[发明专利]一种车体角钢构件拉弯成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种车体角钢构件拉弯成型工艺，特别是涉及一种用于轨道客车车体构件拉弯工艺，属于金属拉弯成型领域。

背景技术

金属型材拉弯成形技术已经成为轨道客车及其它车辆生产制造工艺中的关键及难点，拉弯工艺中存在弯曲截面出现过大的曲屈变形及回弹造成的弯曲件尺寸精度难以控制等缺陷，严重影响了拉弯成形件的成形质量和车身制造精度。因此要进一步提高金属型材拉弯成形质量及精度，必须深入研究弯曲成形机理，提前掌握材料弯曲时的回弹量，确定最佳载荷及夹钳轨迹，提出合理解决缺陷问题的有效措施，促进金属型材拉弯工业及轨道客车的快速发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车体角钢构件拉弯成型工艺，以克服现有金属型材拉弯成形艺中，存在弯曲截面出现过大的曲屈变形及回弹造成的弯曲件尺寸精度难以控制等缺陷，影响拉弯成形件的成形质量和车身制造精度，为金属型材拉弯成形技术提供理论依据。

本发明的上述目的可通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：

本发明是以转臂式拉弯工作台为基础，选取拉伸-弯曲-补拉成型加载方式，确定了最佳施加载荷，结合长度回弹量数学模型，修正了型材初始长度，同时探讨了夹钳轨迹的确定方法。

本发明提供的一种车体角钢构件拉弯成型工艺，包括建立多曲率件型材长度回弹量数学模型，精确确定零件毛胚型材初始长度，加载过程选取拉伸-弯曲-补拉成型加载的力与位移协同控制方式，借助于拉弯机运动原理图建立多曲率型材拉弯模型，确定夹钳运动轨迹，进行位移控制；具体工艺步骤如下：

1)多曲率件型材长度回弹量确定

长度回弹量ls=Σi=1nRmiαqi-Rdiαhi,]]>

其中R_mi为模具曲率半径，R_mi＝R_di-ΔR_i，R_di为型材最内层设计曲率半径，ΔR_i为回弹曲率半径；α_qi为回弹前弯曲角；α_hi为回弹后弯曲角；

2)型材初始长度确定

通过零件设计长度尺寸l_d、夹钳印记长度尺寸l_f、型材伸长尺寸Δl、工艺余量l_g和长度回弹量l_s，确定型材初始长度尺寸：l₀′＝l_d+l_f+l_s+l_g-Δl，

其中型材伸长尺寸Δl根据弹性模量E和预拉力确定，即E为弹性模量，N_b是预拉力值，经仿真确定最佳为1.25N₀，A是型材横截面面积，N₀为型材的屈服载荷；

3)加载过程

将模具紧固在转臂式拉弯工作台上，夹钳夹持型材后，采用拉伸-弯曲-补拉成型加载方式加载，

a)第一阶段：夹钳夹住型材端部进行预拉伸，使型材进入屈服状态，此时型材和模具并不接触，预拉力为1.25N₀，N₀＝E·A；

b)第二阶段：夹钳移动，型材和模具逐渐接触，在作动器作用下，支臂带动型材绕模具弯曲成形，弯曲作用力为1.25N₀，弯曲过程中，采用位移控制方式，夹钳按照设定的运动轨迹模型实现零件拉弯成形；

c)第三阶段：弯曲过程结束后，进行补拉工艺，加补轴向拉力完后不立即卸载，补拉力大于预拉力，进而消除模具与型材间的摩擦对轴向拉力的影响，经仿真分析确定最佳补拉力1.5N₀，此时型材轴向各部分的应力更均匀。