圓管改矩形管孔型設(shè)計(jì)方法
一種間接成型矩形管的孔型設(shè)計(jì)方法
對現(xiàn)有先焊接為圓管后成型為矩形管的孔型設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了評述。提出一種新的矩形管孔型設(shè)計(jì)方法——圓心角互余法。它以矩形管的直線段長邊、短邊和過渡圓角所對應(yīng)的管坯弧長在變形過程中的比值保持不變?yōu)樵O(shè)計(jì)原則，在四分之一圓周上使三部分弧長對應(yīng)的圓心角之和始終互為90°。該方法設(shè)計(jì)簡單，變形參數(shù)易于設(shè)定和調(diào)整，且成型精確，有利于提高產(chǎn)品的尺寸精度。
主題詞 焊管 矩形管 孔型設(shè)計(jì)
焊管生產(chǎn)依所得斷面形狀不同，通常分為圓管與異形管。圓管與異形管在成型方面的區(qū)別只是在沿帶鋼寬度上曲率的改變。然而異形管卻以它豐富多彩的斷面變化適應(yīng)了更廣泛的綜合性技術(shù)要求。在飛機(jī)、汽車、船舶等尤其要求減輕自重的地方，首先提出了對異形管的需要，在建筑、家具、器械等方面也日益普及，其品種與數(shù)量增長之快使之成為軋鋼生產(chǎn)中較活躍的部分。因此，在進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)努力提高異形管的尺寸精度，充分發(fā)揮它的經(jīng)濟(jì)性。
1 先成圓后成矩的異形管孔型設(shè)計(jì)
由于許多冷彎型鋼成型機(jī)組是利用現(xiàn)有直縫焊管機(jī)組或用其改裝而成的，因此采用圓管再成型異形管具有很大的實(shí)際意義。這種先焊接后成型方法是在焊管生產(chǎn)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。由于采用此法可充分利用已有的成型設(shè)備和工具，因而大大減少了基建投資，而且其焊接質(zhì)量較高，金屬損耗少。在需要生產(chǎn)幾種異形管、所用帶鋼尺寸又允許統(tǒng)一時(shí)(如幾種空腹鋼窗管)，僅需一套成型軋輥，然后在整形機(jī)架(圓管的定徑機(jī)架)上換輥即可獲得不同斷面，從而使更換品種十分簡便，并可大量減少軋輥的加工和儲備。
先焊接后成型的矩形管生產(chǎn)工藝中主要由定徑機(jī)架完成成型，定徑機(jī)一般為兩輥軋機(jī)，其中有水平機(jī)架和立輥機(jī)架。目前矩形管孔型設(shè)計(jì)主要有兩種，一種是水平機(jī)架按箱型孔設(shè)計(jì)，第一架為橢圓孔，其它各架為近似矩形孔［1］，其孔型斷面由圓弧構(gòu)成，而且圓弧半徑逐架遞增，所有孔型的側(cè)壁與底部相接處之圓角半徑等于成品斷面的圓角半徑。矩形管總延伸系數(shù)為1.05左右，主要分配在平輥上，立輥的變形量很小，其作用是壓下矩形管的短邊。采用這種設(shè)計(jì)方法，計(jì)算較復(fù)雜，且計(jì)算值不夠精確，需不斷修正孔型周長。另一種是采用變形角來設(shè)計(jì)［2］，從圓管到矩形管可看成從180°到90°角的彎曲變形，所以變形角θ能準(zhǔn)確地反映角部和邊部的變形程度。設(shè)計(jì)過程中，考慮尺寸精度和金屬加工硬化的影響，通常變形角的分配，開始和中間道次大些，然后逐漸減小。在直接用圓弧相交構(gòu)成的孔型中，管坯的圓角部分不可能充滿孔型，因此孔型周長與管坯周長不等。為了保證尺寸精度，需對孔型圓角部分進(jìn)行修正計(jì)算。所以該法比其它方法具有較高的設(shè)計(jì)精度。但是，由于疊代計(jì)算量較大，這種方法較適于用計(jì)算機(jī)進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)。如果使用水平、垂直方向同時(shí)變形的萬能機(jī)架，可直接用變形角θ進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)。對于目前普遍使用的焊管設(shè)備，管坯在兩個(gè)方向交替受力，因此需偏轉(zhuǎn)變形角θ，才能滿足設(shè)計(jì)需要。采用偏轉(zhuǎn)系數(shù)K進(jìn)行偏轉(zhuǎn)計(jì)算，K值由實(shí)踐中確定，如果偏轉(zhuǎn)系數(shù)設(shè)定和變形角分配不合理，會(huì)造成相鄰孔型的壓下和咬入條件不滿足，或圓心角與孔型半徑的變化規(guī)律不符合要求。圓管改矩形管孔型設(shè)計(jì)方法 |
