專利名稱：一種冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷彎成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法。
背景技術(shù)：
冷彎型鋼(cold rolled section steel)指用鋼板或帶鋼在室溫狀態(tài)下彎曲成的各 種斷面形狀的成品型材。冷彎型鋼是一種用途極廣的經(jīng)濟型斷面型材，其斷面結(jié)構(gòu)合 理、品種規(guī)格繁多、幾何尺寸精確，體現(xiàn)了現(xiàn)代社會對材料輕型化、合理化、功能化的 使用要求。
冷彎型鋼是制作輕型鋼結(jié)構(gòu)的主要材料。它具有熱軋所不能生產(chǎn)的各種薄壁、形狀 合理而復(fù)雜的截面。鑒于冷彎型鋼的諸多優(yōu)勢，目前，冷彎型鋼的市場需求日益增多， 應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。但是在冷彎型鋼的研發(fā)與生產(chǎn)領(lǐng)域，我國與國外相比還存在一定的 差距，尤其在高精度外圓尖角、高強度難成型冷彎型鋼的開發(fā)加工方面尤為突出。
如圖1所示，在通常情況下，冷彎型鋼的外圓角成圓弧狀。由于帶鋼在彎曲成型過程 中圓角部位通常會減薄，因此，即使其內(nèi)圓弧半徑為零，外圓弧半徑也會大于帶鋼的板 厚。而且外圓角的冷彎型鋼也不適合于對于冷彎型鋼的外角有尖角要求的工作場合。
要想獲得具有外圓尖角的的冷彎型鋼，需要采用復(fù)雜的工藝。如專利權(quán)人為武漢鋼 鐵公司漢口軋鋼廠、申請?zhí)枮?3104319.0、名稱為"一種制造尖角方形管的方法"的發(fā) 明專利公開了采用先冷彎成型、后高頻焊接的方法，將鋼板焊接成一個角為尖角的方形 管。再如，專利權(quán)人為王錫權(quán)、申請?zhí)枮?3111083.5、名稱為"具有一個尖角的矩形鋼 管的制造方法"的發(fā)明專利公開了同樣采用先冷彎成型，后高頻焊接的方法，將鋼板兩 端對接后焊接成一個角為尖角的矩形鋼管。兩個發(fā)明專利的技術(shù)方案指出了不同的具有 外圓尖角的的冷彎型鋼的成型方法，但是在尖角處都是通過焊接來實現(xiàn)的，這種尖角是 利用鋼板兩端對接后形成的，其形狀和尺寸精度受帶鋼邊緣質(zhì)量及焊縫質(zhì)量的影響較 大，而且只適用于厚度較大的金屬帶鋼。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種完全通過冷彎成型工藝 實現(xiàn)冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法，包括如下步驟
A、 通過冷彎成型機在帶鋼的圓弧角兩側(cè)經(jīng)過反彎形成包括三段圓弧彎曲的W形帶 鋼，即在圓弧角處形成預(yù)留金屬量。所謂的三段圓弧彎曲的W形帶鋼指的是在欲形成帶鋼 兩個圓弧角的部位分別加工成向內(nèi)凹陷的兩個圓弧狀，并且在兩個圓弧狀中間形成一個 向外凹陷的相對平緩的中間圓弧，從而，兩個向內(nèi)凹陷的圓弧和向外凹陷的平緩中間圓 弧構(gòu)成近似W形的三段圓弧彎曲。平緩中間圓弧也可以為直線段.。該W形的三段圓弧彎曲 位于被加工帶鋼的中部附近。由于帶鋼兩個圓弧角部位的兩個向內(nèi)凹陷的圓弧使得冷彎 型鋼的圓弧角處形成預(yù)留金屬量，該預(yù)留金屬量恰好填補了通常冷彎型鋼的外圓角部分 在圓弧狀時缺少的金屬量(參見附圖l所示)。
B、 通過冷彎成型機將W形帶鋼邊緣進行彎弧處理，直至冷彎成型完畢。將帶鋼邊緣
進行彎弧處理指的是通過冷彎成型機將帶鋼的邊緣向上彎曲，并根據(jù)需要形成與水平線 一定的角度。直至冷彎成型完畢指的是按照預(yù)先設(shè)定好的截面形狀將帶鋼邊緣向上彎曲 到指定的角度。
C、 用上下左右四輥同時擠壓經(jīng)過步驟B冷彎成型完的冷彎型鋼，直至形成具有外圓
尖角的冷彎型鋼。
在步驟A之前還包括根據(jù)體積不變的原則確定預(yù)留金屬量的步驟，所述的體積不變的 原則指的是加工成最終成品的冷彎型鋼與為了確定預(yù)留金屬量中間過程中的半成品冷彎 型鋼體積一致。
在歩驟A之前還包括確定冷彎型鋼成型最終截面所需要的帶鋼寬度步驟。 步驟B包括如下步驟
Bl、通過冷彎成型機將帶鋼邊緣對稱向上彎曲，形成變形角度為45度的變形帶鋼； B2、通過冷彎成型機將帶鋼邊緣對稱向上彎曲，形成變形角度為90度的變形帶鋼。 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過采用三段圓弧彎曲的外尖角補 償成型方法，可以在室溫的情況下僅通過冷彎成型的工藝加工出冷彎型鋼外圓尖角，而 且外圓尖角的弧度半徑小于0.2111111，基本上接近尖角，滿足了各種對外圓尖角冷彎型鋼的 要求。而且，該方法還具有工藝簡單、成本低、成型速度快、效率高等優(yōu)點。


圖1為通常冷彎型鋼的外圓角示意圖； 圖2為本發(fā)明方法的方框流程示意圖3為通過本發(fā)明方法成型的冷彎型鋼外圓尖角示意圖4為將冷彎型鋼最終截面分解成五個實體示意圖5為置于普通冷彎成型機上帶鋼平整狀態(tài)示意圖6為帶鋼被冷彎成型三段圓弧狀態(tài)示意圖7為帶鋼邊緣對稱向上變形角度為45度的狀態(tài)示意圖8為帶鋼邊緣對稱向上變形角度為90度的狀態(tài)示意圖9為最終冷彎型鋼截面示意圖IO為將帶鋼置于普通冷彎成型機上進行平整加工示意圖11為用冷彎成型機將帶鋼的圓弧角兩側(cè)加工成三段圓弧狀示意圖12為用冷彎成型機將帶鋼邊緣對稱加工向上變形角度為45度狀態(tài)示意圖13為用冷彎成型機將帶鋼邊緣對稱加工向上變形角度為90度狀態(tài)示意圖14為用冷彎成型機四輥同時擠壓加工外圓尖角的冷彎型鋼示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述的一種冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法進行詳細(xì)說
明
圖2為本發(fā)明方法的方框流程圖。
步驟l，計算冷彎型鋼成型最終截面所需要的帶鋼寬度。參見圖4所示，將冷彎型鋼 最終截面分成五個實體l、 2、 3、 4和5，實體2和4位于冷彎型鋼外圓尖角處，實體l、 3和 5被實體2和4隔開。其中實體l、 3和5為直線實體，直線實體的總寬度L直為實體1、 3和5 的直線長度之和。即
L直二L1+L3+L5;
實體2和4為尖角實體，尖角實體的總寬度L尖需要根據(jù)體積不變的原則進行計算，所 述的體積不變的原則指的是加工成最終成品的冷彎型鋼與為了確定預(yù)留金屬量中間過程 中的半成品冷彎型鋼體積一致。假定帶鋼板厚度為T，即L尖二L2+L4，其中，L2=L4=T; 因此，計算得出總的帶鋼寬度為
L= L直屮L尖二 L1+L3+L5+ L2+L4= L1+L3+L5+2T，其中，Ln (n為l、 2、 3、 4和5)為 各實體的直線長度，T為帶鋼板厚度。
步驟2，根據(jù)體積不變的原則計算和確定預(yù)留金屬量的多少，參見圖1和圖3所示。
步驟3，如圖5和圖10所示，將按照步驟l計算好的帶鋼總寬度的帶鋼置于普通冷彎成 型機上進行平整處理，以為進入下一步驟做準(zhǔn)備。
步驟4，如圖2、圖6和圖11所示，通過冷彎成型機在帶鋼的圓弧角兩側(cè)經(jīng)過反彎形成 近似W形的三段圓弧彎曲，即在圓弧角處形成根據(jù)步驟2計算得出的預(yù)留金屬量。所謂的 近似W形的三段圓弧彎曲指的是在欲形成帶鋼兩個圓弧角的部位分別加工成向內(nèi)凹陷的兩 個圓弧狀，并且在兩個圓弧狀中間形成一個向外凹陷的相對平緩的中間圓弧，從而，兩 個向內(nèi)凹陷的圓弧和向外凹陷的平緩中間圓弧構(gòu)成近似W形的三段圓弧彎曲。平緩中間圓 弧也可以為直線段。該近似W形的三段圓弧彎曲位于被加工帶鋼的中部附近。由于帶鋼兩 個圓弧角部位的兩個向內(nèi)凹陷的圓弧使得冷彎型鋼的圓弧角處形成預(yù)留金屬量，該預(yù)留 金屬量恰好填補了通常冷彎型鋼的外圓角部分在圓弧狀時缺少的金屬量(參見附圖l所 示)。
步驟5，如圖2、圖7和圖12所示，通過冷彎成型機將帶鋼邊緣對稱向上彎曲，形成變 形角度為45度的變形帶鋼。即經(jīng)過步驟5后將帶鋼的兩個邊緣加工成向上且與水平方向成 45度角的形狀。所謂的對稱向上彎曲指的是帶鋼兩邊緣都向上彎曲，該彎曲可以是同時 進行的，即經(jīng)過一次擠壓同時實現(xiàn)的；也可以根據(jù)具體情況分別進行彎曲，即先彎曲一 個邊緣，然后再彎曲另一個邊緣。
步驟6，如圖2、圖8和圖13所示，通過冷彎成型機將帶鋼邊緣對稱向上彎曲，形成變 形角度為90度的變形帶鋼。即經(jīng)過步驟6后將帶鋼的兩個邊緣加工成向上且與水平方向成 90度角的形狀。所謂的對稱向上彎曲指的是帶鋼兩邊緣都向上彎曲，該彎曲可以是同時 進行的，即經(jīng)過一次擠壓同時實現(xiàn)的；也可以根據(jù)具體情況分別進行彎曲，即先彎曲一 個邊緣，然后再彎曲另一個邊緣。
步驟5或者步驟6也可以由其他方案替代，如進行多于兩道次工序或者改變變形角度。
步驟7，如圖2、圖9和圖14所示，用上下左右四輥同時擠壓經(jīng)過上述步驟冷彎成型完的冷彎型鋼，直至形成具有外圓尖角的冷彎型鋼。所謂的上下左右四輥同時擠壓指的是 根據(jù)最終冷彎型鋼的截面形狀配置垂直和水平方向四個相應(yīng)的軋輥，并且四個軋輥同時 向中心擠壓，完成加工過程。所謂的經(jīng)過上述步驟冷彎成型后的冷彎型鋼指的是經(jīng)過步 驟1至步驟6加工后的冷彎型鋼。所謂的直至形成具有外圓尖角的冷彎型鋼指的是將帶鋼 加工成預(yù)先設(shè)計好的最終截面形狀，而且外圓尖角的弧度半徑小于O. 2mm。
如圖3所示，通過采用上述三段圓弧彎曲的外尖角補償成型方法加工的冷彎型鋼外圓 尖角，是在室溫的情況下僅通過冷彎成型的工藝加工出冷彎型鋼外圓尖角，而且外圓尖 角的弧度半徑小于0.2mra，基本上接近尖角，滿足了各種對外圓尖角冷彎型鋼的要求。而 且，該方法還具有工藝簡單、成本低、成型速度快、效率高等優(yōu)點。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替 換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的 保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法，其特征在于，包括如下步驟A、通過冷彎成型機在帶鋼的圓弧角兩側(cè)經(jīng)過反彎形成包括三段圓弧彎曲的W形帶鋼，即在圓弧角處形成預(yù)留金屬量；B、通過冷彎成型機將W形帶鋼邊緣進行彎弧處理，直至冷彎成型完畢；C、用上下左右四輥同時擠壓經(jīng)過步驟B冷彎成型后的冷彎型鋼，直至形成具有外圓尖角的冷彎型鋼。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法，其特征在于，在步驟A 之前還包括根據(jù)體積不變的原則確定預(yù)留金屬量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法，其特征在于，在步驟A 之前還包括根據(jù)體積不變的原則確定帶鋼寬度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法，其特征在于， 步驟B包括如下步驟Bl、通過冷彎成型機將帶鋼邊緣對稱向上彎曲，形成變形角度為45度的變形帶鋼； B2、通過冷彎成型機將帶鋼邊緣對稱向上彎曲，形成變形角度為90度的變形帶鋼。
全文摘要
本發(fā)明的冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法，屬于冷彎成型技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括如下步驟A.通過冷彎成型機在帶鋼的圓弧角兩側(cè)經(jīng)過反彎形成包括三段圓弧彎曲的W形帶鋼，即在圓弧角處形成預(yù)留金屬量；B.通過冷彎成型機將W形帶鋼邊緣進行彎弧處理，直至冷彎成型完畢；C.用上下左右四輥同時擠壓經(jīng)過步驟B冷彎成型后的冷彎型鋼，直至形成具有外圓尖角的冷彎型鋼。該冷彎型鋼外圓尖角的冷彎成型方法具有工藝簡單、成型速度快、效率高、成本低和應(yīng)用范圍廣等特點。
文檔編號B21D7/00GK101564741SQ200910084629
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者劉春杰, 劉繼英, 艾正青, 許宏雷 申請人:北方工業(yè)大學(xué);北京中建柏利工程技術(shù)發(fā)展有限公司