第八章彎形與壓延《冷作工工藝學（第五版）》

§8—1彎形加工基礎知識第八章彎形與壓延

§8—2壓彎

§8—3滾彎

§8—4壓延

§8—5水火彎板

§8—6其他成形方法§8—1彎形加工基礎知識第八章彎形與壓延§8—1

彎形加工基礎知識把平板毛坯、型材、管材等彎成一定的曲率、角度、從而形成一定形狀的零件，這樣的加工方法稱為彎曲成形。

彎曲成形在金屬結(jié)構(gòu)制造中應用很多,它可以在常溫下進行，也可以在材料加熱后進行，但大多數(shù)的彎曲成形都是在常溫下進行的?！?—1

彎形加工基礎知識一、鋼材的彎曲變形過程及特點當材料上作用有彎矩M時，就會發(fā)生彎曲變形。材料變形區(qū)內(nèi)靠近曲率中心的一側(cè)（以下稱內(nèi)層）的金屬，在彎矩引起的壓應力作用下被壓縮縮短；遠離曲率中心的一側(cè)（以下稱外層）的金屬，在彎矩引起的拉應力的作用下被拉伸伸長。在內(nèi)層和外層中間，存在金屬既不伸長也不縮短的一個層面，稱為中性層?！?—1

彎形加工基礎知識在材料彎形的初始階段，彎矩的數(shù)值不大，材料內(nèi)應力的數(shù)值尚小于材料的屈服強度，僅使材料發(fā)生彈性變形。當彎矩的數(shù)值繼續(xù)增大時，材料的曲率半徑隨之縮小，材料內(nèi)應力的數(shù)值開始超過其屈服強度，材料變形區(qū)的內(nèi)表面、外表面由彈性變形過渡到塑性變形狀態(tài)，以后塑性變形由內(nèi)表面、外表面逐步地向中心擴展。材料發(fā)生塑性變形后，若繼續(xù)增大彎矩，當材料的彎形半徑小到一定程度，將因變形超過材料自身變形能力的限度，在材料受拉伸的外層表面首先出現(xiàn)裂紋并向內(nèi)伸展，致使材料發(fā)生斷裂破壞。這在成形加工中是不應該發(fā)生的?！?—1

彎形加工基礎知識彎形過程中，材料的橫截面形狀也要發(fā)生變化。寬板窄板在彎曲窄板材料（B≤2t）時，內(nèi)層金屬受到切向壓縮后，便向?qū)挾确较蛄鲃?，使?nèi)層寬度增加；而外層金屬受到切向拉伸后，其長度方向的不足便由寬度、厚度方向來補充，致使寬度變窄，因而整個橫截面變產(chǎn)生扇形畸變（圖a）。寬板（B>2t）彎曲時，由于寬度方向尺寸大，剛度大，金屬在寬度方向流動困難，因而寬度方向無顯著變形，橫截面仍接近為一矩形（圖b）。此外，無論寬板、窄板，在變形區(qū)內(nèi)材料的厚度均有變薄現(xiàn)象。這種材料變薄的現(xiàn)象在材料的彎形加工中應該予以考慮。§8—1

彎形加工基礎知識二、鋼材的變形特點對彎形加工的影響1.彎形力彎曲成形是使被彎曲材料發(fā)生塑性變形，而塑性變形只有在材料內(nèi)應力超過其屈服強度時才能發(fā)生。因此，無論采用何種彎曲成形方法，其彎形力都必須能使被彎曲材料的內(nèi)應力超過其屈服強度。實際彎行力的大小，要根據(jù)材料的力學性能、彎形方式和性質(zhì)、彎形件形狀等多方面因素來確定。§8—1

彎形加工基礎知識2.彈復現(xiàn)象彎曲成形時，材料的變形由彈性變形過渡到塑性變形，通常材料在發(fā)生塑性變形時總還有部分彈性變形存在。彈性變形部分在卸載（除去外彎矩）時要恢復原態(tài)，以致彎曲材料內(nèi)層被壓縮的金屬又有所伸長，外層被拉伸的金屬又有所縮短，結(jié)果使彎形件的曲率和角度發(fā)生了變化，這種現(xiàn)象叫作彈復。彈復現(xiàn)象的存在直接影響彎形件的幾何精度，在彎形加工中必須加以控制?！?—1

彎形加工基礎知識影響彈復的因素有以下幾種。（1）材料的力學性能。材料的屈服強度越高，彈性模量越小，加工硬化越劇烈，彈復也越大。（2）材料的相對彎形半徑r/t。r/t越大，材料的彈復越大；反之，則彈復越小。（3）彎形角。在彎形半徑一定時，彎形角越大，表示變形區(qū)的長度越大，彈復也越大。（4）其它因素。零件的形狀、模具的構(gòu)造、彎形方式及彎形力的大小等，對彎形件的彈復也有一定的影響?！?—1

彎形加工基礎知識3.最小彎形半徑材料在不發(fā)生破壞的情況下，所能彎曲的最小曲率半徑，稱為最小彎形半徑。材料的最小彎形半徑，是材料性能對彎形加工的限制條件。采用適當?shù)墓に嚧胧?，可以在一定程度上改變材料的最小彎形半徑?！?—1

彎形加工基礎知識影響最小彎形半徑的因素有以下幾種。（1）材料的力學性能。材料的塑性越好，其允許變形程度越大，則最小彎形半徑越小。（2）彎形角。在相對彎形半徑r/t相同的條件下，彎形角越小，材料外層受拉伸的程度越小，而不易開裂，最小彎形半徑可以小些；反之，彎形角越大，最小彎形半徑也應增大。（3）材料的方向性。軋制的鋼材形成各向異性的纖維組織，鋼材平行于纖維方向的塑性指標大于垂直于纖維方向的塑性指標。因此，當彎形線與纖維方向垂直時，材料不易斷裂，彎形半徑可以小一些。（4）材料的表面質(zhì)量與剪斷面質(zhì)量。當材料的剪斷面質(zhì)量與表面質(zhì)量較差時，彎形時易造成應力集中，使材料過早破壞，這種情況下應采用較大的彎形半徑。（5）其他因素。材料的厚度和寬度等因素也對其最小彎形半徑有影響，例如，薄板和窄板料可以取較小的彎形半徑?！?—1

彎形加工基礎知識4.橫截面變形如前所述，彎形過程中，材料的橫截面也要發(fā)生變化，其變化過程主要與相對彎形半徑、橫截面幾何特征及彎形方式等因素有關。當彎形過程中材料橫截面形狀變化較大時，也會影響彎形件的質(zhì)量。例如窄板彎形時出現(xiàn)圖a所示的畸變，彎制扁鋼圈時出現(xiàn)內(nèi)側(cè)變厚、外側(cè)變?。ㄒ妶Da）；彎管時則出現(xiàn)橢圓截面（見圖8b）等。在這些情況下，就需采取一些特殊的工藝措施來限制橫截面的變形，以保證彎形件的質(zhì)量?！?—1

彎形加工基礎知識三、鋼材加熱對彎形加工的影響鋼材加熱后，力學性能將發(fā)生變化。一般鋼材在加熱至500℃以上時，屈服強度降低，塑性顯著提高，彈性變形明顯減小。所以加熱彎形時，彎形力下降，彈復現(xiàn)象消失，最小彎形半徑減小，有利于按加工要求控制成形。但熱彎形工藝比較復雜，高溫下材料表面容易氧化、脫碳，因而影響彎形件的表面質(zhì)量、尺寸精度和力學性能。若加熱操作不慎，還會造成材料的過熱、過燒，甚至熔化，并且高溫下作業(yè)勞動條件差。因此，加熱彎形多用于常溫下成形困難的彎形件的加工。另外，采用熱彎形可以降低成本，減少工時?！?—1

彎形加工基礎知識熱彎形要在材料的再結(jié)晶溫度之上進行，鋼材的化學成分對確定加熱溫度影響很大。不同化學成分的鋼材，其再結(jié)晶溫度也不同，特別當鋼材中含有微量的合金元素時，會使其再結(jié)晶溫度顯著提高。不同化學成分的鋼材，對加熱溫度范圍還往往有其特殊的要求。例如，普通碳鋼在250~350℃和500~600℃兩個溫度范圍內(nèi)韌性明顯下降，不利于彎形；奧氏體不銹鋼在450~800℃溫度范圍內(nèi)加熱會產(chǎn)生晶間腐蝕敏感性。因此，在確定鋼材的熱彎形溫度時，必須充分考慮鋼材化學成分的影響?！?—1

彎形加工基礎知識常用材料的熱彎形溫度§8—2壓彎第八章彎形與壓延§8—2壓彎一、壓彎的特點及壓彎力計算1．壓彎的特點在壓力機床上使用壓彎模進行彎形的加工方法，稱為壓彎。壓彎成形時，材料的彎曲變形可以有自由彎形、接觸彎形和校正彎形三種方式。

若材料彎形時，僅與凸、凹模在三條線接觸，彎形圓角半徑r1是自然形成的（圖a），這種彎形方式叫作自由彎形；若材料彎形到直邊與凹模表面平行，而且在長度ab上相互靠緊時，停止彎形，彎形件的角度等于模具的角度，而彎形圓角半徑r2仍是自然形成（圖b），這種彎形方式叫作接觸彎形；若將材料彎形到與凸模、凹模完全靠緊，彎形圓角半徑r3等于模具圓角半徑r凸（圖c）時，這種彎形方式叫作校正彎形。這里應指出，自由彎形、接觸彎形和校正彎形三種方式是在材料彎形時的塑性變形階段依次發(fā)生的?！?—2壓彎采用自由彎形所需壓彎力小、工作時靠調(diào)整凹模槽口的寬度和凸模的下止點位置保證零件的形狀，批量生產(chǎn)時彎形件質(zhì)量不穩(wěn)定，多用于小批量生產(chǎn)大中型零件的壓彎。采用接觸彎形和校正彎形時，由模具保證彎形件精度，質(zhì)量較高而且穩(wěn)定。但所需壓彎力較大，并且模具制造周期長，費用高。多用于大批量生產(chǎn)中的中小型零件的壓彎?！?—2壓彎2．壓彎力計算為使材料能夠在足夠的壓力下成形，必須計算其壓彎力，作為選擇壓力機床工作壓力的重要依據(jù)?！?—2壓彎二、壓彎模壓彎模的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)彎形件的形狀、精度要求及生產(chǎn)批量等進行選擇，最簡單而且常用的是無導向裝置（利用壓床導向）的單工序壓彎模。這種壓彎?？梢哉w鑄造后加工制成，也可以利用型鋼焊制，或由若干零件組合、裝配而成。整體鑄造后加工用型鋼焊制§8—2壓彎當采用接觸彎形或校正彎形時，制作壓彎模應考慮以下幾個方面。1．壓彎模具工作部分尺寸確定壓彎模具工作部分的結(jié)構(gòu)形狀如圖所示。凸模的圓角半徑r凸和角度，根據(jù)彎形件的內(nèi)圓角半徑，用彈復值修正后確定。凹模非工作圓角半徑r′凹，應取小于彎形件相應部分的外圓角半徑（r凸+t）。§8—2壓彎壓彎模具工作部分的其他尺寸及系數(shù)c見下表。L（mm）板厚t（mm）＜0.50.5~22~44~7l（mm）r凹（mm）cl（mm）r凹（mm）cl（mm）r凹（mm）cl（mm）r凹（mm）c102035507510015020068121520———33456———0.10.10.150.20.2———1012152025303545345681012150.10.10.10.150.150.150.20.210152025303540504568101215200.080.080.080.10.10.10.150.15—20253035405065—881012152025—0.060.060.080.10.10.10.15§8—2壓彎U形件彎形時，凸模與凹模見的間隙值可按下式確定。

Z=tmax+ctV形件彎形時，凸模、凹模的間隙是靠調(diào)整壓床閉合高度來控制的，不需要在制造模具時確定?！?—2壓彎2．解決彈復的措施（1）修正模具形狀。在單角彎形時,將壓彎模角度減少一個彈復角。在U形彎形時，將凸模壁作出等于彈復的傾斜度或?qū)⑼鼓?、凹模底部作成弧形曲面，利用曲面部分的彈復補償兩直邊的張開。當彎曲弧較長時，則多采取縮小模具圓弧半徑的方法?！?—2壓彎（2）采用加壓校正法。在彎形終了時進行加壓校正，可使圓角材料接近受壓狀態(tài)，從而減小回彈。為此，將上模做成如下圖所示的形狀，減小接觸面積，加大彎形部位的壓力。此外，利用增加壓邊裝置和盡量減小模具間隙的方法，也可以在一定程度上減小回彈?！?—2壓彎3．定位與防止偏移彎形前，通常采用定位板或利用毛坯上的孔來定位。為防止彎形過程中毛坯偏移，多采用托料裝置（圖a、b）。當然，在利用毛坯上的孔定位的同時，也防止了偏移（圖c）?！?—2壓彎制作自由彎形壓彎模時，一般不考慮彈復、偏移等問題，模具結(jié)構(gòu)簡單。自由彎形壓彎模底座的內(nèi)側(cè)，可以加放曲面擋塊或斜面擋塊，這樣能調(diào)整凹模槽的寬度，以適應壓制不同彎形件的需要。為了在壓彎過程中更好地控制彎形件的曲率，一般在凹模槽口內(nèi)加有墊塊，當彎形件彎到將觸及墊塊時，表明已到所壓的位置。墊塊的高度由操作者根據(jù)彎形件具體情況靈活掌握?！?—2壓彎在制作壓彎模時，還要考慮彎形壓力中心、模具強度、坯料在彎形過程中是否出現(xiàn)附加變形等問題。例如較長的角鋼彎形時容易產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象，因此在壓彎過程中，坯料變形部分應始終處于模具的夾持狀態(tài)下，以防角鋼扭曲?！?—2壓彎三、壓力機床1．曲柄壓力機冷作工常用的壓力機床有曲柄壓力機、液壓機以及一些新型、專用壓力機。（1）曲柄壓力機的分類1）按工藝用途劃分，可分為通用壓力機和專用壓力機兩大類。通用壓力機可用于沖裁、彎曲、成形、淺拉深等多種沖壓工藝；專用壓力機的用途較為單一，它是針對某一特殊工藝開發(fā)的，如雙動拉深壓力機、板料折彎機、高速壓力機、精壓機、熱模鍛壓力機等?！?—2壓彎2）按機身結(jié)構(gòu)形式劃分，可分為開式壓力機、半閉式壓力機和閉式壓力機。

開式壓力機的機身工作區(qū)域三面敞開，操作空間大，但機身剛度相對較差，工作時機身會產(chǎn)生角變形，影響沖壓精度，因此，開式壓力機的公稱壓力一般在2000kN以下?！?—2壓彎閉式壓力機的機身左右兩側(cè)封閉，機身呈框架結(jié)構(gòu)，剛度和沖壓精度高，但操作空間較小，操作人員只能從前后兩面接近模具，操作不太方便。目前。公稱壓力超過2500kN的中、大型壓力機幾乎都采用閉式機身結(jié)構(gòu)。§8—2壓彎為了改善閉式壓力機的操作空間和送料的方便性，近年出現(xiàn)了半閉式機身結(jié)構(gòu)的壓力機，它在封閉機身左右兩側(cè)開有較大的窗口，可供操作者接近模具或進行左右送料。§8—2壓彎3）按運動滑塊的數(shù)量劃分，可分為單動壓力機、雙動壓力機和三動壓力機。目前單動壓力機使用最多，雙動壓力機和三動壓力機使用相對較少，主要用于拉深成形工藝。三動壓力機單動壓力機雙動壓力機§8—2壓彎（2）曲柄壓力機的工作原理電動機1的能量和運動通過帶傳動給中間傳動軸4，再由齒輪傳遞給曲軸9，經(jīng)連桿11帶動滑塊12做上下直線移動，從而將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的往復直線運動。將上模13固定于滑塊上，下模14固定于工作臺墊板15上，壓力機便能對置于上、下模間的板料加壓，將其沖壓成工件。為了對滑塊運動進行控制，曲軸兩端分別裝有離合器7和制動器10，以實現(xiàn)滑塊的間歇或連續(xù)運動。壓力機在整個工作周期內(nèi)有負荷的工作時間很短，大部分時間為空行程運動。為了有效地利用能量，減小電動機功率，曲柄壓力機均裝有飛輪，以起到儲能作用。圖中的大帶輪3和大齒輪6均起儲能作用?！?—2壓彎2．液壓機液壓機是利用液體作為介質(zhì)傳遞動力的，根據(jù)所用介質(zhì)不同，分為油壓機和水壓機。液壓機是利用“密閉容器中的液體各部分壓強相等”的原理而獲得巨大壓力的。設有大小不等的兩液壓缸，小液壓缸活塞面積為A1，大液壓缸活塞面積為A2，兩液壓缸由管路連通，構(gòu)成一密閉容器，并使其中充滿液體（油或水）。在液壓機工作系統(tǒng)中，小液壓缸即為液壓泵，而大液壓缸是液壓機的本體部分。除此之外，還有一套控制操縱和蓄能裝置?！?—2壓彎下圖所示為上壓式液壓機，該液壓機的工作缸裝在機身上部，活塞從上向下對工件加壓，放料和取件操作是在固定工作臺上進行的，操作方便，而且容易實現(xiàn)快速下行，應用最廣泛?！?—2壓彎3．新型、專用壓力機（1）雙動拉深壓力機。雙動拉深壓力機是具有雙滑塊的壓力機。它配有外滑塊、內(nèi)滑塊和拉深氣墊。外滑塊用來落料或壓緊坯料的邊緣，防止起皺；內(nèi)滑塊用于拉深成形。外滑塊在機身導軌上做下止點有“停頓”的上下往復運動，內(nèi)滑塊在外滑塊的內(nèi)導軌中做上下往復運動。§8—2壓彎（2）高速壓力機。隨著大批量、超大批量沖壓生產(chǎn)的出現(xiàn)，高速、專用壓力機得到了迅速的發(fā)展。高速壓力機必須配備各種自動送料裝置才能達到高速的目的。右圖為高速壓力機及其輔助裝置，卷料從開卷機經(jīng)過校平機構(gòu)、供料緩沖機構(gòu)到達送料機構(gòu)，送入高速壓力機進行沖壓?！?—2壓彎（3）數(shù)控液壓折彎機。折彎是指金屬板料沿直線進行彎曲，以獲得具有一定夾角（或圓?。┑墓ぜ?。彎曲工藝要求折彎機實現(xiàn)兩方面的動作：一是折彎機的滑塊相對下模做垂直往復運動，以保證壓彎板料，形成一定的彎曲角（或圓弧）；二是后擋料機構(gòu)的移動（定位或退讓），以保證彎曲角（或圓弧）的中心線相對板料邊緣有正確的位置。數(shù)控液壓折彎機主要對滑塊下壓運動和后擋料機構(gòu)的移動進行數(shù)字控制，以實現(xiàn)按設定程序自動變換下壓行程和后擋料機構(gòu)的定位位置，按順序完成一個工件的多次折彎，從而提高生產(chǎn)效率和折彎件的質(zhì)量?！?—2壓彎四、壓彎的一般工藝要求1．選擇壓力機床時，要同時滿足所需彎形力和壓彎工件所需空間尺寸范圍兩個要求。2．安裝壓彎模時，應盡量使模具壓力中心與壓力機床壓力中心吻合，上模、下模間隙均勻，裝夾要牢固。3．彎形件的直邊長度一般不得小于板厚的兩倍，以保證足夠的彎曲力矩。若小于兩倍時，可將直邊適當加長，彎形后再進行切除。4．為防止彎形件橫截面畸變，板料彎形件寬度一般不得小于板厚的三倍。若小于三倍時，應先在同一塊板上彎形，彎形后再切開分為若干件?！?—2壓彎5．對于局部需要彎成折邊的零件，為避免角上彎裂，應預先鉆出止裂孔，或?qū)澢€外移一定距離。6．彎形件圓角半徑較小時，為避免彎裂，應注意坯料的表面質(zhì)量，去除剪斷面毛刺及其他表面缺陷或?qū)①|(zhì)量差的表面放在彎曲內(nèi)側(cè)，使其處于受壓狀態(tài)而不易開裂。7．需要加熱彎形時，材料的加熱溫度要控制好，加熱面溫度要均勻。彎形中注意不要使模具溫度過高，以免變形。8．彎形操作應嚴格按照工廠有關安全技術規(guī)程進行?！?—3滾彎

第八章彎形與壓延§8—3滾彎一、滾彎的特點在滾床上進行彎形的加工方式稱為滾彎。滾彎時，板料置于滾床的上、下軸輥之間，當上軸輥下降時，板料變受到彎曲力矩的作用，發(fā)生彎曲變形。由于上、下軸輥的轉(zhuǎn)動，并通過軸輥與板料間的摩擦力帶動板料的移動，使板料受壓位置連續(xù)不斷地發(fā)生變化，從而形成平滑的彎曲面，完成滾彎成形。在滾彎過程中，板料彎曲變形的方式，相當于壓彎時的自由彎形。滾彎件的曲率取決于軸輥間的相對位置、板料的厚度和力學性能。調(diào)整軸輥間的相對位置，可以將板料彎成小于上軸輥曲率的任意曲率。由于存在彎曲彈復，滾彎件的曲率不能等于上軸輥的曲率?！?—3滾彎滾彎往往不能一次成形，而多次的冷滾壓又會引起材料的加工硬化。當彎形件變形程度很大時，這種加工硬化現(xiàn)象將十分顯著，致使彎行件的使用性能嚴重惡化。因此，冷滾壓成形的允許彎形半徑R，不能以板料的最小彎形半徑為界線，而應大些。通常R=20t（t為板厚），當R＜20t時，則應進行熱滾彎。滾彎成形方法的優(yōu)點是通用性強，板材滾彎時，一般不需要在滾床上附加工藝裝備，型鋼滾彎時，只需附加適用于不同剖面形狀、尺寸的滾輪。滾彎機床結(jié)構(gòu)簡單，使用和維護方便。滾彎成形方法的缺點是效率較低且精度不高?！?—3滾彎二、滾板機1．滾板機的類型及特點滾板機的類型有對稱式三輥滾板機、不對稱式三輥滾板機和四輥滾板機三種。對稱式三輥滾板機的上軸輥位于兩個下軸輥的中線上，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，應用普遍；其缺點是彎形件兩端有較長的一段位于彎曲變形區(qū)以外，在滾彎后成為直邊段。因此，為使板料全部彎曲，需要采取特殊的工藝措施。§8—3滾彎不對稱式三輥滾板機，其軸輥的布置是不對稱的，上軸輥位于兩下軸輥之上而向一側(cè)偏移，這樣，就使板料的一端邊緣也能得到彎形，剩余直邊的長度極短。若在滾制完一端后，將板料從滾板機上取出調(diào)頭，再放入進行彎形，就可使板料接近全部得到彎曲。這種滾板機的缺點是由于支點距離不相等，使軸輥在滾彎時受力很大，易產(chǎn)生彎曲，而影響彎形件的精度；而且彎形過程中的板料調(diào)頭，也增加了操作工作量。四輥滾板機相當于在對稱的三輥滾板機的基礎上又增加了一個中間下輥。這樣不僅能使板料全部得以彎曲，還避免了板料在不對稱三輥滾板機上需要調(diào)頭滾彎的麻煩。它的主要缺點是結(jié)構(gòu)復雜、造價高，因此應用不太普遍?！?—3滾彎2．對稱式三輥滾板機的基本結(jié)構(gòu)和傳動分析對稱式三輥滾板機是冷作工最常用的滾彎機床。其基本結(jié)構(gòu)是由上軸輥、下軸輥、機架、減速箱、電動機和操縱手柄等組成。工作時，控制操縱手柄，能使上軸輥作鉛垂方向運動，兩下軸輥作正、反方向轉(zhuǎn)動。為使封閉的筒形工件滾彎后能從滾板機上卸下，在上軸輥的左端裝有活動軸承，右端設有平衡螺桿。只要旋下平衡螺桿壓住上軸輥右側(cè)伸出端，使上軸輥保持平衡，即可將活動軸承卸下來，使工件能沿軸輥的軸線方向向左移動，從軸輥間取出?！?—3滾彎滾板機的傳動系統(tǒng)如圖所示。§8—3滾彎三、滾彎的工藝方法在滾板機上進行的滾彎加工以板料滾制柱面為主。若采取適當?shù)墓に嚧胧┗蚋郊颖匾难b備，還可以滾制錐面及滾彎型鋼。1.柱面的滾制（1）柱面的幾何特征是表面素線為相互平行的直線，因此在滾制柱面工件前，應檢查滾板機上、下軸輥是否平行。若不平行，則要將其調(diào)整平行；否則將因滾板機上、下軸輥不平行而使?jié)L制出的工件帶有錐度?！?—3滾彎（2）當采用對稱式三輥滾板機滾彎時，通常采用下列兩種措施消除工件的直邊段。1）板料的兩端預彎。可利用模具在壓力機上預彎板料端部。當板料較薄時，也可以手工預彎（俗稱槽頭）；或是用一塊已經(jīng)彎成適當曲率的墊板在三輥滾板機上預彎板料，墊板厚度應大于工件板厚的二倍?！?—3滾彎2）板料兩端留余量。下料時，在板料兩端留稍大于直邊長度的余量，待滾彎后再割去，但割下的余料如不能使用，則會造成材料的浪費。有時也可采用少留余量，再用廢料拼接，以保證足夠直邊長度的方法?！?—3滾彎（3）為使?jié)L彎件不出現(xiàn)歪扭現(xiàn)象（圖a），板料放入滾板機后，要找正位置。在四輥滾板機上找正時，可調(diào)整側(cè)輥，使板邊緊靠側(cè)輥對準（圖b）。在三輥滾板機上可利用擋板或軸輥上的定位槽找正（圖c、d），還可以用目測或直角尺找正?！?—3滾彎（4）調(diào)節(jié)軸輥間的距離，以控制滾彎件的曲率。由于彎曲彈復等因素的影響，往往不能一次調(diào)節(jié)、滾壓，使坯料獲得需要的曲率。通常是先憑經(jīng)驗初步調(diào)節(jié)好軸輥間距離，然后滾壓一段并用樣板測量。根據(jù)測量結(jié)果，對軸輥間距離作進一步調(diào)整，再滾壓、測量。如此數(shù)次，直至工件曲率符合要求為止?！?—3滾彎（5）較大的工件滾彎時，為避免其因自重引起附加變形，應將板料分為三個區(qū)域，先滾壓兩側(cè)區(qū)，再滾壓中間區(qū)。必要時，還要由吊車予以配合。（6）滾制非圓柱面工件時，應依次按不同的曲率半徑在板料上劃分區(qū)域，分區(qū)域調(diào)節(jié)軸輥間距離，進行滾壓和測量。（7）滾彎前，應將軸輥和板料表面清理干凈，還要將板料上氣割留下的殘渣和焊接留下的疤痕除去、磨平，以免損傷工件和軸輥。§8—3滾彎2.錐面的滾制錐面的素線呈放射狀分布，而且素線上各點的曲率都不相等。為使?jié)L彎過程的每一瞬間上軸輥均接近壓在錐面素線上，并形成沿素線各點不同的曲率半徑，從而制成錐面，應采取如下措施。（1）調(diào)整上軸輥，使其與下軸輥成一定角度傾斜，這樣就可以沿板料與上軸輥的接觸線壓出各點不同的曲率。上軸輥傾斜角度的大小由操作者根據(jù)滾彎件的錐度憑經(jīng)驗初步調(diào)整，再經(jīng)試滾壓、測量，最后確定?！?—3滾彎（2）為使上軸輥能始終接近壓在錐素線上，應使錐面的大口和小口兩端有不等的進給速度。錐面大口、小口的進給速度差隨錐面的錐度而定。由于滾板機的兩下軸輥互相平行，且各軸輥本身又無錐度，單靠上輥傾斜，滾彎時錐面大口、小口兩端的進給速度差異很小，不能滿足滾制錐面的需要。因此，在上軸輥傾斜的基礎上，還要采用分段滾制或小口減速等方法，使?jié)L制過程中錐面大口、小口的進給速度達到需要的差值。§8—3滾彎分段滾制法是利用錐面素線將板料劃分為若干小段。滾彎時將上軸輥與小段的中位素線對正壓下，在小段范圍內(nèi)來回滾壓。滾制完一段后，隨即移動板料，仍按上述方法滾壓下一段。通過分段挪動板料，形成錐面兩口進給速度差。分段越多，則錐面成形越好?！?—3滾彎小口減速法如圖所示，上軸輥成傾斜位置，又在小口一端加一加速裝置，用以增大板料小口端的進給阻力，使小口端的進給速度減小，扇形板料邊送進邊旋轉(zhuǎn)進行滾彎，使上軸輥始終和錐面素線重合。§8—4壓延第八章彎形與壓延§8—4壓延壓延也稱為拉深或拉延，是利用模具使一定形狀的平板毛坯變成開口的空心零件的沖壓工藝方法。1.壓延成形過程及特點壓延是一種比較復雜的成形工藝方法?，F(xiàn)以圓筒形壓延件為例說明板料的壓延過程。壓延模的工作部分具有一定的圓角，并且凸模、凹模間隙稍大于板料的厚度。壓延時板料置于凹模上，當凸模向下運動時，迫使板料壓入凹?？?，形成空心的筒形件?！?—4壓延壓延過程中，板料毛坯的中間直徑為d的部分變成零件的底部，基本不發(fā)生變形。而外部環(huán)形部分的金屬將沿圓周方向發(fā)生很大的壓縮塑性變形，并迫使多余的金屬沿毛坯的徑向產(chǎn)生流動，形成壓延件的側(cè)壁。

如果把坯料的環(huán)形部分劃分為若干狹條和扇形，假設把扇形部分內(nèi)切除，余下的狹條部分沿直徑d的圓周彎曲后即為圓筒的側(cè)壁。扇形部分的金屬是多余的，此部分金屬在壓延過程中，沿半徑方向產(chǎn)生了流動，從而增加了零件的高度。因此，筒壁高度h總是大于1/2(D-d)?！?—4壓延壓延中毛坯金屬的周向壓縮變形受到限制，引起很大的切向壓應力，使毛坯變形區(qū)因為失穩(wěn)而發(fā)生起皺現(xiàn)象。毛坯嚴重起皺后，由于不能通過凸模、凹模之間的間隙而被拉斷，造成廢品。即使輕微起皺的毛坯能勉強通過，也會在零件的側(cè)壁上留下起皺的痕跡，影響壓延件的質(zhì)量。

防止起皺的有較辦法是采用壓邊圈。§8—4壓延此外，壓延中的大塑性變形還可能引起材料的加工硬化，使進一步壓延發(fā)生困難。因此，在壓延中應根據(jù)材料的塑性，合理選定每次壓延材料的變形程度。變形較大的壓延件，應采用多次壓延的方式，并采取中間退火的措施，以消除材料的加工硬化，完成壓延工作。壓延中的毛坯金屬的周向壓縮和徑向流動，還將導致壓延件厚度發(fā)生變化。由圖中可見，凸模圓角處板料厚度減薄最為嚴重，是發(fā)生拉裂的危險區(qū)。

合理選擇凸模、凹模間隙和工作圓角半徑，可使板料厚度減薄現(xiàn)象得以改善?！?—4壓延二、壓延力的計算計算壓延力的目的是正確地選擇壓延設備。壓延力的計算與壓延件的形狀、尺寸和材料性質(zhì)有關，一般采用經(jīng)驗公式。壓制封頭時壓延力F用下式計算：§8—4壓延三、旋轉(zhuǎn)體壓延件的坯料尺寸計算1.形狀簡單的旋轉(zhuǎn)體壓延件在進行計算時，首先將壓延件劃分成若干個便于計算的組成部分，分別求出各部分的面積并相加，即可得到零件的總面積∑A，然后按下式計算出圓形毛坯的直徑：D0=§8—4壓延

§8—4壓延2.橢圓形封頭橢圓形封頭屬于復雜曲面形狀的壓延件，其毛坯直徑通常用近似計算法或經(jīng)驗法確定。（1）周長法

§8—5水火彎板第八章彎形與壓延§8—5

水火彎板一、水火彎板原理用火焰局部加熱材料時，被加熱處金屬的膨脹受到周圍較冷金屬的限制而產(chǎn)生壓縮應力。當加熱溫度達到600~700℃時，壓縮應力超過加熱金屬的屈服強度，而使其產(chǎn)生壓縮塑性變形，因此在冷卻時形成收縮變形。若能適當控制加熱速度，使板料加熱處沿厚度方向存在較大的溫度差，就會使加熱面的冷卻收縮量遠遠大于其背面，也就形成了圖中的角變形。

水火彎板，就是利用板材被局部加熱、冷卻所產(chǎn)生的角變形與橫向變形達到彎曲成形的目的?！?—5

水火彎板由于鋼板局部加熱、冷卻的角變形是有限的（一次加熱角變形約為1o~3°），因此水火彎板適用于曲率較小的零件成形，還經(jīng)常與滾彎相結(jié)合，以加工有多個曲度的復雜曲面零件?！?—5

水火彎板二、水火彎板工藝1.火焰功率火焰功率，主要取決于氧乙炔炬口徑的大小。口徑大，單位線熱能就強，成形效率高。所以對于一定厚度的鋼板，在不產(chǎn)生過燒的前提下，應采用較大的火焰功率。加熱火焰一般應為中性焰。2.加熱溫度和速度水火彎板的加熱溫度，隨彎板材料的不同而有所不同。

材

料

鋼板表面加熱溫度水火距離（ｍｍ）普通炭素鋼

600~800℃

50~100低強度低合金鋼

600~750℃

120~150中強度僅合金鋼

600~700℃℃150高強度低合金鋼

600~650oc在空氣中自然冷卻§8—5

水火彎板加熱速度的快慢，直接影響角變形的大小。加熱速度快，板料沿厚度方向溫差大，成形時的角變形也大；反之則小。但速度過快時，單位線熱能減小，成形效率也會降低。因此在板厚一定時，對同一加熱和冷卻方式有一對應的最佳加熱速度。加熱速度主要靠操作者憑經(jīng)驗控制，一般約為0.3~1.2m∕min。§8—5

水火彎板3.加熱位置和方向雖然成形角度主要取決于加熱速度和火焰能率，但水火彎板總的成形效果是每次加熱后變形的合成。所以，對每一次加熱時加熱位置、長度和加熱方向的選擇都直接影響到總的成形效果。加熱位置和方向隨成形工件的形狀而定?！?—5

水火彎板下圖為帆形板的成形情況，先將其在滾板機上彎曲成圓柱面，然后用火焰加熱收邊，加熱線位于鋼板的兩側(cè)，由兩邊向中間加熱，如箭頭所示。加熱線的長度越長，成形效果越好，但長度不能超過橫截面的重心線；否則將適得其反。加熱線長度一般取150mm左右，隨鋼板的曲率而定，曲率大，則加熱線長度也大。加熱線的間隔也要根據(jù)彎曲程度選定?！?—5

水火彎板扭曲板采用水火彎板法加工時，可用水墩墊起兩個需要向上扭曲的角，用卡子壓住另兩個向下扭曲的角。對向上扭曲的兩個角的加熱面積和加熱溫度，應適當大于另外兩個向下扭曲的角，加