四辊卷板机侧辊工艺位移计算模型的研究-论文.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2015)03—0044—04四辊卷板机侧辊工艺位移计算模型的研究陈德道-，杨晋-，安虎平：(1．兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州730070；2．兰州城市学院培黎工程技术学院，甘肃兰州730070)摘要：针对四辊卷板机在卷板中，工件曲率半径依靠人工经验反复试凑辊子位移量因而具有一定盲目性的问题，分析卷板机工作时各辊工艺位置的几何关系，建立了下辊与两个侧辊在工艺过程中位移量计算的数学模型。利用VB语言开发工艺位移量计算软件，并对其计算结果进行实验验证。该计算方法可有效减少试卷板次数，提高卷制精度和卷制效率。关键词：

2、机械设计；四辊卷板机；工艺位置；位移量；卷制效率中图分类号：TG315．7+1文献标识码：ADOI：10．16316／j．issn．1672—0121．2015．03．012O引言置要求，建立了对正、预弯、弯卷等工艺流程中下辊卷板机是一种根据三点成圆原理，利用工作辊及两个侧辊位置计算的数学模型，准确确定了钢板旋转运动和相对位置变化，使板材产生连续弹塑性卷制过程中下辊与前后两条侧辊的位移量，可为数弯曲，从而将金属板材弯卷成筒形、弧形以及其他预字化控制提供准确的进给数据。生产实践证明，用该定形状和精度的工件的金属成形设备_1．5l，广泛应用方法计算结

3、果与实际应用吻合，能获得更高的钢板于锅炉、造船、石油化工、金属结构及钣金成形等机卷制精度和生产效率。械制造行业l2131。卷板机根据辊数可分为二辊、三辊、四辊等类型，各种形式各有其特点，与前两种相比，1四辊卷板机T艺流程四辊卷板机以其对中方便、剩余直边小、矫圆精度1．1四辊卷板机结构及1二作原理高、生产效率高以及能将金属板材一次上料而无需四辊卷板机的机械结构主要由以下几部分组调头，即可完成板端预弯和工件的卷制成形等诸多成：上辊装置、下辊装置、侧辊装置、翻倒装置、矮机优点，在板材成形中占据越来越重要的地位『3_。架、底座、高机架、液压泵站等_7l。

4、上辊为主动辊，利用四辊卷板机由上辊、下辊和前后两个侧辊组成，伺服电机通过传动装置使其旋转，位置固定不变；下上辊在固定位置做旋转运动，利用摩擦带动钢板实辊、侧辊为从动辊，下辊、侧辊的转动是靠钢板与各现进料运动，通过控制下辊和两个侧辊的进给位置，辊间的摩擦力来带动，下辊固定在轴承座中，为了适来实现钢板的夹紧、预弯和卷制过程【l’4]，因此，要提应被弯曲板材厚度的不同，其轴承座可以在机架的高钢板的卷制精度就必须研究下辊和两个侧辊工作滑动导向槽中做垂直方向上的直线运动；两个侧辊时的精确位置。目前，四辊卷板机中下辊与两侧辊位安装在侧辊轴承座中，为了卷曲到规

5、定的圆筒曲率置的控制仍由操作员凭借经验反复调整来确定，卷半径，侧辊轴承座在与垂直方向成一定角度的滑动制精度通过不断比对靠模检测来控制阎，导致卷制精导向槽中沿倾斜方向上下移动。下辊、侧辊、t辊倒度低，生产效率低。头的翻倒、复位均通过液压油缸来控制，设备的主体本文在分析四辊卷板机卷制钢板工艺流程的基结构如图1所示。1．2四辊卷板机工艺流程四辊卷板机卷制钢板的工艺过程一般由准备、进料、预弯、另一侧预弯、卷制成形、校弧等六个工步组成，如图2所示。1．2．1准备与进料自动将下辊升至其上母线与上辊下母线之问距离略大于工件厚度的位置。将后侧辊升到其上母线与下目

6、前，绝大多数卷板采用冷卷工艺，而冷卷过程中弹复现象十分明显，故对板材冷卷时要有一定的6过卷量来抵消回弹量，一般弹复半径要小于零件要7求半径(预卷半径)。根据弹塑性力学可知，板材加工8中回弹量取决于板材的弹性模量、强化弹性模量、屈服极限、预卷半径、板材厚度等五个因素[61。经理论推导，可确定弹复前曲率半径的计算公式15．9】如下：9RR+2等]叵图1四辊卷板机结构1．左机架2．到头装置3．上辊4．下辊5．侧辊且1=6．平衡装置7．连接梁8．右机架9．底座辊上母线在同一个水平面位置，然后将前侧辊升到式中：R——预卷半径，mm；其中心线在上、下辊中间(

7、图2a)；将工件水平送人卜材料弹性模量，MPa；上、下辊之间，前端顶住前侧辊，上升下辊夹紧钢板——钢板厚度，mm；(图2b)；完成准备与进料工序。——板材屈服极限，MPa；1．2．2预弯s——截面静矩，mm；将前侧辊退回原位，后侧辊上升到预弯钢板曲——抗弯截面模量，1Tim3；率的工艺高度(图2c)。启动上辊，使其逆时针方向E——钢板材料强化弹性模量，MPa；转动，带动钢板向前移动，当钢板端部伸出为两侧辊旷一材料相对强化系数；距离的1／2时，测量其端部使其达到要求的曲率。另k。——截面系数，对矩形截面取1．5。一头预弯的工艺过程与前述相似。l-2

8、．3弯卷3侧辊工作位移的计算卜升前侧辊，使其在所要求曲率的工艺高度，下由钢板卷制工艺过程分析可知，卷制钢板时上降后侧辊，使前后侧辊在同一