1 绪论
型、管、板、带等长条状的金属条材定义为金属型材。这些材料在轧制、锻造、挤压、拉拔、运输、冷却及各加工过程中常因外力作用，温度变化及内力消长而发生弯曲或扭曲变形。在长度远大于宽度或厚度的条材上，纵向纤维的变形十分明显；在宽度不太小的条材上如带材横向纤维的变形有时也显而易见。为了获得平直的成品条材必须使其纵向纤维或纵向截面由曲变直，横向纤维或横向截面也由曲变直。实现这一要求的工艺过程称为矫直。
1.1.1矫直机在国内外的发展
矫直技术属于金属加工学的一个分支，多用于金属条才加工的后部工序，在很大程度上决定着产、成品的质量水平。 18世纪末到19世纪初，欧洲进行了产业革命，逐步实现了用蒸汽机动力代替人力，机械化生产代替了手工作坊。19世纪30双向玻璃年代冶铁技术发展起来，当时英国的生铁产量已由7万吨增长到19万吨，增加了2.7倍。19世纪50年代开辟了炼钢技术发展的新纪元。随着平炉炼钢技术
的发明，钢产量的比重也显著增加。这时已经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机械。进入20世纪以电力驱动代替蒸汽动力为标志，推动了机械工业的发展。英国在1905年制造的辊式板材矫直机大概是我过见到的最早的1台矫直机。20世纪初已经有了矫直圆材的二辊式矫直机。到1914年英国发明了212型五辊式矫直机，解决了钢管矫直问题，同时提高了棒材矫直速度。20世纪20年代日本已能制造多斜辊矫直机。20世纪30年代中期发明了222型六辊式矫直机，显著提高了管材矫直质量。20金属规整填料世纪60年代中期，为了解决大直径管材的矫直问题，美国萨顿公司研制成功313介电常数测量型七辊式矫直机。20世纪30—40年代国外技术发达国家的型材矫直机及板材矫直机也得到了迅速的发展，而且相继进入到中国的钢铁企业。20世纪70年代我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果。有小到直径为1.6毫米金属丝矫直机大到直径为桥型铰链600毫米的管材矫直机。有速度达到300石墨烯设备
米每分钟的高速矫直机和精度达到0.038毫米每米的高精度矫直机。 矫直技术同其他金属加工技术一样在20世纪取得了长足的进展，相应的矫直理论也取得了很大的进步。不过理论滞后于实践的现象比较明显。例如矫直辊负转矩的破坏作用在20世纪下半叶才得以解决，但破坏作用的机理直到20世纪80年代才被阐明。另外，就矫直理论的总体来看，仍然处于粗糙阶段，首先就是其基本参数的确定还要依靠许多经验算法和经
验数据，如辊数、辊距、辊径、压弯量及其矫直速度等；其次是许多技术现象如螺旋弯废品、矫直缩尺、矫直噪声、斜辊矫直特性、斜辊辊形特性、拉弯变形匹配特性等都缺乏理论阐述；再次是理论的概括性不够，一套公式不仅不能包括各种断面型材，甚至不能包括同类断面而尺寸和材质不同的工件，如弯矩和矫直曲率等都缺少通用表达式。20世纪70年代以来，矫直技术与矫直理论的发展明显加快，如拉弯矫直技术很快走向成熟；开发成功平动万能矫直技术、行星矫直技术、全长矫直技术、程序矫直技术、变凸度及变辊距矫直技术，以及双向旋转矫直技术等；完善了等距双曲线辊型设计法；创立了等曲率递减反弯辊形设计法、矫直耗能计算法、主要工艺参数计算法、两种拉弯制度的定性与定量分析法以及负转矩和超前接触分析法；尤其在利用相对值概念对各种矫直过程进行定量分析工作中取得了系统化的成果，为矫直技术数字化处理打下了基础。
从20世纪50年代起我国就有刘天明提出的双曲线辊形设计精确计算法及矫直曲率方程式。60—80年代在辊形理论方面有许多学者进行了深入的研究并取得了十分可喜的成果，还召开了全国性的辊形理论讨论会；产生了等曲率反弯辊形的计算法。与此同时，以西安重型机械研究所单位和重型机器厂为代表的设计制造部门完成了大量的矫直机设计研制工作，为我国生产提供了设备保证。进入90年代我国在赶超世界先进水平方面又迈出了一大步。
方波信号发生器我国在反弯辊形七斜辊矫直机，多斜辊薄管矫直机、3斜辊薄铜管矫直机、双向反弯辊形2辊矫直机、平行异辊距矫直机及矫直液压自动切料机等研制反面相继取得成功。在矫直高强度合金钢方面也已经获得很好的矫直质量。其矫直后残留挠度为0.2—0.5毫米每米。此外从20世纪60年代以后拉伸与拉弯矫直设备得到很大的发展，对带材生产起到重要作用。
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