铝合金挤压型材弯曲成形制造技术研究

铝合金挤压型材弯曲成形制造技术研究

徐磊

单位名称：哈尔滨东轻特种材料有限责任公司

单位省市：黑龙江省哈尔滨市平房区

单位邮编：150060

摘要：铝合金挤压型材在现代工业生产中广泛应用，具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑和电子等领域。然而，铝合金挤压型材通常需要进行弯曲成形以满足不同应用需求，如构件的曲线形状和角度。因此，铝合金挤压型材的弯曲成形制造技术的研究具有重要的理论和实践意义。

关键词：铝合金；挤压型材；弯曲成形；制造技术

1. 研究铝合金挤压型材弯曲成形制造技术的意义

首先，铝合金挤压型材的弯曲成形技术可以提高产品设计的自由度。通过弯曲成形，可以实现更加复杂和多样化的形状要求，满足不同领域对铝合金构件的特殊设计需求。例如，在航空航天领域，飞机机翼和蒙皮等复杂曲面结构的制造需要精确的弯曲成形技术。

其次，铝合金挤压型材的弯曲成形技术可以提高产品的性能和质量。通过控制弯曲成形过程中的变形行为，可以优化铝合金材料的力学性能，如强度、刚度和耐疲劳性能。此外，弯曲成形还可以减少材料的应力集中和变形不均匀等问题，提高产品的质量和可靠性。

此外，铝合金挤压型材的弯曲成形技术还可以实现生产效率和成本的优化。相比于传统的切割和焊接工艺，弯曲成形可以减少工艺步骤和材料浪费，提高生产效率。同时，弯曲成形还可以降低生产成本，减少人力和设备投入，提高生产的经济效益。

最后，铝合金挤压型材的弯曲成形技术的研究对于推动铝合金材料在可持续发展领域的应用具有重要意义。铝合金具有良好的可回收性和可再利用性，可以有效降低对有限资源的依赖和环境的影响。通过研究铝合金挤压型材的弯曲成形技术，可以进一步提高其加工效率和性能，促进铝合金材料的可持续利用和循环经济发展。

2. 铝合金挤压型材的特点和应用

2.1特点

（1）重量轻：铝合金挤压型材相比于传统的钢材具有更轻的重量。铝的密度只有钢的三分之一左右，因此使用铝合金挤压型材可以显著减轻产品的重量，降低整体负荷和能耗。

（2）强度高：尽管铝合金的密度较低，但其强度却相对较高。通过合理的合金设计和热处理工艺，铝合金挤压型材可以获得较高的强度和刚度，满足各种结构和工程要求。

（3）耐腐蚀：铝合金挤压型材具有良好的耐腐蚀性能，能够在恶劣的环境条件下长期稳定运行。这使得铝合金挤压型材在海洋、化工、建筑等领域中得到广泛应用。

（4）可塑性好：铝合金挤压型材具有良好的可塑性，可以通过挤压工艺制造出各种复杂的截面形状，满足不同产品的设计需求。这种可塑性使得铝合金挤压型材在汽车、航空航天、电子等领域中得到广泛应用。

（5）可加工性好：铝合金挤压型材具有良好的可加工性，可以进行切割、焊接、冲压等工艺加工。这使得铝合金挤压型材在制造过程中更加灵活和便捷。

2.2应用

（1）汽车工业：铝合金挤压型材被广泛应用于汽车制造中，用于制造车身结构、车门、底盘和发动机零部件等。其轻量化和高强度的特点可以提高汽车的燃油经济性和行驶性能。

（2）航空航天工业：铝合金挤压型材在航空航天领域中被广泛应用于制造飞机机翼、蒙皮、支撑结构等关键部件。其轻质高强的特性可以减轻飞机重量，提高飞行效率和载荷能力。

（3）建筑工业：铝合金挤压型材在建筑领域中被广泛应用于制造窗框、门框、幕墙和结构支撑等。其耐腐蚀性能和可塑性使得铝合金挤压型材成为现代建筑中常见的材料选择。

（4）电子工业：铝合金挤压型材被广泛应用于电子产品中，如电脑散热器、手机外壳和LED灯具等。其优良的导热性能和可塑性使得铝合金挤压型材成为高效散热和精美外观的理想选择。

3. 铝合金挤压型材弯曲成形制造技术

在铝合金挤压型材的弯曲成形过程中，常见的制造技术包括以下几种：

3.1单点弯曲

单点弯曲是最简单和常见的弯曲成形技术。它使用单个弯曲模具将铝合金挤压型材放置在固定点上，并施加力来使其产生所需的弯曲形状。在进行单点弯曲之前，需要准备好弯曲机和相应的弯曲模具。弯曲模具通常由两个部分组成：上模和下模。上模是固定的，而下模是可移动的。确保模具的表面光滑，以避免对铝合金挤压型材造成划伤或损伤。单点弯曲适用于简单的弯曲形状和较小的曲率半径要求。

3.2多点弯曲

多点弯曲技术使用多个弯曲模具来同时施加力，使铝合金挤压型材在多个点上产生弯曲。多点弯曲通常使用具有多个弯曲点的模具，每个弯曲点都有一个相应的移动模具。确保模具的表面光滑，以避免对铝合金挤压型材造成划伤或损伤。相比于单点弯曲，多点弯曲可以实现更复杂的曲线形状和较小的曲率半径。通过调整不同点的力和位置，可以控制铝合金挤压型材的弯曲角度和曲率。

3.3辊弯曲

辊弯曲是一种利用辊轮施加力来实现铝合金挤压型材弯曲的技术。辊弯机通常由多个辊轮组成，其中一些辊轮固定，另一些可以调整位置。在进行辊弯曲之前，需要准备好辊弯机和相应的辊轮。辊弯机通常由多个上辊和下辊组成，上辊和下辊之间的距离可以调整。确保辊轮的表面光滑，以避免对金属板材造成划伤或损伤。通过调整辊轮的位置和间距，可以控制铝合金挤压型材的弯曲形状和半径。辊弯曲适用于较大半径的弯曲和较长长度的铝合金挤压型材。

3.4液压弯曲

液压弯曲技术使用液压系统施加力来实现铝合金挤压型材的弯曲。在进行液压弯曲之前，需要准备好液压弯曲机和液压系统。液压弯曲机通常由一个上模和一个下模组成，上模和下模之间的距离可以调整。液压系统包括液压泵、液压缸和控制阀等组件。液压弯曲机具有液压缸和活塞，通过调整液压缸的位置和力度，可以控制铝合金挤压型材的弯曲形状和角度。液压弯曲适用于大型和复杂形状的铝合金挤压型材。通过液压系统的压力和控制阀的操作，可以实现对弯曲力的精确控制，保证弯曲角度和曲率的一致性和重复性。

在进行铝合金挤压型材的弯曲成形时，需要注意以下几点：

首先，铝合金挤压型材的弯曲半径应根据材料的性能和要求的弯曲角度来确定。较小的弯曲半径会增加材料的应力和变形，可能导致开裂或变形不均匀。其次，弯曲过程中施加的力和速度应适当控制，以避免过度应力和变形。过高的力或过快的速度可能导致材料的损伤或失去原有的强度。第三，对于某些铝合金材料，加热可以提高其可塑性和降低弯曲时的应力。在弯曲成形之前，可以考虑对材料进行适度的加热。冷却则可以帮助固定弯曲后的形状，防止材料的回弹。第四，选择合适的弯曲模具和工具是确保成形质量和精度的关键。模具的设计应考虑到材料的弹性恢复和变形行为，以实现所需的弯曲形状。

结 语：

综上所述，铝合金挤压型材弯曲成形技术是一种有潜力的制造方法，具有广阔的应用前景。相对于传统的铝合金板材弯曲技术，挤压型材弯曲具有较高的形状复杂性和精度控制能力。由于挤压过程中材料的连续性和一致性，制造出的铝合金弯曲型材具有优异的力学性能和表面质量。此外，挤压型材弯曲还可以实现高效的批量生产，提高了生产效率和降低了成本。通过不断的研究和创新，可以进一步优化该技术的工艺参数、模具设计和材料选择，提高弯曲型材的质量和精度。相信在未来，铝合金挤压型材弯曲成形技术将在航空航天、汽车制造和建筑等领域发挥重要作用，推动工业制造的发展和进步。

参考文献：

[1]刘志文,李落星.轻量化构件弯曲短流程工艺研究现状与进展[J].中国有色金属学报,2014,24(08):2003-2012.

[2]韩锋,赵亚夫.高速动车组铝合金零部件弯曲成型工艺研究[J].大连交通大学学报,2015,36(06):34-37.

[3]闵范磊,朱光明,常征,等.方管铝型材自弯曲挤压工艺[J].中国有色金属学报,2020,30(09):2032-2040.

[4]高恩志,李作成,王杰,等.2024铝合金挤压型材拉弯回弹分析[J].有色金属工程,2021,11(03):50-56.