[發明專利]直縫焊管三點彎曲柔性冷彎成形輥位確定方法

有效

• 申請號: 201611258378.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106734410B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 丁武學;彭斌彬;武凱;倪俊;孫宇
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B21D5/12
• 分類號: B21D5/12;B21C37/08;B21C51/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

本發明公開了一種直縫焊管三點彎曲柔性冷彎成形輥位確定方法，屬于冷彎成形技術領域，用于柔性冷彎成形不同材料、不同規格的焊管快速調整，即W預成形后下山法三點彎曲冷彎柔性成形機組成形不同材料、不同規格焊管時以滾花圖為依據消除材料回彈的模輥與板材成形接觸點坐標和側輥軸線角度等輥位參數進行快速計算。本發明可快速、準確計算消除材料回彈量后的模輥接觸點的坐標和側輥軸線的角度，避免了由于不同的焊管柔性冷彎的機組結構和模輥的尺寸有差異導致的不適用的問題和材料回彈對成形精度的影響。

技術領域

本發明屬于金屬板材成形、冷彎焊接鋼管成形制造設備技術領域，特別是一種直縫焊管三點彎曲柔性冷彎成形輥位確定方法。

背景技術

目前，隨著科學技術的向前發展，汽車、建筑、石油開采、化工、核電等行業對各類焊管需求量巨大，國內外通用的焊管成形采用的型面軋輥冷彎成形，這種方式一套軋輥只能成形一種材料一種規格的焊管，也有先進的一套軋輥可成形多個不同規格的柔性成形方式，如排輥成形、FFX成形等，其基本原理為三點彎曲成形，可通過存儲在工藝數據庫中的軋輥位置參數自動快速調整實現不同材料、不同規格的焊管生產，這類成形方法可節省大量的模具軋輥和調整時間，但不同材料、不同規格的焊管成形獲得非常困難。

目前焊管柔性冷彎成形工藝軋輥位置參數的獲得往往要有豐富工作經驗的工藝人員通過大量對不同材料、不同規格的焊管成形進行反復試驗，才能獲得各個軋輥較為準確的位置參數，試驗工作量大，時間長，成本費用很高；另一種方法就是由專業的工程技術人員通過各管材成形裝備成形過程的數值仿真分析來獲得輥位參數，然后再進行調試試驗，這樣可以節省調試時間和費用，但冷彎成形機組結構不同仿真模型的建模工作量大，板材高速移動多工序連續彎曲漸變成形仿真分析、驗證難度大。目前僅有專利CN201110318153.7針對某直縫焊管排輥成形機組給出了一種工藝優化的方法，但這種方法針對性強，且確定方法極其繁瑣，沒有通用性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直縫焊管三點彎曲柔性輥彎成形輥位參數確定方法，可較為簡單、快速、準確獲得W預成形后下山法三點彎曲柔性冷彎成形機組成形不同材料、不同規格焊管所需克服材料成形回彈量的各輥位接觸點的坐標和側輥軸線角度，滿足焊管柔性冷彎成形輥位快速調整的需要。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種直縫焊管三點彎曲柔性冷彎成形輥位確定方法，步驟如下：

第一步，以焊管柔性冷彎的機組的機架布局為基礎對需成形的特定材料和規格的焊管借助專業軟件工具完成滾花圖設計，W預成形道次標記為w，末道柔性成形道次標記為0，其余柔性成形道次按順序分別標記為1、2、3、……、i、……，其中i為正整數，是柔性成形中的道次數；

第二步，以末道柔性成形道次0模輥的上表面中心點為坐標原點建立計算坐標系，焊管移出的水平方向為X方向，各成形道次對應機架與焊管移出垂直面的水平方向為Y方向、垂直方向為Z軸方向，建立的計算坐標系；

第三步，根據成形焊管的材料、壁厚t和管徑D計算總下山量h＝0.5～1D和材料輥彎回彈系數H＝σ_s/E，其中σ_s為焊管材料的屈服強度，E為材料彈性模量；

第四步，以滾花圖為基礎，通過調整輥位減小每道柔性成形機架相應輥彎成形半徑來消除成形后的回彈量，第i柔性成形機架輥彎回彈角Δθ_i＝θ_i2-θ_i1＝2R_i1·θ_i1H/t，則減小后的半徑為R_i2＝R_i1·θ_i1/(θ_i1+2R_i1·θ_i1H/t)，成形角θ_i2＝2R_i1·θ_i1H/t+θ_i1，柔性成形中兩邊沿W預成形的圓弧不變，其半徑始終為R、圓弧頂角為θ；