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以往生產(chǎn)軍品零件拉彎成型中都為鋁合金擠壓型材單一曲率半徑的拉彎，而不銹鋼薄板折彎件多曲率半徑零件的拉彎成型成為一個(gè)全新的課題。傳統(tǒng)的拉彎成型技術(shù)是擠壓型材拉彎成型。由于擠壓型材截面一致性比較好，材料內(nèi)部應(yīng)力比較穩(wěn)定，在拉彎成型過(guò)程中，應(yīng)力釋放比較均勻、成型的零件穩(wěn)定性比較好、回彈量較小、型材截面不易產(chǎn)生變形，并且拉彎工藝比較簡(jiǎn)單。而對(duì)于板材折彎件，特別是不銹鋼薄板，零件上有多種曲率相交半徑，非對(duì)稱截面的零件拉彎成型，受到折彎精度的限制，在拉彎成型過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)，發(fā)生起皺、扭曲、截面形狀變形等諸多問(wèn)題，使得拉彎成型過(guò)程不易控制，成型工藝要復(fù)雜的多。

車頂彎梁車頂彎梁是不銹鋼車體車頂鋼結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵件，由多項(xiàng)截面和厚度不同的板材折彎件拉彎成R6000與R350曲率半徑相交的零件。車頂彎梁材料為SUS301L-ST，零件長(zhǎng)度超過(guò)2500mm，輪廓形狀精度要求非常高，形面樣板在2500mm長(zhǎng)度內(nèi)誤差要求小于0.5mm，而且不允許有起皺、扭曲等缺陷出現(xiàn)。工藝分析表明，此類拉彎件多為非對(duì)稱開(kāi)口截面，截面高度較大，薄壁（最小1mm），且輪廓形狀曲率半徑中間為R6000，兩端R350，這種零件在拉彎成型過(guò)程中很容易在小彎曲半徑R350處下底面出現(xiàn)起皺現(xiàn)象，同時(shí)，如果模具設(shè)計(jì)不夠準(zhǔn)確，軸向拉力、彎角等拉彎工藝參數(shù)控制不好，就會(huì)產(chǎn)生扭曲變形，而且會(huì)出現(xiàn)很大的回彈量，不僅很難滿足輪廓形狀精度要求，而且可能會(huì)造成過(guò)大的截面畸變量。

模具設(shè)計(jì)及成型工藝由于模具設(shè)計(jì)及成型工藝不完善、拉彎參數(shù)不準(zhǔn)確等方面的原因，造成零件的成型質(zhì)量很差，輪廓形狀精度誤差大于5mm，R6000與R350交接處過(guò)渡不圓滑，且在R350處由于曲率半徑過(guò)小出現(xiàn)了嚴(yán)重的起皺現(xiàn)象，同時(shí)零件扭曲嚴(yán)重，截面畸變很大。生產(chǎn)出的零件由于精度嚴(yán)重超差，達(dá)不到設(shè)計(jì)精度要求，不能用于車體的裝配。

找出問(wèn)題

（1）板材折彎件的精度不夠，與模具的貼合度或緊或松，導(dǎo)致拉彎件回彈量不一致，影響了輪廓形狀精度。（2）夾鉗設(shè)計(jì)不合理使得零件在拉彎過(guò)程中受力不均勻，導(dǎo)致拉彎件失穩(wěn)，產(chǎn)生扭曲變形。（3）R6000與R350交接處，拉力不均，導(dǎo)致過(guò)渡區(qū)內(nèi)難于圓滑過(guò)渡。（4）在R350處受到的拉應(yīng)力的作用低于受壓應(yīng)力的作用，引發(fā)了材料失穩(wěn)，產(chǎn)生起皺現(xiàn)象。

解決問(wèn)題

上述原因找到后，即對(duì)原有的工藝方案進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)工藝控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。具體方案如下：（1）模具設(shè)計(jì)為分段可調(diào)節(jié)。由于零件曲率半徑不同，在拉彎成型過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同的回彈量，因此，可以將模具分為3段，中間段為大R，兩端為小r，便于模具的修整。（2）調(diào)整零件夾鉗方式。不同截面零件使用不同的夾鉗方式，使零件在拉彎成型過(guò)程中受力均勻，減小扭曲變形。（3）控制板材折彎件的折彎精度。采用數(shù)控激光下料，數(shù)控折彎成型，控制截面精度在±0.2mm以內(nèi)，保證折彎件的一致性。（4）控制拉彎參數(shù)。在不同曲率半徑的零件的拉彎成型過(guò)程中，對(duì)于拉力和伸長(zhǎng)量的控制尤為重要，因此，在拉彎成型過(guò)程中，對(duì)大R和小r采用了不同拉力特別是在r350處在拉彎成型過(guò)程中采用了多次“拉-彎-補(bǔ)拉”的過(guò)程，提高拉應(yīng)力作用、降低受壓應(yīng)力的作用，防止零件起皺的發(fā)生。

工程驗(yàn)證

新方案實(shí)施后，由于對(duì)零件拉彎成型的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行了合理有效地控制，拉彎成型的零件輪廓形狀誤差小于0.5mm、無(wú)發(fā)生起皺現(xiàn)象、截面變形量很小，完全滿足了設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了零件的高精度成型。對(duì)不銹鋼折彎型材不同曲率半徑、非對(duì)稱截面零件的拉彎成型，以及在拉彎過(guò)程中，由于材料本身難變形，回彈量大，而且型材長(zhǎng)、大、壁薄、剛度小、易失穩(wěn)等所產(chǎn)生的問(wèn)題，提供了有效的工藝解決辦法。（1）填補(bǔ)了本公司在不銹鋼型材、不同曲率相交半徑方面拉彎成型技術(shù)的空白。（2）此項(xiàng)工藝技術(shù)的完成，對(duì)軍品各型號(hào)生產(chǎn)任務(wù)在拉彎成型技術(shù)方面、多曲率半徑型材拉彎上有很好的借鑒作用。如型號(hào)產(chǎn)品零件板材框的原加工工藝是滾彎成型，成型后需要校形，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，年產(chǎn)在1000多根；在采用了拉彎加工工藝后，減少了成型后的校形工作量，即達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)要求，又節(jié)省了加工時(shí)間的成本。目前，該產(chǎn)品月產(chǎn)達(dá)到500多根，滿足了高密度發(fā)射的需要。

結(jié)束語(yǔ)

從2007年至今，北京地鐵裝備有限公司用此項(xiàng)拉彎成型工藝方法生產(chǎn)在了北京地鐵2號(hào)線、房山線、9號(hào)線、15號(hào)線運(yùn)行的3種車型294輛不銹鋼車車頂彎梁、端角柱、端扣角鐵等零件萬(wàn)余件。更加新型的北京地鐵6號(hào)線不銹鋼車車頂彎梁拉彎成型工藝試驗(yàn)也已經(jīng)完成，進(jìn)入了批量生產(chǎn)階段。隨著今后幾年內(nèi)多條北京地鐵線路的建成，以及原有舊車逐漸被淘汰，將有大量的新車投入生產(chǎn)。而不銹鋼車車頂彎梁拉彎成型工藝將運(yùn)用到今后大量的新車生產(chǎn)中去，為任務(wù)的完成作出很大貢獻(xiàn)。另外，此項(xiàng)工藝技術(shù)在民用產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上，如在許多需要拉彎成型型材、板材產(chǎn)品的加工方面，有著非常廣泛的前景。

作者：王景苑沈嵐鄭純平李躍生單位：首都航天機(jī)械公司