冷弯成型工艺理论基础课件
冷弯薄壁型钢ppt课件
特性方面
轧件的温度高，因此变形抗力小 一般在开轧前没有加热工序。
，可以实现大的变形量。同时， 由于带钢厚度小，很容易出现
由于钢板的宽厚比小，尺寸精度 板形问题，为了控制尺寸精度
要求相对低，不容易出现板形问 和表面质量，采用了很多很繁
题，以控制凸度为主
琐的工艺
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冷轧与热轧力学性能对比
• 冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程 因为轧制也会使钢板升温，尽管如此还是叫冷轧
• 钢的轧制以热轧为主，冷轧只用于生产小号型钢和薄板
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冷轧的优点
• 可实现高速轧制和全连续轧制，具有很高的生产率 • 可获得热轧无法生产的极薄带材(最薄可达0.001mm以下) • 不损伤涂层，可以做成多种多样的截面形式，以适应使用
筑材料 • 是生产有机涂层钢板的最佳选材 • 随着经济发展，冷轧钢板已被称为现代社会的必须材
料
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冷弯薄壁型钢特点简介
• 成型特点
冷弯型钢是用较薄的钢板或带钢经过冷轧或冲压等加工 手段形成的钢材。其宽厚比不受到限制，可以做的既薄又 宽，截面不大却具有较好的刚度，因此适用于荷载不大的 轻型结构中
• 抗扭性能
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冷轧的工艺
• 冷轧生产方法有哪几种 ？
冷轧板带钢生产方法分为两种
(1)单片轧制
单片轧制最早采用二辊式轧机，目前 多用四辊式冷轧机。四辊冷轧机按其轧 辊运转方向可分为可逆式和不可逆式
(2)成卷轧制
目前，冷轧生产大多是采用成卷轧制 ，其基本形式分为单机成卷轧制和多机 架连续式成卷轧制两种。成卷轧制采用 二辊轧机、四辊轧机、偏八辊轧机、十 二辊轧机、二十辊轧机等不可逆式和可 逆式的冷轧机
冷作工工艺与技能训练 课件 PPT 第七单元 弯形与压延
图7-66 弯形板料中间部分
三、注意事项
1.材料为保证圆柱面的表面质量，使之能形成光滑的圆柱 表面，压弧锤的压下位置一定要交错排列。
2.弯形时，要经常用样板检查工件的曲率并判断工件有无 扭曲，若有扭曲现象，应及时调整压弧锤的压下方向来进行 纠正。
技能训练——板料圆锥面弯形 一、操作准备
1.锥面弯形工件图 2.锥面弯形工艺分析
技能训练——V形板料的压弯成形 一、操作准备
1.材料的准备 2.设备的准备 3.成形模具的准备
图7-19 V形板料压弯工件
图7-20 压弯模具 1—定位挡板 2—托料板
二、操作步骤
1.成形模具的安装与调整 2.板料定位 3.压弯 4.质量检查
三、注意事项
1.压弯模具虽然已经安装、固定在压力机床上，但由于压 弯件的数量较多，所以在多次的使用过程中压弯模具可能会 出现松动现象。因此，在压弯过程中，应注意观察压弯模具 的紧固情况，一旦出现松动现象，应立刻加以紧固，以确保 压弯件的质量。
图7-51 在锥面上划出素线
图7-52 板料找正
图7-53 圆锥筒的装配方法
三、注意事项
1.清理当锥面开始卷制时，很有可能会出现扇形板料不容易 走动的现象，这是由于板料的小口端受到U形抗铁的阻碍以及板 料还没有形成较大曲率的缘故。解决的办法有两个：一是用大 锤锤击小口端，使小口端在锤击力的作用下强制移动；二是在 大口端用撬杠拨动，这样能增加板料与下轴辊的摩擦力，使大 口端增速。
图7-8 板料折弯线
图7-9 折弯过程
三、注意事项
1.折弯前必须根据板料厚度确定下模V形槽开口尺寸。一般V 形槽的开口尺寸应按板厚的8倍值来确定。
2.折弯件的成形角度是靠折弯机上模的行程来控制的。由于 此折弯件属于90°弯曲，所以应按照90°角来调整上模的行程， 并进行试折弯，待调试合格后，方可进行正式折弯。
冷弯型钢生产培训讲义
冷弯型钢生产培训讲义2005年11月20日一、高频直缝焊管与冷弯型钢生产基本知识 1 、高频直缝焊管分类1.1按钢管外径分毛细管 Φ10mm 以下小直径管 中直径管 大直径管 Φ508（20”）以上。
1.2按管径与壁厚分见表12 2. 1我国冷弯型钢产品一般按断面形状分 开口断面型钢闭口断面型钢⑴ 开口断面型钢开口断面型钢就是最简单得, 易于制造, 如槽钢（汽车大梁）、帽型钢、端墙横带等。
C70铁道货车耐大气腐蚀冷弯型钢中得侧柱（帽型钢）、端墙横带、下侧梁等都就是开口断面型钢。
⑵ 闭口断面型钢 大型冷弯型钢 闭口断面型钢亦称空心型钢, 如方、矩型等, 中型冷弯型钢铁道货车冷弯型钢中得C64.C62.C70得上侧 小型冷弯型钢 梁, 都属于闭口冷弯型钢。
宽幅冷弯型钢 B. 按尺寸规格分类 ⑴ 大型冷弯型钢产品原料展开尺寸为: 厚度4~16mm 宽度300~1200mm ⑵ 中型冷弯型钢Φ10、3mm ( 1” ) ~ Φ102mm (3 1”)8 2Φ114mm ( 4”） ~ Φ508mm ( 20”) 冷弯型钢产品原料展开尺寸为: 厚度2~5 mm 宽度100~450mm⑶小型冷弯型钢产品原料展开尺寸为: 厚度0、5~3mm 宽度30~200mm⑷宽幅冷弯型钢产品原料展开尺寸为: 厚度0、3~6mm 宽度700~1600mm3.轧制变形基本原理⑴钢得塑性钢得塑性: 在外力作用下, 钢在体积不变得情况下, 稳定地改变其形状而不破坏得能力叫做钢得塑性。
塑性与柔软性混为一谈, 因为柔软表示金属对变形力得抵抗能力, 即变形抗力得大小。
例如：铅同时具有良好得塑性及柔软性, 又例如奥氏体不锈钢在冷状态下不能经受很大得变形而不破裂, 说明它得塑性很好。
但这种钢得变形抗力很大, 所以它并不柔软。
所以在热轧加工过程前, 把钢加热至高温状态下, 促使钢得变形抗力降低至很小, （即柔软）但不能说都具有良好得塑性。
冷弯成型工艺理论基础
辊弯成型技术板金属的成型折弯成型（a ）依靠单个模具两步成型（b ）折弯机上的分布成型= 全部直线段长度+ 全部圆弧段长度圆弧段长度指各圆弧的中性线长度wi ziB b b =+∑∑弹性范围永久变形范围理论上弯角成型应力-应变分布最大应变（拉伸）应力层实际外层纤维实际外层纤维中性轴-理论上中性轴-实际上最大的应变（压缩）实际应力分布应力层实际弯角应力-应变分布屈服应变以截面惯性主轴为坐标方位成型无盲角，全部实弯成型；成型对称性好，型材扭转小；成型道次少，轧辊直径小，经济性好。
盲角盲角☐☐1区：接触段；2区：非接触变形段；3区：不变形阶段；4区：弹性回复段。
实际变形不同于理论变形材料实验、屈服极限、抗拉极限和延伸率通过绘制应力-应变图可以清楚地知道屈服极限、抗拉强度的大小试验过程中的应力应变图无载荷颈缩开始前后断裂无载荷应变应力最大载荷断裂永久的弹性的L 1应力下的总变形（应变）应力材料3#材料2#材料1#应变不同材料的应力应变图1#为低强度高延伸率的材料2#为高强度低延伸率的材料3#为强度更高延伸率更低的材料由应力-应变估计成型性—应变示意图表明，材料的屈服极限和抗拉极限相差越大，材料的延伸率越高，金属的成形性越好。
能和轧制方向上的性能不同。
抗拉强度拉伸由于轧制方向不同金属的力学性能可能发生变化轧制方向轧制方向由（a）和（b）可以看出，带材后续成型时，弯曲方向的选择需要考虑原始的轧制方向；（c）为弯曲线与轧制方向平行时产品的缺陷。
屈服点冷压下量铍铜1010碳钢1350 铝不同金属典型的冷作硬化率应力冷作硬化屈服点110.000psi 抗拉强度120.000psi 伸长率1%相同钢的退火屈服点27.000psi 抗拉强度36.000psi 伸长率1%相同材料冷作硬化和退火后应力-应变图应力应变冷作硬化屈服点110.000psi抗拉强度120.000psi 伸长率1%相同钢的退火屈服点27.000psi 抗拉强度36.000psi 伸长率1%上述数学估算的根据是成型边以光滑的螺旋线运动，考虑了腿高、道次数、道次间距对成型过程应变的影响。
冷弯成型—方管成型
方管成型方矩形管是一种用途极广的闭口型钢，与相同截面积的圆管相比，它具有强度高，抗弯截面模量大，易于装配以及稳固、美观等优点，方管成型主要应用于汽车制造业、建筑行业等。
一、圆变方与直接成方的的比较目前，世界上生产方矩管主要有2 种成型方式：圆成方和直接成方。
1. 直成方直成方的孔型分两大类: 第一类是专用孔型, 即定身量做, 此法成型方式有:定点变径法、变点定径法、定径弯折点外移法、定径弯折点内外移动法。
第二类是通用孔型, 目前国内大部分生产企业都用此孔型。
通用孔型说白了也就是专用孔型成型方式的第三、第四种的组合产物。
在此孔型中,折弯处的上辊有一个固定圆角, 不同带厚都用同一个上辊来解决, 实际上是采用了一种模糊技术来处理问题, 此技术节约了大量的轧辊, 所以生产厂家大都希望采用此孔型。
2. 圆变方圆变方的成型方式大体上有两种: 第一、箱式孔型变形。
箱式孔型变形是母管经过一般最少为四架平辊和三架立辊或更多道次的平辊立辊交替作用在母管上进行变形, 可简单地描述为: 平辊上下挤压简称“压扁” ; 立辊左右挤压称“挤高”。
母管在“压扁”“挤高”的若干个过程中逐渐接近型材形状, 最后变形成所需型材。
第二、四辊式变形。
四辊式变形即四个辊片在同一平面内组成一个孔型, 母管从孔型中穿过, 类似于拉拔变形, 但它把拉拔固定模变成了分体的滚动模。
二、圆成方与直接成方各自的特点1、圆成方圆成方的优点：圆成方成型的产品质量好，机组成型速度快。
比如内角R 均等，焊缝平整，产品外观好。
而直接成方存在内角R 不均等，角部变薄，焊缝不平整，机组成型速度慢等缺点。
1）、不同形式的圆变方质量分析（l）箱式成型在箱式成型变形过程中, 可分为理想的中心线成型法和底线成型法, 生产厂家为少换辊时间, 一般采用底线成型法, 底线成型时, 从母管到型材整个过程中上部边缘是下山过程, 下山量为圆管直径与方矩管高度之差, 可以说上边部是由受压演变成受拉变形过程, 而底部是一个受压过程。
冷作工工艺第七章 弯形与压延
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§7—2 压弯 一、压弯力的特点及压弯力的计算
压弯
1．压弯的特点 在压力机床上使用压弯模进/22
b)接触弯形
c)校正弯形
8
图7—5 材料压弯时的三种变形方式
2．压弯力计算 为使材料能够在足够的压力下成形，必须计算其压弯力， 作为选择压力机床工作压力的重要依据。在生产中常用经验公 式计算压弯力，见表7—2 表7-3
表中 F——压弯力，N； b——弯形件的宽度，mm； t ——弯形件的厚度，mm； r凸——凸模圆角半径，mm； L——凹模槽口两支点间距离，mm σb——材料的抗拉强度，MPa； c——系数，取c = 1～1．3； K——系数，取K：0．3～0．6； A——校正部分投影面积，mm2； q——单位面积上的校正力，N／mm2(MPa)，见表7—3。
●最小弯曲率半径：材料不被破坏弯度最小的叫做
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最小弯曲率半径。
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4．横截面变形
图7—3 材料纤维方向与弯曲线的关系 弯制扁钢圈时出现内侧变厚、外侧 变薄(见图7--4a)；弯管时则出现椭圆截 面(见图7--4b)等。在这些情况下，就需 采用一些特殊的工艺措施来限制横截面 的变形，以保证弯形件的质量。
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二、压弯模
冷作工所用的压弯模，多数采用焊接制成，并且尽量少用 或不用切削加工零件。这样，制作方便，可以缩短模具制造周 期，还可以多利用生产边角料，降低生产加工成本。
a)、b)整体铸造后加工
c)、d)型钢焊制
图7--- 6压弯模具结构形式
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当采用接触弯形或校正弯形时，制作压弯模应考 虑以下几个方面。 1．压弯模具工作部分尺寸确定
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冷弯成型工艺理论基础
用弹复区的长度L0和成型过渡区长度L来限定两道成型辊
的间距，有利于避免边缘的塑性拉伸。
弯曲半径
1、冷弯成型过程
辊弯成型过程中，还有一个重要条件，即最小弯曲半径
的选择必须合理。
图示成型处的弯曲半径为R，带材厚度为S，图上的影线部分 代表变形沿厚度的分布状态。
。
第二次压弯φ2角，如果φ1≈φ2， 则两者的拉伸与减薄大致相等。
当一次压弯成型时，凹辊对工件 两侧压力所产生的拉力及应变集
中（b1点附近）现象将显著增大 ，外层纤维o1c1将有较大拉伸，它
向弦线靠近的距离，即减薄量
b1b1` 将明显大于a1a1` ，其中性 层内移量bb` 也要相应大aa` 。
边缘在折弯时的伸长量。
伸长量
在辊压成型过程中这个伸长量不 应超过该种材料的弹性极限延
b0
a’
l αi b’
L
a
伸量。
L
避免边缘的塑性拉伸。
b
图3-2 成型时边缘的伸长
1、冷弯成型过程
图为角型材成型时的边缘伸长，图中表 示第i道机架与第i-1道机架间成形过程。
在此过程中，角度变化量为αi，两机架 间成型过渡区长度为L，带材边缘在水平面 上投影长度为ab，在垂直面上投影长度为 a`b` ，这两个投影都是曲线形，为了计算 上方便，可以把它们都看成是直线。
图 两段压弯成型
1、冷弯成型过程
分步压弯——分次弯曲
第一次所用的凸辊圆角半径R1较大
，工件的弯曲处不受减薄和裂纹的
威胁。
第二次所用的圆角半径虽小，但它 与已经弯曲的工件的接触面积将明 显大于R2与平面的接触面积。 因此，两次压弯将比一次压弯的应 变集中程度小，厚度减薄量也小。
冷作工工艺学第五版电子课件第八章弯形与压延
§8—1 弯形加工基础知识
4. 横截面变形
如前所述，弯形过程中，材料的横截面也要发生变化，其变化过程主要
与相对弯形半径、横截面几何特征及弯形方式等因素有关。当弯形过程中
材料横截面形状变化较大时，也会影响弯形件的质量。例如窄板弯形时出
现图a所示的畸变，弯制扁钢圈时出现内侧变厚、外侧变薄（见图a）；弯
F = Aq
V 形自由弯形
经验公式
2
cbt
Rm
F=
2L
§8—2 压弯
二、压弯模
压弯模的结构形式根据弯形件的形状、精度要求及生产批量等进行选择，
最简单而且常用的是无导向装置（利用压床导向）的单工序压弯模。这种压
弯模可以整体铸造后加工制成，也可以利用型钢焊制，或由若干零件组合、
装配而成。
整体铸造后加工
弯曲成形在金属结构制造中应用很多,它可以在常温下进行，
也可以在材料加热后进行，但大多数的弯曲成形都是在常温
下进行的。
§8—1 弯形加工基础知识
一、钢材的弯曲变形过程及特点
当材料上作用有弯矩M时，就会发生弯曲变形。材料变形区内靠近曲率
中心的一侧（以下称内层）的金属，在弯矩引起的压应力作用下被压缩缩
短；远离曲率中心的一侧（以下称外层）的金属，在弯矩引起的拉应力的
采用自由弯形所需压弯力小、工作时靠调整凹模槽口的宽度和凸模的
下止点位置保证零件的形状，批量生产时弯形件质量不稳定，多用于小批
量生产大中型零件的压弯。
采用接触弯形和校正弯形时，由模具保证弯形件精度，质量较高而且
稳定。但所需压弯力较大，并且模具制造周期长，费用高。多用于大批量
生产中的中小型零件的压弯。
§8—2 压弯
《冷作工工艺学(第四版)》电子课件 PPT 第四章 展开放样
四节渐缩90°弯头的展开
§ 4-4 过渡接头展开法
一、圆顶腰圆底连接管的展开
二、圆方过渡接头的展开
做图方法 （1）用已知尺寸a、d、h画出主视图和俯视图，三 等分俯视图１/４圆周,等分点为1、2、3、4连接各等 分点与B，则分B为顶角的斜圆锥面为三个小三角形。 其中B-1=B-4，B-2=B-3，并以b、c表示各线长度。 （2） 由视图可知，平、曲面分界线B-1、B-4和锥 面上的辅助线B-2、B-3均不反映实长，故用直角三角 形法求出它们的实长。 （3）用三角形法作出展开图。
正螺旋叶片的简便展开法
简便展开法的具体作图方法如下： （1） 用直角三角形法求出内、外螺旋线的实长l 及L。 （2）作一直角梯形ABCE，使AB＝L/2BC⊥AB，连接AE、 BC，并延长两线相交于O。 （3）以O点为圆心，OB、OC为半径画同心圆弧， 取BF＝L,连接FO交内圆弧于G，即得螺旋面的展开图。
第四章 展开放样
§4-1 展开的基本方法 §4-2 基本形体展开法 §4-3 弯头展开法 §4-4 过渡接头展开法 §4-5 相贯构件展开法 §4-6 不可展曲面的近似展开 §4-7 板厚处理 §4-8 钢材弯形料长计算 §4-9 钢材质量的计算
§4-1 展开的基本方法
展开图
一、立体表面成形分析
五、圆锥管斜交圆管的展开
圆锥管斜交圆管的展开
求相贯线与展开图的具体作图方法如下： （1） 用已知尺寸画出主视图轮廓线、圆管断面 及圆锥管辅助断面。以两管轴线交点O为圆心，在形 体相贯区内画三个不同半径（R1,R2,R3） 的圆弧，与 两形体轮廓线分别相交。在各自形体内，分别连接 各弧的弦，得对应交点2、3、4。通过各点连成15光 滑曲线，即为两管相贯线，完成主视图。
冷弯型钢生产培训讲义(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】冷弯型钢生产培训讲义2005年11月20日一、高频直缝焊管和冷弯型钢生产基本知识1 .高频直缝焊管分类1.1按钢管外径分毛细管 Φ10mm 以下小直径管Φ10.3m m ( 1” ) ~ Φ102m m (3 1” )8 2Φ114m ( 4”） ~ Φ508m ( 20”)冷弯型钢生产培训讲义m m 中直径管大直径管Φ508（20”）以上。
1.2按管径与壁厚分见表1表1 管径与壁厚1.3按用途分见表2表2 按用途分攀钢集团眉山冷弯型钢有限责任公司培训讲义2 .冷弯型钢分类2．1我国冷弯型钢产品一般按断面形状分开口断面型钢 闭口断面型钢⑴ 开口断面型钢开口断面型钢是最简单的，易于制造，如槽钢（汽车大梁）、帽型钢、端墙横带等。
C70铁道货车耐大气腐蚀冷弯型钢中的侧柱（帽型钢）、端墙横带、下侧梁等都是开口断面型钢。
⑵ 闭口断面型钢 大型冷弯型钢闭口断面型钢亦称空心型钢，如方、矩型等， 中型冷弯型钢铁道货车冷弯型钢中的C64、C62、C70的上侧 小型冷弯型钢梁，都属于闭口冷弯型钢。
宽幅冷弯型钢B ．按尺寸规格分类⑴ 大型冷弯型钢产品原料展开尺寸为：厚度4~16mm 宽度300~1200mm⑵ 中型冷弯型钢产品原料展开尺寸为：厚度2~5 mm 宽度100~450mm⑶ 小型冷弯型钢产品原料展开尺寸为：厚度0.5~3mm 宽度30~200mm⑷ 宽幅冷弯型钢产品原料展开尺寸为：厚度0.3~6mm 宽度700~1600mm3、轧制变形基本原理⑴ 钢的塑性钢的塑性：在外力作用下，钢在体积不变的情况下，稳定地改变其形状而不破坏的能力叫做钢的塑性。
冷弯型钢冷弯型钢按尺寸规格分类冷弯型钢生产培训讲义塑性和柔软性混为一谈，因为柔软表示金属对变形力的抵抗能力，即变形抗力的大小。
例如：铅同时具有良好的塑性及柔软性，又例如奥氏体不锈钢在冷状态下不能经受很大的变形而不破裂，说明它的塑性很好。
但这种钢的变形抗力很大，所以它并不柔软。
冷作工艺技能训练第五版电子课件第九单元手工弯形
（4）从一端开始，一点挨着一点地向另一端移动锤击。锤击力 不可过重，要求的弯曲角度要分多次锤击而成，以免造成板料局部 拉伤或产生过度伸长变形。在锤击过程中，要注意随时敲紧羊角卡 使其不能松动。
（5）角度基本达到弯曲要求后，应垫上平锤再敲击一遍，使工 件更加平直。
弯曲时，要经常用样板检查工件的曲率，以指导 弯曲工作，直至端部曲率符合要求。用样板检查工件 的曲率时，样板应与工件表面垂直，以保证测量精度。 同时，还要通过目测（或其他方法），检查弯曲件两 端边棱是否平行，以此来判断工件有无扭曲，以便及 时纠正。
课题1 板料手工弯形
（4）弯曲板料中间部分（区域3）。为获得较 大的弯曲力，以提高工效，应使板料每次被压的部 位，置于两圆钢间的中线位置上。
1—钢板 2—挡铁 3—定位孔
课题3 手工弯管
2. 装砂 为了使砂子在管内填充紧密，用漏斗装砂的同时，要不断地敲击管子。 装满砂子的管子两端须用金属盖板封住，本工件管子较细，也可用木塞塞 紧。为了使管内空气在受热膨胀时能自由泄出，可在盖板上钻一排气小孔。 3. 划线 划线的目的在于确定管子在炉中加热长度和位置。划线时，按图样尺寸 定出弯曲部位中点位置，并由此向管子两端量出弯曲长度，再加上管子直 径，这样确定的加热长度比较合适。
课题2 型钢手工弯形
3. 弯曲步骤与方法 角钢弯曲的步骤、方法与扁钢基本相同。
第九单元 手工弯形
课题3 手工弯管
课题3 手工弯管
一、弯曲工件图
课题3 手工弯管
二、管子弯曲的特点 管子在外力距作用下弯曲时，中性层外侧的材料受到拉应力， 管壁减薄，内侧的材料受到压应力，管壁增厚，而且外侧拉应 力的合力N1和内侧压应力的合力N2的作用方向，都是沿弯曲 半径指向管子截面中心，使管子弯曲时在径向受压。由于管子 截面为圆环形，刚度不足，因此在自由状态下弯曲时，很容易 发生压扁变形。 为了尽可能减小管子的压缩变形，以保证弯管质量，可在弯管时采取下列措施。 （1）在管子内塞满填充物后进行弯曲，如在管内装砂、松香（用于有色金属小直径管子）或弹 簧（用于大弯曲半径管子）等。 （2）用带圆形槽的滚轮压在管子外面进行弯曲。 （3）用特殊芯棒穿入管子进行弯曲。
冷弯成型工艺理论基础ppt课件
式中，h为纤维层与中性层之间的距离。
在R0不变的条件下，εθ与h成正比。
各层纤维沿纵向的变形量，与其距中性
层的距离成正比。
图 3-15 弯曲应变示意图
38
3 弯曲处的应力与应变
由上面可以看出:
中性层外侧 应变为一拉一压，很容
易造成减薄变形；
其内侧 由于成型辊凸起圆角的刚性
接触，使金属无处可流。 上述现象不利于产生增厚，结果必 然形成全厚度的减薄,中性层内移。
现以普通低碳钢为例，取其弹性 极 限 σ t=235MPa 。 则 其 弹 性 极 限 延 伸率为：
则：
12
图 机架间13变形过程分析
1、冷弯成型过程
用弹复区的长度L0和成型过渡区长度L来限定两道成型辊
的间距，有利于避免边缘的塑性拉伸。
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弯曲半径
1、冷弯成型过程
辊弯成型过程中，还有一个重要条件，即最小弯曲半径的
将边界条件r=Rmin时，σr=0代入上式得：
c 2k ln Rmin
于是写出：
σr
2k
ln( Rmin ) r
因为Rmin＜r，故σ r为负值，即压应力，同图中设定方向一致。
(σ σr ) 2k
σ
σr
2k
2k(ln
Rm in r
1)
32
3 弯曲处的应力与应变
平面变形时的第三向应力σz
以得出：
r Rmin
Rm a x
r
r RmaxRmin
此r值是应力中性层的曲率半径。
36
3 弯曲处的应力与应变
为了区别一般的r值，故用R0表示，即
R0 RmaxRmin
R0'
冷作工工艺学第五版电子课件第三章展开放样基础知识
§3—3 相贯线
任何相交形体的相贯线都具有如下性质。 （1）相贯线是相交两形体表面的共有线，也是相交 两形体表面的分界线。 （2）由于形体都有一定的范围，因此相贯线都是封 闭的。 根据相贯线的性质可知，求相贯线的实质，就是在相 交两形体表面找出一定数量的共有点，将这些共有点依 次连接起来，即得到所求相贯线。 求相贯线的方法，主要有辅助平面法、辅助球面法和 素线法。§3—1 Nhomakorabea求线段实长
（2）空间曲线。空间曲线又称翘曲线，这种曲 线上各点不在同一平面上，它的各面投影均不反映 实长。
注意：只有根据线段的两面或三面投影，才能对 其投影是否反映实长做出正确的判断。因此，在进 行构件的展开时，首先需要一一对应地找出构件上 各线段的投影，以确定非实长线段。
§3—1 求线段实长
§3—1 求线段实长
当曲线为平面曲线，又垂直于投影面时，更可直接应用换面法求出 其实长，而不必分段。
第三章 展开放样基础知识
§3—2 截交线
§3—2 截交线
平面与立体表面相交，可以看作立体表面 被平面截割。截割立体的平面P称为截平面， 截平面与立体表面的交线ⅠⅡⅢ称为截交线。
展开技术中研究平面与立体表面相交的目 的就是求截交线，因为能否准确求出平面与不 同立体表面相交而形成的截交线，将直接影响 构件形状及构件展开图的正确性。
三、素线法 研究形体相交问题时，若两相交形体中有一个为柱（管） 体，则因其表面可以获得有积聚性的投影，而表面相贯线又必 积聚其中，故这类相交形体的相贯线一定有一面投影为已知。 在这种情况下，可以由相贯线已知的投影，通过用素线在形体 表面定点的方法，求出相贯线的未知投影，这种求相贯线的方 法称为素线法。
§3—1 求线段实长
3. 一般位置直线 正投影中，与三个投影面均倾斜 的线段称为一般位置直线。一般位 置直线在三个投影面上的投影均不 反映实长。
冷弯型钢生产工艺课件
牌号或钢号
Q195 Q215 Q235 08F（P级） 08、08Al、10F（P级）
深冲钢（F级） （GB－5213）
St12 St13 St37－2G St44－3G 12MnCuCr（热轧） 15MnCuCr（热轧） 16Mn 1Cr18Ni9 0Cr17Ni12Mo2
抗拉强度 MPa
315～390 335～410 375～460 275～380 275～410
3.2 冷弯型钢的原料
3.2.1生产冷弯型钢用的原料 ➢ 集装箱用钢：集装箱用钢的牌号有NSF345、NSF390、J335、J490； ➢ 不锈钢：常用不锈钢的牌号有：301、1Cr18Ni9（302）、0Cr18Ni9 （304）、1Cr18Ni12（305）、0Cr17Ni12Mo2（316）等； ➢ 镀层材料：在冷弯成形中，通常一般使用普通用途和机械咬合加工性能 的材料，锌层重量为100～350g/m2的热镀锌钢板； ➢ 彩色涂层板：彩色涂层板表面涂料的种类有：丙烯酸、聚酯、硅改性聚 酯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯－塑料溶胶、有机溶胶以及PVC薄膜等； ➢ 铜：铜是一种容易冷弯成形的材料，常用的包括有紫铜、黄铜等； ➢ 铝合金：铝具有耐蚀性、加工性能优良以及外观美的特性。冷弯成形常 用的有纯铝、铝－锰系、铝－镁系； ➢ 钛合金
3.1 概述
组合加工工艺：用于加工具有特定要求的冷弯型钢，如高强度冷弯型钢， 闭口焊接冷弯型钢、热处理强化冷弯型钢、周期波纹板、冲孔冷弯型钢、 涂层冷弯型钢等。组合加工成形机组的设备最复杂、投资最高。根据产 品的要求这种机组可包括如下设备：直缝焊机、对焊机、辊式冲孔机、 辊式压印机、涂层机、热处理设备等。
碳素钢的强度及其他性能主要取决于钢中碳存在的形式和碳化物的形状、 大小和分布状态等，即主要取决于钢的金相组织。由于冶炼原料、冶炼方 法和工艺操作等的影响，碳素钢中往往会有少量的其他元素存在，如硅、 锰、硫、磷、铜、铬、镍等。这些元素一般被作为碳素钢的杂质或残余元 素看待，而不被作为合金元素。这些元素中有些对钢起到有益的作用，有 些则产生不利的影响，如铜、铬、镍等对碳素钢的冷弯成形加工和焊接性 能会产生不良的影响。
紧固件冷成型工艺知识讲义
紧固件冷成型工艺知识讲义目录一、紧固件冷成型工艺基础知识 (2)1. 紧固件冷成型工艺概述 (3)2. 紧固件冷成型工艺分类 (4)3. 紧固件冷成型工艺原理 (5)二、冷镦成型工艺 (6)1. 冷镦成型工艺介绍 (7)2. 冷镦模具设计 (8)3. 冷镦加工工艺参数控制 (10)三、冷挤压成型工艺 (12)1. 冷挤压成型工艺介绍 (13)2. 冷挤压模具设计 (14)3. 冷挤压加工工艺参数控制 (15)四、精密冲压成型工艺 (16)1. 精密冲压成型工艺介绍 (17)2. 精密冲压模具设计 (18)3. 精密冲压加工工艺参数控制 (20)五、特种紧固件冷成型工艺 (21)1. 高强度螺栓冷成型工艺 (23)2. 非标异形件冷成型工艺 (25)3. 铝合金紧固件冷成型工艺 (27)六、紧固件冷成型工艺应用案例分析 (28)1. 汽车制造行业应用案例分析 (30)2. 机械制造行业应用案例分析 (30)3. 电子电器行业应用案例分析 (32)七、紧固件冷成型工艺发展趋势及展望 (33)一、紧固件冷成型工艺基础知识紧固件冷成型工艺是指在常温下通过压力使金属材料产生塑性变形，从而得到预定形状和尺寸的紧固件的一种工艺方法。
该工艺主要利用金属的塑性，通过模具和冲压设备对金属材料进行压制、弯曲、剪切等变形操作，最终获得所需的紧固件形状。
精度高：冷成型工艺可以精确控制金属材料的变形，从而得到高精度的紧固件产品。
材料利用率高：冷成型工艺可以在较小的变形力下实现材料的成型，减少了材料的浪费。
生产效率高：该工艺可以实现自动化生产，大幅提高紧固件的生产效率。
紧固件冷成型工艺适用于各种金属材料的成型，如碳钢、合金钢、不锈钢等。
它广泛应用于紧固件制造行业，如螺栓、螺母、螺钉、弹簧垫圈等紧固件的生产。
紧固件冷成型工艺流程包括原材料准备、模具设计、冲压操作、质量检测等环节。
模具设计是冷成型工艺的关键，直接影响紧固件的质量和生产效率。
冷弯—辊压成型基础知识培训.
4
一、辊压工艺简介
3、冷弯成型设备结构
冷弯成型机一般由多道水平辊机架和矫直辊机架组成 。按型材成型要求配置不同辅助变形辊和立辊。水平辊是传动机架，承担变 形的主要任务。辅助辊是被动的，设立于两架水平辊间或成组设立，主要作 用是对平辊无法压实的盲角部分变形、并减少水平辊的道次。立辊设置在水 平辊孔型的同一平面内，用于最后几道的边部成型。对于咬口的封闭街面， 还要设置芯子、拉杆、咬口压痕等部件。 轧机的压下形式可分为螺旋机械压下和液压压下。机械压下成本较低，液 压压下操作方便。传动方式为万向轴式，上下水平辊可有较大的调整范围， 以适应多品种型材的生产。为便于轧辊的更换，外侧机架与底板多为可翻转 的铰链连接。 辊组间传动多采用链条传动，保证传动的同步性。
坯料尺寸——型材坯料尺寸是确定纵剪下料的依据，同时也是影
响产品质量的关键因素。一般可按图形分析法计算坯料宽度，复杂断 面要用计算机程序进行精确计算。料宽通常按断面中性层长度决定。 一般认为中性层不经受弯折或横向拉伸变形。计算出的结果再考虑弯 折处金属变薄及横向拉伸而加以修正。一般型材，不管其外形多么复 杂，总是由直线和圆弧单元组成的。要确定一个给定型材所需要的带 宽，把它划分为直线段和圆弧段后，沿中性线对各段长度进行求和。
二、工艺要点
3、成型轧制 a、 进料过程中，停机检查折弯尺寸是否与产品工艺要 求相符； b、焊合过程中随时检查焊点间距是否均匀，间距是否 与规定相符，如不符，停机调整； c、在机组末端矫正出料过程中检查产品表面有无压痕、 凹坑等表面质量缺陷；如有缺陷，立即停机对轧辊和坯料 进行检查； d、待机组出料后，应立即对产品宽度进行测量，确定 符合尺寸公差范围。
12
谢谢！！
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3
一、辊压工艺简介
冷弯成型知识7.3
冷弯成型知识1、冷弯型钢的变形特点——金属在冷态下弯曲变形，变形前后板带的厚度不变；成型后各部中性线的展开长度等于原板带宽度；成过程中不可避免的伴随着弹性变形；弯曲的各部分存在着加工硬化现象2、弯曲变形条件轧件弯曲变形时，其截面存在着中性线，中性线以上和以下部分，分别存在着压应力和拉应力。
离中性线越远，应力值越大，当其超过金属的σb值时，则该处产生更断裂。
由此可见，冷弯变形的必要条件——使弯曲截面上的最大正应力σmax满足条件：σs ≤σmax ≤σbσmax的大小取决于轧件的厚度、单道次弯曲成度。
弯曲时曲率半径越小，则弯曲程度越大；轧件越厚，在曲率半径相同的情况下，轧件上下边部产生的弯曲正应力愈大因此，为易于冷弯，应使σs降低，如采用σs较低的钢种，或冷弯成型前进行退火。
为防止弯曲时产生裂纹，必须控制各道次轧件的弯曲程度使σmax ≤σb3、中性线的求法中性线的位置取决于弯曲半径的大小和坯料厚度（如图5-8）若弯曲时轧件内侧边曲率半径为r 坯料厚度为h 则中性线曲率半径为ρ= R + xh x——经验系数（可查表）中性线曲率半径求出后，即可求出中性线长度。
L= L1 + L3 + Lρ复杂断面时可按分段叠加法计算4、孔型设计（略）5、变形区长度变形区长度——连续式辊式成型机从第一架水平辊中心至机组末架水平辊中心线的距离称为变形区长度确定变形区长度的原则——保证带钢边缘在成型过程中不产生塑性变形，以防止边缘鼓包、波浪等缺陷的产生由此确定最小变形区长度对于简单形状角钢，成型时保持带钢边缘不产生塑性变形的临界升起角α约为1°—1°25｀由此可得变形区长度为因此，原则上说，弯曲角度越大，加工所需的变形区长度越大（弯曲道次越多，机架数越多），6、成型速度辊式成型机组的成型速度为0.5—250 m/min常用25--30 m/min。
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• 冷弯型钢产品
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弯曲方法
根据所使用的工具和设备的不同，弯曲方法可分为在压力机
上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、
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1、冷弯成型过程
分步压弯——分段弯曲
• 第一次压弯φ1角，外层纤维o1b1被 拉伸向其弦线方向靠近，中性层 ob也相应内移，减薄量为a1a1` 。
• 第二次压弯φ2角，如果φ1≈φ2，则 两者的拉伸与减薄大致相等。
• 当一次压弯成型时，凹辊对工件 两侧压力所产生的拉力及应变集 中 （ b1 点 附 近 ） 现 象 将 显 著 增 大 ，外层纤维o1c1将有较大拉伸，它 向弦线靠近的距离，即减薄量 b1b1` 将明显大于a1a1` ，其中性层 内移量bb` 也要相应大aa` 。
图显示的是，由四个机架组成辊压机组，第一机架完成 带材的平整和送进工作，第二到第四机架各承担一定的压弯 成型任务，使带材通过后被压成角型材。
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1、冷弯成型过程
工艺设计准则：在辊式冷弯成型过程中，更为重要的是带材
在此过程中，角度变化量为αi，两机架 间成型过渡区长度为L，带材边缘在水平面 上 投 影 长 度 为 ab ， 在 垂 直 面 上 投 影 长 度 为 a`b` ，这两个投影都是曲线形，为了计算上 方便，可以把它们都看成是直线。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1、冷弯成型过程
弯曲半径
对于普通低碳钢，板料厚度为S，极限延伸率 δs=25%，确定其最小弯曲半径？
若以延展性最好的钢材为例， 其 δ=35% ， 则 最 小 弯 曲 半 径Rmin为0.93S。
在以形状要求为主，弯曲处
允许表面粗糙甚至允许有微 裂纹的条件下，可以取Rmin 为0.5S。
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1、冷弯成型过程
于是，边缘的延伸量为：
要使边缘不产生塑性拉伸，必须保持εl 小于材料的弹性极限延伸率εt，即
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1、冷弯成型过程
现以普通低碳钢为例，取其弹性极限σt=235MPa。 辊弯成型时，确定成型过渡区长度、相邻机架间角 度变化量和带材宽度之间的关系？
弯曲半径
1、冷弯成型过程
辊弯成型过程中，还有一个重要条件，即最小弯曲半径的 选择必须合理。
图示成型处的弯曲半径为R，带材厚度为S，图上的影线部分 代表变形沿厚度的分布状态。
可知，各层纤维沿纵向的变形量与其距中性层的距离成正比 ，与弯曲半径成反比。
最外层纤维变形ε的计算公式：
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1、冷弯成型过程
弯曲角
在弯曲半径相同的条件下，锐角弯曲比钝角弯曲的破裂可 能性要大。
有些型材不仅要求有锐角弯曲，而且要求有小的弯曲半径 ，此时可以采取的措施是将弯曲角分成几步来压成。
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1、冷弯成型过程
弯曲半径
冷弯成型时的弯曲变形要受材料极限变形率的限制，否 则，弯曲处将出现裂纹和折断。
设材料的极限应变为εb，根据前式可求出最小弯曲半径 Rmin为：
从材料手册上可查到的极限延伸率用δs表示，则上式可改
写为：
Rm
＝
in
S 2
1 ( δs
－1)
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E=205800
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1、冷弯成型过程
现以普通低碳钢为例，取其弹性 极限σt=235MPa。则其弹性极限延伸 率为：
则：
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冷弯型钢成型原理
1、冷弯成型过程 2、冷弯成型时金属塑性变形条件 3、弯曲处的应力与应变 4、弯曲角的弹性回复及成型尺寸 5、冷弯成型的力能参数计算 6、冷弯成形主要工艺参数
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2015年7月21日
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冷弯型钢
按断面形状分为（GB/T 6723）：
开口断面型钢
• 这种断面型钢是最简单的 ，易于制造，如角钢、槽 钢及一般窗框钢等。
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冷弯型钢
按断面形状分为（ GB/T 6723）：
闭口断面型钢
闭口断面型钢亦称 空心型钢，如矩形 管、闭口方管等。
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图 机架间变形过程分析
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1、冷弯成型过程
用弹复区的长度L0和成型过渡区长度L来限定两道成型辊
的间距，有利于避免边缘的塑性拉伸。
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拉弯、滚弯、辊压弯曲成形机上弯曲、弯管机上弯曲等。
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冷弯型钢的辊压弯曲成型成型工艺
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1、冷弯成型过程
辊压法冷弯成型，是用一组辊压机将带材逐渐压弯成所 需的断面型材。
边缘在折弯时的伸长量。
伸长量
b0 a’
在辊压成型过程中这个伸长量不
l
αi
b’
L
a
应超过该种材料的弹性极限延
伸量。
L
避免边缘的塑性拉伸。
b
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图3-2 成型时边缘的伸长
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1、冷弯成型过程
图为角型材成型时的边缘伸长，图中表 示第i道机架与第i-1道机架间成形过程。