机械装备
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Mechanized Equipment
2017年8月下
杨龙允，梅林强，孔伟进，曹高华，袁凤如，许晚君时规带
（山东科技大学机械电子工程学院，山东 青岛 266590）
摘 要：冷轧成型是复杂成型工艺之一，产品质量高度依赖于工艺参数。冷轧成型产品在生产过程中会出现各种各样缺陷。其都是由于生产工艺不够先进，工艺参数设置不当造成的。文章分析研究了辊弯成型的一些研究现状及工艺参数的设置，这对提高辊弯产品的生产效率及生产质量有着重要影响及意义。关键词：冷轧成；工艺参数；成型缺陷中图分类号：TG386.31 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2017）16-0051-01 1 辊弯成型简介
辊弯成型是一个连续的板材成形过程，通过使用多个旋转辊逐渐形成到所需的形状。其成形过程与其他成形工艺相比，辊弯成型工艺具有生产速度快、成本低、提高尺寸精度等优点。辊成形工艺允许生产复杂型材的零件。
2 辊弯成型产品缺陷介绍
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板材在辊弯成型过程中，冷轧成型最常见的缺陷是与形状相关的，对板材成型质量的影响因素有很多。在实际生产过程中存在着很多的缺陷，主要包括、扭曲、边波、角部褶皱（鲱骨波纹效应）、裂纹、中心（袋形）波、纵向弯曲、中部横截面（端部效应）和波纹板的非均匀回弹变形。为了满足汽车行业对零件形状和工艺稳定性的严格的公差要求，商业CAD 和FEA 系统越来越多地用于研究和优化轧辊成型工艺，并且一些以前的数值研究已经揭示了预测行为与纵向边缘的实验结果的良好相关性应变，辊荷载和扭矩以及形状缺陷。
3 辊弯成型的应用
由于高强度和更好的能量吸收，先进的高强度钢被广泛应用于汽车工业，特别是双重钢。在汽车工业中用先进高强度钢制造其结构和碰撞部件。先进的高强度钢的出现，可以使汽车重量更轻，排放量更衣架钩
集成电路设计流程低。弯曲成型方法是制造弯曲成型和辊压成型等汽车部件的常用方法。弯曲成形是形成金属部件的传统方式，而辊轧成型是另一种流行方式形成金属部件。轧辊成型产品具有质量高，效率高，成本低的优点，所有这些特点使得成型辊在汽车制造中具有竞争力[1]。
采用先进的高强度钢的主要缺点是高回弹量和不可接受的产品质量。这是由于相比于传统的低强度钢，高强度钢具备较高的材料强度导致更高的残余应力和弹性恢复。严格的尺寸公差强加在汽车零部件上，这与辊弯成型传统应用于房屋建筑产品（尺寸精度要求不特别严格的水槽，屋顶，窗户）形成对比。为了提高超高强度钢辊弯成型加工过程的优化和零部件质量，研究已经越来越集中于对过程监测和控制技术的开发。
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4 辊弯工艺参数及学者研究
辊弯成型零件的形状取决于材料、零件大小和工艺参数。工艺参数为弯曲角度增量、带材厚度、截面的凸缘厚度、截面的腹板厚度、辊和带接触中的摩擦力，辊的速度和辊架之间的距离。凸缘边缘比中线跨距更大导致在凸缘边缘产生纵向应变。纵向边缘应变的级别和分配表明了辊弯成型产生缺
陷的显著因素，例如：纵向弯曲、扭曲和曲面。为了引入过程监控和在线成型补偿，工艺缺陷、材料和工艺参数对纵向应变的影响同时高强度钢（AHSS）和（UHSS）成型的最终形状同样需要了解[2]。
根据多位学者研究，影响纵向边缘应变峰值的形状参数是材料的厚度、宽度和卷边长度。另外，例如成型角、站间距离、辊底直径和材料屈服强度等工艺参数和几何参数同样起着重要的作用。实验研究表明研究这些参数对纵向边缘应变的影响是有限的，可能因为获取辊弯成型过程中的应变值很困难。有位学者所做的数值研究实验表明纵向边缘应变峰值随着材料屈服强度的增加而增加；观察的U 型槽结构的数值研究有着相反的趋势。所有以前的实验研究都局限于传统的和较软的材料等级，因此可能不为卷钢和超高强度钢的成形性。其他科研人员使用计算机进行冷轧成型分析的仿真程序。该数值程序用于分析简单的横截面轮廓，如U、V 和C 通道。他们的结果表明，得到的残余应变数值小[3]。
5 辊弯成型试验
辊弯试验研究使用的材料一般为钢制板材或者铝合金板材。其力学性能通过ASTM-E8标准的拉伸试验基础测量。测试一次或者为了获得更高的准确度重复三次，画出应力应变曲线图。其机械性能是屈服应力，极限拉伸强度，加工硬化指数，加工硬化系数和伸长率，用于模拟板材的塑性行为。在实验室规模的成型机上或者工厂车间成型机上进行实验，每个辊架包括两个成形辊，都能轴向移动和旋转，在成形辊沿着可变轨迹移动时，辊成型过程可生产具有可变轮廓的部件。
6 结束语
文章通过了解辊弯成型产品，对其成型缺陷进行分析研究，成型参数对辊弯产品有着重要影响。还了
解国内外学者对辊弯工艺研究，这对今后提高辊弯产品的生产效率和质量有着重要意义。参考文献：
[1]付志强.异形管连续辊弯成型工艺及计算机辅助设计系统研究
[D].燕山大学,2014.[2]杨艳明.车用波纹板及变厚度圆管辊弯成型设计与分析[D].大连
理工大学,2013.[3]丁新桥.柔性辊弯成型仿真研究[D].北方工业大学,2010.音箱的制作
（收稿日期：2017-8-9）
——————————————作者简介： 杨龙允（1991-），男，山东菏泽人，研究方向：机械工程。
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