冷彎成型工藝?yán)碚摶A(chǔ)

冷彎型鋼成型原理1、冷彎成型過(guò)程2、冷彎成型時(shí)金屬塑性變形條件3、彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變4、彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸5、冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算6、冷彎成形主要工藝參數(shù)2015年7月21日當(dāng)前第1頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)冷彎型鋼

按斷面形狀分為（GB/T6723）：

開(kāi)口斷面型鋼這種斷面型鋼是最簡(jiǎn)單的，易于制造，如角鋼、槽鋼及一般窗框鋼等。當(dāng)前第2頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)

閉口斷面型鋼亦稱(chēng)空心型鋼，如矩形管、閉口方管等。冷彎型鋼

按斷面形狀分為（GB/T6723）：

閉口斷面型鋼當(dāng)前第3頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)冷彎型鋼產(chǎn)品當(dāng)前第4頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)彎曲方法根據(jù)所使用的工具和設(shè)備的不同，彎曲方法可分為在壓力機(jī)上利用模具進(jìn)行的壓彎以及在專(zhuān)用彎曲設(shè)備上進(jìn)行的折彎、拉彎、滾彎、輥壓彎曲成形機(jī)上彎曲、彎管機(jī)上彎曲等。

當(dāng)前第5頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)冷彎型鋼的輥壓彎曲成型成型工藝當(dāng)前第6頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)輥壓法冷彎成型，是用一組輥壓機(jī)將帶材逐漸壓彎成所需的斷面型材。圖顯示的是，由四個(gè)機(jī)架組成輥壓機(jī)組，第一機(jī)架完成帶材的平整和送進(jìn)工作，第二到第四機(jī)架各承擔(dān)一定的壓彎成型任務(wù)，使帶材通過(guò)后被壓成角型材。1、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第7頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)伸長(zhǎng)量在輥壓成型過(guò)程中這個(gè)伸長(zhǎng)量不應(yīng)超過(guò)該種材料的彈性極限延伸量。避免邊緣的塑性拉伸。圖3-2成型時(shí)邊緣的伸長(zhǎng)工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在輥式冷彎成型過(guò)程中，更為重要的是帶材邊緣在折彎時(shí)的伸長(zhǎng)量。a’b0b’αiabLlL1、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第8頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)圖為角型材成型時(shí)的邊緣伸長(zhǎng)，圖中表示第i道機(jī)架與第i-1道機(jī)架間成形過(guò)程。在此過(guò)程中，角度變化量為αi，兩機(jī)架間成型過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，帶材邊緣在水平面上投影長(zhǎng)度為ab，在垂直面上投影長(zhǎng)度為a`b`，這兩個(gè)投影都是曲線形，為了計(jì)算上方便，可以把它們都看成是直線。1、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第9頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)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εl小于材料的彈性極限延伸率εt，即1、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第10頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)現(xiàn)以普通低碳鋼為例，取其彈性極限σt=235MPa。輥彎成型時(shí)，確定成型過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度、相鄰機(jī)架間角度變化量和帶材寬度之間的關(guān)系？E=2058001、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第11頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)現(xiàn)以普通低碳鋼為例，取其彈性極限σt=235MPa。則其彈性極限延伸率為：則：1、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第12頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)圖

機(jī)架間變形過(guò)程分析當(dāng)前第13頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)

用彈復(fù)區(qū)的長(zhǎng)度L0和成型過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度L來(lái)限定兩道成型輥的間距，有利于避免邊緣的塑性拉伸。1、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第14頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)彎曲半徑輥彎成型過(guò)程中，還有一個(gè)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)。可知，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ε的計(jì)算公式：1、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第15頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)彎曲半徑冷彎成型時(shí)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(shè)材料的極限應(yīng)變?yōu)棣舃，根據(jù)前式可求出最小彎曲半徑Rmin為：從材料手冊(cè)上可查到的極限延伸率用δs表示，則上式可改寫(xiě)為：1、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第16頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)彎曲半徑對(duì)于普通低碳鋼，板料厚度為S，極限延伸率δs=25%，確定其最小彎曲半徑？若以延展性最好的鋼材為例，其δ=35%，則最小彎曲半徑Rmin為0.93S。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(guò)程當(dāng)前第17頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)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(shí)可以采取的措施是將彎曲角分成幾步來(lái)壓成。1、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第18頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)分步壓彎——分段彎曲第一次壓彎φ1角，外層纖維o1b1被拉伸向其弦線方向靠近，中性層ob也相應(yīng)內(nèi)移，減薄量為a1a1`。第二次壓彎φ2角，如果φ1≈φ2，則兩者的拉伸與減薄大致相等。當(dāng)一次壓彎成型時(shí)，凹輥對(duì)工件兩側(cè)壓力所產(chǎn)生的拉力及應(yīng)變集中（b1點(diǎn)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(yīng)大aa`。圖

兩段壓彎成型1、冷彎成型過(guò)程當(dāng)前第19頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)分步壓彎——分次彎曲第一次所用的凸輥圓角半徑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(yīng)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(guò)程當(dāng)前第20頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)軋制板帶材的纖維方向當(dāng)彎曲應(yīng)力方向與纖維方向垂直時(shí)，容易產(chǎn)生裂紋。而實(shí)際生產(chǎn)中恰恰冷彎用帶材的軋制方向都與其彎曲應(yīng)力方向垂直，故要求其彎曲圓角半徑不得過(guò)小。退火處理

經(jīng)過(guò)退火處理的帶材，其屈服平臺(tái)得到延長(zhǎng)，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

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(guò)程當(dāng)前第21頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)輥彎成型時(shí)，帶材沿縱向前進(jìn)過(guò)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(guò)程中不產(chǎn)生縱向塑性伸縮?？梢?jiàn)，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(shí)金屬塑性變形條件當(dāng)前第22頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)現(xiàn)在把變形平面取為x-y坐標(biāo)面。所有的金屬?gòu)澢鲃?dòng)皆在x-y平面內(nèi)進(jìn)行，與Z軸無(wú)關(guān)，即在Z向的線應(yīng)變?cè)隽考敖菓?yīng)變?cè)隽慷紴榱?，故：圖3-9塑性變形平面2、冷彎成型時(shí)金屬塑性變形條件當(dāng)前第23頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)塑性變形時(shí)，金屬具有不可壓縮性，故其各向應(yīng)變?cè)隽康目偤蜑榱?，即：由于Z軸應(yīng)變?yōu)榱悖蔤向的偏量應(yīng)力Sz為零，于是：式中，p——靜水壓應(yīng)力。2、冷彎成型時(shí)金屬塑性變形條件當(dāng)前第24頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)如果引用主應(yīng)力來(lái)表示，可寫(xiě)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(dá)式。將代入得：或2、冷彎成型時(shí)金屬塑性變形條件當(dāng)前第25頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)在彎曲圓角處取一微單元來(lái)分析。其徑向應(yīng)力σr，切向應(yīng)力σθ。圖3-12彎曲處單元應(yīng)力平衡關(guān)系當(dāng)微單元處于中性層上部，即拉伸部位時(shí)，其應(yīng)力平衡關(guān)系為：3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第26頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第27頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)將邊界條件r=Rmax時(shí)，σr=0代入上式得：積分后得：于是有：由于Rmax＞r，可知σr為負(fù)值，即其方向與設(shè)定方向相反，表示σr為壓應(yīng)力。3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第28頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第29頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)當(dāng)微單元處于中性層下時(shí)，即在壓縮側(cè)，可設(shè)定σθ、σr為都是壓應(yīng)力，微單元的厚度仍為dr。其平衡方程式為：3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第30頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)仍按前面的處理方法可寫(xiě)出：積分后得：3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第31頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)將邊界條件r=Rmin時(shí)，σr=0代入上式得：于是寫(xiě)出：因?yàn)镽min＜r，故σr為負(fù)值，即壓應(yīng)力，同圖中設(shè)定方向一致。3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第32頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)平面變形時(shí)的第三向應(yīng)力σz在中性層上側(cè)，即在拉伸側(cè)為：3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第33頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)平面變形時(shí)的第三向應(yīng)力σz在中性層下側(cè)，即在壓縮側(cè)時(shí)，為可見(jiàn)，σz恒為負(fù)值，即壓應(yīng)力。3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第34頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)三向應(yīng)力中，σr為連續(xù)變化的應(yīng)力，在中性層處最大，到彎曲的內(nèi)外表面處達(dá)到最小的零值，而且方向不變。σθ作為拉應(yīng)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(yīng)力超越到壓應(yīng)力，并由大到小連續(xù)變化，直到內(nèi)邊緣止。σz的變化與σθ相似。圖

各層纖維產(chǎn)生塑性彎曲時(shí)應(yīng)力分布3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第35頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)在這種全斷面都可能發(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。由上、下兩個(gè)變形區(qū)的σr值在中性層處必然相等的條件可以得出：此r值是應(yīng)力中性層的曲率半徑。3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第36頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)為了區(qū)別一般的r值，故用R0表示，即3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第37頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)不過(guò)前面討論的出發(fā)點(diǎn)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(shí)各層纖維的變形之間存在線性關(guān)系，結(jié)合圖3-15可寫(xiě)出周向應(yīng)變?yōu)椋簣D

3-15彎曲應(yīng)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，εθ與h成正比。各層纖維沿縱向的變形量，與其距中性層的距離成正比。3彎曲處的應(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第38頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)圖

3-15彎曲應(yīng)變示意圖由上面可以看出:中性層外側(cè)應(yīng)變?yōu)橐焕粔?，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(wú)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(yīng)力與應(yīng)變當(dāng)前第39頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)4彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸圖3-16彎曲的彈性回復(fù)模型當(dāng)前第40頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)圖3-16彎曲的彈性回復(fù)模型下面用解析方法來(lái)確定彈復(fù)應(yīng)力與變形。按圖3-16應(yīng)力與應(yīng)變模型可寫(xiě)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(jì)算將St/S=ξ定義為彈性區(qū)厚度比，簡(jiǎn)稱(chēng)為彈區(qū)比；將S2σr/6=Mt定義為單位寬度斷面的彈性極限彎矩。于是將上式寫(xiě)為：4彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸當(dāng)前第41頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)圖3-16彎曲的彈性回復(fù)模型圖中σf代表彈性回復(fù)的等效應(yīng)力，用σf可以算出等效的彈復(fù)彎矩為：4彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸當(dāng)前第42頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)4彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸當(dāng)前第43頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)圖3-17曲率間的關(guān)系取單位弧長(zhǎng)的彎曲部位，并畫(huà)出其中性線。當(dāng)彎曲到半徑為R0時(shí)，則此時(shí)的曲率正是單位弧長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的弧心角C，則C=1/R0；這個(gè)弧在卸載后彈復(fù)到Rs半徑所指的弧線處，這個(gè)弧線所對(duì)應(yīng)的的中心角為Cs，則Cs=1/Rs；這兩個(gè)角度的差值Cf正好是由彈復(fù)造成的彈復(fù)曲率。Cf=C-Cs壓彎后保留下來(lái)的永久曲率為：Cs=C-Cf=1/R0-Ct(1.5-0.5ξ2)4彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸當(dāng)前第44頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)4彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸壓彎后保留下來(lái)的永久曲率為：Cs=C-Cf=1/R0-Ct(1.5-0.5ξ2)鑒于：彈性區(qū)的最大變形εt是可知的，由幾何關(guān)系可以確定彈性區(qū)的厚度為：彈區(qū)比：當(dāng)前第45頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)例題：厚度S=2mm的帶鋼，其彈性極限

=500MPa；冷彎成型時(shí)所用輥?zhàn)拥膱A角半徑r=1.97mm，成型后角度φ=90°，計(jì)算成型后的圓角半徑。4彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸Cs=C-Cf=1/R0-Ct(1.5-0.5ξ2)當(dāng)前第46頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)4彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸當(dāng)前第47頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)4彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸當(dāng)前第48頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)4彎曲角的彈性回復(fù)及成型尺寸當(dāng)前第49頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算5.1冷彎成型力為了設(shè)計(jì)上的安全可靠，可將每次的彎矩都按極限彎矩來(lái)設(shè)定，即Mmax=1.5Mt。為了計(jì)算上方便可在成型過(guò)渡區(qū)內(nèi)設(shè)定彎矩按線性規(guī)律變化。當(dāng)前第50頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5.1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(guò)渡區(qū)全長(zhǎng)L上的內(nèi)彎矩總和為：5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第51頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5.1冷彎成型力如果在一個(gè)孔型中有兩個(gè)以上的彎曲圓角，如圖b、c所示，這時(shí)的總彎矩要在上個(gè)式子上乘上圓角數(shù)。5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第52頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5.1冷彎成型力為了便于計(jì)算，需要對(duì)壓力分布進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。第一步把不均勻的受壓面積按三角形進(jìn)行等效處理；第二步用通過(guò)三角形重心的集中力代替該部分壓力的合力。5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第53頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第54頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第55頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第56頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第57頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第58頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第59頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第60頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)在成型的完成階段，輥縫處于壓靠階段，在輥?zhàn)又g形成壓緊力。這個(gè)力更難于準(zhǔn)確計(jì)算，它不僅與板材的力學(xué)性能、板厚公差、輥縫公差、輥面狀況和工件斷面復(fù)雜程度有關(guān)。工件材料強(qiáng)度高、強(qiáng)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：在粗軋道次取壓緊力為彎曲力的2倍左右，在中間道次取為2.5倍左右，在精軋道次取為3倍左右。因此，在一般計(jì)算中采用上面推薦的3倍數(shù)來(lái)確定壓緊力是比較方便的。5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第61頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5.2冷彎成型功與功率冷彎成型軋機(jī)的能耗一部分用于工件的彎曲變形，一部分用于克服輥?zhàn)优c工件之間的摩擦阻力及輥?zhàn)虞S承摩擦阻力，一部分用于克服傳動(dòng)阻力。一般按經(jīng)驗(yàn)算法進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)前第62頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)在八機(jī)架輥式冷彎?rùn)C(jī)上，輥彎成型6.5號(hào)槽鋼。圖示6.5號(hào)槽鋼在第二道孔型時(shí)的受力狀況。求出第二道成型時(shí)，軋輥的徑向壓力。

Φ1=37°；Φ2=60°；R=10mmS=5mmσt=235MPaμ=0.15冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第63頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算先求成型過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度，由關(guān)系式得：當(dāng)前第64頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第65頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5冷彎成型的力能參數(shù)計(jì)算當(dāng)前第66頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)成型道次，帶坯寬度、輥花設(shè)計(jì)、成型輥參數(shù)，以及成型輥材料等。6.1成型道次將帶坯輥彎成型為所需產(chǎn)品是一個(gè)逐漸進(jìn)行的加工過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，每道次或每對(duì)成型輥僅對(duì)變形材料施加有限的彎曲變形。只有這樣才能在不拉長(zhǎng)帶坯的條件下得到所需要的彎曲變形。成型道次過(guò)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。當(dāng)前第67頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.1成型道次成型道次數(shù)主要取決于材料的性能和型材形狀的復(fù)雜程度，此外它還與型材的寬度、成型機(jī)架間距、型材的尺寸精度等有關(guān)。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(dāng)帶坯的屈服強(qiáng)度較高時(shí)，需過(guò)彎（約2°）以彌補(bǔ)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(fù)雜程度是由彎曲角的個(gè)數(shù)和總彎曲量的大小決定的，同時(shí)它也受型材對(duì)稱(chēng)性的影響。當(dāng)前第68頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.1成型道次成型角法是用來(lái)確定成型道次數(shù)的基本方法。成型角法可用下式表達(dá)為：對(duì)于簡(jiǎn)單彎曲型材，推薦的成型角為1~2°。對(duì)于復(fù)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。當(dāng)前第69頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.1成型道次形狀因子法是確定成型道次的另一種方法，對(duì)于對(duì)稱(chēng)型材，形狀因子定義為Fnt（mm2）。這里F為翼緣長(zhǎng)度，n為型材右彎角的個(gè)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(guān)系。圖4-9利用形狀因子確定成型道次的方法a-對(duì)稱(chēng)斷面型鋼；b-非對(duì)稱(chēng)斷面型鋼（使用軸徑100以上的成型機(jī)例外，No30、38、50、52；原板厚度t在0.5mm以下例外，No22、48、49）當(dāng)前第70頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.2帶坯寬度確定一個(gè)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(duì)各段長(zhǎng)度進(jìn)行求和。各彎曲段對(duì)應(yīng)的帶坯寬度由彎曲角的大小和中性線所對(duì)應(yīng)的彎曲半徑（稱(chēng)為名義彎曲半徑）所確定，即當(dāng)前第71頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.2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(wú)關(guān)。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，計(jì)算帶坯寬度時(shí)僅考慮r/t的影響。И.С.特里舍夫斯基在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出表5-3所示數(shù)據(jù)。他認(rèn)為采用表5-3數(shù)據(jù)，不僅對(duì)大斷面有較好效果，也適用于其他斷面。當(dāng)前第72頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3輥花圖的設(shè)計(jì)輥花圖是各成型機(jī)架變形帶坯橫截面形狀的重疊圖，因而輥花圖是描述輥彎成型過(guò)程中，帶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(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要確定的是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等。成型工作斷面的取向受多種因素影響?？諒澥侵竷H由上輥或下輥進(jìn)行的彎曲。它對(duì)斷面尺寸精度有很大影響。成型工作斷面的取向應(yīng)盡可能避免空彎?；貜椧彩禽亸澇尚椭谐Ｒ?jiàn)的問(wèn)題，成型斷面的取向應(yīng)有助于利用立輥過(guò)彎以克服回彈。當(dāng)前第73頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3輥花圖的設(shè)計(jì)對(duì)于復(fù)雜斷面型材，彎曲的次序是重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容之一。理想情況下，從斷面中心向兩邊逐漸彎曲，這樣可以使已彎曲成型部分不會(huì)進(jìn)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(dòng)，改善材料流動(dòng)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(lèi)：當(dāng)前第74頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3輥花圖的設(shè)計(jì)H、C．特里舍夫斯基將彎曲的次序分為4類(lèi)：同時(shí)彎曲方式，適用于單張或連續(xù)成型工藝生產(chǎn)開(kāi)口對(duì)稱(chēng)型鋼、Z型鋼、波紋板及不對(duì)稱(chēng)程度小的槽鋼。順序彎曲方式，包括由坯料兩邊向中部順序進(jìn)行成型和從坯料中心向兩邊順序進(jìn)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，是上述兩種方式的組合，這種方式適合生產(chǎn)有2~5個(gè)彎曲部位的不對(duì)稱(chēng)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，這種方式先用大彎曲半徑預(yù)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。當(dāng)前第75頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3輥花圖的設(shè)計(jì)彎曲角度的分配是由成型機(jī)的能力、成型道次、機(jī)架間距、總變形量等因素決定。一般，在成型初期取較小的彎曲角以避免強(qiáng)迫咬入；在成型中期，應(yīng)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(lái)分配彎曲角。當(dāng)成型道次為N，單邊總彎曲角為時(shí)，第i道次的彎曲角為：當(dāng)前第76頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3輥花圖的設(shè)計(jì)用這種方法的計(jì)算實(shí)例見(jiàn)圖4-12。在成型后期，為了防止回彈，彎曲角的實(shí)際分配應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件考慮適度的過(guò)彎。圖4-12求彎曲角分配的數(shù)學(xué)方法圖示當(dāng)前第77頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6.3輥花圖的設(shè)計(jì)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(shuō)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(biāo)系移動(dòng)法；e-彎曲中心移動(dòng)與半徑變化成函數(shù)關(guān)系法6輥彎成形主要工藝參數(shù)當(dāng)前第78頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3輥花圖的設(shè)計(jì)（1）彎曲中心固定法（半徑不變，弧長(zhǎng)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(lái)依次增加彎曲弧長(zhǎng)。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-彎曲中心固定法當(dāng)前第79頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)6輥彎成形主要工藝參數(shù)6.3輥花圖的設(shè)計(jì)（2）彎曲中心內(nèi)移法（半徑不變，弧長(zhǎng)增加）。該方法固定彎曲半徑，內(nèi)移彎曲中心。該法適用于所有產(chǎn)品的生產(chǎn)，但彎曲回彈較大。圖4-13彎曲方法——b-彎曲中心內(nèi)移