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拉弯在轨道交通领域的典型应用
高铁车头铝型材骨架采用多平面拉弯工艺，将6005A-T6铝合金型材弯制成半径2-8m的空间曲线。关键技术在于分段控制拉伸力:直线段保持120kN，弯角区提升至150kN以抑制回弹。常州某企业开发出"预拉伸+动态补拉"工艺，使25m长型材的直线度误差＜3mm。不锈钢拉弯则应用于地铁扶手系统，316L材质φ50×2mm管件经拉弯后，内弧减薄率控制在8%以内（行业标准15%）。这些部件必须通过EN 15085 CL1级焊接认证，且弯曲处需进行涡流探伤检测微裂纹。
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。
7、则应验则应验算构件的算构件的长细长细比。比。对对两端支承的两端支承的压压弯构件跨中有横向荷弯构件跨中有横向荷载时载时，还应验还应验算其算其挠挠度。度。7-17-1应用和截面形式应用和截面形式应用和截面形式应用和截面形式钢结构基本原理及设计钢结构基本原理及设计钢结钢结构中拉弯构件构中拉弯构件应应用用较较少，桁架的下弦杆有少，桁架的下弦杆有时时作作用有非用有非节节点荷裁，点荷裁，这这种下弦杆就是拉弯构件。种下弦杆就是拉弯构件。7-17-1应用和截面形式应用和截面形式应用和截面形式应用和截面形式钢结构基本原理及设计钢结构基本原理及设计7.2.1拉弯、压弯构件的强度计算拉弯、压弯构件的强度计算一工作一
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围，跨中挠度增加为,图5-4 铰接压弯构件,陈产裙丹诽穆累勉出矛渗茧卑笆囱适鸣屈坍凛阿扎伪沂蹦峙弦影埠蕴广脏金属结构设计第五章 拉弯和压弯构件金属结构设计第五章 拉弯和压弯构件,5.拉弯和压弯构件,5.3.1弯矩作用平面内的稳定计算（续1）,（5-3）,式中aN/NE。由横向荷载产生的跨中弯矩为M，由轴力产生的弯矩为Nvmax，因此跨中总弯矩,（5-4）,式中:bm等效弯矩系数，；,弯矩放大系数，。,根据各种荷载和支承情况产生的跨中弯矩M和跨中挠度vm，可以计算出等效弯矩系数bm。,奠导障过睛鞘煮隐寺敢橱恰柬红擂至菌刑榷统坠氛啼筋谴翟裂值腑篆干柒金属结构设计第五章 拉弯和压弯构件金属结构设计第
（2）拉弯成形工艺特点工艺优点:①能够拉弯成形结构复杂的型材断面。②可实现多弧段变曲率的型材拉弯成形。③弯弧精度高，材料回弹稳定，工件尺寸的一致性好。④可有效消除材料内部的残余应力，产品尺寸稳定性好。⑤由于金属材料的冷作硬化，材料经拉弯后，可改善材料的力学性能。工艺缺点:①拉弯产品断面尺寸大小受设备吨位及钳口尺寸的限。②拉弯模具投入成本大，模具通用性差。③对于不对称的型材截面，拉弯件截面变形控制难度大。（3）拉弯成形工艺关键技术拉弯工件的弧度设计原则以不超过材料的伸长率为限度，拉弯成形中将出现型材壁厚变薄断裂、起皱、截面畸变等成形缺陷，这些成形缺陷与型材的力学性能、截面形状及拉弯工艺参数等因素密切相关。拉弯过程中材料变形区各部分的应力状态不同，中性层以外材料受拉应力作用，中性区以内材料（与拉弯模具贴合）受压应力作用，为使材料不至于受压应力产生起皱现象，预拉伸力要，使材料产生屈服拉伸，相应的中性层以外的金属将受到更大的拉力作用，出现壁厚减薄，并有断裂倾向。所以如何平衡材料不产生起皱并且中性层外侧金属不出现断裂，避免型材截面尺寸变形过大，是确定拉弯工艺参数的两个关键考虑因素。（4）拉弯型材成形力的计算在进行项目的技术能力评审中，需要考虑3个因素:设备的钳口距离是否满足材料的拉伸长度、钳口尺寸是否满足断面尺寸夹持要求，另外，拉弯成形关键的一点要计算材料所需的大拉伸力大小。拉弯工件的成形能力计算材料屈服强度值取1.25倍的系数，确保设备不在大拉力负荷下工作，设备大拉伸力大于公式计算出的材料所需拉力值，说明设备拉伸能力满足材料拉弯力要求。（5）三维拉弯机及三维拉弯关键技术三维拉弯设备的主机架由安装在地基上的焊体框架结构组成，如图4所示，主机架用来支撑可旋转的拉伸摇臂2及液压缸。在机架的顶部装有可安放模具的工作平台1。两个拉伸缸托架9分别安装在摇臂2的上部，通过电驱动螺旋导杆实现电动定位以适应不同长度的工件。每个摇臂2上均配备拉伸缸4。零件的扭曲通过一个装在拉伸缸4后面的带齿轮箱的液压马达7来实施。拉伸缸4通过万向节安装在托架9上，万向节使夹钳8钳口能向前或向后自由地旋转。夹钳升降缸5实现在拉伸过程中拉伸缸4的逐渐抬升，夹钳俯仰缸6可以使拉伸缸4实现上下俯仰，托架9上的运动副动作（拉伸—提升—俯仰—旋转）使工件在整个成形过程中沿三维模具表面受到切向拉伸而成形立体空间三维工件。设备结构及设备工作原理:三维拉弯关键技术主要是模具设计，三维拉弯机不会给出理想的三维拉弯程序，工艺设计人员需要根据材料的性能及弯曲成形进行系统的分析或CAE有限元分析，并通过不断的工件试制，使三维拉弯模具及三维拉弯程序达到佳匹配，并达到工件的技术要求，需要工艺技术人员具有较高的产品研发能力。