三辊卷板机卷筒直边的弯卷设计(机械cad图纸学习资料.doc

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三辊卷板机卷筒直边弯卷方法的研究

摘要:三辊对称式卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备。经调查发现，在大同周边地区的很多煤炭企业及中小企业仍使用三辊对称式卷板机，但是，在三辊卷板机上卷制圆筒体时，纵焊缝附近往往有一段直边存在，导致筒体纵焊缝处出现最大的附加周向应力，其值可达该筒体周向应力的50%左右。过去，常采用预留直边长度，待筒体卷圆后再切除的办法来消除直边。此办法的缺点是：
(1)浪费大量的金属材料；
(2)采用手工切除直边，坡口不均匀，纵缝的组对间隙不易保证，工人劳动强度大；
(3)直边预留长度不易掌握，易出现直边未消除的现象。
本课题的研究是为解决三棍对称式卷板机在卷制桶形件时的直边问题，包括以下三方面的内容：
（1）根据卷板机的工作原理，分析卷板机卷制筒体时直边的形成因素，确定解决方法，选择解决方案。
（2）板料的弯曲成形原理，分别对于不同板材厚度、不同板材宽度卷制桶形体时，消除直边方法作具体介绍。
（3）对板料卷制过程进行分析，定量给出卷制某一规格板料时直边的处理方法及对卷板机结构进行如何改进，及几何参数的确定与校核。
关键词：三辊卷板机；消除直边；结构和工艺设计。

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Three roller veneer reeling machines reels straighten
curved edge book method go into

Abstract：Three dyadic symmetrical roller veneer reeling machines are that a kind of bends metal sheet material become the tube body , cone , the curved surface body roll or other the shape be applied or used universally molding equipment. Enterprise and medium-sized and small enterprises still use three dyadic symmetrical roller veneer reeling machines as a result of inquiring into much coal finding that, in Great Harmony periphery area, but, there exist in a segment of straight edge during the period of three roller veneer reeling machines volume I make the cylinder body, even if brazing seam vicinity sometimes has, lead to the tube body even if the brazing seam maximal additional Zhou Xiang strain appears on place, whose value may reach 50% retinue of that tube body Zhou Xiang strain. Come the length going over , often adopting to reserve the straight edge, to remove straight edge the way cutting off again after the tube body rolls up a circle. This way shortcoming is:
The first,wastes large amount of metal material;
The second,adopt by hand to cut off straight edge , the slope mouth unevenly , worker labour intensity is big even if the group who sews does not exchange guarantee to the gap
The third, reserveing the length of straight edge is not exchanging grasped, phenomenon easy to appear to straighten edge not having eliminated. The problem go into a problem for the veneer reeling machine resolving three symmetrical.
The problem go into a problem for the veneer reeling machine resolving three symmetrical rod style by roll of tubbing shape stretching time the piece , includes the following content in three aspects:
One thing,operating principle according to the veneer reeling machine, the analytical veneer reeling machine book straightens the edge formation factor , ascertains the solution , choice resolving a scheme when making the tube body.
The other thing, card of the curved forming principle expecting that, thickness, is unlike sheet material respectively to different sheet material when width rolls up the tubbing shape , eliminate straight edge method work introduces that concretely.
The third, pair of board expects that roll of system process carries out analysis , determine the amounts of the components of a substance giving the treatment straightening edge roll when making some one specification board material out method and how to improve to veneer reeling machine structure go along, parametric ascertaining that of geometry and core of school.

Keywords: Three roller veneer reeling machines; Remove straight edge; Structure and process design.

目 录

一、绪论……………………………………………………………………（1）
（一）引言………………………………………………………………（1）
1.目前国内解决剩余直边的方法……………………………………（1）
2.机械方法消除圆筒体直边…………………………………………（2）
3.工艺方法消除剩余直边……………………………………………（3）
4.国外解决剩余直边的方法…………………………………………（6）
5.本课题研究的目的和意义…………………………………………（8）
6.本次的主要研究内容………………………………………………（9）
二、剩余直边的形成及处理………………………………………………（10）
（一）剩余直边的形成…………………………………………………（10）
1.三辊对称式卷板机的工作原理……………………………………（10）
2.剩余直边的形成……………………………………………………（11）
（二）剩余直边的处理方法…………………………………………（15）
1.采用预弯模消除剩余直边…………………………………………（15）
2.用双曲率成形工艺消除直边………………………………………（16）
3.三辊卷板机卷筒直边的弯卷方法…………………………………（17）
（三）预弯直边质量分析………………………………………………（19）
1.预弯质量……………………………………………………………（19）
2.表面压伤……………………………………………………………（19）
3.卷裂…………………………………………………………………（20）
（四）确定设计方案……………………………………………………（20）
三、预弯模消除圆筒体直边………………………………………………（22）
（一）预弯工艺…………………………………………………………（22）
1.板料预弯工序的目的………………………………………………（22）
2.辊式预弯与模压式预弯的特点……………………………………（22）
3.模式预弯工艺……………………………………………………（23）
4.影响模压式预弯质量的主要因素………………………………（23）
（二）预弯模消除圆筒体直边………………………………………（25）
1.预弯模的设计……………………………………………………（25）
2.筒体预弯弧长的确定……………………………………………（26）
3.筒体的预弯模……………………………………………………（27）
4.举例说明…………………………………………………………（28）
四、用双曲率成形工艺方法消除直边…………………………………（29）
（一）直边的弯曲成型原理…………………………………………（29）
1.剩余直边的弯曲过程……………………………………………（29）
2.塑性弯曲时的应力应变分析……………………………………（31）
3.弯曲半径与回弹…………………………………………………（34）
4.剩余直边的回弹…………………………………………………（35）
（二）三辊卷板机卷板的工艺过程…………………………………（37）
1.卷板工艺过程……………………………………………………（37）
2.三辊卷板机不预弯卷圆的工艺方法……………………………（38）
（三）双曲率成形工艺消除直边…………………………………（40）
1.卷制过程…………………………………………………………（40）
2.举例………………………………………………………………（45）
五、三辊卷板机卷制后直边的处理方法………………………………（47）
（一）卷制筒体新工艺………………………………………………（47）
1.第一次卷制………………………………………………………（47）
2.第二次卷制………………………………………………………（49）
（二）几何参数的计算………………………………………………（49）
1.回弹前筒体曲率半径…………………………………………（49）
2.上辊压紧工件的下移量…………………………………………（50）
3.上辊位置角……………………………………………………（50）
4.上辊最大下移量…………………………………………………（51）
（三）主参数的力学分析……………………………………………（51）
1.原三辊卷板机参数的确定………………………………………（51）
2.上下辊的受力分析……………………………………………（52）
3.驱动功率的计算………………………………………………（53）
（四）确定板材弯曲力矩…………………………………………（54）
1.板材所受的力…………………………………………………（56）
2.克服板材的挠曲变形抗力……………………………………（56）
（五）液压系统设计………………………………………………（58）
1.液压缸载荷的确定……………………………………………（58）
2.初选液压系统工作压力………………………………………（58）
3.液压缸的主要结构尺寸的计算………………………………（59）
4.液压缸几何参数计算…………………………………………（64）
5．液压泵参数的确定 …………………………………………（65）
6.液压缸的强度校核……………………………………………（66）
7.螺纹连接处的校核……………………………………………（68）
8.焊缝强度校核…………………………………………………（68）
9.行程验算………………………………………………………（69）
10.杆端部挤压的强度条件 ……………………………………（69）
（六）辅助装置的强度校核………………………………………（70）
1.下模强度校核…………………………………………………（70）
2.上模强度校核…………………………………………………（71）
6 总结与展望…………………………………………………………（74）
6.1 总结……………………………………………………………（74）
6.2 展望……………………………………………………………（74）
参考文献………………………………………………………………（76）
致谢……………………………………………………………………（79）

一、绪论

（一）引言
在钢板卷制中，三辊对称式卷板机由于结构简单、紧凑，且重量轻，成型较准确，易于制造，检修，设备投资少，因此在很多中小型企业使用甚多。
不对称三辊卷板机卷制时，剩余直边比较小，结构也较简单，但坯料需掉头弯边，操作不方便，且辊筒受力较大，弯卷能力较小。使用四辊卷板机卷板时，板料对中方便。工艺通用性广，且可以矫正卷制中出现的扭协、错边等缺陷。但辊筒较多，使得结构复杂，上下辊的夹持力使工件受氧化皮压伤严重，两侧辊相距较远，对称卷圆时，曲率不太准确，在操作过程中，操作技术极难掌握。
解决三辊对称式卷板机在卷制时出现的剩余直边问题，使我们的三辊卷板机更好的发挥作用。经过查阅了大量资料并经调查研究，得到不同规格筒体卷制时剩余直边的处理方法。

（二）目前国内解决剩余直边的方法
目前，预弯装置的发展已进入一个新阶段，在国内南通兴力剪折机床有限公司已经制造出WB67K系列数控折弯机和WC67K数控折弯机。WB67K系列数控折弯机用国际先进标准生产，采用液压上传动结构，工作稳定、性能可靠。WC67K数控折弯机系列是上动式的数控液压折弯机,它通过伺服比例阀上的各类阀门的动作来驱动左右油缸伸长与返回,这过程中带动机器活动梁的上升与下降。这只是国内较典型的两个系列。
1．机械方法消除圆筒体直边
（1）使用端部弯曲模
卷板加工之前，先由装有带有一定曲率的模具的压力机或卷板机对板料的两个端部压弯(如图1-1)所示。
（2）使用端头滚弯机
端头滚弯机是在所需长度上隔开布置 着的两对辊轮之间使板料的两端通过并进行弯曲的方法。为适应不同的板料长度，可用改变机架间距的方法来实现（如图1-2所示）。
（3）具有端头弯曲用压料板的三辊卷板机
在三辊卷板机的两个下辊轮之间置入可做上下运动的压料板，实现端部预弯。（如图1-3所示）
（4）可调式卷板机
如图1-4所示，通过调整三辊卷板机或四辊卷板机工作辊的位置，对板料端头预弯。

a.压力机弯曲 b.c卷板机上弯曲
图1-1使用端部弯曲模弯曲

图1-2端部滚弯机

图1-3带弯边垫块的三辊卷板

图1-4调整工作辊的位置作端部预弯
2.工艺方法消除剩余直边
（1）三辊卷板机卷筒直边的弯卷方法
这种工艺方法是三辊卷板机在卷制筒体时分两次卷制，第一次卷制卷成(如图1-5所示)的形状，然后进行焊接纵缝压制成的形状，接着进行第二次卷制就可以消除剩余直边

图1-5 开始卷制

图1-6 圆筒体卷制后

图1-7 直边压直

图1-8 圆筒体
（2）双曲率成形工艺消除直边
卷制过程：
①备料（如图1-9）

图 1-9板材
②圆弧段的卷制（如图1-10）

图1-10 圆弧段的卷制
③圆弧段的卷制（如图1-11）

图1-11 圆弧段的卷制
⑤纵焊缝焊接（如图1-12）

图1-12 纵焊缝焊接
④校圆（如图1-13）

图1-13 校圆

（三）国外解决剩余直边的方法
英国HughSmith公司发展了一种介于折边机和卷板机之间的立式弯板机（如图1-14所示）板料送进时不受弯曲、弯曲时不送进，是间断地三点弯曲过程，可以在两次弯曲冲程之间的送进过程中测量刚弯成部分的曲率半径，随时进行调节，为自动控制曲率创造了条件。由于采用立式结构，又防止了氧化皮压伤。

1.压轮 2.螺栓 3.往复架 4.顶头座 5.顶头 6.工件 7.辊筒
图1-14 立式弯板机
在国外，对卷板过程剩余直边的处理的研究已有了新得突破，一方面是在原有卷板机的基础改进，如制成可调式的、采用四辊卷板机，另一方面应用预弯装置，如折弯机，在国外现在有一种紧凑型的折弯机，它是一种采用液压系统驱动的，自动化程度很高，操作者只需在折弯之前把板料放到工作台上，然后就可取下面板。还有一种系列的液压折弯机是上动式的数控液压折弯机，它通过伺服比例阀上的各类阀门的动作来驱动左右油缸伸长与返回，这过程中带动机器活动梁的上升与下降。此系列的折弯机可以按操作者的要求来完成不同角度的折弯,一次成型。设备的角度精度在全长的折弯内可以控制在。

图1-15 折边机
如图1-15所示的折边机主要用于制管成型前的钢板板边预弯，即将制管用的钢板经铣边后逐段送入机器上下模具之间，在上下模具的压力使材料发生流动而折曲，更换并调整模具的相对位置可以得到板边曲率半径与成品钢管的半径非常接近的弯边，两台对放，钢板可在两侧同时进行弯边。
（四）本课题研究的目的和意义
将调查发现大同周边的中小型企业和煤矿企业普遍使用三辊对称式卷板机，来完成圆筒体的卷制。但三滚卷板机在卷制过程中存在剩余直边，在三辊卷板机上卷制圆筒体时，纵焊缝附近往往有一段直边存在，导致筒体纵焊缝处出现最大的附加周向应力，其值可达该筒体周向应力的50%左右。过去，常采用预留直边长度，待筒体卷圆后再切除的办法来消除直边。此办法的缺点是：（1）浪费大量的金属材料；（2）采用手工切除直边，坡口不均匀，纵缝的组对间隙不易保证，工人劳动强度大；(3)直边预留长度不易掌握，易出现直边未消除的现象。因此解决三辊对称式卷板机在卷制时剩余直边显得十分的迫切。现我们针对不同卷板厚度、不同卷板宽度卷制桶形体时的剩余直边的解决方法做以调查研究，并提出合理的解决方案。大同力泰公司金属结构车间原有一台规格为20X2300m的液压调节式对称三辊卷板机，主要用于弯制直径为500-700mm筒形件。通过对卷板机的结构的改进，使其在原卷板机上就能解决直边问题，提高生产效率，降低劳动强度。剩余直边的大小与下辊中心距、板材厚度，卷板工艺有关系。

（五）本课题的主要研究内容
在参考国内外三辊卷板机卷制筒体时直边的消除方法，根据中小型企业实际条件,我们对三辊卷板机存在的直边问题，本次课程设计需作如下工作：
（1） 分析直边的形成原因，解决剩余直边的方法；
（2） 根据板材规格的不同，通过采用预弯模、改变加工工艺或增设辅助设备消除圆筒直边；
（3） 跟据大同周边地区各卷板企业的实际情况，设计一套在原卷板机上配套使用的直边处理装置。
（4） 在分析剩余直边形成原因的基础上，对模具结构进行设计及计算校核；
（5） 现在国内三辊对称卷板机在卷制筒体时直边的处理方法及对未来处理方法的展望。

二、剩余直边的形成及处理

（一）剩余直边的形
1.三辊对称式卷板机的工作原理
卷板机属于锻压机械，是利用滚弯原理而设计的。三辊对称式卷板机的工作原理图（如图2-1所示），它的上辊可以在垂直方向上、下移动。三辊卷板机通常由两个下辊作为主动辊，可以正反旋转；一个上辊为从动辊，可以上下垂直运动。

图2-1 卷板机工作过程

在卷制钢板时，将板料放在上下辊之间，然后上辊向下将钢板压弯到一定程度。此时钢板弯曲部分的内层受压而外层受拉，在e点处的弯矩最大，达到塑性弯曲状态。再驱动驱动两下辊旋转，并借助于钢板与辊子间的摩擦力使钢板左、右移动，同时上辊也随着转动。这样就使钢板连续通过oe垂直平面，受到相同的弯曲，产生相同的变形。即钢板变成了曲率相同的弧形板。一次行程后，在将上辊下压一定距离（h减小），又驱动下辊，使钢板进一步受到弯卷。上辊几次下压，就将钢板弯卷到需要的曲率半径。其几何关系如下：

式中： -----------钢板弯曲半径；
S------------钢板厚度；
h------------上下辊中心距；
a------------两下辊中心距之半；
-----------上辊半径；
-----------下辊半径；
2.剩余直边的形成
卷板过程中的弯曲都是双支点梁条受集中载荷的弯曲形式，板材上具备双支点梁条件的部分才能被弯曲到，而要达到应有的弯曲曲率，则必须是通过了上辊下部的最大塑性变形区的那一部分板料。由于板料端部总有一段不具备双支点梁的条件，但不能通过最大塑性变形区，也达不到应有的弯曲程度，因而产生了剩余直边。也
从图2-2中可以看出板边缘ce段和de段都不可能通过最大弯矩e点处，因此不能受到最大的弯曲而形成直边。

图2-2 卷板机的最大弯矩

图2-3 板端的变形
如图2-3所示,板端的变形实际上分为两部分,AD段为弹塑性变形、BD段为弹性变形。当外力消除后，BD段完全弹复变直，而AD段则各部分产生的塑性变形程度各不相同，因而各处曲率也不一样。实际上这部分的 曲率并并不很大，可以把它当作平直段，因而把整个AB段都可看成直边。

图2-4 剩余直边与有关参数之间的关系
如图2-4可知：
（2-1）
式中：a-----最近的下辊中心至上辊垂直中心线的距离；
R-----工件半径；
r-----下辊半径。
从式2-1可以看出：（1）剩余直边与a成正比，因而对称工作时剩余直边最大，辊位偏移量越大（a越大）则剩余直边越小。（2）剩余直边离上辊最近的一根下辊的半径r的增大而变小。（3）剩余直边随工件的曲率半径R变小而变小。
弯边时，为了防止板边从辊筒间脱出，实际剩余直边（AC）总是大于理论剩余直边（AB）。
理论剩余直边的大小直接关系到辊筒的受力大小，实际剩余直边影响工件的成形质量。从机器受力角度来讲，希望理论剩余直边大一些好，从工件成形质量来讲又希望剩余直边小，但实际剩余直边最小值只能达到理论剩余直边值。
工艺上，把平板开始弯曲时的最小力臂叫做理论剩余直边。例如，对称式三辊卷板机的理论剩余直边等于下辊中心距的一半。在作辊筒受力分析时是把钢板弯曲到所需的曲率时的最小力臂叫做理论剩余直边（如图2-4中的B）。
卷制同一工件时，如果允许的理论剩余直边大，则辊筒受力就小；反之辊筒受力就大。所以，对四辊不对称工作状态，不允许上下辊将钢板夹持到一点开口度也不留，对水平下调式三辊机而言，不允许下辊偏移量到上辊和曲率中心成一直线的位置。因为这种工作状态下力臂o，要达到钢板的变形力矩，辊筒受力趋于无穷大。一般卷板机的名义卷板规格是在一定得理论剩余直边下计算得出的，若要在更小的理论剩余直边下工作，就必须换算到较小的卷板规格，否则会使设备超负荷。因此，在给定了工作（即已知板厚、板宽、屈服点和曲率半径）后来计算卷板机对这个工件而言的最小理论剩余直边值是有实际意义的。按这个理论剩余直边进行卷板工作，既能保证机器的安全、又能充分发挥机器的功能，并使工件具有尽可能小的剩余直边。计算公式如下：
（2-2）
式中： B---------理论剩余直边，cm；
M---------板料所需的变形弯矩；
--------下辊按强度条件确定的最大作用力

(二)剩余直边的处理方法
剩余直边与板厚、板宽、弯卷设备及其卷制的工艺方法有关（如图2一5所示）。
为避免板料从工作辊间脱出，实际剩余直边通常比理论值大。对称弯曲时为(6～20)t(t为板厚):不对称弯曲时为对称弯曲时的(1/6一1/10)。
（如图2一6所示），由于剩余直边的存在，在板料的两个端部残留下平直部分，这段平直部分在校圆时难以清除，并造成较大的焊缝应力和设备负载，故一般应在滚弯前对板料进行预弯边，即做端头弯曲。

对称弯曲时 不对称弯曲时
图2-5卷板机不同弯曲形式与剩余直边

图2-6剩余直边

1.采用预弯模消除剩余直边
预弯模的成形方法有两种，即冷卷成形和热压卷成形。其模板厚与成形方法有关，当采用冷卷时，预弯模板厚，热压（卷）成形时。采用预弯模消除圆筒体直边的方法适用于板厚比较薄，通常板厚在6～14mm,卷板宽度比较短，通常板宽在500～1200mm。用预弯模消除剩余直边的加工工艺过程如图2-7、图2-8、图2-9。

图2-7 板材

图2-8 预弯模预弯

图2-9 卷制完成

2.双曲率成形工艺消除直边
筒体弯卷新工艺过程：
（1）备料（如图2-10）

图 2-10板材
（2）圆弧段的卷制（如图2-11）

图2-11
（3）圆弧段的卷制（如图2-12）

图2-12
④纵焊缝焊接（如图2-13）

图2-13
⑤校圆（如图2-14）

图2-14
3.利用模具焊后消除直边
这种工艺方法是三辊卷板机在卷制筒体时分两次卷制，第一次卷制卷成如图所示的形状，然后进行焊接纵缝压制成如图所示的形状，接着进行第二次卷制就可以消除剩余直边，如图2-15、图2-16、图2-17、图2-18。

图2-15 开始卷制

图2-16 圆筒体卷制后

图2-17 直边压直

图2-18 圆筒体

（三）预弯直边质量分析[8] [9]
1.预弯质量
预弯质量就是钢板的两边弯曲变形质量主要包括：
（1）预弯后板边的弯曲半径达到钢管的半径；
（2）两边的弯曲宽度相等，弯曲程度一致，对称平行，平行度在规定范围内；
（3）预弯后每点的曲率半径在规定的范围内，且沿板边方向各处一致；
（4）预弯后的板边不存在急弯。也不存在波浪形状，直线度在规定范围内。
2.表面压伤
由于氧化皮及其它杂质附着在板料或辊筒上，会造成板料板面压伤。特别是热卷或热矫时，氧化皮的危害尤为严重。为了减少氧化皮的危害，常采用以下措施：（1）坯料表面氧化皮尽量清楚干净、涂上油漆后，在进行冷卷；（2）坯料加热时应尽量减少氧化皮（如缩短高温停留时间，采用中性火焰、采用防氧化涂料等）；（3）选用氧化皮压伤最小的卷板机；（4）选用氧化皮压伤最小的操作方法。例如：四辊卷板机的下辊顶压力尽量小，不断吹扫内外侧剥落的氧化皮、矫圆时尽量减少反转次数等。
3.卷裂
冷作硬化、粗晶组织、应力集中、以及各种脆性条件的形成，都能使材料塑性变坏，导致卷裂。
防止卷裂的主要措施：
（1）限制变形率
（2）消除可能导致坯料表面应力集中的因素
备料时注意轧制方向，尽量使板料纤维方向与弯曲线垂直；厚度的板料，其机械加工断面最好有适当的圆角；修磨对焊接缝，对非铁金属板料，打磨方向应与弯曲辊轴线方向垂直
（3）掌握新材料的宽板冷弯性能
（4）钢板最好经过正火处理
对调质钢及经过气割等热循环的空气淬火钢，应消除淬硬层。
（5）卷制时，室温应高于板料的脆性转变温度，否则应进行预热
对于厚度尤其注意，对缺口敏感的钢种，最好预热到1502～０°c的温度卷制。

（四）确定解决方案
经调查发现大同周边地区及煤矿企业主要用三辊对称式卷板机，煤炭企业主要用来加工皮带运输机、矿井提升机上使用的各种滚筒，也有部分圆锥体和圆弧体。卷曲半径和板厚的变化范围为：卷板厚度在10～20mm之间；弯曲直径在400～1200mm之间，批量小、规格多，故卷板机应便于操作和调整。针对使用广泛的型号为20X2300的对称式三辊卷板机，为了消除卷制过程中筒体预留的直边，决定根据不同的卷制规格，采用不同的解决方案，具体内容如下：
1.对于板厚小于10mm、曲率半径较小的工件，采用弧形模具在原卷板机上进行预弯；
2.对于直径大于1000mm的工件，通过改变弯卷加工工艺，采用U—O方法来减小剩余直边；
3.设计一套在原卷板机上进行操作的直边处理装置，卷制后焊接，然后进行直边矫正处理。

三、预弯模消除圆筒体直边

（一）预弯工艺
1.板材预弯工序的目的
预弯是板材卷制筒体生产线的主要工序之一，其目的是完成板材两边的预弯曲变形，使板材两边的弯曲半径达到或接近所生产筒体规格的半径，从而保证筒体焊缝区域的几何形状和尺寸精度。实践表明，如果没有预弯，在UCE成型中，即使在O型压力机成型时有1%左右的过压缩率，板材的边缘部位仍然会出现平直段，导致成型后的筒体呈尖嘴“桃形”，给后续的预焊合缝带来麻烦，易引起错位或焊接烧穿，即使进行扩径，也无法将其消除，并且还会损害扩径头。在JCO成型（含PFP成型）方法中，如果没有预弯工艺，板材“桃形”更严重。
2.辊式预弯与模压式预弯的特点
板材的预弯分为辊式预弯和模压式预弯两种，辊式预弯机和模压式预弯机结构示意（如图3-1所示）。

辊式 模压式
如图3-1 辊式预弯机和模压式预弯机结构示意图
在早期的筒体卷制过程中就没有预弯工序，如1951年在美国的麦基波(Mc Keesport)厂建成的世界第一台工业性生产的UOE焊管机组中，就没有预弯机。1955～1967年间建设了第二代UOE焊管机组，在这期间世界上共新建的18套和改造的1套机组中，部分机组开始采用辊式预弯机。到了UOE 焊管机组发展到第三代的1968～1979年间，世界上共建设了16套UOE机组，同时改造了2套，预弯工艺得到了极大的重视和发展，将辊式预弯技术变为压力式预弯技术，也就是模压式预弯技术。20世纪90年代以来，世界各地建成了十多条大直径JCO(含PFP)成型和辊式RB成型生产线，其中JCO成型中都采用了模压式预弯；辊式RB成型中虽没有预弯工艺，但采用了后弯工艺。
从预弯技术的发展可以看出，辊式预弯属于早期的预弯技术，一般用于较薄的钢板,对高强度厚板的板边预弯效果不理想，容易造成板边纵向延伸。模压式预弯属于后来发展的较先进技术，可用于厚板的弯曲成型，它采用两台数千吨压力机，通过几米长的模具对钢板两边边缘同时上顶，进行步进式预弯。该工艺可得到十分理想的板边形状，有效地防止了焊缝“噘嘴”和扩径时开裂。
3.模压式预弯工艺
现代预弯技术中,普遍采用了Profibus总线控制技术,通过PLC对其各系统进行控制。整个预弯过程是全自动进行的。为了实施此自动过程，生产前一般需根据生产钢管的直径、壁厚、钢级等确定使用模具的型号、模具的位置、最大压制力等,然后对机器作相应的调整,向控制系统中输入钢管的规格、壁厚、钢级、每步有效工作长度、每步重叠量等参数,并准备好生产中检查预弯质量用模板。
预弯工艺过程为:根据钢板宽度调整入口端对中辊→调整模具位置→根据计算的压制力调整液压系统压力→钢板输入并被自动测量长度，达到设定步长时停止→两压力机下模同时上顶，对钢板的两边同时进行折弯→两下模同时下降，钢板自动被送入又一个步长→两下模第二次上顶，对钢板的两边进行第二步折弯→重复以上送入、折弯，直至一张钢板的两边同时完成预弯。
4.影响模压式预弯质量的主要因素
影响模压式预弯质量的主要因素有模具形状、预弯宽度、预弯卷角、模具长度、模具前后端过渡尺寸等。
（1）模具形状
为了保证预弯质量，现代模压式预弯技术采用优化的渐开线式模具形状结构，如图3-2所示。渐开线式形状是基于板材最终是圆形的要求而设计的。所谓优化是指通过受力分析，在结合大量试验及生产数据的基础上不断完善而成。上模或下模都采用一定的基圆半径而形成的渐开线，且下模的基圆半径比上模大，上模的曲率变化比下模大。钢板从C点开始变形，到D点时变形结束，剩下一个筒体壁厚的直边，在这一过程中，钢板的曲率半径逐渐减小，力臂逐渐变小，机器的压制力逐渐增大,在图示位置时，压制力达到最大值。此时，预弯宽度为B，预弯卷角为α。一副好的模具既要兼顾到能生产一定规格范围的筒体，又要尽量减少压机能力(即压制力)。

图3-2模压式预弯过程示意图
（2）预弯宽度
预弯宽度取决于钢管直径、壁厚和母材的钢级。根据渐开线的原理，板边处(去除一个板厚的直边)的曲率半径应接近于筒体的半径，考虑钢板的回弹，也就是回弹后板边处的曲率半径接近于筒体半径，因此预弯宽度应与模具的形状相对应。在模具确定后(也就是渐开线确定)，若预弯宽度增大，则预弯卷角增大，板边越靠近模具渐开线的基圆，预弯边的曲率半径减少，也就是弯边过量；反之，就是弯边量不够。实践表明，预弯过量，对后续的压力成型带来不利影响，也影响预焊工序；预弯不够，则形成“桃形”钢管。
（3）预弯角度
预弯卷角是对应于预弯宽度的角度值，它类似于渐开线的压力角(如图所示3-2)。预弯卷角与预弯宽度一样对钢管成型产生影响，对每一副模具来说，它们是一一对应的。预弯卷角对压制力影响大，我们知道在D点时，压制力达到最大，此时若预弯卷角很大，则压制力会很大，反之则较小。因此在实际生产中，一般选取预弯卷角在22°～40°之间。
（4）模具长度
模具长度受预弯机最大压制力的限制，同时兼顾到生产速度，模具的长度一般为2.5～4m。模具增长，生产速度加快，则压制力增大。考虑到直缝埋弧焊生产线的生产节拍，加上预弯机的生产速度较快，一般将预弯机的总压制力控制在12～20MN，模具在3m左右，模具的有效长度在2.5m左右，一张12m长的钢板只需折弯5～6步就可以了。
（5）模具前后端过渡尺寸
模具前后端过渡尺寸关系到预弯后板边的形状。过渡尺寸不科学，就会在板边的折弯中沿纵向产生过度的边缘拉长，最后在板边上产生急弯，也就是在预弯边上产生波浪，即所谓的“