CN106195607B - 局部闭合开口冷弯型钢及其成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种局部闭合开口冷弯型钢及其成型工艺，局部闭合开口冷弯型钢包括底边部、从底边部的左右两端垂直向上弯折的外侧边部、从外侧边部的上端垂直向内弯折的顶边部、以及从顶边部的内端垂直向下弯折的内侧边部，内侧边部的下端与底边部相接触，底边部、外侧边部、顶边部和内侧边部围成两个闭合区域和一个开口区域。局部闭合开口冷弯型钢成型工艺通过四个阶段变型从外向里逐渐完成局部闭合开口冷弯型钢的正确弯曲变形，特别地，其使用反向弯曲变形和左右双边同时变形的复合变形工艺使局部闭合开口冷弯型钢的各边实现实弯，使得局部闭合开口冷弯型钢各转角的角度大小易于控制，进而提高局部闭合开口冷弯型钢各转角处的两边夹角、转角R值、及截面尺寸精度。

Description

局部闭合开口冷弯型钢及其成型工艺

技术领域

本发明涉及冷弯型钢及其成型工艺领域，特别是涉及一种局部闭合开口冷弯型钢及其成型工艺。

背景技术

冷弯型钢是指用钢板或带钢在常温状态下弯曲成的各种断面形状的成品型材，薄壁冷弯型钢是制作轻型钢结构的主要材料。冷弯型钢具有热轧型钢所不能生产的各种特薄、形状合理而复杂的截面；与热轧型钢相比较，在相同截面面积的情况下，冷弯型钢的回转半径可增大50％-60％左右，冷弯型钢的截面惯性矩可增大0.5-3.0倍左右，因而能够较为合理地利用材料强度。所以，冷弯型钢与普通钢结构相比，冷弯型钢可节约钢材30％-50％左右。

通常情况下，轻型钢结构用的冷弯型钢只有槽钢、角钢、C型钢、内卷边C型钢、Z型钢以及外翻边U型钢这几种，图1a至图1f依次为槽钢、角钢、C型钢、内卷边C型钢、Z型钢以及外翻边U型钢的截面结构或断面结构。但是，上述截面结构的冷弯型钢已经满足不了目前轻型钢结构及轻型钢结构建筑的设计需求。为此，一些学者提出了一种如图2所示的焊接钢结构，该焊接钢的截面呈凹字形或B字形，故也称为凹字形钢或B字形钢；现有技术中，凹字形钢由一块钢板和焊接在该钢板上端左右两侧的小矩形管构成，故其重量大，且加工后容易变形、加工成本也高。又或者，如申请号为201110122538.6的中国发明专利申请说明书或申请号为201120150623.9的中国实用新型专利说明书公开了一种冷弯B型钢钢材，其由基板、弯折板、连接板构成，且基板和弯折板围合成相对平行设置的中空柱体结构，但是，由于中空柱体的截面为直角梯形，同时，连接板与基板上的凸部相配合构成凹凸结构的压接结构，因此，将其应用到轻型钢结构及轻型钢结构建筑中后，该冷弯B型钢钢材的截面稳定性并不是最佳的，同时截面形状也满足不了设计要求。

为此，本申请提供一种全新的凹字形钢，其截面结构如图3所示，该凹字形钢的截面属于开口型钢，但在局部形成两个闭合区域，故其具有局部闭合开口。具体说，该凹字形冷弯型钢1包括底边部101、从底边部101的左右两端垂直向上弯折的外侧边部102、从外侧边部102的上端垂直向内弯折的顶边部103、以及从顶边部103的内端垂直向下弯折的内侧边部104，且内侧边部104的下端向下延伸至底边部101的上端侧、与底边部101相接触，故一条底边部101、两条外侧边部102、两条顶边部103和两条内侧边部104共同围成两个闭合区域105、以及一个位于两条内侧边部104之间的开口区域106。两个闭合区域的实现，使得该凹字形钢的截面性能参数发生巨大的变化，完全可以替代上述图2所示的凹字形焊接刚结构。将该新型的凹字形钢应用到轻型钢结构建筑上后，其具有闭合型钢的特点，故其截面的稳定性非常好，同时中间的槽形开口又可以起到与其他件连接榫槽的作用。

图3所示的新型凹字形钢，从其截面复杂程度上看，并非十分复杂，但是，该凹字形钢对各边的边长具有以下要求：两条外侧边部等长，两条内侧边部等长，两条顶边部等长，两条内侧边部的总长L1+L1应大于位于两条内侧边部之间开口区域的长度。所以，该凹字形钢的截面若按照通常辊弯冷弯型钢成型工艺的变形顺序和方法，则外侧边部与底边部之间的两个转角R1、R2处无法通过模具的约束实现变形，从而造成不可控的盲区，因此，成型的截面尺寸精度也达不到预期的目标值，使该凹字形钢的冷弯成型变得不可能。

另外，从凹字形冷弯型钢的截面几何形状看，其类似于现有技术中的内卷边C型钢，因此，有学者提出以下凹字形冷弯型钢的成型工艺：如图4所示，内卷边C型钢2由于两个内卷边202的存在，故对于外卷边203与底边201的两个转角X1和X2处变形时就非常地困难，所以在两个转角X1和X2变形时通常采用斜轧辊进行控制，从而可以得到一定尺寸精度的转角和转角半径X值。但是，采用斜轧辊进行外卷边与底边之间转角的控制需要满足两个条件：1、两条内卷边不能太长，通常国标中内卷边C型钢的内卷边边长要远远小于外卷边的边长；2、内卷边C型钢的底边的长度尺寸需要很大，其要超过外卷边长度的三倍左右。由此可见：将内卷边C型钢的冷弯成型工艺和变形应用到本申请中的凹字形冷弯型钢的成型工艺中时，由于本申请中凹字形冷弯型钢的内侧边部的长度远远大于内卷边C型钢的内卷边的长度，故任何轧辊(模具)也无法接触到凹字形冷弯型钢的外侧边部与底边部之间的两个转角R1、R2处，故也就无法实现凹字形冷弯型钢的正确变形。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种重量轻、且截面稳定性好的局部闭合开口冷弯型钢。

为实现上述目的，本发明提供一种局部闭合开口冷弯型钢，包括底边部、从底边部的左右两端垂直向上弯折的外侧边部、从外侧边部的上端垂直向内弯折的顶边部、以及从顶边部的内端垂直向下弯折的内侧边部，所述内侧边部的下端向下延伸至底边部的上端侧、并与底边部相接触，所述底边部、外侧边部、顶边部和内侧边部围成两个左右对称设置的闭合区域、以及位于两个闭合区域之间的一个开口区域。

进一步地，所述底边部与外侧边部、外侧边部与顶边部、以及顶边部与内侧边部均通过圆弧边部过渡连接。

进一步地，两条内侧边部在上下方向上的长度之和L大于所述开口区域在左右方向上的长度W。

优选地，由底边部、外侧边部、顶边部和内侧边部构成的局部闭合开口冷弯型钢为一体件。

优选地，所述局部闭合开口冷弯型钢的材质为普碳钢、或低合金钢、或高强钢、或表面涂层钢板。

如上所述，本发明涉及的局部闭合开口冷弯型钢，具有以下有益效果：

本申请涉及的局部闭合开口冷弯型钢重量轻，具有非常好的截面稳定性，且同时具有开口型钢和闭口型钢的特点，故其能够较好地适用于轻型钢结构及轻型钢结构建筑，满足目前轻型钢结构及轻型钢结构建筑对冷弯型钢的要求。

本发明的另一目的在于提供一种局部闭合开口冷弯型钢成型工艺，能够实现凹字形冷弯型钢的正确变形，保证各转角的尺寸精度。

为实现上述目的，本发明提供一种局部闭合开口冷弯型钢成型工艺，依次包括以下步骤：

第一阶段变型：使钢板带的左右两侧同时向上正向弯曲变形，形成两个左右相对称的第一变形部分，两个第一变形部分之间的平板部分为第一待变形部，所述第一变形部分的弯曲变形角α1为35°～45°；

第二阶段变型：使第一待变形部的左右两侧同时向上正向弯曲变形，形成两个左右相对称的第二变形部分，所述第一变形部分位于第二变形部分的外端侧，两个第二变形部分之间的平板部分为第二待变形部，所述第二变形部分的弯曲变形角α2为55°～65°，使第二待变形部的左右两侧同时向下反向弯曲变形，直至第二变形部分与第二待变形部之间的夹角由120°逐渐减小至110°；

第三阶段变型：使第二待变形部的左右两侧同时向上正向弯曲变形，形成两个左右相对称的第三变形部分，所述第二变形部分位于第三变形部分的外端侧，两个第三变形部分之间的部分为第三待变形部，第三待变形部的左右两侧均对称地向下弯曲，所述第三变形部分与第三待变形部之间的夹角α3为115°～125°；

第四阶段变型：使第三待变形部的左右两端同时向上正向弯曲变形，同时使第一变形部分、第二变形部分和第三变形部分二次弯曲变形，直至第一变形部分与第二变形部分之间的夹角R1、第二变形部分与第三变形部分之间的夹角R2、以及第三变形部分与第三待变形部之间的夹角R3都减小至90°，完成局部闭合开口冷弯型钢的变形；

此时，第三待变形部呈平直状、并构成局部闭合开口冷弯型钢的底边部，两条第三变形部分垂直于第三待变形部、并构成局部闭合开口冷弯型钢的外侧边部，两条第二变形部分垂直于第三变形部分、并构成局部闭合开口冷弯型钢的顶边部，两条第一变形部分垂直于第二变形部分、并构成局部闭合开口冷弯型钢的内侧边部，所述内侧边部的下端向下延伸至底边部的上端侧、并与底边部相接触，所述底边部、外侧边部、顶边部和内侧边部围成两个左右对称设置的闭合区域、以及位于两个闭合区域之间的一个开口区域。

进一步地，第一阶段变型后，第一变形部分的弯曲变形角α1为40°，第一变形部分与第一待变形部之间的夹角为140°；第二阶段变型后，第二变形部分的弯曲变形角α2为60°，第二变形部分与第二待变形部之间的夹角为110°；第三阶段变型后，第三变形部分与第三待变形部之间的夹角α3为120°。

进一步地，所述第一阶段变型通过多个道次完成，每个道次均使用第一上辊和第一下辊，第一上辊和第一下辊之间形成第一阶段变型中各道次变形孔型。

进一步地，所述第二阶段变型通过多个道次完成，每个道次均使用第二上辊、第二下辊和第一侧辊，第二上辊、第二下辊和第一侧辊之间形成第二阶段变型中各道次变形孔型。

进一步地，所述第三阶段变型通过多个道次完成，每个道次均使用第三上辊、第三下辊和第二侧辊，第三上辊、第三下辊和第二侧辊之间形成第三阶段变型中各道次变形孔型。

进一步地，所述第四阶段变型包括粗整阶段和精整阶段，所述粗整阶段通过多个道次完成，每个道次均使用第四上辊和第四下辊，第四上辊和第四下辊之间形成粗整阶段中各道次变形孔型；所述精整阶段使用第五上辊、第五下辊和第三侧辊，第五上辊、第五下辊和第三侧辊之间形成精整阶段中各道次变形孔型。

如上所述，本发明涉及的局部闭合开口冷弯型钢成型工艺，具有以下有益效果：

本发明涉及的局部闭合开口冷弯型钢成型工艺通过四个阶段变型从外向里逐渐完成局部闭合开口冷弯型钢的正确弯曲变形，特别地，其使用反向弯曲变形和左右双边同时变形的复合变形工艺使局部闭合开口冷弯型钢的各边实现实弯，使得局部闭合开口冷弯型钢各转角的角度大小易于控制，进而提高局部闭合开口冷弯型钢各转角处的两边夹角、转角R值、及截面尺寸精度，从而提高局部闭合开口冷弯型钢的成型精度，同时还大大提高了局部闭合开口冷弯型钢的生产效率。

附图说明

图1为现有技术中冷弯型钢的截面结构示意图。

图2为现有技术中凹字形焊接钢的截面结构示意图。

图3为本申请中局部闭合开口冷弯型钢的截面结构示意图。

图4为现有技术中内卷边C型钢成型工艺斜插辊示意图。

图5为本申请中局部闭合开口冷弯型钢的变形工艺辊花图。

图6为本申请中局部闭合开口冷弯型钢在第一阶段变型的辊花示意图。

图7为图6中某道次所用的轧辊结构图。

图8为本申请中局部闭合开口冷弯型钢在第二阶段变型的辊花示意图。

图9为图8中某道次所用的轧辊结构图。

图10为本申请中局部闭合开口冷弯型钢在第三阶段变型的辊花示意图。

图11为图10中某道次所用的轧辊结构图。

图12为本申请中局部闭合开口冷弯型钢在第四阶段变型粗整阶段的辊花示意图。

图13为图12中某道次所用的轧辊结构图。

图14为本申请中局部闭合开口冷弯型钢在第四阶段变型精整阶段的辊花示意图。

图15为图14中某道次所用的轧辊结构图。

元件标号说明

1 凹字形冷弯型钢

101 底边部

102 外侧边部

103 顶边部

104 内侧边部

105 闭合区域

106 开口区域

2 内卷边C型钢

201 底边

202 内卷边

203 外卷边

401 第一变形部分

402 第一待变形部

403 第二变形部分

404 第二待变形部

405 第三变形部分

406 第三待变形部

5 第一上辊

51 第一辊压部

52 第二辊压部

6 第一下辊

61 第三辊压部

62 第四辊压部

7 第一侧辊

71 第五辊压部

8 第二上辊

81 第六辊压部

9 第二下辊

91 第七辊压部

11 第二侧辊

111 第八辊压部

12 第三上辊

121 第九辊压部

122 第十辊压部

13 第三下辊

131 第十一辊压部

132 第十二辊压部

14 第四上辊

141 第十三辊压部

142 第十四辊压部

143 第十五辊压部

15 第四下辊

151 第十六辊压部

152 第十七辊压部

16 第五上辊

161 第十八辊压部

162 第十九辊压部

17 第五下辊

171 第二十辊压部

18 第三侧辊

181 第二十一辊压部

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本申请提供一种局部闭合开口冷弯型钢，其截面类似于B字形或凹字形，故也可以称为B字形冷弯型钢或凹字形冷弯型钢。所述局部闭合开口冷弯型钢的截面图(也可以叫做断面图)如图3所示，包括左右延伸的底边部101、从底边部101的左右两端垂直向上弯折的外侧边部102、从外侧边部102的上端垂直向内弯折的顶边部103、以及从顶边部103的内端垂直向下弯折的内侧边部104，所述内侧边部104的下端向下延伸至底边部101的上端侧、并与底边部101相接触，所述底边部101、外侧边部102、顶边部103和内侧边部104围成两个左右对称设置的闭合区域105、以及位于两个闭合区域105之间的一个开口区域106。因此，上述局部闭合开口冷弯型钢中，底边部101与顶边部103相平行，外侧边部102与内侧边部104相平行，外侧边部102和内侧边部104均垂直于底边部101和顶边部103，即内侧边部104与顶边部103之间的夹角R1、顶边部103与外侧边部102之间的夹角R2、以及外侧边部102与底边部101之间的夹角R3都为90°。同时，由底边部101、外侧边部102、顶边部103和外侧边部102共同围成的两个闭合区域105为矩形区域，由底边部101、外侧边部102、顶边部103和内侧边部104构成的局部闭合开口冷弯型钢为一体件。该局部闭合开口冷弯型钢重量轻、具有非常好的截面稳定性，且同时具有开口型钢和闭口型钢的特点，故其能够较好地适用于轻型钢结构及轻型钢结构建筑，满足目前轻型钢结构及轻型钢结构建筑对冷弯型钢的要求。

进一步地，如图3所示，所述底边部101与外侧边部102、外侧边部102与顶边部103、以及顶边部103与内侧边部104均通过圆弧边部过渡连接，即该局部闭合开口冷弯型钢各边的转角处都具有转角R值(即转角处圆弧边部的半径值)，故该局部闭合开口冷弯型钢的外周面和内周面均是圆弧过渡的，无尖锐棱角，从而便于其投入使用。

另外，上述局部闭合开口冷弯型钢还具有以下尺寸特点：每条内侧边部104在上下方向上的长度均为L1，则两条内侧边部104的长度之和L(L＝2L1)大于所述开口区域106在左右方向上的长度W。优选地，所述局部闭合开口冷弯型钢的材质为普碳钢、或低合金钢、或高强钢、或表面涂层钢板，其中，表面涂层钢板比如为Q235镀锌钢板。

以下例举局部闭合开口冷弯型钢的一个较优实施例：其外形尺寸为90mm×32mm，制成该局部闭合开口冷弯型钢的钢板带的厚度为2mm，两个矩形区域(即所述闭合区域105)的外形尺寸为32mm×20mm。因此，底边部101在左右方向上的长度为92mm，外侧边部102在上下方向上的长度为32mm，内侧边部104在上下方向上的高度L1为30mm，顶边部103在左右方向上的长度为20mm，开口区域106在左右方向上的长度W为50mm，故内侧边部104的下端恰好接触底边部101。

由于现有技术中普通开口冷弯型钢的变形工艺方案都不能满足上述局部闭合开口冷弯型钢的形状和尺寸要求，故本申请提出一种全新的局部闭合开口冷弯型钢成型工艺，其采用反向弯曲变形和左右双边同时变形的复合变形工艺、并按照由外而内的顺序使局部闭合开口冷弯型钢的各边实现实弯，使得局部闭合开口冷弯型钢各转角的角度大小易于控制，进而提高局部闭合开口冷弯型钢各转角处的两边夹角、转角R值、及截面尺寸精度，从而提高局部闭合开口冷弯型钢的成型精度，同时还大大提高了局部闭合开口冷弯型钢的生产效率。

如图5所示，本申请涉及的局部闭合开口冷弯型钢成型工艺通过15道次变形将原材料钢板带变形呈截面为B字形或凹字形的局部闭合开口冷弯型钢。另外，本申请将15道次变形分为四个阶段变型：

第一阶段变型：包括3道次变形，使钢板带的左右两侧同时向上正向弯曲变形，形成两个左右相对称的第一变形部分401，两个第一变形部分401之间为第一待变形部402，所述第一变形部分401的弯曲变形角α1为35°～45°，实现两条内侧边部104的第一次正向变形；所述第一变形部分401的长度等于局部闭合开口冷弯型钢的内侧边部104的长度。

第二阶段变型：包括4道次变形，使第一待变形部402的左右两侧同时向上正向弯曲变形，形成两个左右相对称的第二变形部分403，所述第一变形部分401位于第二变形部分403的外端侧，两个第二变形部分403之间为第二待变形部404，所述第二变形部分403的弯曲变形角α2为55°～65°，实现两条顶边部103的第一次正向变形；所述第二变形部分403的长度等于局部闭合开口冷弯型钢的顶边部103的长度。

第三阶段变型：包括3道次变形，使第二待变形部404的左右两侧同时向上正向弯曲变形，形成两个左右相对称的第三变形部分405，所述第二变形部分403位于第三变形部分405的外端侧，两个第三变形部分405之间为第三待变形部406，第三待变形部406的左右两侧均对称地向下弯曲，所述第三变形部分405与第三待变形部406之间的夹角α3为115°～125°，实现两条外侧边部102的第一次反向变形；所述第三变形部分405的长度等于局部闭合开口冷弯型钢的外侧边部102的长度。

第四阶段变型：包括5道次变形，使第三待变形部406的左右两端同时向上正向弯曲变形，同时使第一变形部分401、第二变形部分403和第三变形部分405二次弯曲变形，直至第一变形部分401与第二变形部分403之间的夹角R1、第二变形部分403与第三变形部分405之间的夹角R2、以及第三变形部分405与第三待变形部406之间的夹角R3都减小至90°，从而完成局部闭合开口冷弯型钢的正确变形。此时，第三待变形部406呈平直状、并构成局部闭合开口冷弯型钢的底边部101，两条第三变形部分405垂直于第三待变形部406、并构成局部闭合开口冷弯型钢的外侧边部102，两条第二变形部分403垂直于第三变形部分405、并构成局部闭合开口冷弯型钢的顶边部103，两条第一变形部分401垂直于第二变形部分403、并构成局部闭合开口冷弯型钢的内侧边部104，所述内侧边部104的下端向下延伸至底边部101的上端侧、并与底边部101相接触，所述底边部101、外侧边部102、顶边部103和内侧边部104围成两个左右对称设置的闭合区域105、以及位于两个闭合区域105之间的一个开口区域106。同时，第三待变形部406与第三变形部分405、第三变形部分405与第二变形部分403、第二变形部分403与第一变形部分401均是圆弧过渡连接的。

以下举一局部闭合开口冷弯型钢成型工艺的较优实施例。

第一阶段变型：如图6所示，图6a为第一道次变形，将钢带板辊压成平直状；图6b为第二道次变形，初步形成第一变形部分401，第一变形部分401的弯曲变形角α1为20°；图6c为第三道次变形，实现第一变形部分401的变形，第一变形部分401的弯曲变形角α1为40°，故第一阶段变型通过三道次变形实现了第一变形部分401与第一待变形部402之间的夹角由180°逐渐减小至140°，实现局部闭合开口冷弯型钢中两个内侧边部104与顶边部103之间的夹角R1的同时初次变形。第一阶段变型中的三个道次变形使用的辊压工具均为第一上辊5和第一下辊6，第一上辊5和第一下辊6之间形成第一阶段变型中各道次变形孔型。具体说，如图7所示，第一上辊5上设有与第一变形部分401辊压接触的第一辊压部51、以及与第一待变形部402辊压接触的第二辊压部52，第一下辊6上设有与第一变形部分401辊压接触的第三辊压部61、以及与第一待变形部402辊压接触的第四辊压部62；每个道次中，第一辊压部51和第三辊压部61的倾斜角度随第一变形部分401的弯曲变形角的不同而有所不同，第二辊压部52和第四辊压部62都呈平直状。

第二阶段变型：如图8所示，图8a为第四道次变形，初步形成第二变形部分403，第二变形部分403的弯曲变形角α2为20°；图8b为第五道次变形，第二变形部分403的弯曲变形角α2为40°；图8c为第六道次变形，第二变形部分403的弯曲变形角α2为60°，故第二变形部分403与第二待变形部404之间的夹角为120°。为了便于后续步骤中充分实现边的实弯变型，第二阶段变型还包括如图8d所示的第七道次变形：以第二待变形部404的中间水平段为基准，使第二待变形部404的左右两侧同时向下反向弯曲变形，直至第二变形部分403与第二待变形部404之间的夹角由120°逐渐减小至110°，此时，第二待变形部404呈中间向上凸出、两边向下弯的结构。因此，第二阶段变型通过四道次变形实现了第二变形部分403与第二待变形部404之间的夹角由180°逐渐减小至110°，实现局部闭合开口冷弯型钢中两个顶边部103与外侧边部102之间的夹角R2的同时初次变形。第二阶段变型中的四个道次变形使用的辊压工具均为第二上辊8、第二下辊9和第一侧辊7，第二上辊8、第二下辊9和第一侧辊7之间形成第二阶段变型中各道次变形孔型。具体说，如图9所示，第一侧辊7上设有与第一变形部分401和第二变形部分403都辊压接触的第五辊压部71，第二上辊8上设有与第二待变形部404辊压接触的第六辊压部81，第二下辊9上设有与第二待变形部404辊压接触的第七辊压部91。因此，第五辊压部71的倾斜角度随第二变形部分403的弯曲变形角的不同而有所不同，同时，在第四道次变形、第五道次变形和第六道次变形中，第六辊压部81和第七辊压部91都呈平直状，在第七道次变形中，第六辊压部81呈中间部分向上凹入状，第七辊压部91中间部分向上凸出状，且第六辊压部81的形状与第七辊压部91的形状相适配。

第三阶段变型：如图10所示，图10a为第八道次变形，以第二待变形部404的中间水平段为基准，使第二待变形部404的左右两侧同时向下反向弯曲变形，初步形成第三变形部分405和第三待变形部406，第三变形部分405与第三待变形部406之间的夹角α3有180°减小至160°；图10b为第九道次变形，第三变形部分405与第三待变形部406之间的夹角α3由160°减小至140°；图10c为第十道次变形，第三变形部分405与第三待变形部406之间的夹角α3由140°减小至120°，从而实现局部闭合开口冷弯型钢中两个外侧边部102与底边部101之间的夹角R3的同时初次变形。第三阶段变型后，第三变形部呈中间向上凸出、两边向下弯的结构。第三阶段变型的三道次变形使用的辊压工具均为第三上辊12、第三下辊13和第二侧辊11，第三上辊12、第三下辊13和第二侧辊11之间形成第三阶段变型中各道次变形孔型。具体说，如图11所示，所述第二侧辊11上设有与第二变形部分403辊压接触的第八辊压部111，第三上辊12上设有与第一变形部分401辊压接触的第九辊压部121、以及与第三待变形部406辊压接触的第十辊压部122，第三下辊13上设有与第三变形部分405辊压接触的第十一辊压部131、以及与第三待变形部406辊压接触的第十二辊压部132。每个道次中，第二辊压部52、第九辊压部121、第十辊压部122、第十一辊压部131以及第十二辊压部132的倾斜角度都会有所不同，第十辊压部122呈中间部分向上凹入状，第十二辊压部132中间部分向上凸出状，且第十辊压部122的形状与第十二辊压部132的形状相适配。由于第三阶段变型的三道次变形都采用了反向弯曲变形，故每个道次变形中，第三上辊12都可以压到第三变形部分405与第三待变形部406的转角处，从而实现充分地实弯。

进一步地，所述第四阶段变型包括粗整阶段和精整阶段，所述粗整阶段通过多个道次完成，如图12所示，图12a为第十一道次变形使，使第三待变形部406的左右两端同时向上正向弯曲变形，同时使第一变形部分401与第二变形部分403之间的夹角由140°减小至100°，第二变形部分403与第三变形部分405之间的夹角仍为110°，第三变形部分405与第三待变形部406之间的夹角α3由120°减小至110°。图12b为第十二道次变形，使第一变形部分401与第二变形部分403之间的夹角由100°减小至90°，第二变形部分403与第三变形部分405之间的夹角由110°减小至95°，第三变形部分405与第三待变形部406之间的夹角α3仍为110°。图12c为第十三道次变形，第一变形部分401与第二变形部分403之间的夹角保持为90°，第二变形部分403与第三变形部分405之间的夹角保持为95°，但使第三变形部分405与第三待变形部406之间的夹角α3由110°减小至100°。图12d为第十四道次变形，第一变形部分401与第二变形部分403之间的夹角保持为90°，第二变形部分403与第三变形部分405之间的夹角保持为95°，但使第三变形部分405与第三待变形部406之间的夹角α3由100°减小至95°。第四阶段变型的粗整阶段使用的辊压工具均为第四上辊14和第四下辊15，第四上辊14和第四下辊15之间形成粗整阶段中各道次变形孔型。具体说，如图13所示，所述第四上辊14包括与第二变形部分403辊压接触的第十三辊压部141、与第一变形部分401辊压接触的第十四辊压部142、以及与第三待变形部406辊压接触的第十五辊压部143，所述第四下辊15包括与第三变形部分405辊压接触的第十六辊压部151、以及与第三待变形部406辊压接触的第十七辊压部152，所述第十三辊压部141、第十四辊压部142、第十五辊压部143、第十六辊压部151的倾斜形状随每个道次中变形程度的不同都会有所不同。

进一步地，第四阶段变型的精整阶段为第十五道次变形，如图14所示，使第三待变形部406彻底轧平，同时使各边最后变形，即使第一变形部分401与第二变形部分403之间的夹角保持为90°，第二变形部分403与第三变形部分405之间的夹角保持由95°减小至90°，但使第三变形部分405与第三待变形部406之间的夹角α3由95°减小至90°。精整阶段使用第五上辊16、第五下辊17和第三侧辊18，第五上辊16、第五下辊17和第三侧辊18之间形成精整阶段中各道次变形孔型。具体说，如图15所示，所述第五上辊16包括与底边部101和内侧边部104都辊压接触的第十八辊压部161、以及与顶边部103辊压接触的第十九辊压部162，所述第五下辊17包括与底边部101辊压接触的第二十辊压部171，所述第三侧辊18包括与外侧边部102辊压接触的第二十一辊压部181，第十八辊压部161由两条相互垂直的平板部构成，第十九辊压部162、第二十辊压部171、第二十一辊压部181都呈平直状。

综上所述，本发明涉及的局部闭合开口冷弯型钢成型工艺通过四个阶段变型、且只使用上辊、下辊和侧辊、并按照从外向里的变形顺序逐渐完成局部闭合开口冷弯型钢的正确弯曲变形，特别地，其打破了原有开口冷弯型钢的变形顺序和方式，本申请使用反向弯曲变形和左右双边同时变形的复合变形工艺使局部闭合开口冷弯型钢的各边实现实弯，即第一阶段变型中，第一上辊5能压到第一变形部分401与第一变形部之间的转角；第二阶段变型中，第二上辊8能压到第二变形部分403与第二变形部之间的转角；第三阶段变型中，第三上辊12能压到第三变形部分405与第三变形部之间的转角；第四阶段变型中，第四上辊14和第四下辊15相配合能压到第一变形部分401与第二变形部分403、第二变形部分403与第三变形部分405、以及第三变形部分405与第三待变形部406之间的转角，从而使得局部闭合开口冷弯型钢各转角的角度大小易于控制，进而提高局部闭合开口冷弯型钢各转角处的两边夹角、转角R值、及截面尺寸精度，最终提高局部闭合开口冷弯型钢的成型精度，同时还大大提高了局部闭合开口冷弯型钢的生产效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种局部闭合开口冷弯型钢成型工艺，其特征在于，依次包括以下步骤：

第一阶段变型：使钢板带的左右两侧同时向上正向弯曲变形，形成两个左右相对称的第一变形部分，两个第一变形部分之间的平板部分为第一待变形部，所述第一变形部分的弯曲变形角α1为35°～45°；

第二阶段变型：使第一待变形部的左右两侧同时向上正向弯曲变形，形成两个左右相对称的第二变形部分，所述第一变形部分位于第二变形部分的外端侧，两个第二变形部分之间的平板部分为第二待变形部，所述第二变形部分的弯曲变形角α2为55°～65°，使第二待变形部的左右两侧同时向下反向弯曲变形，直至第二变形部分与第二待变形部之间的夹角由120°逐渐减小至110°；

第三阶段变型：使第二待变形部的左右两侧同时向上正向弯曲变形，形成两个左右相对称的第三变形部分，所述第二变形部分位于第三变形部分的外端侧，两个第三变形部分之间的部分为第三待变形部，第三待变形部的左右两侧均对称地向下弯曲，所述第三变形部分与第三待变形部之间的夹角α3为115°～125°；

第四阶段变型：使第三待变形部的左右两端同时向上正向弯曲变形，同时使第一变形部分、第二变形部分和第三变形部分二次弯曲变形，直至第一变形部分与第二变形部分之间的夹角R1、第二变形部分与第三变形部分之间的夹角R2、以及第三变形部分与第三待变形部之间的夹角R3都减小至90°，完成局部闭合开口冷弯型钢的变形；

此时，第三待变形部呈平直状、并构成局部闭合开口冷弯型钢的底边部，两条第三变形部分垂直于第三待变形部、并构成局部闭合开口冷弯型钢的外侧边部，两条第二变形部分垂直于第三变形部分、并构成局部闭合开口冷弯型钢的顶边部，两条第一变形部分垂直于第二变形部分、并构成局部闭合开口冷弯型钢的内侧边部，所述内侧边部的下端向下延伸至底边部的上端侧、并与底边部相接触，所述底边部、外侧边部、顶边部和内侧边部围成两个左右对称设置的闭合区域、以及位于两个闭合区域之间的一个开口区域。

2.根据权利要求1所述的局部闭合开口冷弯型钢成型工艺，其特征在于：第一阶段变型后，第一变形部分的弯曲变形角α1为40°，第一变形部分与第一待变形部之间的夹角为140°；第二阶段变型后，第二变形部分的弯曲变形角α2为60°，第二变形部分与第二待变形部之间的夹角为110°；第三阶段变型后，第三变形部分与第三待变形部之间的夹角α3为120°。

3.根据权利要求1所述的局部闭合开口冷弯型钢成型工艺，其特征在于：所述第一阶段变型通过多个道次完成，每个道次均使用第一上辊和第一下辊，第一上辊和第一下辊之间形成第一阶段变型中各道次变形孔型。

4.根据权利要求1或2所述的局部闭合开口冷弯型钢成型工艺，其特征在于：所述第二阶段变型通过多个道次完成，每个道次均使用第二上辊、第二下辊和第一侧辊，第二上辊、第二下辊和第一侧辊之间形成第二阶段变型中各道次变形孔型。

5.根据权利要求1所述的局部闭合开口冷弯型钢成型工艺，其特征在于：所述第三阶段变型通过多个道次完成，每个道次均使用第三上辊、第三下辊和第二侧辊，第三上辊、第三下辊和第二侧辊之间形成第三阶段变型中各道次变形孔型。

6.根据权利要求1所述的局部闭合开口冷弯型钢成型工艺，其特征在于：所述第四阶段变型包括粗整阶段和精整阶段，所述粗整阶段通过多个道次完成，每个道次均使用第四上辊和第四下辊，第四上辊和第四下辊之间形成粗整阶段中各道次变形孔型；所述精整阶段使用第五上辊、第五下辊和第三侧辊，第五上辊、第五下辊和第三侧辊之间形成精整阶段中各道次变形孔型。