拉弯成形生产的关键

拉弯就是把金属板材、管材和型材弯曲成一定曲率、形状和尺寸的工件的冲压成形工艺。拉弯成形广泛应用于制造高压容器、锅炉汽包、锅炉炉管、船体的钢板及骨肋、各种器皿、仪器仪表构件以及箱柜镶条等。

材料拉弯时，其变形区内各部分的应力状态有所不同。横断面中间不变形的部分称为中性层。中性层以外的金属受拉应力作用，产生伸长变形。中性层以内的金属受压应力作用，产生压缩变形。由于中性层两侧金属的应力和应变方向相反，当载荷卸去后，中性层两侧金属的弹性变形回复方向相反，引起不同程度的弹复。虽然拉弯变形仅限于材料的局部区域，但弹复作用却会影响弯曲件的精度。弹复的影响因素很多，而这些因素难以控制，由弹复引起的拉弯件精度问题，一直是拉弯成形生产的关键。

按工艺特点，拉弯可分为顶弯、压弯、滚弯和拉弯。

压弯是最常用的弯曲方法。所用设备大多为通用的机械压力机或液压机，也有用专用折弯压力机的。常用的滚弯设备是卷板机。三辊卷板机按三点决定一圆的道理，对板坯进行连续弯曲。三辊卷板机具有两个传动辊（固定）和一个压下辊（可调）。调节压下辊的上下位置即可改变它与传动辊之间的相对距离。拉弯时，板材置于传动辊和压下辊之间，传动辊正反方向交换转动，使板材往复运动。调节压下辊使之逐步压下，即可将板材弯曲成所需曲率的圆柱面、圆锥面和曲率较小的双曲面。压下辊一端可升起，便于卸出工件。另外还有四辊和多辊卷板机，四辊卷板机用于卷制厚板圆筒，四辊以上的多辊卷板机，用多对辊子将板材逐渐弯曲成复杂的型面。

对于精度要求较高，长度和曲率半径要求较大、横向尺寸要求较小的弯曲件，可在专用的拉弯机上进行拉弯。拉弯时，板材全部厚度上都受拉应力的作用，因而只产生伸长变形，卸载后弹复引起的变形小，容易保证精度。

工艺参数

选择合适的加工参数是拉弯成形工艺的关键。除模具等变化相对较小的因素外，影响拉弯成形质量的工艺参数包括拉弯过程中的拉伸力、变形量等等。生产中限制拉弯加工的因素主要有以下两点：一是拉弯断裂，一是截面尺寸变形量过大。确定拉弯工艺参数首先要考虑的就是这两个方面。此外，尽量减小弹性恢复量也是选择拉弯工艺参数的重要依据之一。在收边拉弯加工中，加工参数选择不当会在腹板上产生失稳起皱的现象，这也是需要考虑的重要因素。挤压型材被认为是一种特殊的钣金材料，材料本身有一个方向尺寸远小于另外两个方向的尺寸，因而在成形过程中通常可被看作是在平面应力状态下完成的。但型材拉弯与板材成形最大的不同在于，板材通常可以认为是各向同性的，而挤压型材的各向异性特征则更为明显。

拉弯构件

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承受轴心拉力和弯矩共同作用下的构件成为拉弯构件，它包括偏心受拉构件和有横向荷载作用的拉杆构件。钢结构中拉弯构件应用较少

对于拉弯构件，如果弯矩不大而主要承受轴心拉力作用时，它的截面形式和一般轴心拉杆一样。弯在拉力和弯矩的共同作用下，截面出现塑性铰即视为承受能力的极限。但对格构式构件或冷弯薄壁型钢构件，截面边缘出现塑性即已基本上达到强度的极限。一般情况下，拉弯构件丧失整体稳定性和局部稳定性的可能性不大

拉弯工艺图和可以生产的零部件简介

由《金属板材成形》杂志主办的“MFC第二届汽车冷弯（滚压与拉弯）成形技术论坛”将于2020年5月28日（周四）～29日（周五）在江苏无锡举办。

2019年在苏州举办的首届会议大约有100多家企业的200多名代表参会，上下游企业难得聚在一起，聆听了十几场报告，交流也非常充分，对变截面成形、模具切换、3D辊弯、多种材料成形、与别的工艺优劣比较等热门问题进行了热烈讨论。本次论坛将继续组织12场技术讲座，邀请200名上下游专业人士参会，组织现场讨论，并参观一家冷弯成形企业，同时邀请采购商参与。

滚压是一种节材、节能、高效的成形工艺，利用一组辊压模具渐进变形，生产高强钢滚压件、车门框条、车门加强筋、保险杠、门梁、框轨、车顶弓型架、车身、车窗升降器、座椅的B柱及底盘等关键结构件。拉弯成形则是利用固定半径的拉弯模具，用来生产铝制保险杠、车身结构件、行李架、铝车身大巴车身结构件等，和滚压成形互补，各有所长。

冷弯成形具有材料利用率高、交货期短（调试模具费时间，调好速度惊人）、性价比高、容易高效复合加工（预冲、切割、焊接、攻牙、铆接集成到到一条线，减少二次加工的库存和切换时间）、模具成本低，并且能灵活变更成形弧度、变形横截面截型和零件的长度，可加工低碳钢、铝材、高达1700兆帕的高强钢等多种材料。

冷弯成形与可以部分替代的内高压、热成形、冷挤压等工艺比较，初始投资低，使用周期成本低。缺点是：看似成形结构和模具简单，但是技术要求高，对材料、模具加工、工艺需要有深刻理解，中国业内的人才和积累的经验较少。以汽车可以冷弯的零部件为例，国外发达国家的应用比例达到了50%以上，而中国刚过5%，潜在的市场空间巨大。

完整滚（辊）压的原理及工艺图-2-Shape

美国顺普公司

冷弯工艺除了汽车行业蓬勃发展，在航天航空、家电、轨道交通、电扶梯、电力、照明、建材、物流仓储等行业也有广泛应用，在发达工业国家的应用尤为普及，加工精度、材料强度、生产效率和加工成本优势明显，替代了大量的折弯和传统冲压工艺。

本次论坛议题将以汽车行业的滚压与拉弯成形技术为主，兼顾其他行业的类似工艺，拟邀请：上汽、诺贝丽斯、银木、东风、一汽、吉利、广汽、凌云、敏实、忠旺、英利、本特勒、片山工业、阿斯铁亚、蒙塔萨、日本发条、李尔、东洋座椅、难波冲压、富士冲压、延锋安道拓、弗吉亚、海纳川、三五部件、海斯坦普、多利汽车配件、爱信顺普、奇昊等汽车、等汽车主机厂及其一二级零部件供应商、专业冲压厂、模具、设备、润滑等企业进行交流，同时邀请国内外研究所、大学院校专家、行业专家进行前瞻性分析。

截止2019年，MFC组织了100余场冲压钣金专业会议，吸引了近2万专业人士参与，参观了大量业内龙头企业。各论坛的线上线下交流互访活跃，促成了大量合作，促进了行业技术提升。

《金属板材成形》杂志-2020-03-16