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管材的变形程度,取决于相对弯曲半径R/D和相对厚度t/D数值的大小、R/D和t/D值越小,表示变形程度越大。为保证管件成形质量,必须控制变形程度在许可范围内,管材弯曲成形极限不仅取决于材料的力学性能和弯曲方法,而且还考虑管件的使用要求。管件的成形极限应包含以下几个内容:
(1)中性层外侧拉伸变形区内大的伸长变形不超过材料塑性允许值而产生破裂;
(2)中性层内侧压缩变形区内,受切向压应力作用的薄壁结构部分不致超过失稳而起皱;
(3)如果管件有椭圆度的要求时,控制其断面产生畸变;
(4)如果管件有承受内压力的强度要求时,控制其壁厚减薄的成形极限。
工艺参数
选择合适的加工参数是拉弯成形工艺的关键。除模具等变化相对较小的因素外,影响拉弯成形质量的工艺参数包括拉弯过程中的拉伸力、变形量等等。 生产中限制拉弯加工的因素主要有以下两点:一是拉弯断裂,一是截面尺寸变形量过大。确定拉弯工艺参数首先要考虑的就是这两个方面。此外,尽量减小弹性恢复量也是选择拉弯工艺参数的重要依据之一。在收边拉弯加工中,加工参数选择不当会在腹板上产生失稳起皱的现象,这也是需要考虑的重要因素。 挤压型材被认为是一种特殊的钣金材料,材料本身有一个方向尺寸远小于另外两个方向的尺寸,因而在成形过程中通常可被看作是在平面应力状态下完成的。但型材拉弯与板材成形大的不同在于,板材通常可以认为是各向同性的,而挤压型材的各向异性特征则更为明显。
拉弯就是把金属板材、管材和型材弯曲成一定曲率、形状和尺寸的工件的冲压成形工艺。 拉弯成形广泛应用于制造高压容器、锅炉汽包、锅炉炉管、船体的钢板及骨肋、各种器皿、仪器仪表构件以及箱柜镶条等。
材料拉弯时,其变形区内各部分的应力状态有所不同。横断面中间不变形的部分称为中性层。中性层以外的金属受拉应力作用,产生伸长变形。中性层以内的金属受压应力作用,产生压缩变形。由于中性层两侧金属的应力和应变方向相反,当载荷卸去后,中性层两侧金属的弹性变形回复方向相反,引起不同程度的弹复。虽然拉弯变形仅限于材料的局部区域,但弹复作用却会影响弯曲件的精度。弹复的影响因素很多,而这些因素难以控制,由弹复引起的拉弯件精度问题,一直是拉弯成形生产的关键。
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