直缝焊管排辊成形变半径弯曲方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102266885A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102266885A(43)申请公布日2011.12.07(21)申请号201110199539.0(22)申请日2011.07.15(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号申请人无锡凯博易机电科技有限公司(72)发明人李大永蒋劲茂任强唐鼎(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王毓理(51)Int.Cl.B21D5/12(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图7页(54)发明名称直缝焊管排辊成形变半径弯曲方法(57)摘要一种直缝焊管制造技术领域的直缝焊管排辊成形变半径弯曲方法，通过采用下山法成形的带钢成形中的纵向变形形式以及带钢横向弯曲模式，并根据成形过程中带钢空间形位得到带钢横向三个弯曲段以及带钢边缘横向、纵向位置，最终以此进行焊管的制造。本发明解决了现有技术中以空弯成形为主的直缝焊管排辊成形工艺，由变半径弯曲法计算得到的带钢成形截面轮廓与采用该方法生产后所测量的结果吻合性较好。CN102685ACCNN110226688502266891A权利要求书1/2页1.一种直缝焊管排辊成形变半径弯曲方法，其特征在于，通过采用下山法成形的带钢成形中的纵向变形形式以及带钢横向弯曲模式，并根据成形过程中带钢空间形位得到带钢横向三个弯曲段以及带钢边缘横向、纵向位置，最终以此进行焊管的制造。2.根据权利要求1所述的直缝焊管排辊成形变半径弯曲方法，其特征是，所述的纵向变形形式是指：沿成形方向下山底线取二次形式，即y＝lx2+mx+n，下山量取0.4～1.2D，D为成品管直径。3.根据权利要求1所述的直缝焊管排辊成形变半径弯曲方法，其特征是，所述的带钢横向弯曲模式是指：将带钢的横向弯曲分为中心弯曲段非充分弯曲段即变形盲区段以及边缘弯曲段三个部分，其中：a)中心弯曲段的长度由变形盲区起点确定，在排辊成形过程中，中心弯曲段的曲率半径由无穷大逐步趋近最终成品管半径，该段的弯曲角度θ1由边缘水平投影确定；b)非充分弯曲段即变形盲区段的长度由变形盲区起点和终点共同决定，变形盲区相对位置的范围为0.47～0.73，段的弯曲角度θ2恒定，段的曲率半径为最终成品管半径的5～10倍；c)边缘弯曲段的长度由变形盲区的终点确定，段的弯曲角度θ3为定值且满足：段的曲率半径是最终成品管半径的1～1.5倍。4.根据权利要求1所述的直缝焊管排辊成形变半径弯曲方法，其特征是，所述的成形过程中带钢空间形位得到带钢横向三个弯曲段以及带钢边缘横向、纵向位置，包括以下步骤：1)成形中带钢边缘端点横向位置：当带钢中心底线上A点坐标为(Xa，Ya)，根据几何关系得到边缘端点的截面坐标(Xd，Yd)可表示为：其中：θ2为非充分弯曲段即变形盲区段的弯曲角度且为常数，θ3为边缘弯曲段的弯曲角度且为常数，R1、θ1为待确定量，变形盲区曲率半径R2＝(5～10)R，边缘弯曲角度θ3＝25～45。，a为变形盲区的初始相对位置，b为变形盲区的结束相对位置，l为带钢宽度，R为焊管半径；2)采用一元三次曲线实现成形过程中带钢边缘的纵向投影形位：其中：A、B、C和D为待定系数，Zi为第i道次在纵向位置坐标值，Zfp1为第一个精成形第1道次纵向位置的坐标值；3)基于带钢边缘的水平投影在弯边道次入口和精成形第一道次入口处均满足连续边界条件，由此可求出待定系数，从而确定带钢边缘纵向形位的水平投影表达式为：2CCNN110226688502266891A权利要求书2/2页其中：l为带钢宽度，Wf1为精成形第1道次处导向环的宽度，即带钢在该位置的开口度；4)通过联立带钢边缘端点表达式(1)和边缘水平投影表达式(4)，确定中心弯曲段的弯曲角度θ1：其中：对同一成形管坯而言，存在Xi＝Xd，因此由(5)式可建立关于带钢中心段弯曲角度θ1和纵向成形位置Zi的非线性方程，其表达式为：求解该非线性方程可以得到相应成形位置下带钢中心弯曲段的弯曲角度θ1，进而可得得到带钢横向三个弯曲段以及带钢边缘横向、纵向位置均已确定，利用该方法确定的带钢形位能充分反映排辊成形中的带钢变形特征，实现各道次成形量的合理分配。3CCNN110226688502266891A说明书1/8页直缝焊管排辊成形变半径弯曲方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种直缝焊管制造技术领域的方法，具体是一种基于变形盲区的直缝焊管排辊成形变半径弯曲方法。背景技术[0002]直缝焊管生产一般是采用辊弯成形工艺。辊弯成形工艺是通过顺序配置的多道次成形轧辊，把金属带钢从平直状态逐渐弯曲成特定截面的一种塑性加工技术。早期传统辊弯成形机组的构造是平辊和立辊交叉布置，主要用于生产小直径焊管，后来经过不断改进，早期的成形机组逐渐