辊式冷弯成型的发展趋势

辊式冷弯成型的发展趋势

阳大磊

(昆明理工大学材料101班 201011601116)

摘要介绍了现代辊式冷弯成型的工艺技术及发展动向,新型辊式成型机的结构形式与

特点, 辊型设计的先进方法和计算机辅助设计与制造CAD/CAM的发展动态。

关键词辊式冷弯成型工艺；辊式成型机；辊型设计；CAD/CAM技术

Resent development of technology concerning modern roll type cold

bending formation

Abstract：Described in the paper Rit'e the technology of modern roll type coM bending formation and recent development in this aspe ct．structura|type and Jeatures of some new

roll type forming mil3．sadvanced technological method for roll shape des~n and last advancement in the fieM of computoraided desigrdng and CAD／CAM IT~nLIfacture technology．

Key words：Technology for roll type cold bending formation Structure of forming mill

Roll shape design Recent development of CAD／CAM technology

引言

冷弯型钢是用经过纵剪的热轧或冷轧成卷带钢，在常温条件下，经过一组纵向排列的轧辊，逐步变形，达到适合使用要求的形状，这种工艺方法又称为辊弯成型法。在冷弯型钢的众多产品中，冷弯方矩型管占有相当比例，广泛用于建筑钢结构、汽车制造、机械制造等多种领域［2］。

采用辊式冷弯成型工艺可以生产多种规格、形状的开口与空心断面的冷弯型钢产品。由于冷弯型钢产品具有表面光洁、尺寸精度高单位质量的断面性能优于同型热轧产品的优点，并且具有节材和节能的双重效果。因此,冷弯型钢产品广泛用于汽车制造业、农机制造业和交通运输业、建筑行业等。随着对冷弯型钢产品需求量的不断增加，对该产品的品种、规格、质量等要求也不断提高，从而更加促进了辊式冷弯成型工艺技术的快速发展。

1 现代辊式冷弯成型工艺技术发展的主要特征

现代辊式冷弯成型工艺技术发展的主要特征表现在以下几个方面：

(1) 冷弯型钢产品向特殊、异型、轻型方向发展，成型断面越来越复杂。

(2) 小型产品逐渐向轻型、复杂断面方向发展。

(3) 大型产品如建筑行业用方形、矩形、圆形冷弯型钢产品逐渐向太断面、厚壁方向发展。

(4) 冷弯型钢产品由单一的碳素钢向台金钢、不锈钢、双金属复合材等方向发展。

(5) 成型工艺技术不断完善，装备结构更加先进。

2新型辊式成型机的几种结构形式

2.1 四辊式成型机

四辊轧制成型是冷弯型钢生产中的一种新的成型工艺，能显著地改善产品的加工性能和表面质量，并能灵活地配置轧辊组合，降低生产成本。特别适用于广大冷弯型钢中小企业的设备技术升级和改造。

四辊式成型机在成型垂直断面上设置1对主辊。这种结构可改善坯料的变形条件，尤其是在对断面高宽比较大的产品成型时，可减少变形的附加摩擦，降低能耗，消除划痕，更有利于保证产品表面质量。我国广州异型钢材厂和武钢汉口轧钢厂分别从奥地利钢铁联合公司引进的PR7OO／8和PR1100／12.7冷弯型钢机组即属于这种结构。该机组生产异型断面产品和多种冷弯型钢产品的通用性强。

2.2 成型辊集中调节的成型机组

成型辊集中调节的成型机组简称CTA机组。该机组的特点是：采用1个通用的预成型机架、1个弯边机架和1个专门的CTA装置取代4～5个传统豹二辊乎辊机架及立辊装置。CTA 机组以生产圆管为主，要改变生产规格只需调整辊片的位置即可实现。调整时，轧辊只作直线移动，其角度恒定不变，且轧辊直线移动量与产品的成型半径成比例。整型机架是个万能式辊组，在生产方形、矩形管时，只需调整4个交错布置的平、立辊位置即可实现换规格的要求。

CTA机组的优点是；①机架结构简单，调整方便，可节约50%的辊片费用，并且换辊时问减少40%；②可提高生产能力15%；②工艺先进，适用性强，产品的直径与壁厚比(D／S)可达160：1。由奥地利钢铁联合公司研制的第l套CTA机组已于1987年建成投产，可生产外径25～406．4mm、壁厚1～16mm圆管系列产品和相应的方形矩形管系列产品。

2.3 柔性冷弯成型机组

柔性冷弯成型机组简称FCF机组，适用于生产多种规格的开口冷弯型钢产品及空心型预成型产品，该机组由奥地利钢铁联合公司研制，已于1992年投入使用。

FCF机组的特点是：通过机架牌坊、带辊片的辊轴单独或同步移动，使型材断面的两翼

在各机架中交替或同时弯曲变形，达到不需换辊即可改变产品规格的目的。因此，FCF机组的生产操作和调整的灵活性更为优良。

2.4 F．F机组

传统式轧机一般对应不同尺寸的产品须固有其轧辊，换辊和辊位调整作业繁重，危险性大，另外，还伴有调位，熟练工人不足，备用辊及备用架放置场所等问题。而FF轧机仅用一组共用轧辊就能对应成形多种尺寸的产品形状上可从圆管到方管，材料上可变通生产普通钢。高强钢，不锈钢，表面热处理等多品种，多钢种钢管，而且，决定钢管质量的边缘弯曲。可根据材料的硬度，带厚等特性，对BD1上下辊进行极精细的微调来达成．因此，可适应生产至今来说也是调整困难的薄壁管和要求焊接条件良好的高品质焊管．另外，目无须备用辊和预备机架，占地面积也小。

F．F机组的特点是：①生产不同规格的钢管不需换辊，仅调整粗成型段4架平辊机架和6架立辊群机架豹轧辊位移量。调整时，按动操作钮，电液控制与机械传动装置即驱动轧辊作上升、下降、横移、转角等运动，并且调整的工艺技术参效可通过数字显示屏显示；②调整简便，换辊时问少，所需备辊数为一般机组的40 ～70 ；③由于管坯在成型过程中边缘拉力彀小、成型稳定而不偏移、焊缝平直、圆度高，因而产品质量稳定，轧辊磨损小、轧机能耗低;④可生产超薄壁焊管(S／D=l)。

F．F机组是柔性成型机的另一种代表型式，由日本中田机城制造所研制。采用该机组的焊管生产线目前世界上有4条。我国徐州光环钢管有限公司从日本引进了1套203，2ram(Sin)F．F机组，已于l991午3月投产。

2.5 CR机组

CR机组系我国包头钢铁设计研究院开发研制。CR机组的特点是：①粗成型段采用共用辊与更换辊组合的方式，这种方式在更换产品规格时，部分机槊的轧辊不需更换，由此可减少轧辊的储备量；②平辊采用组台辊片，粗成型段设置6个机架，立辊群轧辊倾斜布置，轧辊体积小，比传统辊式成型机轧辊质量减轻1／3以上，设备结构紧凑;③辊型曲线简单，制造与修复方便，轧辊重复利用率高;④粗成型段采用成型稳定的“w”双半径孔型系统，由此使轧机成型薄壁管和厚壁管的适应性强，产品规格范围广。

2.6 直缘成型机组

河北省宁远钢厂1987年4月建成投产的直径120mm高强度RN120L型焊管机组即属于直缘成型机组。该机组由德国曼内斯曼公司米尔厂提供。直缘成型机组包括二辊式预弯机架(下辊可调)、直缘成型排辊组[由两排角度逐渐变化的排辊(共17对)及上部两个可调节压下

的圆盘辊组成]、1号精弯机架(1对翅片辊)、2号精弯机架(1对翅支辊)和焊接台四辊式挤压辊装置等。机组设计新颖、结构紧凑、造型独特。

直缘成型机组的特点是：①成型机长度较传统成型机缩短6O ，备辊致减少约7O(由228个减少到48个)，因此，机组生产成本大大降低；②直缘成型法属于下山式成型法，