將板、帶鋼在輥式冷彎成型(xing)機上,經若干架次相對旋轉的成型輥(水平輥、立輥、組合輥)連續彎曲變形以得到要求的形狀尺寸的冷彎型鋼的過程稱為輥式冷彎成型。輥式冷彎成型是金屬壓力加工工藝的一種,其成型過程如圖5-9所示。平板坯的特定部位經漸次彎曲成角度a2、a2、α3、···an,最后成為所要求的斷面。輥式冷彎成型與型鋼熱軋不同之處是,其各道次金屬橫截面積從理論上可視為不變。這種變形也不同于非穩態變形的沖壓成型,從一個角度彎至下一道的某一角度,在板坯全長上不是同時成型的,而是經過一個平緩過渡后,逐漸彎成需要的角度。

輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)式冷(leng)彎(wan)(wan)(wan)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)普(pu)通軋(ya)(ya)制過(guo)程一樣(yang),冷(leng)彎(wan)(wan)(wan)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)時帶坯(pi)(pi)(pi)任意斷面(mian)(mian)上的(de)金屬(shu)(shu)流動是穩定的(de),不隨時間而(er)變(bian)(bian)化,相鄰兩(liang)(liang)(liang)道(dao)次(ci)之間帶坯(pi)(pi)(pi)進入軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)位置,如圖(tu)5-10所示(shi),彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)角(jiao)由上一道(dao)次(ci)的(de)αn-1增(zeng)大(da)到下(xia)(xia)一道(dao)次(ci)的(de)αn,彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)圓弧半徑由rn-1,減小為(wei)rn.由于(yu)板(ban)坯(pi)(pi)(pi)前端(duan)(duan)部(bu)(bu)上拾,彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)角(jiao)增(zeng)大(da),而(er)產生的(de)張力作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)邊部(bu)(bu),在相對(dui)(dui)旋轉的(de)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia),板(ban)帶坯(pi)(pi)(pi)沿(yan)軋(ya)(ya)制方向前進并實(shi)現(xian)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)變(bian)(bian)形。實(shi)現(xian)板(ban)坯(pi)(pi)(pi)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)變(bian)(bian)形的(de)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)工(gong)作(zuo)部(bu)(bu)分稱為(wei)軋(ya)(ya)槽(cao)(輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)槽(cao)),由兩(liang)(liang)(liang)個(ge)和(he)(he)(he)兩(liang)(liang)(liang)個(ge)以上通過(guo)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平面(mian)(mian)所構成(cheng)的(de)軋(ya)(ya)槽(cao)斷面(mian)(mian)變(bian)(bian)形區(qu)稱為(wei)孔型(xing)(xing)(xing)。因此(ci),輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)式冷(leng)彎(wan)(wan)(wan)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)亦可(ke)視為(wei)板(ban)坯(pi)(pi)(pi)經(jing)若干孔型(xing)(xing)(xing)實(shi)現(xian)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)的(de)穩態變(bian)(bian)形過(guo)程。從上一道(dao)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平面(mian)(mian)(孔型(xing)(xing)(xing))到下(xia)(xia)一道(dao)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平面(mian)(mian)(孔型(xing)(xing)(xing))間距離L稱為(wei)平緩過(guo)渡區(qu)長(chang)度(du)。L的(de)大(da)小與(yu)(yu)機架(jia)間距有關,L愈大(da)變(bian)(bian)形愈緩和(he)(he)(he)。而(er)平緩過(guo)渡區(qu)又(you)可(ke)細分為(wei)L1和(he)(he)(he)L2兩(liang)(liang)(liang)個(ge)區(qu)(見圖(tu)5-11).板(ban)坯(pi)(pi)(pi)從前道(dao)孔型(xing)(xing)(xing)(對(dui)(dui)應彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)角(jiao)an-1)進入下(xia)(xia)道(dao)孔型(xing)(xing)(xing)(對(dui)(dui)應彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)角(jiao)αn),開(kai)(kai)始(shi)時坯(pi)(pi)(pi)料前端(duan)(duan)部(bu)(bu)分與(yu)(yu)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)下(xia)(xia)軋(ya)(ya)槽(cao)接觸,在坯(pi)(pi)(pi)料中形成(cheng)數值不大(da)的(de)彈性應力。軋(ya)(ya)件前行與(yu)(yu)上軋(ya)(ya)槽(cao)接觸,在上下(xia)(xia)軋(ya)(ya)槽(cao)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia)產生塑(su)(su)性彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu),即板(ban)坯(pi)(pi)(pi)在輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平面(mian)(mian)前(未通過(guo)an孔型(xing)(xing)(xing))已(yi)開(kai)(kai)始(shi)了塑(su)(su)性彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)變(bian)(bian)形,原來(lai)平直的(de)邊部(bu)(bu)產生縱(zong)向扭(niu)曲(qu)(qu)(qu),形成(cheng)復(fu)雜的(de)曲(qu)(qu)(qu)線表(biao)面(mian)(mian)。坯(pi)(pi)(pi)料的(de)橫截面(mian)(mian)形狀(zhuang)逐(zhu)漸按孔型(xing)(xing)(xing)輪廓形狀(zhuang)變(bian)(bian)化。彎(wan)(wan)(wan)折處金屬(shu)(shu)連(lian)續(xu)經(jing)受彈性到彈塑(su)(su)性變(bian)(bian)形。隨彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)角(jiao)增(zeng)大(da),彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)圓弧半徑減小,彎(wan)(wan)(wan)折處切向正應力和(he)(he)(he)彎(wan)(wan)(wan)矩(ju)增(zeng)加(jia),在板(ban)坯(pi)(pi)(pi)料前端(duan)(duan)已(yi)變(bian)(bian)形部(bu)(bu)分與(yu)(yu)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)壓(ya)緊軋(ya)(ya)件的(de)共同作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia),板(ban)坯(pi)(pi)(pi)邊部(bu)(bu)出(chu)現(xian)拉應力,引起邊部(bu)(bu)拉伸,板(ban)坯(pi)(pi)(pi)通過(guo)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平面(mian)(mian)之后(通過(guo)孔型(xing)(xing)(xing)后),原來(lai)產生縱(zong)向扭(niu)曲(qu)(qu)(qu)的(de)邊部(bu)(bu)被拉平,輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平面(mian)(mian)前變(bian)(bian)形區(qu)長(chang)度(du)不再增(zeng)加(jia)而(er)保持(chi)長(chang)度(du)不變(bian)(bian)(L)。

這是平緩過渡區第一階段,整個過程中彎曲角單方向增大(從(an-1增至an+Δan),見圖5-12,并且坯料中性層彎曲圓弧半徑從rn-1減小至rn.通過軸平面后,變形區長度仍有增加,形成平緩過渡區第二階段,彎曲角從an+Δan減小為αn.坯料前端出現彈性變形特征,內應力重新分布,第二階段長度不再增加(L2),在此長度范圍內整個橫截面上內應力彼此相等,呈現第一類殘應力特征。成型過程繼續下去,平緩過渡區保持形狀尺寸不變,其長度通常小于兩機架間距離。

彎曲角變化呈S形,分為三段。在平緩過渡區任一位置上彎曲角大小可用下式表示.
坯料橫截(jie)面各(ge)個(ge)直線部分受縱向(xiang)拉伸或壓縮變形,與(yu)之相(xiang)鄰的(de)曲線部分受彎(wan)曲變形,弄(nong)清板(ban)坯在相(xiang)鄰兩道次(ci)間彎(wan)曲變形行(xing)為,對(dui)于制定成型方案(an)和設計(ji)孔(kong)型具有一(yi)定的(de)意義。
為將(jiang)板帶(dai)材(cai)經連(lian)續輥(gun)彎(wan)(wan)(wan)變(bian)形(xing)加(jia)工成(cheng)合格(ge)冷(leng)彎(wan)(wan)(wan)型(xing)(xing)(xing)(xing)鋼而進行的成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)方法及工具的設計稱(cheng)為冷(leng)彎(wan)(wan)(wan)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)輥(gun)孔(kong)型(xing)(xing)(xing)(xing)設計。冷(leng)彎(wan)(wan)(wan)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)輥(gun)孔(kong)型(xing)(xing)(xing)(xing)設計的依據是:冷(leng)彎(wan)(wan)(wan)型(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)產品標準、成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)的性(xing)能、技術要(yao)求、生產機組(zu)配置(zhi)及主要(yao)參數(shu)。
1. 孔型設計的(de)要求
①. 能夠生產出符合技術要求的產品斷面形(xing)狀及尺寸精(jing)度。
②. 產品在全長上無水(shui)平垂直(zhi)瓢(piao)曲及縱向扭(niu)轉(zhuan)。
③. 彎折(zhe)處減薄及(ji)斷面殘余應力最小,產品無(wu)邊波、皺折(zhe)及(ji)裂紋。
④. 金(jin)屬出人孔型順利(li),軋輥(gun)安裝調整(zheng)方便。
⑤. 孔(kong)型(xing)組(zu)合配置合理(li)、孔(kong)型(xing)磨損(sun)小(xiao)、輥耗(hao)低、能耗(hao)小(xiao)。
⑥. 操作方便,可達(da)最大機組生產率(lv)。
2. 冷彎成型(xing)輥孔型(xing)設計(ji)步驟
①. 確定坯(pi)料(liao)寬度。
②. 確(que)定(ding)型鋼對水平輥(gun)中心線的(de)位置。
③. 選擇型(xing)鋼成型(xing)基本中(zhong)心線(簡稱基軸(zhou))及基準線段。
④. 確定型鋼過渡斷面數量(liang)和形狀(俗稱(cheng)花(hua)形圖)。
⑤. 畫斷面配輥(gun)(gun)圖和(he)單個軋(ya)輥(gun)(gun)及輥(gun)(gun)片(pian)圖。
⑥. 導衛(wei)及輔助工具設計及圖(tu)紙的繪制。
⑦. 必要(yao)的校核。

