冷彎成型工藝理論基礎ppt課件

1、University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB冷彎型鋼成型原理冷彎型鋼成型原理1、冷彎成型過程2、冷彎成型時金屬塑性變形條件3、彎曲處的應力與應變4、彎曲角的彈性回復及成型尺寸5、冷彎成型的力能參數(shù)計算6、冷彎成形主要工藝參數(shù)20152015年年7 7月月2121日日1University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB冷彎型鋼冷彎型鋼按斷面形狀分為（GB/T 6723）：開口斷面型鋼開口斷面型鋼 這種斷面型鋼是最簡單的，易于制造，如角鋼、槽鋼及一般窗框鋼等。2Univ

2、ersity Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB 閉口斷面型鋼亦稱空心型鋼，如矩形管、閉口方管等。冷彎型鋼冷彎型鋼按斷面形狀分為（GB/T 6723）： 閉口斷面型鋼閉口斷面型鋼3University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB 冷彎型鋼產(chǎn)品4University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB彎曲方法 根據(jù)所使用的工具和設備的不同，彎曲方法可分為在壓力機上利用模具進行的壓彎以及在專用彎曲設備上進行的折彎、拉彎、滾彎

3、、輥壓彎曲成形機上彎曲、彎管機上彎曲等。 5University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB冷彎型鋼的輥壓彎曲成型成型工藝6University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB輥壓法冷彎成型，是用一組輥壓機將帶材逐漸壓彎成所需的斷面型材。圖顯示的是，由四個機架組成輥壓機組，第一機架完成帶材的平整和送進工作，第二到第四機架各承擔一定的壓彎成型任務，使帶材通過后被壓成角型材。1、冷彎成型過程7University Of Science and Technology Beiji

4、ngUSTBUSTBUSTB伸長量在輥壓成型過程中這個伸長量不應超過該種材料的彈性極限延伸量。避免邊緣的塑性拉伸。避免邊緣的塑性拉伸。圖3-2 成型時邊緣的伸長工藝設計準則：在輥式冷彎成型過程中，更為重要的是帶材工藝設計準則：在輥式冷彎成型過程中，更為重要的是帶材邊緣在折彎時的伸長量。邊緣在折彎時的伸長量。ab0biabLlL1、冷彎成型過程8University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB圖為角型材成型角型材成型時的邊緣伸長，圖中表示第i道機架與第i-1道機架間成形過程。在此過程中，角度變化量角度變化量為i，兩機架間成型過渡區(qū)長

5、度成型過渡區(qū)長度為L，帶材邊緣在水平面上投影長度為ab，在垂直面上投影長度垂直面上投影長度為ab ，這兩個投影都是曲線形，為了計算上方便，可以把它們都看成是直線。1、冷彎成型過程9University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB于是，邊緣的延伸量為：要使邊緣不產(chǎn)生塑性拉伸，必須保持l 小于材料的彈性極限延伸率t，即1、冷彎成型過程10University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB現(xiàn)以普通低碳鋼為例，取其彈性極限t=235MPa。輥彎成型時，確定成型過渡區(qū)長度、相鄰機

6、架間角度變化量和帶材寬度之間的關系？E=2058001、冷彎成型過程11University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB現(xiàn)以普通低碳鋼為例，取其彈性極限t=235MPa。則其彈性極限延伸率為：則：1、冷彎成型過程12University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB圖圖 機架間變形機架間變形過程分析過程分析13University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB 用彈復區(qū)的長度用彈復區(qū)的長度L L0 0和成型過

7、渡區(qū)長度和成型過渡區(qū)長度L L來限定兩道成型輥來限定兩道成型輥的間距，有利于避免邊緣的塑性拉伸。的間距，有利于避免邊緣的塑性拉伸。1、冷彎成型過程14University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB彎曲半徑 輥彎成型過程中，還有一個重要條件，即最小彎曲半徑的選擇必須合理。圖示成型處的彎曲半徑為R，帶材厚度為S，圖上的影線部分代表變形沿厚度的分布狀態(tài)?？芍?，各層纖維沿縱向的變形量與其距中性層的距離成正比，與彎曲半徑成反比。最外層纖維變形的計算公式：1、冷彎成型過程15University Of Science and Technol

8、ogy BeijingUSTBUSTBUSTB彎曲半徑彎曲半徑冷彎成型時的彎曲變形要受材料極限變形率的限制，否則，彎曲處將出現(xiàn)裂紋和折斷。設材料的極限應變?yōu)閎，根據(jù)前式可求出最小彎曲半徑Rmin為：從材料手冊上可查到的極限延伸率用s表示，則上式可改寫為：) 11(2SsminR1、冷彎成型過程16University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB彎曲半徑彎曲半徑對于普通低碳鋼，板料厚度為對于普通低碳鋼，板料厚度為S，極限延伸率，極限延伸率s=25%，確定其最小彎曲半徑？，確定其最小彎曲半徑？若以延展性最好的鋼材為例，其=35%，則最

9、小彎曲半徑Rmin為0.93S。在以形狀要求為主在以形狀要求為主，彎曲處允許表面粗糙甚至允許有微裂紋的條件下，可以取Rmin為0.5S。1、冷彎成型過程17University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB彎曲角彎曲角在彎曲半徑相同的條件下，銳角彎曲比鈍角彎曲的破裂可銳角彎曲比鈍角彎曲的破裂可能性要大能性要大。有些型材不僅要求有銳角彎曲，而且要求有小的彎曲半徑，此時可以采取的措施是將彎曲角分成幾步來壓成。1、冷彎成型過程18University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUST

10、B分步壓彎分步壓彎分段彎曲分段彎曲第一次壓彎1角，外層纖維o1b1被拉伸向其弦線方向靠近，中性層ob也相應內(nèi)移，減薄量為a1a1 。第二次壓彎2角，如果12，則兩者的拉伸與減薄大致相等。當一次壓彎成型時，凹輥對工件兩側(cè)壓力所產(chǎn)生的拉力及應變集中（b1點附近）現(xiàn)象將顯著增大，外層纖維o1c1將有較大拉伸，它向弦線靠近的距離，即減薄量b1b1 將明顯大于a1a1 ，其中性層內(nèi)移量bb 也要相應大aa 。圖 兩段壓彎成型1、冷彎成型過程19University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB分步壓彎分步壓彎分次彎曲分次彎曲第一次第一次所用的

11、凸輥圓角半徑R1較大，工件的彎曲處不受減薄和裂紋的威脅。第二次第二次所用的圓角半徑雖小，但它與已經(jīng)彎曲的工件的接觸面積將明顯大于R2與平面的接觸面積。因此，兩次壓彎將比一次壓彎的應變集中程度小，厚度減薄量也小。圖3-7 兩次壓彎成型1、冷彎成型過程20University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB 軋制板帶材的纖維方向軋制板帶材的纖維方向當彎曲應力方向與纖維方向垂直時，容易產(chǎn)生裂紋。當彎曲應力方向與纖維方向垂直時，容易產(chǎn)生裂紋。而實際生產(chǎn)中恰恰冷彎用帶材的軋制方向都與其彎曲應力方向垂直，故要求其彎曲圓角半徑不得過小。 退火處理退

12、火處理 經(jīng)過退火處理的帶材退火處理的帶材，其屈服平臺得到延長，其纖維方向性作用得以消除，故其彎曲半徑可明顯減小。 表面質(zhì)量表面質(zhì)量 粗糙表面易于產(chǎn)生裂紋，故圓角半徑很小的冷彎型鋼要求帶材表面具有較高的光滑程度。1、冷彎成型過程21University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB輥彎成型時，帶材沿縱向前進過程中，完成橫向局部塑性彎曲變形，形成各種異型斷面，在此過程中不產(chǎn)生縱向塑性伸縮。可見，這種變形屬于二維變形，即平面變形。圖3-9 塑性變形平面2、冷彎成型時金屬塑性變形條件22University Of Science and T

13、echnology BeijingUSTBUSTBUSTB現(xiàn)在把變形平面取為x-y坐標面。所有的金屬彎曲流動皆在x-y平面內(nèi)進行，與Z軸無關，即在Z向的線應變增量及角應變增量都為零，故：圖3-9 塑性變形平面0 xzyzzddd2、冷彎成型時金屬塑性變形條件23University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB 塑性變形時，金屬具有不可壓縮性，故其各向應變增量的總和為零，即：由于Z軸應變?yōu)榱?，故Z向的偏量應力Sz為零，于是：式中，p靜水壓應力。0zyxddd0yxddyxdd2/ )(03/ )(yxzzyxzzzps2、冷彎成型時

14、金屬塑性變形條件24University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB如果引用主應力來表示，可寫出：根據(jù)米塞斯（Mises）屈服條件：此式為平面變形條件下的米塞斯屈服條件表達式。2/ )(213z2221323222126)()()(rk將 代入得：322221344)(rkrk15. 1221或2、冷彎成型時金屬塑性變形條件25University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB在彎曲圓角處取一微單元來分析。其徑向應力r，切向應力。圖3-12 彎曲處單元應力平衡關系當微單

15、元處于中性層上部，即拉伸部位時，其應力平衡關系為：3 彎曲處的應力與應變26University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB3 彎曲處的應力與應變rdddrddrrdrrrrr2sin2)(0rdrrrd27University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB將邊界條件r=Rmax時，r=0代入上式得：積分后得：于是有：由于Rmaxr，可知r為負值，即其方向與設定方向相反，表示r為壓應力。3 彎曲處的應力與應變rdrkrd 2crkrln2maxln2Rkc)ln(2ma

16、xRrkr28University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB3 彎曲處的應力與應變)ln1 (22ln2maxmaxRrkkRrk29University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB當微單元處于中性層下時當微單元處于中性層下時，即在壓縮側(cè)，可設定、r為都是壓應力，微單元的厚度仍為dr。其平衡方程式為：3 彎曲處的應力與應變30University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB仍按前面的處理方法可寫出：積分

17、后得：3 彎曲處的應力與應變rdddrddrrdrrrrr2sin2)(rdrdrr)(kr2)(rdrkrd 2crkrln231University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB將邊界條件r=Rmin時，r=0代入上式得：于是寫出：因為Rminr，故r為負值，即壓應力，同圖中設定方向一致。3 彎曲處的應力與應變minln2Rkc )ln(2minrRkr) 1(ln22minrRkkrkr2)(32University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB平面變形時的第三向應

18、力平面變形時的第三向應力z在中性層上側(cè)，即在拉伸側(cè)為：3 彎曲處的應力與應變)ln21 (2maxRrkrz33University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB平面變形時的第三向應力平面變形時的第三向應力z在中性層下側(cè)，即在壓縮側(cè)時，為可見，z恒為負值，即壓應力。) 1ln2(2minrRkrz3 彎曲處的應力與應變34University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB三向應力中，r為連續(xù)變化的應力為連續(xù)變化的應力，在中性層處最大，到彎曲的內(nèi)外表面處達到最小的零值，而且

19、方向不變。作為拉應力由外側(cè)向中性層，由大到小連續(xù)變化，在中性層處突然改變方向，由拉應力超越到壓應力，并由大到小連續(xù)變化，直到內(nèi)邊緣止。z的變化與相似。圖圖 各層纖維產(chǎn)生塑性彎曲時應力分布各層纖維產(chǎn)生塑性彎曲時應力分布3 彎曲處的應力與應變35University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB在這種全斷面都可能發(fā)生塑性變形全斷面都可能發(fā)生塑性變形的條件下，從理論上可以求出中性層的偏移量中性層的偏移量。由上、下兩個變形區(qū)的r值在中性層處必然相等的條件可以得出：此r值是應力中性層的曲率半徑。minmaxminmaxRRrrRRr3 彎曲處

20、的應力與應變36University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB為了區(qū)別一般的r值，故用R0表示，即minmax0RRR 2minmax0RRRmin2min2min200200424)(4SRRSRSRRSRRe3 彎曲處的應力與應變37University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB不過前面討論的出發(fā)點是只考慮了塑形彎曲，而未考慮平截面原則，即變形的線性分布原則。根據(jù)平截面原則，彎曲時各層纖維的 變形變形之間存在線性關系，結(jié)合圖3-15可寫出周向應變?yōu)椋簣D 3-1

21、5 彎曲應變示意圖式中，h為纖維層與中性層之間的距離。在R0不變的條件下，與h成正比。各層纖維沿縱向的變形量，與其距中性各層纖維沿縱向的變形量，與其距中性層的距離成正比。層的距離成正比。00000RhRRrRRr3 彎曲處的應力與應變38University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB圖 3-15 彎曲應變示意圖由上面可以看出:中性層外側(cè) 為一拉一壓，很容易造成減薄變形；其內(nèi)側(cè) 由于成型輥凸起圓角的剛性接觸，使金屬無處可流。上述現(xiàn)象不利于產(chǎn)生增厚，結(jié)果必然形成全厚度的減薄,中性層內(nèi)移。3 彎曲處的應力與應變39University

22、 Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB4 彎曲角的彈性回復及成型尺寸圖3-16 彎曲的彈性回復模型40University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB圖3-16 彎曲的彈性回復模型下面用解析方法來確定彈復應力與變形。按圖3-16應力與應變模型可寫出單位寬度上的彎矩為：式中St為中性層附近彈性變形區(qū)厚度，為了便于計算將St/S=定義為彈性區(qū)厚度比，簡稱彈性區(qū)厚度比，簡稱為彈區(qū)比為彈區(qū)比；將S2r/6=Mt定義為單位寬度斷面的彈性極彈性極限彎矩限彎矩。于是將上式寫為：4 彎曲角的彈

23、性回復及成型尺寸)/5 . 05 . 1 (622222222/2/2/022/2/2/0SSShdhdhhShdhhdhMttSStSttSStStttt)5 . 05 . 1 (2tMM41University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB圖3-16 彎曲的彈性回復模型圖中f代表彈性回復的等效應力彈性回復的等效應力，用f可以算出等效的彈復彎矩為：4 彎曲角的彈性回復及成型尺寸fSffSdhhSM622222/0tfttftfMSM62)5 . 05 . 1 (2tf42University Of Science and Tech

24、nology BeijingUSTBUSTBUSTB4 彎曲角的彈性回復及成型尺寸)5 . 05 . 1 ()5 . 05 . 1 (22ttfCEIMEIMC)5 . 05 . 1 (112tffCCR43University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB圖3-17 曲率間的關系取單位弧長的彎曲部位，并畫出其中性線。當彎曲到半徑為R0時，則此時的曲率正是單位弧長所對應的弧心角C，則C=1/R0；這個弧在卸載后彈復到Rs半徑所指的弧線處，這個弧線所對應的的中心角為Cs，則Cs=1/Rs；這兩個角度的差值Cf正好是由彈復造成的彈復曲率

25、。Cf=C-Cs壓彎后保留下來的永久曲率為：Cs= C-Cf=1/R0-Ct(1.5-0.52) 4 彎曲角的彈性回復及成型尺寸44University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB4 彎曲角的彈性回復及成型尺寸壓彎后保留下來的永久曲率為：Cs= C-Cf=1/R0-Ct(1.5-0.52) ttSM62123SI ESEIMCttt2鑒于：鑒于：ESRSStt02彈性區(qū)的最大變形t是可知的，Ett由幾何關系可以確定彈性區(qū)的厚度為：00002)2(RSRRSRtttERRSttt0022彈區(qū)比：45University Of Sci

26、ence and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB例題：厚度S=2mm的帶鋼，其彈性極限 =500MPa；冷彎成型時所用輥子的圓角半徑r=1.97mm，成型后角度=90，計算成型后的圓角半徑。4 彎曲角的彈性回復及成型尺寸Cs= C-Cf=1/R0-Ct(1.5-0.52) ESEIMCttt2ESRSStt0246University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB4 彎曲角的彈性回復及成型尺寸mmSrR97. 2197. 12/0103367. 097. 211mmRC10024. 0220580050

27、022mmESCtt47University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB4 彎曲角的彈性回復及成型尺寸0072. 0220580050097. 2220ESRt120036. 0)0072. 05 . 05 . 1 (0024. 0)5 . 05 . 1 (mmCCtf1333. 00036. 03367. 0mmCCCfs48University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB4 彎曲角的彈性回復及成型尺寸mmCRss3333. 011mmSRrss2132/49Uni

28、versity Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB5 冷彎成型的力能參數(shù)計算5.1 冷彎冷彎成型力成型力 為了設計上的安全可靠，可將每次的彎矩都按極限彎矩來設定，即Mmax=1.5Mt。為了計算上方便可在成型過渡區(qū)內(nèi)成型過渡區(qū)內(nèi) 設定彎矩按線性規(guī)律變化。)5 . 05 . 1 (2tMM50University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB5.1 冷彎成型力圖a給出，從自由成型區(qū)的始端按M0=0算起，到輥壓成型區(qū)的末端按Mmax=1.5Mt為止，在成型過渡區(qū)全長L上的內(nèi)彎矩總和

29、彎矩總和為：ttLSLMLMMM2max08125 . 1)(215 冷彎成型的力能參數(shù)計算51University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB5.1 冷彎成型力如果在一個孔型中有兩個以上的彎曲圓角，如圖b、c所示，這時的總彎矩要在上個式子上乘上圓角數(shù)。5 冷彎成型的力能參數(shù)計算52University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB5.1 冷彎成型力為了便于計算，需要對壓力分布進行簡化處理。u第一步把不均勻的受壓面積按三角形進行等效處理；u第二步用通過三角形重心的集中力

30、代替該部分壓力的合力。5 冷彎成型的力能參數(shù)計算53University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTBsin3233sinsin111RbRbRa5 冷彎成型的力能參數(shù)計算54University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB1 1FF21212 111)(FFFFcos11FF5 冷彎成型的力能參數(shù)計算55University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB)cos1 (cos3)3(sin)cos1 ()co

31、s3sinsin(11111RbtgRFRFRbRFMtLSRbtgRF21181)cos1 (cos3)3(sin111cos)cos()cos(FFF5 冷彎成型的力能參數(shù)計算)cos1 (cos3)3(sin 8121RbtgRLSFt56University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB5 冷彎成型的力能參數(shù)計算57University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTBRbRbRa323345sin45sin111293. 0)2(31)45cos()323(1111

32、1RRbFRRFRbFM5 冷彎成型的力能參數(shù)計算58University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB293. 047. 03 8121RRbLSFt5 冷彎成型的力能參數(shù)計算59University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTBRba32322)323(2323RbFaFM2238aLSFt5 冷彎成型的力能參數(shù)計算60University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB在成型的完成階段，輥縫處于壓靠階段，在

33、輥子之間形成壓壓緊力緊力。這個力更難于準確計算，它不僅與板材的力學性能、板厚公差、輥縫公差、輥面狀況和工件斷面復雜程度有關。工件材料強度高、強化特性大、厚度大，則所需壓緊力越大。鑒于各道次所需之壓緊程度不盡相同，故推薦：鑒于各道次所需之壓緊程度不盡相同，故推薦：在粗軋道次粗軋道次取壓緊力壓緊力為彎曲力的2倍左右，在中間道次中間道次取為2.5倍左右，在精軋道次精軋道次取為3倍左右。因此，在一般計算中采用上面推薦的3倍數(shù)來確定壓緊力是比較方便的。5 冷彎成型的力能參數(shù)計算61University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB5.2 冷彎

34、成型功與功率冷彎成型軋機的能耗能耗 一部分用于工件的彎曲變形，一部分用于克服輥子與工件之間的摩擦阻力及輥子軸承摩擦阻力，一部分用于克服傳動阻力。一般按經(jīng)驗算法進行計算。62University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB在八機架輥式冷彎機上，輥彎成型6.5號槽鋼。圖示6.5號槽鋼在第二道孔型時的受力狀況。求出第二道成型時，軋輥的徑向壓力。 1=37； 2=60；R=10mmS=5mmt=235MPa=0.15 冷彎成型的力能參數(shù)計算63University Of Science and Technology BeijingUSTB

35、USTBUSTB5 冷彎成型的力能參數(shù)計算048. 0)2(ttLl先求成型過渡區(qū)長度，由關系式得：64University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB5 冷彎成型的力能參數(shù)計算65University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB5 冷彎成型的力能參數(shù)計算66University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù)成型道次，帶坯寬度、輥花設計、成型輥參數(shù)，以及成型輥成型

36、道次，帶坯寬度、輥花設計、成型輥參數(shù)，以及成型輥材料等。材料等。 6.1成型道次成型道次將帶坯輥彎成型為所需產(chǎn)品是一個逐漸進行的加工過程，在這個過程中，每道次或每對成型輥僅對變形材料施加有限的彎曲變形。只有這樣才能在不拉長帶坯的條件下得到所需要的彎曲變形。成型道次過少，冷彎型材易產(chǎn)生尺寸超差和扭曲；成型道次太多，則增加工具成本。67University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù) 6.1成型道次成型道次成型道次數(shù)主要取決于材料材料 的性能和型材型材 形狀的復雜程度，此外它還與型材型材的寬

37、度、成型機架機架間距、型材型材的尺寸精度等有關。材料的厚度、硬度、成分都影響得到所需形狀的成型道次數(shù)。帶坯厚度越大，成型道次數(shù)越多。當帶坯的屈服強度較高時，需過彎（約2）以彌補回彈的影響。表面帶有涂層的帶坯也常需較多的成型道次以保證表面的光滑程度。型材形狀復雜程度型材形狀復雜程度 是由彎曲角的個數(shù)和總彎曲量的大小決定的，同時它也受型材對稱性的影響。68University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù) 6.1 6.1 成型道次成型道次成型角法是用來確定成型道次數(shù)的基本方法。成型角法可用下式

38、表達為：對于簡單彎曲型材，推薦的成型角為12。對于復雜彎曲型材，要考慮多角共彎的可能性后才能正確地確定成型道次。69University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù) 6.1 6.1 成型道次成型道次形狀因子法是確定成型道次的另一種方法，對于對稱型材，形狀因子定義為Fnt（mm2）。這里F為翼緣長度，n為型材右彎角的個數(shù)，t為帶坯的厚度。圖4-9表示了形狀因子與成型道次的關系。圖4-9利用形狀因子確定成型道次的方法a-對稱斷面型鋼；b-非對稱斷面型鋼（使用軸徑100以上的成型機例外，No3

39、0、38、50、52；原板厚度t在0.5mm以下例外，No22、48、49）70University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù)6.2 帶坯寬度帶坯寬度確定一個規(guī)定型材所需要的帶寬，把它劃分為之直線段和曲線段后，沿中性線對各段長度進行求和。各彎曲段對應的帶坯寬度由彎曲角的大小和中性線所對應的彎曲半徑（稱為名義彎曲半徑）所確定，即71University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù)6

40、.2 帶坯寬度帶坯寬度總之，彎曲因子k值主要取決于彎曲角內(nèi)徑與帶坯厚度的比值，而基本上與彎曲角的大小無關。因此在實際生產(chǎn)中，計算帶坯寬度時僅考慮計算帶坯寬度時僅考慮r/t的影響的影響。.特里舍夫斯基在大量試驗基礎上，提出表5-3所示數(shù)據(jù)。他認為采用表5-3數(shù)據(jù)，不僅對大斷面有較好效果，也適用于其他斷面。72University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3 輥花圖的設計輥花圖的設計輥花圖輥花圖是各成型機架變形帶坯橫截面形狀的重疊圖橫截面形狀的重疊圖，因而輥花圖是描述輥彎成型過程中，帶

41、鋼從平帶坯變形為所需型材的變形行為的示意圖。在輥花圖設計過程中，首先要確定的是成型工作斷面的取成型工作斷面的取向，彎曲的次數(shù)，彎曲角的分配和彎曲的方式向，彎曲的次數(shù)，彎曲角的分配和彎曲的方式 等。成型工作斷面的取向成型工作斷面的取向 受多種因素影響。空彎空彎是指僅由上輥或下輥進行的彎曲。它對斷面尺寸精度有很大影響。成型工作斷面的取向應盡可能避免空彎?；貜椈貜椧彩禽亸澇尚椭谐Ｒ姷膯栴}，成型斷面的取向應有助于利用立輥過彎以克服回彈。73University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3

42、輥花圖的設計輥花圖的設計對于復雜斷面型材，彎曲的次序彎曲的次序 是重要的設計內(nèi)容之一。理想情況下，從斷面中心向兩邊逐漸彎曲，這樣可以使已理想情況下，從斷面中心向兩邊逐漸彎曲，這樣可以使已彎曲成型部分不會進一步受到變形彎曲成型部分不會進一步受到變形，但是，考慮到多種其他因素的影響，如避免空彎，減少金屬移動，改善材料流動的平滑性等，也采用其他的彎曲次序。H、C特里舍夫斯基將彎曲的次序分為4類：74University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3 輥花圖的設計輥花圖的設計H、C特里舍夫斯

43、基將彎曲的次序分為4類：同時彎曲方式同時彎曲方式，適用于單張或連續(xù)成型工藝生產(chǎn)開口對稱型鋼、Z型鋼、波紋板及不對稱程度小的槽鋼。順序彎曲方式順序彎曲方式，包括由坯料兩邊向中部順序進行成型和從坯料中心向兩邊順序進行成型，適用于單張或連續(xù)生產(chǎn)閉口型鋼、半閉口型鋼及波紋板。聯(lián)合彎曲方式聯(lián)合彎曲方式，是上述兩種方式的組合，這種方式適合生產(chǎn)有25個彎曲部位的不對稱型鋼、閉口型鋼及半閉口型鋼，但不適合生產(chǎn)波紋板。彎曲整形方式彎曲整形方式，這種方式先用大彎曲半徑預彎出各彎曲角，然后整形，該法適用于高質(zhì)量波紋板的彎曲。75University Of Science and Technology Beijing

44、USTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3 輥花圖的設計輥花圖的設計彎曲角度的分配彎曲角度的分配 是由成型機的能力、成型道次、機架間距、總變形量等因素決定。一般，在成型初期成型初期取較小的彎曲角以避免強迫咬入；在成型中期成型中期，應避免由于彎曲角分配不均而造成的帶坯局部異常變形以及型材的表面劃傷；在成型后期成型后期采用較小的變形量以防止回彈，保證產(chǎn)品的尺寸精度。根據(jù)上述要求，可采用余弦曲線來分配彎曲角。當成型道次為N，單邊總彎曲角為 時，第i道次的彎曲角為：76University Of Science and Technology BeijingUSTBUST

45、BUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3 輥花圖的設計輥花圖的設計用這種方法的計算實例見圖4-12。在成型后期，為了防止回彈，彎曲角的實際分配應視現(xiàn)場生產(chǎn)條件考慮適度的過彎。圖4-12 求彎曲角分配的數(shù)學方法圖示77University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6.3 輥花圖的設計輥花圖的設計型材的彎曲方法型材的彎曲方法 有如圖4-13所示的5種方法，可根據(jù)帶坯材質(zhì)和產(chǎn)品斷面的形狀加以利用，分別說明如下：圖4-13 彎曲方法a-彎曲中心固定法；b-彎曲中心內(nèi)移法；c-彎曲中心上移法；d-彎曲中心直角坐標系移動法； e-彎曲中心移動與半徑變化成函數(shù)關系法6 輥輥彎成形主要工藝參數(shù)彎成形主要工藝參數(shù)78University Of Science and Technology BeijingUSTBUSTBUSTB6 輥彎成形主要工藝參數(shù)輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3 輥花圖的設計輥花圖的設計（1）彎曲中心固定法（半徑不變，弧長增加）（半徑不變，弧長增加）。該法固定彎曲半徑的中心，在半徑不變的情況下，依靠彎曲角增大來依次增加彎曲弧長。該法適用于彎曲圓弧半徑大的生產(chǎn)工藝。圖4-13 彎曲方法a-彎曲中心固定法79University Of Science and Technolog