飞机钣金成形工艺课程型材拉弯试验指导书

学生班级：学号：姓名： 课 代 表： 实验日期：实验地点：成绩： 指导教师： 小组长： 组员及分工： 实验三：型材拉弯 一、一、实验目的实验目的 使学生了解拉弯机的工作原理、结构和拉弯过程，掌握拉弯成形回弹及 材料应变的测量方法，从而理解和掌握拉弯工艺的特点。 二、实验设备和器材二、实验设备和器材 名称数量规格备注 LWJ8--4拉弯机一台 拉弯模具一副 LF6 实验材料12 根 卡尺一把150MM，精度 0.02 万能量角器一个0~270 度 2000mm卷尺一个 高度尺一把300mm，精度 0.05 深度千分尺一个精度 0.01mm 三、拉弯原理综述三、拉弯原理综述 （一）拉弯工艺的主要特点  能成形尺寸大、相对弯曲半径大、变曲率的型材弯曲件  成形精度高  能成形材料屈强比大的型材弯曲件  柔性制造，能成形形状复杂的型材弯曲件 飞机的框肋缘条、长桁等零件均是由型材加工而成的型材弯曲件。此类 零件为纵向尺寸大、相对弯曲半径大和形状准确度要求高的受力件，在生产 1 中普遍采用拉弯成形方法制造。 （二）拉弯工艺过程 拉弯工艺过程主要包括： 1.安装拉弯模胎 2.夹持毛料（根据型材断面形状选装夹头） 3.施加纵向预拉力 P 4.初始贴靠（毛料与拉弯模胎刚刚接触） 5.施加侧向压力 Q 6.施加弯矩 M（转台转动，毛料受力并逐步向拉弯模胎贴靠） 7.卸除载荷 8.松开毛料两端并取出弯曲件 9.模胎和夹头复位 （四）拉弯过程中可能引发的零件质量问题 经过拉弯成形的型材弯曲件，因工艺问题引发的零件质量问题表现为：  腹板起皱  内弦板凸凹交替  外弦板部分变薄超差  外弦板破裂  回弹大  回弹量不稳定  断面畸变  整体翘曲 （五）解决回弹问题的工艺措施 拉弯成形技术是在安全成形条件下， 为提高型材弯曲件形状和尺寸精度所 采用的工艺措施。回弹是影响型材弯曲件形状和尺寸精度的主要问题。目前， 解决回弹问题的工艺措施包括： 修改拉弯模胎的形状和尺寸 改变拉弯的工艺类型 改变预拉力 改变补拉力 改变侧压力 修改拉弯模胎的形状和尺寸的优点是可以完全补偿回弹，缺点是必须通过 试验进行，显得费时费力，是不得已而为之的措施。 四、实验方法四、实验方法 2 五、实验过程五、实验过程 1. 确定试件材料的机械性能参数：E、σs、σb、εs、εb等。 2.估算预拉力P的取值范围，Pmin＝A0σs ，Pmax= 0.8 A0σb 其中 A0为型材横断面原始面积 。 3 . 安装拉弯模具于转台的适当位置， 模具高度应处于夹头铅垂方向的可调范 围内，确保模具间隙为型材壁厚的1.1～1.2倍。 4. 操作夹头处于初始位置（以能夹持型材为宜） ，并使夹头心块处于回收状 态。 5. 将试件的一端置入转台夹头并夹紧。 6. 操作拉伸缸和拉伸夹头，并将试件的另一端夹持于拉伸夹头内。 7. 升降二夹头以调整试件高度（用高度尺检测，使试件可进入模具为宜） 。 8. 对毛坯和模具、侧压滚轮的接触面加适当润滑剂。 9. 施加预拉力P。 10. 操作转台正转（逆时针方向） ，让试件刚刚贴模即可。 11. 操作侧压装置， 使侧压滚轮贴靠在试件与模具的切点处， 并施加侧压力Q。 12. 操作转台正转到适当转角约90度，使试件拉弯成形。 13. 在卸除侧压力Q，同时保持预拉力P的状态下测量零件的弯曲角α αP P。 14. 卸除预拉力P，松开转台夹头和拉伸夹头，并从模具上取下零件。 15. 操作拉伸缸退回至初始位置、转台反转（顺时针方向）回至初始位置。 16. 测量零件卸载后的弯曲角α αF F。 17. 计算弯曲回弹角；测量、计算弯曲半径回弹率δ。 Δα = α αP P— α αF F Rh—R δ＝， 其中 R为模具半径， Rh回弹后拉弯件弦板内层半径。 R 18.记录每个试件的P、Q、α αP P 、、α αF F、、δ值，完成实验报告。 六、测量方法六、测量方法 1．回弹角的测定 Δα = α αP P— α αF F 3 模具模具 P P 试件试件   R R Q Q 侧压轮侧压轮 α αP Pbs  图 1测量ααp p 利用万能量角器测量回弹前的弯曲角 α αP P、 、 回弹后的弯曲角 α αF F， 如图 1 所示。 2．回弹半径的测定 采用三点测量方法。 如图 2 所示， 根据勾股定理可求得圆弧的半径为： a2b2 R  2a 利用游标卡尺量出深度千分尺的 b，再利用深度千分尺测量出弦板内层 的 a，就可以算出弦板内层的 R 值了。测量时必须精细，注意保持三点在与 模具接触区域以内。每根试件至少测量三次，取平均值。 a b b R R o 图 2三点测量半径原理 3.网格的印制和测量 清洁型材弯曲部外表面，采用网格印模，将红色印泥油印在试件表面， 待风干后，放钢尺标，用相机拍照。试验完后，再拍照，两次对比相同的网 格，得出变形量。 4 拉弯实验结果拉弯实验结果 1. 请填写如下三表： 1.1. 零件原始尺寸表（参数意义如图 3 所示） 试件编号 外弦板高外 弦 板 宽 度 H(mm) 外弦板宽 度 HB(mm) 腹板宽度 B(mm) 弦板厚度 t x(mm) 腹板厚度 t f(mm) 型材截面 2 积 A 0(mm ) 原始长度 L 0(mm) 度 HB(mm） 弦 板 内 圆 半径 弦 板 外 圆 半径 腹 板 外 圆 角半径 腹 板 内 圆 角半径 其余图形符号说明： Lu— 用来制作单拉试件的截取长度L — 试验的工作长度试件 Lm—试件主拉缸夹头夹持长度Ls— 试件补拉缸夹头夹持长度 — 弦腹板夹角 图 3型材材试件外形尺寸图 5 1.2. 型材试件的机械性能参数 弹性模量屈服强度 机械性能E σ S 材料牌号 N/mm2N/mm2 LF6 1.3. 拉弯实验工艺参数与结果 序号零件编号 抗拉强度屈服应 变σ b ε S %N/mm2 颈缩应 变 εj % P(N)Q(N)αPαFΔαR0(mm)R(mm)δ (%) 2.描绘实验应变规律 2.1. 用网格图描绘实验点最大主应变为 Y 轴和最小主应变为 X 轴。观察 趋势，绘制近似实验曲线。 6 2.2. 在网格图中绘制沿截面高度应变变化情况。观察趋势，绘制近似实验 曲线。 2.3 绘制沿截面高度半径变化情况，并找出曲率半径与高度的关系。 3. 回答下列思考题 1) 本实验中的拉弯机由哪几部分组成？试叙述拉弯工作过程。 7 2) 转台拉弯机对型材拉弯有那些优点？ 3) 为什么拉弯成形零件精度高？ 参考书目 1． 翟平 2．胡世光 西北工业大学出版社 国防工业出版社 8 《板金成形工艺》 《板料冷压成形原理》