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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。
以上介绍的四种弯弧工艺是目前铝合金型材弯弧常用的方法,在实际工艺开发中,具体采用哪种工艺需要根据弯弧工件的设计和理论计算进行全面分析,还需结合各种类似的工件进行经验比对,在模具或工装的设计前期将弯弧件预计会出现的问题进行罗列,结合各工艺方法进行分析,在进行工装设计时有相应的措施来应对弯形中出现的问题。型材弯弧是一项综合的技术,各种弯弧原理需要吃透,且工艺设计人员在工作中需长期不断地总结经验,不断积累,才能针对各种各样的弯弧工件采取有效合理的弯弧生产方案。
(2)压弯成形工艺特点及关键技术铝合金型材折弯件L形及S形均可以采用压弯工艺,由于型材断面及形状各异,各种压弯件压弯模具反弹量设计不一而同,需要经过不断的压弯工艺试验摸索反弹量并经几次修模得到合理的模具压弯形面。压弯工艺几个关键技术要点:①压弯模具的设计要充分考虑材料的变形趋势和反弹量。②由于铝合金型材具有型腔空心结构,合理的填料选用是压弯成形的关键。③对于断面形状不对称型材,压弯时要充分考虑侧弯的有效措施。
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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。
[0019] 3)填充物的选择:对型材的空心处填充钢板加硬塑料作为填充物,了型材的 弯曲角度、平整度、型材内壁的完好性,填充物的应用,不但可以使型材拉弯角度满足客户 要求,平整度可控制在Imm以内,而且便于操作,拉弯成型后填充物易于拔出。[0020] 4)拉弯过程的控制:预拉伸力控制在型材屈服点的85-95%,可避免因预拉伸力过 大广生的拉弯缺陷,可进一步提尚拉弯质量。[0021] 本实施例中,型材生产完成后与实施拉弯工序的间隔时间应小于24h,避免型材停 放时间过长而导致其抗拉强度提高,影响拉弯质量,从而造成报废。[0022]本实施例的产品拉弯后力学性能如下表所示: