[发明专利]一种复杂截面超高强钢构件辊弯成型回弹融合控制方法

说明书

本发明提供一种复杂截面超高强钢构件辊弯成型回弹控制方法—UDI融合集成回弹控制法，属于辊弯成型技术领域。该方法在辊弯成型完整工艺设计过程中，融合集成多质量控制域，综合考虑回弹控制，即在板带横向弯曲过程前，利用反弯法将直线段部分反向弯曲8°～15°，并在之后道次进行回弯；在弯角最终成型前的一道次或几道次利用小弯角半径法，将设计半径减小0.5～1mm，并在最终道次成型为所需的弯曲半径；将弯角部分利用计算出的补偿角度进行过弯法设计。本控制方法有效解决了复杂截面超高强钢构件连续辊弯成型回弹大且难以控制的难题，为超高强钢连续辊弯成型回弹控制提供了理论依据，为稳定批量实现超高强钢复杂截面冷弯型钢的高精度辊弯成型提供了新方法。

技术领域

本发明涉及辊弯成型技术领域，特别是指一种复杂截面超高强钢构件辊弯成型回弹融合控制方法。

背景技术

辊弯型钢是一种用途非常广泛的经济型型材。由于其截面结构合理(通常根据使用要求设计)、品种规格繁多、几何尺寸精确以及现代社会对材料轻量化、截面形状合理化和功能化的使用要求,因而几乎遍及人们日常生活的各个领域。随着轻量化结构的提出和广泛应用，高强钢和超高强钢在汽车等工业领域的应用急剧增加；同时随着技术的不断进步和用户对产品要求的不断提高,冷弯型钢也向着更加复杂、精密的方向发展。而复杂截面超高强钢辊弯成型产品易表现出各种缺陷，尤其是回弹问题，与普通钢辊弯成型产品相比，超高强钢辊弯成型产品的回弹量特别大且难以控制，这严重制约着辊弯成型技术的发展和超高强钢辊弯型钢的广泛应用。因此，复杂截面超高强钢连续辊弯成型回弹控制是当今冷弯领域的重要挑战之一。

长期以来，为了控制回弹，辊弯行业常常使用矫直辊来解决回弹问题。超高强钢辊弯成型回弹角度大，因此很难使用一对矫直辊来控制回弹问题，而不同截面的型钢就要设计不同的矫直土耳其头，同时使用这种方法并不能有效控制回弹，这无疑需要耗费大量的时间和成本，且无法保证产品质量。最初采用矫直辊来补偿回弹，是在辊弯成型最后一机架之后，设置一组矫直辊，但回弹的测量为离线测量，不能及时根据截面的形状和尺寸调整矫直辊的位置和角度，操作麻烦，适应性差。在此基础上，出现了在线补偿闭环矫直系统，即矫直辊的柔性调整，具体措施为辊弯成型最后一机架之后设置两个激光传感器用于实时测量真实截面的轮廓，从而实时计算回弹角的大小；并在传感器后设置角度调整系统，根据计算的回弹角大小利用环形导轨、连杆等调整矫直机架的位置和角度，从而实现回弹补偿。该方法虽然适应性较强，操作自动化，但成本较高，仅仅依靠矫直辊的矫直作用并不能很好地解决超高强钢的回弹控制问题，难以保证正常生产。

在工艺上，也常采用拉弯法或单独使用过弯补偿法等来进行回弹控制。拉弯法是通过改变板料内部的应力状态来抵消最后的回弹，通常生产中会采用减小模具间隙的方法取得良好的拉弯效果，但这种方法也会带来摩擦、擦伤的问题。过弯补偿法的原理是根据有限元法或其他方式预测到的回弹角大小，预先在辊花设计中做出回弹角大小的补偿，以抵消零件成型后的回弹，使得最终卸载后的工件形状与所要求的零件形状相符；但这种过弯补偿法都是通过在调试阶段反复尝试，依据产品的回弹情况修正轧辊，但由于几何截面和材料的不同回弹规律也存在差异，这种经验补偿法很难保证补偿后的修正精度。并且单一使用过弯补偿过程繁琐，只能补偿回弹角度，不能很好地解决复杂截面超高强钢构件的辊弯成型回弹大问题，难以达到高质量产品的稳定生产要求。

发明内容

本发明针对于目前应用的回弹控制方法存在操作复杂、适应性差、精度低和成本高的问题，并充分考虑到超高强钢冷弯型钢与普通钢冷弯型钢相比回弹特别大的特点，提供一种复杂截面超高强钢构件辊弯成型回弹融合控制方法——UDI(USTB-DurableIntegration of Springback Control)融合集成回弹控制法。