金属结构成形.doc

金属结构成形基本概念成形：将坯料加工成各种形状的工艺称为成形。 金属成形主要属于塑性变形范畴，要求面形的材料具有较高的延展性能和韧性、较低的屈服比（GsGb）和时效敏感性（指材料的应力释放性、抗裂性）。一般要碳钢（Q235）的延伸率16%，屈强比（GsGb70），低合金钢（16mm）14 GsGb80，否则成形性能差，需采用一定的工艺措施（例如预热、热处理后再次成形等）。成形方法：手工成形 、机械成形l 手工成形手工成形是用手锤或手动机械使钢板和型钢成形的方法，根据成形材料的温度高低分为冷成形和热成形。一、板料手工弯曲成形板料弯曲分折角弯曲和圆弧弯曲，当弯曲半径较大时为圆弧弯曲；当弯曲半径很小或等于零时为折角弯曲。1、折角弯曲：弯曲前先划出弯曲线再进行折弯。2、圆弧弯曲：圆弧弯曲是将板料弯成圆柱面、圆锥形或圆管形，弯曲前也要先划出弯曲时的锤击基准，通常时先弯两端，再弯中间部分。二、型钢手工弯曲成形 型钢由于重心与力的作用线不在同一平面上，型材除受弯曲力矩外，还受到扭矩的作用，所以弯曲后型钢截面会产生畸变；型材的变形程度决定于应力的大小，弯曲半径越小，相应的应力就越大，型材的畸变程度也就越大，为了控制应力和变形，刚规定了最小弯曲半径，不同型钢的断面不同，其最小弯曲半径R也各不相同（见P162页表7-1），在弯曲时应设法减小其截面的变形，故型钢手工成形有冷弯和热弯之分，当弯曲半径较大时可采用冷弯，弯曲半径较小时，则采用热弯。 对于特殊的角钢的弯曲，它分为内弯和外弯，有开切口弯曲和不开切口弯曲两种。1、角钢不开切口弯曲此类弯曲一般在弯曲模上进行，但由于弯曲变形和弯曲力较大，多采用热弯。在弯曲前先划出弯曲区域，两端适当放一定余量，然后将弯曲部分加热，加热温度适材料而定，碳钢（Q235-A）的加热温度不得超过1050，否则材料会因温度过高而烧坏。2、角钢开切口弯曲角钢开切口后，由于只有立面的翼边弯曲，所以弯曲力较小，在一般的弯模上就可以完成，翼边较厚的，可适当加热后再弯曲。三、管子手工弯曲成形手工弯管适用于无弯曲设备、单件、小批量生产，其产要工艺有：灌砂、划线、加热和弯曲等。l 机械成型机械面形是依靠机械设备将坯料加工成各种形状的成形方法，根据成形设备和方法的不同，有压弯、卷弯的拉伸等。一、卷弯在卷板机上对板料进行连续三点弯曲的加工方法称为卷弯1、卷板机分类和常用卷板机1）、卷板机分类2）、常用卷板机2、卷弯工艺钢板卷弯由预弯（压头）、对中和卷弯三个步骤组成。1）、预弯由于对称式卷板机工作原理可知，板料滚弯时两端总有剩余直边，理论上对称三辊卷板机剩余直边长度为两下辊中心距的一半，但实际的剩余直边长度要比理论值大，而剩余直边部分在弯曲时是得不到弯曲的，所以要进行预弯，预弯的长度一定要大于理论剩余的直边长度。预弯的方法有：手工预弯、压力机预弯、在三辊卷板机上用楔形块预弯三种在预弯中应经常用弯曲样板检查弯曲曲率，使预弯达到预定的弯曲半径。如果弯曲不足，会造成外棱角缺陷，过大会引起内棱角缺陷。2）、对中对中的目的是使工件的弯曲线与辊轴线平行，以保证卷弯后的工件形状准确，否则弯曲后工件将会出现扭斜。3）、卷弯板料对中后，调节上下辊下压即可进行卷弯，通常采用多次进给法，逐步加奢卷弯，直至成形。卷弯的方法有：圆柱面滚弯、圆锥面卷弯、加热卷弯。P52页二、压弯 压弯是根据金属材料成形的塑性变形特点，利用模具对板料施加外力，将金属材料从弹性变形过渡到塑性变形，使它弯成一定角度或一定形状的加工方法，因此压弯时会出现变形和回弹。1、压弯时的变形 开始压弯时，材料处于弹性变形阶段，当外力消除后，材料会恢复到原来形状，当不断加压直至材料与模具紧密贴紧时，即弯曲半径等于凸模的半径时，就达到了预定的要求。2、弯曲回弹 弯曲成形时，材料由弹性变形过渡到塑性变形，由于材料在塑性变形的同进还存在着弹性变形；当弯曲力除去后，其弯曲角度和弯曲半径与模具的形状、尺寸是不相一致的，这种现象就是回弹。 由于回弹会影响制件的弯曲质量，故在弯曲工艺中，通常采用加压矫正法来减少回弹。加压矫正法：在弯曲终结时继续加压，以增加材料的塑性变形，使拉、压两区域的纤维的回弹趋势相互抵消，从而减少回弹量。3、压弯工艺 压弯可按材料温度高低分为冷压和热压两种冷压：是在常温下压制，一般适用于薄板，其操作方便，表面质量好，但有一定的回弹。热压：是将材料加热到一定的温度，一般适用于厚板，热压时，压弯力和回弹均较小，但表面质量较差（有氧化皮）。 在实际操作时，可根据压弯件的不同温度、不同形状和不同的模具而采用不同的压弯工艺，常用的压弯工艺有自由压弯法和专用模具压弯法。自由压弯法：一般是用通用的压弯模对材料进行自由压弯成形的方法。专用模具压弯法：一般是用针对产品而设计的专用模具对材料进行压弯的方法。4、折边 将工件边缘压扁成叠边或压弯成一定几何形状的加工方法，折边一般可提高薄板的强度的刚度二、弯管1、常用弯管的方法 机械这张管方法：压弯、滚弯、回弯和挤弯2、有芯弯管 芯轴的形式：圆头、尖头式、勺头式、单向关节式、方向关节式和软轴式等多种。 弯管时，将管子置于弯管机的弯管模上，穿入芯轴，调整好芯轴的超前量，夹紧管端，然后启动弯管机进行弯管。 有芯弯管适用于相对直径较大而壁厚较薄的管子。3、无芯弯管 无芯弯管：是在弯管机上利用反变形法来控制管子断面的变形。弯形时，管子在进入弯曲变形区前，预先给予一定量的反向变形，而使管子外侧向外凸出，用以抵消或减少管子在弯曲时断面的变形，从而保证弯管的质量。4、无芯弯管与有芯弯管比较无芯弯管较有芯弯管优越，故得到广泛地应