[發明專利]一種車體角鋼構件拉彎成型工藝

有效

• 申請號: 201010139984.3
• 申請日: 2010-04-07
• 公開（公告）號: CN101823092A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 劉玉梅;曹曉寧;韓鋒;熊偉;谷錚巍;蘇建;盧鳳英;李雪海;崔麗;姜殊
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B21D7/02
• 分類號: B21D7/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

技術領域

本發明涉及一種車體角鋼構件拉彎成型工藝，特別是涉及一種用于軌道客車車體構件拉彎工藝，屬于金屬拉彎成型領域。

背景技術

金屬型材拉彎成形技術已經成為軌道客車及其它車輛生產制造工藝中的關鍵及難點，拉彎工藝中存在彎曲截面出現過大的曲屈變形及回彈造成的彎曲件尺寸精度難以控制等缺陷，嚴重影響了拉彎成形件的成形質量和車身制造精度。因此要進一步提高金屬型材拉彎成形質量及精度，必須深入研究彎曲成形機理，提前掌握材料彎曲時的回彈量，確定最佳載荷及夾鉗軌跡，提出合理解決缺陷問題的有效措施，促進金屬型材拉彎工業及軌道客車的快速發展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種車體角鋼構件拉彎成型工藝，以克服現有金屬型材拉彎成形藝中，存在彎曲截面出現過大的曲屈變形及回彈造成的彎曲件尺寸精度難以控制等缺陷，影響拉彎成形件的成形質量和車身制造精度，為金屬型材拉彎成形技術提供理論依據。

本發明的上述目的可通過以下技術方案實現，結合附圖說明如下：

本發明是以轉臂式拉彎工作臺為基礎，選取拉伸-彎曲-補拉成型加載方式，確定了最佳施加載荷，結合長度回彈量數學模型，修正了型材初始長度，同時探討了夾鉗軌跡的確定方法。

本發明提供的一種車體角鋼構件拉彎成型工藝，包括建立多曲率件型材長度回彈量數學模型，精確確定零件毛胚型材初始長度，加載過程選取拉伸-彎曲-補拉成型加載的力與位移協同控制方式，借助于拉彎機運動原理圖建立多曲率型材拉彎模型，確定夾鉗運動軌跡，進行位移控制；具體工藝步驟如下：

1)多曲率件型材長度回彈量確定

長度回彈量ls=Σi=1nRmiαqi-Rdiαhi,]]>

其中R_mi為模具曲率半徑，R_mi＝R_di-ΔR_i，R_di為型材最內層設計曲率半徑，ΔR_i為回彈曲率半徑；α_qi為回彈前彎曲角；α_hi為回彈后彎曲角；

2)型材初始長度確定

通過零件設計長度尺寸l_d、夾鉗印記長度尺寸l_f、型材伸長尺寸Δl、工藝余量l_g和長度回彈量l_s，確定型材初始長度尺寸：l₀′＝l_d+l_f+l_s+l_g-Δl，

其中型材伸長尺寸Δl根據彈性模量E和預拉力確定，即E為彈性模量，N_b是預拉力值，經仿真確定最佳為1.25N₀，A是型材橫截面面積，N₀為型材的屈服載荷；

3)加載過程

將模具緊固在轉臂式拉彎工作臺上，夾鉗夾持型材后，采用拉伸-彎曲-補拉成型加載方式加載，

a)第一階段：夾鉗夾住型材端部進行預拉伸，使型材進入屈服狀態，此時型材和模具并不接觸，預拉力為1.25N₀，N₀＝E·A；

b)第二階段：夾鉗移動，型材和模具逐漸接觸，在作動器作用下，支臂帶動型材繞模具彎曲成形，彎曲作用力為1.25N₀，彎曲過程中，采用位移控制方式，夾鉗按照設定的運動軌跡模型實現零件拉彎成形；

c)第三階段：彎曲過程結束后，進行補拉工藝，加補軸向拉力完后不立即卸載，補拉力大于預拉力，進而消除模具與型材間的摩擦對軸向拉力的影響，經仿真分析確定最佳補拉力1.5N₀，此時型材軸向各部分的應力更均勻。