[發(fā)明專利]中大直徑鋼材棒料二輥矯直機(jī)凹輥設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710157696.2
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN106909753A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及棒材軋制與冶金領(lǐng)域，一種中大直徑鋼材棒料二輥矯直機(jī)凹輥設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

目前，涉及對(duì)矯直凹輥輥型曲線的創(chuàng)新，特別是基于φ50-φ70直徑的中大直徑的鋼材棒料。隨著機(jī)械工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)各部門生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，對(duì)鋼材產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高。為了獲得較為平直的鋼材棒料，消除彎曲，則鋼材棒料需要在矯直機(jī)上進(jìn)行矯直。

二輥矯直具有精度高、質(zhì)量好的特點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)全程性矯直，它作為一種精整技術(shù)，始終在矯直領(lǐng)域占有重要的一席之地。

二輥矯直在矯直原理上有其特殊性，它的矯直過程和矯直原理與多斜輥矯直有很大的區(qū)別，它的矯直質(zhì)量既不取決于輥數(shù)，也不取決于輥?zhàn)优渲茫侨Q于輥型。由于二輥矯直的矯直效果取決于輥型，故二輥矯直的凹輥的輥型設(shè)計(jì)成為能否獲得理想工件的核心內(nèi)容。

現(xiàn)階段的輥形設(shè)計(jì)方法主要有雙曲線式輥型，擬合圓弧式輥型，單圓弧式輥型以及反彎式輥型，而前3種輥型在綜合設(shè)計(jì)方法和矯直效果等方面不如反彎式輥型，所以反彎式輥型得到廣泛的應(yīng)用。

反彎式輥型必須保證棒材在兩輥之間獲得矯直所需要的反彎曲率。而目前大多數(shù)的二輥矯直矯輥輥型的反彎曲率是依靠經(jīng)驗(yàn)取值，對(duì)于特定直徑的棒材，尤其是中大直徑的鋼材棒料，缺乏特定矯輥的反彎曲率，使矯直后的棒材難以得到直線度與橢圓度的要求，并且矯直后的棒材表面質(zhì)量也不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種中大直徑鋼材棒料二輥矯直機(jī)凹輥設(shè)計(jì)方法，用以解決現(xiàn)有的二輥矯直矯輥輥型的反彎曲率是依靠經(jīng)驗(yàn)取值，對(duì)于特定直徑的棒材，尤其是中大直徑的鋼材棒料，缺乏特定矯輥的反彎曲率，使矯直后的棒材難以得到直線度與橢圓度的要求，并且矯直后的棒材表面質(zhì)量也不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生的缺點(diǎn)。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種中大直徑鋼材棒料二輥矯直機(jī)凹輥設(shè)計(jì)方法，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?zhàn)拥男苯亲钚≈郸?sub>min，端部圓角R，凹輥輥徑D_g；

—設(shè)計(jì)反向三段式的二輥矯直凹輥輥形，凹輥曲線從中間對(duì)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σt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(jì)，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(jì)的凹輥輥形。

作為優(yōu)選所述公式(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，