型材拉彎成形工藝在飛機和汽車型材彎曲件的制造中得到了非常廣泛的應 用。在飛機制造中拉彎工藝主要用于成形機身、機翼、進氣道的隔框、桁條、 加強緣條等骨架零件;在汽車生產中主要用于車身結構和保險杠的中空鋁型材彎曲件成形心。目前飛機結構用彎曲件的趨勢增加,即將擠壓及機械加工的直件,用冷作 的加工方法彎成一定輪廓的曲件,剖面有等截面也有非等截面的,如肋條、隔 框、洞口框、發動機架及其起落架連接件扭“1等。上述零件除用拉彎成形外還可 以通過滾彎來完成,拉彎型材零件的分類類似于滾彎型材,所不同的是拉彎以 變曲率型材為主。 拉彎工藝的研究對提高汽車和飛機拉彎件的質量和加速汽車和飛機拉彎件 的國產化進程有著十分重要的意義口1。 采用拉彎工藝可以使零件獲得合理的校形余量,提高零件的制造精度,降 低零件的制造成本。拉彎是指型材在彎矩和縱向拉力的聯合作用下壓入模具型 槽內的成形過程。拉彎在工業生產中是一種重要成形工藝,用于制造尺寸大、 外形準確度要求較高、相對彎曲半徑大的變曲率擠壓和板彎型材彎曲件。
型材拉彎具有如下工藝特點:
(1)能成形空間結構復雜的型材零件;
(2)能成形屈強比大的型材彎曲零件;
(3)具有不同工藝方法相結合的綜合成形特點;
(4)彎曲精度高,回彈小;
(5)具有柔性制造特點。 拉彎零件的最后形狀與加載參數、拉彎模具和型材形狀參數、型材拉彎設備型材材料參 數、摩擦等眾多因素有關,而且非常復雜。隨著產品加工精度要求的日益提高, 數字化設計制造也對拉彎成形工藝提出了新的要求。傳統的拉彎成形工藝己不 能滿足現代生產的需要,有必要對拉彎機理進行深入的研究,確定拉彎工藝參 數對工件成形質量的影響規律,從而對拉彎過程進行精確控制。
為了控制相對彎曲半徑較大的零件在成形后所產生的回彈量瞄,就可以采用西華大學碩十學位論文拉彎成形工藝,這樣可以使成形后的零件具有合理的校形余量,減少工人進行手工校形的工作量,如果零件的回彈量太大就會造成手工校形無法進行修正, 從而導致零件報廢。因此研究拉彎的目的和意義在于如何使零件在拉彎后具有 合理的校形余量而又使零件具有良好的后繼工作狀態。 傳統的拉彎工藝己不能滿足當今的生產要求,必須提出新的數字化方法來 提高型材拉彎的生產效率和質量。 隨著科技的進步,技術的不斷的革新,特別是CAD/CAE技術的不斷發展,大 型的CAD通用軟件為拉彎模具的設計提供了強大的技術支持。在CAD軟件環境下,可以得到零件的一些有效的幾何信息,例如通過幾何分析功能,可以得到整條 曲線的曲率分布及其大小,可以檢查曲面的質量。為模具的設計提供了更加有效的手段。同時其提供的二次開發工具為用戶開發自己專用的CAD系統提供了技術支持。CAE在型材拉彎成形工藝中的應用,使得技術人員可以更直觀的觀察到 型材的動態成形過程,以及每個瞬時材料的應力、應變、位移分布,通過這些 基本數據,可以得出型材的成形性能,并結合其力能參數來調整模具的參數和 成形工藝,修改模具的型面,調整回彈量。CAE技術已經成為型材拉彎成型中十 分重要的工具,然而它在實際中的應用卻受到諸多因素的限制。要準確地對拉 彎過程進行數值模擬,就必須精確描述工件材料的力學性能,合理確定邊界條 件,同時能準確地處理拉彎中的各種非線性問題;此外,還要求使用者具有一 定的理論基礎、掌握相關的軟件知識并對生產工藝有相當的了解。其中的任何 一個環節出現失誤都將導致分析的結果和實際情況的偏差。因此,在模具設計 過程中,如何將CAE與CAD結合起來,提高模具的設計效率,評估工藝參數的合 理性,指導模具設計和實際拉彎制造工藝,從而降低制造成本,是目前CAE技術應用中最急待解決的問題。 1.2拉彎工藝的發展現狀 在過去幾十年間,各國在型材拉彎工藝方面做了大量的研究工作。首先, 通過理論研究探求了各種拉彎方法的適用范圍和工藝參數的計算方法,并提出 了許多控制回彈量的途徑;其次,通過大量的試驗研究驗證了各種拉彎方法控 制回彈量的可能性和現實性,并確定了不同生產條件下工藝參數計算值的修正 系數。 |
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