一种重型工字钢弯曲成型控制工艺的制作方法

本发明属于型材的冷弯加工成型工艺技术领域，具体的说是一种重型工字钢弯曲成型控制工艺。

背景技术：

在众多的钢构厂房中，存在各种承台、桁梁、设备平台等多种结构件，这些结构件都要求用工字钢弯曲成型。在此类结构件的制作过程中，为保证工字钢的加工质量及附件的安装精度，经常需要经过精细的工艺分析、反复的工艺试验，对相应的结构件探索和总结相关的制作工艺，以确保产品质量。。

现有技术中也出现了一些关于工字钢弯曲成型工艺的技术方案，如申请号为201210389451x的一项中国专利公开了一种重型工字钢弯曲成型控制工艺，所述的弯曲成型控制工艺包括：步骤一，计算工字钢展开长度并下料；步骤二，调试弯曲设备参数，并进行定位；步骤三，将工字钢通过弯曲成型机弯曲成型。本发明所述重型工字钢弯曲成型控制工艺，首先通过理论受力原理分析，确定出工字钢弯曲成型时工艺关键控制点，在此基础上探索出一条行之有效的弯曲成型控制工艺，并制作出与该工艺配套使用的弯曲工艺装备，通过实际生产检验，该工艺方法关键控制点合理，经济实用，工字钢弯曲成型合格率高，适于大批量生产，适合广泛推广应用，经济效益显著；现有弯曲成型机在工字钢进行折弯时，通过工字钢穿过竖直方向布置的两个轴线水平的限位辊，进而控制工字钢的竖直方向变形，保证工字钢弯曲之后的平整度，但工字钢在顶推辊的挤压时，工字钢达到屈服极限时容易产生过度变形，在顶推辊附近位置的肋部产生过度变形甚至翘起，造成工字钢报废，影响工字钢的弯曲成型成功率。

为此，本发明提供一种新型的重型工字钢弯曲成型控制工艺，凹槽中安装有与凹槽过盈配合的橡胶砖，增加橡胶砖对工字钢肋部的支撑，减少肋部的竖直方向弯曲和拱形翘起。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决工字钢在顶推辊的挤压时，工字钢达到屈服极限时容易产生过度变形，在顶推辊附近位置的肋部产生过度变形甚至翘起，造成工字钢报废，影响工字钢的弯曲成型成功率的问题，本发明提出的一种重型工字钢弯曲成型控制工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种重型工字钢弯曲成型控制工艺，包括以下步骤：

s1、将重型工字钢放入烘箱中进行加热，加热速度为2℃/min，使得重型工字钢温度达到120-140℃，保温20min，之后将重型工字钢通过夹持设备进行固定，之后通过叉车将重型工字钢连同夹持设备取出烘箱，移动过程中保证重型工字钢始终处于水平状态；

s2、将s1中加热完成之后的重型工字钢一端插入弯曲成型机中，初始状态下重型工字钢插入弯曲成型机中一段距离，并通过钢丝刷对重型工字钢表面的氧化皮进行清理，之后通过高压气枪喷出高速气流对氧化皮残渣进行进一步清理，保证重型工字钢表面光洁无杂质；

s3、通过弯曲成型机的顶推油缸带动顶推辊对重型工字钢进行顶推弯曲，同时通过驱动辊带动重型工字钢连续进给，使得重型工字钢缓慢弯曲成弧形，每次进给顶推油缸时通过卡齿测量重型工字钢的弧度，直至重型工字钢达到预定形状；之后驱动辊停止进给；待重型工字钢冷却至室温后再给予一定的定型拉伸，使其充分屈服，最后将成型后的重型工字钢从弯曲成型机上取下，即可完成重型工字钢弯曲成型操作；

其中s2中使用的弯曲成型机包括机架；所述机架顶部两侧设有一对驱动辊，驱动辊通过减速电机带动转动，减速电机通过控制器连接电源；两个所述驱动辊外侧的机架上通过支架转动连接有一组横置的限位辊，限位辊用于限制插入限位辊之间的工字钢的竖向变形；两个所述驱动辊中部的机架上通过支座固连有顶推油缸，顶推油缸通过液压管和控制器连通油泵；所述顶推油缸的活塞杆上通过承架转动连接有顶推辊，通过顶推油缸带动顶推辊挤压工字钢，使得工字钢不断弯曲成型；所述工字钢呈水平放倒状插入限位辊之间，工字钢上由顶面部、底面部及肋部组成的开口向上的凹槽中设有一组橡胶砖，橡胶砖与凹槽过盈配合；通过橡胶砖对工字钢进行支撑，减少工字钢过度变形损坏；现有技术中工字钢进行折弯时，通过工字钢穿过竖直方向布置的两个轴线水平的限位辊，进而控制工字钢的竖直方向变形，保证工字钢弯曲之后的平整度，但工字钢在顶推辊的挤压时，工字钢达到屈服极限时容易产生过度变形，在顶推辊附近位置的肋部产生过度变形甚至翘起，造成工字钢报废，影响工字钢的弯曲成型成功率，此时通过凹槽中安装有与凹槽过盈配合的橡胶砖，增加橡胶砖对工字钢肋部的支撑，控制肋部的变形方向，减少肋部的竖直方向变形，进而减少肋部的竖直方向弯曲和拱形翘起，增加工字钢的弯曲质量和成型成功率。

作为本发明的一种实施方式，所述橡胶砖为两块，且橡胶砖紧贴工字钢的顶面部与底面部；两个所述橡胶砖相邻的一面设有坡面，两个所述橡胶砖之间设有截面为等腰梯形的压块；通过压块挤压橡胶砖，进一步增加橡胶砖对工字钢的支撑性，减少工字钢过度变形损坏；通过分离设置的橡胶砖配合压块，增加橡胶砖的安装效率，同时配合坡面和压块的配合，使得压块向下挤压时产生水平方向的分力，进一步增加橡胶砖对工字钢顶面部和底面部的支撑，减少工字板弯曲成型过程中对橡胶砖的挤出，进而使得橡胶砖在工字钢弯曲变形的整个过程中对肋部具有持续有效的支撑，减少因顶推辊顶推力过大引起的肋部变形拱起，进一步增加工字钢的弯曲质量和成型成功率。

作为本发明的一种实施方式，所述压块为中空的弹性材料制成，且压块内填充有石英砂；所述坡面上开设有一组波浪槽，通过波浪槽配合压块，保证压块的变形能力，进一步增加对工字钢的支撑；通过内部填充有石英砂的压块，在压块挤压橡胶砖过程，压块靠近波浪槽的部分变形并填充波浪槽的间隙，使得压块与波浪槽充分结合，进一步减少压块在工字钢挤压弯曲变形过程中被挤出，保证压块对橡胶砖和工字钢的良好支撑性，同时压块内填充的石英砂在提供良好的支撑性的同时，仍具有一定的变形能力，使得工字钢顺利弯曲变形，进而增加工字钢的弯曲成型效率，同时通过填充石英砂可以增加橡胶砖完成对工字钢弯曲成型之后的拆卸效率。

作为本发明的一种实施方式，所述橡胶砖上下两侧均布一组垫片，上下对应位置的垫片之间固连有对拉杆，通过垫片配合对拉杆进一步增加橡胶砖对工字钢的支撑性；通过对拉杆配合垫片，限制橡胶砖的竖向变形能力，进而使得工字钢受到顶推辊的挤压弯曲时，橡胶砖受压之后只能产生水平方向的变形，橡胶砖水平方向变形之后形状尺寸增大，进而进一步增加橡胶砖对工字钢的支撑力，保证肋部均匀变形，增加工字钢的弯曲成型效率。

作为本发明的一种实施方式，所述顶推辊两侧的机架上开设有一对滑槽，滑槽中滑动连接有滑块，滑块顶部通过支架转动连接有压实辊，压实辊用于对压块进行压实，增加压块内石英砂的密实度，进而进一步增加压块对工字钢的支撑性，减少工字钢过度变形；通过压实辊压过压块，进而对压块内的石英砂进行压实，减小石英砂颗粒之间的缝隙，进而增加石英砂之间的横向抗剪切强度，进一步减小顶推辊对应位置压块内石英砂的流动，增加石英砂对工字钢的支撑力，进而进一步增加工字钢的弯曲成型效率。

作为本发明的一种实施方式，所述压实辊外周设有缓冲环，缓冲环为中空且缓冲环内填充有液压油；所述缓冲环内填充液压油的体积为缓冲环容积的百分之九十，通过缓冲环挤压变形，增加对压块的挤压面积，进一步增加压块对工字钢的支撑性；通过缓冲环内填充的液压油，使得缓冲环在挤压压块时，缓冲环底部产生一定的变形，进而增加缓冲环对压块的接触面积，进一步增加缓冲环对压块内石英砂的压实面积，使得压块内部更多的石英砂压实后提供较多的支撑面积，使得工字钢均匀变形，避免工字钢局部受压过大而过度变形，进一步提高工字钢的弯曲成型质量。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种重型工字钢弯曲成型控制工艺，通过凹槽中安装有与凹槽过盈配合的橡胶砖，增加橡胶砖对工字钢肋部的支撑，控制肋部的变形方向，减少肋部的竖直方向变形，进而减少肋部的竖直方向弯曲和拱形翘起，增加工字钢的弯曲质量和成型成功率。

2.本发明所述的一种重型工字钢弯曲成型控制工艺，通过内部填充有石英砂的压块，压块靠近波浪槽的部分变形并填充波浪槽的间隙，减少压块在工字钢挤压弯曲变形过程中被挤出，保证压块对橡胶砖和工字钢的良好支撑性，同时压块内填充的石英砂在提供良好的支撑性的同时，仍具有一定的变形能力，使得工字钢顺利弯曲变形。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明中弯曲成型机的立体图；

图3是本发明中橡胶砖与压块的剖视图；

图4是图2中a处局部放大图；

图5是图3中b处局部放大图；

图中：机架1、驱动辊11、限位辊12、支座13、顶推油缸14、承架15、顶推辊16、顶面部2、底面部21、肋部22、凹槽24、橡胶砖3、坡面31、压块32、波浪槽33、垫片34、对拉杆35、滑槽17、滑块18、压实辊19、缓冲环20。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，本发明所述的一种重型工字钢弯曲成型控制工艺，包括以下步骤：

s1、将重型工字钢放入烘箱中进行加热，加热速度为2℃/min，使得重型工字钢温度达到120-140℃，保温20min，之后将重型工字钢通过夹持设备进行固定，之后通过叉车将重型工字钢连同夹持设备取出烘箱，移动过程中保证重型工字钢始终处于水平状态；

s2、将s1中加热完成之后的重型工字钢一端插入弯曲成型机中，初始状态下重型工字钢插入弯曲成型机中一段距离，并通过钢丝刷对重型工字钢表面的氧化皮进行清理，之后通过高压气枪喷出高速气流对氧化皮残渣进行进一步清理，保证重型工字钢表面光洁无杂质；

s3、通过弯曲成型机的顶推油缸带动顶推辊对重型工字钢进行顶推弯曲，同时通过驱动辊带动重型工字钢连续进给，使得重型工字钢缓慢弯曲成弧形，每次进给顶推油缸时通过卡齿测量重型工字钢的弧度，直至重型工字钢达到预定形状；之后驱动辊停止进给；待重型工字钢冷却至室温后再给予一定的定型拉伸，使其充分屈服，最后将成型后的重型工字钢从弯曲成型机上取下，即可完成重型工字钢弯曲成型操作；

其中s2中使用的弯曲成型机包括机架1；所述机架1顶部两侧设有一对驱动辊11，驱动辊11通过减速电机带动转动，减速电机通过控制器连接电源；两个所述驱动辊11外侧的机架1上通过支架转动连接有一组横置的限位辊12，限位辊12用于限制插入限位辊12之间的工字钢的竖向变形；两个所述驱动辊11中部的机架1上通过支座13固连有顶推油缸14，顶推油缸14通过液压管和控制器连通油泵；所述顶推油缸14的活塞杆上通过承架15转动连接有顶推辊16，通过顶推油缸14带动顶推辊16挤压工字钢，使得工字钢不断弯曲成型；所述工字钢呈水平放倒状插入限位辊12之间，工字钢上由顶面部2、底面部21及肋部22组成的开口向上的凹槽24中设有一组橡胶砖3，橡胶砖3与凹槽24过盈配合；通过橡胶砖3对工字钢进行支撑，减少工字钢过度变形损坏；现有技术中工字钢进行折弯时，通过工字钢穿过竖直方向布置的两个轴线水平的限位辊12，进而控制工字钢的竖直方向变形，保证工字钢弯曲之后的平整度，但工字钢在顶推辊16的挤压时，工字钢达到屈服极限时容易产生过度变形，在顶推辊16附近位置的肋部22产生过度变形甚至翘起，造成工字钢报废，影响工字钢的弯曲成型成功率，此时通过凹槽24中安装有与凹槽24过盈配合的橡胶砖3，增加橡胶砖3对工字钢肋部22的支撑，控制肋部22的变形方向，减少肋部22的竖直方向变形，进而减少肋部22的竖直方向弯曲和拱形翘起，增加工字钢的弯曲质量和成型成功率。

作为本发明的一种实施方式，所述橡胶砖3为两块，且橡胶砖3紧贴工字钢的顶面部2与底面部21；两个所述橡胶砖3相邻的一面设有坡面31，两个所述橡胶砖3之间设有截面为等腰梯形的压块32；通过压块32挤压橡胶砖3，进一步增加橡胶砖3对工字钢的支撑性，减少工字钢过度变形损坏；通过分离设置的橡胶砖3配合压块32，增加橡胶砖3的安装效率，同时配合坡面31和压块32的配合，使得压块32向下挤压时产生水平方向的分力，进一步增加橡胶砖3对工字钢顶面部2和底面部21的支撑，减少工字板弯曲成型过程中对橡胶砖3的挤出，进而使得橡胶砖3在工字钢弯曲变形的整个过程中对肋部22具有持续有效的支撑，减少因顶推辊16顶推力过大引起的肋部22变形拱起，进一步增加工字钢的弯曲质量和成型成功率。

作为本发明的一种实施方式，所述压块32为中空的弹性材料制成，且压块32内填充有石英砂；所述坡面31上开设有一组波浪槽33，通过波浪槽33配合压块32，保证压块32的变形能力，进一步增加对工字钢的支撑；通过内部填充有石英砂的压块32，在压块32挤压橡胶砖3过程，压块32靠近波浪槽33的部分变形并填充波浪槽33的间隙，使得压块32与波浪槽33充分结合，进一步减少压块32在工字钢挤压弯曲变形过程中被挤出，保证压块32对橡胶砖3和工字钢的良好支撑性，同时压块32内填充的石英砂在提供良好的支撑性的同时，仍具有一定的变形能力，使得工字钢顺利弯曲变形，进而增加工字钢的弯曲成型效率，同时通过填充石英砂可以增加橡胶砖3完成对工字钢弯曲成型之后的拆卸效率。

作为本发明的一种实施方式，所述橡胶砖3上下两侧均布一组垫片34，上下对应位置的垫片34之间固连有对拉杆35，通过垫片34配合对拉杆35进一步增加橡胶砖3对工字钢的支撑性；通过对拉杆35配合垫片34，限制橡胶砖3的竖向变形能力，进而使得工字钢受到顶推辊16的挤压弯曲时，橡胶砖3受压之后只能产生水平方向的变形，橡胶砖3水平方向变形之后形状尺寸增大，进而进一步增加橡胶砖3对工字钢的支撑力，保证肋部22均匀变形，增加工字钢的弯曲成型效率。

作为本发明的一种实施方式，所述顶推辊16两侧的机架1上开设有一对滑槽17，滑槽17中滑动连接有滑块18，滑块18顶部通过支架转动连接有压实辊19，压实辊19用于对压块32进行压实，增加压块32内石英砂的密实度，进而进一步增加压块32对工字钢的支撑性，减少工字钢过度变形；通过压实辊19压过压块32，进而对压块32内的石英砂进行压实，减小石英砂颗粒之间的缝隙，进而增加石英砂之间的横向抗剪切强度，进一步减小顶推辊16对应位置压块32内石英砂的流动，增加石英砂对工字钢的支撑力，进而进一步增加工字钢的弯曲成型效率。

作为本发明的一种实施方式，所述压实辊19外周设有缓冲环20，缓冲环20为中空且缓冲环20内填充有液压油；所述缓冲环20内填充液压油的体积为缓冲环20容积的百分之九十，通过缓冲环20挤压变形，增加对压块32的挤压面积，进一步增加压块32对工字钢的支撑性；通过缓冲环20内填充的液压油，使得缓冲环20在挤压压块32时，缓冲环20底部产生一定的变形，进而增加缓冲环20对压块32的接触面积，进一步增加缓冲环20对压块32内石英砂的压实面积，使得压块32内部更多的石英砂压实后提供较多的支撑面积，使得工字钢均匀变形，避免工字钢局部受压过大而过度变形，进一步提高工字钢的弯曲成型质量。

使用时，现有技术中工字钢进行折弯时，通过工字钢穿过竖直方向布置的两个轴线水平的限位辊12，进而控制工字钢的竖直方向变形，保证工字钢弯曲之后的平整度，但工字钢在顶推辊16的挤压时，工字钢达到屈服极限时容易产生过度变形，在顶推辊16附近位置的肋部22产生过度变形甚至翘起，造成工字钢报废，影响工字钢的弯曲成型成功率，此时通过凹槽24中安装有与凹槽24过盈配合的橡胶砖3，增加橡胶砖3对工字钢肋部22的支撑，控制肋部22的变形方向，减少肋部22的竖直方向变形，进而减少肋部22的竖直方向弯曲和拱形翘起，增加工字钢的弯曲质量和成型成功率；通过分离设置的橡胶砖3配合压块32，增加橡胶砖3的安装效率，同时配合坡面31和压块32的配合，使得压块32向下挤压时产生水平方向的分力，进一步增加橡胶砖3对工字钢顶面部2和底面部21的支撑，减少工字板弯曲成型过程中对橡胶砖3的挤出，进而使得橡胶砖3在工字钢弯曲变形的整个过程中对肋部22具有持续有效的支撑，减少因顶推辊16顶推力过大引起的肋部22变形拱起，进一步增加工字钢的弯曲质量和成型成功率；通过内部填充有石英砂的压块32，在压块32挤压橡胶砖3过程，压块32靠近波浪槽33的部分变形并填充波浪槽33的间隙，使得压块32与波浪槽33充分结合，进一步减少压块32在工字钢挤压弯曲变形过程中被挤出，保证压块32对橡胶砖3和工字钢的良好支撑性，同时压块32内填充的石英砂在提供良好的支撑性的同时，仍具有一定的变形能力，使得工字钢顺利弯曲变形，进而增加工字钢的弯曲成型效率，同时通过填充石英砂可以增加橡胶砖3完成对工字钢弯曲成型之后的拆卸效率；通过对拉杆35配合垫片34，限制橡胶砖3的竖向变形能力，进而使得工字钢受到顶推辊16的挤压弯曲时，橡胶砖3受压之后只能产生水平方向的变形，橡胶砖3水平方向变形之后形状尺寸增大，进而进一步增加橡胶砖3对工字钢的支撑力，保证肋部22均匀变形，增加工字钢的弯曲成型效率；通过压实辊19压过压块32，进而对压块32内的石英砂进行压实，减小石英砂颗粒之间的缝隙，进而增加石英砂之间的横向抗剪切强度，进一步减小顶推辊16对应位置压块32内石英砂的流动，增加石英砂对工字钢的支撑力，进而进一步增加工字钢的弯曲成型效率；通过缓冲环20内填充的液压油，使得缓冲环20在挤压压块32时，缓冲环20底部产生一定的变形，进而增加缓冲环20对压块32的接触面积，进一步增加缓冲环20对压块32内石英砂的压实面积，使得压块32内部更多的石英砂压实后提供较多的支撑面积，使得工字钢均匀变形，避免工字钢局部受压过大而过度变形，进一步提高工字钢的弯曲成型质量。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图2为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。