jiv卷板回圆工艺的数学公式fsz

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1、卷板工艺的数学公式卷板机是造船、水利、锅炉、石油、化工、航空、金属结构及机械制造行业中所必须的设备.由于它所需要的功率很大，一般在几十千瓦以上，生产厂家大多采用交流电机作为驱动控制部件，采用手工操作.这种加工方式效率低，且加工精度难以保证，已不能很好地满足现代市场对产品加工速度和质量的要求，因而必须卷板机进行数控化改造，以适应市场对卷板机加工效率和精度的要求.其中，卷板加工的自动化编程是数控改造的关键部分，卷板过程的自动化就是先由操作人员输人卷圆筒的直径、板材的材料及修正系数，然后由数控程序自动计算出各个辊在各卷板工艺阶段的位移量及转速，并控制三个辊的相互协调运

2、动，自动完成加工.1卷板加工工艺过程卷板是利用卷板机对板料进行连续三点弯曲的过程，如图1所示[1]，卷板工艺过程大致分为4步:（1)预弯;板时平板两端各有一段长度由于接触不到上辊而不发生弯曲，称为剩余直边，工艺上将平板开始弯曲的最小力臂叫做理论剩余直边，其大小与设备结构及其弯曲形式(对称弯曲，不对称弯曲)有关，见图2及表1所示.为了避免板料从辊筒中间脱出，实际剩余理论8图1卷板工艺过程直边常比理论值大一般对称弯曲时为(6一20)t，不对称弯曲的为对称弯曲的1/6一1/10.表1平板弯曲时的理论剩余直边由于理论剩余直边在矫圆时难以完全，并造成较大的焊缝应力及设备负

3、荷、容易产生质量和设备事故，故需应对一般板料进行预弯，使剩余直边接近理论值.常用的预弯方法有:a卷板机预弯.凡可以进行不对称弯曲的卷板机或带弯边垫板的对称三辊卷板机都具有弯边的能力.b采用适当措施在卷板机上预弯.c用专用预弯模在卷板机上预弯.（2）对中;对中的目的是使工件母线与辊筒轴平行，防止产生扭斜.（3）卷圆;卷圆是产品成形的主过程，分为一次进给与多次进给.进给次数取决于工艺限制条件(如冷卷时不得超过允许的最大变形率)及设备限制条件(如不打滑条件和功率条件).冷卷回弹量显著时，须加一定的过卷量。（4)矫圆;8矫圆的目的是尽可能使整圆曲率均匀一致，提高产品质量

4、一般矫圆分三个步骤:a加载:根据经验或计算将辊筒调到所需的最大矫正曲率位置.b滚圆:将辊筒在矫正曲率下滚圆1一2圈(着重滚卷焊接区)使整圆曲率一致.C卸载:逐渐卸除载荷，使工件在逐渐减小的矫正载荷下多次滚卷.2卷板工艺的建模加工时几何关系如图3所示2[2-3]，现将建模过程简要介绍如下(这里是对一次进给不对称卷板工艺进行建模)。8图3加工时几何关系2.1回弹前曲率半径R的确定:绝大多数卷板加工采用冷卷艺，但冷卷时回弹比较显著，对于薄板大直径圆筒、高合金材料的圆筒，必须施加一定的过卷量，也就是说，必须考虑回弹，将规定的筒体适当卷小，在过卷量达到后，还应在此曲率下来

5、回多卷几次.由材料力学可知，板材在卷板机上卷圆变形时，其回弹大小取决于材料的弹性模量、屈服极限、卷筒直径和板厚四个因素.但板材材料确定后，弹性模量和屈服极限就成为定值，故回弹前筒体内径只与被卷筒内径和板厚有关.基于这些原理，经过理论推导和文献确定下式:（1）式中，R为加工工件曲率半径，mm;，为材料屈服极限，MPa;E为弹性模量，MPa;h为板厚，mm;k1为形状系数(8对于矩形截面取1.5);k0为材料相对强化系数，可查相关手册得到.常见钢材的相对强化系数k0见表2所示.2.2加工时上辊位各工步移量计算根据钢板性能和卷制成品曲率，由式(1)计算出回弹前曲率(半

6、径)后，则可由几何关系导出相应的几何参数，如图1所示.其中上辊最高位置是由卷板机上下辊中心距最大值万来决定的.巍板送人，支承在两下辊上时，上辊下移刃，刚好压紧钢板.则(2)其中，y1为上辊压紧工件的下移量考虑到工件的变形，实际工艺执行时，应适当增大;H为上下辊之间最大距离，mm;Da、Db为上下辊的直径;t为卷板钢板厚度.8施力线与筒体中心和偏向一则的下辊中心的连线之夹角，称为上辊左位置角，用a来描述.图3中还给出相对位置角b，则上辊右位置角为b+c.由几何关系可导出:(3)式中，B为剩余直边，在三辊不对称卷制条件下，B大大减小，此时，k为剩余直边系数，最小可取

7、1.5;为回弹前曲率半径.(4)式中L为两下辊中心距.如果卷成筒体前筒体中心与两下辊中心距用表示，则回弹前筒体中心在方向与两下辊中线重合，而回弹前筒体中心垂直位置y应为:(5)此时上辊所在位置用相对回弹前筒体中心位置表示，与其垂直距离为y2，则:(6)为控制卷制成品滚卷精度，如椭圆度、特别是局部凹凸度，需要对直边进行压头，即上辊在侧边如图中上辊所在位置，且筒体板边刚好搭在下辊上时(越接近边缘直边越小，但工件也容易下滑)8，须由上辊下压(由y2到y3)进行折弯，则有:（7）如果进行对称弯曲卷板，上辊水平方向自然与筒体中心重合()，而垂直方向与回弹前筒体中心距为y4

8、，则为了实现自动化卷制工