[發明專利]一種考慮回彈補償的彎管數控指令生成方法

無效

• 申請號: 201110423128.5
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102527789A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張鑫;李小強;方靜
• 申請（專利權）人: 沈陽飛機工業（集團）有限公司
• 主分類號: B21D7/12
• 分類號: B21D7/12;G05B19/4093
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 楊華

技術領域

本發明涉及一種考慮回彈補償的彎管數控指令生成方法，屬于材料加工工程領域。

背景技術

飛機導管品種多、數量大、形狀復雜、且質量要求嚴格，這給導管彎曲成形帶來一定的困難。由于數控彎管機可以既準確又穩定地完成彎曲、送進、轉角等動作，保證彎管的彎曲準確度，已經成為航空導管制造中的關鍵設備。目前，國內有不少航空制造企業引進了數控彎管機，數控彎管已逐步替代傳統的彎管工藝而占據著重要地位。

但是由于在數控彎管卸載過程中總存在回彈，且回彈影響因素多、相互耦合，回彈預測困難，在生產中需要反復試彎來解決，這不僅導致零件的成形質量較低，并且大大降低了數控彎管機的使用效率，不能滿足現今飛機制造與研制的要求。

發明內容

本發明所要針對解決的技術問題是提供一種考慮回彈補償的彎管數控指令生成方法，通過預先的解析計算給出回彈量，再根據回彈量修正數控指令，以減少試彎次數，提高零件成形質量及材料利用率。

為解決以上問題，本發明的具體技術方案如下：一種考慮回彈補償的彎管數控指令生成方法，該方法包括下列步驟：

一、計算彎管回彈量

1）應力應變狀態分析

選取折彎機折好的彎管進行橫向剖切，選取切面的應力應變狀態及相關參數；其中，D、t分別為彎管外徑和管壁厚度，r是彎管任意點的彎曲半徑，R為管件彎曲半徑，????????????????????????????????????????????????為中性層偏移曲率半徑，、分別為彎管外側和內側曲率半徑；導管彎曲時，沿彎曲切線方向作用有切向應力，彎曲半徑方向的徑向應力及彎管橫截面上的周向應力；

其中等效應力應變分別如公式（1）（2）：

?????????（1）

???????????????????（2）

由于材料應力應變符合關系，并且在外側、均為拉應力，且；在內側、均為壓應力，且；故

?????????????????????????????????（3）

式中時取“+”號，時取“–”號；

??2）應變中性層曲率計算

列出r方向的力平衡方程式，整理可得，??????（4）

對積分，可得

，C為積分常數；?????（5）

在彎管中切面外側表面處，；忽略彎曲內側與彎模工作表面的接觸應力，彎曲內側表面處，；應變中性層，連續，可以確定和處的積分常數C；

由于不考慮彎曲過程中管壁厚的變化，彎管內、外側表面至彎曲中心的距離分別為和，其中為管橫截面中心至彎曲中心的距離，即彎曲半徑，這時可得中性層曲率半徑為

????????????????????（6）

故中性層偏移量為；

3）彎矩的計算

3.1）彈塑性分界的計算

當等效應力達到屈服應力時，導管發生塑性變形，即，；

假設，并將（2）及代入以上公式，可得

，由于整理可得，

，；

即，；

3.2）彎矩的計算

截面上彎矩M的表達式為：?????????（7）

式中，因考慮中性層偏移，故有；

此處，基于以上分析，因彈塑性彎矩方程變為：

整理得，

4)回彈角的計算

根據導管在彎曲成形后，卸載前后中性層長度不變，得到；又由于卸載前后的總應變值等于卸載過程中的彈性應變值與卸載后殘余應變值的和，分析得到，；所以

；

二、生成數控指令

在不考慮回彈補償的情況下，數控指令如下所示：