[發明專利]一種復雜截面超高強鋼構件輥彎成型回彈融合控制方法

有效

• 申請號: 201810671411.1
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108941271B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 曹建國;劉曉立;程姣姣;趙榮國;劉江;趙建偉;李艷琳;邱瀾;江軍;何安瑞;孔寧;繆存孝
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;江蘇帝爾保機械有限公司
• 主分類號: B21D5/14
• 分類號: B21D5/14;B21D5/00
• 代理公司: 11237 北京市廣友專利事務所有限責任公司
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種復雜截面超高強鋼構件輥彎成型回彈控制方法—UDI融合集成回彈控制法，屬于輥彎成型技術領域。該方法在輥彎成型完整工藝設計過程中，融合集成多質量控制域，綜合考慮回彈控制，即在板帶橫向彎曲過程前，利用反彎法將直線段部分反向彎曲8°～15°，并在之后道次進行回彎；在彎角最終成型前的一道次或幾道次利用小彎角半徑法，將設計半徑減小0.5～1mm，并在最終道次成型為所需的彎曲半徑；將彎角部分利用計算出的補償角度進行過彎法設計。本控制方法有效解決了復雜截面超高強鋼構件連續輥彎成型回彈大且難以控制的難題，為超高強鋼連續輥彎成型回彈控制提供了理論依據，為穩定批量實現超高強鋼復雜截面冷彎型鋼的高精度輥彎成型提供了新方法。

技術領域

本發明涉及輥彎成型技術領域，特別是指一種復雜截面超高強鋼構件輥彎成型回彈融合控制方法。

背景技術

輥彎型鋼是一種用途非常廣泛的經濟型型材。由于其截面結構合理(通常根據使用要求設計)、品種規格繁多、幾何尺寸精確以及現代社會對材料輕量化、截面形狀合理化和功能化的使用要求,因而幾乎遍及人們日常生活的各個領域。隨著輕量化結構的提出和廣泛應用，高強鋼和超高強鋼在汽車等工業領域的應用急劇增加；同時隨著技術的不斷進步和用戶對產品要求的不斷提高,冷彎型鋼也向著更加復雜、精密的方向發展。而復雜截面超高強鋼輥彎成型產品易表現出各種缺陷，尤其是回彈問題，與普通鋼輥彎成型產品相比，超高強鋼輥彎成型產品的回彈量特別大且難以控制，這嚴重制約著輥彎成型技術的發展和超高強鋼輥彎型鋼的廣泛應用。因此，復雜截面超高強鋼連續輥彎成型回彈控制是當今冷彎領域的重要挑戰之一。

長期以來，為了控制回彈，輥彎行業常常使用矯直輥來解決回彈問題。超高強鋼輥彎成型回彈角度大，因此很難使用一對矯直輥來控制回彈問題，而不同截面的型鋼就要設計不同的矯直土耳其頭，同時使用這種方法并不能有效控制回彈，這無疑需要耗費大量的時間和成本，且無法保證產品質量。最初采用矯直輥來補償回彈，是在輥彎成型最后一機架之后，設置一組矯直輥，但回彈的測量為離線測量，不能及時根據截面的形狀和尺寸調整矯直輥的位置和角度，操作麻煩，適應性差。在此基礎上，出現了在線補償閉環矯直系統，即矯直輥的柔性調整，具體措施為輥彎成型最后一機架之后設置兩個激光傳感器用于實時測量真實截面的輪廓，從而實時計算回彈角的大小；并在傳感器后設置角度調整系統，根據計算的回彈角大小利用環形導軌、連桿等調整矯直機架的位置和角度，從而實現回彈補償。該方法雖然適應性較強，操作自動化，但成本較高，僅僅依靠矯直輥的矯直作用并不能很好地解決超高強鋼的回彈控制問題，難以保證正常生產。

在工藝上，也常采用拉彎法或單獨使用過彎補償法等來進行回彈控制。拉彎法是通過改變板料內部的應力狀態來抵消最后的回彈，通常生產中會采用減小模具間隙的方法取得良好的拉彎效果，但這種方法也會帶來摩擦、擦傷的問題。過彎補償法的原理是根據有限元法或其他方式預測到的回彈角大小，預先在輥花設計中做出回彈角大小的補償，以抵消零件成型后的回彈，使得最終卸載后的工件形狀與所要求的零件形狀相符；但這種過彎補償法都是通過在調試階段反復嘗試，依據產品的回彈情況修正軋輥，但由于幾何截面和材料的不同回彈規律也存在差異，這種經驗補償法很難保證補償后的修正精度。并且單一使用過彎補償過程繁瑣，只能補償回彈角度，不能很好地解決復雜截面超高強鋼構件的輥彎成型回彈大問題，難以達到高質量產品的穩定生產要求。

發明內容

本發明針對于目前應用的回彈控制方法存在操作復雜、適應性差、精度低和成本高的問題，并充分考慮到超高強鋼冷彎型鋼與普通鋼冷彎型鋼相比回彈特別大的特點，提供一種復雜截面超高強鋼構件輥彎成型回彈融合控制方法——UDI(USTB-DurableIntegration of Springback Control)融合集成回彈控制法。