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拉弯设备的技术发展与选型要点
现代数控拉弯机已发展出转臂式(适合型材)和伺服直拉式(适合管材)两大类型。高端机型如CYBELEC DNC880系统,可存储1000组工艺参数,实现±0.1°的角度重复精度。选型需考虑:最大拉伸力(通常按材料屈服强度×截面积×1.5倍安全系数)、床身长度(最长可达12m)和模具切换方式(手动换模需30分钟,自动快换仅2分钟)。某汽车防撞梁生产线选用300吨级设备,配合机器人上下料,节拍达到3件/分钟。最新发展趋势是集成在线激光测量系统,实时反馈修正成型误差。
关于型材拉弯工艺特点: 1.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。因此型材拉弯在飞机、汽车型材弯曲件的生产中得到了广泛的应用。 在飞机生产中,飞机框肋上的缘条、机身前后段、发动机短仓的长桁等尺寸大的型材弯曲件是组成飞机骨架的关键零件,并直接影响到飞机的气动力外形,形状精度要求很高。在汽车生产中,拉弯主要用于加工车身结构和保险杠的中空铝型材弩曲件,在保持与钢铁制件同样的抗冲击强度条件下,能减轻车体重量,降低使用成本。拉弯二艺可实现铝型材的高精度弯曲,但由于拉湾成形中可能会出现壁厚减薄破裂、起皱、截面畸变等成形缺陷,而这些成形缺陷与型材的材料性能、截面形状及工艺参数这些因赛密切相关,复杂。 2.型材拉弯是能成形屈强比大的型材弯曲零件能成形空间结构复杂的型材零件 3.具有不同工艺方法相结合的综合成形特点 4.弯曲精度高,回弹小
10. 弯曲工作辊尺寸: Φ30mm×1300mm
设备工作时,带张力的带材通过矫直机同时受到拉伸和弯曲的双重作用,带材沿几何中心层被拉伸,中心层向弯曲内侧偏移,而弹复时要以几何中心层弹复变形,这样弹复曲率就变小,并产生了剩余延伸率。较小的张应力(材料屈服较限的1/10-1/3)也可使带材产生一定量的较久延伸变形;同时,经过反复的正、反弯曲,使材料内部的残余应力和残余弯曲逐渐减小,甚至趋近于零,从而将瓢曲的带材矫直成平直度很高的带材。
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将铝合金型材固定在拉弯机的模具上,通过拉弯机的拉伸作用,使铝合金型材逐渐弯曲成所需的弧形。这种方法同样适用于加工圆形、椭圆形、弧形等各种形状的铝合金型材。使用液压机或机械压力机,将铝合金型材放置在模具上,通过压力机的压力,使铝合金型材逐渐弯曲成所需的弧形。这种方法适用于加工圆形、椭圆形、弧形等各种形状的铝合金型材。
将铝合金型材绕在一个固定的轴上,通过旋转和拉伸来实现弯弧加工。这种方法适用于加工各种形状的铝合金型材,是复杂的弧形。
铝合金型材由于其高比强度、轻质和优良的成形性,越来越多地用作高速列车组的车体制造。在实际生产中,有效控制铝合金型材弯曲回弹并实现成形,依然是材料加工领域迫切需要解决的问题。本文分别通过解析计算和数值模拟方法对轨道列车开口结构型材弯曲成形中的回弹现象进行了研究,使用解析计算方法对型材弯曲回弹进行了预测,通过数值模拟方法对弯曲工艺参数进行优化,对于复杂曲率型材的成形,设计了拉压复合成形工艺。本文的主要研究内容及成果如下:(1)选择常用的6005A铝合金型材,进行了拉伸测试,获得了材料力学性能参数;选择3种典型型材零件,分别建立了拉弯成形、压弯成形和拉压复合弯曲成形的有限元模型。(2)对型材的弯曲加载过程和卸载回弹过程进行了受力分析,推导了型材弯曲加载后、卸载后和反向弹性加载后的应变表达式,建立了型材平面弯曲回弹的几何约束方程,并推导出型材拉弯和压弯成形回弹半径计算公式。将推导的回弹计算公式分别应用到三种型材弯曲成形的回弹计算中,并将计算结果与数值模拟结果进行了对析。结果表明在拉弯和压弯小曲率变形时,回弹解析计算结果与数值模拟结果的误差较小,其小误差范围分别为1.15%~2.26%和1.44%~1.83%。(3)通过数值模拟分析了不同工艺参数对铝合金型材拉弯成形的影响规律。结果显示,型材回弹量随预拉伸量、补拉伸量、包覆拉伸量和弯曲贴模角度的增大而减小,随着摩擦系数的增大而增大;型材成形后的截面畸变基本上随预拉伸量、补拉伸量和包覆拉伸量的增加而增加。将几种不同包覆拉伸量下型材回弹的模拟结果与解析计算结果进行对比研究,发现包覆拉伸量从0%增加到5%时,解析计算预测的回弹后半径值与数值模拟的相对偏差从1.83%降低到了1.01%。对铝合金型材压弯成形进行数值模拟,研究了弯曲半径、摩擦系数和弯曲中心角等工艺参数对型材压弯成形回弹的影响规律。模拟结果表明,在型材的同一位置上,弯曲半径和摩擦系数越大回弹越大,弯曲中心角越大回弹越小。(4)针对复杂曲率型材零件,提出了拉压复合成形方法。对先拉弯再分段压弯、压弯后补拉伸和拉弯-压弯同时加载的三种拉压复合成形方案进行了数值模拟研究。分析了型材拉压复合成形的规律,以及不同加载方式对回弹的影响。研究发现:在成形部大曲率型材时,采用先拉弯再分段压弯的成形方案可以有效改善拉弯加载下型材曲率过渡位置成形精度低的问题;采用压弯后补拉伸的成形方案可以在一定程度上减小压弯成形中回弹导致的成形误差。在成形收边-放边组合弯曲型材时,三种拉压复合成形方案中,先拉弯再分段压弯的回弹小,大回弹误差仅为1.4mm;拉弯-压弯同时加载的大回弹误差为2.8mm;采用压弯后补拉伸的成形方案同样可以降低压弯成形下的回弹,但整体成形精度并不高,大成形误差为9.1mm。