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型材滚弯成形缺陷补偿方法

 

目前市场上的各种小截面型材滚弯机不能加工大尺寸型材,并且加工后的型材腹板失稳、起皱变形、由于滚轮与型材之间的摩擦产生过热,同时由于型材的力学与材料性能,加工完毕后,还会出现回弹量和直线段的问题。型材滚弯机的进步就在于解决上述欠缺,即消除腹板失稳、起皱变形的问题,并且通过精确计算减小回弹量的变化范围,使最后得到的曲率半径精准,而且还要严格控制两端直线段的问题。
1.半径回弹问题的解决
弯曲成型时塑性变形的一种方式,卸载时外层纤维因弹性恢复缩短,内层纤维因弹性恢复伸长,结果使弯曲件曲率和角度发生显著变化,这种现象称为弹性回弹。型材变形过程均要经过弹性变形再到塑性变形,回弹是材料变形时表现出来的一种力学特性,因而无法消除,只能尽量控制回弹量。
根据经验总结,型材越厚,会谈半径越小;屈服应力越高,应变刚模量越大,滚弯回弹越大;自由弯曲回弹量大,校正弯曲回弹量小;形状复杂、相互牵扯多的回弹量小;冷作硬化(钢材在常温或再结晶温度以下的加工产生强烈的塑性变形,使晶格扭曲、畸变,晶粒产生剪切、滑移,晶粒被拉长,这些都会使表面层金属的硬度增加,减少表面层金属变形的塑性,称为冷作硬化。)后回弹量大;型材的外形尺寸大,截面形状复杂,外形精度要求高的,成型后回弹半径大。
现代制造业要求在设计阶段就能解决生产问题的生命周期内出现的所有问题,所以以前传统意义上的根据经验和反复试验控制回弹量的问题已经不能为滚弯工艺所用了,目前为止控制回弹的办法有:建立神经网络预测模型;编制数控程序控制回弹半径;有限元分析(FEM)——动静态联合算法;模具补偿法和过弯曲法。而数值模拟分析也是以后回弹量研究的重要方向。
2.扭转变形问题的解决
在滚弯过程中,由于滚轮和型材之间的摩擦力不等,所以使得型材产生扭转变形,一旦产生扭转变形,就会使真个型材变形,精度不够,不能满足使用要求。扭转变形的解决方法即固定住型材,给腹板和缘板的两侧加上足够的约束,使其自由度为零,杜绝其在径向上产生丝毫的变形,因为微笑的扭转变形都对整个型材的精度产生很大的影响,误差经过整个型材的传递,累计误差会增大很多倍。目前最有效的办法就是增大滚轮的直径和滚轮的对数。

 


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