对于冷弯成型工艺出现的问题的分析

来源:专用设备论坛　作者:钟海春　日期:2007-10-12 　页面功能【字体：大中小】【打印】【投稿】【评论】

　　冷弯成型工艺被称为一门“艺术”，其产品广泛应用于各个领域。目前已有学者对其进行了较深入的理论研究，部分研究人员对成型过程进行了计算机仿真，且取得了一定成果。但冷弯成型过程是一个十分复杂的过程，设计生产中仍有许多问题尚待解决，这些问题往往在调试生产过程中才能发现。以宽幅断面薄板成型为例，如果设计不合理，在调试过程中会出现边浪、袋形波、纵向弯曲、角部皱褶、裂纹及扭曲等变形缺陷。出现问题后再重新设计加工轧辊，必然会造成人力物力等资源的极大浪费。如果能够了解这些缺陷的产生机理，在设计过程中尽量避免这些缺陷，或在缺陷出现后能够在原来的基础上对轧辊进行合理的改进，从而减轻甚至消除这些缺陷，仍可达到轧辊设计预期的目标。

    以下是我们对于冷弯成型实际操作出现的问题的原因一些简单分析,请大家多指点!

    1.袋形波的产生主要是由于板在弯曲过程中产生了横向拉伸应力和横向应变，而板料沿厚度方向的应变相对较小，根据材料变形的泊松关系，必然会在变形比较集中的部位沿纵向出现收缩变形。在本实验中这种现象主要出现在四条变形弯角处，于是纵向收缩的部分对中部的板施加压缩力，部分地区在力的作用下发生失稳出现了袋状鼓包，这就是我们常说的袋形波。袋形波主要是弹性变形。

    2.边部波浪（以下简称边浪）是一种比袋形波更为常见的缺陷，它的产生主要是两种作用的综合：第一种同前面袋形波的机理相同，是由于断面弯曲部分材料受到横向拉伸应力，产生横向拉伸应变，在厚度方向应变不大的情况下，根据泊松关系出现纵向收缩，而边缘部分由于受到压缩应力产生边浪；第二种是边缘部分的材料先是在外力作用下被拉伸剪切变长，后又再次被压缩剪切产生塑性变形造成边浪。这两种作用互相叠加，形成边浪。

    3.造成纵向弯曲的原因较多，其中一个很重要的原因是断面的边部在弯曲侧面时受到张紧力的作用，力图将整个断面沿纵向拉长，但张紧力不足以拉长整个刚性断面，导致轧件前端出现向上或向下弯曲的现象。

    分析及解决:

    1. 前面的道次和后面的道次比中间的道次对袋形波的产生影响较大，特别是后面的道次，影响更大。出现袋形波可通过采用更多的成型道次加以消除。断面边缘宽度的大小对袋形波有一定影响，设计中可以参照关系式F<250t2/(W-88t)。薄板比厚板更容易出现袋形波。可以通过给板料施加拉力来减缓袋形波。

    2.各道次均有可能发生边部波浪，前面的道次对边部波浪的出现影响较大，薄一点的板比厚一点的板更容易出现边部波浪，宽边较窄边容易出现边部波浪。要减轻或消除边部波浪，在设计初期应注意断面边缘宽度不宜过大，可参照断面边缘宽和板厚的比接近或小于40的比例进行设计。弯曲角可参照经验公式进行分配。如果在轧制过程中出现边部波浪，可以通过适当添加部分道次减轻或消除。

    3. 后面的道次对纵向弯曲影响较大，相同断面和辊型配置下，厚板较薄板更容易出现纵向弯曲。为减轻或消除纵向弯曲，在设计中要注意合理分配变形量，后面几道变形量不易过大。可以通过预弯、增加道次、使用矫直机、变更架间距、采用托辊、调整轧辊间隙等措施来减小或消除纵向弯曲。

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