汽車冷彎型鋼成型規律的理論探討及對成型工藝的建議

趙生蓮

摘 要： 本文從理論上探討了厚度對冷彎成型影響規律的分析，翼緣長度及成型角度對成型影響規律的分析，提出了冷彎C型鋼成型工藝的幾點建議。

關鍵詞： 冷彎成型 厚度 翼緣長度 成型角度 C型鋼

由于實際輥式冷彎成型生產中的等效應力及橫縱向應變均不易測量，且有關冷彎成型的文獻資料很少，冷彎成型的基礎理論研究非常薄弱，故本文只能粗略地對冷彎型鋼成型規律進行理論探討。

1.厚度對成型影響規律的分析

如圖1所示，R為成型處的彎曲半徑，S為帶材厚度，影線部分代表變形沿厚度的分布狀態。從圖中可知，各層纖維沿縱向的變形量與其距中性層的距離成正比，與彎曲半徑成反比。

實際上可看成平緩過渡區（即變形區）長度；a可看成翼緣長度；α可看成型角度增量值。

從式（4）可看出，邊緣縱向拉應變和拉應力隨著翼緣長度的增加而增加。翼緣長度的增加，必造成成型時縱向拉應變的增加。

從式（4）還可知，成型角度變化越大，邊緣縱向拉應變和拉應力也隨之增大。

3.對冷彎C型鋼成型工藝的建議

1.關于板帶邊緣皺曲問題的工藝討論

在輥彎成型中，板帶邊緣發生皺曲而呈“波浪形”的原因在于變形過程中邊緣部分受到的縱向拉伸變形大于其他部分。如果這種縱向拉伸變形在彈性變形范圍，則邊緣會恢復到原來長度而不產生“波浪形”。

為了便于現場加工制造，將上輥的錐形輥型化為平輥。這種設計方法便于成型輥的加工及現場安裝和位置調整。

2.對冷彎C型鋼彎曲角選取的建議

從上面分析可知，產生邊緣皺紋的原因是帶材變形部分彎曲角過大所致。因而在冷彎型鋼生產過程中，正確選擇每一道次中斷面彎曲部分的彎曲角，對型鋼的質量影響極大。

據文獻[1]對C型鋼彎曲角的確定，建議如下：由于臨界彎曲角隨著彈性模量、腹板寬度、厚度的增大而減小，隨著腿長、強度極限、彈性極限的增大而增大，故當板坯材質一定時，則成品的腿長較長時，彎曲角可大一點；厚度和腹板寬度大時，彎曲角宜小一些。

參考文獻：

[1]劉向東，高麗華，王成軒.影響冷彎C型鋼臨界彎曲角因素綜合分析[J].機械設計與研究，1998，1：57-58.

[2]兌關鎖.冷彎型鋼縱向變形的理論分析及計算[J].鋼鐵研究學報，1997，9（2）：18-21.

[3]李國忠，王長春，鄭冬蜜.冷彎型鋼變形特性分析及實驗測定[J].江蘇冶金，1990：62-6.

[4]李景芳，習榮堂.冷彎成型力能參數研究[J].重型機械，1994，1：47-50.

[5]周瑛.輥式成型過程的彈塑性大變形樣條有限元模擬[D].東北重型機械學院博士學位論文，1996：36-49.