Z形冷弯型钢的滚弯成型方法与流程

本发明涉及冷弯成型技术领域，尤其涉及一种z形冷弯型钢的滚弯成型方法。

背景技术：

冷弯型钢产品按照断面形状分为对称和非对称产品两大类，z形冷弯型钢为非对称产品。目前非对称的z形冷弯型钢采用常规的滚弯成型方法，但是z形冷弯型钢采用高强度钢，反弹大，采用滚弯成型后段的矫直方法调整很难控制，因此采用常规的滚弯成型方法后得到的产品存在纵向弯曲、侧弯、扭曲、浪形等缺陷，如图1～图3所示，其中图1为z形冷弯型钢的截面示意图，图2为z形冷弯型钢发生弯曲缺陷的示意图，图3为z形冷弯型钢发生扭转缺陷的示意图。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种不仅制造成本低而且保证产品质量的z形冷弯型钢的滚弯成型方法。

为实现上述目的，本发明所设计的一种z形冷弯型钢的滚弯成型方法，其特征在于，包括轧辊调整、z形冷弯型钢旋转成型以及z形冷弯型钢成型后竖弯、侧弯、扭转调整工序，所述z形冷弯型钢旋转成型的具体过程为，调整第一至第五架次轧辊与水平方向成22°的角度，进而使带钢初始角度与水平方向成22°，带钢经第一架次轧辊滚弯后θ1＝30°，θ2＝16°，带钢经第二架次轧辊滚弯后θ1＝60°，θ2＝24°，带钢经第三架次轧辊滚弯后θ1＝86°，θ2＝34°，带钢经第四架次轧辊滚弯后θ1＝92°，θ2＝32°，带钢经第五架次轧辊滚弯后θ1＝90°，θ2＝32°，带钢经第一至第五架次轧辊滚弯后得到初成型的z形冷弯型钢。

作为优选方案，所述竖弯、侧弯、扭转调整工序的具体过程为，调整第六至九架次轧辊与水平方向成0°，并且通过侧辊进退改变竖边挤压力进而矫正侧弯，通过上辊压下量矫正竖弯；调整第十架次轧辊旋转6°±5°，且第十一架次轧辊旋转15°±5°调整扭转。

作为优选方案，所述轧辊调整包括成型中心标记、成型视角预留和调整辊缝间隙过程，所述成型中心标记的具体过程为，首先确定z形冷弯型钢的质心位置，以质心位置作为z形冷弯型钢的成型中心，然后在每架轧辊的上下轧辊表面标记成型中心的位置，最后排辊时保证每架轧辊的上下轧辊表面标记成型中心的位置在一条直线；所述成型视角预留的具体过程为，将每架轧辊的上下轧辊的辊缝间隙预留1°的视角；所述调整辊缝间隙的具体过程为，利用直径为3mm的圆柱形塞尺测量轧辊两侧折弯处的辊缝间隙，利用厚度为3mm的矩形塞尺测量轧辊中间辊缝间隙。

本发明的优点在于：与传统的z形冷弯型钢滚弯成型方法相比，本发明通过旋转成型方式，即调整钢带初始角度与水平方向成22°，z形冷弯型钢在成型过程中每一个面都在转，使不对称z形冷弯型钢截面左右两侧重心或质心处于同一平衡的角度，减少延伸，只需将轧辊的角度进行调整，制造成本低，减少弯扭缺陷。

附图说明

图1为z形冷弯型钢的截面示意图；

图2为z形冷弯型钢发生弯曲缺陷的示意图；

图3为z形冷弯型钢发生扭转缺陷的示意图；

图4为z形冷弯型钢的成型中心示意图；

图5为第一架次中成型中心标记示意图；

图6为图5中i部分的放大图；

图7为成型视角预留示意图；

图8为采用塞尺测量辊缝间隙示意图；

图9为0道次时钢带初始状态示意图；

图10为传统z形冷弯型钢水平成型示意图；

图11为本发明z形冷弯型钢旋转成型示意图；

图12为z形冷弯型钢θ1和θ2的角度测量示意图；

图13为第九架次轧辊弯曲调整示意图；

图14为第10架次轧辊旋转控扭示意图；

图15a至15h为带钢经11道次滚弯为z型冷弯型钢的过程示意图；

图中各部件标号如下：1.1第一架次上辊、1.2第一架次下辊、2成型中心线、3带钢、4第九架次轧辊侧辊、5.1第五架次上辊、5.2第五架次下辊、6第九架次轧辊上辊、7第10架次轧辊；图11中的0～9表示滚弯道次，图15a至15h中的0～11表示滚弯道次。

具体实施方式

为更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对发明进行详细的说明。

为解决现有z形冷弯型钢技术中存在弯曲、侧弯、扭曲、浪形等缺陷的问题，本发明提供一种z形冷弯型钢的滚弯成型方法，其通过轧辊调整、旋转成型以及竖弯、侧弯、扭转调整工艺提高z形冷弯型钢的合格率，降低制造成本。以下通过具体实施例对本发明的优选方式进行详细说明。

z形冷弯型钢的滚弯成型方法，其特征在于：包括步骤：

1)轧辊的调整

1.1成型中心标记：在轧辊上标记质心的位置方便产品调整，保证非对称产品z形冷弯型钢在成型过程中成型中心能始终在一条直线上；具体过程为，首先确定z形冷弯型钢的成型中心(质心)，对称断面的成型中心往往都是对称中心，非对称断面则根据断面形状确定，有几何中心、质心或者自定义的，而z形冷弯型钢则选择质心，质心可通过cad中查询z型钢截面质量特性获得，具体操作步骤为：

绘制z形冷弯型钢cad截面→创建面域→工具→查询→面域/质量特性→获得质心坐标→输入命令dor→输入坐标→获得质心，z形冷弯型钢的成型中心如图4所示。

如图5～6所示，在上下轧辊表面设计r2.5的标记线，在生产排辊时，保证每架轧辊的上下轧辊表面标记成型中心的位置在一条直线，这条直线如图5标出的成型中心线2，图5～6中为第一架次的成型中心标记示意图，第二至十一架次的成型中心标记与第一架次的成型中心标记相同，为了方便产品调整，保证非对称产品z形冷弯型钢在成型过程中成型中心能始终在一条直线上。

1.2成型视角预留：由于z型冷弯型钢材料采用高强度钢，为了减小反弹及带钢与轧辊之间的摩擦，上下轧辊的辊缝间隙(钢带空间)设计为带有一定的视角，如图7所示，预留视角时，角度设为1°，与变形回弹相反方向的轧辊作为预留辊。

1.3利用塞尺调整辊缝间隙：上下辊在装配调试时，必须预留合理的辊缝间隙，一般比产品厚度值小2mm，本发明厚度为5mm的钢带，辊缝间隙设计为3mm，但测量3mm辊缝间隙方法的相关资料少见，可靠的测量才可保证钢带材料在滚压变形中受上下辊挤压力均匀，保证材料延伸一致。本发明采用特制的塞尺工具测量辊缝间隙，其测量方法如图8所示，由于轧辊两侧折弯处(a和c位置)辊缝间隙预留了1°视角(步骤1.2)，间隙非均匀，因此设计圆柱形塞尺直径3mm，测量最小位置即a和c处。而轧辊中间(b位置)辊缝间隙均匀，塞尺设计为矩形厚3mm，测量中部位置即可。如果辊缝间隙不合格，可调整上辊横向移动或压下量。

2)旋转成型

2.1带钢初始状态调整(0道次)：参考图9以及图11所示，调整钢带初始角度，使钢带3与水平方向成22°。

2.2)z形初成型(第一至五道次)：参见图11所示，本发明采用旋转成型方法，即z形冷弯型钢在成型过程中每一个面都在转，调整钢带初始角度与水平方向成22°(如图11所示的0位)，使不对称z形冷弯型钢截面左右两侧重心或质心处于同一平衡的角度，可减少延伸，旋转成型，有利于弯扭的调整。传统滚弯成型采用水平成型方式(参考图10所示)，即设置钢带的初始状态为水平状态即型钢有一面始终处于水平(如图10所示的0位)，由于钢带在滚弯过程的最高点和最低点的变形量相差较大，即钢带纵向延伸差异大，致使最终产品极易弯曲扭转。

参见图11所示，第一道次(参见图11的1位)控制θ1＝30°，θ2＝16°；第二道次(参见图11的2位)控制θ1＝60°，θ2＝24°；第三道次(参见图11的3位)控制θ1＝86°，θ2＝34°；第四道次(参见图11的4位)控制θ1＝92°，θ2＝32°；第五道次(参见图11的5位)控制θ1＝90°，θ2＝32°；θ1和θ2的角度测量结合图11和图12所示。第一至五架次与水平方向成22°。

3)竖弯、侧弯、扭转调整

3.1旋转控制弯曲(第六至九道次)：如图13所示，初成型的z形冷弯型钢通过六、七、八、九架次逐渐旋转至水平状态，侧弯和竖弯缺陷通过六、七、八、九架次单独调整，如图7所示，通过侧辊4进退改变竖边挤压力进而矫正侧弯，通过上辊6压下量矫正竖弯。第六至九架次与水平成0°。

3.2)矫直控制扭转(第十、十一道次)：通过矫直10、11架次调整扭转，结合图13和图14所示，10架次旋转6°调扭，11架次旋转15°调扭，通过改变产品相反方向旋转，以消除扭转。

本实施例中成型角度及道次的分配见表1所示。

表1

本实施例带钢经过11道次滚弯为z型冷弯型钢的过程如图15a～15h。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。