压辊组件作用下受力示意图；

图4为在安装槽各部分结构示意图；

图5为在安装槽单元跟部分结构示意图；

图6为整形模具孔截面结构示意图；

图7为各主要部分成型顺序示意图；

图8为实施例3所对应的带安装槽异形杆冷弯成型工艺方法流程示意图。

图中：

1——基板；

2——基槽，2a——安装壁，2b——连接壁，2c——第一折角部，2d——第二折角部；

3——安装槽，3a——内回转部，3b——外回转部；

4——安装槽单元，4a——专项弯折部，4b——交叉回转角。

本发明的实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

须知，本说明书附图所绘的结构、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。

本方案是通过以下技术手段实现的：

实施例1：一种带安装槽3异形杆的冷弯成型工艺方法，包含以下步骤：

S1a、选取一块长度为L，宽度为D的钢制原料基板1，用于加工成型高度为L的带安装槽3异形杆。当最终所需成型的异形杆中所包含的安装槽3的数量为整数N时，则所述每个安装槽单元4中所包含处理的基板1宽度为D/N，故将基板1标记分为N段宽度为D/N的加工段，在基板1上选取一处加工段，在所述加工段的中心处通过第一压辊组件的处理定位成型基槽2。

S1、在基板1上所选取的加工段的中部通过多道次布置的第一压辊组件逐步挤压弯折处理形成向基板1一侧凸起的基槽2，所述基槽2包含有与基板1相平行的连接壁2b和分别连接所述连接壁2b两端与两侧基板1的安装壁2a，所述连接壁2b与安装壁2a之间形成有第一折角部2c，所述安装壁2a与基板1之间形成有第二折角部2d；具体的，将所述第一折角部2c和第二折角部2d均弯折加工成锐角，使基板1上所形成的基槽2均形成一种内大外小的形状。

S2、通过带有圆弧形压辊的第二压辊组件对步骤S1中所形成的基槽2中的弯折角逐个进行挤压弯折处理，使得所述第一折角部2c和第二折角部2d中的弯折角均形成圆角，使得第一折角部2c和第二折角部2d分别对应形成内回转部3a和外回转部3b，从而将基槽2制成能够利用内部侧壁面进行卡合的安装槽3。

S3、形成转向弯折部4a：将与安装槽3上连接板两端相连接的基板1主体利用多道次设置的第三压辊组件进行挤压弯折处理逐步形成回转交叉角，所述交叉回转角4b的大小为180°/N，在回转交叉角与外回转角之间形成转向弯折部4a；位于一个安装槽3两侧的转向弯折部4a、交叉回转角4b、连接于交叉回转角4b上的部分基板1与该安装槽3共同形成异形杆上的安装槽单元4。

S4、重复步骤S1-S3，在基板1上成型完成全部的安装槽单元4，同时在各个交叉回转角4b的作用下，基板1两侧端部互相靠近直至贴合抵靠或是形成极小的间隙。

S5、通过焊接的方式将基板1两侧端部固定连接为一体，成型出带有安装槽3的异形杆。

S6、将所成型出的异形杆的形状进一步修整加工，获得形状更规则且强度更高的异形杆。

实施例2：一种带安装槽3异形杆的冷弯成型工艺方法，其特征在于：所述冷弯成型工艺方法包含以下步骤：

S1、在基板1上所选取的加工段的中部通过多道次布置的第一压辊组件逐步挤压弯折处理形成向基板1一侧凸起的基槽2，所述基槽2包含有与基板1相平行的连接壁2b和分别连接所述连接壁2b两端与两侧基板1的安装壁2a，所述连接壁2b与安装壁2a之间形成有第一折角部2c，所述安装壁2a与基板1之间形成有第二折角部2d；具体的，将所述第一折角部2c和第二折角部2d均弯折加工成锐角，使基板1上所形成的基槽2均形成一种内大外小的形状；

S2a、通过一组包含有互相交错设置内辊和外辊的第二压辊组件对位于基槽2一侧第一折角部2c和第二折角部2d进行挤压弯折处理，所述内辊和外辊回转轴线互相平行且不再同一直线上，且所述内辊和外辊的表面均呈圆弧形曲面，弯折处理时，使所述内辊设在第一折角部2c由内向外施压形成内回转部3a，所述外辊设在第二折角部2d由内向外施压形成外回转部3b，所述内辊对第一折角部2c施加的作用力与外辊对第二折角部2d施加的作用力方向相反互相平行且不再同一直线上；

S2b、在步骤S2中所述的基槽2的另一侧通过第二压辊组件通过挤压弯折处理使得所述基槽2成型为一种包含有内回转部3a和外回转部3b的安装槽；

S3、重复步骤S1-S2b，在所述基板1上形成若干安装槽3；

S4、在位于基板1上的靠外两侧部通过包含有对称压辊的第三压辊组件进行挤压弯折处理使基板1靠外两侧部同时向安装槽3一侧发生弯折形成位于基板1两侧相对称的转向弯折部4a；

S5、通过调节第三压辊组件中两部分压辊之间的间距使两部分压辊之间的间距变小，由外侧向内对步骤S5中所述位于两侧安装槽3另一侧的基板1通过挤压弯折处理使两部分基板1从此处向安装槽3一侧发生弯折形成位于基板1两侧相对称的转向弯折部4a；

S6、重复步骤S4-S5，在基板1的两侧两两对称形成若干组对称的交叉回转角4b，直至全部安装槽单元4成型，同时所述基板1主体的两侧向同一方向发生弯折包围形成内部中空的初步成型杆，位于基板1最外侧的两端部互相抵靠贴合或形成缝隙；

S7、对基板1的两端部通过焊接的方式连接成一体。

实施例3：一种带安装槽3异形杆的冷弯成型工艺方法，其特征在于：所述冷弯成型工艺方法包含以下步骤：

S1、在基板1上通过第一压辊组件处理同时形成向一侧凸起并且相对于基板1中心线的左右对称分布的若干个基槽2，所述基槽2包含有与基板1相平行的连接壁2b和分别连接所述连接壁2b两端与两侧基板1的安装壁2a，所述连接壁2b与安装壁2a之间形成有第一折角部2c，所述安装壁2a与基板1之间形成有第二折角部2d；具体的，将所述第一折角部2c和第二折角部2d均弯折加工成锐角，使基板1上所形成的若干个基槽2均形成一种内大外小的形状；

S2a、通过一组包含有多对互相交错设置内辊和外辊的第二压辊组件对位于步骤S1所形成的若干个基槽2同一侧的第一折角部2c和第二折角部2d同时进行挤压弯折处理，所述内辊和外辊的表面包含有圆弧形曲面，使该侧第一折角部中所包含的弯折角成为圆角，使所述内辊贴合处理第一折角部2c形成内回转部3a，所述外辊贴合处理第二折角部2d形成外回转部3b；

S2b、对步骤S2a中所述的若干个基槽2的另一侧通过第二压辊组件通过挤压弯折处理使得所述基槽2成型为一种两侧均形成有内回转部3a和外回转部3b的安装槽3；

S3、调节所述第一压辊组件中对称压辊之间的间距以及相对称的两组第二压辊组件之间的间距并且重复步骤S1-S2b，在所述基板1上由中心向两侧逐步对称形成若干安装槽3，直至基板1上的全部安装槽3成型；

S5、通过调节第三压辊组件中两部分压辊之间的间距使两部分压辊之间的间距变小，由外侧向内对步骤S4中所述位于两侧安装槽3另一侧的基板1通过挤压弯折处理使两部分基板1从此处向安装槽3一侧发生弯折形成位于基板1两侧相对称的转向弯折部4a；

S7、对基板1的两端部通过焊接的方式连接成一体。

实施例4：在实施例1中所述的带安装槽3异形杆冷弯成型工艺方法的基础上进一步优选，所述基板1材料采用Q235、Q355或Q460，具有成本低，强度高，延展弯折性能好的优点。在异形杆最终成型阶段，对钢板两端部所形成的的抵靠处或间隙采用高频焊接的方式进行焊接，具有焊缝热影响区小，加热速度快，因而能大大提高焊接速度和焊缝质量，而且可用未经酸洗、喷丸和切边的带钢作坯料，同时可焊接合金钢、高合金钢和有色金属管材，大大降低单位耗电量，同时采用一套焊接设备可生产各种尺寸规格的金属异形杆。

进一步优选，对焊接成型的异形杆进行整形操作，具体可利用一种带与有所需异形杆截面形状相适应的模具孔的设备对异形杆进行最终修整处理，使得最终获得的带安装槽异形杆的尺寸造型以及安装槽3之间的位置关系更为精准，便于与其它零部件进行更为精确的定位安装。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

一种带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：所述带安装槽异形杆的冷弯成型方法包含以下步骤：

S1、形成基槽：在基板上通过第一压辊组件处理形成向基板一侧凸起的基槽，所述基槽包含有与基板相平行的连接壁和分别连接所述连接壁两端与两侧基板的安装壁，所述连接壁与安装壁之间形成有第一折角部，所述第一折角部两侧壁之间呈锐角，所述安装壁与基板之间形成有第二折角部，所述第二折角部两侧壁之间也呈锐角，形成一种内部连接壁的宽度大于所述第一折角部与第二折角部之间的间距的基槽。
根据权利要求1所述的带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S2、形成安装槽：通过一种表面包含有圆弧形曲面的第二压辊组件依次对与基槽上的第一折角部或第二折角部由内向外进行挤压弯折处理，使第一折角部内所包含的弯折角成为圆角，形成内回转部；第二折角部内所包含的弯折角也成为圆角，形成外回转部，从而将基槽制成安装槽。
根据权利要求1所述的带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S2、形成安装槽：包含有以下步骤：

(S2a)通过一种包含有相对位于基槽一侧安装壁互相交错设置的内辊和外辊的第二压辊组件同时对与该安装壁相连的第一折角部和第二折角部进行挤压弯折处理，所述内辊和外辊的表面包含有圆弧形曲面，使该侧第一折角部中所包含的弯折角成为圆角，形成内回转部；第二折角部中所包含的弯折角成为圆角，形成内回转部；

（S2b）在该基槽的另一侧重复所述步骤S2a，将所述基槽制成安装槽。
根据权利要求2或3所述的带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S3、形成转向弯折部：将与安装槽上连接板两端相连接的基板主体利用第三压辊组件进行挤压弯折处理形成回转交叉角，在回转交叉角与外回转部之间形成转向弯折部；位于一个安装槽两侧的转向弯折部、交叉回转角、连接于交叉回转角上的部分基板与该安装槽共同形成异形杆上的安装槽单元。
根据权利要求4所述的带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S4、在所述基板上重复所述步骤S1-S3，直至基板上的安装槽单元全部成型，基板的两端部互相靠近抵靠贴合或形成间隙。
根据权利要求5所述的带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：在所述基板的两端部抵靠贴合或形成间隙处通过焊接的方式将两端部连接为一体，形成带安装槽异形杆。
根据权利要求1所述的带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：取最终所需成型的异形杆中所包含的安装槽的数量为整数N，基板的宽度为D，则所述每个安装槽单元中所包含处理的基板宽度为D/N；在步骤S1前增加步骤S1a，所述步骤S1a如下：

S1a、划分加工段：将基板标记分为N段宽度为D/N的加工段，在基板上选取一处加工段，在所述加工段的中心处通过第一压辊组件的处理定位成型基槽；所述交叉回转角的大小为180°/N。
根据权利要求1所述的带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：所述第一压辊组件包含有若干压辊，各个压辊之间的间距可变，对基板由中心向两侧进行对称的挤压弯折处理，在基板上同时形成相对于基板中心线左右对称的若干安装槽。
根据权利要求5所述的带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：所述第三压辊组件中包含左右对称的一对压辊并且两部分压辊之间的间距可变，通过第三压辊组件对基板由外侧向基板中心挤压弯折处理形成各个与安装槽相连接的交叉回转角，同时形成安装槽单元。
根据权利要求6所述的带安装槽异形杆的冷弯成型方法，其特征在于：在所述冷弯成型方法的最后增加设置对异形杆的整形变形的步骤。