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拉弯工艺的基本原理与技术特点
拉弯是一种结合拉伸与弯曲的金属成型工艺，通过施加轴向拉力和弯矩使材料发生塑性变形。该工艺能有效消除回弹，精度可达±0.5mm/m，特别适合制造飞机桁架、高铁窗框等高精度构件。关键参数包括拉伸力（通常为材料屈服强度的30-80%）、弯曲半径（最小为2倍壁厚）和变形速度（铝材推荐0.5-2mm/s）。与纯弯曲相比，拉弯可使回弹角减少70%以上，且能避免截面畸变。现代数控拉弯机配备力位混合控制系统，可实时调节拉伸力与进给速度的匹配关系，实现复杂三维曲线的成型。
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。
准备模具:根据铝型材的尺寸准备相应的拉弯模具，确保模具尺寸的精度，以便获得高品质的加工效果。1、铝型材安装:根据拉弯机的尺寸确定要加工的铝型材的大小，将铝型材安装在拉弯机上。
2、拉弯预处理:给铝型材预处理，先用钻头用力将材料钻入拉弯机内，拉弯机的精度。
3、拉弯:将夹紧拉弯机上的模具夹紧被加工的铝型材，启动拉弯机，通过拉弯机的力量，使铝型材按照模具的尺寸及设计要求进行拉弯。
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）构件弯（或拉弯）构件弯（或拉弯）构件承受承受轴轴心心压压（或拉）力和（或拉）力和绕绕截面形心主截面形心主轴轴的弯矩作用的弯矩作用偏偏压压（或偏拉）（或偏拉）构件构件弯矩由偏心弯矩由偏心轴轴力引起力引起时时7-1应用和截面形式应用和截面形式压弯构件压弯构件 拉弯构件拉弯构件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2 2单单单单向向向向压压压压弯（或拉弯）构件弯（或拉弯）构件弯（或拉弯）构件弯（或拉弯）构件弯矩作用在截面的一个主弯矩作用在截面的一个主轴轴平面内平面内双向双向压压弯（或拉弯）构件弯（或拉弯）构件弯矩作用在两个主弯矩
12、设计7.2.2构件强度与刚度计算构件强度与刚度计算1单单向拉弯、向拉弯、压压弯构件按下式弯构件按下式计计算截面算截面强强度:度:2双向拉弯、双向拉弯、压压弯构件弯构件计计算截面算截面强强度:度:37-27-2拉弯、压弯构件的强度拉弯、压弯构件的强度拉弯、压弯构件的强度拉弯、压弯构件的强度钢结构基本原理及设计钢结构基本原理及设计1）计计算疲算疲劳劳的的实实腹式拉弯、腹式拉弯、压压弯构件弯构件2）格构式构件，当弯矩）格构式构件，当弯矩绕绕虚虚轴轴作用作用时时3）为为了保了受受压压翼翼缘缘在截面在截面发发展塑性展塑性时时不不发发生部失生部失稳稳受受压压翼翼缘缘的自由外伸的自由外伸宽宽度度与