理论教育 计算预拉力、补拉力和伸长率

计算预拉力、补拉力和伸长率

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:转台式拉弯机拉弯时,拉力计算与张臂式拉弯机相同。弯曲过程中侧压力与拉伸力的匹配影响因素较多,尚无可靠的计算方法,生产中通过试拉确定。拉弯伸长率的计算如下。用拉力控制拉弯过程,其可靠性、零件成形精度及一致性,均不如用伸长率控制拉弯过程。AC——补拉时在计算处的伸长率。一次拉弯:A≤8%~9%淬火后拉伸校正伸长率一般应小于材料极限伸长率的60%。亦可取自由段伸长率为2%~3%。

计算预拉力、补拉力和伸长率

预拉力可消除毛料的扭曲,防止型材腹板弯曲时起皱而影响顺利进模。预拉力可按下式计算

PAS·REL( 10-4)

式中REL——材料的下屈服强度,对铝合金REL取σ0.2;

S——型材截面积。

补拉的目的在于减少回弹,补拉力P可按下式计算

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式中Y——任意一层纤维到中性层的距离;

B——型材在Y处的宽度;

ρ——零件剖面中性层处的曲率半径,如图10-4所示。

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图10-4 零件剖面中性层处的曲率半径

考虑摩擦,型材自由段两端的总拉力PB为:

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式中μ——零件与模具的摩擦系数

α——零件的弯曲角(以弧度表示)。

在实际生产中,补拉力往往按经验公式估算:

P=(0.7~0.8)RM·S (10-7)

式中RM——抗拉强度

S——型材截面积。

二次拉弯法淬火后的拉校工序在于校正淬火变形,并使零件最终贴膜,拉校力PC按下式计算

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式中σ0.2——材料在新淬火状态下的屈服强度。

拉校力亦可按如下近似公式估算

PC=(0.7~0.8)S·RM (10-9)

式中RM——材料在新淬火状态下的抗拉强度。

转台式拉弯机拉弯时,拉力计算与张臂式拉弯机相同。弯曲过程中侧压力与拉伸力的匹配影响因素较多,尚无可靠的计算方法,生产中通过试拉确定。

试拉时,侧压力可按下式进行初步估算

PD=(0.7~0.8)S·RM (10-10)

采用侧压块时,PD可选上限值;采用侧压辊轮时,PD可选下限值。(www.daowen.com)

铝合金LY12及LC4材料的条件屈服强度σ0.2及抗拉强度RM见表10-5。

表10-5 LY12及LC4的σ0.2及RM

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计算出的拉力往往误差较大,在生产中由于机床、原材料截面尺寸及机械性能的变动、新淬火材料的机械性能随时间的不断强化,及工件的几何和工艺特征(如ρ/H)等的影响,实际拉力与计算值往往会有较大出入,故需在试拉过程中加以调整。

对某些变曲率而局部曲率半径很小的零件,预拉力PA应随弯曲到曲率半径小处而相应减小(甚至降到零),否则零件会在该处拉断。

合理的拉力应保证工件弯曲时不起皱;能顺利地进入拉弯模;零件成形精度高;回弹小;截面积尺寸不超差,以及材料的变形不超出临界变形,以免产生粗晶。

曲率半径ρ与弯曲角α的测量如下。

对等曲率半径的零件ρα可从设计图直接确定。对变曲率零件可用半径仪测量(见图10-5)。

1)将零件沿长度方向分成N段(每段取等弧长为LI≈100MM)

2)利用半径仪测得各段的挠度FI,并按下式求得各段的曲率半径ρI

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式中H——零件剖面中性层到外侧的高度。

取其中ρI最小值作为计算拉力的ρ值。

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图10-5 变曲率零件可用半径仪测量

3)零件的弯曲角度按下式计算

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式中αI——每段弧对应的弯曲角。

拉弯伸长率的计算如下。

用拉力控制拉弯过程,其可靠性、零件成形精度及一致性,均不如用伸长率控制拉弯过程。第一次拉弯零件外侧总伸长率为

AAAABAC (10-14)

式中AA——预拉伸量,一般铝件取0.2%~1%,不锈钢等易起皱的薄件,预拉伸量需加

大到2%~3%。AB——型材弯曲时外层纤维伸长率,978-7-111-43876-2-Chapter10-20.jpg,H为型材剖面中性层至型材最外侧高

度,ρ为中性层的曲率半径。

AC——补拉时在计算处的伸长率。

一次拉弯:A≤8%~9%

淬火后拉伸校正伸长率一般应小于材料极限伸长率的60%。亦可取自由段伸长率为2%~3%。

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