冷彎型鋼生產(chǎn)培訓(xùn)講義

1、冷彎型鋼生產(chǎn)培訓(xùn)講義2005 年 11 月 20 日一、高頻直縫焊管和冷彎型鋼生產(chǎn)基本知識(shí)1 .高頻直縫焊管分類1.1按鋼管外徑分毛細(xì)管10mm以下1 ”1”小直徑管 10.3mm ()8 102mm (3)2中直徑管 114mm (4”) 508mm ( 20 ” )大直徑管508 （20”）以上。1.2按管徑與壁厚分見(jiàn)表1表1管徑與壁厚序號(hào)類另UD/t（外徑/壁厚）t/D T（壁厚/外徑）1特壁厚管1<5.5>0.8 :2厚壁管5.59.00.180.123標(biāo)準(zhǔn)管n9.1200.120.05 :4薄壁管20.1500.050.025特薄壁管V>50<0.021.3按

2、用途分見(jiàn)表2表2按用途分序號(hào)鋼管名稱用途1中、低壓流體輸送用管用于煤氣、水、天然氣、石油等流體輸送2結(jié)構(gòu)用管:用于各種鋼結(jié)構(gòu)、建鞏、豕具制造3機(jī)械制造用于汽車、農(nóng)機(jī)、機(jī)械制造4熱交換器用于鍋爐、石化工業(yè)、家電冰箱等熱交換器2.冷彎型鋼分類2.1我國(guó)冷彎型鋼產(chǎn)品一般按斷面形狀分開口斷面型鋼冷彎型岡一.閉口斷面型鋼開口斷面型鋼開口斷面型鋼是最簡(jiǎn)單的，易于制造，如槽鋼（汽車大梁）、帽型鋼、端墻橫帶等。C70鐵道貨車耐大氣腐蝕冷彎型鋼中的側(cè)柱（帽型鋼）、端墻橫帶、下側(cè)梁等都是開口斷面型鋼。冷彎型鋼按尺寸規(guī)格分類-大型冷彎型鋼 中型冷彎型鋼 1小型冷彎型鋼 寬幅冷彎型鋼閉口斷面型鋼閉口斷面型鋼亦稱空心型

3、鋼，如方、矩型等， 鐵道貨車?yán)鋸澬弯撝械?C64、C62、C70的上側(cè) 梁，都屬于閉口冷彎型鋼。B.按尺寸規(guī)格分類大型冷彎型鋼 產(chǎn)品原料展開尺寸為：厚度中型冷彎型鋼 產(chǎn)品原料展開尺寸為：厚度小型冷彎型鋼 產(chǎn)品原料展開尺寸為：厚度寬幅冷彎型鋼產(chǎn)品原料展開尺寸為：厚度3、軋制變形基本原理416mm寬度 3001200mm25 mm 寬度 100450mm0.5 3mm寬度 30200mm0.3 6mm寬度 7001600mm鋼的塑性但不能說(shuō)都具有良好的塑性。鋼的塑性：在外力作用下，鋼在體積不變的情況下， 穩(wěn)定地改變其形狀而不破壞的能力叫做鋼的塑性。 塑性和柔軟性混為一談，因?yàn)槿彳洷硎窘饘賹?duì)變形力的

4、抵抗能力，即變形抗力的大小。例如：鉛同時(shí) 具有良好的塑性及柔軟性，又例如奧氏體不銹鋼在冷狀態(tài)下不能經(jīng)受很大的變形而不破裂，說(shuō)明它的塑性 很好。但這種鋼的變形抗力很大，所以它并不柔軟。所以在熱軋加工過(guò)程前，把鋼加熱至高溫狀態(tài)下，促 使鋼的變形抗力降低至很小，（即柔軟）塑性變形和彈性變形金屬晶體在外受外力時(shí)發(fā)生歪扭和拉長(zhǎng)如圖1所示，當(dāng)外力未超過(guò)原子間的結(jié)合力時(shí)，去掉外力之后 晶格便會(huì)由變形的狀態(tài)恢復(fù)到原始狀態(tài)，也就是未超過(guò)金屬本彈性極限的變形叫做金屬的彈性變性。當(dāng)加在金屬晶體上的外力超過(guò)其彈性極限時(shí)， 去掉外力之 后歪扭的晶格和破碎晶粒不能恢復(fù)到原始狀態(tài)，這種永久變形b.變形底金屬晶體結(jié)構(gòu) 圖1僉

5、屬晶體殲維組織叫做塑性變形。加工硬化金屬在冷加工后，由于晶粒被壓扁、拉長(zhǎng)，晶格歪扭、晶 粒破碎，使金屬的塑性降低，強(qiáng)度和硬度增高，這種現(xiàn)象叫做 加工硬化。體積不變定律軋制前后體積不變的客觀事實(shí)，叫做體積不變定律。 它是計(jì)算軋制變形前后的軋件尺寸的基本依據(jù)。在介紹體積不變定律時(shí)，舉例來(lái)說(shuō)明體積不變的客觀事實(shí)。女口，軋制前后的尺寸變化如圖2所示。軋前的軋件體積以 Vi表示，軋后的軋件體積以 V2表示。V=HBL V 2=hbl如果軋件原料在幾道軋制過(guò)程前，無(wú)連鑄縮孔、疏松、 氣孔、裂紋等缺陷，那么對(duì)軋件軋制前后的外形進(jìn)行分別對(duì) 名測(cè)量得到相應(yīng)長(zhǎng)、寬、高尺寸數(shù)據(jù)，代入上2式計(jì)算，得到一軋制前后的體積

6、相等，即Vi= V2 HBL=hbl圖2軋件軋制前后體積變化示意圖 根據(jù)這個(gè)定律，在自由變形的情況下，金屬的流動(dòng)總 是取最短的路線，因?yàn)樽疃痰穆肪€抵抗變形的阻力最小， 這個(gè)最短的路線是以該動(dòng)點(diǎn)到斷面周界的垂線。例如圖3所示，立壓一塊方鋼，金屬沿垂直各邊的方 向移動(dòng)立壓一塊方鋼，金屬沿垂直各邊的方向移動(dòng)（最短 路線）。張力軋制在軋制過(guò)程中，前后兩架機(jī)架存在速度差，當(dāng)后架的 軋制速度大于前架時(shí)，造成前、后架之間的軋件受到后架 和架的接力作用，通常此力和張力。存在張力的軋制過(guò)程 稱為張力軋制。 連軋和連軋常數(shù)連軋：一根軋件同時(shí)在幾架軋機(jī)上軋制，并保持在單 位時(shí)間內(nèi)軋件通過(guò)各軋機(jī)的體積相等的軋制叫連軋

7、。這個(gè)常數(shù)叫連軋常數(shù)。變形肚外形三最小阻力定律 鋼在塑性變形時(shí)，金屬沿著變形抵抗力最小的方向流 動(dòng)，這就叫做最小阻力定律。圖3金屬沿垂直各邊的方向移動(dòng)示意圖Fn Dn Fin連軋常數(shù)：在連軋狀態(tài)下，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)每架機(jī)架的金屬體積等于一個(gè)常數(shù), 用下式表示：F iDn 1=尸2口 門2=單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的金屬體積用下式計(jì)算:nV = D n F60V 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)軋機(jī)的金屬體積，mm；D軋輥工作直徑，mmn軋輥轉(zhuǎn)速，（轉(zhuǎn)/分），r/min ;F軋件截面面積，mm4、成型基本知識(shí)4、1冷彎的變形特點(diǎn) 冷彎的變形特點(diǎn)：a. 金屬在冷態(tài)下彎曲變形，變形前后板帶的厚度不變；b. 成型后各段中性層的展開

8、長(zhǎng)度等于原板帶寬度；c. 在成型過(guò)程中不可避免地伴隨著彈性變形；d. 彎曲的部分存在著加工硬化和減薄現(xiàn)象。4、2彎曲變形的條件軋件產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，其截面中存在著中性線，中性線以上和以下兩部分，中性線以上區(qū)域存在壓應(yīng) 力，中性線以下區(qū)域存在拉應(yīng)力。離中性線愈遠(yuǎn)拉應(yīng)力值愈大，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)金屬的（抗拉強(qiáng)度）值時(shí)，則在該處產(chǎn)生斷裂。為保證板帶冷彎成型而又不產(chǎn)生裂紋的必要條件，是彎曲截面上的最大正應(yīng)力max符合ds < bmax< %的條件。取決于軋件的厚薄和彎曲程度。彎曲時(shí)曲率半徑愈小則彎曲程度愈大。軋件愈厚，在曲率半徑相同的情況下，軋件上、下部產(chǎn)生的確彎曲正應(yīng)力愈大。冷彎成型時(shí)的彎曲變

9、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。從材料手冊(cè)和質(zhì)保書上可查到材料極限變形率，即極限延伸率，則最小彎曲半徑為： 以普碳鋼為例，查到，其最小彎曲半徑為：S Rnin =2例1 :已知普碳鋼的極限延伸率 S 5=25%=0.25S 1亦=（-1 ）4、3中性線 中性線的位置取決于彎曲半徑的大小和原料厚度。a.高頻直逢焊管的中性線位置 高頻直逢焊管的中性線位置一般在管壁厚度的 1/2處，如（圖4所示）。'1中性層S 5板厚S=6,6=2 (其最小彎曲半徑計(jì)算為: _10.25)圖5彎曲軋件的中性線偏移b.冷彎型鋼的中性線位置（不進(jìn)行高頻焊接） 在冷彎型鋼成型過(guò)程中，若彎曲

10、軋件的內(nèi)彎半徑為圖4焊管的中性線位置Rn（如圖5 所示），原料厚度為S,則中性線曲率半徑為:Rz = R n + kS是在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)總結(jié)歸納提出的，可按表3 N.C.特李舍夫斯k中性線偏移系數(shù), 基經(jīng)驗(yàn)系數(shù)選取。S 原料板厚表3 N.C.特李舍夫斯基經(jīng)驗(yàn)系數(shù) kRn/S0.10.20.30.40.450.50.60.7k0.23 :0.290.320.350.36 :0.37:0.380.39 :Rn/S0.81.01.21.31.52.03.04.0k0.400.410.420.430.440.450.460.474、4彎曲角、變形角、回彈角彎曲角：軋件彎折部分兩邊，彎曲前后所夾角度之差稱

11、為彎曲角（如圖6所示）。當(dāng)總彎曲角度一定時(shí)，每道彎曲角愈大，則所需道次和機(jī)架數(shù)愈少。每道彎曲角的大小，取決于允許彎曲角和回彈角。a.允許彎曲角2允許彎曲角取決于鋼材性質(zhì)、板帶厚 度、彎曲斷面的寬度和形狀，機(jī)架間距和 輥徑等。允許彎曲角是以設(shè)備能力和強(qiáng)度，以 及保證成型質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面來(lái)考慮的。板帶 鋼的強(qiáng)度愈高、塑性愈低、厚度愈大、輥 徑愈小、機(jī)架間距愈短，則允許的彎曲角 愈小，一般按機(jī)組類別推薦的允許彎曲角 見(jiàn)表4。表4 允許彎曲角機(jī)組類別允許彎曲角（度）輕型45°中型2534重型510圖6彎曲角、變形角示意圖b.回彈角由于彎曲時(shí)板帶的彈性恢復(fù)而變化的角度回 彈角S （如圖7 所示）。

12、在設(shè)計(jì)冷彎型鋼孔型時(shí)，必需預(yù)先給予相應(yīng)角 度的過(guò)彎角度，以保證最終產(chǎn)品形狀和尺寸精確。 當(dāng)板帶原料的（抗拉強(qiáng)度）增大，彎曲角增大，原 料厚度減小，彎折邊減小時(shí)，回彈角均減小。一般碳素鋼可取2° 5。，硬質(zhì)不銹鋼可達(dá) 5° 15°。圖7彎曲時(shí)板帶的彈性恢復(fù)而變化的角度回彈角4、5彎曲方法4、5、1高頻直縫焊管的彎曲方法高頻直縫焊管的彎曲方法有 5種方法，分別為:1）中心彎曲法該方法從板帶原料寬度中心開始彎曲，彎曲半徑 后逐架加大中間彎曲變形角 0，直到變形角0 =180 帶有焊縫導(dǎo)向環(huán)的封閉孔型中成型。導(dǎo)向環(huán)的厚度逐架減窄,/廠4K*11 *丿T0CJ0K0 :0圖

13、9邊緣彎曲法R恒定，并且等于擠壓輥孔型半徑或成品管半徑，然 ，即彎曲段到原料寬度的一半時(shí)，然后進(jìn)入幾架上輥 最后成型成圓筒，2）邊緣彎曲法（如圖8所示）該方法從板帶原料的邊緣部分向中心開始彎 曲，彎曲半徑 R恒定，并且等于擠壓輥孔型半徑 或成品管半徑，然后逐架加大中間彎曲變形角0 ,直到變形角 2 0 =180°,即彎曲段到原料寬度的 一半時(shí)，然后進(jìn)入幾架上輥帶有焊縫導(dǎo)向環(huán)的封 閉孔型中成型。導(dǎo)向環(huán)的厚度逐架減窄，最后成 型成圓筒，（如圖9所示）3）圓周彎曲法該方法從板帶原料的全寬上彎曲，其彎曲半 徑R是逐漸減小。當(dāng)中心彎曲角0 < 180。時(shí)，板 帶原料與上下軋輥整個(gè)寬度接觸

14、；當(dāng)0 >180 °270°時(shí)，上軋輥僅與板帶原料中間部分接觸； 當(dāng)0 >270 °時(shí)，進(jìn)入幾架上輥帶有焊縫導(dǎo)向環(huán)的 封閉孔型中成型。導(dǎo)向環(huán)的厚度逐架減窄，最后 成型成圓筒，（如圖10所示）板帶原料邊緣到一變形角氛并且再以后的成型架次中基本保持不變，而板帶原料的中間部分彎曲按圓周 彎曲變形法進(jìn)行變形分配，直至進(jìn)入幾架上輥帶有焊縫jlVR導(dǎo)向環(huán)的封閉孔型中成型。導(dǎo)向環(huán)的厚度逐架減窄，最后成型成圓筒，（如圖11所示）。5） W彎曲法八 0W彎曲法于上世紀(jì) 80年代由-5=*=.日本山羊精機(jī)工業(yè)株式會(huì)社研制_ -開發(fā)，是綜合彎曲法的發(fā)展，并- 0Rj為邊緣彎

15、曲半徑,將圖8 中心彎曲法4）綜合彎曲法 該方法是以擠壓輥孔型半徑于1984年獲得美國(guó)專利。該方法是將板帶原料的中間 部分進(jìn)行方向彎曲的同時(shí)，又以 彎曲半徑r彎曲板帶原料邊緣。0r 丄二* =-圖11綜合彎曲 直至進(jìn)入幾圖12 W彎曲法圖10圓周彎曲法一般設(shè)計(jì)在第一成型機(jī)架。第二架以后的成型按綜合彎曲法變形， 架上輥帶有焊縫導(dǎo)向環(huán)的封閉孔型中成型。導(dǎo)向環(huán)的厚度逐架減窄，最后成型成圓 筒，（如圖12所示）。4、5、2冷彎型鋼的彎曲方法冷彎型鋼的彎曲方法有 5種方法，分別為：1 ）彎曲圓心固定法（半徑不變，孤長(zhǎng)增加）該法固定彎曲半徑的圓心，在半徑不變的情況下，依靠彎曲角增大來(lái)依次增加彎 曲孤狀（如

16、圖13 所示），相當(dāng)于圓管成型的中心彎曲成型法。此種方法適用于彎曲圓孤半徑大的生產(chǎn)工藝。2 ）彎曲圓心內(nèi)移法（半徑不變，孤長(zhǎng)增加）該方法固定彎曲半徑，內(nèi)移彎曲圓心（如圖14 所示），相當(dāng)于圓成型的邊緣彎曲成型法。該法適用于所有產(chǎn)品的生產(chǎn)，但彎曲回彈較大。3）彎曲圓心上移法（半徑減小，孤長(zhǎng)固定）該方法隨彎曲角的增大，孤長(zhǎng)不變，彎曲半徑逐漸減小（如圖15 所示），相當(dāng)于圓管成型的圓周變形成型法。該法適用于波紋板美的寬、薄帶壞和非對(duì)稱稱易加工產(chǎn)品。4）彎曲圓心（二維）坐標(biāo)移動(dòng)法（半徑減小，弧長(zhǎng)增加）該方法隨彎曲角增加，彎曲半徑減小，彎曲孤長(zhǎng)增加（如圖16所示）。其變化量依賴于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。該法適用于3）

17、所生產(chǎn)的產(chǎn)品。圖14彎曲圓心內(nèi)移法示意圖圖15彎曲圓心上移法示意圖圖16彎曲圓心（二維）坐標(biāo)移動(dòng)法示意圖5）彎曲圓心移動(dòng)和半徑度化成函數(shù)關(guān)系法（圖略）該法隨彎曲孤長(zhǎng)的增加，彎曲半徑按照指數(shù)關(guān)系減小，應(yīng)用面較窄。4、6孔型系統(tǒng)孔型系統(tǒng)一般可分為 4類：1）同時(shí)型，即在斷面上各部分同時(shí)成型。2）順序型，即先邊緣部位成型后中心部位，或相反。3）組合型，即先分別在各個(gè)部分順序成型，而后同時(shí)在各部分成型，或相反。4）專用型，即為保證所生產(chǎn)型鋼斷面的一些高質(zhì)量指標(biāo)和要求而采用的專門系統(tǒng)。二、高頻直縫電焊鋼管孔型設(shè)計(jì)1、高頻直縫電焊鋼管孔型設(shè)計(jì)步驟：I）進(jìn)行原料板寬計(jì)算；2 ）根據(jù)成型機(jī)組的軋輥布置形式，進(jìn)

18、行孔型結(jié)構(gòu)的選擇；3）擠壓輥孔型設(shè)計(jì)；4）封閉孔型設(shè)計(jì)（平輥）；5）開口孔型設(shè)計(jì)（平輥）；6）初成型段立輥孔型設(shè)計(jì)；7）定徑孔型設(shè)計(jì)（平輥）；8）定徑立輥孔型設(shè)計(jì)；9）矯直輥孔型設(shè)計(jì)；10）根據(jù)前面的設(shè)計(jì)和計(jì)算，繪制成型變形圖，進(jìn)行成型過(guò)程狀態(tài)分析，對(duì)孔型設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)修改；II）根據(jù)孔型設(shè)計(jì)和計(jì)算結(jié)果，結(jié)合機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和要求，設(shè)計(jì)和繪制軋輥零件工作圖。2、雙半徑孔型設(shè)計(jì)與計(jì)算方法2、1原料板寬計(jì)算a.常用計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式（1）B = ji （ D t- t ）+ i+ 2 + 3t 成品鋼管的壁厚, mm按表6選?。籱mDT/t815162526404160 11/2t2/3t3/4tt 3 定徑

19、余量 mm按表7選取。表5成型余量選取表tw 1.01.14.04.16.0 2t2/3t1/2t表6焊接余量選取表B原料寬度；Dt成品鋼管的外徑，mm i 成型余量mm按表5選?。?2焊接余量表7定徑余量選取表Dt6.325263536505170719596120121145146172173200 30.71.01.31.52.02.62.93.23.5例2已知牌號(hào)為Q235A的165 （外徑）X4.50 （壁厚）（6?）的焊接鋼管，計(jì)算所需原料寬度。解：外徑 Di=Q 165，壁厚 t=4.50 , D/t=165/4.5036.67。按表5選取成型余量 i=3/4t=0.75X4.5

20、03.38，按表6選取焊接余量 2=1/2t=0.50X4.50=2.25按表7選取定徑余量 3=3.20 ,所需原料寬度為：B=j （ D t- t ）+ 1+4 2 + 3=J （165-4.50 ） +3.38+2.25+3.20=513.056513答：計(jì)算所需原料寬度為 513mmb.常用計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式（2）mm Z 系數(shù)mm按表8選取。B =刃 Dr - 2t + 1 + ZFH2+ R下底圓弧半徑，mmh=Rh+C孔型半徑圓心高，mmFB=Rh+e上部平橢圓弧半徑，mm式中:DT成品焊接鋼管的外徑，mm0機(jī)組的工作外徑,mm R定徑量按前面表7選取，mm2、2擠壓輥孔型計(jì)算a.焊接

21、擠壓孔型由雙半徑組成， 孔型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖16 所示，其作用是使靠近焊接部分的管形呈平橢圓形，使焊 接擠壓力沿整個(gè)管壁分布均勻，以提高質(zhì)量?？仔桶霃結(jié)SSD3D1rreRBrHeDkrr SC1輥環(huán)寬度，一般取 2030mm S輥縫， 一般取 56 mm 取 C2= 30 40mmh = R h- R £os & S sin eDi = Dk+2( R h-Rhgos & S sin e )D2 =( D k+2R- Rh sin e - S )-2r( 1/sin e -1)D3 = D2 -2 C 2 sin eH = h + ( R h + C 2 )sin eD

22、、上、下擠壓輥的寬度、工作外徑b、ds、B dx尺寸由機(jī)組的結(jié)構(gòu)和設(shè)備參數(shù)決定。b.壓光棍孔型計(jì)算圖16焊接擠壓孔型結(jié)構(gòu)圖鋼管外徑，mmw18 18.125 25.1404150>051Z0.4刃0.48 刃0.56 刃0.6刃0.72 刃B原料寬度;DT成品鋼管的外徑，mm t 成品鋼管的壁厚,表8系數(shù)Z選取表壓光棍孔型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖17所示。C輥環(huán)寬度，一般取 2030mm S輥縫，一般取510mmR = R h與下擠壓輥半徑相同圖17壓光輥孔型結(jié)構(gòu)B = 2( R+C )D = D k + 2R工作外徑Dk b、di、d2、d3、尺寸由機(jī)組的結(jié)構(gòu)和設(shè)備參數(shù)決定。2、3封閉孔型計(jì)算（含一架

23、焊縫導(dǎo)向輥）封閉孔型一般為 3+1結(jié)構(gòu)，即3架平輥+1架導(dǎo)向。 封閉孔型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖18所示。2、3、1封閉輥孔型計(jì)算a.第i架平輥的導(dǎo)向環(huán)厚度bi = B z式中：B 所計(jì)算原料板寬，mmZ導(dǎo)向片厚度系數(shù)按表 8選取，mmi 封閉孔型機(jī)架序號(hào)，i=1、2、3、導(dǎo)向。b.第i架下平輥的孔型半徑RBiB+bi+C b式中：B 所計(jì)算原料板寬，mm bi 導(dǎo)向片厚度，mmCb孔型弧長(zhǎng)修正系數(shù)，Cb=0.5 2.3mme 半徑Ra偏移系數(shù)，e=26mm機(jī)架序號(hào)i123導(dǎo)向?qū)蚱穸认禂?shù)z0.180.200.0960.10.0280.0320.0270.03 1半徑R2修正系數(shù)1.0301.0401.03

24、01.0401.021.031輥環(huán)修正角度0 （度）1412100表8導(dǎo)向片厚度和上輥孔型半徑c.第i架上平輥的孔型半徑R = R1上輥孔型半徑修正系數(shù)，按表8選取;d.孔型結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算與選取bi+e R2 e=R-R1B2=R sin 0 +D 2= Dk+2Rs inD1-Dk-y tgSin-1Bi =90- 丫 |半徑R的偏心距B1=R cos 0 + eD1=D<+2(4050)B1 BB i- S3=B+C-bi /2D 3=D+2R(sin B i -sin 0 )BiBib1=（D1-DK）/2輥環(huán)寬度，一般取 2030mmDk機(jī)組的工作外徑，mm S輥縫， 一般取614

25、 mmC夕卜徑值大的取上限值，外徑值小的取下限值。必須對(duì)孔型圓弧段中性層的周長(zhǎng)進(jìn)行驗(yàn)算，孔型圓弧段中性層的周長(zhǎng)e.封閉孔型計(jì)算過(guò)程結(jié)束前，原料板寬；如不等，必須進(jìn)行孔型修改計(jì)算。2、4開口孔型計(jì)算計(jì)算特點(diǎn)：各架開口孔型的邊緣彎曲半徑均相等，彎曲的弧長(zhǎng)與W孔型相等一致?？仔椭虚g彎曲變形的孔型，按均勻變形法均勻分配。2、4、1 W孔型計(jì)算W成型孔型技術(shù)在近年來(lái)得到廣泛的應(yīng)用，（壁厚/外徑）值0.33%w S/D < 22.1%，不僅適用于普通碳素鋼，還可應(yīng)用于鋁、銅、鈦和不銹鋼等材料的成型。該方法是將板帶原料的中間部分進(jìn)行方向彎曲的同時(shí)，又以半徑r彎曲板帶原料邊緣，能有效的減小和控制邊緣延伸

26、，一般設(shè)計(jì)在第一成型機(jī)架?？仔徒Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖19。a. 中部反彎孔型半徑該段圓弧的中型層長(zhǎng)度，約占原料板寬的3252%中部反彎孔型半徑可以接近成品圓管直徑的3倍或等于原料板寬。取原料板寬的45%則Lr2=0.45 BB 所需原料寬度Lr21802 0打b. 一般中部反彎變形角取0 =13-14°d.兩側(cè)下彎的孔型半徑兩側(cè)下彎孔型半徑的圓弧段中性層長(zhǎng)度占原料板寬的40%-45% （兩側(cè)下彎圓弧段中性層長(zhǎng)度的合計(jì) 值）,取原料板寬的40%則Lr=0.40B/2=0.20BB 所需原料寬度Ri= Rj+ R 或Ri= Rb1邊緣彎曲角書=3 +（ 3 5 ）Lr1180Ri八e. 兩側(cè)聯(lián)結(jié)直線段

27、兩側(cè)聯(lián)結(jié)直線段占原料板寬的8%-17%取原料板寬的15%則Lz =1-（0.45+0.40 ） B / 2=0.15 B / 2 = 0.075 B兩側(cè)聯(lián)結(jié)直線段用作圖法在孔型圖中連接。b 所需原料寬度f(wàn). 孔型結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算DK機(jī)組的工作外徑，mmB1= R1（sin 書 +sin 0 ）+C1S = R 2-S1 = 2（ 1- cos3 = iD k圖19W孔型結(jié)構(gòu)A0 ) R 2+ DkD2 = 2R2 sin1 = 2 R 1s sin 書D2 = Dk + 2( 1- cos4 = D 3 - 2Rs + 2RB 3=Lcos 0A2=( R2+Rs)sin 0 + B30 ) R

28、11SCO0 -( 10 20 )G、C輥環(huán)寬度，一般取 G=2030mm C2=3040mm2、4、2各架次開口孔型的中間部分彎曲變形孔型計(jì)算中間部分的中性層長(zhǎng)度占原料板a. 除第一架 W孔型外，以后各架次開口孔型的中間部分彎曲變形時(shí)，寬的60滄75%當(dāng)中間部分的中性層長(zhǎng)度占50%寸，進(jìn)入封閉孔型。取中間部分的中性層長(zhǎng)度為:L e =( 1 - 0.4 ) B = 0.6 BB 所需原料寬度中間部分的彎曲半徑為：NRi =RBiiN參加成型的機(jī)架數(shù)，從i=1、i=(第一架封閉孔型機(jī)架序號(hào)，其中包含參加成型的立輥機(jī)架數(shù))；i 所計(jì)算的機(jī)架順序號(hào)；FB1第一架封閉孔型下輥半徑。當(dāng)中間部分變形角為

29、e i時(shí)，原料中間部分彎曲變形為板寬的0.6 B。因此，e i可用下式求得:0.6 B18054 Be i =2Ri八Ri邊緣彎曲角B3 i = 7.1625 -Ri圖20邊緣彎曲與中間同時(shí)綜合變形輥孔型結(jié)構(gòu)b. 邊緣彎曲與中間同時(shí)綜合變形輥計(jì)算 邊緣彎曲與中間同時(shí)綜合變形輥孔型結(jié)構(gòu) 見(jiàn)圖20。RX= RbiR?s=R>x-SA=RsRx=RRs=RkSA1= R2ssin e i+ (5 8)- Ris sin e iA=A+A2B=A+2( S+C )D=i DKD2=DK+2R1x(1-cos e i)+R 2>cos e i連接圓弧半徑 r = 5 10 mm上輥取上限、下

30、輥取下限。C.中間變形輥孔型計(jì)算Rx= R B1R?s=R>x-SRx=RRisFRix-SD=i DK1) (2e i<130 °)中間變形輥孔型結(jié)構(gòu) 見(jiàn)(圖21),按下面公式計(jì)算：Ai= ( R 1S- R2S)sin e iA= Rixsin e i - (510)mm取 2 i=60 70°, h = 20 30mm則B1= Rixsin e i + R2X sin( 2 J 2+ e i ) B?= h tg 2 iB = B1 + B2 + CD =i DKDb=D+2R1x(1- cos e i)+ 2 Rzxcos(書 i/ 2+ 0 i )+2

31、 h 連接圓弧半徑 r = 5 10 mm 上輥取上限、下輥取下限。22)2) (2 0 i>130 °)中間變形輥孔型結(jié)構(gòu)見(jiàn)(圖圖21 20 i>130 °中間變形輥孔型結(jié)構(gòu),按下面公式計(jì)算：A =0.85 R. +鋼帶邊緣與上輥間間隙，取 =1015mmB = Rx+CDS = DK+2( FX + r )連接圓弧半徑 r = 5 10 mm 上輥取上限、下輥取下限。圖22(2 0 i>130 °)中間變形輥孔型結(jié)構(gòu)2、5定徑孔型計(jì)算 定徑孔型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 定徑量(減徑量) 型半徑按下式計(jì)算：n-i R +n23所示。 按均勻分配發(fā)分配,定徑各架

32、次的孔R(shí)Tn-i Rn式中：Rr 成品管半徑，n參加定徑機(jī)架數(shù)i 參加定徑機(jī)架序號(hào)，i=1、 R定徑余量， R=A D/2 , mmBi= 2 R cos 0B2= ( Risin 0 -S/2-葉 r sin 0 )tgB3= Bi +2 B2B=E3+2CD= Dn+2R(1-sin0 )D= Dk+ 2R- S2、6矯直輥孔型計(jì)算矯直輥一般由兩組四輥組成，其孔型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖24所示。Ri =Rt -0.05 , mm3 = 90 = 1.5a= 90l = 2 RiB = l+ 2CC = 20 30 mm C輥環(huán)寬度,r = 3 5 mmmm號(hào)，3 ,輥縫間隙，mm-57.3 / Risi

33、n a / 2定徑孔型結(jié)構(gòu)圖23圖24矯直輥孔型結(jié)構(gòu)圖B rCU BDRt成品管半徑，mmi參加定徑機(jī)架序旦2.7邊緣彎曲與中間同時(shí)綜合變形立輥計(jì)算 孔型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖25所示。中間部分的彎曲半徑為：(20 i<130號(hào)，oi=1、n)RiNRBi中間部分變形角0.6 B18054 B-RT邊緣彎曲角BRTh = Ri + (2030) mmD = D ki +(10 20) mmD2 =Dki+2rsin(3 i+ 0 i )-sinh1 = h -R i2-( / 2)21/2h2 = h - h1- R i cos 0 ih3 =h -( R i r )cos 0 i- r7.16250

34、 icos( 3 i+ D3 = D ki +2ri sin ( 3 i+ 0 i)+(Ri-ri)sin C = 20 30 mm C輥環(huán)寬度，r = 3 5 mmH = h 3 +(D 1 -Dki )/2 tg90 輥縫，根據(jù)機(jī)組結(jié)構(gòu)確定-(3 i+2.8中間彎曲變形立輥計(jì)算(2 0 i>130 ° )孔型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖26所示。中間部分的彎曲半徑為：RiNR31i中間部分變形角0.6 B18054 B2Ri邊緣彎曲角RiBRT+( 2h = Ri + (2030) mmD = D ki +(10 20) mmD =Du+2r1-cos(3 i+ 0 i )D3 = D 2 +

35、2ri ( 1-cos 0 i) h1 = h -R i2-( / 2)2 h2 = h - h1- R i cos 0 ih3 =h -( R i - r )cos 0 i- r C = 20 30 mm C輥環(huán)寬度輥縫，根據(jù)機(jī)組結(jié)構(gòu)確定2.9閉口孔型立輥計(jì)算 孔型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖27所示。孔型半徑7.16253° )COS( 3 i+ 0r = 3i)5圖26(2 0 i>130 °)立輥孔型結(jié)構(gòu)圖mm.i=R+R+1i2式中：R前架平輥孔型半徑， mmR+1 后架平輥孔型半徑， mm 參加成型閉口立輥機(jī)架序號(hào)，i1、n變形角B18028.65 B0 i=2Rl八RLH

36、=RiL 1+ R iL sin( 0 i-90 °)+2CD =Dk +2RL ( 1-cos 0 i)C2030 mm C輥環(huán)寬度，r = 3 5 mm, = 36mm, 輥縫3.FF法孔型設(shè)計(jì)及計(jì)算方法三、冷彎型鋼孔型設(shè)計(jì)冷彎型鋼孔型設(shè)計(jì)包括：原料選擇、孔型系統(tǒng)選 擇、彎曲道次確定、各道彎曲角的分配、配輥和 輔助工具選擇等。1. 開口冷彎型鋼孔型設(shè)計(jì)思想與基本原則1）固定點(diǎn)（段）與固定線為使彎曲軋件斷面形狀在各道次中有規(guī)律地變化,圖27閉口孔型立輥結(jié)構(gòu)圖必須選擇固定點(diǎn)或固定段， 在整個(gè)冷彎成型過(guò)程中,，它在整個(gè)彎固定點(diǎn)或固定段的位置及其長(zhǎng)度不變，各道次的固定點(diǎn)聯(lián)線叫作固定線（又

37、稱軋制中心線） 曲過(guò)程中應(yīng)保持一條直線。對(duì)稱斷面型鋼，其固定點(diǎn)先斷面對(duì)稱軸和中性線的交點(diǎn)。非對(duì)稱斷面應(yīng)使固定 點(diǎn)（段）兩邊的彎曲變形量基本相同，以保證彎曲時(shí)軋件穩(wěn)定。2 ）基本直徑軋輥與固定點(diǎn)（段）相接觸處的直徑叫做軋輥的基本直徑，彎曲成型時(shí)要求每個(gè)機(jī)架的上、下輥基本 直徑相同，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。2. 選擇孔型系統(tǒng)的基本原則選擇孔型系統(tǒng)應(yīng)遵循行的基本原則：a. 盡量使開口和要求較高的面朝上，以利觀察和調(diào)整；b. 盡量避免有長(zhǎng)的垂直段，防止因該部輥徑差過(guò)大，增加軋輥磨損和降低軋件表面質(zhì)量;c. 在無(wú)輔助輥的情況下，盡量避免內(nèi)彎和內(nèi)彎曲率；3.按余弦曲線來(lái)分配彎曲角。當(dāng)成型道次N,單邊總彎曲角為，第

38、i道次的彎曲角為：180icos -N此種計(jì)算數(shù)學(xué)方法如圖28所示。i a一口 i1 rT求彎曲角分配的數(shù)學(xué)方法圖或按經(jīng)驗(yàn)公式分配，R.T.安格爾方法，即：將平緩過(guò)度區(qū)長(zhǎng)度L視為機(jī)架間距長(zhǎng)，將帶鋼邊緣視為直線段，認(rèn)為成型縱方向邊緣起升角為一常數(shù)，以此來(lái)確定最大彎曲角。3. 配輥配輥原則是：a. 使基本直徑兩邊的輥徑差盡可能??；b. 軋槽深度適宜，既能耐軋件各種起限制作用，又不使輥環(huán)過(guò)??；c. 在保證各架之間的拉力下，設(shè)計(jì)輥型時(shí)應(yīng)考慮釋放角（輥面與軋件分離的角度），減少摩擦。5.各架速度配合輥式連續(xù)冷彎成型亦為連軋的一種，軋件在成型過(guò)程中，只有彎曲變形而無(wú)壓縮彎形，故各架轉(zhuǎn)速恒 定、固定。為了保

39、證軋件平直和邊緣延伸最小，各架間應(yīng)有一定張力，因此在實(shí)際生產(chǎn)中均使后架基本直 徑比前架大3%5%。在閉口型鋼定徑段，應(yīng)校核各架（定徑各機(jī)加）的連軋常數(shù)，修正主要參數(shù)使各架的連軋常數(shù)相等一 致。4 開口冷彎型鋼原料寬計(jì)算一般按圖形分析法計(jì)算原料寬度（簡(jiǎn)單對(duì)稱斷面計(jì)算原料寬度如圖29所示示意圖），復(fù)雜斷面有時(shí)要用放大比例方法進(jìn)行精確計(jì)算。性層產(chǎn)生偏移。一般按圖形分析法計(jì)算原料寬度公式為:公試中，bzi -bwi- -各直線段長(zhǎng)度；-各彎曲段考慮中型層偏移的圓弧展開長(zhǎng)度;a藝bwi = ( Ri+ks)n180n=1n=1bzibwiR.-型鋼內(nèi)接圓弧半徑;考慮中型層偏移系數(shù), 數(shù)k。a s-型鋼成

40、品總彎曲度；按表1N.C.特李舍夫斯基經(jīng)驗(yàn)系-度數(shù)轉(zhuǎn)化為弧長(zhǎng)因子例3:一汽車大梁產(chǎn)品外形如下圖所示，規(guī)格為：U300X90X8.00,求此汽車大梁產(chǎn)品的所需原料展開長(zhǎng)度。解：按圖30作圖形分析法，計(jì)算原料寬度，各直線段和彎曲段的展開長(zhǎng)度為(1) 各直線段長(zhǎng)度bz1=H-(R n-S)=90-(10+8)=72 bz2=A-2(R n+S)=300-2(10+8)=264(2) 中性層偏移系數(shù) k,按N.C特李舍夫斯基數(shù)據(jù)確定，R/S=10/8.00=1.25 ,從表中取k=0.42 , 則彎曲段考慮中性層偏移展開長(zhǎng)度為：一：“ -it圖30bwi= (R+ks) as 三 =(10+0.42X

41、8.00) 90 n = 20.99180 180(3) 計(jì)算原料寬度為：B=2 (bz1+bw2) +bz2=2(72+20.99)+ 264=449.98450答：此汽車大梁產(chǎn)品的所需原料展開長(zhǎng)度為：450mm5.開口冷彎型鋼的孔型設(shè)計(jì)開口冷彎型鋼的產(chǎn)品斷面形狀較多，有中心線對(duì)稱和不對(duì)稱，不同的斷面孔型設(shè)計(jì)與計(jì)算略有不同， 但其基本的孔型截面尺寸計(jì)算公式和方法是相同的，下面以400X200X5冷彎等邊槽鋼 為設(shè)計(jì)和計(jì)算實(shí)例,介紹冷彎型鋼孔型的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算。5.1成型道次和彎曲角分配a. 成型道次N的分配一定要考慮冷彎成型過(guò)程中重要的變形條件，是帶材邊緣在彎曲和折彎時(shí)的伸長(zhǎng) 量，這個(gè)伸長(zhǎng)量不應(yīng)超過(guò)該種材料彈性極限的延伸量。角鋼、槽鋼及其它簡(jiǎn)單截面冷彎型鋼由于其邊緣在變形區(qū)內(nèi)，因折彎時(shí)的伸長(zhǎng)量大于材料的彈性極限 延伸量的延伸，極易產(chǎn)生側(cè)邊部位邊浪(即邊緣起邊浪)。為了使各機(jī)架內(nèi)冷彎型鋼邊緣的延伸值在成型過(guò)程中分布均勻，應(yīng)使