(軋制成形設(shè)備教學(xué)課件）第8章-1矯直機(jī)

1、（1）g圖為一般斜輥式矯直機(jī)。這種矯直機(jī)的工作輥具有類似雙曲線的空間曲線的形狀，兩排工作輥軸線互相交叉。管棒材在矯直時(shí)，從而獲得對(duì)軸線對(duì)稱的形狀。（2）h圖為313型輥式矯直機(jī)。這種矯直機(jī)的設(shè)備重量輕，易于調(diào)整和維修，用于矯直管、棒材時(shí)，效果很好（3）i圖為偏心軸式矯直機(jī)，用來矯直薄壁管。3、管棒材矯直機(jī) 原理：對(duì)軋件施加超過材料屈服極限的張力，使之產(chǎn)生彈塑性變形，從而將軋件矯平。 類型 （1）j圖為夾鉗式拉伸矯直機(jī)，一個(gè)夾鉗固定，一個(gè)夾鉗可動(dòng)。由于單張矯直，生產(chǎn)率低，端部會(huì)造成較大的廢料頭，金屬損耗較大。（2）k圖、l圖、m圖均為拉伸矯直機(jī)，其用途如教材。4、拉伸矯直機(jī)原理：當(dāng)帶材在小直徑輥

2、子上彎曲時(shí)，同時(shí)施加張力，使帶材產(chǎn)生彈塑性延伸，從而矯平。特點(diǎn)：能耗小，矯直質(zhì)量高。用途：一般用在連續(xù)作業(yè)線上，可矯直各種金屬帶材。也可用在酸洗機(jī)組上進(jìn)行破鱗。5、拉伸彎曲矯直機(jī)矯直機(jī) 在壓力矯直機(jī)、輥式矯直機(jī)及拉伸彎曲矯直機(jī)中，軋件經(jīng)過彈塑性反彎后矯平的。為此，簡要介紹彈塑性彎曲的基本概念及軋件的反彎曲矯直原理。一、軋件的彈塑性彎曲變形1、彈塑性彎曲變形過程（1）三種彎曲變形 如下圖，在外負(fù)荷力矩作用下，軋件產(chǎn)生彎曲，凹面受壓應(yīng)力，凸面受拉應(yīng)力，表面層應(yīng)力最大， 純彈性彎曲：軋件表面層的最大應(yīng)力小于等于材料的屈服極限，則外力去除后，材料的變形能夠全部彈性恢復(fù)。 服從虎克定律。E 彈塑性彎曲：

3、表層應(yīng)力超過材料的屈服極限，產(chǎn)生塑性變形，而中性層的應(yīng)力仍然小于等于材料的屈服極限。外力去除后，各層的變形可彈性恢復(fù)一部分。 純塑性彎曲（假想的彈塑性彎曲極限狀態(tài)）：整個(gè)材料斷面的縱向纖維應(yīng)力都超過了材料的屈服極限，都處于塑性變形狀態(tài)。在外力去除后，在彈性內(nèi)力矩作用下，縱向纖維的變形只能恢復(fù)彈性變形部分。 當(dāng)軋件在矯直彎曲變形時(shí)，軋件中同時(shí)存在彈性變形和塑性變形，因此為彈塑性彎曲變形。包括彈塑性彎曲變形階段和除去外負(fù)荷后的彈性恢復(fù)階段。 軋件彎曲過程可以用曲率變化來說明，主要使用以下幾個(gè)曲率。2、軋件彈塑性彎曲過程中的曲率變化（1）：軋件在矯直彎曲前所具有的曲率。r0為軋件原始彎曲半徑。曲率的

4、方向用正負(fù)號(hào)表示。“”表示彎曲凸度向下，“”表示彎曲凸度向上。等于零表示軋件的原始狀態(tài)是平直的。在外力矩作用下，軋件強(qiáng)制彎曲后的曲率稱為反彎曲率。在壓力矯直機(jī)和輥式矯直機(jī)上，反彎曲率是通過矯直機(jī)的壓頭和輥?zhàn)拥膲合聛慝@得的。反彎曲率的選擇是決定軋件能否矯直的關(guān)鍵。軋件矯直的實(shí)質(zhì)就是要選擇“適量”反彎曲率，以便使軋件在外力矩消除后，經(jīng)過彈性恢復(fù)而變直。 反彎曲率的正負(fù)號(hào)與原始曲率相關(guān)，與原始曲率方向相同時(shí)符號(hào)相反，方向相反時(shí)符號(hào)相同。（2）（3）：它是軋件彎曲變形的變化量，是原 始曲率與反彎曲率的代數(shù)和，即： 1/rc1/r01/（4）：當(dāng)去除外負(fù)荷后，軋件在彈性內(nèi)力矩的作用下，經(jīng)過彈復(fù)后所具有的

5、曲率稱為殘余曲率。如果1/r0，則表示軋件已矯直。（5）：彈性恢復(fù)階段，軋件彈性恢復(fù)的曲率。它等于反彎曲率與殘余曲率的代數(shù)差，即： 1/ 1/ 1/r（3.2-1）yy 根據(jù)（3.2-1）式，要使原始曲率為1/r0的軋件得到矯直，即殘余曲率1/r=0，則必須選擇適當(dāng)?shù)耐饬?，使反彎曲率在?shù)值上等于彈復(fù)曲率。 矯直的基本原理：軋件的矯直彎曲變形過程分為彈塑性彎曲變形和彈復(fù)變形兩個(gè)階段。彈塑性彎曲變形階段是在彎曲力矩M的作用下，將具有原始曲率1/r0的軋件向反方向彎曲，其反彎曲率為1/ ；當(dāng)外力矩去除后，進(jìn)入彈復(fù)階段。此時(shí)在軋件的彈性內(nèi)力矩的作用下，軋件彈性恢復(fù)（彈復(fù)曲率為1/y)，最終得殘余曲率

6、1/r。如果所取的反彎曲率在數(shù)值上等于彈復(fù)曲率，則彈復(fù)后的軋件將得到矯直。二、軋件矯直基本原理 假設(shè)：矯直彎曲時(shí)，對(duì)軋件施加的外力矩等于其內(nèi)力矩；軋件彎曲前后的橫截面仍保持為一平面，并且在橫截面內(nèi)的變形大小與到中性層的距離成正比。 不考慮加工硬化，視金屬為理想彈塑性體，在塑性變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力值為金屬屈服強(qiáng)度s 。彎曲軋件所需外加力矩為：式中dF: 微分面積用s表示z積分整理后：式中W：彈性變形區(qū)的抗彎截面系數(shù)S：塑性變形區(qū)的塑性截面系數(shù))32 . 3(222000hzszzdFzdFzM)102 . 3()()42 . 3()22(000220SWzdFdFzzMszhzs彈復(fù)曲率1/y與金屬的原始曲率1/r0和反彎曲率1/的關(guān)系222021314)172 . 3(113141cssssyrEhEJbrEhEJb式中：E：金屬的彈性模數(shù)J：金屬的截面慣性矩彈復(fù)曲率1/y隨著彎曲總曲率1/rc的增加而逐漸增大，且彈復(fù)曲率的增量隨1/rc的增加而逐漸減少。 薛軍安,劉相