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拉弯件的质量检测标准与方法
航空级拉弯件需符合NASM 1312-7标准,要求轮廓度≤0.3mm/m,表面粗糙度Ra<1.6μm。三坐标测量机(CMM)是主流检测设备,搭配Romer关节臂可实现现场测量。截面畸变检测采用光学扫描仪,如GOM ATOS Core能捕捉0.02mm的椭圆度变化。力学性能方面,铝合金拉弯后需保证H32状态抗拉强度下降<10%,不锈钢件则要经过ASTM E290正弯测试。某汽车企业引入在线视觉检测系统,通过深度学习识别0.1mm级的表面缺陷,废品率从5%降至0.8%。
(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。
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。
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⑻修整。在校正平台上,用榔头等辅助工具进行修整,必要时,用校正检验模上进行敲修。⑼检验。用检验模配合卡尺,塞尺进行检验,确保符合客户技术要求及图纸要求。
⑽钳工。用百洁布等打磨工具对表面进行修饰清理,零件及试片打标,确保可追溯性。
铝合金拉弯防皱的方法主要包括以下几种:
利用的弯管器进行操作,可以更准确地控制弯曲过程,减少皱折的产生。
[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: