45° ②腹板的中部
成形区 卸载区 3＃
10-6 -400
腿、腹板的纵向膜应变
纵向弯曲产生的原因
B
腿
D腰
A
C
0+ 左腿
纵向应变示意图
-
腰（腹板）
第一道次 L
板料
+ 右腿
纵向弯曲的矫正原理
1）矫正辊矫正 2）压下矫正 3）调成型线
0
-
E 左腿
+ C
腰（腹板）
E
E
C
-
E 右腿
冗余变形对产品缺陷的影响
纵向弯曲和扭曲
D-3 D-4
断面形状
12
24
12
36
12
48
12
60
由图可得出以下结论。 ⑴边缘宽度较大的[D-2]、[D-3]、 [D-4]断面中，边浪的产生很显著。 ⑵边缘宽度较小的[D-1]断面中，边 浪几乎用肉眼观察不到。 ⑶从成型初道次到中道次，剧烈的 板幅收缩成型会产生很大的边浪。 ⑷采用过弯轧辊的No.1- No.9的实 验结果同不采用它的No.10以及No.18No.27的结果是同样的。
（2）扭曲产生的原因分析
F 由于两腿高不一样，两腿的 的弯曲力不平衡，造成附加 扭矩，正是这一点使断面发 生了扭曲。
C
C Mn0
（3）扭曲的矫正原理 1）扭曲缺陷的矫正一般原理 原理：F.r 的力矩方向与断面的扭曲方向相反
C
r
F
(3) 扭曲的矫正原理
2）移动成型辊矫正扭曲（S2）
H2
H1 θ
Mn
C F
2013/12/13
冗余变形对产品缺陷的影响
纵向弯曲和扭曲
纵向薄膜应变的横向不均或多或少不可避免，但大小可以减小，能用适 当的条件抵消。 纵向的弯曲、翘曲、扭曲能用下面方法防止或减小： ① 用适当数量的道次 ② 检查轧辊轮廓和轧辊位置 ③ 能有效地利用入口导向和中间导向减少纵向薄膜应变
冗余变形对产品缺陷的影响
侧向弯曲缺陷分析
侧向弯曲时的残余应力分布示意图
拉应力
拉应力
侧向弯曲时的残余应力分布示意图
压应力
3）如果是连续成型到90°，将将有如图所示的膜应变分布。因此 可以说，较高一侧成为弯曲内侧的侧弯的产生，是由于边腿较长 一侧的腹板比边腿较短一侧的腹板更多的压缩应变的缘故。
侧向弯曲缺陷的矫正原理
原理：消除腰、腿左右两部分的纵向膜应变的不平衡。 1）单侧压下矫正（楔形压下）
2.侧向弯曲缺陷分析
侧向弯曲缺陷分析
（1）侧向弯曲试验
变腿的不对称率
H2
30
15° 30° 45° 60° 75° 85° 90°
NO.
0.8
Lκ
H1
不对称率γ = H1 / H2
5.0
5
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κ 侧弯曲率
m -1 80 70 60 50
40 30
20 10
0
1
2
3
侧弯曲率随不对称率的变化关系
10
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（2）边波产生的原因
c dgh
a
b
ef
i
j
(+) 横向应变
纵向应变
(-)
24
22
20 18 16 14
12
D-4 D-3 D-2 D-1
10 8
D-1 D-2
12 24 12 36
纵向薄膜应变的横向不均或多或少不可避免 Nhomakorabea但大小可以减小，能用适 当的条件抵消。 纵向的弯曲、翘曲、扭曲能用下面方法防止或减小： ① 用适当数量的道次 ② 检查轧辊轮廓和轧辊位置 ③ 能有效地利用入口导向和中间导向减少纵向薄膜应变
4
冗余变形对产品缺陷的影响
图11.7 产品缺陷的示意图 轧辊机架数量对 的大小的影响
2）成型辊轴向移动 （末架加调整垫片实现辊的轴向移动）
24 12
上辊
30
末架成型辊 下辊 在最末道次，进行轧辊的垫片调整，实现轧辊沿轴线方向的移动。
侧向弯曲缺陷的矫正原理
原理：消除腰、腿左右两部分的纵向膜应变 的不平衡。
3）扭转机架矫正
采用扭转成型机架是以材料前进方向为 轴，把通常的成型机台面变为以上下轧辊的 接触点为中心，可以向台面被动侧、驱动侧 方向倾斜的回转成型机。在该扭转成型机架 装入85°轧辊，设置为末道次（90°）的前 道次。本扭转成型机架先是造成成型中的产 品扭曲，在最末道次的水平轧辊中恢复截面 的扭转。
由带材制成的宽度大和厚度小的产品上产生的典型的边波
边波高Hp(mm/m)
24
22
20
18
9架次
16 14
12
10
8架次
8
6
4
D-4 D-3 D-2
D-1
D-1
12
D-2
12
D-3
12
D-4
12
2
0 10 21 22 23 24 25 26 27 18 （孔型配置号）
24
36
48 60
项目 编号
D-1 D D-2
85° 137.5 90° 138.0
设计有7架辊组
纵向弯曲试验分析（四道次成形）
纵向弯曲试验分析（五道次成形）
终成形弯角大，型材纵向弯曲大； 终成形弯角小，型材纵向弯曲小； 初成形弯角大，型材纵向弯曲不大。
终成形弯角大，型材纵向弯曲大； 初成形弯角大，型材纵向弯曲不大； 终成形弯角小，型材纵向弯曲小； 中成形弯角大，型材纵向弯曲不大。
冗余变形的原因
纵向伸长或收缩
纵向伸长和收缩的大小和横向分布模式对应于保持在金属板带横截 面上的纵向力的平衡。
折弯
冷弯成形
金属板带的纵向伸长和收缩的产生机理
1
冗余变形的原因
金属板带平面的横向拉伸和剪切
除边部成形外，产品的边部和 中间部分（在较低程度上）由轧 辊横向拉伸，被迫朝着半成形的 横截面中心移动。 这种横向移动由带材的中心部 分的横向弯曲引起。
24 12
30
扭转机架矫正
κ （1/m）
15
10
5
0
5°
-5
10° 15° θ
末道成型机架
θ
扭转机架
扭转机架矫正
高腿的拉伸1
θ 扭转成型机架
高腿的拉伸2
末道成型机架
4）用扭转+成型辊移动矫正
扭曲缺陷分析 （1）扭曲试验
5.0
板厚0.8
H1 H2
30
H1 /H2=γ
扭曲矫正试验孔型配置
15° 30°
45°
冷弯成形中金属板带的附加冗余变形
冗余变形的原因
纵向伸长或收缩
机理：中心部分通常 沿着直线运动，边部常为 竖直上升，同时水平移向 横截面中心。 因为垂直上升和水平 移动，边部通常在纵向伸 长，而中心和中间部分在 纵向收缩。
金属板带的纵向伸长和收缩的产生机理
折弯和辊式冷弯的受力分析
除在横截面平面内受到拉伸 和挤压外，还受到纵向力
长腿采用过弯矫正辊，短腿不采用过弯矫正辊。
Mn0 H2
30
末道次前架成型
H1
Mn0 :扭曲扭矩
冗余变形对产品缺陷的影响
边波
边波由一种弹性或弹塑性翘曲引起，是一种常见的缺陷。不仅发生在 加工完的产品里，也发生在从一个道次移动到下一个的半成形的金属板中。
热轧和冷轧
平直的轧辊产生了挠度，材料在纵向方向上边缘的厚度就会小于中间的厚度。
作用在金属板带上的横向张力产生的机理
2013/12/13
冗余变形的原因
金属板带平面的横向拉伸和剪切
当凸辊的顶部施加过多的力在 弯曲角的内表面的时候，就会产 生一种鼓起变形。 这种情况下既发生纵向伸长， 又发生横向伸长。
产品角部的鼓起变形
冗余变形的原因
纵向弯曲或回弹
当金属板带进入辊缝时， 每部分沿各自的空间流线移 动，分别在纵向倾斜。一些 流线接近凸辊外部，另外一 些接近凹辊外部。
不对称率 γ
4
侧向弯曲缺陷分析 侧向弯曲应变测量
12
24
30°
左腰测点 ①
右腰测点 ②
30
纵向膜应变测量
③腿上缘
腰的纵向膜应变
30°
12 ① 30
24 ②
400 左腰测点① （＋）
200
0 -200
500
1000
-400 -600 -800
腰的纵向膜应变
右腰测点 ② （－）
1）上图表示的是腰的左右部分的纵向薄膜应变。图中的①、②分别是左腰 测点与右腰测点上的 应变值。 ②出现了较大的压缩（－）值， ①出现了少量拉伸（＋）值。
L ρ1 ,(κ1)
L
ρ2 ,(κ2)
2
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扭曲
H2
H1
扭曲
翘曲
纵向弯曲缺陷分析
（1）纵向弯曲试验 板厚t: 0.8，弯曲圆角0.8t
腿（弯边）
腰（腹板）
14.0 30.0
上辊 D/2 θ
D/2 下辊
θ
D
15° 135.0
30° 135.5 45° 136.0
60° 136.5 75° 137.0
末道次成型机架
(°/m) 30
20
10 T
-2.4 -1.6 -0.8 0 0.8 1.6 2.4 (mm) 末架轧辊轴向加垫片调整扭曲
3）用扭转成型机架矫正扭曲（S4）
(°/m)
H2
10
5
0
5° 10° 15° θ′
-5
-10
扭转机架矫正