冷弯成型工艺理论基础
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sz σz p σz (σx σy σz) / 3 0 σz (σx σy) / 2
式中，p——静水压应力。
2、冷弯成型时金属塑性变形条件
如果引用主应力来表示，可写出：
σ z σ3 (σ1 σ2 ) / 2
根据米塞斯（Mises）屈服条件：
dεz dγyz dγxz 0
图3-9 塑性变形平面
2、冷弯成型时金属塑性变形条件
塑性变形时，金属具有不可压缩性，故其各向应变增量的
总和为零，即： dεx dεy dεz 0
dεx dεy 0
dεx dεy
由于Z轴应变为零，故Z向的偏量应力Sz为零，于是：
冷弯型钢的辊压弯曲成型成型工艺
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。
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。
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
。
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` 。
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：
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
则：
图 机架间变形过程分析
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。
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。
1、冷弯成型过程
轧制板带材的纤维方向 当弯曲应力方向与纤维方向垂直时，容易产生裂纹。而实 际生产中恰恰冷弯用带材的轧制方向都与其弯曲应力方向 垂直，故要求其弯曲圆角半径不得过小。
退火处理 经过退火处理的带材，其屈服平台得到延长，其纤维方向 性作用得以消除，故其弯曲半径可明显减小。
表面质量 粗糙表面易于产生裂纹，故圆角半径很小的冷弯型钢要求 带材表面具有较高的光滑程度。
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
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？ E=205800
1、冷弯成型过程
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：
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。
图3-7 两次压弯成型
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
2015年7月21日
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。
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。
2、冷弯成型时金属塑性变形条件
辊弯成型时，带材沿纵向前进过程中，完成横向局部塑 性弯曲变形，形成各种异型断面，在此过程中不产生纵向塑 性伸缩。
可见，这种变形属于二维变形，即平面变形。
图3-9 塑性变形平面
2、冷弯成型时金属塑性变形条件
现在把变形平面取为x-y坐标面。所有的金属弯曲流动皆 在x-y平面内进行，与Z轴无关，即在Z向的线应变增量及角 应变增量都为零，故：
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 。
冷弯型钢产品
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、 拉弯、滚弯、辊压弯曲成形机上弯曲、弯管机上弯曲等。
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。
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`
写为：
Rm
＝
in
S 2
1 ( δs
－1)
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%，确定其最小弯来自百度文库半径？
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。
式中，p——静水压应力。
2、冷弯成型时金属塑性变形条件
如果引用主应力来表示，可写出：
σ z σ3 (σ1 σ2 ) / 2
根据米塞斯（Mises）屈服条件：
dεz dγyz dγxz 0
图3-9 塑性变形平面
2、冷弯成型时金属塑性变形条件
塑性变形时，金属具有不可压缩性，故其各向应变增量的
总和为零，即： dεx dεy dεz 0
dεx dεy 0
dεx dεy
由于Z轴应变为零，故Z向的偏量应力Sz为零，于是：
冷弯型钢的辊压弯曲成型成型工艺
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。
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。
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
。
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` 。
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：
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
则：
图 机架间变形过程分析
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。
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。
1、冷弯成型过程
轧制板带材的纤维方向 当弯曲应力方向与纤维方向垂直时，容易产生裂纹。而实 际生产中恰恰冷弯用带材的轧制方向都与其弯曲应力方向 垂直，故要求其弯曲圆角半径不得过小。
退火处理 经过退火处理的带材，其屈服平台得到延长，其纤维方向 性作用得以消除，故其弯曲半径可明显减小。
表面质量 粗糙表面易于产生裂纹，故圆角半径很小的冷弯型钢要求 带材表面具有较高的光滑程度。
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
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？ E=205800
1、冷弯成型过程
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：
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。
图3-7 两次压弯成型
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
2015年7月21日
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。
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。
2、冷弯成型时金属塑性变形条件
辊弯成型时，带材沿纵向前进过程中，完成横向局部塑 性弯曲变形，形成各种异型断面，在此过程中不产生纵向塑 性伸缩。
可见，这种变形属于二维变形，即平面变形。
图3-9 塑性变形平面
2、冷弯成型时金属塑性变形条件
现在把变形平面取为x-y坐标面。所有的金属弯曲流动皆 在x-y平面内进行，与Z轴无关，即在Z向的线应变增量及角 应变增量都为零，故：
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 。
冷弯型钢产品
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、 拉弯、滚弯、辊压弯曲成形机上弯曲、弯管机上弯曲等。
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。
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`
写为：
Rm
＝
in
S 2
1 ( δs
－1)
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%，确定其最小弯来自百度文库半径？
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。