[發(fā)明專利]中大直徑鋼材棒料二輥矯直機凹輥設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710157696.2
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106909753A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王敏杰;魏兆成;吳優(yōu)
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工模具研究所有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司21212
• 代理人: 趙淑梅,李洪福

1.一種中大直徑鋼材棒料二輥矯直機凹輥設(shè)計方法，其特征在于包括以下步驟：

—取值：讀取待矯直棒材的最小直徑dmin，最大值直徑dmax，待矯直棒材的屈服極限σ_t，輥子的斜角最小值α_min，端部圓角R，凹輥輥徑D_g；

—設(shè)計反向三段式的二輥矯直凹輥輥形，凹輥曲線從中間對稱軸開始到凹輥末端分別為輥腰段、輥腹段、輥胸段和圓角區(qū)，設(shè)定輥腰段曲率半徑為ρ₁，輥腹段曲率半徑為ρ₂，輥胸段曲率半徑為ρ₃；

將dmin和σ_t代入公式(1)得出棒材的彈性極限曲率半徑ρ_t；

ρ_t＝Ed min/2σ_t (1)；

公式中，E＝2.1e⁵Mpa為標(biāo)準(zhǔn)值；

將棒材的彈性極限曲率半徑ρ_t代入公式(2)、公式(3)和公式(4)，得出輥腰段曲率半徑為ρ₁，輥腹段曲率半徑為ρ₂，輥胸段曲率半徑為ρ₃；

ρ₁＝0.5ρ_t (2)；

ρ₂＝0.68ρ_t (3)；

ρ₃＝0.833ρ_t (4)；

—將dmax和α_min代入公式(5)得出導(dǎo)程t，

t＝π×d_max×tanα_min (5)；

—由于按反向設(shè)計，凹輥的各段曲率半徑為：輥腰段曲率半徑為-ρ₁，輥腹段曲率半徑為ρ₂，輥胸段曲率半徑為ρ₃；

因此，根據(jù)上述-ρ₁、ρ₂、ρ₃、t、R和D_g參數(shù)，根據(jù)空間矢量法即可求出設(shè)計的凹輥輥形。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中大直徑鋼材棒料二輥矯直機凹輥設(shè)計方法，其特征在于：

所述公式(2)、公式(3)和公式(4)由如下步驟得出：

通過矯直過程中棒材殘余曲率比的變化規(guī)律確定出輥腰段，輥腹段，輥胸段這三段反彎曲率比的選擇；

每一段的曲率半徑如公式(6)所示：

ρ_x＝(1/C_wx)×ρ_t (6)；

其中，ρ_t為棒材的彈性極限曲率半徑，

ρ_x為不同段的反彎曲率半徑，

C_wx為不同段反彎曲率比取值，

x＝1為輥腰段，x＝2為輥腹段，x＝3為輥胸段；

由于二輥矯直過程為“先統(tǒng)一，再矯直”，因此，假設(shè)棒材在輥腰部分達到曲率的統(tǒng)一，在輥腹與輥胸部分實現(xiàn)矯直，在二輥矯直過程中，棒材要經(jīng)過多個導(dǎo)程進行矯直，原始曲率C₀只是相對與棒材進行第一次反彎矯直而言，而之后的每次反彎認(rèn)為其原始曲率是上一次反彎的殘留曲率，通過分析確定矯直過程中的曲率變化情況是一個迭代的過程，如公式(7)所示：

$\begin{array}{c}{C}_{0\left(i\right)}=C_{w\left(i\right)}-\frac{4}{\mathrm{\π}}\[\frac{1}{3}(\frac{5}{2}-\frac{1}{{(C_{0(i-1)}+C_{w\left(i\right)})}^2}){(1-\frac{1}{{(C_{0(i-1)}+C_{w\left(i\right)})}^2})}^{1/2}+\\ \frac{(C_{0(i-1)}+C_{w\left(i\right)})}{2}\arcsin \frac{1}{(C_{0(i-1)}+C_{w\left(i\right)})}\]\end{array}---\left(7\right);$

通過公式(7)確定統(tǒng)一曲率的迭代次數(shù)，殘余曲率比與反彎曲率比三者之間的關(guān)系，來確定每一段的反彎曲率比；

得出，輥腰段曲率比：C_w1＝2，輥腹段曲率比：C_w2＝1.47，輥胸段曲率比：C_w3＝1.2；

將C_w1、C_w2和C_w3分別代入公式(6)，即得出

ρ₁＝0.5ρ_t (2)；

ρ₂＝0.68ρ_t (3)；

ρ₃＝0.833ρ_t (4)。