四辊卷板机卷制椭圆柱面控制的数学模型.pdf

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1、第38卷第1期锻压技’2013年2月Vo1．38No．1FORGlNG＆STAMPINGTECHNOLOGYFeb．2013四辊卷板机卷制椭圆柱面控制的数学模型徐兆军。马晨波(南京林业大学机电学院，江苏南京210037)摘要：目前椭圆柱面的卷制是将先将卷制的柱面卷制成圆柱面，再利用压机将其压制成椭圆柱面，压制后的柱面回弹较大，椭圆的形状难以精准控制，四辊卷板机上、下辊与两侧辊的位置关系决定了所要卷制柱面的曲率半径。本文建立了各辊的工作位置与欲卷制曲率的模型，实时计算椭圆各点的弧长与曲率，进而根据弧长和曲率实时

2、控制侧辊的位移来实现椭圆的卷制。该模型已经在实际生产中应用，能够较好的卷制出椭圆柱面。关键词：四辊卷板机；椭圆柱面；数学模型DOI：10．3969／j．issn．1000—3940．2013．01．025中图分类号：TG333．25文献标识码：A文章编号：1000-3940(2013)01—0108-03Mathematicalmodelofbendingprocesscontrolofellipticcyclicinafour-rollerbendingmachineXUZhao-jun，MAChen-bo

3、(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China)Abstract：Thepresentbendingprocessofellipticcyclicalsurfaceisbendedintoacylinderfirst，andthenpressedintoanellipticcyclicbyapressingmachine．However，theellipticshapecann

4、otbecontrolledaccuratelybecausethebiggerel—lipticcyclicreboundafterpressing．Thecurvatureradiusoftheellipticcyclicneededisdeterminedbythepositionoftheupper，bottomandthetwosiderollers．Themodelofeachroller’Spositionandthewantedcurvaturewerebuilt，andthearclengt

5、handcurvatureateachpointoftheellipsewerereal—timecalculated，thusthebendingprocesswasachievedbytherealtimecontrolofthetwosidemilersdisplacementaccordingtotheirarclengthandcurvatur~Themodelwaspracticallyappliedinthefour-rollerbendingmachine，andtheellipticcycl

6、iccouldbeperfectlyandaccuratelybended．Keywords：fouprollerbendingmachine；ellipticalcyclic；mathematicalmodel卷板机是一种将金属板材弯卷成简体、锥体、1回弹量的计算曲面体或其他形体的通用成形设备，该设备已广泛应用在石油、化工、金属结构及机械行业。随着工目前，绝大多数卷板加工都采用回弹比较显著业对金属卷曲成形部件精度要求的不断提高，越来的冷卷工艺，对于直径较大、高合金材料的圆筒，越多的卷板机尤其是四辊卷板机采用

7、了数字控制技必须施加一定的过卷量。根据力学相关的知识，可以术，而且能够很好的卷曲圆和一些由圆弧、直线等近似成板材的弹性模量、屈服极限、卷曲目标半径和拼接柱面，但是尚无法卷制椭圆柱面。目前，制造板厚4个因素的函数。回弹前曲率半径公式如下：椭圆柱面的常见方法是将平面板材在弯板机上弯曲R成一定曲率的圆柱面，然后用压力机压扁。这种方1+2(K]+)法制造效率低、残余应力较大、精度低。式中：R为卷曲目标半径(mm)；E为钢板的弹性为了实现椭圆柱面的数控卷制，本文在以四辊模量(MPa)；T为钢板的厚度(ram)；Kl为形

8、状卷板机卷制圆柱面的数学模型的基础上，结合椭圆的特点，提出逐点计算椭圆的曲率、弧长的方法，系数(矩形截面取1．5)；为加工材料的屈服极限进而利用各点的曲率圆来计算弯卷椭圆各点时侧辊(MPa)；是。为材料相对强化系数，相关的数据可在的位移量。该模型在现有的数控四辊卷板机上很容机械工程手册中查到。易实现。2卷制圆的数学模型四辊卷板机在卷圆的过程，根据预卷制半径与四收稿日期：20120809；修订日期：2