輥彎的案例
使用PAM-STAMP做輥軋冷彎分析
最近使用PAM做了一個連續的冷彎的分析，結果不是很好，不過有些現象已經出來了。
鎂合金溫軋機支承輥有限元分析
有限元分析 ￥30
在上下工作輥之間設置液壓缸，對上下工作輥軸承座施加與軋制力方向相同的彎輥力S1，此力規定為正值，故稱為正彎輥法。在彎輥力S1作用下，軋輥的撓度和有載輥縫中部處尺寸減小。負彎輥法是在工作輥軸承座與支承輥軸承座之間設置液壓缸，對工作輥軸承座施加一個與軋制方向相反的作用力S1（圖1.2b），此力規定為負值，故稱為負彎輥法。它使工作輥撓度和有載輥縫中部處尺寸增加。
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圖1.2 工作輥彎曲法[1]
a-工作輥正彎；b-工作輥負彎
2 問題描述
本文以某高校鎂合金實驗室的300mm鎂合金溫軋機為研究對象，設備僅用于實驗，體型小，相關參數如表2.1所示。
表2.1 鎂合金溫軋機參數表
繪制支承輥簡化圖，如圖2.1所示。
圖2.1 支承輥簡化圖
本論文僅對工作輥正彎時，做支承輥的彎曲強度分析。對支承輥做受力分析，如圖2.2所示。
圖2.2 支承輥受力分析圖
3 建立有限元模型
3.1 建立模型
(1) 參照支承輥簡化后的圖形，用Solidworks繪制三維模型，如圖3.1所示，另存為.x_t格式，準備導入。
圖3.1 支承輥三維模型圖
(2) 選擇“Utility Menu>file>import>para...”命令，彈出“ANSYS connection forparssolid”對話框，選擇需要導入的文件，單擊“OK”按鈕即可完成導入，如圖3.2所示。
展開 五金沖壓件彎曲變形的特點
五金沖壓件彎曲按加工材料的不同，可分為板料彎曲、管料彎曲、型材彎曲、棒料彎曲等；按彎曲成形所用設備的不同，又可分為折彎、滾彎、拉彎、輥彎等。
彎曲件加工的精度與很多因素有關，如彎曲件材料的力學性能和材料厚度、模具結構和模具精度、工序的多少和工序的先后顧序以及彎曲件本身的形狀尺寸等。精度要求較高的彎曲件必須嚴格控制材料厚度公差。一般彎曲件的尺寸經濟公差等級最好在IT13級以下，增加整形等工序可以達到IT11級。
彎曲加工的過程是利用V形彎曲模壓彎V形件的模具結構圖。凸模1與凹模2分別與彎曲工件內、外形輪廓基本一致，當外力(如果力機滑塊運動)將凸模推下時，便將放在凸、凹模之間的板料彎成需要的工件。
彎曲有自由彎曲和校正彎曲之分，區別在于自由彎曲是在凸模、板料、凹模三者完全貼合時就不再往下壓；而校正彎曲則是自由彎曲的基礎上涂抹再往下壓，使工件產生一步的塑性變形，以減少彎曲件的回彈。
為了觀察板料彎曲時的金屬流動情況，便于分析材料的變形特點，經常在彎曲前的板料側表面用機械刻線或照相腐蝕制作正方形網格，然后用工具觀察并測量彎曲前后網格的尺寸和形狀變化情況，彎曲變形后，發現具有以下特點：
1.圓角部分的正方形坐標網格由正方形變成扇形，其他部位則沒有變形或變形很小。
2.在變形區內，側面網格由正方形變成了扇形；靠近凹模的外側手切向拉伸，長度伸長；靠近凸模的內側受切向壓縮，長度縮短。由內、外表面至板料中心，其縮短和伸長的程度逐漸變小。在縮短和伸長兩者之間變形前后長度不變的那層金屬成為中性層。
在沖壓加工中出現彎曲變形區斷面的一類型變化，則需要觀察彎曲后斷面的變化我們可以發現：
1.變形區內的板料橫截面發生變形。
展開 LS_DYNA管材冷彎成形
項目的工程意義和代表性
冷彎成型是一種傳統工藝，廣泛用于制造成本效益高的焊管，其中金屬工件是經過多組軋輥逐步成形。根據初始橫截面和最終型材的幾何形狀以及要施加的應變增量，給出不同類型的輥子，每組輥子都具有特定的功能。電阻焊（ERW）鋼管已廣泛應用于各行各業，特別是在天然氣和石油運輸中。ERW焊管主要采用輥壓成型工藝，通常包括開卷、調平、輥軋成型、焊接、定徑、矯直等多種工藝。然而，在工業生產中，冷輥軋成形主要采用試錯法。工件隨著各輥組的轉動而逐漸連續變形，形成一個圓形的十字形管。由于材料非線性、幾何非線性和邊界非線性，板料輥軋成形過程非常復雜。然而，花卷設計和花型設計主要依靠工人的經驗，理論指導和參考較少。隨著計算機技術的發展，有限元分析作為早期設計和優化階段必不可少的工具，在輥彎成形工業中得到了越來越多的應用。
2. 仿真目的和基本設置
目的：
在管材冷彎成形過程中，如果不能很好地平衡各參數，這種方法可能會產生沿工件橫截面上的幾何和機械性能的非均勻分布，以及管子在后續過程（即彎曲）中的不穩定行為。所以確定一些衡量工件均勻性和加工質量的指標是很重要的，研究主要工藝參數對這些指標的影響是主要目的。
基本設置：
垂直輥軸：9組，水平輥軸：8組
板材長寬高：300 X 20.8 X 1 mm
厚度方向積分點數量： 7
摩擦系數：0.2
網格尺寸：0.5-1 mm
輥軸組的速度，每個輥軸組會增速0.5%以確保板材不會出現屈曲
驅動方式：只有垂直方向放置的下輥軸作為驅動利用摩擦帶動板材前進成形
板材變形體，輥軸剛體
3. 工件的簡圖
圖1 簡化后的模型和變形演化花形圖案
4.
展開 
AutoCAE蘇州辦事處招聘-金屬成形CAE軟件技術支持工程師，銷售經理
AutoCAE是德國data M公司授權的COPRA軟件合作伙伴，COPRA作為冷彎行業首屈一指的設計和仿真分析軟件，歷經30年發展，凝聚了data M公司多位軟件工程師和冷彎成形專家的經驗，將軟件界面、設計模板和分析流程完美得做到了工藝化、參數化、自動化。COPRA軟件涵蓋整個冷彎成形工藝流程，COPRA RF為冷彎設計軟件包，包括開閉口截面、管材和線材等冷彎產品的快速輥花設計、快速軋輥設計，DTM工藝可行性評估等；COPRA FEA是基于有限元的輥彎成形工藝仿真分析軟件包，可以精確預測成形過程中的應力、變形、厚度和回彈，仿真結果用來指導工藝優化和模具設計。
AutoCAE是俄羅斯QForm軟件授權合作伙伴，QForm是一種基于鍛造工藝的模擬仿真軟件，可以幫助客戶解決鍛件設計制造過程的工藝設計驗證和優化問題、以及鍛模的設計制造等技術難題。QForm軟件可以模擬各種金屬塑性成形工藝：包括冷、熱模鍛，自由鍛，環軋，輾輪，輥鍛，軋制，楔橫軋，螺旋軋制，型材擠壓，旋壓，液壓成形，板材成形，擺碾和粉末鍛造等。另外還可以模擬熱處理過程中的熱彈塑性問題。可以導入鑄造模擬軟件的模擬結果。
AutoCAE作為美國DANTE Solutions, Inc中國區合作伙伴，為國內熱處理行業用戶提供最為專業的Dante熱處理仿真軟件、技術支持和熱處理仿真過程工程咨詢。Dante軟件用于模擬各種淬火（浸入、氣體、模壓等）、滲碳、回火等熱處理工藝過程，得到零件的應力、晶相、變形等分析結果，預測熱處理過程中的缺陷，指導熱處理工藝優化。
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展開 直縫埋弧焊管粗彎過程仿真方案
各輥子與鋼帶設置摩擦接觸，摩擦系數為0.2，動摩擦系數為0.1，將中間的彎邊輥、粗一和粗二道上、下輥子的邊緣均與鋼帶設為無摩擦接觸；將粗一和層二道的上下輥分別設為鋼體約束，只打開軸向旋轉X方向約束（設為Free），但將中間的彎邊上輥設為X方向旋轉free，其它方向為0的遠程位移（選自設坐標系）；彎邊下輥也設為X方向旋轉free，其它方向為0的遠程位移（選自設坐標系）；鋼帶進入端左邊設為Z方向速度，z方向200mm/s，鋼帶末端邊設拉量力1000N，方向向后；鋼帶中心線設為X方向位移為零，其它方向自由；
18秒時刻，鋼帶最大等效應力830.06MPa，表現板端部，在彎邊輥后的板邊上有不均勻等效應力，最大值約為548.45MPa。（計算例為case02）
兩個方案的計算等效應力圖形對比：
方案1的鋼帶的等效應力仿真計算結果
方案2的鋼帶的等效應力仿真計算結果
通過上述兩個模擬方案的仿真算例計算對比，可以看出塑性材料屬性參數的改變，對求解鋼帶的應力是有很大影響的，同時可以看出這兩種方法都是可行的。
直縫埋弧焊管粗彎板邊仿真方案.docx
case02.rar
case01.rar
展開 LS-DYNA 管材冷彎成形
1、、項目的工程意義和代表性
冷彎成型是一種傳統工藝，廣泛用于制造成本效益高的焊管，其中金屬工件是經過多組軋輥逐步成形。根據初始橫截面和最終型材的幾何形狀以及要施加的應變增量，給出不同類型的輥子，每組輥子都具有特定的功能。電阻焊（ERW）鋼管已廣泛應用于各行各業，特別是在天然氣和石油運輸中。ERW焊管主要采用輥壓成型工藝，通常包括開卷、調平、輥軋成型、焊接、定徑、矯直等多種工藝。然而，在工業生產中，冷輥軋成形主要采用試錯法。工件隨著各輥組的轉動而逐漸連續變形，形成一個圓形的十字形管。由于材料非線性、幾何非線性和邊界非線性，板料輥軋成形過程非常復雜。然而，花卷設計和花型設計主要依靠工人的經驗，理論指導和參考較少。隨著計算機技術的發展，有限元分析作為早期設計和優化階段必不可少的工具，在輥彎成形工業中得到了越來越多的應用。
2、仿真目的和基本設置
在管材冷彎成形過程中，如果不能很好地平衡各參數，這種方法可能會產生沿工件橫截面上的幾何和機械性能的非均勻分布，以及管子在后續過程（即彎曲）中的不穩定行為。所以確定一些衡量工件均勻性和加工質量的指標是很重要的，研究主要工藝參數對這些指標的影響是主要目的。
展開 板成形模擬的專用軟件DYNAFORM介紹
主要應用：
1．沖壓、壓邊、拉延、彎曲、回彈、多工步成形等典型鈑金成形過程
2．液壓成形、輥彎成形
3．模具設計
4．壓機負載分析等
金言 | 我對鍛壓行業高質量發展的認識-鍛壓行業的重要性
金屬回轉加工成形分為金屬坯回轉、工具回轉或兩者都回轉三種形式，在旋轉中使金屬坯料變形的塑性加工方法，包括縱軋、斜軋、擺輾、輾環、楔橫軋、輥彎（或彎卷）、輥鍛和旋壓等。成形環件內徑Φ500mm以上的為大型環件；擠壓管件內徑Φ300mm以上壁厚30mm以上的為大口徑厚壁無縫管件。
沖壓，在加壓設備和工（模）具作用下，使金屬板料發生塑性變形或分離，從而獲得一定幾何尺寸、形狀和性能的零件（沖壓件）的加工方法稱為沖壓。沖壓加工的對象都是板料，故又稱為板料沖壓，板料沖壓主要由下列工序組成:
分離工序（沖裁工序)：毛坯或零件的一部分與另一部分分離。包括剪切、落料、修邊、沖裁、沖孔和切口等。
成形工序：毛坯或零件改變形狀的工序，包括拉深、彎曲、脹形、縮口、刻印、起伏成形、翻邊、局部擠壓、熨薄和整形等。
復合工序：該類工序包含沖（孔）裁、落料和成形等兩種以上工序，主要是通過復合模或連續（級進）模來實現。
裝配工序：利用工裝模具將兩個或多個沖壓件裝配到一起的工序，包含鉚接，比如車門壓合、轎車前后蓋壓合等工序都屬于用沖壓方法實現裝配工序的案例。
沖壓包括冷沖壓成形和熱沖壓成形兩大類。
鈑金與制作，用簡單、通用性工具，使金屬板材、管材和型材發生變形或分離，按照預期要求成為零件或結構件的加工過程稱為鈑金與制作。
鈑金與制作是一種綜合冷成形工藝。鈑金包括剪切、沖孔、切割、沖/切復合、折彎、鉚接、拼接、滾壓、輥壓（漸進成形）、翻邊、卷邊和扭曲等工序；而制作則是指利用設備與工具對型材和管材進行切割、彎曲和打孔等加工，從而獲得一定形狀零部件的加工過程。
展開 沖壓成形：彎曲件,沖裁件,拉伸件沖壓工藝介紹
彎曲按加工材料的不同，可分為板料彎曲、管料彎曲、型材彎曲、棒料彎曲等；按彎曲成形所用設備的不同，又可分為折彎、滾彎、拉彎、輥彎等。
彎曲件加工的精度與很多因素有關，如彎曲件材料的力學性能和材料厚度、模具結構和模具精度、工序的多少和工序的先后顧序以及彎曲件本身的形狀尺寸等。精度要求較高的彎曲件必須嚴格控制材料厚度公差。一般彎曲件的尺寸經濟公差等級最好在IT13級以下，增加整形等工序可以達到IT11級。
彎曲過程
彎曲加工的過程是利用V形彎曲模壓彎V形件的模具結構圖。凸模1與凹模2分別與彎曲工件內、外形輪廓基本一致，當外力(如果力機滑塊運動)將凸模推下時，便將放在凸、凹模之間的板料彎成需要的工件。
彎曲有自由彎曲和校正彎曲之分，區別在于自由彎曲是在凸模、板料、凹模三者完全貼合時就不再往下壓；而校正彎曲則是自由彎曲的基礎上涂抹再往下壓，使工件產生一步的塑性變形，以減少彎曲件的回彈。
1）.材料彎曲時，彎曲圓角當超過材料的極限強度時，就會產生裂縫和折斷，應避免過小的彎曲圓角半徑
2）R角的設定最好不要大于其自身1.5倍材料厚度。因為R角過大彎曲過后其回彈也很大。
3）.彎曲件的彎曲高度不要太長，同時H也不可以過小，特別是材料t＞2mm的時候h過小(切記)，會使彎曲困難，很難得到形狀準確的零件。
彎曲件彎角成90°時，為了便于成形應使彎曲件直邊高度h＞2t，當h=1.3t-2t時，應使R≈0或采用壓凹槽等彎曲方法，見下圖。
4). 彎曲件的彎曲線盡量不要設計在寬度突變的地方（如下圖），以避免撕裂。
如果非要設計在寬度突變的地方，可以在寬度突變處預先沖好工藝孔或工藝槽 。
5）.對于有孔的彎曲件，如果孔位于彎曲的附近，彎曲的時候會使孔變形。
解決措施：使這些孔分布在變形區域之外。
展開 用戶作品賞析 | LS-DYNA 管材冷彎成形
作品賞析（7） | LS-DYNA 管材冷彎成形
1
項目的工程意義和代表性
冷彎成型是一種傳統工藝，廣泛用于制造成本效益高的焊管，其中金屬工件是經過多組軋輥逐步成形。根據初始橫截面和最終型材的幾何形狀以及要施加的應變增量，給出不同類型的輥子，每組輥子都具有特定的功能。電阻焊（ERW）鋼管已廣泛應用于各行各業，特別是在天然氣和石油運輸中。ERW焊管主要采用輥壓成型工藝，通常包括開卷、調平、輥軋成型、焊接、定徑、矯直等多種工藝。然而，在工業生產中，冷輥軋成形主要采用試錯法。工件隨著各輥組的轉動而逐漸連續變形，形成一個圓形的十字形管。由于材料非線性、幾何非線性和邊界非線性，板料輥軋成形過程非常復雜。然而，花卷設計和花型設計主要依靠工人的經驗，理論指導和參考較少。隨著計算機技術的發展，有限元分析作為早期設計和優化階段必不可少的工具，在輥彎成形工業中得到了越來越多的應用。
2
仿真目的和基本設置
在管材冷彎成形過程中，如果不能很好地平衡各參數，這種方法可能會產生沿工件橫截面上的幾何和機械性能的非均勻分布，以及管子在后續過程（即彎曲）中的不穩定行為。
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液壓成形，一種新的先進制造技術
球形容器無模液壓成形
(a)下料 (b)彎卷 (c)組裝焊接 (d)液壓脹形
它的成形工藝是先由平板經過焊接形成封閉多面殼體，然后在封閉多面體內充滿液體介質(一般為水)，并通過一定加壓系統施加壓力，在內壓作用下殼體產生塑性變形而逐漸趨向于球殼。
主要優點有不需要模具和壓力機;容易變更殼體壁厚和直徑;產品精度高;降低成本，縮短制造周期。
缺點是：
①由于該技術為“先焊接后成形”，封閉多面殼體的焊縫在成形過程中承受一定的塑性變形，如果焊縫質量存在問題，會引起開裂，造成整個殼體報廢。對于厚板和低合金鋼這種問題更嚴重。因此，控制焊接質量是關鍵所在。
②對于大型殼體，成形過程的支撐基礎難度大、費用高。例如，直徑12.3m的球殼，容積為1000m3，需要解決支撐1000t水及殼體自重的基礎。
與普通拉深一樣，壓力過大，在凸坎與直壁相接處容易成形爆破。
工藝的基本過程是先由平板或經過輥彎的單曲率殼板組焊成封閉多面殼體，然后再封閉多面殼體內充滿液體介質(通為水)，并通過一個加壓系統向封閉多面殼體內施加內壓，在內壓作用下殼體產生塑性變形而逐漸趨向于球殼。
對于單曲率殼體，該工藝的主要工序為:下料---彎卷---組裝焊接---液壓成形。
長遠看，殼體液壓成形將選用輕質傳力介質，因為水作為目前的傳力介質具有成本低和清潔的優點，但是對于大型殼體，水的質量很大，限制了該技術的發展應用，因此開發密度小于水的介質是殼體液壓成型技術的一個主要發展方向。
在焊接環節，將應用高能束焊接技術和自動化工藝焊接封閉殼體。目前封閉殼體多采用手工電弧焊，容易引起焊接接頭質量問題導致成形時開裂。
在材料方面，鋁合金等輕質材料也是球殼液壓成形的一個方向。
注：本文部分內容根據百度百科等網絡資料綜合整理。
展開 UG丨薄壁零件加工的高效裝夾方式分享！
壁板結構
壁板制造采用整塊鋁制板材輥彎后進行五軸銑削加工，整個加工工藝系統和加工過程具有區別于其他常規結構件加工的特點,這些特點主要加V芯：UG2089領數控資料包括：非規則蜂窩網格結構、凸臺和口框等特征交錯、整體相似與局部差異并存;宏觀大尺寸與局部變剛性特征相結合;多應力耦合條件下的復雜轉變規律，使得壁板發生宏觀的翹曲變形以及不同網格位置的局部變形加大了不同網格壁厚的不均勻性。
壁板真空吸附裝置
針對貯箱壁板高效高精加工需求，可以真空吸附裝夾技術，通過真空吸附夾具吸附裝夾零件，使其受到均勻分布載荷的夾緊力，從而減少零件因夾緊力造成的變形，提高零件的加工精度。真空吸附柔性裝夾裝置的主要組成包括：壁板內型面機銑加工大型真空吸附裝置、外型面機銑加工大型真空吸附裝置、真空發生系統、平臺一體化控制系統。其中，真空吸附裝置的主要組成包括鑄造形胎、轉臂氣缸和真空吸盤、閥塊模組、壓力傳感器、真空管路、快速接頭、手動截止閥、密封條等組成。
真空發生系統的主要功能是提供持續、穩定的氣壓差，確保吸盤能夠牢靠的吸住工件。真空發生系統的組成包括：真空泵、電磁壓差真空閥、高真空隔膜閥、真空阱、高真空手動蝶閥、真空表、控制系統等，真空發生系統中重要的性能參數是其所能獲得的極限真空度和對容器的有效抽速。
展開 汽車車門總成制造工藝淺析
窗框總成的制造工藝流程大致可分為：帶料的開卷→成形機組輯壓成形→輪焊機焊接→輻彎機組輯弧→切斷→拉彎成形→沖壓→切角→組焊→打磨一→矯形。其中成形機的輯形是整個輯壓工藝的重點，通過開發一系列輥輪并安裝固定在成形機組上，帶料在輥輪的作用下，逐漸成形至設計所需的斷面結構。
輪焊機焊接主要是通成過對輯壓成形后的制件等距設置一 些焊點，以防止成形后產品截面的展開。輥彎機組輯 弧與拉彎成形工序都是解決制件的弧度問題，但它們有著本質的區別，輯彎機組輻弧主要是把制件由直線形狀成形為曲線形狀，它們是在一個平面內的曲率變化，而拉彎成形是由拉彎機配合專用拉彎模可實現制件變曲率的三維空間彎曲成形。拉彎成形后根據制件的工藝需求，往往還需進行沖壓、組焊及矯形等作業內容。
以圖2所示的前門窗框總成為例，窗框總成由多個輯壓制件和沖壓片件拼焊組成。根據它們的幾何構造，總成零件在組焊完成后由于制件公差的累積和焊接應力釋放等原因，致使總成零件容易出現扭曲、回彈等質量缺陷，一方面影響到車門總成與側固、翼子板等車身搭接零部件的型面匹配和與門洞之間的間隙匹，另一方面也會影響到車門內部車窗玻璃的自由升升降，致使車窗玻璃上下滑動時卡頓并出現異響。
基于窗框總成的結構特性和重要的裝配關系，制造精度和一致性就成為窗框總成制造工藝的重點和難點，也需作為關鍵工序進行重點管控。尤其開放式u型結構的窗框，扭曲、回彈的控制就更加困難，為了保證窗框成品的質量及穩定性，除了對工、輔器具進行合理、優化的設計，制造外， 在窗框制造工藝的設計 上，需考慮在組焊工序后增加一道人工矯形的輔助工序，著重解決制件的扭曲、回彈問題，以達到設計所需的功能要求。
總成零部件的焊接
門總成是由多個零部件、多種工藝、多道工序拼焊組成。
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