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    【新】国外彩钢压瓦机CARD技术发展 我国彩钢压瓦机冷弯型钢产品市场情况

    发布时间 : 2017-09-28

    来源:http://www.btjbywj.com/news/273.html

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    【新】国外彩钢压瓦机CARD技术发展 我国彩钢压瓦机冷弯型钢产品市场情况

      随着计算机在工业设计中的重要作用的突显,20世纪70年代国外开始研究彩钢压瓦机冷弯成型计算机辅助设计软件(CARD)。目前许多公司和组织开发出了自己的冷弯CAD系统,如德国的dataM公司、UBECO公司,英国的MFTFORM公司,澳大利亚的John-Lysagth公司,加拿大的DELTA ENGINEERING公司,日本东京大学,美国的俄亥俄州立大学等。其中较为完善、技术领先的是德国的COPRA系统、英国的ORTIC系统和澳大利亚的交互式冷弯辊型的CAD系统。计算机的应用使得辊型设计周期大大缩短,并且产品的质量大大提高。

      ①COPRA系统

      COPRA系统源于1986年德国慕尼黑大学的一项冷弯研究工程,是德国dataM公司研究开发的冷弯成型设计系统。COPRA是面向所有彩钢压瓦机轧辊设计者的软件包,不论是开口的还是封闭型材,从简单到复杂的形状,COPRA都能根据设计者的意图完成专业的轧辊设计。

      由dataM公司开发的变形技术模块(DTM)是在有限元法和大量实验基础上,根据几何变形条件和材料一特性,在计算机上实现冷弯型钢的变形模拟。

      目前,dataM公司,在原来的基础上与中国北方工业大学合作又进一步开发了该软件,使得冷弯型钢的CAD/CAM即计算机辅助设计与制造一体化技术得到了广泛应用,在应用COPRA这一优秀软件的基础上,计算机能够模拟成形过程,即实现了冷弯型钢生产的仿真,并且在更多的方面帮助设计者得到最优的设计结果,能够快速做出工艺方案,估算成本,完成锻件下料一计划。设计的辊型轮l郭数据可以自动转化为计算数控加工指令代码,并经计算机传送到数控机床,提高了机床的利用率。由于实现了计算机与数控机床之间的通讯,几秒钟之内可实现上千条语句的传送。一张3寸的小磁盘可存储2000~3000片轧辊的加工数据。对于复杂型面轧辊的精加工,可提高机床利用率40%~50%。辊片数据的保存、重复生产及辊片的修复是十分方便的。而且这样也避免了以往的人工输送数控程序的繁琐和错误。利用包络法磨削及新型刀具材料一实现高精度的辊型轮廓加工。计算机辅助制造技术以及计算机仿真技术的应用,使轧辊设计质量和制造质量得到了保证,并且使设计者能很快得到最优的设计工艺及设计参数,将可能出现的问题尽可能在模拟过程中解决。同时,提高了复杂轮廓辊形的制造精度。

      ②ORTIC系统

      ORTIC系统是英国RollsecDesign有限公司开发研制的,其最大特点是在设计方法上强调经验与理论的结合。该系统不仅能对任意断面形状的产品进行工具设计,而且能对整条冷弯生产线上的设备,如机架、飞锯、输出辊道、液压装置等进行设计。ORTIC系统至今己发展了10余年,己为十几个国家设计开发过冷弯新产品及彩钢压瓦机生产线。

      ③澳大利亚交互式冷弯辊型CAD系统

      澳大利亚John-Lysagth公司开发出交互式冷弯辊型的CAD系统,采用由实验测定的材料一特性、辊型、纵向拉伸力与回弹的相互关系的数学模型,由弹塑性理论计算各弯曲角的弯曲能分布,根据带材变形过渡区假设计算纵向应变值、冷弯成型过程的回弹、弯曲能分布及纵向应变值,由屏幕上设计“滚花图”,进而初步设计辊型图,直到绘出图形。

      目前对冷弯成型的数值模拟研究并不完整,主要集中于简单断面型材,但己显示了其无比的优越性和强大的生命力。使用数值模拟手段,可以准确地计算分析成型过程、检验工具设计模型、设计结果,从而使工具设计成本和风险性大大降低。因此彩钢压瓦机,国外彩钢压瓦机CARD技术发展与有限元分析法相结合是冷弯CARD发展的趋势。

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      近20年来,我国的冷弯型钢用户,由原来仅限于一般农用拖车和普通结构件等小范围内使用,如今已逐步扩展到建筑结构、汽车、机车车辆、起重机械、轻工机械、电气、家电、家具、装饰、集装箱、交通设施、电梯等行业。

      (1)建筑行业是使用冷弯型钢的大户。在国外,以日本为例,冷弯型钢产品的一半以上是用于建筑行业。近年来国内的建筑行业应用冷弯型钢产品也日益增多,如一些冶金汽车制造业的厂房多采用冷弯型钢结构,厂房的最大跨度达30m,内设吊车的最大起重量为30t,厂房均为双跨或三联跨,建筑面积1.5~2万㎡。轻型钢结构厂房,具有施工周期短用钢量低(70~80kg/㎡)、工程综合造价低等特点,其优势已逐渐为广大用户认同。

      轻型钢结构建筑还包括码头和保税区仓库,棉花和粮食仓库,农产品、建材、家具等各类交易市场,体育场馆、展览厅、活动房屋及高层建筑等。据有关方面介绍,全国一年大约有近300万㎡轻型钢结构建筑竣工。

      高层立体化仓库是国内近年发展的新型仓储设施,它也是以冷弯型钢产品为主制作的结构,所用各类型钢多要求带有排孔,便于组装或搁架间距的调整。国内已有厂家生产,今后还有不断扩大的趋势,且此类仓储设施适宜于工厂化生产。此外,还有各类商业使用的货架、工业用楼梯、走台及立体停车场等,与其也有相似之处,用量也在逐步增多。

      (2)汽车制造业要求品种多,产品精度高。我国在50年代制造第一台解放牌汽车时,已开始应用了冷弯型钢为原料的构件(风窗框),近年随着汽车制造行业的迅速发展,对所需要冷弯型钢的品种、数量及质量,都提出了更高的要求。

      汽车制造中,载重汽车及大型客车应用冷弯型钢的数量最大,主要用于制作车厢边框、墙板、底板、车体框架、底部大梁及车门窗框等。小型客车及轿车的冷弯型钢需要量不大,但其用于制作门窗框件、各种导轨、构件及装饰件等,断面复杂、尺寸精度高。使用的材料除了优质碳素钢之外,还有镀锌板、不锈钢等,还有要求高强度钢的冷弯型钢。国内除了部分大型汽车制造厂对自用量较大的冷弯型钢产品,由本厂设置的彩钢压瓦机生产供应外,多数汽车制造厂所需各类冷弯型钢产品皆由专业冷弯型钢厂提供。部分专业冷弯型钢厂还可以提供用冷弯型钢经过深加工的汽车装配用的部件或总成件。由于中外合资汽车制造厂的增多,其所需的冷弯型钢品种也在不断增加,而供应渠道也逐渐由国外转向国内,国内也有一批彩钢压瓦机装备完善、成型技术水平较高的厂家,开始为其提供所需产品,这也加快了汽车制造业的国产化进程。

      (3)集装箱制造用冷弯型钢产品的市场潜力较大。随着集装箱的现代运输方式的发展,国内集装箱的制造厂家(含中外合资企业)日益增多,集装箱生产量急剧扩大。集装箱制造中,使用了大量的冷弯型钢,需要的冷弯型钢主要品种包括有:等边和非等边的槽钢、角钢、方矩形管及宽幅的波纹板型钢等。集装箱制造用的各类冷弯型钢,多为由国外进口或进口卷板在国内加工成型材。近年来,武钢、宝钢等企业开发生产出集装箱用卷板品种后,一些集装箱制造的大厂所需要的冷弯型钢也逐步转由国内供应,这有利于降低集装箱的制造成本。由于集装箱制造用的冷弯型钢数量较大,一般每只标准箱平均使用冷弯型钢约0.5t,如果以年产50万只标准箱计算,每年需要各种规格的冷弯型钢可达25万t左右,这也是一个比较大的消费市场。国内多数中型彩钢压瓦机都基本具备生产上述各类产品的条件,一些厂家也已开始为集装箱厂家提供相关产品。

      (4)高速公路护拦型钢用量增长较快。近年来国内公路交通运输发展迅速,高速公路的建设也在加快进程。作为高速公路建设配套设施之一的中央分隔带和路边两侧的防护栏,均为冷弯型钢结构,其中包国外括我国彩钢压瓦机冷弯型钢产品市场情况:护栏板型钢、乙型钢或圆管(支柱用)等。护栏板型钢的需要量比较大,一般每千米护栏设施用材量:中央分隔带用38~48t,路侧用20~46t。目前国内生产护栏板型钢的厂家约有20余家,其中一些彩钢压瓦机生产线上配置有预冲孔装置,提高了机组生产效率,产品质量也得到了保证。

      (5)机车车辆制造需要优质的大型冷弯型钢。在铁路车辆制造中,以货车使用冷弯型钢的数量最大,目前供给的多数是立柱端墙横带边沿梁、侧顶板等结构用型材,其材质要求为耐大气腐蚀钢,以提高车辆的使用寿命。为适应车辆制造加工的需要,边沿梁用矩形管的一个角部要求为尖角,虽然该型材的成型难度较大,但已由有关的生产厂家研制成功后常年供货。此外,国内制造的地铁用车厢,也使用了波纹板型钢等冷弯型钢产品。在机车车辆制造中大量采用冷弯型钢,不仅可以简化制造工艺,节省钢材,而且可以降低车辆自重和制造成本,使用户得到了较好的经济效益。近来,国内有部分车辆已经开始采用不锈钢材质的冷弯型钢制作部件,这不但可以延长车辆的使用寿命,而且减少维修工作,也是今后发展的趋势,国外已有不少这方面的成熟经验。

      (6)除了上述一些典型用户外,我国冷弯型钢的应用,已经逐步普及到各行各业。如农机车辆机具制造是应用冷弯型钢较早的行业之一,农机具采用冷弯型钢制作部件,可以节省钢材,有效地减轻设备自重,提高了农机具的工作效率;建筑门窗是应用空腹异型冷弯型钢的较早的大用户之一,发展至今已经有了多种系列用彩涂板及不锈钢板制作的冷弯型钢门窗料,其具有密封性能好美观寿命长等特点;复合卷帘门用冷弯型钢,是新型防火门制作的首选材料;建筑业装修用的各种龙骨、装饰条等也使用了大量的冷弯型钢,所需型钢断面的品种规格多,所用的材料包括镀锌板、彩涂板、不锈钢及铝合金等;电气工业中,诸如各类开关柜和电控拒的框架、电缆支架、安全摩电道铁塔构件等也逐渐用冷弯型钢代替了部分热轧型钢:新型家具制造中,从主要构件到零部件,多种冷弯型钢产品也得到了广泛采用;家用电器中,包括电视机、洗衣机及电冰箱等产品,都有使用冷弯型钢制作的零部件;在迅速发展的电梯制造业中,无论是直梯或是扶梯,都应用了大量的冷弯型钢制作构件,在国内的一些外资电梯制造厂家使用的冷弯型钢产品,也转向由国内供应;由于大型彩钢压瓦机的投产,已为悬臂液压起重机的制造提供了臂杆用厚壁大型方矩形空心冷弯型钢,为其降低生产成本费用创造了有利条件。

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