滚压工艺简介
冷弯成形(Cold Roll Forming)是一种节材、节能、?高效的金属成形新工艺、新技术。冷弯成形是通过顺序配置的多道次成形轧辊，把卷材、带材等金属板带不断地进行横向弯曲，以制成特定断面的型材。在辊式冷弯成型过程中只有弯曲变形。除坯料弯曲角局部有轻微减薄外，变形材料的厚度在成型过程中保持不变。这种加工方法特别适合于外形纵长、批量较大的高精度产品的加工。
钢门窗料型采用辊式连续冷弯成型工艺，成型时前一卷带材的尾部与后一卷带材的头部经对齐对焊，使坯料带材连续不断地进入成型机进行成型。这种成型工艺高效、高产、通用。这种成型工艺的主要优点是:
(1)带卷成本低、切损少，因而降低了材料总成本。
(2)可以加工形状复杂的型材。
(3)型材的头尾部扭曲及张开度减小。
(4)由于操作几乎是连续的，因而生产率得到提高。
冷弯成形的产品用于建筑、汽车制造、矿山机械制造、农业及轻工机械制造、造船及交通运输、石油化工电力工业、仪器仪表、集装箱、纺织机械、高速公路、金属货架、民用电器及日常用品制造等各个领域，在经济发展中起着很重要的作用。
尽管采用冷弯成形工艺已达到很大的生产量，但它仍被普遍认为是一种“未掌握的艺术”(Blank Art)，还未上升为科学。主要原因是冷弯成形作为一种金属成形加工新技术，本身具有的特点和规律尚未被人们完全掌握和认识。
彩板门窗型材的成型绝大多数采用辊式冷弯成型。这是因为这种工艺的生产效率高（成型速度10-30m/min）、成型精度高（尺寸控制精度0.2-0.5mm）、大批量生产的成本低（成型加工费1000元/t左右）。
图5-1 塞柯（SERCONSULT）公司的彩色门窗型材轧机
我国自1986年从意大利塞柯（SERCONSULT）公司引进彩色门窗生产线，目前已有70多条门窗型材生产线，生产能力达到15万吨足以满足门窗行业的需要。
目前国内钢门窗型材生产厂家所采用的成型机，基本上和塞柯公司的类似。这种成型机一般由24-32道水平辊机架和矫直辊机架组成。按型材成型要求配置不同辅助变形辊和立辊。水平辊是传动机架，承担变形的主要任务。辅助辊是被动的，设立于两架水平辊间或成组设立，主要作用是对平辊无法压实的盲角部分变形、并减少水平辊的道次。立辊设置在水平辊孔型的同一平面内，用于最后几道的边部成型。对于咬口的封闭街面，还要设置芯子、拉杆、咬口压痕等部件。
轧机的压下形式可分为螺旋机械压下和液压压下。机械压下成本较低，液压压下操作方便。传动方式为万向轴式，上下水平辊可有较大的调整范围，以适应多品种门窗型材的生产。为便于轧辊的更换，外侧机架与底板多为可翻转的铰链连接。
图5-2 钢门窗辊式连续冷弯成型工艺示意图
1-带卷2-开卷机3-坯料4-对焊平台5-加热6-贴膜7-进料8-成型机9-辅助辊10-驱动平辊1
1-矫直台12-飞锯切断13-储料台
彩板门窗型材的一般生产工艺为：
开卷——纵剪——红外线加热——贴膜——成型轧制——矫直——切断——打捆
也有企业为了降低成本，略去了红外线加热和贴膜工序，这种情况下，对成型轧制轧辊的表面和生产控制有更高的要求。
第二节型材展开尺寸计算
型材展开尺寸是确定纵剪下料的依据。生产中通常根据理论计算值先确定基本的尺寸，然后根据实际轧制情况作一些调整。如果算法选得比较好，计算机也能直接给出准确的结果。
一般可按图形分析法计算坯料宽度，复杂断面要用计算机程序进行精确计算。料宽通常按断面中性层长度决定。一般认为中性层不经受弯折或横向拉伸变形。计算出的结果再考虑弯折处金属变薄及横向拉伸而加以修正。一个门窗型材，不管其外形多么复杂，总是由直线和圆弧单元组成的。要确定一个给定型材所需要的带宽，把它划分为直线段和圆弧段后，沿中性线对各段长度进行求和。
各弯曲段对应的带坯宽度由弯曲角的大小和中性线所对应的弯曲半径(称为名义弯曲半径，所确定，即
W= rmα
式中W一一弯曲段长度，mm;
rm一一名义弯曲半径，mm
α一一弯曲角角度，rad.
名义弯曲半径rm为:
rm =r+kt
式中r一弯曲角内径，mm
k 一系数(弯曲因子)
t一带坯厚度，mm.
不同的研究者对弯曲因子k选取的数值不同。卡尔特普罗菲尔(Kaltprofile)推荐的k值如下：
美国《金属手册(第九版)》推荐的k值计算公式为(参见图5-3)
图5-3 中性线位置与相对弯曲半径r/t的关系
美国金属学会推荐按下表计算k值：
按德国DIN6935标准，k值的计算公式为：
上式可以重新整理为：
计算板带宽度的公式有很多，需要注意这些公式的导出条件及其适用范围。
Proksa方法是根据非线性微分方程公式，由龙格-库塔（Runge-Kutta）法求出的；Bogojawl enskij方法是由数学统计方法得出的，适用于U型断面壁厚1-8mm，r=5-35mm,弯曲角0-90度，板带宽度为100-350mm；德国工程师协会标准VDI3389是根据边缘变形角为90度的精确试验结果得出的，适用于V或U型断面；Oehler方法适用于弯曲角为30-150度。
总之，弯曲因子k值主要取决于弯曲内径与带坯厚度的比值,而基本上与弯曲角的大小无关。如弯曲角内径为零，弯曲角分别为90和180度时,对应的弯曲段长度为1/3t和2/3t。因此，在实际生产中计算带坯宽度仅考虑r/t的影响，材料在弯角处减薄较多或材料的强度很高时需要考虑材料的影响。
图5-4 是一个专利产品,30平开窗的一个料型。对于这样一个比较复杂的断面，采用计算机计算是非常方便的。表5-1给出了按不同公式计算得出的数据。
图5-4 30平开窗料型断面
表5-1 30平开窗料型展开宽度计算值mm
第三节轧辊的计算机辅助设计（CAD）技术
目前冷弯型钢正朝着高精度的方向发展。以彩色钢板门窗料型为例，为保证良好的气密性、水密性，料型的制造公差在±0.3mm左右，相应地轧辊的制造公差也应控制在0.02～0.03mm 之间，这对于复杂轮廓的截面来说，用普通的人工设计及手工制造来说是不可能达到的。
对于冷弯成形行业，初级的ＣＡＤ系统是以计算机辅助绘图为主要功能的。由于手工设计时，无法在一张图纸上画出二、三十道次的变形辊花图，因而在设计每一道轧辊时需要进行坐标的转换，使得计算工作量相当大和繁琐。利用计算机作图极大地简化了这一过程，通过编制的专用程序，可以很快地作出辊花图和轧辊图。但是只解决计算作图是远远不够的。门窗料型要求有良好的气密性和水密性，几何精度要求高；表面质量要求也极高，不允许擦伤彩色
涂层；而彩色钢板的厚度一般较薄(0.6-1.0mm)，板带料宽达200-400mm；这就极易产生翘曲和折皱等冷弯缺陷，是目前工程应用中亟待解决的问题。解决好这一难题对冷弯成形工艺具有普遍应用价值。
冷弯型钢行业采用计算机技术是从轧辊的孔型设计开始的，轧辊的计算机辅助设计（即CAD）技术在国内应用已有近十年的历史。?问题是在多大程度上可“辅助”人们完成设计。一般的C AD?代替了人工计算与出图，缩短了轧辊的设计周期，但这种设计依赖的仍然是几何关系和设计者的实践经验。
目前的CAD要向更高的层次发展。一是向自身内涵的深度发展，?用计算机技术分析成形过程的应力、应变，为确定成形工艺提供模拟方法，为实际生产提供最优的辊型设计。二是向外延扩展的广度发展，用计算机技术不仅完成轧辊设计，还要实现辅助制造、生产管理、成本核算、质量控制，即实现设计制造一体化（CAD/CAM?）甚至是计算机辅助工程（CAE）和计算机集成制造（CIMS）技术。由德国data M开发的COPRA是解决辊弯成型设计的集成软件。
对用户来说，一个好的冷弯型钢轧辊设计软件应具有良好的界面，能适应不同的轧机参数，?能实现多种方法的设计。?COPRA?是在微机上AutoCAD平台运行的一个优秀软件，?该软件系统地归纳总结了冷弯成形领域的理论成果、相关的标准规范以及大量的实验数据和经验。可计算显示弯曲应变水平，计算各种材料的回弹，优化成形过程，用户可以自己定义参数存入数据库。从断面设计到轧辊制造、成本核算的全过程都可以由计算机很快地完成。
冷弯型钢计算机辅助设计应有完整、系统的理论体系支持，例如计算板料宽度应提供有关的行业标准或Proksa、Bogojawlenski?等计算方法。根据不同的材料，给出回弹计算结果，修正辊型设计参数，能够设计彩色钢板、不锈钢板、多种金属的合金板等。根据断面计算出截面面积、重量、重心坐标、几何惯性矩、截面模量、扭转几何惯性矩、载荷中心坐标、失稳参量计算等，为断面设计提供基本力学参数，为生产工艺过程提供变形力学分析依据。应力、
应变计算功能，采用FEM、?能量法等对冷弯变形过程计算，给出最大应变值、应力分布状况，不断优化设计结果。数据库管理功能，存储用户自定义的企业标准、实验数据、经验公式，存储和管理本企业的型材断面资料、轧辊资料、库存管理等。能进行辊的成本核算，直接给出锯切下料表、成品辊的重量。
在进行冷弯型钢轧辊设计之前，要先确定轧机的参数文件。如机组辊的排列方式、轧辊轴线的位置、驱动直径、各架次的传动比等。这些参数可由人机对话的方式输入，也可写成相应的数据文件。一个生产厂可按不同的机组，确定几个参数文件，设计时只要选择对应的轧机文件即可。轧辊设计的有关参数，例如平辊的内径结构尺寸、最大轴向长度，轧辊的最大、最小直径，立辊的内孔结构尺寸等都可由参数文件确定。对于具体的生产企业，上述参数只需一次确定即可。在实际设计时，只要输入截面的外形尺寸，计算机就能够排出各道次的辊花图，?随后可利用轧辊的编辑模块设计出轧辊的零件图。
由于设计软件可以根据给定的参数，指导设计者确定每一道轧辊的设计和装配关系，因而轧辊的安装、调整就不会出任何问题。一旦超过极限值，就会得到一个错误或警告信息。设计者可预先了解下辊和上辊辊环的间隙，是否会发生碰撞，轧辊的最大直径是否会超过机架的最大开口度，以及是否在轧辊的端面上有足够的位置做标记槽。
一般的计算机设计软件中虽然都包括了尺寸标注功能，但逐一地标出全部尺寸，仍是费时费力的枯燥工作。提供给用户一个专门的适用于尺寸标注的软件包，这包括单件轧辊尺寸的自动标注、配辊平面图尺寸的自动标注、自动标注孔型尺寸等功能。尺寸标注是自动执行的，用户可以对标注的尺寸移动和修改。因为这一过程是自动进行的，不但可以节省大量的时间，而且可避免尺寸的漏注和错标。
根据不同的用户需求可选择不同的尺寸标注方法。设计者可以选择轧辊轮廓的自动标注、适用于数控加工要求的自动尺寸标注。需要说明的是，采用计算机数控方法加工要按相交点和切线方式标注尺寸，这样可节省数控编程的时间和避免错误。
有键槽和标记槽的轧辊图以及装配平面图可自动地画出来。图纸可以按选定的半剖或全视图的方式绘制。为了方便用户应用该软件，开发了相应的汉字化环境，提供了中文菜单，中文对话框。用户可以方便地选择图幅和标题栏，能在图上按我国标准注出表面粗糙度和形位公差，用汉字写出技术要求等。
过去，要设计出好的轧辊，设计者必须有丰富的实践经验和“技术绝窍”。在确定成形工艺即辊花设计时，主要的决定是由工程技术人员作出的。在完成一套轧辊的设计之后，设计是否成功，在调试过程中是否会出严重的问题等，都是设计人员十分关注的问题。
现有的大多数软件只能够作出几何设计，尚未提供一种可靠的预先检验、评价设计质量的方法。计算机辅助设计的优势，不应仅仅是节省人工、缩短设计周期，更重要的是实现人工设计无法做到的弯曲成形模拟技术，使得设计者能通过计算机预测实际结果。
采用变形技术模拟软件能够用最短的时间计算出纵向发生的应变，得到与有限元类似的精确结果。用户根据这些新的模拟方法，不用大型计算机和专业的软件工程师就可以优化自己的轧辊设计。辊弯成形的工艺过程可由该软件模拟给出。产生的彩色图形清楚地显示板料在什么地方产生过度变形，为避免设计失误和优化设计提供了直观可靠的判定依据。
对于料型断面比较复杂而板较薄的彩色钢板和不锈钢门窗，要使其在弯曲过程中不出现波浪、皱褶等缺陷，最重要的是使其在成形的纵向不产生塑性应变。最新的研究成果表明，无论多薄的板料，在变形区的应变状态总会有拉伸和压缩两种应变的交变，而拉伸和压缩的应变在板的不同层面上又显出不同的分布。只有在板的各层上都保证非弯区域各点的应变都不超过材料的弹性极限，才能保证稳定地成形。
下山法成形在冷弯型钢的轧辊设计中是常用的方法。这种方法的目的是为使板坯边缘区域得到最小的边部应变。为使计算简单，通常采用轧制基准等量下降的方法。最近的研究表明，这种轧制基准等量下降的方法并不是应变值最小的。一种称为边部应变最小的成形方法是只有借助于计算机的手段才能实现。对于高断面的薄壁冷弯型钢生产，这种成形方法可得到更
好的边缘质量以及减少轧件的生产缺陷。
这一新的模拟技术可在个人计算机上应用，这特别适合我国企业的情况，为用户学习、改进轧辊设计技术提供了方法。即使用户无计算机经验，或缺少设计经验也可预先选择视点，根据需要显示出全部轧辊的三维视图，从上部或侧面观察整个成形过程。对于小轧机能否轧出较大规格的断面，也可根据计算机显示的结果判定相邻轧辊是否会产生干涉。
模拟技术可根据不同的材料特性、轧机参数给出相应的结果，各种冷弯异型截面成形都可给出应变分析的结果。此外，这一技术对冷弯型钢设备的生产厂改进和优化机组参数提供了很好的方法。图5-5. 是用COPRA实现30平开窗料型变形部分道次的过程模拟。
图5-5. 用COPRA实现30平开窗料型变形过程模拟
我们曾用该软件的变形模拟技术为国内多个厂家作过分析模拟，计算机给出的结果与实际情况吻合的相当好。过去生产的一些料型，虽然也采用了计算机设计，但只能根据几何关系设计孔型，对实际轧制情况无法判断和模拟，在调试过程中也出现过一些问题。我们用这一新的模拟技术验证，结果与实际情况完全一致。有了模拟手段，设计质量就能采用最优化技术，我们曾根据用户厂里现有条件，采用五道变形就完成了原为十一道才能作出的一个严重不对
称的截面，并一次试轧成功。
第四节彩板门窗型材变形工艺及设计特点
型材变形工艺图俗称辊花图，是根据型材的成品断面，按照与成型顺序相反的步骤展开，叠加在同一平面内，象一朵开放的花型。通过这样的花型图，设计者可以了解型材的变形情况，配置相应的轧辊孔型。图5-6是图5-4截面的变形工艺叠加图。图5-7是该料型的变形工艺排列图。
图5-6 30平开窗料型变形工艺叠加图
图5-7. 30平开窗料型变形工艺排列图
彩板钢门窗料采用彩色涂层钢板为原料经辊弯成形工艺制成。为保证门窗的强度采用封闭截面。焊接方法将破坏钢板表面，因而广泛采用了咬口结构。为避免咬口过程中发生干涉，避免对彩色涂层表面的损伤，同时也保证门窗的气密水密性及配合要求，要求辊型设计及制造达到较高的精度。辊的表面粗糙度Ra ≤ 0.63μm，辊的圆周速度尽可能接近驱动速度，若辊的线速度差较大时，设计上应采用空转结构。
图5-8 用于彩板门窗料型的辅助辊装配示意图
对于一般的辊弯成型，成形辊轴线为水平或垂直两种配置。咬口料型的成形广泛应用了空间结构的辅助辊，这种辅辊结构安装在两道主辊之间，轧辊轴线可为任意倾斜角度，它的结构形式不同于主辊及立辊。图5-8表示了一种辅助辊的装配关系示意。为得到精确的尺寸和形状，在最后的成型道次中采用了芯子。图5-9是彩板推拉钢窗料的成形工艺图实例。
图5-9 彩板推拉钢窗料的成型工艺图
咬口结构是彩板钢窗封闭截面的常见形式。在成型过程中，角简单的180度的一侧通常用4道次成型，另一侧常用6道次成型。
通常上下辊的齿轮传动比为1.3：1，下辊的基准直径为140mm.
第五节轧辊的计算机辅助制造(CAM)技术
彩板门窗型材轧辊是型材成型的关键部件。轧辊的基本特点是：外形轮廓复杂且精度高，轧辊的耐磨性应满足大批量生产的要求。采用常规的机械加工，难以保证型面精度，特别是轴向精度和变形圆角。这就给调试工作带来很大的工作量。
数控加工是CAD/CAM技术中最能发挥效益的生产环节之一，它可以保证产品达到极高的加
工精度和稳定的加工质量，操作过程容易实现自动化，生产率高生产周期短，它与CAD衔接紧密，可以从产品的数字定义产生加工指令，保证零件具有精确的协调性和互换性，容易严格地控制外形和尺寸精度。生产对象的几何形状越复杂加工精度要求越高，设计更改越频繁，生产批量越小，数控加工的优越性就越容易得到发挥。上述特点正适合于门窗型材轧辊的制造。
数控加工中一项主要的任务是数控编程，由于异型轧辊型面复杂，轧辊品种多，编程工作量大，编程速度慢成为制约提高生产率的“瓶颈”。据统计采用手工编程，一个零件的编程时间与机床的加工时间之比，平均约为30：1。因此，要充分发挥数控设备的功能，必须采用先进的计算机自动编程，使用计算机进行数控机床程序编制工作，即由计算机自动地进行数值计算，编写零件加工程序单。目前，自动编程分为两个分支，一个是以ＡＰＴ语言为代表的语言式自动编程系统，它用语句形式描述加工零件的几何形状以及进刀和走刀方法等，这种系统语言词汇丰富，定义的几何类形多，系统庞大，占用内存大，需使用大型计算机，费用昂贵，且不易掌握，需专门的编程人员。另一个分支是交互式图形编程系统，它借助于计算机绘图技术的发展，直接用交互式方式绘制加工零件的轮廓，通过计算和特征点的自动求解，按一定格式输出代码。这种系统从零件图形的再现，走刀轨迹的生成，加工过程的动态模拟直到数控加工指令的生成都是通过屏幕菜单驱动，图形交互式得到的，具有形象、直观、效率高的优点；这种系统还可通过ＤＸＦ文件与其它绘图软件交换数据，有利于实现CAD/CA M一体化技术。北方工业大学开发的ＮＣＵＴ系统就是属于这种系统，同时它还带有加工仿真模块，可模拟加工过程，代替试切加工。该软件是一个集成的微机图形交互式数控自动编程软件，可以进行零件的图形定义和加工的自动编程，当用户定义了零件并确定了工艺参数后；该系统将自动生成数控代码。其功能主要功能包括：
(1) 绘图与编辑功能：
图形绘制：包括多种方式定义点、直线、多边形、轮廓线(多义线)、圆锥曲线、解析曲线和样
条曲线等。命令简单、操作方便，可实现图素几乎全部的定义方法。
图形编辑：包括对图形元素间的过渡（圆角，倒角）、打断、修剪、形成封闭轮廓及拉伸、删除、反悔等。
图形修改：可对图形、某组图形、图块进行多种移动、旋转、缩放、镜象、拷贝等几何处理。
显示处理：可对图形进行局部缩放、充满全屏、移动镜头、中心移动等处理。还可随时打开局部视窗，以便同时观察全部图形和局部图形，并可执形各种操作。
测量与查询：可测量各种尺寸、距离、角度等；还可查询各种图素的图形和属性数据。
辅助操作：网格捕捉、特征点捕捉、各种检取方法等辅助作图手段。
文件管理功能：包括对图形文件存贮、装载、列表、检索
与其它系统可通过ＤＸＦ文件交换图形数据。
(2) 数控编程功能：
准备功能：设置刀库：用于刀具、刀库管理。包括刀库选择，删除，增加，查询；
设置加工参数：设置换刀原点和一系列编程中所用参数。
轨迹计算功能：
自由轨迹：交互式的定义直线/圆弧加工程序；
轮廓车削：沿一轮廓移动刀具；
磨削加工：产生轮廓磨削加工程序。
(3) 代码产生加工模拟功能：
设置后置代码类型：设置产生同种类型的加工代码；
代码输出：输出已编制轨迹加工代码；
加工模拟：对加工程序的实际加工模拟，包括对用户自己编制程序的模拟。
打印代码：将代码输出到打印机；
(4) 轨迹编程功能：
轨迹连接：使用同一刀具的相邻加工轨迹相连，避免返回换刀原点；
轨迹编辑：用于修改已生成的加工轨迹的切削参数；
轨迹删除：删除已存在的不合适的加工轨迹。
对于轮廓中有样条曲线或二次曲线等复杂曲线在生成刀心轨迹前可根据用户对加工离散精度的要求将其离散成多段圆弧。在编程中考虑以下几个方便用户的功能如倒角圆角的多入多出；搭刀点处的自动接刀；很方便利用刀具组的检查刀具干涉等。
利用计算机与数控机床的通讯技术，实现了数控程序的自动传输，缩短了机床辅助时间，减少了代码输入错误，大大提高了机床的利用率，并降低了废品率。
过去，数控程序的输入是靠手工方式一个码一个码地键入，一个较长的程序要十分钟左右，与完成一个零件的精加工的时间相差不多。人工输入很难避免错误，而任何错误都会造成工件的报废或机床事故。采用计算机与数控机床的通讯接口技术，可将编好的程序快速准确地送到数控机床，提高了机床的利用率。
由于实现了计算机与数控机床之间的通讯，几秒钟之内可实现上千条语句的传输。一片普通的磁盘可存储二、三千片轧辊的加工数据。这样做可提高数控机床的利用率，对复杂型面轧辊的精加工，大约可提高利用率40～50%。消灭了人为输入错误，减少了废品，有力地避免了由于程序错误造成的事故。便于辊片数据的保存。重复生产及辊片的修复是十分方便的。
图5-10 加工淬火轧辊的8工位数控车床
彩板门窗轧辊应采用新的切削加工工艺，实现淬火后车削精加工，从而大大提高了产品精度
和产品使用寿命，简化了工艺流程，缩短了产品研制周期。图5-10是用8工位数控车床加工
淬火轧辊。图5-11是数控车床加工的高精度钢门窗轧辊。
图5-11 数控车床加工的高精度钢门窗型材轧辊
由于对轧辊使用性能的特殊要求，轧辊一般都要选择较硬的材料并经过淬火处理，其硬度很高。在以前的加工工艺中，对于精度要求特别高的轧辊，只有在热处理前留一定的余量，热处理后再采用磨削工艺做精加工；对于精度要求不特别高的轧辊，一般在热处理前加工到尺寸，热处理后再采用手工抛光的办法，但这种方法不能消除热处理的变形，轧辊精度特别是形状精度有较大的误差，从而影响金属的成型。
随着制造技术的发展，特别是刀具材料和切削工艺的迅速发展，出现了涂层硬质合金、超硬硬质合金、陶瓷材料、立方氮化硼等新型刀具材料。新型刀具材料的出现不仅大大提高了刀具耐用度和切削加工生产率，提高了加工精度和表面质量，而且解决了许多难加工材料的加工问题，可用车削加工部分代替以前使用的磨削加工，大大提高高硬度淬火材料的切削加工生产率。为此我们经过大量的切削实验和切削工艺参数优化实验，选择了合适的刀具材料牌
号，确定了在数控加工中的切削工艺参数，实现了轧辊淬火后车削精加工，从而大大提高了轧辊精度和轧辊使用寿命，简化了轧辊制造的工艺流程，缩短了新的型钢断面的研制和开发周期，并降低了生产成本
新型轧压弯曲成形加工工艺
从目前成形加工机床市场中的最新技术水平可以看出，对于各种不同的成形加工任务有着不同的解决方案。然而这些不同的解决方案的数量繁多，以至于无法对当前最新的成型技术水平进行评估。现在，一种新的相对弯曲的成形加工工艺技术。
图1 利用更高水平的新型轧压弯曲成形加工工艺技术生产出的精密成形工件这种新型的工艺技术使高强度钢材和铝合金材料的成形加工工艺过程更加可靠。该成形
加工工艺技术涉及弯曲机床中的轧辊，该轧辊机构按照弯曲成形管材的壁厚进行轧制。这种成形加工工艺技术被德国人称之为流动成形弯曲工艺。并由该项工艺技术的发明者Klingelnberg有限责任公司在国际上申请了专利保护。它所采用的弯曲成形技术与到目前为止的任何一种弯曲成形工艺有着根本的不同，如与著名的滚压弯曲工艺有着根本性的区别。
这种新型的成形加工工艺技术提供了全新的成形加工可能性，使得原来无法完成的成形加工任务现在也可以顺利完成。采用这种工艺技术加工的工件具有精确的弯曲变形轮廓、极高的弯曲变形重复精度和很少的变形内应力。可以使用更多种类的材料，从有色金属材料到高强度钢材，可以加工滚压成型的有缝管材和无缝管材，特殊形状的型材以及不同横截面形状的管材等，都可以在这种轧压弯曲加工机床中弯曲成所需的弧形，如图1所示。
型材的成形加工
轧压弯曲成形工艺技术的生产过程可以这样来描述：有缝的和无缝的型材在弯曲模具中经多个轧辊的共同作用而成型。被弯曲的型材在成形加工过程中经历了两种不同的工艺过程。
在轧制工艺过程中，首先按照型材弯曲半径的大小计算出来的轧制尺寸进行壁厚不对称的轧制。根据轧制后型材壁厚的不同，形成型材弯曲半径较长的环形形状。在无缝管材中，芯轴受到的轧滚压力由中心轮承受。在弯曲成形过程中，型材在弯曲轮的作用下得到准确的形状。
在轧制工艺过程中，型材工件的半径大小由中心轮和轧压轮确定成形的“中性层”，这样有可能将型材的塑性变形和弹性变形区域分别处理，从而可以任意确定弯曲线的位置。轧制后材料晶格的流动使型材中几乎没有成形加工中的内应力存在，因此也避免了型材的弹性回弹。
对于屈服极限较低的金属材料，整个弯曲过程可通过轧制一道工序完成。在这种情况下，弯曲压滚承担着弯曲半径的修正工作。对于屈服极限较大的金属材料，例如高强度钢材，轧压与弯曲两道工序的复合是最佳的型材弯曲工艺。由Klingelnberg公司研发的轧压弯曲成型工艺利用轧压产生的材料流动产生型材的弯曲变形，该技术将弯曲阻力减少到了最低程度，这
也是高强度钢材可以进行弯曲成形加工的前提条件。对于高强度的轻合金材料，轧压弯曲成形加工后的材料达到了最终的强度数值，省略了成形加工前的退火热处理和成形加工后的淬火热处理工艺过程。
这种新型轧压弯曲成形工艺的优点是：
●可以在不更换模具的情况下任意改变弯曲的弧度；
●最佳的金属材料晶格结构、较低的内应力；
●可靠完成大半径和小半径工件的弯曲；
●高强度管材和铝合金材料的弯曲；
●很高的表面质量；
●很好的型材横截面形状；
●很高的弯曲成形加工速度。
基于这种技术提供的成形加工可能性，轧压弯曲成形加工机床还可以配备激光扫描装置，利用新的激光测量技术对轧压弯曲工件的加工质量进行检测，该项检测技术同样也申报了专利保护。
集成质量检测装置
在轧压弯曲成形加工机床中可以将整个工件弯曲质量检测系统集成在一个检测装置中，安装在轧压弯曲机床上，在伺服驱动机的驱动下独自运动，对整个轧压弯曲工件的轮廓进行扫描、检测。这种自动化的测量过程保证了舒适、快速完成轧压弯曲工件的质量检验。在完成工件的扫描之后，可在专用软件的帮助下将扫描得到的数据与轧压弯曲成形加工工件的理论数据进行比较、评估。将检测数据反馈给控制系统之后，可以进一步修正轧压弯曲工艺参数，从而首次实现了弯曲成形加工中的闭式控制调节过程。
滚压加工 滚压加工是将高硬度且光滑的滚柱与金属表面滚压接触，使其表面层发生局部微量的塑性变 形后得到改善表面粗糙度的塑性加工法的一种。 我们经常看到铺设道路时，轧路机将凹凸不平的马路压得很平整。滚压工具的加工原理也是如此，用滚柱滚压金属表面，将表面凸起部分碾平,而使凹陷部分隆起，加工成平滑如 镜的表面。与切削加工不同，是一种塑性加工。 被滚压加工的工件不仅表面粗糙度瞬间就可以达到Ry0.1-0.8μm，而且加工面硬化后其耐磨性得到提高的同时疲劳强度也增加了30%等具有切削加工中无法得到的优点。 由于可简单地并且低成本地进行零部件的超精密加工，日益被以汽车产业为首的精密机械，化学，家电等产业广泛采用，发挥了很大的优势。 加工条件 1.加工前表面 由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工后的表面粗糙度受凸起部分的高度 及形状（即加工前状态）的影响。 如果加工前表面状态粗糙（凸起部分高，凹陷部分深），则不能将凸起部分完全添埋凹 陷部分，造成加工表面粗糙。 另外，凸起部分的形状也影响加工后的表面。由车床或镗床单点切削得到的规则的凹凸 形状，且为容易碾压的高度时，可得到最理想的表面。一般加工前的表面状况越好，加工后 的表面状况越好，同时滚压头的磨耗也少。如果需要，可增加一道工序。 2.加工前尺寸 由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工前后工件的直径将发生变化（内径将扩大，外径将减小）。为了能加工到尺寸公差范围内，应考虑这个变化量决定前工序的尺 寸。直径的变化量与工件的材质、硬度、滚压量有关，所以最初进行2～3次试加工后决定其尺寸。 3.驱动机械 滚压头标准型号有莫尔斯锥形装卡部及平行装卡部。滚压加工与切削加工不同，不需大扭矩，小功率机床也可以使用，可安装在钻床、车床、六角车床、镗床，钻孔器等设备上进 行加工，勿需特殊设备。 4.润滑和清洗 由于滚压加工是利用滚柱碾压进行加工，将产生细微粉尘。粉尘不仅影响表面质量，而且加速滚压头的损耗，所以有必要大量注入切削液以清除粉尘。滚压加工时应使用粘度低的 切削液。粘度高的切削液虽然润滑性好，可是清洗性能差，不适于滚压加工。本公司备有滚 压加工专用的滚压润滑油，只要在低粘度切削液中掺入5%的滚压润滑油，即可发挥其杰出 性能。 5.加工部分的壁厚 滚压加工是用滚柱滚压加工部分的表面，使其致密化。所以，为了能够承受加工压力， 待加工部分应有充分的壁厚（内径的20%）。壁厚太薄或部分薄时，加工后将发生起伏或真 圆度下降。 通常按以下方法解决这个问题：①减少滚压量；②利用夹具支撑外周；③在削薄壁厚以前实施滚压加工。 6.加工部分的硬度 滚压头可加工的工件硬度上限值为40HRC，但是也特制加工高硬度工件(硬度上限值为55HRC)用的滚压头。滚压加工高硬度工件时，加工部分由于承受压力大，工具寿命缩短。 所以为得到所需精度的加工面，主要措施是减少滚压量。
一、螺纹滚压及平面搓丝板的应用 螺纹滚压是一种冷锻压工艺，靠材料的塑性移动成形螺纹和其他形状。 平面搓丝板是用在往復式螺纹滚压机上，这类螺纹滚压机有很多型号，每种型号有一定的直径范围和长度范围。机上有两块搓丝板，一个是固定的，另一个是活动的，两模具滚压表面是互相对面定位的。在机器的行程中，螺纹和其他形状一次被滚压在坯件上。 滚压螺纹有很多优点：螺纹质量精确可靠、无碎屑、节约原材料、降低生产成本、生产效率高。 可进行滚压的材料有：钢(包括不锈钢和工具钢)、铝、铜、铍、钛、金、银以及尼龙和塑料等。 平面搓丝板除用于滚压螺纹外，也可用于非螺纹的滚压加工，如抛光、滚花、压渍、成槽等；还可以滚压多台阶螺纹、滚压螺纹和倒角端、滚压螺纹和排屑槽、可同时滚压左旋螺纹和右旋螺纹、同时滚压机螺纹、钻尖螺纹和滚花、可同时滚压两种形式的环形槽和端部倒角以及同时滚压锥形环状槽，倒角及菱形滚花等。(见图1) 二、滚压成型工艺 滚压螺纹已有一百多年的历史，而滚压成型大约从二十世纪六十年代在欧洲开始的。由于滚压成型工型有生产效率高、节约材料、增加产品强度等优点，不仅螺纹紧固件行业应用，汽车、自行车等
工业部门也采用滚压成型工艺加工形状复杂的零件。随着技术的进步和生产的发展，滚压成型工艺越来越受到人们的关注。 1、滚压成型的特点 滚压成型工艺主要是靠材料的塑性移动滚压加工成各种形状复杂的轴杆、阀门芯和特殊紧固件等产品。滚压变形是线接触，连续逐步地进行，所需变形力较小，一个行程可生产一个或几个工件。滚压成型工艺和切削、磨削工艺相比，它不仅生产效率高、节约材料，而且产品强度高、质量稳定(见图2)。这种工艺特别适于加工的特长短难于切削的工件，尤其对年产上百万件大批量的产品，采用滚压成型工艺最为有利，经济效益也最为可观。 2、滚压成型的材料及设备 滚压工艺是一种冷锻工艺，可进行滚压成型的材料很多，其中低碳钢是滚压成型普通采用的材料，有色金属更适合于滚压成型。 滚压成型件一般是通过冷镦机镦锻出毛坯件，再经过螺纹滚压机滚压加工而成的。可进行螺纹滚压和滚压成型的设备有：各种往復式平板搓丝机、行星式滚丝机、二圆柱式滚丝机和三圆柱式滚丝机等。而滚压成型用的最普遍的是往復式平板搓丝机。因此，对备有冷镦机和螺纹滚压机的厂家来说，只是设计滚压成型模具的问题。 3、滚压成型的工艺及模具 滚压成型的一个活动丝板同一个固定丝板作相对往復运动进行的。滚压成型是把丝板上不同的结构设计滚压在工件上。根据需要可滚压出各种螺纹、凸环、滚花、端部倒角和深浅宽窄不一的沟槽以及其它需要的形状(见图3)
滚压工艺简介 冷弯成形(Cold Roll Forming)是一种节材、节能、?高效的金属成形新工艺、新技术。冷弯成形是通过顺序配置的多道次成形轧辊，把卷材、带材等金属板带不断地进行横向弯曲，以制成特定断面的型材。在辊式冷弯成型过程中只有弯曲变形。除坯料弯曲角局部有轻微减薄外，变形材料的厚度在成型过程中保持不变。这种加工方法特别适合于外形纵长、批量较大的高精度产品的加工。 钢门窗料型采用辊式连续冷弯成型工艺，成型时前一卷带材的尾部与后一卷带材的头部经对齐对焊，使坯料带材连续不断地进入成型机进行成型。这种成型工艺高效、高产、通用。这种成型工艺的主要优点是: (1)带卷成本低、切损少，因而降低了材料总成本。 (2)可以加工形状复杂的型材。 (3)型材的头尾部扭曲及张开度减小。 (4)由于操作几乎是连续的，因而生产率得到提高。 冷弯成形的产品用于建筑、汽车制造、矿山机械制造、农业及轻工机械制造、造船及交通运输、石油化工电力工业、仪器仪表、集装箱、纺织机械、高速公路、金属货架、民用电器及日常用品制造等各个领域，在经济发展中起着很重要的作用。 尽管采用冷弯成形工艺已达到很大的生产量，但它仍被普遍认为是一种“未掌握的艺术”(Blank Art)，还未上升为科学。主要原因是冷弯成形作为一种金属成形加工新技术，本身具有的特点和规律尚未被人们完全掌握和认识。 彩板门窗型材的成型绝大多数采用辊式冷弯成型。这是因为这种工艺的生产效率高（成型速度10-30m/min）、成型精度高（尺寸控制精度0.2-0.5mm）、大批量生产的成本低（成型加工费1000元/t左右）。
图5-1 塞柯（SERCONSULT）公司的彩色门窗型材轧机 我国自1986年从意大利塞柯（SERCONSULT）公司引进彩色门窗生产线，目前已有70多条门窗型材生产线，生产能力达到15万吨足以满足门窗行业的需要。 目前国内钢门窗型材生产厂家所采用的成型机，基本上和塞柯公司的类似。这种成型机一般由24-32道水平辊机架和矫直辊机架组成。按型材成型要求配置不同辅助变形辊和立辊。水平辊是传动机架，承担变形的主要任务。辅助辊是被动的，设立于两架水平辊间或成组设立，主要作用是对平辊无法压实的盲角部分变形、并减少水平辊的道次。立辊设置在水平辊孔型的同一平面内，用于最后几道的边部成型。对于咬口的封闭街面，还要设置芯子、拉杆、咬口压痕等部件。 轧机的压下形式可分为螺旋机械压下和液压压下。机械压下成本较低，液压压下操作方便。传动方式为万向轴式，上下水平辊可有较大的调整范围，以适应多品种门窗型材的生产。为便于轧辊的更换，外侧机架与底板多为可翻转的铰链连接。 图5-2 钢门窗辊式连续冷弯成型工艺示意图
缸筒加工的镗削滚压工艺分析 缸筒作为油缸、矿用单体支柱、液压支架、炮管等产品的主要部件，其加工质量的好坏直接影响整个产品的寿命和可靠性。缸筒加工要求高，其内表面粗糙度要求为Ra0.4～0.8μm，对同轴度、耐磨性要求严格。缸筒的基本特征是深孔加工，其加工一直困扰加工人员。 采用滚压加工，由于表面层留有表面残余压应力，有助于表面微小裂纹的封闭，阻碍侵蚀作用的扩展。从而提高表面抗腐蚀能力，并能延缓疲劳裂纹的产生或扩大，因而提高缸筒疲劳强度。通过滚压成型，滚压表面形成一层冷作硬化层，减少了磨削副接触表面的弹性和塑性变形，从而提高了缸筒内壁的耐磨性，同时避免了因磨削引起的烧伤。滚压后，表面粗糙度值的减小，可提高配合性质。 1 滚压刀具的设计 以我们设计的?160mm组合镗滚刀为例说明刀具设计及工艺。 如结构图所示，保护帽1用于保护芯轴头部对刀仪的基准位置。支承垫4和支承钉6的作用是保护保持架(ZQSn6-6-3)免受滚柱轴向压力的压裂。支承套11材料为GCr15，要求与芯轴15过盈配合，组装后配磨。 滚柱材料为GCr15或高速钢W18Cr4V，62～65HRC。滚柱在镗滚刀中起滚压和导向作用。采用滚柱滚压的原因是它较圆珠滚压工作接触面积大，能承受较大的滚压力，可选用较大的进给量，从而提高生产率。对薄壁低刚性的工件，应选用直径较小而较长的滚柱，滚柱直径较小时可得较小的表面粗糙度值，这里我们选?13mm滚柱。滚柱圆角半径r在一定范围内影响表面粗糙度，减小圆角半径，相应地增加了单位应力，能减小表面粗糙度值和提高表面冷硬度。滚柱数量z 增多可减小滚压粗糙度值，但所需滚压力增大。一般z取5～10，我们取6。加大滚柱滚压后角a可减小表面粗糙度值，但a过大易形成过冷硬状态，破坏表面层，一般取a≤1°。滚柱直径方向上高低不一会造成卡死、振动、拉伤加工表面，故直径方向上差值不大于0.03mm。 技术要求:
镜面滚压基础知识：滚压工艺参数及滚压注意事项 默认分类2010-09-25 14:47:41 阅读63 评论2 字号：大中小订阅 滚压工艺参数 4．1 滚压量的确定 滚压缸体时滚柱在缸筒工件表面上作无滑动的滚动，使缸筒表面层金属产生弹一塑性变形，修正表面微观几何形状误差，降低表面粗糙度值。滚压加工时，在缸筒工件表面上形成3个变形区域： ①滚压前工件终加工表面的微观几何形状误差在滚压时的变形为Ah=0．5R =2R ； ②滚压时工件表面材料的塑性变形为△R； ③滚压后工件表面材料的弹性变形恢复量为A6。 滚压时各参数如图3所示。 滚压前的镗孔尺寸可按下面算式I2 确定： 式中：D 为缸孔内孔的图纸要求尺寸；&i为挤压应力；E为弹性模量；HB为材料布氏硬度；R1为滚柱半径； R2为缸孔内孔半径；R 为缸孔预加工表面粗糙度；△R为缸筒径向塑性变形量。 以上计算给出了滚压缸筒所需的关键参数即滚压深度，为工艺工序尺寸的确定以及镗滚头的设计提供了依据，但由于缸筒材料参数以及尺寸在不同部位和不同工件的差异性，所以具体尺寸还需通过工艺实验现场验证。不同缸径的工件，滚压深度不同，但并非成比例增大。对中等直径工件(80～200 miD．)而言，一般为0．05～0。15 mm。由于滚压过程中孔壁产生塑性变形的同时还产生弹性变形，滚压后工件实际孔径要比滚压头直径小，因此完成滚压后，不能直接拉出滚压头，否则会在滚柱相应位置拉伤工件。 4．2 滚压次数 缸体表面在第一次滚压中塑性变形最显著、最充分，表面质量得以明显提高，随后效果便不再明显；相反，滚压次数的增加，会使表面产生过大的压应力，破坏第一次滚压得到的表面质量，因而实际生产中一般采用一次滚压。 4．3 进给量
YX15-225-900波纹瓦成型工艺及专机设计 摘要纹瓦是一种应用于建筑领域的钢材，它质量可靠, 造型美观。体积小，有良好的抗热性和热传导性，在应用方面，它装拆方便、可靠、实用。在建筑领域有着光明的前景。本设计是针对波纹瓦的特点，用滚压成型设备把钢料成型为波纹形。板料的滚压成形是将长的金属带料于前后排的数组成形滚轮中心通过，随着辊轮的回转，在将料送进的同时又顺次进行弯曲加工以成形出所需断面形状的加工方法。滚压成形方法是一种性能优越并具有较大使用价值的一种新型的加工方法。本设计从理论入手，用简单的滚压成型技术，设计出质量可靠，设备简单的成型机。设计重点是滚压成形工艺和辊轮的设计。在设计的过程中，我们用成形方法设计出所需的滚轮数和其参数。该设计是在参考已有的型号类似的滚压机的基础上设计而成的。 关键词波纹瓦；滚压；成型；辊轮
The Rolling Craft and Machine Design of YX15-225-900 Ripples Tile ABSTRACT The ripples tile is a kind of material that used in the building area, its quantity credibility, shape beauty, volume small, and good anti- heat and hot conductibility. At the applied aspect, it fits out convenience, credibility and practical, and has a bright foreground in the building area. This design is using the roller equipment to model the material into ripples form through the feature of the ripples tile. While the roller is turning around, make the material pass through the center of the roller, then the shape of demanding will be formed. Roll forming is a new kind of to take shape method is a kind of process method which has a superior function and using value. The aim of this design is to design a credible and simplify equipment by using the roll forming commenced from the theories. the point of the design is the designing of rollers and the craft of roll forming. In the process of the design, we calculated the number of the rollers and its parameters through the use of the forming method. During the design I have consulted the similar machine that has already been made. KEY WORDS ripples tile；rolling；roll forming ；roller
滚压加工工艺参数对粗糙度的影响分析 发表时间：2019-05-09T17:15:53.470Z 来源：《基层建设》2019年第5期作者：曾涛[导读] 摘要：通过使用控制变量法对滚压加工工艺参数对滚压加工精度的影响进行分析，并从弹塑性的角度对加工机制进行分析，通过对比分析，发现过盈量对粗糙度的大小起着决定性作用。 泸州长江机械有限公司四川泸州 646000 摘要：通过使用控制变量法对滚压加工工艺参数对滚压加工精度的影响进行分析，并从弹塑性的角度对加工机制进行分析，通过对比分析，发现过盈量对粗糙度的大小起着决定性作用。 关键词：滚压加工；工艺参数；粗糙度；影响分析 1滚压加工原理滚压加工是将高硬度且光滑的滚柱与金属表面滚压接触，使其表面层发生局部微量的塑性变形后得到改善表面粗糙度的塑性加工法的一种。大家经常看到铺设道路时，轧路机将凹凸不平的马路压得很平整。滚压加工原理也是如此，用滚柱滚压金属表面，将表面凸起部分碾平,而使凹陷部分隆起，加工成平滑如镜的表面。与切削加工不同，是一种塑性加工。被滚压加工的工件不仅表面粗糙度瞬间就可以达 到Ry0.1-0.8μm，而且加工面硬化后其耐磨性得到提高的同时疲劳强度也增加了30%等具有切削加工中无法得到的优点。由于可简单地并且低成本地进行零部件的超精密加工，日益被以汽车产业为首的精密机械，化学，家电等产业广泛采用，发挥了很大的优势。 2滚压加工条件 2.1加工前表面 由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工后的表面粗糙度受凸起部分的高度及形状（即加工前状态）的影响。 如果加工前表面状态粗糙（凸起部分高，凹陷部分深），则不能将凸起部分完全添埋凹陷部分，造成加工表面粗糙。 另外，凸起部分的形状也影响加工后的表面。由车床或镗床单点切削得到的规则的凹凸形状，且为容易碾压的高度时，可得到最理想的表面。一般加工前的表面状况越好，加工后的表面状况越好，同时滚压头的磨耗也少。如果需要，可增加一道工序。 2.2加工前尺寸 由于滚压加工是利用滚柱碾压的加工方法，所以加工前后工件的直径将发生变化（内径将扩大，外径将减小）。为了能加工到尺寸公差范围内，应考虑这个变化量决定前工序的尺寸。直径的变化量与工件的材质、硬度、滚压量有关，所以最初进行2～3次试加工后决定其尺寸。 2.3驱动机械 滚压头标准型号有莫尔斯锥形装卡部及平行装卡部。滚压加工与切削加工不同，不需大扭矩，小功率机床也可以使用，可安装在钻床、车床、六角车床、镗、钻孔器等设备上进行加工，勿需特殊设备。 3滚压加工工艺参数对粗糙度的影响分析 ①对耐磨性的影响．表面粗糙度对摩擦副的初期磨损影响很大，但并不是粗糙度越小越耐磨．在一定工作条件下，摩擦副表面总是存在一个最佳的参数值，约为 0.32～1.25,μm． ②对疲劳强度的影响．在交变载荷的作用下，工件表面的凹凸不平和缺陷容易引起应力集中而产生疲劳裂纹，导致疲劳破坏．对于一些承受交变载荷的重要零件，如曲轴的曲拐与轴颈交界处，要进行光整加工，以减小其表面粗糙度，提高疲劳强度． ③对耐腐蚀性的影响．工件表面越粗糙，越容易积聚腐蚀性物质；凹谷越深，渗透与腐蚀作用越强烈．因此，减小零件表面粗糙度值，可以提高零件的耐腐蚀性能． ④对配合性质的影响．粗糙的配合表面，会在配合件磨损后增大配合间隙，改变配合性质，降低配合精度和刚度，影响运行的平稳性和可靠性．因此对有配合要求的表面，必须限定较小的表面粗糙度参数值．此外，对于液压缸和滑阀，较大的表面粗糙度值会影响密封性；对于工作时滑动的零件，恰当的表面粗糙度值能提高运动的灵活性，减少发热和功率损失等．可见，提高加工表面质量，对保证结构和零部件的使用性能、提高其使用寿命是至关重要的．滚压辅助加工技术是伴随机械加工的发展而逐渐发展起来的新型加工技术，表面滚压加工方法是一种辅助表面改性方法，该方法具有弹性压力小、摩擦力小、表面粗糙度 Ra值进一步降低、表面硬度显著提高以及表面耐磨性增加等优点，因而受到越来越多技术人员的关注和青睐． 对于一种新的加工技术，技术人员更关注材料通过该技术能得到的优良性能，而对于工艺参数的选择及其对加工质量的影响却少有涉及．表面滚压加工技术中，主轴转速、轴向进给、加工次数、静压力和润滑等加工参数的选择直接决定了最终的表面状态． 3提升表面光洁度的方法主要分为两大种：增加相应的工艺和在原有的工艺上改进增加相应的工艺：增加抛光、磨削、刮研、滚压等工序，不仅能提高光洁度还能提升精度； 豪克能技术，结合金属塑性流动性，区别于传统滚压的冷作硬化，能提升粗糙度2-3个等级，还有改善材料综合性能特点。利用金属在常温下冷塑性的特点，运用豪克能对金属表面进行复合能量的加工方式，使金属零件表面达到更理想的表面粗糙度要求，也可以形象的说类似熨衣服一样，将零件表面熨平；同时在零件表面产生理想的压应力，提高零件表面的显微硬度，耐磨性及疲劳强度和疲劳寿命。豪克能技术的增加并不会增加工序，会代替磨削。抛光等传统镜面加工工艺。 豪克能金属表面镜面加工，用普通刀具将工件尺寸加工到基本到位后，再用豪克能金属表面加工设备的豪克能刀具代替原普通刀具再加工一遍，即可使被加工工件表面光洁度提高3级以上（粗糙度Ra值轻松达到0.2以下）；且工件的表面显微硬度提高20%以上；并大大提高了工件的表面耐磨性和耐腐蚀性，联合各方面压应力，恒久地提高金属表面硬度。 原有工艺上的改进：合理选择切削速度。切削速度V 是影响表面粗糙度的一个重要因素。加工塑性材料，如中、低碳钢时，较低的切削速度易产生鳞刺，中速易形成积屑瘤，这会增大粗糙度。避开这个速度区域，表面粗糙度值会减小。所以不断地创造条件以提高切削速度，一直是提高工艺水平的重要方向。
金属板材的滚压成型 来源:中数休闲发表时间:2008-11-19 浏览次数:298 【字体：大中小】 1 板料滚压成型的功能及用途 板料滚压成型通用于等断面制件的大批量生产。由于使用多对辊轮的连续成型，可以滚制出许多壁薄、质轻、刚度大而且断面形状复杂的制件型材(如图1所示)。加上顺序滚压过程中可以与冲洗、起状、卷筒、焊接等多种工艺装置连动，形成流水作业，故生产效率极高，成本低廉，是现代加工制品中广泛应用和大力推广的特种工艺加工方法。如自行车钢圈的生产，自来水管的生产，塑料龙骨的生产，波汶板的生产以及国外广为应用的不锈钢窗框的生产。 2滚压成型的原理与设计要点 滚压成型原理如图2所示，是由多对成型辊轮顺次对板料变形并向前送进的滚压成型。成型在工艺上与弯曲工序极为相似，其设计要点主要有： 2.1断面的展开长度和弯曲展开一样，要考虑中性层的移动。
2.2在弯曲半径很小时，要考虑到拉伸给截面宽度的增加。 2.3以轮廓外形所制定的轴线在各工步中保持一致。 2.4每对辊轮对型材壁的弯曲角度有所限制，否则将产生滚压不畅(卡壳)、制品不光滑，起皱现象。弯曲数据如下： 板材厚δ<1mm 弯曲角：30°～40° 板材厚δ=1～2.5mm 弯曲角：30°～40° 板材厚δ>1.5 mm 弯曲角：30°～40° 塑性好的材料取上限，塑性差的材料取下限。连续弯曲要考虑金属的加工硬化。 2.5起始变形时，竖壁弯曲和底部弯曲不能同时进行。 2.6最后一对成型辊轮形状应考虑弹性回跳数据。 在滚压成型中，目前理论尚不完整，以实践经验和类比推断为主，在金属板材变形机理上展开。 3.1制件花型展开图 开始设计时，首先考虑断面形状。以制件的弯曲过程逐渐展开，直至回复到平直板料的连续图形，就称之为花型展开图，如图3所示。
滚压技术( Trundle processing） 滚压技术的实施主体是滚压刀，不同的加工表面及要求要用不同的滚压刀，是一种无切屑加工，在常温下利用金属的塑性变形，使工件表面的微观不平度辗平从而达到改变表层结构、机械特性、形状和尺寸的目的。因此这种方法可同时达到光整加工及强化两种目的，是磨削无法做到的。无论用何种加工方法加工，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，这为滚压技术的实施提供了先决条件。 滚压技术加工原理：它是一种压力光整加工，是利用金属在常温状态的冷塑性特点，利用滚压刀具对工件表面施加一定的压力，使工件表层金属产生塑性流动，填入到原始残留的低凹波谷中，而达到工件表面粗糙值降低。由于被滚压的表层金属塑性变形，使表层组织冷硬化和晶粒变细，形成致密的纤维状，并形成残余应力层，硬度和强度提高，从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。滚压是一种无切削的塑性加工方法。 滚压技术加工技术安全、方便，能精确控制精度，几大优点： 滚压原理 1、提高表面粗糙度，粗糙度基本能达到Ra≤0.08uｍ左右。 2、修正圆度，椭圆度可≤0.01ｍｍ。 3、提高表面硬度，使受力变形消除，硬度提高HV≥40° 4、加工后有残余应力层,提高疲劳强度提高30%。 5、提高配合质量，减少磨损，延长零件使用寿命，但零件的加工费用反而降低。 应用优势 高效——几秒就可将表面加工至需要的表面精度，效率是磨削的5-20倍、车削的10-50倍以上。 优质——一次进给实现Ra0.05-0.1um的镜面精度；并使表面得到挤压硬化，耐磨性、疲劳强度提高；消除了表面受力塑性变形，尺寸精度能相对长期保持稳定。 经济——无需大型设备的资金、占地、耗电、废渣处理等投入；无需专业的技工投入。 方便——可装夹在任何旋转与进给设备上，无需专业培训就可加工出镜面精度。
景德镇陶瓷学院 本科生毕业设计（论文） 中文题目：滚压成形机的设计（主轴部分） 英文题目：THE DESIGN OF ROLL FORMING MACHINE(SPINDLE PART) 院系：机械电子工程学院 专业：机械设计及其自动化 姓名： 学号： 指导教师： 完成时间：
摘要 滚压成形机是陶瓷生产设备中一种重要的成形设备。对其进行深入的研究是我们这些即将走入社会从事陶瓷行业的学生的重要任务。本次设计的目标是滚压成形机的主轴部分。 滚压成形是陶瓷工业中一种重要的成形方法，它由旋压成形发展而来，它采用回转体代替型刀作为主要成形部件。滚头是一个回转体，回转体的母线与坯体成形表面的母线相同。滚压成形在成形时，滚头与泥料除了有相对滑动外还有相对滚动。所以，坯体致密、强度高、不易变形、水分低，而且滚压成形机生产出来的制品光洁平整，产品规格一致，生产效率高，劳动强度，操作简单等优点受到许多陶瓷厂的亲赖。 滚压成形机可以生产杯、碟、盘、碗等至少有一个表面为回转面的产品的成形。生产成本低；可单一使用，也可与其他设备相配合或形成生产线；故使用范围广泛是日用陶瓷主要的成形方法。 关键词：滚压成形陶瓷设计主轴
ABSTRACT Roll forming machine as an important ceramic production equipment forming equipment .Research on roll forming machine is an important task for students who coming into the community engaged in the ceramic industry.The design goal is to roll forming machine spindle part. Roll forming is an important ceramic industry forming method, which uses gyrator as the main type knife instead of forming components, which consists of Spinning evolved.Rolling head is a gyrator,gyrator forming the same bus with the body surface of the bus.When forming roll forming,rolling head and mud outside there in addition to the relative sliding relative rolling.Therefore, the body compact, high strength,not easy to deformation,low moisture, and roll forming machine produced products is smooth,consistent product specification,high production efficiency,labor intensity,easy operation loved by many ceramics factory.Roll forming machine can produce cups, saucers, plates, bowls, etc.At least one surface of the product forming surface of revolution. KEYWORDS:roll forming ceramic design spindle
冷弯成形(Cold Roll Forming)是通过顺序配置的多道次成形轧辊，把卷材、带材等金属板带不断地进行横向弯曲，以制成特定断面的型材。冷弯成形是一种节材、节能、高效的板金属成形新工艺、新技术。 目前我国对Could Roll Forming这一工艺名称的术语有多种叫法：一种是从俄文翻译过来的，称为冷弯成形、冷弯型钢（冶金行业多用此说法）；一种是从英文等外文译过来的：滚轧成形、辊轧成形、辊弯成形、滚压成形；还有一种是台湾人的叫法：滚轮成形、冷轧成形等等。英文名称比较确定，有Rollforming、Roll-forming、Roll Forming。日文采用从英文直译的方式：冷间ロ-ル成形。用计算机辅助设计(Computer Aided Design)和计算机辅助制造(Computer Aided Manufacture)(即CAD/CAM) 一体化技术生产高精度、复杂型面轧辊，对提高冷弯成形精度、扩大轧制品种有重要意义。 九十年代，冷弯型钢的发展趋势是以满足多行业、多品种、高精度、短时交货为特点的。采用CAD/CAM一体化技术，可以缩短冷弯型钢产品的开发周期，提高市场竞争力。 冷弯成形工艺仍被普遍认为是一种"未掌握的艺术"(Blank Art)，还未上升为科学。主要原因是冷弯成形本身具有的特点和规律尚未被人们完全掌握和认识。
型材展开尺寸计算 型材展开尺寸是确定纵剪下料的依据。生产中通常根据理论计算值先确定基本的尺寸，然后根据实际轧制情况作一些调整。如果算法选得比较好，计算机也能直接给出准确的结果。 一般可按图形分析法计算坯料宽度，复杂断面要用计算机程序进行精确计算。料宽通常按断面中性层长度决定。一般认为中性层不经受弯折或横向拉伸变形。计算出的结果再考虑弯折处金属变薄及横向拉伸而加以修正。一个门窗型材，不管其外形多么复杂，总是由直线和圆弧单元组成的。要确定一个给定型材所需要的带宽，把它划分为直线段和圆弧段后，沿中性线对各段长度进行求和。 各弯曲段对应的带坯宽度由弯曲角的大小和中性线所对应的弯曲半径(称为名义弯曲半 径，所确定，即 W= rmα 式中W一一弯曲段长度，mm; rm一一名义弯曲半径，mm α一一弯曲角角度，rad. 名义弯曲半径rm为: rm =r+kt 式中r一弯曲角内径，mm k 一系数(弯曲因子) t一带坯厚度，mm. 不同的研究者对弯曲因子k选取的数值不同。卡尔特普罗菲尔(Kaltprofile)推荐的k值如下: r/t >0.65 >1.0 >1.5 >2.4 >3.8 k 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 美国《金属手册(第九版)》推荐的k值计算公式为(参见图5-3) r ×0.04 ＋0.3 r/t < 1 K = (r －1.0) × 0.6 ＋0.34 r/t ≥ 1 0.45 r/t>1,k>0.45 图5-3 中性线位置与相对弯曲半径r/t的关系
Name der Pr?sentation / Titel Vorname Nachname / Funktion / Abteilung / Unternehmen Land / Datum Seite 1 隔热型材滚压工艺分析 泰诺风保泰 A
Name der Pr?sentation / Titel Vorname Nachname / Funktion / Abteilung / Unternehmen Land / Datum Seite 2 隔热型材加工 穿条 开齿 滚压 剪切
Name der Pr?sentation / Titel Vorname Nachname / Funktion / Abteilung / Unternehmen Land / Datum Seite 3 开齿
Name der Pr?sentation / Titel Vorname Nachname / Funktion / Abteilung / Unternehmen Land / Datum Seite 4 开齿盘必须定位在夹头槽口之间略偏外夹头槽口之间略偏外夹头。。 开齿
Name der Pr?sentation / Titel Vorname Nachname / Funktion / Abteilung / Unternehmen Land / Datum Seite 5 内夹头的设计是为了使隔热条能垂直的就位在铝型材槽口内； 这样确保了隔热条和铝型材之间的最低限度的水渗透问题； 这也能确保隔热型材滚压后有良好的外型； 外夹头齿纹插进隔热条里,保证了隔热型材的各项机械性能(横向抗拉强度、纵向抗剪强度等)。 滚压后齿纹插进隔热条里 开齿
材料成型技术基础试题 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） 修 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺序选择自由锻基本工序。（6分） 自由锻基本工序： 3、请修改图7--图10的焊接结构，并写 出修改原因。 图7手弧焊钢板焊接结构（2 分）图8手弧焊不同厚度钢板 结构（2分） 修改原因：修改原因： 图9钢管与圆钢的电阻对焊（2分）图10管子的钎焊（2分） 修改原因：修改原因： 《材料成形技术基础》考试样题 （本卷共10页） 注：答案一律写在答题页中规定位置上，写在其它处无效。 一、判断题（16分，每空分。正确的画“O”，错误的画“×”） 1．过热度相同时，结晶温度范围大的合金比结晶温度范围小的合金流动性好。这是因为在结晶时，结晶温度范围大的合金中，尚未结晶的液态合金还有一定的流动能力。 2．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。
3．HT100、HT150、HT200均为普通灰口铸铁，随着牌号的提高，C、Si含量增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。 4．缩孔和缩松都是铸件的缺陷，在生产中消除缩孔要比消除缩松容易。 5．铸件铸造后产生弯曲变形，其原因是铸件的壁厚不均匀，铸件在整个收缩过程中，铸件各部分冷却速度不一致，收缩不一致，形成较大的热应力所至。 6．影响铸件凝固方式的主要因素是合金的化学成分和铸件的冷却速度。 7．制定铸造工艺图时，铸件的重要表面应朝下或侧立，同时加工余量应大于其它表面。 8．铸造应力包括热应力和机械应力，铸造应力使铸件厚壁或心部受拉应力，薄壁或表层受压应力。铸件壁厚差越大，铸造应力也越大。 9．型芯头是型芯的一个组成部分。它不仅能使型芯定位，排气，同时还能形成铸件的内腔。 10．为了防止铸钢件产生裂纹，设计零件的结构时，尽量使壁厚均匀；在合金的化学成分上要严格限制硫和磷的含量。 11．用压力铸造方法可以生产复杂的薄壁铸件，同时铸件质量也很好。要进一步提高铸件的机械性能，可以通过热处理的方法解决。 12．铸件大平面在浇注时应朝下放置，这样可以保证大平面的质量，防止夹砂等缺陷。 13．自由锻的工序分为辅助工序、基本工序和修整工序，实际生产中，最常用的自由锻基本工序是镦粗、拔长、冲孔和轧制等。 14．制定铸造工艺图时，选择浇注位置的主要目的是保证铸件的质量，而选择分型面的主要目的是简化造型工艺。 15．把低碳钢加热到1200℃时进行锻造，冷却后锻件内部晶粒将沿变形最大的方向被拉长并产生碎晶。如将该锻件进行再结晶退火，便可获得细晶组织。 16．纤维组织使金属的机械性能具有方向性。纤维组织不能用热处理方法来消除，可以用锻造的方法来改变纤维方向。 17．自由锻件的结构应尽量避免加强筋和局部凸台，原因是这种结构降低了金属的可锻性，不利于进行锻造。 18．胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的压力加工方法。主要适用于小型锻件的中、小批生产，其锻件精度和生产率高于自由锻，但低于锤上模锻。 19．板料冲压落料工序中的凸、凹模的间隙是影响冲压件剪断面质量的关键。凸、凹模间隙越小，则冲压件毛刺越小，精度越高。 20．拉深是板料冲压的基本变形工序，拉深系数大小和材料的塑性有关，塑性越好，拉深系数可以越小；塑性不好，则只能选取较大的拉深系数。 21．板料弯曲时，变形程度的大小取决于两边夹角。夹角越小，变形越大，变形带应力也越大。 22．冲床的一次冲程中，在模具的同一部位上同时完成数道冲压工序的模具，称为复合模。
滚压成形工艺的研究及其机理探讨 林兆伟
２ 滚压成形的种类 按照滚压成形后的形状 滚压线纹或管状件 这些线纹不但可作装饰用如电筒筒颈的花纹一些工具的手柄滚有线纹使用时减少工具滑脱的可能 ２凸环线或拆线径向凸环等 加强装饰效果保温瓶颈等在产品结构上如电筒尾盖 滚压等份棱角有一边为不通孔端面８个等份的棱角 咖啡瓶盖 滚压螺纹作连接用 外螺纹如电筒头盖樽盖 外螺纹相当于螺杆 ３ 滚压成形的变形过程及力学分析 如前所述待加工件下然后使一个限位圆 档紧贴待加工件的端面同时外滚模以相反的方向旋转 在内筒形件待加工面在旋转过程中外滚模之凹从局部逐渐均匀分布到整个圆周而成形滚压成形在变形区的主应力为拉应力凸环加工件的变形区材料受径向拉应力和切向拉应力等双向拉应力的作用而产生塑性变形只受切向拉应力作用而成形 滚压加工成形过程是从局部变形到整个圆周 其变形力是很少的因而成形后制件的表面积比毛坯的表面积增大
４ 滚压模具及滚压设备 4. 1 滚压成形模具基础件有三主件 外滚模 内滚模 限位档 外滚模固定在外滚模轴上内滚模固定在内滚模轴上 内外滚模轴装在摇臂上 限位档的作用是把加工件送入并压紧在内滚模上 ４． ２ 用来进行滚压成形加工的机械设备称为滚压机 手动滚压机工作时加工件的送进效率 低而且产品质量不稳定 ２加工件的送料卸料等工步均由滚压机中各专用机构自动完成 但是此机种只可完成1或2个工序滚压成形加工 ３该机把多个工序的内由联合滚压机上向各专用机构进给复位 滚压花纹并将各工位上的半成品依次自动传递至下一工位从而在该联合机上完成了多个滚压工序的零件 筒颈的滚压成形加工上 湖南科学技术出版社 日吉林人民出版社 林兆伟１９４７年生从事冲压工艺设备等方面技术及管理三十多年现为广东省锻压学会理事
典型车门类型的介绍与滚压件一般工艺过程 根据常识（仅限乘用车），车门分为带窗框车门和无窗框车门（Frameless Glass Constr uction，多见于高档跑车，俗称硬顶车）两大类，其中带窗框车门又可以分为整体式（Full Stamped Inner and Outer Panel Construction，即内外门板带着窗框部分一起冲压成型）和独立窗框（Loose Upper Frame Construction，即窗框部分与窗口线以下的内外板分别成型）两大类 实际上对主机厂而言，车门还可以做更细致的区分，这里小弟斗胆，对各个类型的优缺点略做评述 1.无窗框车门（Frameless Glass） 优点：造型前卫时尚，且外观上各处配合对消费者很是养眼；因为没有窗框部分的金属板材，内外板冲压成型不必考虑此处废料损失，可将废料率降至最低；左右内（外）板可以在一个模具中成型；该类型车门具备整形能力 缺点：窗玻璃的稳定性差（当玻璃在full up位置时，至少在门肚子里留有露出部分的三分之一长度，否则容易失稳）； 门肚子里需要有额外的支架来保持玻璃的稳定性；当然这些都会增加产品成本，而且造成门密封性先天不足，为了改善其密封性，不得不花更多代价；除此之外，门线（Belt line）也被抬高 2。独立窗框式车门（Loose Upper Frame）－窗框为滚压件，上面可以装配密封条，起到主密封作用 优点：废料率同样能降至最少；左右内（外）板可以在一个模具中成型；该类型车门具备整形能力；门质量好 缺点：可装配性差，会产生匹配上的这样那样的问题（诸如gap、flush等等）；限制了主密封样式的选择范围，而且也存在密封性差的潜在问题 3。a）内外板整体冲压成型式车门（Full Stamped Inner and Outer Panel）－窗框部分进入到车顶区域（into roof，从外观看，就是车门上部有面共享了车顶面） 优点：当然是结构刚性好，密封性好；而且在整条J－Line（就是指车门在关闭时，车门上与车身接触的密封条区域，总装车间一般称为“头道”，或者“头条”）上可以作出对结构有利的拔模斜角 缺点：当然是废料多（窗玻璃那么大块要落掉，心疼。。。）；增加了密封成本：如沿着车顶与车门边的密封，沿着风窗与车门边的密封；不具备整形能力 b）内外板整体冲压成型式车门（Full Stamped Inner and Outer Panel）－窗框部分侧向暴露（exposed on side，相对于上面类型） 优点缺点与上面类似
滚压（冷弯）成型工艺设计与应用 宁波福耀汽车零部件有限公司徐远刚 Xuyuangang1972@https://www.doczj.com/doc/037203946.html, 摘要讨论了滚压成型工艺的设计要点。通过一个具体的实例，分析了滚压成型工艺的设计方法。 关键词滚压成型工艺设计实例 Design and application of roll forming（Coldbending）process Fu Yao Automobile Parts Ning Bo Xu Yuangang Abstract The design essentialities of roll forming process was discussed in this paper . The design method of roll forming process was analyzed throuth a real design instance Keywords Roll forming process design instance
目录 摘要 (1) Abstract (1) 1滚压成型的简介 (3) 1.1 滚压成型的定义 (3) 1.2滚压成型的应用 (3) 1.3滚压成型的工艺特点 (5) 2滚压成型技术现状 (6) 3滚压成型工艺设计 (8) 3.1弯曲（展开）次序 (8) 3.2变量的分配 (9) 3.3设计注意要点 (9) 4实例分析 (11) 4.1汽车车门窗框装饰条 (11) 4.2钢带展开尺寸 (11) 4.3辊轮基准点 (14) 4.4弯曲角度 (15) 4.5滚花图展开 (15) 4.6滚轮分片 (15) 4.7成形断面中设计突出点描述 (17) 4.8滚轮数 (18) 4.9滚轮加工与技术要求 (19) 5结束语 (20) 参考文献 (21) 致谢 (22)