一种复杂截面冷弯型钢的辊弯成型方法与流程

本发明涉及辊弯成型技术领域，特别是指一种复杂截面冷弯型钢的辊弯成型方法。

背景技术：

辊弯型钢是一种用途非常广泛的经济型型材。由于其截面结构合理(通常根据使用要求设计)、品种规格繁多、几何尺寸精确以及现代社会对材料轻量化、截面形状合理化和功能化的使用要求,因而几乎遍及人们日常生活的各个领域。随着技术的不断进步和用户对产品要求的不断提高,冷弯型钢也向着更加复杂、精密的方向发展。但由于辊弯成形过程复杂影响因素众多，轻量化用高强钢或超高强钢等板带材辊弯成型过程变形规律尚未被人们所完全掌握，所以在对辊弯型钢产品，尤其是复杂截面型钢产品的孔型设计还主要依赖设计者的生产经验。与普通槽钢相比，复杂截面型钢其截面形状复杂且一般不对称,存在严重的非均匀变形，成型难度大，且弯曲角的数量相较于普通槽钢显著增多。弯曲工艺是复杂截面型钢的辊弯成型过程的关键技术之一，弯曲角的成型工艺和变形角的合理分配影响了最终产品的成型质量。

目前针对复杂截面型钢的弯曲角度调控方法主要有两种：

一种是小奈弘(日)和刘继英提出的合手型角度调控法：首先进行立边弯曲，在第2～3道次开始檐边成型；这种方法在复杂截面成型的过程中更有利于板带材料的横向位移，材料横向进给更充分，但是由于檐边在第2～3道次开始成型，导致复杂截面型钢的檐边端点有过大的提升高度，导致板带在同一横截面上产生较大的速度差，从而使复杂截面型钢的檐边端部出现较大的纵向拉伸变形，这就会导致复杂截面型钢在成型的过程中边部出现边波等的缺陷；

另一种是由王先进提出的平台型角度调控法：檐边与立边弯曲同时进行，且弯曲角度相等；这种方法由于檐边与立边弯曲同时进行，改善了边波的缺陷，但由于每一过渡断面的檐边均处于平行的水平面上，所以在弯曲工艺的前几道次时易发生弯折点横向偏移，尤其在高强钢成型时，这种缺陷尤为突出。这就需要在进行轧辊设计时，前几道次的轧辊需要设计一定高度的挡边装置，来解决实际生产过程中出现的板带偏移的现象。目前这种方法被广泛使用，能解决成型过程中出现的边波和偏移缺陷，但是也存在成型成本过高和成型精度有时难以保证等问题。

技术实现要素：

本发明针对于以上两种复杂截面型钢弯曲方法的成型工艺所出现的问题，以及高强钢和超高强钢板带的材料特性对辊弯成型过程影响，提供一种复杂截面冷弯型钢的辊弯成型方法——udt(ustb-durable.t)伞型角度调控法。

该方法具体为：将复杂截面冷弯型钢的立边与檐边弯曲同时进行，且檐边弯曲角大于立边弯曲角，三道次以上连续辊弯成型，形成的辊花呈伞型。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

该方法具有高效、节材、节能和产品精度高等优点，可很好地解决复杂截面冷弯型钢成型过程基准点易偏移和易出现边波质量缺陷等难题，为稳定批量实现复杂截面冷弯型钢的高精度辊弯成型提供了新方法。

附图说明

图1为本发明的复杂截面冷弯型钢的辊弯成型方法的伞形辊花示意图；

图2复杂截面型钢弯角部位；

图3为本发明实施例中复杂截面形状的电梯导轨的截面参数示意图；

图4为本发明实施例中合手型角度调控法辊花工艺图；

图5为本发明实施例中合手型角度调控法左右檐边端部所受的最大纵向应变值与材料的屈服极限值对比图；

图6为本发明实施例中合手型角度调控法仿真结果图；

图7为本发明实施例中平台型角度调控法辊花工艺图；

图8为本发明实施例中平台型角度调控法左右檐边端部所受的最大纵向应变值与材料的屈服极限值对比图；

图9为本发明实施例中平台型角度调控法仿真结果图；

图10为本发明实施例中udt伞型角度调控法左右檐边端部所受的最大纵向应变值与材料的屈服极限值对比图；

图11为本发明实施例中udt伞型角度调控法仿真结果图。

其中：1-檐边；2-立边。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种复杂截面冷弯型钢的辊弯成型方法。

某公司研发的一款复杂截面形状的电梯导轨，其产品截面参数要求如图3所示，其中，厚度t＝1.5mm。根据设计参数可确定成型道次为8，且对复杂截面型钢2个檐边1弯曲角α和2个立边2弯曲角β的弯曲顺序的制定存在3种不同的角度调控方法，通过dtm线性仿真对这三种复杂截面型钢的方法进行对比分析。可得到三种方法所制定的复杂截面型钢成型工艺如表1：

表1.1复杂截面形状的电梯导轨不同方法的成型工艺

1、合手型角度调控法：首先进行2道次的立边弯曲，接着的后续道次同时进行立边和檐边弯曲，且立边弯曲角β大于檐边弯曲角α，图4为合手型角度调控法的辊花工艺图。

使用dtm线性仿真对复杂截面型钢檐边和立边每道次所受的最大纵向应变值进行分析，采用合手型角度调控法的复杂截面型钢檐边每道次所受的最大纵向应变值如图5。由图5可知：檐边每道次所受的最大纵向应变值皆高过该板带材料的屈服极限值且数值较大。而且经过仿真分析可知出现了边波的缺陷，如图6所示。这种缺陷在生产过程中也时有出现。

2、平台型角度调控法：檐边与立边弯曲同时进行，且弯曲角度相等。图7为平台型角度调控法的辊花工艺图。

仿真结果如图8所示，该种弯曲方法的成形工艺复杂截面型钢檐边端部在每道次所受的纵向应变最大值与之前合手型角度调控法相比有了显著的降低，每道次所受最大纵向应变值的数值大小更接近于板带材料的屈服极限值，但是板带在第3道次到第4道次之间左右两侧的檐边端部所受的纵向应变值出现了差值，这就表示板带在成型过程中经过第3道次到第4道次时左右出现了明显的不对称，如图9所示，即板带偏移的现象。

3、udt伞型角度调控法：如图2所示，将复杂截面冷弯型钢的立边与檐边弯曲同时进行，且檐边弯曲角α大于立边弯曲角β。图1为udt伞型角度调控法的伞形辊花工艺图。

针对该种弯曲方法的成型工艺进行dtm仿真的左右檐边端部所受的最大纵向应变值与材料的屈服极限值对比如图10所示，可以看出复杂截面型钢在成型过程中檐边端部在每道次所受的最大纵向应变值很好的控制在了板带材料屈服极限的附近，udt伞型角度调控法仿真结果如图11，相对于第一种合手型角度调控首先进行立边弯曲，2～3道次后加入檐边成型弯曲的方法相比能够有效的避免复杂截面型钢在成型过程中易出现边波的质量缺陷；同时相较于第二种平台型角度调控法的檐边与立边弯曲同时进行，且弯曲角度相等弯曲方法复杂截面型钢边沿端部左右两侧所受的纵向应变值也没有出现差值，即该弯曲方法的成型工艺成型过程中复杂截面型钢能够有效地避免在前几道次出现的弯折点偏移现象的产生，保证复杂截面型钢产品的生产。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。