数控拉弯工艺中型材变形量的影响因素

以某轨道车辆双曲率弯梁构件数控拉弯成形为例,推导了基于数控代码计算型材变形量的公式,分析了型材数控拉弯成形过程中伸长量及转角的变化规律及影响因素,将所得的变形量数据导入数值模拟模型中,对弯梁构件因伸长量设置不合理导致的拉裂缺陷进行了分析,并通过试验进行了验证。结果表明:数控拉弯成形过程中,型材总伸长量显著小于数控代码所给拉伸缸总伸长量,型材总转角大于数控代码所给支臂总转角;滑块位置对型材数控拉弯成形影响显著;型材长度、夹钳深度、预拉量不影响型材弯曲拉伸阶段伸长量,但影响型材伸长率。     

轴向非对称中空型材拉弯过渡区长度优化

为探究过渡区长度对型材拉弯成形的影响,以高速列车用典型轴向非对称铝型材为对象,选取4种不同过渡区长度进行拉弯研究.利用数值模拟对比分析了成形后零件的应力应变分布、形状误差、回弹、截面畸变和空间扭转,并定义成形缺陷指数表征综合成形效果.结果表明,随着过渡区长度的增加,型材成形后的形状误差和回弹明显减小,但是截面畸变和空间扭转增大;成形缺陷指数表明,过渡区长度为200 mm时型材拉弯成形综合缺陷最小,利用0.618法优化了过渡区长度.在张臂式拉弯机上进行实验验证,测量结果和数值分析规律相吻合.     

钛合金型材拉弯模具仿真分析与优化

典型型材拉弯过程中因存在回弹而不利于模具的设计制造,通过经验法给出拉弯回弹值并进行修模后,所拉弯成形的零件不符合制造技术要求,需要反复试验且有很大的不确定性,存在制造风险。用有限元仿真技术对钛合金型材进行拉弯变形过程进行仿真分析,结合钛合金材料的特点,归纳分析型材在拉弯变形过程中的参数变化,找出影响拉弯回弹的一些主要因素,从而对拉弯轨迹进行优化,改变了以经验为主的设计模式。通过试验验证,提升了设计效率与可靠性,缩短模具设计制造周期,对成形加工工艺起到很好的推动作用。     

宽翼边U型截面不锈钢型材拉弯成形缺陷控制

对一种新型宽翼边U型截面不锈钢型材的拉弯成形过程进行了模拟分析,研究了此类构件拉弯成形主要缺陷的成因及控制方法,并进行了试验验证。结果表明:宽翼边U型截面不锈钢型材拉弯成形主要缺陷为截面畸变和轮廓精度差,其中截面畸变缺陷包括底面翘起、立边弯曲、翼边翘曲和截面扩口或缩口;窄翼边一侧截面畸变程度较宽翼边一侧更严重;截面畸变缺陷主要因拉弯过程中立边的收缩引起,对立边高度进行合理补偿能够有效消除截面畸变缺陷;轮廓精度差主要因回弹量大引起;调整拉伸量等工艺参数一定程度上能够减小回弹,提高轮廓精度,而基于回弹对模具型面进行修正能够明显提高轮廓精度。最后,利用本文缺陷控制方法,开展了某轨道车辆宽翼边U型截面不锈钢立柱构件的拉弯成形试验,获得了合格的拉弯件,证明了本文方法的正确性。     

不规则Y形铝型材多点拉弯成形截面变形分析

为了提高型材多点拉弯成形后的成形质量,基于ABAQUS有限元模拟了不规则Y形铝型材多点拉弯成形中截面变形规律。首先,通过控制变量法探究了不同工艺参数（模具数、弯曲半径、预拉伸量、补拉伸量和摩擦因数）对制件截面变形分布的影响规律。其次,为了综合考虑各工艺参数间的相互作用,结合正交试验分析进一步探究了各工艺参数对制件最大截面变形的影响程度。结果显示,补拉伸量变化时,截面宽度变形最大值为1.58 mm,最小值为1.06mm,其变化幅度为49.1%;截面高度变形最大值为1.25mm,最小值为0.77 mm,其变化幅度为62.3%,即补拉伸量对截面变形的影响最大。最后,综合分析后确定多点拉弯最优成形方案,并通过模拟和试验验证了该成形方案的可行性,从而极大地提高制件的成形质量。     

动车组变曲率L型截面铝合金门立柱拉弯精度控制

对某动车组L型截面变曲率铝合金门立柱的拉弯成形过程进行模拟.基于不同阶段下的截面应力应变分布和回弹半径变化关系,探索了铝合金门立柱拉弯成形精度的影响因素,优选工艺参数及控制方法,并通过试验进行验证.结果表明:变曲率L型截面铝合金门立柱拉弯成形主要缺陷为截面畸变和回弹,其中截面畸变缺陷包括直线段区域腹板塌陷和圆弧端区域立边内凹.调整拉伸量等工艺参数一定程度上能够减小截面畸变缺陷和回弹.截面畸变缺陷主要因拉弯过程中立边受力不同引起.设置背压板,增加压板载荷能够减小直线段腹板截面畸变值;优化拉弯模具轮廓线,可降低圆弧端的立边截面畸变值.门立柱小圆弧端一侧回弹程度比大圆弧端一侧更严重,主要因变曲率铝合金门立柱两端不对称引起,影响门立柱的贴模度.利用回弹补偿法修正模具型面可有效控制回弹.试验最佳工艺参数为:预拉量1%,包覆拉伸量4.5%,补拉量0.5%,直线段区域施加40 kN背压力,构件成形精度大幅度提高,满足设计要求.     

三维拉弯柔性成形装备中单元体快速调形技术

将多点成形技术思想引入到型材拉弯工艺中,形成三维拉弯柔性成形技术。为了精确地实现型材三维成形,对型材三维拉弯过程中多点模具的自由度进行了分析,设计了可实现4自由度的单元体结构。给出了单元体调形参数的具体计算方法,并提出一种串并结合的单元体调形控制方法。建立了单元体水平和垂直两个方向调形的数学模型。以高铁动车头骨架结构件为例,进行了三维拉弯试验。结果表明:三维拉弯柔性成形装备达到了实际应用的要求。自动化调形技术较人工调形技术生产效率提高60%以上,并降低了劳动强度。     

型材多点柔性拉弯成形回弹预测

针对铝合金型材多点柔性拉弯的三维成形过程,基于Abaqus/Standard软件建立了多点柔性拉弯成形的有限元仿真模型及混合算法。其中,拉弯成形过程使用动态显式算法,回弹预测使用静态隐式算法,并采用Abaqus/Standard软件的隐式算法对拉弯成形零件的应力、应变及回弹进行了预测。试验结果表明:基于混合算法的有限元模型能够有效地预测回弹误差,且随着垂直方向上弯曲变形的增大,回弹的理论预测值与实际测量值的差距逐步缩小。     

拉弯成形的数值分析与工艺优化

介绍了分析拉弯成形的摄动方法。对于横向曲率比较小的双凸工件,将其分成两个区,一个是与模具表面的接触区,另一个是一端受夹钳约束的自由区。假定这两个区的应力-应变状态分量与柱面拉弯成形及均匀拉伸的应力-应变状态分量只相差一个很小的量,建立摄动计算格式,进行变形分析。应用数值模拟软件对不锈钢车体的车顶弯梁的拉弯成形进行了数值模拟与工艺参数优化,消除了成形缺陷,开发出高精度拉弯模具,获得了高质量的成形件。     

按“拉伸—弯曲”加载方法进行拉伸弯曲成形的理论分析

本文详尽地探讨了按“拉伸——弯曲”加载方法进行拉伸弯曲成形薄壁型材零件的变形机理,得出了相应的结论。在文中着重分析了当h_2/ρ_0-e_0≤2e_8及h_2/ρ_0--e_0≥2e_8时应力沿型材剖面高度的分布规律,给出了确定上述情况卸载前后相对曲率半径间关系的理论计算公式,并由实验验证。此外。在文中尚讨论了弯曲后进行补加拉伸(即“拉伸——弯曲——再拉伸”加载情况)对卸载时曲率变化的影响。