將板、帶鋼在輥式冷彎成(cheng)型機上,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。


圖 9.jpg


 輥(gun)(gun)(gun)式冷彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)成(cheng)型和普(pu)通(tong)軋(ya)(ya)制過程一樣(yang),冷彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)成(cheng)型時(shi)帶坯(pi)(pi)(pi)任意(yi)斷面上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬流動是穩(wen)定的(de)(de)(de)(de),不隨(sui)時(shi)間(jian)而(er)(er)變(bian)(bian)化,相(xiang)鄰兩(liang)道次之間(jian)帶坯(pi)(pi)(pi)進入軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)位置(zhi),如圖5-10所示,彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角由上(shang)(shang)一道次的(de)(de)(de)(de)αn-1增(zeng)大(da)到(dao)(dao)下(xia)(xia)一道次的(de)(de)(de)(de)αn,彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)圓弧(hu)半徑(jing)由rn-1,減(jian)小為(wei)(wei)rn.由于板坯(pi)(pi)(pi)前端部(bu)(bu)(bu)上(shang)(shang)拾(shi),彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角增(zeng)大(da),而(er)(er)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)張(zhang)力作用于邊(bian)(bian)部(bu)(bu)(bu),在(zai)相(xiang)對(dui)旋轉的(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)的(de)(de)(de)(de)作用下(xia)(xia),板帶坯(pi)(pi)(pi)沿軋(ya)(ya)制方向(xiang)前進并(bing)實(shi)(shi)現(xian)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)變(bian)(bian)形(xing)。實(shi)(shi)現(xian)板坯(pi)(pi)(pi)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)工作部(bu)(bu)(bu)分稱為(wei)(wei)軋(ya)(ya)槽(cao)(輥(gun)(gun)(gun)槽(cao)),由兩(liang)個和兩(liang)個以上(shang)(shang)通(tong)過軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平(ping)(ping)(ping)面所構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)槽(cao)斷面變(bian)(bian)形(xing)區稱為(wei)(wei)孔型。因(yin)此,輥(gun)(gun)(gun)式冷彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)成(cheng)型亦(yi)可(ke)(ke)視為(wei)(wei)板坯(pi)(pi)(pi)經若干孔型實(shi)(shi)現(xian)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)態變(bian)(bian)形(xing)過程。從(cong)上(shang)(shang)一道輥(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平(ping)(ping)(ping)面(孔型)到(dao)(dao)下(xia)(xia)一道輥(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平(ping)(ping)(ping)面(孔型)間(jian)距(ju)(ju)離L稱為(wei)(wei)平(ping)(ping)(ping)緩(huan)過渡區長度(du)。L的(de)(de)(de)(de)大(da)小與機架間(jian)距(ju)(ju)有關(guan),L愈大(da)變(bian)(bian)形(xing)愈緩(huan)和。而(er)(er)平(ping)(ping)(ping)緩(huan)過渡區又可(ke)(ke)細分為(wei)(wei)L1和L2兩(liang)個區(見圖5-11).板坯(pi)(pi)(pi)從(cong)前道孔型(對(dui)應(ying)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角an-1)進入下(xia)(xia)道孔型(對(dui)應(ying)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角αn),開始時(shi)坯(pi)(pi)(pi)料(liao)前端部(bu)(bu)(bu)分與軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)下(xia)(xia)軋(ya)(ya)槽(cao)接觸(chu),在(zai)坯(pi)(pi)(pi)料(liao)中形(xing)成(cheng)數(shu)值不大(da)的(de)(de)(de)(de)彈(dan)性應(ying)力。軋(ya)(ya)件前行與上(shang)(shang)軋(ya)(ya)槽(cao)接觸(chu),在(zai)上(shang)(shang)下(xia)(xia)軋(ya)(ya)槽(cao)作用下(xia)(xia)產(chan)(chan)生(sheng)塑性彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu),即板坯(pi)(pi)(pi)在(zai)輥(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平(ping)(ping)(ping)面前(未通(tong)過an孔型)已開始了(le)塑性彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)變(bian)(bian)形(xing),原(yuan)來平(ping)(ping)(ping)直的(de)(de)(de)(de)邊(bian)(bian)部(bu)(bu)(bu)產(chan)(chan)生(sheng)縱向(xiang)扭曲(qu)(qu),形(xing)成(cheng)復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)曲(qu)(qu)線表面。坯(pi)(pi)(pi)料(liao)的(de)(de)(de)(de)橫截面形(xing)狀逐漸按孔型輪廓(kuo)形(xing)狀變(bian)(bian)化。彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)折處(chu)金(jin)屬連續(xu)經受彈(dan)性到(dao)(dao)彈(dan)塑性變(bian)(bian)形(xing)。隨(sui)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角增(zeng)大(da),彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)圓弧(hu)半徑(jing)減(jian)小,彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)折處(chu)切向(xiang)正應(ying)力和彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)矩增(zeng)加,在(zai)板坯(pi)(pi)(pi)料(liao)前端已變(bian)(bian)形(xing)部(bu)(bu)(bu)分與軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)壓緊軋(ya)(ya)件的(de)(de)(de)(de)共同作用下(xia)(xia),板坯(pi)(pi)(pi)邊(bian)(bian)部(bu)(bu)(bu)出現(xian)拉應(ying)力,引起邊(bian)(bian)部(bu)(bu)(bu)拉伸,板坯(pi)(pi)(pi)通(tong)過軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平(ping)(ping)(ping)面之后(通(tong)過孔型后),原(yuan)來產(chan)(chan)生(sheng)縱向(xiang)扭曲(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)邊(bian)(bian)部(bu)(bu)(bu)被拉平(ping)(ping)(ping),輥(gun)(gun)(gun)軸(zhou)平(ping)(ping)(ping)面前變(bian)(bian)形(xing)區長度(du)不再增(zeng)加而(er)(er)保持長度(du)不變(bian)(bian)(L)。


圖 10.jpg


 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。


圖 12.jpg


 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)面各個直線(xian)部(bu)分(fen)受縱向拉伸或壓縮變(bian)形(xing),與(yu)之(zhi)相(xiang)鄰(lin)(lin)的曲(qu)線(xian)部(bu)分(fen)受彎(wan)曲(qu)變(bian)形(xing),弄清板坯在(zai)相(xiang)鄰(lin)(lin)兩道次間彎(wan)曲(qu)變(bian)形(xing)行(xing)為,對于制定成型方案和設計孔型具有(you)一定的意(yi)義。


為將板帶材(cai)經(jing)連續輥彎(wan)(wan)變形加工成(cheng)合(he)格冷彎(wan)(wan)型鋼而進行的成(cheng)型方法及工具的設計(ji)稱(cheng)為冷彎(wan)(wan)成(cheng)型輥孔(kong)型設計(ji)。冷彎(wan)(wan)成(cheng)型輥孔(kong)型設計(ji)的依據是:冷彎(wan)(wan)型材(cai)產品(pin)標準(zhun)、成(cheng)型材(cai)料的性能、技術要求、生(sheng)產機組配置及主(zhu)要參數。


1. 孔型設計的(de)要求(qiu)


 ①. 能(neng)夠生產出符合技術(shu)要求的產品斷面形狀及(ji)尺寸(cun)精(jing)度。


 ②. 產品在全長上無水平垂直瓢曲及縱向扭轉。


 ③. 彎折處(chu)減薄及(ji)斷面(mian)殘余應力(li)最(zui)小,產品(pin)無邊波(bo)、皺折及(ji)裂紋。

 

 ④. 金(jin)屬出人孔型順利,軋輥安裝調整方便(bian)。


 ⑤. 孔型組合配置合理、孔型磨(mo)損小、輥耗低(di)、能耗小。


 ⑥. 操作方(fang)便(bian),可達最大機組(zu)生(sheng)產率。


2. 冷(leng)彎成型輥孔型設計步驟


 ①. 確定坯料(liao)寬度。


 ②. 確定(ding)型鋼對水平輥中(zhong)心線的位置。


 ③. 選擇(ze)型鋼成型基本中心線(簡(jian)稱(cheng)基軸)及基準線段。


 ④. 確定型鋼過(guo)渡斷(duan)面(mian)數量(liang)和形(xing)狀(俗(su)稱花(hua)形(xing)圖)。


 ⑤. 畫斷(duan)面配輥圖和單個軋輥及輥片圖。


 ⑥. 導衛(wei)及輔助(zhu)工具(ju)設計及圖紙的繪制。


 ⑦. 必(bi)要的校核。