基于绕弯成形工艺的铝型材截面优化研究

高亚南，李彦波，曹大兴，刘凯凯，张宝成

(中国兵器工业集团凌云工业股份有限公司 研发中心，河北 涿州 072750)

管材、型材弯曲成形是一种重要的金属成形手段，车用电池壳边框通常是采用将直条形铝合金通过绕弯工艺进行弯曲成形，在绕弯过程中工件容易出现外弧面受拉截面收缩，内弧面受压截面扩张的缺陷，导致侧面存在宽度差，无法满足设计要求。以往的绕弯研究大多集中于对圆管及矩形管的研究，对于复杂空腔结构绕弯成形的研究较少[1-4]。在截面畸变机理及回弹的研究中发现，截面变形是型材受到切向拉应力和切向压应力的合力所致，一旦超过其允许的范围就发展为畸变，减小弯曲模及夹块与型材之间的间隙对回弹有很好的抑制作用[5-7]。在绕弯成形材料的研究中发现随着材料屈服强度的增加，截面畸变及曲率半径回弹增加，但垂直径向方向的截面畸变变化相对较小[8]。在工件几何特征对绕弯成形研究中发现，增加竖直壁型材外侧横向特征的对称性有助于减小成形翘曲变形，使成形中性层位于直壁处，能够较好地解决直壁型材翘曲变形的问题[9-10]。在针对摩擦系数、夹持压力和助推速度对绕弯成形的研究中发现，摩擦系数和夹持压力越大，回弹角和横截面高度变形越小，且压块压力存在敏感值，当压块压力小于敏感值时，助推速度对壁厚和褶皱没有明显的影响，当压块压力大于敏感值，助推速度大于参考值时，内侧出现了明显的褶皱[11-12]。……