鋁型材拉彎成型過程中常見問題及處理

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：TG306 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：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面固定不動，支臂拉伸型材繞拉彎模轉(zhuǎn)動，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程中存在許多問題，而這些問題會嚴(yán)重影響產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率，同時，生產(chǎn)成本對企業(yè)的正常運營生產(chǎn)也會造成極大的影響。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)過拉彎，變化后的型材外形輪廓與外形樣板或檢驗?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

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

1.5 型材工藝長度

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

1.6 安全生產(chǎn)

安全問題是工業(yè)生產(chǎn)過程中最受關(guān)注的重要問題。在型材拉彎時，可能會因為偶然因素而突然斷裂，向外彈開，造成設(shè)備損壞和人員的傷亡，進(jìn)而對企業(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)理論分析計算得出回彈量，通過拉伸試驗得出修正近似值修正模具，盡可能使零件拉伸過后型材外形輪廓與外形樣板或檢驗?zāi)Ｌノ呛??？紤]到型材的不穩(wěn)定因素，根據(jù)后期校正的需要，可以拉過一點。由于彎曲曲率半徑變化過大會造成一定的偏差，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)計過程中，要考慮型材截面積的形式和各部分的厚度。針對型材截面積的不對稱，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為拉伸力大，放邊應(yīng)力不能滿足造成的。型材收邊不到位就會引起收縮起皺，俗稱有木耳邊。這可以通過改善型材截面積或調(diào)整拉力來解決。

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改善這個問題，即在拉彎模具前增加垂直推頂氣缸，同時，在拉彎后，保壓一段時間會更好。另外，擠壓型材不穩(wěn)定造成的微量變形需要通過后期校正來完成。

2.4 垂直度超差處理

拉彎后，垂直度超差也是截面積不對稱、型材收邊與放邊應(yīng)力不平衡造成的。針對這種情況，可以通過調(diào)整拉彎模具的曲率變化來改善。根據(jù)后期校正的需要，可以拉過一點，而擠壓型材不穩(wěn)定造成的微量變形需要通過后期校正來完成。

2.5 型材工藝長度的確定

拉彎型材的毛坯長度是由零件長度、模具曲率延伸部分（零件長度、延伸部分、模具端部圓角合稱模具有效長度）、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。除了零件長度外，其統(tǒng)稱工藝長度。大批量生產(chǎn)工藝長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度，必要時，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)過程中首要關(guān)注的因素。因此，在生產(chǎn)過程中，要在型材操作臺前增加防護(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，在型材拉伸過程中，嚴(yán)禁操作人員站在設(shè)備前端。

3 結(jié)束語

綜上所述，需要拉彎的型材在設(shè)計型材截面積時要計算各截面部分的延伸力。在設(shè)計拉彎模具時，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度的同時，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，就會出現(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