一种异形截面筒体辊弯成形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种异形截面筒体辊弯成形方法及装置，其中方法通过获取的板料参数、目标筒体形状及设备参数，先得到加工时两个侧辊所需要达到的多个位移量，然后结合板料参数为每个侧辊位移量分别匹配一个辊弯加载速度，再进行加工。相比于现有技术，本发明专利技术不仅实现了任意异形截面筒体的加工，还为不同的侧辊位移量分别匹配了一个合适的辊弯加载速度，即对筒体上不同曲率的弧段分别进行了针对性的优化，使辊弯成形的过程更加准确，降低了板材回弹等因素对加工质量造成的影响，极大地提高了产品的成形均匀性和精度。成形均匀性和精度。成形均匀性和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种异形截面筒体辊弯成形方法及装置


[0001]本专利技术涉及辊弯成形
，尤其涉及一种异形截面筒体辊弯成形方法及装置。

技术介绍

[0002]大型罐体是石油化工、船舶舰艇、专用车辆、国防军工等领域的重要装备，通常在高压、低温、振动冲击、腐蚀等恶劣工况下服役，其工作性能和服役寿命至关重要。大型罐体由筒体、封头等组成，其中筒体多由一定厚度的板料经辊弯
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焊接工艺制造，工艺流程长、影响因素多。
[0003]为降低罐体质心、提高稳定性，分散运输过程中介质对筒壁的压力，罐体筒体截面可以设计为由多段圆弧组成的“上窄下宽”异形截面。这种复杂异形截面筒体无法通过“辊弯成圆
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压力机压扁”传统粗放方法和调整功能较少的三辊卷板机精确成形。因此有相关人员提出了利用四辊卷板机卷制筒件的方法。
[0004]然而，上述技术虽然利用四辊卷板机实现了制造复杂异形截面筒体，但是其在加工过程中辊体的转速、位移量等工艺参数均是从几何学的角度去进行推导，计算方法受几何模型的限制，仅能够保证加工筒体在理论上符合形状要求。而实际加工过程中，受板材原料本身的力学性能的影响，如加工时板材弯曲产生的回弹，通过上述技术进行加工会导致成形的筒体成形均匀性和精度较差。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种异形截面筒体辊弯成形方法及装置，用以解决现有技术卷制筒体后，成品成形均匀性和精度较差的问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种异形截面筒体辊弯成形方法，包括：
[0008]获取板料参数、目标筒体形状及用于辊弯筒体的四辊卷板机的设备参数；
[0009]根据所述目标筒体形状及所述设备参数，得到多个侧辊位移量；
[0010]根据所述板料参数，为多个所述侧辊位移量分别匹配一个辊弯加载速度；
[0011]根据所述侧辊位移量及所述辊弯加载速度，驱动所述四辊卷板机加工筒体。
[0012]进一步的，所述根据所述板料参数，为多个所述侧辊位移量分别匹配一个辊弯加载速度，包括：
[0013]根据所述板料参数，建立板料的多个等效塑性应变分布曲线；
[0014]根据多个所述等效塑性应变分布曲线，建立位移
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速度匹配模型；
[0015]基于所述位移
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速度匹配模型，为多个所述侧辊位移量分别匹配一个辊弯加载速度。
[0016]进一步的，所述根据所述板料参数，建立板料的多个等效塑性应变分布曲线，包括：
[0017]设定多个样本辊弯半径及多个样本辊弯速度；
[0018]根据所述板料参数，得到多组所述等效塑性应变分布曲线，每组所述等效塑性应变分布曲线对应的所述样本辊弯半径相同、所述样本辊弯速度不同。
[0019]进一步的，所述根据多个所述等效塑性应变分布曲线，建立位移
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速度匹配模型，包括：
[0020]根据多个所述等效塑性应变分布曲线，得到相同等效塑性应变下的所述样本辊弯半径与所述样本辊弯速度的对应关系；
[0021]根据所述样本辊弯半径与所述样本辊弯速度的对应关系，建立所述位移
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速度匹配模型。
[0022]进一步的，所述根据所述目标筒体形状及所述设备参数，得到多个侧辊位移量，包括：
[0023]根据所述目标筒体形状及所述设备参数，建立加工几何模型；
[0024]根据所述目标筒体形状，得到所述目标筒体的多个待加工圆弧段；
[0025]根据所述加工几何模型及多个所述待加工圆弧段，得到多个所述侧辊位移量。
[0026]进一步的，所述板料参数包括板料的弹性模量、屈服应力、板厚、板材相对强化系数和板材截面形状系数。
[0027]进一步的，所述设备参数包括上辊半径、下辊半径、侧辊半径、侧辊倾斜角、下辊和侧辊中心距。
[0028]进一步的，所述根据所述侧辊位移量及所述辊弯加载速度，驱动所述四辊卷板机加工筒体，包括：
[0029]驱动所述四辊卷板机对板料的端部进行预弯；
[0030]根据所述侧辊位移量及所述辊弯加载速度，驱动所述四辊卷板机连续辊弯所述板料。
[0031]第二方面，本专利技术还提供了一种异形截面筒体辊弯成形装置，应用于四辊卷板机，所述装置包括：
[0032]参数输入模块，用于获取板料参数、目标筒体形状及所述四辊卷板机的设备参数；
[0033]位移量计算模块，用于根据所述目标筒体形状及所述设备参数，得到多个侧辊位移量；
[0034]加载速度匹配模块，用于根据所述板料参数，为多个所述侧辊位移量分别匹配一个辊弯加载速度；
[0035]控制模块，用于根据所述侧辊位移量及所述辊弯加载速度，驱动所述四辊卷板机加工筒体。
[0036]进一步的，所述四辊卷板机包括底座、上工作辊、下工作辊和两个侧工作辊，所述上工作辊、所述下工作辊和两个所述侧工作辊均转动连接于所述底座，所述侧工作辊同时沿自身径向可移动地连接于所述底座。
[0037]本专利技术提供一种异形截面筒体辊弯成形方法及装置，其通过获取的板料参数、目标筒体形状及设备参数，先得到加工时两个侧辊所需要达到的多个位移量，然后结合板料参数为每个侧辊位移量分别匹配一个辊弯加载速度，再进行加工。相比于现有技术，本专利技术不仅实现了任意异形截面筒体的加工，还为不同的侧辊位移量分别匹配了一个合适的辊弯
加载速度，即对筒体上不同曲率的弧段分别进行了针对性的优化，使辊弯成形的过程更加准确，降低了板材回弹等因素对加工质量造成的影响，极大地提高了产品的成形均匀性和精度。
附图说明
[0038]图1为本专利技术提供的异形截面筒体辊弯成形方法一实施例中使用的四辊卷板机的结构示意图；
[0039]图2为本专利技术提供的异形截面筒体辊弯成形方法一实施例的方法流程图；
[0040]图3为本专利技术提供的异形截面筒体辊弯成形方法一实施例中的加工几何模型在一种状态下的示意图；
[0041]图4为本专利技术提供的异形截面筒体辊弯成形方法一实施例中的加工几何模型在另一种状态下的示意图；
[0042]图5为本专利技术提供的异形截面筒体辊弯成形方法一实施例中步骤S203的方法流程图；
[0043]图6为本专利技术提供的异形截面筒体辊弯成形方法一实施例中的一组等效塑性应变分布曲线图；
[0044]图7为本专利技术提供的异形截面筒体辊弯成形方法一实施例中的一个匹配结果示意图；
[0045]图8～9为本专利技术提供的异形截面筒体辊弯成形方法一实施例中的仿真结果示意图；
[0046]图10为本专利技术提供的异形截面筒体辊弯成形装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0047]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异形截面筒体辊弯成形方法，其特征在于，包括：获取板料参数、目标筒体形状及用于辊弯筒体的四辊卷板机的设备参数；根据所述目标筒体形状及所述设备参数，得到多个侧辊位移量；根据所述板料参数，为多个所述侧辊位移量分别匹配一个辊弯加载速度；根据所述侧辊位移量及所述辊弯加载速度，驱动所述四辊卷板机加工筒体。2.根据权利要求1所述的异形截面筒体辊弯成形方法，其特征在于，所述根据所述板料参数，为多个所述侧辊位移量分别匹配一个辊弯加载速度，包括：根据所述板料参数，建立板料的多个等效塑性应变分布曲线；根据多个所述等效塑性应变分布曲线，建立位移
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速度匹配模型；基于所述位移
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速度匹配模型，为多个所述侧辊位移量分别匹配一个辊弯加载速度。3.根据权利要求2所述的异形截面筒体辊弯成形方法，其特征在于，所述根据所述板料参数，建立板料的多个等效塑性应变分布曲线，包括：设定多个样本辊弯半径及多个样本辊弯速度；根据所述板料参数，得到多组所述等效塑性应变分布曲线，每组所述等效塑性应变分布曲线对应的所述样本辊弯半径相同、所述样本辊弯速度不同。4.根据权利要求3所述的异形截面筒体辊弯成形方法，其特征在于，所述根据多个所述等效塑性应变分布曲线，建立位移
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速度匹配模型，包括：根据多个所述等效塑性应变分布曲线，得到相同等效塑性应变下的所述样本辊弯半径与所述样本辊弯速度的对应关系；根据所述样本辊弯半径与所述样本辊弯速度的对应关系，建立所述位移
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速度匹配模型。5.根据权利要求1所述的异形截面筒体辊弯成形方法，其特征在于，所述根据所述目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋燕利，李玮灏，路珏，华林，申昌睿，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：