專利名稱：激光輔助輥彎成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輥彎成型的技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于激光輔助加熱的 輥彎成型裝置。
背景技術(shù)：
輥彎成型技術(shù)是在常溫下，通過順序配置的多道次成型軋輥，把卷材、帶材等金屬 板帶不斷地進(jìn)行橫向彎曲，以制成特定斷面的型材。輥彎型鋼具有斷面合理、強(qiáng)度高、剛度 大、重量輕、金屬利用率高等特點(diǎn)，是一種用途非常廣泛的經(jīng)濟(jì)型斷面型材，被廣泛應(yīng)用于 汽車、建筑、機(jī)械、航空等行業(yè)。由于目前的輥彎成型產(chǎn)品斷面形狀日益復(fù)雜，在成型過程中，由于板材的加工硬 化，導(dǎo)致其強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性降低，給板材繼續(xù)進(jìn)行塑性變型帶來困難，當(dāng)達(dá)到最 大變型程度時(shí)，很容易導(dǎo)致型材破裂，使得成型無法繼續(xù)進(jìn)行。專利號(hào)200620083767. 6，名稱為“多輥冷彎成型機(jī)”中國(guó)實(shí)用新型專利中，周立亭 等人提出一種能連續(xù)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和大長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)件的連續(xù)高效冷彎成型機(jī)。但該設(shè)備的缺 點(diǎn)在于如果工件的形狀稍有所變化，就要大量更換軋輥。因?yàn)橐筌堓伒男螤铍S零件的變 化而變，零件越復(fù)雜，軋輥的復(fù)雜程度也會(huì)隨著增加，隨之加工工藝也會(huì)發(fā)生較大的變化。專利號(hào)200710202808. 8，名稱為“冷彎型鋼的加熱成型方法及其生產(chǎn)的冷彎型鋼” 的中國(guó)發(fā)明專利中，用加熱裝置對(duì)冷彎成型機(jī)組生產(chǎn)的圓直角型鋼坯料進(jìn)行在線加熱，接 著將圓直角型鋼坯料進(jìn)行鐓壓型成尖直角型鋼。但是該方法步驟較復(fù)雜，連續(xù)性不夠好。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本實(shí)用新型的主要目的是提供一種激光輔助 輥彎成型裝置，在輥彎成型過程中以激光束為熱源，對(duì)工件進(jìn)行局部加熱，從而克服板材成 型過程中加工硬化以及易破裂的問題，同時(shí)，還可以減小30%到50%的成型壓力，減少成 型道次，降低生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型所提出的一種激光輔助輥彎成型裝置，其組成包括導(dǎo)料軋輥2、3，成型 軋輥組4、5、6、7、8、9，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)10、激光系統(tǒng)11，其特征在于，在成型軋輥組8、9前設(shè) 有激光系統(tǒng)11，所述激光系統(tǒng)為氦-氖激光器、二氧化碳激光器、半導(dǎo)體激光器中的一種。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的1、在輥彎成型過程中，激光束照射在板材產(chǎn)生加工硬化的難成型區(qū)域，利用激光 的熱作用和熱傳導(dǎo)作用，使板材表面的溫度迅速提高，達(dá)到板材消除加工硬化的溫度范圍 200 1148°C，從而提高了板材的成型極限。2、利用激光系統(tǒng)對(duì)板材進(jìn)行在線局部直接成型，當(dāng)激光束掃描板材的表面，調(diào)整 激光功率1 1000W，掃描速度1 50mm/s，在熱作用區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生非均勻分布的熱應(yīng)力，使 板材產(chǎn)生塑性變形。3、采用激光系統(tǒng)對(duì)板材進(jìn)行在線激光切割，激光功率控制在800 5000W，根據(jù)各參數(shù)編制激光切割程序，使激光切割機(jī)按照預(yù)先設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行切割，加工成符合設(shè)計(jì)要 求的形狀，同時(shí)，激光切割速度由板材的傳動(dòng)速度決定。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和效果1、采用激光輔助加熱輥彎成型技術(shù)，可以減小板材的加工硬化，提高板材的成型 極限，降低材料的變形抗力，增加材料流動(dòng)的均勻性、韌性和延展性，提高板材的成型性 能；2、激光輔助加熱的輥彎成型過程中，激光加熱時(shí)間短，速度快，板材表面氧化脫碳 少，表面質(zhì)量高；3、激光輔助加熱，降低了輥彎成型機(jī)組的機(jī)械負(fù)荷，輥彎成型過程中的成型道次 也可以相應(yīng)減少，節(jié)省了成型工序，提高了經(jīng)濟(jì)效應(yīng)；4、激光輔助輥彎成型為非接觸成型，沒有外加機(jī)械力的作用，可控性好，柔性大， 工藝操作簡(jiǎn)單方便；5、激光輔助在線切割中，激光頭與板材無接觸，不會(huì)對(duì)板材表面造成劃傷，并且切 口平整，安全無污染，加工精度高，重復(fù)性好；

圖1是激光輔助輥彎成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A是本實(shí)用新型的實(shí)施例1中型鋼截面圖；圖2B是本實(shí)用新型的實(shí)施例1中型鋼立體示意圖；圖3A是本實(shí)用新型的實(shí)施例2中型鋼截面圖；圖3B是本實(shí)用新型的實(shí)施例2中型鋼側(cè)視圖；圖3C是本實(shí)用新型的實(shí)施例2中型鋼立體示意圖；圖4A是本實(shí)用新型的實(shí)施例3中型鋼截面圖；圖4B是本實(shí)用新型的實(shí)施例3中型鋼俯視圖；圖4C是本實(shí)用新型的實(shí)施例3中型鋼立體示意圖。圖中標(biāo)號(hào)為板帶1、導(dǎo)料軋輥2、3，成型加工軋輥組4、5、6、7、8、9，計(jì)算機(jī)控制系 統(tǒng)10、激光系統(tǒng)11，激光束12，輥彎成型后的型材13，激光照射區(qū)域14、15。具體實(shí)施實(shí)例
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述如圖1所示，本實(shí)用新型所提出的激光輔助輥彎成型裝置，包括輥彎成型機(jī)、計(jì)算 機(jī)控制系統(tǒng)、激光系統(tǒng)，其中，輥彎成型機(jī)主要組成包括導(dǎo)料軋輥2、3，成型軋輥組4、5、6、
7、8、9。板材開卷后，進(jìn)入輥彎成型機(jī)，經(jīng)過導(dǎo)料軋輥2、3校平，進(jìn)入成型軋輥組4、5、6、7、8、 9，進(jìn)行輥彎成型。在板材進(jìn)入軋輥8、9瞬間，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)10控制激光系統(tǒng)11，發(fā) 射激光束12，照射在板材上，使板材瞬時(shí)升溫，板材在加熱部分的微觀組織在瞬間內(nèi)轉(zhuǎn)化為 奧氏體組織，消除了殘余應(yīng)力和加工硬化現(xiàn)象，使板材的成型性能增加，然后板材進(jìn)入軋輥
8、9，進(jìn)一步成型得到最終型材13。實(shí)施例1 采用二氧化碳激光器，成型截面如圖2A所示。在室溫下成型厚1. 5mm，寬72. 32mm 的DP800高強(qiáng)度鋼板，成型速度為80mm/s，設(shè)定激光功率為300W，掃描速度6. 5mm/s，鋼板表面在短時(shí)間內(nèi)上升到700°C，增大了其成型極限，輥彎成型后得到如圖2B所示具有復(fù)雜尖 角形狀的輥彎型鋼。實(shí)施例2 采用氦-氖激光器，成型截面如圖3A所示。在室溫下成型厚1mm，寬140mm的Q235 普碳鋼板，成型速度為100mm/S，激光功率1000W，掃描速度6. 5mm/s,光斑直徑3mm，輥彎成 型后，進(jìn)行激光輔助成型，得到如圖3C所示帶有筋結(jié)構(gòu)的輥彎型鋼。實(shí)施例3 采用半導(dǎo)體激光器，成型截面如圖4A所示。在室溫下成型厚1. 2mm,寬140mm的 SUS304不銹鋼板，成型速度為60mm/s，激光功率2000W，激光切割速度為3m/min。輥彎成型 后，進(jìn)行激光輔助切割，當(dāng)激光束掃過板材表面，鋼板局部溫度瞬間上升到2000°C以上，依 次切割后，得到如圖4C所示的帶有六個(gè)孔的U型鋼。綜上所述，本實(shí)用新型所述的一種激光輔助輥彎成型裝置，將激光輔助加熱應(yīng)用 到輥彎成型中，解決了常規(guī)的輥彎成型中由于加工硬化而難成型的問題，成本低。另外，本 實(shí)用新型集輥彎成型、板材的激光切割、彎曲成型為一體，可調(diào)性好，柔性好，節(jié)省了工作時(shí) 間，提高了效率。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)合理，操作使用方便，可控制性好。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該 以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種激光輔助輥彎成型裝置，其組成包括導(dǎo)料軋輥(2)、(3)，成型軋輥組(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(10)、激光系統(tǒng)(11)，其特征在于，在成型軋輥組(8)、(9)前設(shè)有激光系統(tǒng)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光輔助輥彎成型裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(10)可控制激光系統(tǒng)(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光輔助輥彎成型裝置，其特征在于，所述激光系統(tǒng)為氦-氖激 光器、二氧化碳激光器、半導(dǎo)體激光器中的一種。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種激光輔助輥彎成型裝置，屬于輥彎成型設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括導(dǎo)料軋輥，成型軋輥組，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、激光系統(tǒng)，其特征在于，在成型軋輥組前設(shè)有激光系統(tǒng)。通過上述裝置，利用激光作為熱源，對(duì)板材難成型部分進(jìn)行局部輻射加溫，提高其成型性能，使成型過程更加便利，同時(shí)，也可以對(duì)板材局部進(jìn)行激光直接成型、切割。其優(yōu)點(diǎn)是有效地解決了輥彎成型過程中板材產(chǎn)生的加工硬化以及成型道次過多的問題，同時(shí)減小了板材的回彈，提高了工作效率，大大縮短和節(jié)省了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。
文檔編號(hào)B23K26/00GK201676924SQ20092021625
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者劉繼英, 艾正青, 韓飛, 龍睿芬 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué)