唐志民

摘 要：隨著鋁彎曲型材的廣泛應(yīng)用，其在生產(chǎn)中所暴露出的問題也逐漸增多。為了保證零件的合格率和生產(chǎn)的穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)成本，主要闡述了鋁型材拉彎成型過(guò)程中常見的問題和相關(guān)處理方法。這已經(jīng)成為了批量生產(chǎn)過(guò)程中急需解決的主要問題。

關(guān)鍵詞：鋁型材；拉彎成型；拉彎模具；拉彎零件

中圖分類號(hào)：TG306 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.065

鋁型材拉彎成型的基本原理是拉彎模具與臺(tái)面固定不動(dòng)，支臂拉伸型材繞拉彎模轉(zhuǎn)動(dòng)，使型材毛料在拉力和彎矩的作用下產(chǎn)生塑性變形，與模具逐漸貼合，從而獲得所需形狀的零件。拉彎零件的特點(diǎn)是曲率半徑比較大、回彈比較大、曲率延軸向變化。鋁型材拉彎被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、建筑和高速列車工業(yè)中，用于彎曲零件成型，比如機(jī)身、機(jī)翼加強(qiáng)筋和骨架，弧形房屋骨架、弧形門框、窗框，列車車頭、車頂輪廓支撐件和窗框、弧形門框骨架。鋁彎曲型材零件在我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)和現(xiàn)代建筑中發(fā)揮著重要的作用。隨著鋁彎曲型材的廣泛應(yīng)用，其在生產(chǎn)中所暴露出的問題也逐漸增多。為了保證零件的合格率、生產(chǎn)的穩(wěn)定性，主要研究了鋁型材拉彎成型過(guò)程中常見的問題和相關(guān)處理方法。在鋁型材拉彎成型的過(guò)程中存在許多問題，而這些問題會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率，同時(shí)，生產(chǎn)成本對(duì)企業(yè)的正常運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)也會(huì)造成極大的影響。鑒于鋁型材拉彎成型產(chǎn)業(yè)化的需要，結(jié)合鋁型材拉彎成型的現(xiàn)狀，有效分析了鋁型材拉彎型材成型的常見問題，提出了幾點(diǎn)相關(guān)的改善措施，希望能為鋁型材拉彎成型提供有效的參考。

1 存在的問題

1.1 外形輪廓度偏差

輪廓度是指型材經(jīng)過(guò)拉彎，變化后的型材外形輪廓與外形樣板或檢驗(yàn)?zāi)Ｌサ奈呛铣潭?。使外形輪廓度出現(xiàn)偏差的主要因素有：①拉彎模具的曲率回彈變化；②各批次冶金擠壓型材材質(zhì)不穩(wěn)定，每根材料局部區(qū)域的硬度不均勻；③彎曲曲率半徑變化過(guò)大；④型材毛坯截面積不均勻。

1.2 表面缺陷

表面缺陷包括型材拉彎后有裂紋、收縮起皺、彎曲表面凹陷和側(cè)面垂痕。

1.3 拉彎后扭擰

發(fā)生拉彎后扭擰這種情況的原因是型材截面積不對(duì)稱，型材收邊與放邊應(yīng)力不平衡。

1.4 垂直度超差

垂直度是指彎曲過(guò)后型材截面積垂直基準(zhǔn)（與模具各曲率半徑垂直）與檢驗(yàn)平臺(tái)的角度偏差。

1.5 型材工藝長(zhǎng)度

型材拉彎工藝長(zhǎng)度是指超出零件的實(shí)際長(zhǎng)度，拉彎模具、夾具和設(shè)備需要的工藝材料長(zhǎng)度。

1.6 安全生產(chǎn)

安全問題是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最受關(guān)注的重要問題。在型材拉彎時(shí)，可能會(huì)因?yàn)榕既灰蛩囟蝗粩嗔?，向外彈開，造成設(shè)備損壞和人員的傷亡，進(jìn)而對(duì)企業(yè)的發(fā)展造成嚴(yán)重的影響。

2 解決措施

2.1 調(diào)整模具輪廓曲率

根據(jù)理論分析計(jì)算得出回彈量，通過(guò)拉伸試驗(yàn)得出修正近似值修正模具，盡可能使零件拉伸過(guò)后型材外形輪廓與外形樣板或檢驗(yàn)?zāi)Ｌノ呛?。考慮到型材的不穩(wěn)定因素，根據(jù)后期校正的需要，可以拉過(guò)一點(diǎn)。由于彎曲曲率半徑變化過(guò)大會(huì)造成一定的偏差，所以，可以在模具前端、垂直模具方向增加氣缸，使需要彎曲型材與模具吻合，而拉彎模具與被拉彎型材不應(yīng)該存在間隙。這種方法可以解決曲率中心異側(cè)（曲率半徑較大）的拉彎。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮型材截面積的形式和各部分的厚度。針對(duì)型材截面積的不對(duì)稱，型材收邊與放邊應(yīng)力不平衡造成的偏差可以在預(yù)拉伸時(shí)適當(dāng)增加拉伸力。

2.2 表面缺陷處理

型材拉彎后有裂紋是因?yàn)槔炝Υ?，放邊?yīng)力不能滿足造成的。型材收邊不到位就會(huì)引起收縮起皺，俗稱有木耳邊。這可以通過(guò)改善型材截面積或調(diào)整拉力來(lái)解決。

彎曲表面凹陷主要發(fā)生在空腔型材上。這類型材拉彎前需要用填充物將空腔彎曲部分填滿。開口空腔可以用彈簧鋼板疊加或聚四氟乙烯填料，而閉合空腔通常采用填砂等方式。

根據(jù)側(cè)面垂痕產(chǎn)生的部位適當(dāng)調(diào)整模具間隙，改善模具材料可以有效避免型材被劃傷。

2.3 拉彎后扭擰處理

拉彎后，產(chǎn)生扭擰的主要原因是截面積不對(duì)稱，型材收邊與放邊應(yīng)力不平衡。鑒于此，可以采取增加型材拉力的方式來(lái)改善這個(gè)問題，即在拉彎模具前增加垂直推頂氣缸，同時(shí)，在拉彎后，保壓一段時(shí)間會(huì)更好。另外，擠壓型材不穩(wěn)定造成的微量變形需要通過(guò)后期校正來(lái)完成。

2.4 垂直度超差處理

拉彎后，垂直度超差也是截面積不對(duì)稱、型材收邊與放邊應(yīng)力不平衡造成的。針對(duì)這種情況，可以通過(guò)調(diào)整拉彎模具的曲率變化來(lái)改善。根據(jù)后期校正的需要，可以拉過(guò)一點(diǎn)，而擠壓型材不穩(wěn)定造成的微量變形需要通過(guò)后期校正來(lái)完成。

2.5 型材工藝長(zhǎng)度的確定

拉彎型材的毛坯長(zhǎng)度是由零件長(zhǎng)度、模具曲率延伸部分（零件長(zhǎng)度、延伸部分、模具端部圓角合稱模具有效長(zhǎng)度）、設(shè)備夾頭夾持部分和設(shè)備夾頭延模具回轉(zhuǎn)間隙組成的。除了零件長(zhǎng)度外，其統(tǒng)稱工藝長(zhǎng)度。大批量生產(chǎn)工藝長(zhǎng)度直接決定了零件的成本。因此，建議在滿足彎曲零件成型狀態(tài)下，盡可能減少模具的有效長(zhǎng)度，必要時(shí)，可以在模具兩端后部開缺口，使工作中的機(jī)床夾頭能夠自由進(jìn)入模具后方，從而減少毛料兩端的工藝余量。

2.6 安全生產(chǎn)

安全是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中首要關(guān)注的因素。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，要在型材操作臺(tái)前增加防護(hù)裝置，制訂相應(yīng)的規(guī)章制度，培訓(xùn)全面的技術(shù)操作人員。另外，在型材拉伸過(guò)程中，嚴(yán)禁操作人員站在設(shè)備前端。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，需要拉彎的型材在設(shè)計(jì)型材截面積時(shí)要計(jì)算各截面部分的延伸力。在設(shè)計(jì)拉彎模具時(shí)，要考慮曲率回彈變化和后期校正的預(yù)變形，盡可能減少校正工序的工作量。在成批生產(chǎn)減少校正工序工作量，減少拉彎材料的工藝長(zhǎng)度的同時(shí)，安全生產(chǎn)是生產(chǎn)降本首要關(guān)注的問題。當(dāng)擠壓型材不穩(wěn)定時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)少量拉彎型材輪廓度偏差、扭擰度超差、垂直度超差等缺陷，而這些都可以后期校正補(bǔ)救。

〔編輯：白潔〕

Abstract： With the wide application of aluminum bending section， the problems exposed in the production are gradually increasing. In order to ensure the parts of qualified rate and the production of stability， reduce production costs， mainly expounds the aluminum pull bend forming process in the common problems and treatment methods. This has become a major problem to be solved in the process of mass production.

Key words： aluminum profile； stretch forming； bending die； bending parts