板带连续局部不均匀加载面内弯曲成形方法

摘要

本发明是一种板带连续局部不均匀加载面内弯曲成形方法，利用两个对称布置、相向旋转的锥辊(1)对条状薄板带(2)进行连续局部楔形轧制成形，包括备料、设定成形参数、裁剪、成形和修整。成形前，根据板带的尺寸和成形参数确定板带一端沿宽度方向的裁剪角度，将板带(2)的裁剪端置于辊缝中并使该板带与锥辊(1)之间线性接触；成形中，将板带(2)裁剪端一侧放入辊缝内，并且板带长度较短一端靠近辊缝的小间隙一侧。本发明使板带的厚度方向受到不均匀压缩，从而在长度方向产生不均匀伸长，变形协调结果使板带成形为面内弯曲环形件，并保持金属的组织流线不被破坏，提高了环形件的力学性能、板带成形的稳定性及材料的利用率。

主权项

一种板带连续局部不均匀加载面内弯曲成形方法，其特征在于包括如下步骤：第一步，备料，根据锥辊外形尺寸和辊缝角度的大小，将薄板带裁剪为条状矩形；第二步，设定成形参数，锥辊楔角β的调整范围为0.8～3°；待成形板带位置z0的调整范围为50～90mm；第三步，裁剪板带，根据步骤b设定的成形参数值，将条状矩形板带放入锥辊形成的楔形辊缝，放入时板带的长度方向垂直于两锥辊轴中心线形成的平面；将板带放入辊缝一端沿宽度方向进行倾斜裁剪，使裁剪后板带的裁剪端放入辊缝中，板带沿宽度方向在压缩变形区内与锥辊表面产生整体线性接触；裁剪角度和裁剪起始点的确定方法如下：a.以两锥辊轴的对称中心建立直角坐标系xyz，锥辊的大端横截面直径OC为D，小端横截面直径AE为d；板带在yoz平面内投影为矩形QSGF，厚度方向上压缩量最大一侧为QS，压缩量最小一侧为GF；b.由几何关系可知，板带与锥辊表面接触点Q的高度h为： h = O ′ M 2 - O ′ Q 2 ; 其中， O ′ M = D 2 - 1 3 sin ( π 3 + β 2 ) · [ OS - t 0 2 cot ( π 3 + β 2 ) ] O ′ Q = D 2 - t 0 2 csc ( π 3 + β 2 ) - cos ( π 3 + β 2 ) · [ OS - t 0 2 cot ( π 3 + β 2 ) ] OS＝(D-d)cos(β/2)-z0式中，O′M-接触点Q所在的与锥辊小端面平行的截面圆的半径；O’Q-接触点Q和所在的与锥辊小端面平行的横截面圆心O′的距离在yoz面上的投影；OS-直角坐标系xyz的原点O与板带厚度方向上压缩量最大一侧QS的距离；D-锥辊的大端横截面；d-锥辊的小端横截面；t0-板带初始厚度；β-锥辊楔角；z0-板带放料位置；c.放入辊缝中的板带厚度方向压缩量为零时的位置，即与锥辊产生接触变形的宽度L为： L = t 0 2 tan ( β / 2 ) - ( D - d ) cos ( β / 2 ) + z 0 当L≤b0时，此位置就是裁剪起始点；当L＞b0时，板带GF一侧为裁剪点，式中，b0为板带初始宽度；d.确定板带的裁剪角度α，裁剪方向为从裁剪点向板带QS一侧裁剪，裁剪角度为裁剪线与条状板带宽度方向的夹角，当L≤b0时，α＝tan-1(h/L)；当L＞b0时，需要采用步骤②确定板带GF一侧与锥辊接触点F的高度h′，此时裁剪角α为： α = tan - 1 ( h - h ′ b 0 ) 式中，h-板带与锥辊表面接触点Q的高度；L-板带与锥辊产生接触变形的宽度；h′-板带与锥辊表面接触点F的高度；b0-板带初始宽度；裁剪角度范围一般为5～15°；第四步，成形面内弯曲环形件，将板带裁剪端一侧放入楔形辊缝内，其中板带长度较短一端靠近辊缝的小间隙一侧；板带在锥辊的旋转带动下咬入辊缝，成形为面内弯曲环形件；第五步，修整，裁剪修整环形件咬入端和出口端不平整、不规则区域。