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异型截面拉弯的特殊工艺控制
建筑用异型铝材（如100×50mm方通）拉弯时易发生腹板屈曲，解决方案包括:内置可调式芯模（膨胀率±0.1mm）、非对称拉伸力分配（主受力侧增加20%载荷）。幕墙行业常见的"水滴形"截面拉弯，需定制分体式模具，单件成本高达3-5万元。某地标项目对6系铝型材采用"冷弯+局部激光退火"复合工艺，在保持T6强度的同时实现半径0.5m的弯曲。对于中空不锈钢装饰管，需在腔内填充低熔点合金（Bi-Sn共晶，熔点138℃），成型后加热回收填充物，确保截面圆度＞98%。
传统的型材拉弯无法一次成形三维零部件,满足当前工业对于制件复杂且美观的要求。三维多点柔性拉弯成形是一种新型的柔性拉弯成形技术,它可以实现模具型面的重构并适用于不同类型截面型材的加工制造。铝合型材的三维多点柔性拉弯是一个复杂的力学过程,其制件质量得到控制,而且易出现如截面畸变、起皱、断裂等缺陷。为了提高制件质量,需要对成形过程中的工艺参数进行合理的控制和优化。通过对三维多点柔性拉弯成形进行系统的研究,提出了截面畸变的预测方法和优化方案。本文的主要研究内容及结论如下:1.以有限元模拟为主要研究方法,建立三维多点柔性拉弯成形的有限元模型,研究内容主要包括介绍有限元的基本理论、材料的本构方程、单元类型的选择、模型的合理简化、网格的划分、接触和摩擦以及边界条件的设定,为下文研究铝合金型材三维多点柔性拉弯成形工艺中的有限元模拟部分提供了理论依据。2.采用控制变量法,研究工艺参数对制件截面畸变的影响规律:(1)截面畸变量随多点模具头体数量的增加而逐渐减小。多点模具头体数量由6增大到12时,塌陷率由0.1231降至0.0840,凸胀率由0.0193降至0.0112,截面畸变总体变小。(2)截面畸变量随预拉量的增加而逐渐增大。预拉量由0.8%L增大到1.4%L,塌陷率由0.0935增至0.0981,凸胀率由0.0153增至0.0208,截面畸变总体变大。(3)截面畸变量随补拉量的增加而逐渐增大。补拉量由0.8%L增大到1.4%L,塌陷率由0.0943增至0.0969,凸胀率由0.0164增至0.0170,截面畸变总体变大。(4)截面畸变量随摩擦系数的增加而逐渐增大。摩擦系数由0.05增至0.20时,塌陷率由0.0908增至0.0969,凸胀率由0.0141增至0.0218,截面畸变总体变大。(5)对于型材的截面畸变而言,型材的塌陷是主要的变形方式。3.三维多点柔性拉弯成形制件质量的工艺参数研究。(1)基于预拉量、补拉量、多点模具头体数量和摩擦系数设计四因素四水平的正交试验,运用ABAQUS软件对正交试验表中所列的各个参数组合进行数值模拟,并利用差法对数据进行分析。结果表明:多点模具头体数量对塌陷的影响程度大,补拉量对塌陷的影响程度小;摩擦系数对凸胀的影响程度大,补拉量对凸胀的影响程度小。参数组合是:预拉量为1.0%L,补拉量为0.8%L,多点模具头体数量为12个,摩擦系数为0.15。(2)对获得的参数组合进行多点成形实验验。明有限元模拟可以有效预测三维多点拉弯成形过程下制件的质量,这样可以减少实验次数、节约实验成本、缩短实验时间。
绕弯成形工艺（1）绕弯成形工作原理绕弯工艺分两种工作模式:①模式1:如图13所示，外辊轮4绕内辊轮8做回转运动，并且在内外辊轮的径向辊压力作用下，材料被碾压成形，称为“行星轮式”。②模式2:如图14所示，材料1被U形夹3固定在弯模2上，弯模2做圆周运动并带动材料1在压紧模5及导向模4作用下完成弯弧。 两种模式的区别在于:模式1材料纵向不动，而模式2材料在纵向随弯模运动，模式2在进行薄壁型材的弯弧中可以加入芯块，材料截面变形。绕弯成形在型材的弯弧工艺中被广泛应用，两种绕弯模式的有机结合可以进行复杂多弧度工件的实现，如图15中所示S形工件的绕弯。
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型材弯曲工艺按照弯形设备和弯形工艺原理的不同可分为:拉弯成形（两维、三维）、辊弯成形、压弯成形、绕弯成形。按照工件形状的不同又可分为:二维弯形工件（见图1）、空间三维弯形工件（见图2）。下面，按照弯形设备和弯形工艺原理对弯形工艺进行归类总结。 1.拉弯成形工艺 （1）拉弯成形工作原理（二维）拉弯过程基本分为3个步骤:步，设备拉伸缸钳口夹住材料并给型材施加预拉伸力，达到材料屈服强度。第二步，拉弯机回转缸加载弯曲回转，拉伸缸按照程序设定轴向拉力，使型材围绕拉弯模具做贴合运动而使材料成形。第三步，根据材料变形回弹情况增加补拉伸（拉弯设备结构示意见图3）。拉弯成形过程中，工件在弯曲的同时，拉伸缸给工件施加轴向拉力，材料长度伸长部分被拉伸缸牵引补偿，这就避免了材料的起皱趋向，能够得到良好的弧度效果。
⑵铣切加工。对于反T形框，型材截面在拉弯前需要铣切，为了确保拉弯后的尺寸符合要求，我们在龙门铣机床上进行铣切加工，加工尺寸到名义值+2mm。⑶预拉弯。在拉弯机上，利用拉弯模及拉弯夹头，通过控制拉弯参数（拉弯力、拉弯包角等）对毛坯进行预拉弯以达到预成形的要求。
⑷修整。检查两个面的平面度、角度，确保这些值符合要求，对于R值，可以利用三辊滚弯机辅助修整，修整到我们预定的外形即可。