[发明专利]一种卷板机预弯板材的方法

说明书

技术领域

本发明属于卷板机技术领域，为一种卷板机预弯板材的方法。

背景技术

卷板机是用于卷制各种形状的板材的机床，是锻压机械中重要分支。在卷制板材过程中，由于卷板机下辊之间存在间距，导致板材端部无法直接卷制，需要先对板材两端进行预弯，使之形成一个符合要求的圆弧。目前预弯方式主要分两种：一是采用圆弧模具进行预弯，该种工艺需要借助其他压力机床，综合成本高、操作复杂、加工效率低；二是采用卷板机自身进行板材预弯，即通过移动卷板机辊柱，在板材上选取有限数量的几个下压点，使板材塑性变形，形成圆弧，但是该种工艺粗放，形成的圆弧实际上是几条折线，准确度不高，导致后续校圆工序耗时较长。因此，现有的卷板机卷制板材过程中预弯效果较差，达不到预弯要求。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有对卷板机板材预弯的工艺预弯效果差，成本高，操作复杂，效率低。

本发明的技术方案为：一种卷板机预弯板材的方法，卷板机设有上辊和两个下辊，两个下辊分别为左下辊和右下辊，对板材两端需要预弯的部分构造虚拟圆，通过板材长度计算出板材预弯的最大预弯半圆弧角和最大预弯半圆弧长，在预弯过程中根据预弯时间实时计算出卷板机上辊移动的动态位置，使得上辊始终沿着虚拟圆预弯板材，从而得到符合要求的圆弧，包括以下步骤：

1)计算虚拟圆的半径：

根据板材的长度计算出虚拟圆的理论半径R，根据板材厚度修正虚拟圆半径：

R＝L/2π+0.5T；

其中，L为板材长度，T为板材厚度；

2)计算最大预弯半圆弧角和最大预弯半圆弧长：

取上辊在上位时的最下端点为坐标原点O，水平向右为X轴正方向，垂直向下为Y轴正方向，建立上位直角坐标系，计算预弯过程中最大预弯半圆弧角a和最大预弯半圆弧长Yw，即卷板机上辊与虚拟圆内切且卷板机下辊与虚拟圆外切时时的圆弧：

根据卷板机的结构推导得到公式：sin(a)＝Ld/(R+R1)；

则最大预弯半圆弧角：a＝arcsin(Ld/(R+R1))；

最大预弯半圆弧长：Yw＝2πR*a/360；

其中，Ld为两个下辊的中心距长度的一半，R1为下辊半径；

3)计算上辊最大下压量：

当上辊从下辊上边沿开始，居中下压板材到达虚拟圆时，将产生上辊最大下压量Ad，Ad是预弯开始时的最大下压量，也是正常滚圆的下压量：

根据步骤1)和2)，得到(R+R1)²＝Ld²+(R-Ad+R1)²；

则最大下压量：Ad=R+R1-(R+R1)2-Ld2;]]>

最大下压量时，上辊在Y轴最大坐标Ymax＝Ad+H；

其中：H为圆点高度，即上辊处于上位时，上辊下边沿距离下辊上边沿的距离，也是坐标原点O到下辊上边沿的垂直距离；

4)计算预弯过程中任意点时上辊的位移量：

取上辊在上位时的最下端点为坐标原点O，水平向右为X轴正方向，垂直向下为Y轴正方向，建立预弯过程直角坐标系，计算预弯过程中任意点时上辊的位移量，虚拟圆上已预弯圆弧长度：Yw_L＝S*t，S为下辊表面转动线速度，t为预弯时间；虚拟圆上已预弯圆弧角度：Yw_a＝S*t/2πR*360

预弯过程中，根据三角函数，上辊移动的x轴坐标：X＝-Sin(Yw_a)*(R-R2)，R2为上辊半径；

DI＝Cos(Yw_a)*(R-R2)；

IO＝AO-AI＝(H+Ad)-(R-DI)；

其中，DI为虚拟圆的圆心D到t时刻上辊圆心J的垂直距离；IO为坐标圆点O到t时刻上辊圆心J的垂直距离；