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拉弯行业的技术创新方向
智能自适应拉弯系统成为研发热点,通过光纤布拉格光栅(FBG)实时监测应变分布,自动调节工艺参数。绿色制造方面,水溶性润滑剂(COD<50mg/L)逐步替代矿物油基产品。材料创新上,铝锂合金(2195-T8)的拉弯工艺正在突破,其比强度较传统铝材高20%。设备厂商开发出多轴联动拉弯中心,集成冲孔、切割等功能,实现"一次装夹全工序完成"。德国某实验室研究的超声波辅助拉弯技术,可使304不锈钢的变形抗力降低35%,有望解决厚板(t>12mm)的成型难题。
所谓拉弯即是在给于型材预制拉力(在屈服限范围内)的前提下,利用旋转和靠模改变型材断面变形中介面(内移)使其塑性变形的过程。关于备料长度:一般情况下备料应是所需弯曲材料的有效弧长加上工艺段之和,工艺段等于2.1倍的变形宽度(t),变形宽度(t)等于外半径(R外)减内半径(R内)。
备料长度=有效弧长+2.1 t
当然具体备料长度可以根据实际情况考虑套裁,以便节省工艺段。
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。
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根据工程的实践经验,并考虑到上、下柱连接处即使插芯加长,也作为连续截面进行计算,所以闭口型材的插芯长度按250mm取用;开口型材可采用适当的型材或钢板连接。上、下柱连接构造可单边(上柱或下柱)用螺栓或焊缝固定,另一边为滑动配合。立柱可以为拉弯构件,也有可能为压弯构件。两者均须进行承载力计算,压弯柱还须进行稳定性计算。其次,圆弧的弧高不能太低,弧高太低会看不出圆弧的效果,一般弧高在600-800MM即可;
包装:将铝型材放入材料的包装箱内,确保其在运输时不会受到损坏,从而确保收货方收到的是高品质的铝型材。经过上述准备工作、拉弯加工、精修工作等步骤,就可以获得高品质的铝型材制品,具有良好的加工性能及耐用性,工业铝型材拉弯定制加工更具有广泛的应用前景。
关于铝型材拉弯的一般常识
关于铝型材的分类
按照型材结构分类:一般型材和断桥型材(又称隔热型材)。