汽车冷弯型钢成型规律的理论探讨及对成型工艺的建议

赵生莲

摘 要： 本文从理论上探讨了厚度对冷弯成型影响规律的分析，翼缘长度及成型角度对成型影响规律的分析，提出了冷弯C型钢成型工艺的几点建议。

关键词： 冷弯成型 厚度 翼缘长度 成型角度 C型钢

由于实际辊式冷弯成型生产中的等效应力及横纵向应变均不易测量，且有关冷弯成型的文献资料很少，冷弯成型的基础理论研究非常薄弱，故本文只能粗略地对冷弯型钢成型规律进行理论探讨。

1.厚度对成型影响规律的分析

如图1所示，R为成型处的弯曲半径，S为带材厚度，影线部分代表变形沿厚度的分布状态。从图中可知，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。

实际上可看成平缓过渡区（即变形区）长度；a可看成翼缘长度；α可看成型角度增量值。

从式（4）可看出，边缘纵向拉应变和拉应力随着翼缘长度的增加而增加。翼缘长度的增加，必造成成型时纵向拉应变的增加。

从式（4）还可知，成型角度变化越大，边缘纵向拉应变和拉应力也随之增大。

3.对冷弯C型钢成型工艺的建议

1.关于板带边缘皱曲问题的工艺讨论

在辊弯成型中，板带边缘发生皱曲而呈“波浪形”的原因在于变形过程中边缘部分受到的纵向拉伸变形大于其他部分。如果这种纵向拉伸变形在弹性变形范围，则边缘会恢复到原来长度而不产生“波浪形”。

为了便于现场加工制造，将上辊的锥形辊型化为平辊。这种设计方法便于成型辊的加工及现场安装和位置调整。

2.对冷弯C型钢弯曲角选取的建议

从上面分析可知，产生边缘皱纹的原因是带材变形部分弯曲角过大所致。因而在冷弯型钢生产过程中，正确选择每一道次中断面弯曲部分的弯曲角，对型钢的质量影响极大。

据文献[1]对C型钢弯曲角的确定，建议如下：由于临界弯曲角随着弹性模量、腹板宽度、厚度的增大而减小，随着腿长、强度极限、弹性极限的增大而增大，故当板坯材质一定时，则成品的腿长较长时，弯曲角可大一点；厚度和腹板宽度大时，弯曲角宜小一些。

参考文献：

[1]刘向东，高丽华，王成轩.影响冷弯C型钢临界弯曲角因素综合分析[J].机械设计与研究，1998，1：57-58.

[2]兑关锁.冷弯型钢纵向变形的理论分析及计算[J].钢铁研究学报，1997，9（2）：18-21.

[3]李国忠，王长春，郑冬蜜.冷弯型钢变形特性分析及实验测定[J].江苏冶金，1990：62-6.

[4]李景芳，习荣堂.冷弯成型力能参数研究[J].重型机械，1994，1：47-50.

[5]周瑛.辊式成型过程的弹塑性大变形样条有限元模拟[D].东北重型机械学院博士学位论文，1996：36-49.