飞机钣金成形工艺课程型材拉弯实验指导书

1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、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，在生产名称数量规格备注拉弯机一台LWJ8--4拉弯模具一副实验材料12根LF6卡尺一把150MM，精度0.02万能量角器一个0~270度卷尺一个2000mm高度尺一把300mm，精度0.05深度千分尺一个精度0.01mm2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P4.初始贴靠（毛料与拉弯模胎刚刚接触）5.施加侧向压力Q6.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3五、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=0.8A0σb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αP。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αF。17.计算弯曲回弹角；测量、计算弯曲半径回弹率δ。Δα=αP—αFRh—Rδ＝，其中R为模具半径，Rh回弹后拉弯件弦板内层半径。R18.记录每个试件的P、Q、αP、αF、δ值，完成实验报告。六、测量方法1．回弹角的测定Δα=αP—αF4模具试件侧压轮PQRbs图1测量αp利用万能量角器测量回弹前的弯曲角αP、回弹后的弯曲角αF，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：222abRa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。RRabbo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。αP5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）试件编号外弦板高度H(mm)外弦板宽度HB(mm）外弦板宽度HB(mm)弦板内圆半径腹板宽度B(mm)弦板外圆半径弦板厚度tx(mm)腹板外圆角半径腹板厚度tf(mm)腹板内圆角半径型材截面积A0(mm2)原始长度L0(mm)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61.2.型材试件的机械性能参数机械性能材料牌号弹性模量E屈服强度σS抗拉强度σb屈服应变εS颈缩应变εjN/mm2N/mm2N/mm2%%LF61.3.拉弯实验工艺参数与结果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。序号零件编号P(N)Q(N)αPαFΔαR0(mm)R(mm)δ(%)72.2.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。82)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《板金成形工艺》西北工业大学出版社2．胡世光《板料冷压成形原理》国防工业出版社