輥式冷彎成型是以金屬薄板或帶卷為原料,并通過(guò)多架裝配了具有一定形狀的成型輥對(duì)坯料逐架次進(jìn)行彎曲變形,從而得到均一最面的產(chǎn)品的塑性加工方法。
一般每架成型機(jī)裝有一對(duì)或多對(duì)成型輥,每列成型機(jī)組由兩架以上的成型機(jī)組線。在輥式冷彎成型過(guò)程中只有彎曲變形。除坯料彎曲角局部有輕微減薄外,變形材料的厚度在成型過(guò)程中保持不變。這種加工方法特別適合于外形縱長(zhǎng)、批量較大的高精度產(chǎn)品的加工,此外,在輥式冷彎成型過(guò)程中,可以很容易地將沖裁、打孔、壓印、縱彎等輔助加工引入進(jìn)來(lái)。
輥式冷彎成型工藝可分為四種,即單張(或單件)成型工藝、成卷成型工藝、連續(xù)成型工藝和聯(lián)合加工工藝。每一種工藝都可分為3個(gè)階段,即成型前坯料準(zhǔn)備階段、成型加工階段、型材精整階段。
單張成型工藝就是預(yù)定尺坯料的成型方法。這種方法在坯料成型之前將坯料切成定尺長(zhǎng)度,然后用送料輥將坯料送進(jìn)成型輥,成型后的型材不必經(jīng)剪切即可收集入庫(kù)。采用這種成型工藝的成型輥的速度一般在15~75m/min.這種工藝主要應(yīng)用于小批量、成型后型材鋸切比較困難的情況下。采用單張成型工藝成型機(jī)組的設(shè)備較簡(jiǎn)單、工具費(fèi)用少、投資低。但用這種生產(chǎn)工藝得到的型材邊部縱向拉伸較大,因而只有利用側(cè)立輥才能得到比較精確的產(chǎn)品形。
成卷成型工藝和連續(xù)成型工藝基本相同,所不同的是連續(xù)成型時(shí)前一卷帶材的尾部與后一卷帶材的頭部經(jīng)過(guò)齊對(duì)焊,使坯料帶材連續(xù)不斷地進(jìn)人成型機(jī)進(jìn)行成型。而成卷成型時(shí)帶卷頭尾不對(duì)焊,進(jìn)行單卷供料成型。與單張成型工藝相比,這兩種成型工藝更加高效、高產(chǎn)、通用。這兩種成型工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是:
①. 帶卷成本低、切損少,因而降低了材料總成本。
②. 由于需要的成型機(jī)架數(shù)少且不需要額外的導(dǎo)衛(wèi)裝置,因而工具成本低。
③. 可以加工形狀比單張成型工藝更復(fù)雜的型材。
④. 型材的頭尾部扭曲及張開度減小。
⑤. 由于操作幾乎是連續(xù)的,因而生產(chǎn)率得到提高。
但這兩種成型工藝需要開卷機(jī)、活套器、對(duì)焊機(jī)、定尺飛鋸或飛剪等輔助設(shè)備,因而其機(jī)組設(shè)備投資較大、占地較大。成型機(jī)組的成型速度一般為30~90m/min.目前投產(chǎn)的絕大多數(shù)輥式冷彎成型機(jī)組均是采用這兩種工藝,因此后面將以這兩種成型工藝為例進(jìn)行重點(diǎn)闡述,圖5-1給出了其工藝流程示意圖。
聯(lián)合加工工藝用于加工具有特定要求的冷彎型鋼,如高強(qiáng)度冷彎型鋼、閉口焊接冷彎型鋼、熱處理強(qiáng)化冷彎型鋼、周期波紋板沖孔冷彎型鋼,涂層冷彎型鋼等。聯(lián)合加工成型機(jī)組的設(shè)備最復(fù)雜、投資最高。根據(jù)產(chǎn)品的要求這種機(jī)組可包括如下設(shè)備:直縫焊機(jī)、對(duì)焊機(jī)、輥式?jīng)_孔機(jī)、輥式壓印機(jī)、涂層機(jī)、熱處理設(shè)備等。
輥式冷彎成型是用一組成型輥將帶材逐漸壓彎成所需的斷面型材,現(xiàn)以冷彎角鋼為例,圖5-2是由4個(gè)機(jī)架組成的輥式冷彎成型機(jī)組,第一機(jī)架完成帶材的平整和送進(jìn)工作,第二~第四機(jī)架各承擔(dān)一定的壓彎成型任務(wù),使帶材通過(guò)后被彎曲壓制成角型材。每一對(duì)成型輥所分擔(dān)的彎曲變形量,決定了該機(jī)架孔型設(shè)計(jì)的基本尺寸。不過(guò)至今的孔型設(shè)計(jì)主要還是依靠經(jīng)驗(yàn)的積累,尚缺乏理論解析方法。