中导轨拉弯成形截面畸变控制及模具设计

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1、锻压技术!""#年第$期中导轨拉弯成形截面畸变控制及模具设计燕山大学（"%%""&）钱志平!吕玫高才良摘要拉弯成形面包车中导轨时，在型材截面开口处采用填充支撑材料及侧向压紧技术，可有效防止截面畸变。通过回弹分析，给出了此类制品成形模具半径可行的计算方法。关键词拉伸弯曲型材截面畸变模具!"#$%&’(%)$&*$%&’#&’$*&+,’((%"(")%-’&’)$*"$#./"’(%’-)"#$%&’)’()*+(),)-./0*-120%,’1.%2%’-345"%6,&7,%+%,’-8/)$*,#$3-44-)56(1/

2、0-(4-)78/)-)5()94(1/0(4:4-88-)5(0/1(;/17*74./1+/807<4/67=*/:1-7)9-*1701-7)7)*10/:1+?=/(*-<4/6/1+797=1+/70/1-:(4:(4:@4(1-7)-*5-./)179/1/06-)/8(0(6/1/0*7=*80-)5<(:;>A+/6/1+79-*(4*7@*/9179/B*-5)9-/**@-1(<4/=70*-6-4(0128/>9":;&*()C10/1:+

3、/:1-7)9-*1701-7)D-/和弯矩的作用下，截面上"处将向模具方向倾倒，一、引言造成截面畸变，从而无法保证断面尺寸精度。各种面包汽车上均有支撑中车门滑动的中导轨零件，该产品的尺寸精度直接影响到车门开闭是否顺畅。成形此类型材制品较为先进的方法是采用拉图!伸弯曲法。拉弯法可改变型材截面内的应力分布情>=解决方法况，使之趋于均匀一致，从而减少回弹、提高截面为防止截面畸变，在截面空腔内填充特殊性能的尺寸精度和制品的一致性。本文分析了拉弯成形此支撑材料。因中导轨相对弯曲半径较小，!#$F类型材制品时截面畸变的原因，提出了可行

4、的解决$>EG&。在拉伸应力和弯曲应力的共同作用下，"边很方法，并对成形模具半径的确定提供了可靠的算法。容易发生失稳开裂。所以需同时对"边加侧向压紧按此设计模具，可保证拉弯成形后产品的尺寸精度。力，见图$，压紧力由油缸提供。侧压力的施加，改善了"处应力状态，避免了该处的失稳和开裂。二、拉弯时截面畸变的控制<=畸变原因中导轨产品件如图#所示，型材属非对称截面且有空腔，其中弯曲半径!和截面随汽车型号不同有所不同。拉弯时!处型材受力如图!。在拉伸力图$三、成形模具半径!%的确定图#采用拉弯法成形工件，显著降低了卸载后工件的回弹量，

5、但仍有部分回弹，这是设计成形模具半!男，$E岁，讲师收稿日期：!""#B"!B##径!的关键问题。以往是靠多次修模试验的方法%#$来满足制件尺寸要求。而关于型材小半径拉弯成形化简式（*），得：模具半径的确定，工件回弹量的计算等问题，目前**+#(!()")1(2（+）尚无理想的解决办法。采用弹塑性力学的卸载理论，&!!可有效确定拉弯成形模半径尺寸。式中1，2———型材截面尺寸系数设加载时和回弹后工件中性层弯曲半径分别为!｛.［-""［（-""］1#!!$（-!$0）(."!$0）$（-!$"0）"!!，!"，则回弹量［（-"

6、"］$.［-""］$.#"(0）$-"$#$（-#$0）!!!"#$（!）$"［0-"(（-$0）"$（-(0）"$（-$"0）"］｝!!!""#"!拉弯时为使截面内应力尽量均匀一致，最小必（!,）须拉伸应变量应为［!］：!###2#｛.［!-!$（-!$0）］(.［"（-!$0）#""%!!#（"）$（-$"0）#］(.［（-(0）#$-#］(.［-#$（-$0）#］&!#""$######］｝则距离中性层’处的切向总应变：("［0-"(（-#$0）$（-"(0）(（-!$"0）’"")’（!!）!’#!!(#(（#）!!

7、&!!将式（+）代入式（(），整理得：在塑性范围内，应力应变关系为：（&,$*2）!!#!"（!"）*")*（$）(!()")1!"(&,"#")((!$)&&因为式（#）代入式（$）得：!!#!+(-#!"#!(-#（!#）")’"’#")((&(!)*（%）式（!#）代入式（!"），得模具半径!式中")———工件材料屈服应力!（&,$*2）（!(-#）（!$）+#$-#*&———工件材料弹性模量(!()")1（!(-#）(&,&*———工件材料应变刚模量，近似取为常数等效截面和截面应力见图$。四、应用国产某型号面包车中导

8、轨，其材料为!-.!*/0+10，截面数据为：!2’*3#44，02!3,44，.!2%%3,44，."2#!3!44，.#2+3+44，.$2""3"44，-!2’3!44，-"2(3!44，-#2!"3(44。有关材料性能数据见文献［"］，按公式计算得，模具半径!+2’’3$(44，实