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    【优选】国外彩钢压瓦机成型理论进步 国外彩钢压瓦机CARD技术简述

    发布时间 : 2018-04-23

    来源:http://www.btjbywj.com/news/477.html

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      过去,冷弯型钢的成型技术大多靠实际生产过程中的经验积累,并没有过多的理论研究。随着冷弯型钢在各个领域的广泛应用,各国都意识到冷弯型钢的发展潜力,所以各国都大量投入资金和精力,研究和发展彩钢压瓦机及冷弯成型技术。

      国外冷弯薄壁型钢的计算理论研究起始于美国,1939年美国的钢铁研究院(AISI)出资在康奈尔大学(CornellUniversity)由乔治·温特(GeorgeWinter)教授领头对冷弯薄壁型钢的设计理论进行了研究,并做了大量实验。温特教授通过大量实验从Bryan's基于小变形理论的方程和大挠度理论即VonKarman微分方程得到了一个关于冷弯薄壁型钢屈曲计算的经验方法。但当时还是主要通过大量实验数据的积累来得到经验公式,形成的理论在实际生产中的指导作用并不很大。

      近年来,随着彩钢压瓦机成型理论研究的逐渐展开,冷弯成型理论的指导作用也受到了重视。日本东京大学木内学提出了用形状函数来描述冷弯过程中变形区曲面形状的方法,并通过优化变形功的方法来确定冷弯变形空间曲面。英国KingT.E..和PowellI.J.等人提出了根据塑性增量理论及残余应力理论,从数学上确定成型过程的应力应变的ORTIC(Oplinised Roll forming 

      Technology Imperfections Calculated)设计方法,通过该方法可以计算型材的几何形状、带宽、轧件变形图、残余应力引起的理论缺陷、弯曲角、轧辊轴的负荷及变形所需的机组功率、轧辊的辊形等,对实际生产起到了很好的指导作用。另外,各国学者也针对一些简单断面彩钢压瓦机冷弯型钢的变形进行了专门的研究,并提出了一些冷弯变形过程中的应力应变表达式国外,国外彩钢压瓦机成型理论进步在生产中也有广泛的应用。

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      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,并经计算机传彩钢压瓦机送国外彩钢压瓦机CARD技术简述到数控机床,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,与有限元分析法相结合是冷弯CARD发展的趋势。

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