專(zhuān)利名稱(chēng)：一種j字形冷彎型鋼的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種型鋼技術(shù)，特別是涉及一種特殊形狀的冷彎型鋼產(chǎn)品的結(jié)
構(gòu)。
背景技術(shù)：
冷彎型鋼以其輕型、剛性好的特點(diǎn)，在鋼結(jié)構(gòu)件及各種特殊用途中得到廣泛應(yīng)用， 其截面結(jié)構(gòu)形狀也越來(lái)越多，有的甚至很復(fù)雜，但其成形工藝基本上都離不開(kāi)沖壓成 形的折彎和輥軋成形的輥彎兩種，現(xiàn)在大部分使用的是輥彎成形工藝，都是根據(jù)產(chǎn)品 截面形狀和尺寸，設(shè)計(jì)變形過(guò)程、計(jì)算料的寬度、設(shè)計(jì)成形輥軋道次。產(chǎn)品截面形狀 決定展開(kāi)的料寬，變形過(guò)程和方法決定成形輥軋道次。在變形過(guò)程中常規(guī)方法都是圓 弧段曲率半徑R從大到小，轉(zhuǎn)角部分的角度從小到大，并且最終圓弧的半徑R受原
料厚度的限制，使得圓弧曲率半徑內(nèi)R值很難做到很小。特別是要軋制的型鋼產(chǎn)品截 面形狀極其特殊，像截面形狀為J字形的型鋼，其兩側(cè)邊長(zhǎng)度非常不對(duì)稱(chēng)、不但厚度 大而截面積又小的型鋼，其厚度與內(nèi)圓弧曲率半徑之比要求達(dá)到80%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī) 冷彎型鋼的比例，如果還是使用常規(guī)冷彎成形工藝，先成形弧形段，半徑R從無(wú)窮大 逐步變小，由于厚度與圓弧半徑比值又很大，圓弧兩側(cè)的直線(xiàn)段的長(zhǎng)度相差很大，有 時(shí)其中短的一邊只有2mm長(zhǎng)，所以在彎圓弧時(shí)，軋輥與產(chǎn)品的接觸面很小。短邊一 側(cè)的摩擦轉(zhuǎn)力矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于長(zhǎng)邊一側(cè)的，因此，在圓弧段變形時(shí)，圓弧的半徑R還未達(dá) 到設(shè)計(jì)值時(shí)，原料早已翻轉(zhuǎn)到軋輥孔型之外了，實(shí)現(xiàn)不了變形。目前，對(duì)上述如此特 殊要求的型鋼產(chǎn)品還沒(méi)有成熟的軋制工藝，特別是要生產(chǎn)小面積截面、厚度與曲率半 徑比值又大、兩邊長(zhǎng)度相差很大的J字形冷彎型鋼，很難保證技術(shù)要求和產(chǎn)品質(zhì)量。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)在軋制特殊形狀型鋼中的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種 J字形冷彎型鋼結(jié)構(gòu)及軋制工藝，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)合理的軋輥孔型和制 訂合理的輥軋參數(shù)，通過(guò)軋輥連續(xù)逐道次輥彎變形軋出J字形截面的型鋼，本實(shí)用新 型的技術(shù)方案是通過(guò)如下的技術(shù)手段來(lái)具體實(shí)現(xiàn)的， 一種由不銹縱剪鋼帶，通過(guò)軋輥 連續(xù)逐道次輥軋變形而成的J字形冷彎型鋼結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的J字形冷彎型鋼 的結(jié)構(gòu)是其型鋼的厚度S (6mm)與其截面底部圓弧半徑R(7.5mm)之比等于80%;
底部圓弧半徑R兩側(cè)的直線(xiàn)段的長(zhǎng)度相差很大(16倍)，短邊的長(zhǎng)度特別短(2 mm)， 只為原料厚度的1/3。
一種上述特殊結(jié)構(gòu)的J字形冷彎型鋼的軋制工藝，其過(guò)程是將一定厚度的縱剪鋼 帶，通過(guò)多道軋輥連續(xù)逐道次輥彎變形成為J字形截面的型鋼，其特征是-
a) 輥軋變形過(guò)程分為12個(gè)道次，第1至第8個(gè)道次采用上、下成對(duì)的變形平輥 和相配合的導(dǎo)向立輥組成的8個(gè)架次，其中立輥起到原料及產(chǎn)品在軋制變形過(guò)程中能 順利進(jìn)入下一架次軋輥，同時(shí)修正不偏離軋制線(xiàn)；輥軋變形過(guò)程的第9道次至第12 道次的4個(gè)道次的精整變形采用四架次三輥式萬(wàn)能機(jī)架，使用三輥式可充分保證大邊 尺寸高度土O.l的公差，同時(shí)三輥式使用了可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的分離式軋輥，大大減小由于 速度差造成產(chǎn)品表面加工硬化程度的不同和壓延的不同，減小殘余應(yīng)力易于矯直；最 后的整形、矯直使用兩架次土耳其頭方式矯直機(jī)進(jìn)行矯直，使直線(xiàn)度、扭轉(zhuǎn)度得到控 制；
b) 軋制過(guò)程是圓弧的變形過(guò)程，圓弧的弧長(zhǎng)從短變長(zhǎng)，每一道次的軋制上軋輥的 圓弧半徑R值與產(chǎn)品最終形狀的R值相等；
c) 軋制過(guò)程中與圓弧兩端相連的直邊的升角從小到大變化著，并且是短邊的升角 大于長(zhǎng)邊的升角，長(zhǎng)邊變形角每一架次平均都要比短邊小，可充分保證圓弧段尺寸和 短邊尺寸，平衡兩個(gè)邊的摩擦轉(zhuǎn)力矩，使產(chǎn)品在軋制過(guò)程中不翻轉(zhuǎn)；
d) 軋制過(guò)程中，圓弧圓心在變形過(guò)程中移動(dòng)，產(chǎn)品最終圓弧圓心定為軋制線(xiàn)，圓 弧圓心偏離軋制線(xiàn)距離由大變小至O。使短邊預(yù)留長(zhǎng)度大于產(chǎn)品最終短邊尺寸。在初 始架次成形時(shí)圓弧圓心偏離圓弧軋制線(xiàn)6^8mm。逐架次減小平均每道次減小lmm， 在第九架次與軋制線(xiàn)重合。可保證圓弧完整成形。
軋制過(guò)程中，必須控制好變形的每一道次的有關(guān)技術(shù)參數(shù)的范圍，其中
(1) a表示長(zhǎng)邊的升角；e表示短邊的升角，e必須大于d，具體為(!2-8~12° 、 32=28~32° ; a3=13~17° 、 e3=44~46° ; a4=18~22° 、 P4=60~64° ; a產(chǎn)23 27。 、 g5=75~79° ; a6=27~31° 、 g6=90° ;a 7=43~47。、日產(chǎn)卯。； a 8=58~62° 、 0 8=90° ; a 9=73~77° 、 6 9=90° ;a 10=83~87。 、 g 10=90° ; Qi產(chǎn)^產(chǎn)9(T 。
(2) S表示圓弧圓心位置偏離軋制線(xiàn)中心的距離，具體為S2+8mm; S3-5~7mm; S4=4~6mm; S5=3 5mm; S6=2~4mm; S7=l~3mm; Ss-lmm; S9=0mm。(3)R為上輥圓弧半徑，也是產(chǎn)品型鋼的最終尺寸，軋制過(guò)程中保持不變。 本實(shí)用新型的積極效果在于按常規(guī)冷彎變形工藝加工不了的產(chǎn)品，通過(guò)分析欲加 工產(chǎn)品的截面形狀的特殊性，設(shè)計(jì)合理的変形孔型，制訂切實(shí)可行的輥軋工藝參數(shù)， 使用本發(fā)明可生產(chǎn)出產(chǎn)品厚度與圓弧曲率半徑之比達(dá)到80%，并且圓弧兩邊邊長(zhǎng)的不 對(duì)稱(chēng)性大于16倍的特殊結(jié)構(gòu)的J字形冷彎型鋼，型鋼總高尺寸可達(dá)到土O.l,并有一 套保證產(chǎn)品質(zhì)量的成熟的軋制工藝，為特殊結(jié)構(gòu)型鋼的發(fā)展創(chuàng)出了新路，積累了經(jīng)驗(yàn)。
圖l、是本實(shí)用新型的實(shí)施例J字形冷彎型鋼結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、是本實(shí)用新型的實(shí)施例J字形冷彎型鋼第1道次至第3道次變形軋制工藝。 圖3、是本實(shí)用新型的實(shí)施例J字形冷彎型鋼第4道次至第6道次變形軋制工藝。 圖4、是本實(shí)用新型的實(shí)施例J字形冷彎型鋼第7道次至第10道次變形軋制工藝。 圖5、是本實(shí)用新型的實(shí)施例J字形冷彎型鋼第11道次至第14道次軋制工藝。
圖中SG代表上輥；XG代表下輥；PL代表扎制中心線(xiàn)；0代表圓弧圓心；DB 代表短邊；CB代表長(zhǎng)邊；SG1代表上輥一；SG2代表上輥二； CG代表側(cè)輥；KL代 表立輥；a代表長(zhǎng)邊升角；3代表短邊升角；S代表型材厚度；R代表型鋼圓弧半 徑；AB代表型鋼總高度；K代表軋制道次；S4代表第4道次圓弧圓心O與軋制線(xiàn) PL的距離。
具體實(shí)施方式
下面是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，結(jié)合附圖1的結(jié)構(gòu)和附圖2至附圖5的軋制工 藝圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明本實(shí)施例是一種J字形型鋼，型鋼的結(jié)構(gòu)尺寸是 厚度5為6mm、圓弧半徑R為7.5mm、長(zhǎng)邊CB為32mm，短邊DB為2mm、型鋼 總高AB為45.5mm，采用寬度和厚度為68*6、材質(zhì)牌號(hào)為lcrl7不銹縱剪鋼帶加工 制成。具體的軋制過(guò)程如下
(1) 軋制第1架K1為上下平輥與導(dǎo)向立輥K仏配合控制原料，此時(shí)尙無(wú)變形， 包括后面幾道的導(dǎo)向立輥K仏、K2L 、 K3L、 K4L 、 K5L、 K^都是起到控制產(chǎn)品能順 利進(jìn)入下一架軋輥，同時(shí)保證不偏離軋制線(xiàn)PL。
(2) 第2架水平輥K2變形，圓弧圓心0位置偏離軋制線(xiàn)PL中心為S2-7mm,大 邊升角a 2=10° 、 6 2=31° ,保證P > a 。上輥SG圓弧半徑R-7.5mm(產(chǎn)品最終尺寸)
(3) 第3架水平輥K3變形，圓弧圓心0位置偏離軋制線(xiàn)PL中心為S3-6mm，大 邊升角a 3=15° 、 e 3=46° 。仍保證e > a 、上輥SG圓弧半徑R-7.5mm(產(chǎn)品最終尺 寸)
(4) 第4架水平輥K4變形，圓弧圓心0位置偏離軋制線(xiàn)PL中心為S4-5mm,大
邊升角a 4=20° 、 e 4=62。。仍保證e > a 、上輥SG圓弧半徑半徑R-7.5mm(產(chǎn)品最 終尺寸)
(5) 第5架水平輥Ks變形，圓弧圓心0位置偏離軋制線(xiàn)PL中心為S5^4mm，大
邊升角a 5=25° 、 e 5=75.5° 。仍保證e > a ，上輥SG圓弧半徑R-7.5mm(產(chǎn)品最終 尺寸)
(6) 第6架水平輥Ke變形，圓弧圓心O位置偏離軋制線(xiàn)PL中心為S6=3mm，大 邊升角a 6=29° 、 e 6=90° 。仍保證0 > a 、上輥SG圓弧半徑R-7.5mm(產(chǎn)品最終尺
寸)
(7) 第7架水平輥K7變形，圓弧圓心0位置偏離軋制線(xiàn)PL中心為S產(chǎn)2mm,大 邊升角a尸45。 、 e7=90° 。仍保證e >a ，上輥SG圓弧半徑I^7.5mm(產(chǎn)品最終尺 寸)
(8) 第8架水平輥K8變形，圓弧圓心0位置偏離軋制線(xiàn)PL中心為S8-lmm，大 邊升角a 8=60° 、 e 8=90° 。仍保證e > a ，上輥SG圓弧半徑R-7.5mm(產(chǎn)品最終尺
寸)
(9) 第9架水平輥K9變形，圓弧圓心O位置偏離軋制線(xiàn)PL中心為S9=0mm，艮P， 圓弧圓心O位置與軋制線(xiàn)PL重合。大邊升角(19-75° 、 e9=90° 。仍保證e〉a， 上輥圓弧半徑R-7.5mm(產(chǎn)品最終尺寸)。從此架開(kāi)始使用三輥式，其中上輥SG1和上 輥SG2為分離式軋輥，可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。上輥SG1仍起到圓弧變形作用，上輥SG2控制 大邊CB高度作用。側(cè)輥CG起大邊變形作用。
(10) 第10架水平輥Kn)變形，圓弧圓心O位置與軋制線(xiàn)PL重合。大邊升角a 10=85° 、 e1()=90° 。仍保證e〉a，上輥SG圓弧半徑R-7.5mm(產(chǎn)品最終尺寸)。仍 然使用三輥式，各輥的作用與第9架相同。
(11) 第ll架水平輥Ku變形，圓弧圓心O位置與軋制線(xiàn)PL重合。大邊升角 ai產(chǎn)Pu,O。。上輥SG圓弧半徑F^7.5mm(產(chǎn)品最終尺寸)。仍然使用三輥式，各輥 的作用與第九架相同
(12) 第12架Ku在對(duì)變形后的形狀進(jìn)行精密整形，特別是型鋼全高度尺寸45土 0.1公差的保證。
最后，經(jīng)過(guò)第13、 14架次通常用的三輥式土耳其頭方式矯直機(jī)進(jìn)行整形、矯直、 定型，完成軋制過(guò)程。
權(quán)利要求1.一種J字形冷彎型鋼的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的J字形冷彎型鋼的結(jié)構(gòu)是其型綱的厚度(δ)與其截面底部圓弧半徑(R)之比等于80％；底部圓弧半徑(R)兩側(cè)直線(xiàn)段的長(zhǎng)短邊相差很大，短邊的長(zhǎng)度特別短。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種J字形冷彎型鋼的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的型鋼厚度 (6 )為6mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種J字形冷彎型鋼的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的型鋼底部 圓弧半徑(R)兩側(cè)直線(xiàn)段的長(zhǎng)邊和短邊相差16倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種J字形冷彎型鋼的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的型鋼其截 面底部圓弧半徑(R )為7.5 mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種J字形冷彎型鋼的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的型鋼短邊 的長(zhǎng)度特別短，為2mm,只是原料厚度的1/3 。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種J字形冷彎型鋼結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩邊長(zhǎng)度不對(duì)稱(chēng)、其厚度與內(nèi)圓弧半徑之比達(dá)到80％的特殊型鋼結(jié)構(gòu)，使用常規(guī)冷彎成形工藝很難加工。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過(guò)軋輥連續(xù)逐道次輥彎變形的工藝，將輥軋變形過(guò)程分為12個(gè)道次，采用上、下成對(duì)的變形平輥和相配合的導(dǎo)向立輥和三輥式萬(wàn)能機(jī)架、最后使用兩架土耳其頭方式矯直機(jī)進(jìn)行校直；本實(shí)用新型的積極效果在于型鋼厚度與圓弧曲率半徑之比達(dá)到80％，并且圓弧兩邊長(zhǎng)度的不對(duì)稱(chēng)性大于16倍、短邊長(zhǎng)度特別短、只為型鋼厚度6mm的1/3的2mm的特殊結(jié)構(gòu)的J字形冷彎型鋼，達(dá)到總高±0.1的公差，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)F16S3/00GK201059415SQ20072007033
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者姜春民, 靜 張 申請(qǐng)人:上海佳冷型鋼有限公司