技术领域
[0001] 本发明属于金属复杂空心构件先进制造技术领域，特别涉及一种提高金属空心构件弯曲成形极限的方法。
相关背景技术
[0002] 小弯曲半径弯管构件(相对弯曲半径R/D≤2)作为一种关键的轻量化构件，已经在航空、航天、汽车、以及其他高技术工业中得到了广泛的应用。因此航空、航天、汽车等高技术工业的迅速发展迫切需要研究和发展制造小弯曲半径管件的先进塑性成形技术。
[0003] 目前，日本、德国等国家均已开发出了三轴及五轴、六轴自由弯曲成形设备。但是，三轴自由弯曲成形设备所能实现的最小弯曲半径为2.5-3倍的管材外径、五轴及六轴自由弯曲成形设备所能实现的最小弯曲半径为2-2.5倍的管材外径，均无法满足小弯曲半径构件的弯曲成形要求。该缺陷限制了自由弯曲成形设备在成形小弯曲半径构件时的应用。
具体实施方式
[0024] 以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0025] 实施例1
[0026] 第一步，确定目标为获得采用三维自由弯曲成形的外径为15mm的铝合金管的最小弯曲半径；
[0027] 第二步，选取内径为15mm的弯曲模，以及相应的导向机构和球面轴承，其中弯曲模在弯曲过程中为完全随动状态；
[0028] 第三步，选择长度为260mm，壁厚2.5mm，外径处于15-15.3mm范围内的铝合金管,该管材所能承受的最大弯矩为80000N·mm；
[0029] 第四步，设置偏心距U取值范围为7.5mm-9mm,弯曲模中心与导向机构前端之间距离为7.5mm-22.5mm；
[0030] 第五步，首先设置V的大小为7.5mm，启动管材弯曲成形过程，管材被连续从导向机构中送入弯曲模中。在这个过程中，调整U的数值从7.5mm缓慢增加到9mm，并且实时读取弯曲模受到的来自管材的反作用力PL和送料机构受到的来自管材的反作用力PU。实时计算V×PL+U×Pu的大小，并与管材所能承受的最大弯矩80000N·mm对比，当U＝8mm时，两者相等，此时固定弯曲模的偏心距为8mm不变，测量得到此时管材的弯曲半径为3D；
[0031] 第六步，将V的数值大小在7.5mm-22.5mm的取值范围内，以0.1mm的增幅逐渐增加，并且对于每一个V均重复步骤(2),得到对应每一个V时的弯曲半径大小；
[0032] 第七步，对比所有弯曲半径的大小，所得到的最小值为2D，即为该管材的最小弯曲半径为管材直径的2倍。
[0033] 实施例2
[0034] 第一步，确定目标为获得采用三维自由弯曲成形的外径为20mm的铜管的最小弯曲半径；
[0035] 第二步，选取内径为20mm的弯曲模，以及相应的导向机构以及球面轴承，其中弯曲模与导向机构不存在接触关系；
[0036] 第三步，选择长度为300mm，壁厚4mm，外径为20-20.3mm范围内的铝合金管，此管材所能承受的最大弯矩为150000N·mm；
[0037] 第四步，设置偏心距U取值范围为10-12mm,弯曲模中心与导向机构前端之间距离为20mm-30mm；
[0038] 第五步，首先设置V的大小为20mm，启动管材弯曲成形过程，管材被连续从导向机构中送入弯曲模中。在这个过程中，调整U的数值从10mm缓慢增加到12mm，并且实时读取弯曲模受到的来自管材的反作用力PL和送料机构受到的来自管材的反作用力PU。实时计算V×PL+U×Pu的大小，并与管材所能承受的最大弯矩150000N·mm对比，当U＝11mm时，两者相等，此时固定弯曲模的偏心距为11mm不变，测量得到此时管材的弯曲半径为2D；
[0039] 第六步，将V的数值大小在20mm-30mm的取值范围内，以0.1mm的增幅逐渐增加，并且对于每一个V均重复步骤(2),得到对应每一个V时的弯曲半径大小；
[0040] 第七步，对比所有弯曲半径的大小，所得到的最小值为1.7D，即为该管材的最小弯曲半径为管材直径的1.7倍。
[0041] 实施例3
[0042] 第一步，确定目标为获得采用三维自由弯曲成形的外径为10mm的不锈钢管的最小弯曲半径；
[0043] 第二步，选取内径为10mm的弯曲模，以及相应的导向机构、球面轴承，其中弯曲模与导向机构不存在接触关系；
[0044] 第三步，选择长度为250mm，壁厚2mm，外径为10-10.3mm范围内的不锈钢管,所能承受的最大弯矩为200000N·mm；
[0045] 第四步，设置偏心距U取值范围为5-6mm,弯曲模中心与导向机构前端之间距离为10mm-15mm；
[0046] 第五步，首先设置V的大小为10mm，启动管材弯曲成形过程，管材被连续从导向机构中送入弯曲模中。在这个过程中，调整U的数值从5mm缓慢增加到6mm，并且实时读取弯曲模受到的来自管材的反作用力PL和送料机构受到的来自管材的反作用力PU。实时计算V×PL+U×Pu的大小，并与管材所能承受的最大弯矩200000N·mm对比，当U＝6mm时，两者相等，此时固定弯曲模的偏心距为6mm不变，测量得到此时管材的弯曲半径为1.9D；
[0047] 第六步，将V的数值大小在10mm-15mm的取值范围内，以0.1mm的增幅逐渐增加，并且对于每一个V均重复步骤(2),得到对应每一个V时的弯曲半径大小；
[0048] 第七步，对比所有弯曲半径的大小，所得到的最小值为1.9D，即为该管材的最小弯曲半径为管材直径的1.9倍。
[0049] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
