[发明专利]铝型材拉弯芯棒结构及设计方法

说明书

本发明公开了一种铝型材拉弯芯棒结构，包括可拆卸连接的第一橡胶壳体和第二橡胶壳体，第一橡胶壳体的中部设有第一腔体，第二橡胶壳体的中部设有第二腔体，第一腔体和第二腔体中设有弹簧，弹簧的两端均与限位板限位配合，两个限位板之间通过调节机构连接，调节机构用于调节两个限位板之间的距离。本发明还公开了上述铝型材拉弯芯棒结构的设计方法，包括根据最大弯曲应力得到弹簧的长度、直径、弹性系数以及弹簧的纵向许用伸缩量和横向许用伸缩量，根据铝型材的最大纵向伸缩量和纵向许用伸缩量得到弹簧纵向预压缩量，根据铝型材的最大横向伸缩量和横向许用伸缩量得到弹簧横向预压缩量。本发明提高了铝型材的拉弯质量，适用于不同尺寸的铝型材。

技术领域

本发明涉及材料拉弯成型技术领域，具体地指一种铝型材拉弯芯棒结构及设计方法。

背景技术

随着轻量化技术的不断深入，铝合金在车身和底盘上的应用越来越广泛，铝合金的成型工艺主要是压弯和拉弯，由于铝型材断面结构一般为异形结构，数控弯曲无法实现，一般采用拉弯工艺，在拉弯过程中，铝型材由于缺乏内部机械支撑出现凹陷等缺陷，为保证产品的品质，需在拉弯工艺后再进行二次内高压胀形，这就会大大增加产品开发成本和周期，因此，为降低开发成本和缩减周期，一般通过在铝型材内部增加一定的填充物来增强其内部支撑，通常将沙子、链条以及塑料作为填充物，但这些填充物只适用于小变形的拉弯，对于扭曲的大变形拉弯，这些填充物无法起到有效的支撑。所以，开发一种可变强度的芯棒对于提升铝型材拉弯质量极为有利。

发明内容

本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种铝型材拉弯芯棒结构及设计方法，该结构的强度可调，对不同截面尺寸和不同弯曲应力的铝型材弯曲提供不同的支撑力，提高了铝型材拉弯质量。

为实现上述目的，本发明提供一种铝型材拉弯芯棒结构，包括可拆卸连接的第一橡胶壳体和第二橡胶壳体，所述第一橡胶壳体的中部设有第一腔体，所述第二橡胶壳体的中部设有第二腔体，所述第一腔体和所述第二腔体中设有弹簧，所述弹簧的两端均与限位板限位配合，两个所述限位板之间通过调节机构连接，所述调节机构用于调节两个限位板之间的距离。

进一步地，所述弹簧每一圈的内圆上连接有互相垂直的第一横向柔性拉丝和第二横向柔性拉丝。

进一步地，所述第一横向柔性拉丝和所述第二横向柔性拉丝的两端均连接有调节螺杆，所述弹簧每一圈的内圆上均设有固定螺母，所述固定螺母与所述调节螺杆螺纹配合。

进一步地，所述弹簧为矩形弹簧，所述矩形弹簧的转角处为过渡圆弧段，所述横向柔性拉丝和所述纵向柔性拉丝与矩形弹簧的边长分别平行。

进一步地，所述调节机构包括柔性调节拉丝和调节螺母，所述柔性调节拉丝两端穿过限位板后与调节螺母螺纹配合。

进一步地，所述第一橡胶壳体的两端设有第一连接头，所述第一连接头上设有连接孔，所述第二橡胶壳体两端设有第二连接头、所述第二连接头通过连接螺栓与连接孔连接。

一种基于上述所述的铝型材拉弯芯棒结构的设计方法，包括：将铝型材弯曲段的伸缩量等效为弹簧的伸缩量，通过对铝型材进行弯曲仿真分析得到铝型材的最大纵向伸缩量、最大横向伸缩量和最大弯曲应力，根据最大弯曲应力得到弹簧的长度、直径、弹性系数以及弹簧的纵向许用伸缩量和横向许用伸缩量，根据铝型材的最大纵向伸缩量和纵向许用伸缩量得到弹簧纵向预压缩量，根据铝型材的最大横向伸缩量和横向许用伸缩量得到弹簧横向预压缩量。

进一步地，所述弹簧纵向预压缩量的确定方法还包括，铝型材的最大纵向伸缩量包括铝型材四个纵向平面中心线的最大纵向伸缩量，根据铝型材四个纵向平面中心线的最大纵向伸缩量和预设的弹簧纵向预压缩量得到弹簧最大纵向伸缩量，根据弹簧的最大纵向伸缩量的绝对值小于弹簧的纵向许用伸缩量的关系得到预设的弹簧纵向预压缩量。

进一步地，所述弹簧纵向预压缩量L_纵0通过如下公式得到