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四辊卷板成形过程理论分析与数值仿真 被引量：9
1
作者 宋坤 武凯 +3 位作者 刘庆印 常欣 孙宇 鄢正清 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期137-142,共6页
四辊卷板是进行金属板材弯曲成形加工的先进技术,但在生产实践中,常常因缺乏合适的工艺而导致板材卷制的精度差、效率低,大大制约了相关产业的发展。对四辊卷板过程进行理论分析,推导出板材回弹的计算公式,并建立四辊卷板的滚弯数学模型... 四辊卷板是进行金属板材弯曲成形加工的先进技术,但在生产实践中,常常因缺乏合适的工艺而导致板材卷制的精度差、效率低,大大制约了相关产业的发展。对四辊卷板过程进行理论分析,推导出板材回弹的计算公式,并建立四辊卷板的滚弯数学模型;利用ABAQUS有限元分析软件对四辊卷板的整个卷板过程进行二维动态模拟仿真,得到卷制圆筒的滚弯半径值;对比分析仿真半径值、实际半径值以及理论半径值之间存在的差异,并分析导致差异的原因,验证利用仿真分析来制定卷制工艺参数的可行性,进而调整工艺参数以得到高精度成品。 展开更多
关键词 四辊卷板 滚弯成形 回弹 ABAQUS有限元分析 滚弯成形半径
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四辊卷板成形过程中宽度效应的影响规律 被引量：5
2
作者 周晗琼 武凯 +3 位作者 孙宇 常欣 马正伦 程国仁 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期43-50,共8页
在四辊卷板机卷制板材过程中,板材宽度变化会影响卷板质量。以弹塑性双线性硬化模型作为基础理论,推导出板材宽度、曲率和弯矩关系,建立四辊卷板滚弯过程数学模型,得到成形曲率与侧辊进给量的计算公式,并根据理论结果分析了板材宽度效... 在四辊卷板机卷制板材过程中,板材宽度变化会影响卷板质量。以弹塑性双线性硬化模型作为基础理论,推导出板材宽度、曲率和弯矩关系,建立四辊卷板滚弯过程数学模型,得到成形曲率与侧辊进给量的计算公式,并根据理论结果分析了板材宽度效应对板材滚弯过程的影响规律。结果表明:在宽板中心处,存在不利的双向拉伸条件,增加了板材的成形难度,宽度变化影响卷板的最小弯曲半径;随着板材宽度增加,板材所需成形力与驱动扭矩增加,筒体容易产生桶状变形。对板材四辊滚弯过程进行有限元仿真,结果表明:通过对宽板进行多道次滚弯,可以减小板材最大应力、轴辊成形力和驱动扭矩,有效控制板材宽度效应对四辊卷板成形过程的影响。 展开更多
关键词 四辊卷板 双向拉伸 桶状变形 宽度效应 滚弯成形
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四辊卷板多道次滚弯成形建模与工艺参数分析 被引量：5
3
作者 周迟 孙宇 +3 位作者 武凯 刘庆印 常欣 盛玉龙 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期35-41,共7页
根据对多道次滚弯成形过程与机理的分析和对板料弯曲受力状况的研究,推导出了板料在加载和卸载过程中弯矩和曲率的关系,建立了四辊卷板多道次滚弯成形的数学模型。以该模型为基础,分析了滚弯道次数、板厚对成形力和驱动扭矩的影响规律... 根据对多道次滚弯成形过程与机理的分析和对板料弯曲受力状况的研究,推导出了板料在加载和卸载过程中弯矩和曲率的关系,建立了四辊卷板多道次滚弯成形的数学模型。以该模型为基础,分析了滚弯道次数、板厚对成形力和驱动扭矩的影响规律。研究结果表明：多道次成形时,每一道次的成形力和驱动扭矩与相邻两道次间的半径间隔值和该道次的初始曲率半径有关;采用增加前面道次相邻两道次半径间隔值,减小后续道次相邻两道次半径间隔值的方法有利于提高卷板机的工作能力;将板料成形到相同的曲率半径,驱动扭矩随着板厚的增加而增大。 展开更多
关键词 四辊卷板 多道次 滚弯成形 回弹 工艺参数
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四辊卷板机下辊变形分析及补偿技术 被引量：1
4
作者 郑九华 常欣 +2 位作者 王新宇 武凯 侯加林 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期128-132,共5页
四辊卷板机有4个工作辊,其中下辊受力最大,受力变形最明显,因辊子变形导致卷制精度不足、生产效率低下的问题长期存在。对下辊受力变形进行理论分析,推导下辊受力变形计算公式,设计了有效的补偿方案,并利用ABAQUS有限元分析软件对下辊... 四辊卷板机有4个工作辊,其中下辊受力最大,受力变形最明显,因辊子变形导致卷制精度不足、生产效率低下的问题长期存在。对下辊受力变形进行理论分析,推导下辊受力变形计算公式,设计了有效的补偿方案,并利用ABAQUS有限元分析软件对下辊有补偿状态进行三维动态仿真。仿真结果表明,与无补偿情况相比,单辊支撑、双辊支撑2种补偿方式都有较为明显的补偿效果,至少可以减小变形量40%以上,属于有效补偿方案。设计了双辊支撑补偿装置,并进行了生产试验,结果表明采用该补偿装置卷制工件的直线度精度由±5 mm提高至±2 mm,径向成形精度由±9 mm提高至±3 mm,精度补偿效果明显。 展开更多
关键词 四辊卷板 下辊 变形分析 有限元分析 补偿
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四辊卷板预弯过程中工作辊的受力研究 被引量：1
5
作者 杨许冬 刘艳妍 岳明英 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期280-287,共8页
为改进四辊卷板机的预弯工艺,充分了解预弯过程中的力学行为,根据对四辊卷板预弯过程中工作辊的受力分析,建立了四辊卷板预弯过程的数学模型。通过ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟计算,研究板材和辊子的尺寸参数、板材屈服强度、预弯速度... 为改进四辊卷板机的预弯工艺,充分了解预弯过程中的力学行为,根据对四辊卷板预弯过程中工作辊的受力分析,建立了四辊卷板预弯过程的数学模型。通过ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟计算,研究板材和辊子的尺寸参数、板材屈服强度、预弯速度、侧辊进给角和两侧辊进给方向线交点到上辊中心的距离对预弯过程中各工作辊受力的影响。研究结果表明:四辊卷板预弯过程中,作用在各辊上的最大力与板厚和板材屈服强度呈正相关,与板宽成正比,作用在侧辊上的最大力随着预弯半径、侧辊进给角和两侧辊进给方向线交点到上辊中心的距离的减小而增大,整体上随着上辊半径和预弯速度的增大而增大。 展开更多
关键词 四辊卷板 预弯 有限元数值模拟 工作辊 受力分析
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四辊卷板棱角度现象的原因分析及控制方案
6
作者 周晗琼 武凯 +3 位作者 孙宇 常欣 程国仁 马正伦 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期26-33,共8页
探讨了四辊卷板机在卷制板材后成形筒体产生棱角度的原因,以弹塑性双线性硬化模型作为基础理论,推导出板材的应力-应变关系。考虑了板材滚弯过程中的夹点偏移与曲率变化,对板材预弯与卷制过程分别建模,得到板材成形半径与侧辊进给量的... 探讨了四辊卷板机在卷制板材后成形筒体产生棱角度的原因,以弹塑性双线性硬化模型作为基础理论,推导出板材的应力-应变关系。考虑了板材滚弯过程中的夹点偏移与曲率变化,对板材预弯与卷制过程分别建模,得到板材成形半径与侧辊进给量的计算公式。基于预弯模型计算板材的预弯移动距离,在此基础上进行试验,根据试验结果分析了板材的棱角度现象。结果表明:轴辊轧碾方向、侧辊进给量、预弯段距离和上下轴辊直径是影响筒体棱角度的主要因素;通过精确计算预弯时的侧辊进给量并调节预弯移动距离,可以有效控制因板材预弯不准产生的棱角度现象。 展开更多
关键词 四辊卷板 棱角度 数学建模 侧辊进给量 预弯距离
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四辊卷板错边现象分析及其补偿技术
7
作者 王新宇 孙宇 +3 位作者 武凯 刘庆印 常欣 王强 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期86-91,共6页
四辊卷板机在实际生产中往往受到很多因素的影响,使卷制结果与理论研究存在较大偏差,导致成形精度大幅降低,其中,对成形质量影响最大的误差现象为错边误差。根据生产中错边现象的客观规律将错边现象分为交叉型、扭曲型、歪斜型3类,总结... 四辊卷板机在实际生产中往往受到很多因素的影响,使卷制结果与理论研究存在较大偏差,导致成形精度大幅降低,其中,对成形质量影响最大的误差现象为错边误差。根据生产中错边现象的客观规律将错边现象分为交叉型、扭曲型、歪斜型3类,总结归纳了错边现象的影响因素,将其分为对中偏差、成形道次数偏差和单侧启动偏差3种因素,通过仿真分析找到每种因素对错边现象的影响规律,针对典型的错边因素对仿真分析结果进行实验验证,证实单道次成形误差高达27mm,而多道次成形误差只有5mm。设计了一种卷板机用对中托料装置,减小甚至消除了各个影响因素对错边现象的影响,达到提升成形精度的目的。 展开更多
关键词 四辊卷板 错边 成形精度 对中偏差 成形道次
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四辊卷板机弯卷过程中侧辊位移计算 被引量：20
8
作者 李森 陈富林 李斌 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期76-79,共4页
四辊卷板机弯卷过程中,筒形零件的曲率半径主要决定于侧辊位移。实际生产过程中,侧辊位移的确定依据工人工作经验反复试凑,具有一定盲目性。本文以弹塑性力学基本理论为基础推导了四辊卷板机在弯卷过程中板材回弹半径公式。通过力学几... 四辊卷板机弯卷过程中,筒形零件的曲率半径主要决定于侧辊位移。实际生产过程中,侧辊位移的确定依据工人工作经验反复试凑,具有一定盲目性。本文以弹塑性力学基本理论为基础推导了四辊卷板机在弯卷过程中板材回弹半径公式。通过力学几何关系分析提出了一种用于指导生产实践的侧辊位移计算方法。在此基础上,使用VC++语言编程实现整个计算过程。通过实例计算与实验结果的比较,验证了提出的计算结果与实验结果相近,在此公式基础上进行少量试卷可得到更精确的侧辊位移量。 展开更多
关键词 四辊卷板机 侧辊位移 回弹 弹塑性
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基于数模平台的四辊卷板机辊轮工艺位置的计算 被引量：16
9
作者 李云云 严思杰 许璐璐 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期80-83,共4页
四辊卷板机中下辊与两侧辊的位置控制是决定钢板卷制精度的关键因素,以人工经验进行辊轮位置调整的传统方法难以获得辊轮的精确工作位置。采用数学建模方法对卷板机各辊轮工作位置进行几何化表达,建立下辊与前后两侧辊在边缘对正、预弯... 四辊卷板机中下辊与两侧辊的位置控制是决定钢板卷制精度的关键因素,以人工经验进行辊轮位置调整的传统方法难以获得辊轮的精确工作位置。采用数学建模方法对卷板机各辊轮工作位置进行几何化表达,建立下辊与前后两侧辊在边缘对正、预弯、卷制等工艺中的位置模型,并推导出下辊与两侧辊在加工过程中的精确位移量的表达公式,以实现各辊轮位置的精确控制,由此提高钢板的卷制加工精度。 展开更多
关键词 四辊卷板机 几何表达 位移量 数学建模
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四辊卷板机连续滚弯成形工艺的数值模拟研究 被引量：11
10
作者 王艳 朱新庆 +1 位作者 胡捷飞 崔西民 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1772-1780,共9页
为提高四辊卷板机滚弯成形工艺加工质量,建立了四辊滚弯工艺数学模型,用有限元仿真验证了该模型的准确性,分析了侧辊位移量、板材厚度、滚弯加工速度对板材成形半径及成形质量的影响规律。试验结果表明:随侧辊位移量增大,板材成形半径... 为提高四辊卷板机滚弯成形工艺加工质量,建立了四辊滚弯工艺数学模型,用有限元仿真验证了该模型的准确性,分析了侧辊位移量、板材厚度、滚弯加工速度对板材成形半径及成形质量的影响规律。试验结果表明:随侧辊位移量增大,板材成形半径的下降趋势逐渐趋于平缓,板材的成形质量也有所降低;板材表面的塑性应变波动会随着板厚的增大而降低,即厚板的滚弯成形质量会优于薄板的滚弯成形质量;滚弯加工速度对板材成形半径影响较小,降低滚弯加工速度会提高成形筒件的均匀性,降低筒件表面的塑形应变波动,成形质量也随之提高。 展开更多
关键词 四辊卷板机 数学建模 有限元仿真 成形半径 成形质量
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四辊卷板机弯卷工艺及辊位移计算模型 被引量：10
11
作者 李建 陈举庆 姚久军 《一重技术》 2015年第3期1-5,44,共6页
四辊卷板机中辊位移的给定精度直接影响板材卷制质量,依靠人工经验进行卷制试卷次数多,工作效率低下,且卷制精度差。根据弹塑性弯曲工程理论建立的卷圆半径与侧辊位移相关联的数学模型,能够准确设定板材对中、端部预弯、连续卷制、末端... 四辊卷板机中辊位移的给定精度直接影响板材卷制质量,依靠人工经验进行卷制试卷次数多,工作效率低下,且卷制精度差。根据弹塑性弯曲工程理论建立的卷圆半径与侧辊位移相关联的数学模型,能够准确设定板材对中、端部预弯、连续卷制、末端预弯和最终合口等工艺参数,提高卷制精度和效率。 展开更多
关键词 四辊卷板机 卷圆工艺 辊位移 数学建模
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四辊卷板机的数控实现 被引量：10
12
作者 杨树平 马悦山 《沈阳化工学院学报》 2005年第2期110-112,共3页
　阐述四辊卷板机的数控系统实现方法,对四辊卷板机的工作原理进行详细介绍,在此基础上研究四辊卷板机控制系统的硬件设计与软件实现,应用PLC技术对四辊卷板机实现数控.
关键词 四辊卷板机 触摸屏 反馈 PLC
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四辊卷板机的受力分析及驱动功率计算 被引量：9
13
作者 岳明英 刘强 刘艳妍 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期78-82,共5页
介绍了四辊卷板机的基本结构和工作原理,并根据工作轴辊排列成对称的方式和不对称的方式两种情况,对四辊卷板机的受力情况进行分析。在分析板材所需最大变形弯矩和各工作轴辊承受作用力的基础上,结合功能转换原理,建立受力和弯矩与设备... 介绍了四辊卷板机的基本结构和工作原理,并根据工作轴辊排列成对称的方式和不对称的方式两种情况,对四辊卷板机的受力情况进行分析。在分析板材所需最大变形弯矩和各工作轴辊承受作用力的基础上,结合功能转换原理,建立受力和弯矩与设备驱动功率之间的关系,得出四辊卷板机主驱动系统驱动功率的一种计算方法,并以此计算结果为依据选取主电机功率。最后通过实际算例证明计算结果有效。 展开更多
关键词 四辊卷板机 预弯 卷圆 驱动功率
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四辊卷板机卷制圆筒控制数学模型 被引量：7
14
作者 徐兆军 《制造业自动化》 北大核心 2013年第12期62-64,共3页
四辊卷板机是靠调整侧辊进给位移来卷制不同半径圆筒,目前设计四辊卷板机结构、数控系统时,都是利用经验来设计,存在一定盲目性。本文建立起四辊卷板机工作的数学模型,分析两种不同条件下侧辊进给位移与卷曲半径之间关系曲线(简称工作曲... 四辊卷板机是靠调整侧辊进给位移来卷制不同半径圆筒,目前设计四辊卷板机结构、数控系统时,都是利用经验来设计,存在一定盲目性。本文建立起四辊卷板机工作的数学模型,分析两种不同条件下侧辊进给位移与卷曲半径之间关系曲线(简称工作曲线),两种工作曲线都是随着卷曲半径越大时,曲线越陡峭,对侧辊进给和控制精度要求越高。改变侧辊倾斜角时,侧辊倾斜角越小,工作曲线越陡峭,改变不同上辊中心到侧辊夹角定点距离时,工作曲线随着该值增加左移、趋缓。在实际生产中可以根据卷曲半径范围来制定工作曲线,利用工作曲线来设计四辊卷板机控制系统。 展开更多
关键词 四辊卷板机 数学模型 工作曲线
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四辊卷板机最小弯卷半径控制模型的研究 被引量：6
15
作者 陈德道 杨晋 安虎平 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期77-82,共6页
研究了四辊卷板机在弯卷工艺过程中材料的回弹问题。通过分析板件弯卷变形时受力状态与回弹曲率半径及弯卷半径之间的关系,建立了弯卷变形几何模型和计算模型,确立了弯卷力及弯矩的计算方法,并分析了影响最小弯卷半径的各因素。在对四... 研究了四辊卷板机在弯卷工艺过程中材料的回弹问题。通过分析板件弯卷变形时受力状态与回弹曲率半径及弯卷半径之间的关系,建立了弯卷变形几何模型和计算模型,确立了弯卷力及弯矩的计算方法,并分析了影响最小弯卷半径的各因素。在对四辊卷板机上的预弯卷和弯卷过程进行受力分析的基础上,给出了弯曲功和驱动扭矩的计算方法。在电机功率、摩擦进给、接触应力和外层拉力等4个约束条件下分别提出了最小弯卷半径的计算方法。最后,用所建计算模型结合实际工艺参数计算最小弯卷半径并与实验值比较,计算结果与实际值比较吻合,验证了模型的有效性。 展开更多
关键词 四辊卷板机 回弹半径 受力状况 最小弯卷半径
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四辊卷板机侧辊位移线性自抗扰控制 被引量：5
16
作者 金坤善 宋建丽 +1 位作者 李永堂 仉志强 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第24期72-82,共11页
侧辊位移的精确控制对实现四辊卷板机高效加工至关重要,其核心问题是提高阀控非对称缸电液伺服系统的抗扰能力。由于电液伺服系统具有高度非线性和时变不确定性,传统非线性控制方法很难有效处理包含未知动态、外部扰动以及参数变化等的... 侧辊位移的精确控制对实现四辊卷板机高效加工至关重要,其核心问题是提高阀控非对称缸电液伺服系统的抗扰能力。由于电液伺服系统具有高度非线性和时变不确定性,传统非线性控制方法很难有效处理包含未知动态、外部扰动以及参数变化等的多源不确定扰动。提出一种四辊卷板机侧辊位移线性自抗扰控制方法。综合考虑各种不确定扰动因素的影响,设计了线性扩张状态观测器进行实时估计,采用状态误差反馈控制律给予主动补偿,并消除跟踪误差,证明了线性扩张状态观测器状态观测误差的收敛性和电液伺服系统的闭环稳定性。试验结果表明,所设计的线性自抗扰控制器能有效抑制电液伺服系统中多源不确定性扰动,实现侧辊位移的快速、精确轨迹跟踪。 展开更多
关键词 四辊卷板机 侧辊位移 线性扩张状态观测器 线性自抗扰控制
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四辊卷板机弯卷成形工艺的研究进展
17
作者 马晨波 张子恒 +2 位作者 张玉言 孙见君 李想 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-12,共12页
四辊卷板机弯卷成形工艺可将板材加工为弧形件、筒形件、锥形件以及多边形件等定或变曲率件,该工艺以其高效、灵活、省材和成形精度高等优点而被广泛应用。从工艺方法与流程、工艺过程理论模型及建模影响因素3个方面综述了四辊卷板机弯... 四辊卷板机弯卷成形工艺可将板材加工为弧形件、筒形件、锥形件以及多边形件等定或变曲率件,该工艺以其高效、灵活、省材和成形精度高等优点而被广泛应用。从工艺方法与流程、工艺过程理论模型及建模影响因素3个方面综述了四辊卷板机弯卷成形工艺。介绍了弯卷成形中非对称式弯卷方法与对称式弯卷方法的工作原理、工艺流程及特点;针对工艺流程中的连续滚弯过程,总结了3类线性滚弯数学模型和非线性滚弯数学模型的特征、适用性和精度等;分析了影响工艺过程建模的材料硬化特性、弯卷道次数和板材卸载回弹3方面因素。最后,探讨了当前研究存在的问题和未来可能的发展方向。 展开更多
关键词 四辊卷板机 弯卷成形 连续滚弯 数学模型 工艺流程
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四辊卷板机侧辊工艺位移计算模型的研究 被引量：4
18
作者 陈德道 杨晋 安虎平 《锻压装备与制造技术》 2015年第3期44-48,共5页
针对四辊卷板机在卷板中,工件曲率半径依靠人工经验反复试凑辊子位移量因而具有一定盲目性的问题,分析卷板机工作时各辊工艺位置的几何关系,建立了下辊与两个侧辊在工艺过程中位移量计算的数学模型。利用VB语言开发工艺位移量计算软件,... 针对四辊卷板机在卷板中,工件曲率半径依靠人工经验反复试凑辊子位移量因而具有一定盲目性的问题,分析卷板机工作时各辊工艺位置的几何关系,建立了下辊与两个侧辊在工艺过程中位移量计算的数学模型。利用VB语言开发工艺位移量计算软件,并对其计算结果进行实验验证。该计算方法可有效减少试卷板次数,提高卷制精度和卷制效率。 展开更多
关键词 机械设计 四辊卷板机 工艺位置 位移量 卷制效率
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如何正确使用四辊卷板机 被引量：4
19
作者 文永梅 《金属加工（热加工）》 2008年第1期111-112,共2页
四辊卷板机因辊筒多、重量和体积大、结构复杂、制作成本高，以及使用范围较小，因而有关操作方法的介绍也较少，而且各种操作方法存在着差异，这无疑给四辊卷板机的正确使用带来很大困难。特别是在卷制大直径多段弧板组成的圆筒时，常... 四辊卷板机因辊筒多、重量和体积大、结构复杂、制作成本高，以及使用范围较小，因而有关操作方法的介绍也较少，而且各种操作方法存在着差异，这无疑给四辊卷板机的正确使用带来很大困难。特别是在卷制大直径多段弧板组成的圆筒时，常因操作方法不当使卷出的弧板的弧度不均匀、板端预弯弧度不准确等，给钢板筒的组圆造成困难。我厂在四辊卷板机的使用过程中，通过反复实践总结出了切实可行的操作方法。现将四辊卷板机的操作方法介绍如下。 展开更多
关键词 四辊卷板机 操作方法 制作成本 大直径 不均匀 弧板 弧度 圆筒
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四辊卷板机卷制椭圆柱面控制的数学模型 被引量：4
20
作者 徐兆军 马晨波 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期108-110,共3页
目前椭圆柱面的卷制是将先将卷制的柱面卷制成圆柱面,再利用压机将其压制成椭圆柱面,压制后的柱面回弹较大,椭圆的形状难以精准控制,四辊卷板机上、下辊与两侧辊的位置关系决定了所要卷制柱面的曲率半径。本文建立了各辊的工作位置与欲... 目前椭圆柱面的卷制是将先将卷制的柱面卷制成圆柱面,再利用压机将其压制成椭圆柱面,压制后的柱面回弹较大,椭圆的形状难以精准控制,四辊卷板机上、下辊与两侧辊的位置关系决定了所要卷制柱面的曲率半径。本文建立了各辊的工作位置与欲卷制曲率的模型,实时计算椭圆各点的弧长与曲率,进而根据弧长和曲率实时控制侧辊的位移来实现椭圆的卷制。该模型已经在实际生产中应用,能够较好的卷制出椭圆柱面。 展开更多
关键词 四辊卷板机 椭圆柱面 数学模型
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