換熱器不銹鋼波紋板片連續(xù)輥壓成型工藝與裝置制造方法
【專利摘要】一種特種孔型輥連續(xù)輥壓制備換熱器不銹鋼波紋板片的工藝與裝置，其工藝流程為：開卷機開卷→導向夾送輥導向→加熱爐自動感應溫度并加熱→矯直單元對板帶進行矯直→導向夾送輥導向→特種孔型輥連續(xù)輥壓成型→V型剪刃飛剪機定尺剪切→落料收集，成型輥在嚙合的同時對板料進行連續(xù)輥壓成型?；谶B續(xù)體成型原理，考慮相鄰波紋間的影響，建立了連續(xù)體輥壓過程中的回彈角模型。在成型輥的設計中，結合連續(xù)體回彈角模型和優(yōu)化設計原理，建立了適用于制備不同設計參數(shù)波紋板片的輥齒參數(shù)設計模型。此制備不銹鋼板片波紋結構的連續(xù)輥壓成型裝置能夠保持較小的板帶應變速率，避免沖壓工藝導致的裂紋缺陷，提高了加工模具的壽命和加工效率。
【專利說明】換熱器不銹鋼波紋板片連續(xù)輥壓成型工藝與裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于換熱器不銹鋼板片制備【技術領域】，具體涉及一種新的針對生產換熱器 不銹鋼波紋板片的特種孔型輥連續(xù)輥壓工藝與裝置。

【背景技術】
[0002] 板式換熱器是一種高效、緊湊的換熱設備，換熱器板片的質量直接影響到板式換 熱器的散熱性能和工作狀況。換熱器板片常用材料多為不銹鋼，波紋區(qū)域多為V字形結構。 目前，制備換熱器不銹鋼波紋板片的主要加工工藝為模具配合壓力機一次沖壓成形，采用 人工放件的單件沖壓制備方法，具有一定的危險性。沖壓過程中由于板料變形速度過快，應 變速率極大，板料真實應力便隨應變速率的增加而升高，然而材料的斷裂抗力僅取決于原 子間的結合力，在變形過程中變化不大，隨著應變速率的增加，金屬就會過早地達到斷裂階 段，使得材料塑性降低，導致波紋帶的邊緣極易出現(xiàn)裂紋，換熱器板片成材率較低；同時由 于應變速率過大，也加劇了模具的磨損。最終，導致了沖壓生產換熱器不銹鋼板片的效率降 低、成本增加。本發(fā)明提供了一種連續(xù)生產換熱器不銹鋼波紋板片的新工藝與裝置，能夠有 效克服現(xiàn)有技術的瓶頸，解決現(xiàn)有的問題。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明針對上述問題，提出一種制備換熱器不銹鋼波紋板片的連續(xù)輥壓成型工藝 與裝置，目的在于提供一種通過導向夾送輥推送不銹鋼板帶，然后采用特種孔型輥連續(xù)輥 壓的制備方法生產不銹鋼波紋板片。換熱器不銹鋼板片波紋帶部分采用高精度輥壓成形， 板片的固定和密封結構延續(xù)使用模具沖壓成形，而后整體焊接成形制備不銹鋼換熱器板 片，能夠提商廣品質量和生廣效率。
[0004] 如圖2所示為一種新的連續(xù)輥壓成型工藝流程：開卷機開卷一導向夾送輥導向一 溫度自動感應加熱爐進行加熱一矯直單元對板帶進行矯直一導向夾送輥導向一特種孔型 輥軋機進行連續(xù)輥壓成型一V型剪刃飛剪機進行定尺剪切一落料收集。安置在成型輥前方 的導向夾送輥在推送薄板帶的同時保證其在咬入方向上不發(fā)生翹曲。如圖3所示為連續(xù)輥 壓成型原理示意圖，成型輥類似于"連續(xù)彎曲模具"，在嚙合的同時對板料進行連續(xù)彎壓。如 圖3b所示，進齒和退齒過程相當于沖壓時模具加載及卸載過程，其基本工作原理可以稱為 連續(xù)彎曲作業(yè)的"板料沖壓"。
[0005]自動感應加熱爐的溫度調節(jié)范圍是板形成型精度的關鍵參數(shù)，具體根據材料的寬 度與厚度按如下方法確定：板帶厚度范圍為〇? 5mm，寬度范圍為100mnT500mm，加熱 溫度調節(jié)范圍為l〇(T600°C;例如，厚度為0. lmnTO. 2mm，寬度為100mnT200mm的不銹鋼板帶 加熱溫度為l〇〇°C ~200°C，以此類推，板帶表面積越大，加熱溫度越高，從而保證爐內板料 受熱均勻。
[0006] 換熱器波紋板輥壓成型的關鍵是輥形的設計，板片波紋帶的主要技術參數(shù)有：波 紋夾角，（多為120°)、波紋法向節(jié)距Z、波紋深度A、波紋圓角〃、波紋側翼彎曲角〇、波紋 圓角半徑A其中波紋深度A是影響換熱效率的重要設計參數(shù)。如圖1所示，所給參數(shù)均參 照波紋帶垂直截面a-t)，為方便后續(xù)測量分析，基于幾何投影關系將垂直截面相關參數(shù) 轉換到板料的縱向（A-F)進行研究。板料的回彈直接影響了波紋帶的輥壓精度，本發(fā)明綜 合連續(xù)體成型原理考慮，在輥壓成型過程中，相鄰波紋加工過程中回彈相互影響，這包括對 波紋曲率M、側翼彎曲角〇、特別是波紋深度A等參數(shù)的影響。本發(fā)明建立了適用于連續(xù) 體輥壓過程中的回彈角A#模型

【權利要求】
1. 一種針對換熱器不銹鋼波紋板片的連續(xù)輥壓成型新工藝與裝置，其工藝流程為：開 卷機開卷一導向夾送輥導向一溫度自動感應加熱爐進行加熱一矯直單元對板帶進行矯直 -導向夾送輥導向一特種孔型輥軋機進行連續(xù)輥壓成型一V型剪刃飛剪機進行定尺剪切 -落料收集；其中，采用兩個具有相同孔型的成型輥對板帶進行連續(xù)彎曲變形，獲得波紋帶 形狀；同時采用兩對導向夾送輥推送板帶以保證軋制時板帶不發(fā)生翹曲。
2. 如權利要求1所述的換熱器不銹鋼波紋板片的連續(xù)輥壓成型工藝與裝置，其 特征在于溫度自動感應加熱爐裝置按照工藝預設模型進行加熱，加熱板帶厚度范圍為 0?lmnTL5mm，寬度范圍為100mnT500mm，加熱溫度調節(jié)范圍為10(T60(TC;例如，厚度為 0?lmnTO. 2mm，寬度為100mnT200mm的不銹鋼板帶加熱溫度為100°C?200°C，以此類推，板帶 表面積越大，加熱溫度越高，從而保證爐內板料受熱均勻。
3. 如權利要求1所述的換熱器不銹鋼波紋板片的連續(xù)輥壓成 型工藝與裝置，其特征在于采用了連續(xù)輥壓成型工藝，充分考慮了 相鄰波紋加工過程的影響，建立了連續(xù)輥壓過程中的回彈角模型 A#=D.204#-A-1.071^ + 0.3814 - 19.005 ;會泛夠保持較小的板帶應變速率，避免了沖壓工 藝大應變速率所導致的裂紋缺陷，并且延長了加工模具的使用壽命，提高了加工效率，縮短 了產品開發(fā)的周期，有節(jié)能降耗的作用。
4. 如權利要求1所述的換熱器不銹鋼波紋板片的連續(xù)輥壓成型工藝與裝置，其特征在 于給出了輥齒參數(shù)設計模型： (1) 成型輥凸模圓角半徑6 :〇.75r別々y為彎曲件內側的圓角半徑； (2) 成型輥凸凹模間隙z 3 ,其中z為凸凹模間隙，為板料的最大厚 度，1為板厚的基本尺寸，￡>為間隙系數(shù)，〇.4<|^|<0.7, (14以別7時，方式為自由式輥壓； -0.7ScS-0.4 ,方式為校正式輥壓； (3) 成型輥凹模圓角半徑6 :實際生產中，凹模圓角半徑『2根據材料的厚度進行選取， 并參考凸模圓角半徑m+ 糾+1.4z ; (4) 輥齒參數(shù)：上下成型輥完全相同，齒頂相對成型輥中心的半徑&、齒溝相對成型輥 中心的半徑R2、齒形分度角2a、齒形角2S、輥齒數(shù)n按如下模型確定：
根據該輥齒參數(shù)模型設計的成型輥適用于制備具有不同設計參數(shù)的波紋板片。
【文檔編號】B21D53/04GK104399839SQ201410592264
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權日:2014年10月30日
【發(fā)明者】馬立峰, 賈偉濤, 黃慶學, 徐海潔 申請人:太原科技大學