一种车体角钢构件拉弯成型工艺

摘要

本发明涉及一种车体角钢构件拉弯成型工艺。本发明的主要目的就是为了科学合理地解决车体角钢构件在拉弯成形过程中工件回弹量和截面曲屈变形量过大等缺陷问题。本工艺仿真出对应最小回弹量的预拉力与补拉力，给出了型材初始长度计算公式及夹钳的运动轨迹模型，提高了拉弯件的成形质量、精度、工作效率、车体钢结构制造质量和降低制造维修成本，避免拉弯缺陷，也为型材零件拉弯成形精度控制提供了依据。本发明首次建立了多曲率件型材长度回弹量数学模型，并可以精确确定零件毛胚型材初始长度，通过仿真方法确定最佳预拉力与补拉力，并通过多曲率型材拉弯模型的建立，精确地确定了夹钳运动轨迹，进而保证型材成形后得到理想的成形质量。

主权项

1.一种车体角钢构件拉弯成型工艺，其特征在于，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。