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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。

　　关于备料长度:一般情况下备料应是所需弯曲材料的有效弧长加上工艺段之和，工艺段等于2.1倍的变形宽度（t），变形宽度（t）等于外半径（R外）减内半径（R内）。备料长度=有效弧长+2.1 t

　　当然具体备料长度可以根据实际情况考虑套裁，以便节省工艺段。

　　3、关于备料数量:一般情况下应根据不同断面、不同半径、不同弧长在实际需要数量基础上增加1~2支备份，以便做为调试模具用。该备份未考虑材料弯曲后的运输、加工、安装等环节可能出现的损失数量。

　　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。

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　　（3）拉弯成形工艺关键技术拉弯工件的弧度设计原则以不超过材料的伸长率为限度，拉弯成形中将出现型材壁厚变薄断裂、起皱、截面畸变等成形缺陷，这些成形缺陷与型材的力学性能、截面形状及拉弯工艺参数等因素密切相关。拉弯过程中材料变形区各部分的应力状态不同，中性层以外材料受拉应力作用，中性区以内材料（与拉弯模具贴合）受压应力作用，为使材料不至于受压应力产生起皱现象，预拉伸力要，使材料产生屈服拉伸，相应的中性层以外的金属将受到更大的拉力作用，出现壁厚减薄，并有断裂倾向。所以如何平衡材料不产生起皱并且中性层外侧金属不出现断裂，避免型材截面尺寸变形过大，是确定拉弯工艺参数的两个关键考虑因素。

　　我们也要注意，在日常生活、工作当中。会遇到直管拉弯成各种形状进行使用。弯管是采用成套弯曲模具进行弯曲的，不管是哪一种机器设备，大部分到弯管，主要用以输油、输气、输液等，在飞机及其发动机上更占有相当重要的。铝型材拉弯加工成形工艺在航空、航天以及汽车、高铁上的型材弯曲件的制造中得到了广泛的应用。在民用(航空、高铁等)领域，很多骨架零件都采用了型材框。因此，拉弯技术的研究对提高拉弯件的质量和加速拉弯件的国产化进程有着十分重要的意义。