專利名稱：一種汽車用鋁合金保險杠型材彎曲成形方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬塑性加工技術(shù)及裝備領(lǐng)域，尤其是一種汽車用鋁合金保險杠型材彎曲成形方法及裝置。
背景技術(shù)：
汽車安全、節(jié)能和環(huán)保問題已成為當(dāng)今汽車工程領(lǐng)域三大具有重要社會、經(jīng)濟意義的研究熱點，并且得到了有關(guān)政府部門的高度重視。在全世界要求節(jié)能環(huán)保的大形勢下，汽車工業(yè)正向輕量化、低能耗方向發(fā)展。鋁及其合金作為汽車輕量化的首選材料，具有其他材料無法比擬的優(yōu)良性能。從70年代開始，汽車上用鋁量不斷增加。作為一種輕質(zhì)材料，鋁合金正日益受到汽車制造企業(yè)的青睞。鋁合金在汽車車身上的應(yīng)用比重正在不斷上升，從發(fā)動機罩和行李箱蓋開始，逐漸發(fā)展到全鋁車身上?，F(xiàn)在幾乎所有的世界各大汽車公司都爭相開發(fā)鋁合金車身零部件，·而如何使鋁合金保險杠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼制保險杠正是當(dāng)前研究的熱點。近年來，國外如德國、日本及美國等國家的一些高校及汽車企業(yè)對型材彎曲成形技術(shù)開展了研究，在國內(nèi)也有很多高校和企業(yè)開展了型材彎曲方法、設(shè)備及仿真等方面的研究，取得了一些重要的研究成果。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品質(zhì)量及功能提出了越來越高的要求，傳統(tǒng)的擠壓型材彎曲工藝下，由于工藝條件或操作的影響，彎曲型材可能出現(xiàn)各種不同的缺陷。擠壓型材彎曲的傳統(tǒng)方法是在擠壓生產(chǎn)完成后，對型材進(jìn)行冷彎處理，即在室溫條件下進(jìn)行彎曲變形(主要方式是拉彎或繞彎成形)，采用這樣的方法對擠壓型材進(jìn)行彎曲的回彈量難以控制，易出現(xiàn)截面變形和表面劃痕等缺陷，且彎曲過程中需要采取多種輔助措施。傳統(tǒng)的彎曲方法效率低，工序多，生產(chǎn)成本高，廢料產(chǎn)生多，能耗大，因此，需要新的擠壓型材彎曲方法及裝置來取代傳統(tǒng)的型材彎曲方法及裝置。經(jīng)對現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，EP0706843B1公開了 “一種具有一定運動軌跡的引導(dǎo)輪彎曲方法和裝置”；CN101181771A公開了“一種鎂合金擠壓型材三輪輥彎方法和裝置”;US5305626公開了“一種通過調(diào)整模具工作帶以及引導(dǎo)輪來獲得彎曲型材的方法和裝置” ;CN101905249A公開了 “一種結(jié)合在線淬火控溫的彎曲型材短流程加工方法和裝置” JP2179313公開了 “一種在擠壓機前通過金屬引導(dǎo)板來調(diào)整彎曲型材弧度的設(shè)備”；US6634200公開了 “一種在擠壓機前布置施加偏轉(zhuǎn)作用力的引導(dǎo)裝置來獲得彎曲型材的設(shè)備”。以上幾種方法均是在擠壓機出口處采用輥輪或引導(dǎo)輪(板)來對擠壓型材進(jìn)行彎曲，其在模具出口處進(jìn)行彎曲成形，且由于擠壓型材在出?？跍囟容^高，對于中空擠壓型材，難以保證彎曲型材截面形狀尺寸及表面質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有擠壓彎曲技術(shù)的不足，提供了一種汽車用鋁合金保險杠型材彎曲成形方法及裝置，實現(xiàn)對型材在線矯直，在溫?zé)釥顟B(tài)下對型材進(jìn)行彎曲并淬火，其裝置簡單緊湊，效率高，節(jié)約能源，減少廢料，降低成本，可預(yù)防傳統(tǒng)型材彎曲方法出現(xiàn)的缺陷。本發(fā)明的目的所采用技術(shù)方案，其成形方法步驟如下
a、擠壓鋁合金坯料直徑為160-180mm，長度為480_540mm，將其輸送到電加熱爐中進(jìn)行加熱，坯料加熱溫度為460-510°C，保溫時間為2-5小時，將加熱的坯料放入臥式擠壓機的擠壓筒中進(jìn)行擠壓，臥式擠壓機的擠壓模 具初始溫度為430-490°C，擠壓筒和擠壓墊溫度為430-480°C，擠壓桿速度為1-lOmm/s，坯料在經(jīng)過擠壓模具后，擠出汽車保險杠所需截面的型材，在擠壓出口處由牽引機夾頭夾住料頭，牽引速度為10-200mm/s，并進(jìn)行牽引矯直，當(dāng)擠壓型材達(dá)到所需長度時，啟動前后兩臺型材切割機同時進(jìn)行切割，切斷型材后將其放至電動運料傳送帶上，啟動電動運料傳送帶的電機進(jìn)行傳送；
b、彎曲在電動運料傳送帶上將切斷的擠壓型材由人工使用夾鉗工具，轉(zhuǎn)移至液壓彎曲裝置平臺的前保護(hù)板和后保護(hù)板之間進(jìn)行彎曲成形，型材溫度為300-400°C，通過分別調(diào)整液壓桿和定位塊的個數(shù)和位置可獲得不同的彎曲型材半徑，且由型材前、后保護(hù)板對型材表面進(jìn)行保護(hù)，防止型材表面劃傷，啟動液壓泵，液壓桿伸出長度由型材厚度確定，通過行程開關(guān)控制；
C、淬火布置在液壓彎曲裝置平臺下方的淬火池，在完成彎曲過程的同時，旋轉(zhuǎn)臂電機以lOOOr/min的旋轉(zhuǎn)速度通過變速箱將液壓彎曲裝置平臺全傾斜至淬火池，使彎曲型材在溫?zé)釥顟B(tài)下進(jìn)行淬火，旋臂線速度為30mm/s，淬火介質(zhì)是水或機油，淬火時間30_40s，啟動液壓泵卸載，松開液壓桿，使淬火彎曲型材落至電動出料傳送帶上，啟動電動出料傳送帶的電機使彎曲淬火后的型材，通過淬火池中電動出料傳送帶將其送至下一個工序，傳送帶速度為10-30mm/s。同時啟動旋轉(zhuǎn)臂電機反轉(zhuǎn)，以1000r/min速度，將液壓彎曲裝置平臺恢復(fù)到原始位置。本發(fā)明，其裝置，包括液壓彎曲裝置平臺、定位塊、前保護(hù)板、后保護(hù)板、旋轉(zhuǎn)臂電機、變速箱、液壓裝置平臺、液壓缸、液壓桿、行程開關(guān)、淬火池、電動出料傳送帶、矯直切割裝置平臺、牽引機、切割機A、電動運料傳送帶、切割機B、臥式擠壓機，其前述的淬火池一側(cè)邊有液壓裝置平臺、另一側(cè)邊有臥式擠壓機和矯直切割裝置平臺，液壓裝置平臺裝置有旋轉(zhuǎn)臂電機和液壓缸，旋轉(zhuǎn)臂電機的輸出軸與變速箱的輸入軸相接，變速箱的旋轉(zhuǎn)輸出軸與液壓彎曲裝置平臺一端下端面焊接的套筒過盈配合連接，液壓彎曲裝置平臺上開有前槽孔和后槽孔，螺栓依次穿過前槽孔和定位塊的安裝孔與螺母連接，另一個螺栓依次穿過后槽孔和液壓桿的安裝孔與另一螺母連接，液壓缸與液壓桿之間有油管連接，定位塊與前保護(hù)板相鄰，液壓桿與后保護(hù)板相鄰，在前保護(hù)板邊沿上裝置有行程開關(guān)，呈廠字形的電動出料傳送帶一邊傾斜插入淬火池內(nèi)、有支撐架支撐的另一邊與地面平行，兩者之間有絞軸連接；前述的矯直切割裝置平臺裝置有電動運料傳送帶、牽引機滑軌，電動運料傳送帶)兩邊分別有切割機A和切割機B，牽引機滑軌上有牽引機。本發(fā)明，定位塊有3-8個。本發(fā)明，液壓桿有3-8個。本發(fā)明，臥式擠壓機的擠壓出口軸心與牽引機的夾頭軸心在同一軸心線上。本發(fā)明，液壓缸與行程開關(guān)之間有傳輸控制線連接。本發(fā)明，在擠壓機出口處對擠出型材矯直切斷后直接進(jìn)行彎曲并淬火；可調(diào)整型材彎曲半徑；型材在溫?zé)釥顟B(tài)下進(jìn)行彎曲，可防止冷彎時出現(xiàn)的截面變形及表面劃痕；可實現(xiàn)批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率，減少廢料的產(chǎn)生，節(jié)能，降低成本等特點。


下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖IA — A向視結(jié)構(gòu)示意 圖3是圖IB — B向視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-液壓彎曲裝置平臺，2-前槽孔，3-定位塊，4-前保護(hù)板，5-后保護(hù)板，6-旋轉(zhuǎn)臂電機，7-變速箱，8-旋轉(zhuǎn)輸出軸，9-液壓裝置平臺，10-液壓缸，11-液壓桿，12-行程開關(guān)，13-后槽孔，14-彎曲型材，15-淬火池，16-電動出料傳送帶，17-牽引機滑軌，18-矯直切割裝置平臺，19-牽引機，20-切割機A，21-電動運料傳送帶，22-切割機B，23-擠壓型材，24-臥式擠壓機，25-支撐架。
具體實施方式
·下面結(jié)合成形方法實施例和附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。實施例I:擠壓型材原材料為6061鋁合金，擠壓坯料直徑160mm，長度為480mm，放A KDH-800的電加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱，坯料預(yù)熱溫度500°C，保溫3. 5小時，將加熱的鋁合金坯料放入臥式擠壓機的擠壓筒中進(jìn)行擠壓，臥式擠壓機的擠壓模具初始溫度為440°C，擠壓筒和擠壓墊初始溫度為420°C，擠壓桿速度為2mm/s，擠出汽車保險杠所需截面型材，在擠壓機出口處由牽引機夾頭夾住料頭，牽引速度為120mm/s，進(jìn)行牽引矯直，當(dāng)擠壓型材達(dá)到2m時，啟動前后兩臺切割機同時進(jìn)行切割，兩臺切割機距離為I. 35m，切斷型材被放至電動運料傳送帶上，啟動電動運料傳送帶的電機進(jìn)行傳送，由人工手握夾鉗將切斷的擠壓型材轉(zhuǎn)移至液壓彎曲裝置平臺的前保護(hù)板和后保護(hù)板之間，根據(jù)型材彎曲半徑要求，確定液壓桿和定位塊的個數(shù)分別為3個，松動螺母，或另一螺母分別對液壓桿，或定位塊在液壓彎曲裝置平臺上的槽孔調(diào)整定位，使型材彎曲半徑為1332. 22mm，啟動液壓泵進(jìn)行彎曲，行程開關(guān)的啟動由擠壓桿觸發(fā)，啟動旋轉(zhuǎn)臂電機，其以1000r/min的旋轉(zhuǎn)速度通過變速箱將液壓彎曲裝置平臺全傾斜至淬火池，對彎曲型材在溫?zé)釥顟B(tài)下淬火，通過測溫儀人工測量型材溫度為360°C，淬火介質(zhì)為水，淬火時間30s，啟動液壓泵卸載，松開液壓桿，使淬火彎曲型材落至電動出料傳送帶上，啟動電動出料傳送帶的電機，使得彎曲淬火型材通過淬火池中電動出料傳送帶將其送至下一個工序，傳送帶速度為20mm/s,同時啟動旋轉(zhuǎn)臂電機反轉(zhuǎn)，以lOOOr/min速度，將液壓彎曲裝置平臺恢復(fù)到原始位置。實施例2:擠壓型材原材料為6101鋁合金，擠壓坯料直徑160mm，長度為480mm，放入KDH-800的電加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱，坯料預(yù)熱溫度490°C，保溫2. 5小時，將加熱的鋁合金坯料放入臥式擠壓機的擠壓筒中進(jìn)行擠壓，臥式擠壓機的擠壓模具初始溫度為430°C，擠壓筒和擠壓墊初始溫度為410°C，擠壓桿速度為3mm/s，擠出汽車保險杠所需截面型材，在擠壓機出口處由牽引機夾頭夾住料頭，牽引速度為150mm/s，進(jìn)行牽引矯直，當(dāng)擠壓型材達(dá)到2m時，啟動前后兩臺切割機同時進(jìn)行切割，兩臺切割機距離為I. 35m，切斷型材被放至電動運料傳送帶上，啟動電動運料傳送帶的電機進(jìn)行傳送，由人工手握夾鉗將切斷的擠壓型材轉(zhuǎn)移至液壓彎曲裝置平臺的前保護(hù)板和后保護(hù)板之間，根據(jù)型材彎曲半徑要求，確定液壓桿和定位塊的個數(shù)分別為5個，松動螺母，或另一螺母分別對液壓桿，或定位塊在液壓彎曲裝置平臺上的槽孔調(diào)整定位，使型材彎曲半徑分別為600mm，2320. 7mm，600mm，啟動液壓泵進(jìn)行彎曲，行程開關(guān)的啟動由擠壓桿觸發(fā)，啟動旋轉(zhuǎn)臂電機，其以lOOOr/min的旋轉(zhuǎn)速度通過變速箱將液壓彎曲裝置平臺全傾斜至淬火池，對彎曲型材在溫?zé)釥顟B(tài)下淬火，通過測溫儀人工測量型材溫度為380°C，淬火介質(zhì)為水，淬火時間40s，啟動液壓泵卸載，松開液壓桿，使淬火彎曲型材落至出料傳送帶上，啟動出料傳送帶電機，使得彎曲淬火型材通過淬火池中出料傳送帶將其送至下一個工序，傳送帶速度為20mm/s，同時啟動旋轉(zhuǎn)臂電機反轉(zhuǎn)，以lOOOr/min速度，將液壓彎曲裝置平臺恢復(fù)到原始位置。如圖I、圖2、圖3所示，其裝置包括液壓彎曲裝置平臺I、定位塊3、前保護(hù)板4、后保護(hù)板5、旋轉(zhuǎn)臂電機6、變速箱7、液壓裝置平臺9、液壓缸10、液壓桿11、行程開關(guān)12、淬火池15、電動出料傳送帶16、矯直切割裝置平臺18、牽引機19、切割機A20、電動運料傳送帶21、切割機B22、臥式擠壓機24，其前述的淬火池15 —側(cè)邊有液壓裝置平臺9、另一側(cè)邊有臥式擠壓機24和矯直切割裝置平臺18，液壓裝置平臺9裝置有旋轉(zhuǎn)臂電機6和液壓缸10， 旋轉(zhuǎn)臂電機6的輸出軸與變速箱7的輸入軸相接，變速箱7的旋轉(zhuǎn)輸出軸8與液壓彎曲裝置平臺I 一端下端面焊接的套筒過盈配合連接，液壓彎曲裝置平臺I上開有前槽孔2和后槽孔13，螺栓依次穿過前槽孔2和定位塊3的安裝孔與螺母連接，另一個螺栓依次穿過后槽孔13和液壓桿11的安裝孔與另一螺母連接，液壓缸10與液壓桿11之間有油管連接，定位塊3與前保護(hù)板4相鄰，液壓桿11與后保護(hù)板13相鄰，在前保護(hù)板4邊沿上裝置有行程開關(guān)12，呈廠字形的電動出料傳送帶16 —邊傾斜插入淬火池15內(nèi)、有支撐架25支撐的另一邊與地面平行，兩者之間有絞軸連接；前述的矯直切割裝置平臺18裝置有電動運料傳送帶21、牽引機滑軌17，電動運料傳送帶21兩邊分別有切割機A20和切割機B22，牽引機滑軌17上有牽引機19。定位塊3有3-8個。液壓桿11有3-8個。臥式擠壓機24的擠壓出口軸心與牽引機19的夾頭軸心在同一軸心線上。液壓缸10與行程開關(guān)12之間有傳輸控制線連接。在圖中，彎曲型材14和擠壓型材23是加工過程中顯示的被加工型材。本發(fā)明，松動螺母與螺栓連接，即可調(diào)整定位塊3在液壓彎曲裝置平臺I的前槽孔2的位置；同樣松動另一螺母與另一螺栓連接，即可調(diào)整液壓桿11在液壓彎曲裝置平臺的后槽孔13的位置。
權(quán)利要求
1.一種汽車用鋁合金保險杠型材彎曲成形方法，其特征是成形方法步驟如下 a、擠壓鋁合金坯料直徑為160-180mm，長度為480_540mm，將其輸送到電加熱爐中進(jìn)行加熱，坯料加熱溫度為460-510°C，保溫時間為2-5小時，將加熱的坯料放入臥式擠壓機的擠壓筒中進(jìn)行擠壓，臥式擠壓機的擠壓模具初始溫度為430-490°C，擠壓筒和擠壓墊溫度為430-480°C，擠壓桿速度為1-lOmm/s，坯料在經(jīng)過擠壓模具后，擠出汽車保險杠所需截面的型材，在擠壓出口處由牽引機夾頭夾住料頭，牽引速度為10-200mm/s，并進(jìn)行牽引矯直，當(dāng)擠壓型材達(dá)到所需長度時，啟動前后兩臺型材切割機同時進(jìn)行切割，切斷型材后將其放至電動運料傳送帶上，啟動電動運料傳送帶的電機進(jìn)行傳送； b、彎曲在電動運料傳送帶上將切斷的擠壓型材由人工使用夾鉗工具，轉(zhuǎn)移至液壓彎曲裝置平臺的前保護(hù)板和后保護(hù)板之間進(jìn)行彎曲成形，型材溫度為300-400°C，通過分別調(diào)、整液壓桿和定位塊的個數(shù)和位置可獲得不同的彎曲型材半徑，且由型材前、后保護(hù)板對型材表面進(jìn)行保護(hù)，防止型材表面劃傷，啟動液壓泵，液壓桿伸出長度由型材厚度確定，通過行程開關(guān)控制； C、淬火布置在液壓彎曲裝置平臺下方的淬火池，在完成彎曲過程的同時，旋轉(zhuǎn)臂電機以lOOOr/min的旋轉(zhuǎn)速度通過變速箱將液壓彎曲裝置平臺全傾斜至淬火池，使彎曲型材在溫?zé)釥顟B(tài)下進(jìn)行淬火，旋臂線速度為30mm/s，淬火介質(zhì)是水或機油，淬火時間30_40s，啟動液壓泵卸載，松開液壓桿，使淬火彎曲型材落至電動出料傳送帶上，啟動電動出料傳送帶的電機使彎曲淬火后的型材，通過淬火池中運料傳送帶將其送至下一個工序，傳送帶速度為10-30mm/s，同時啟動旋轉(zhuǎn)臂電機反轉(zhuǎn)，以1000r/min速度，將液壓彎曲裝置平臺恢復(fù)到原始位置。
2.一種汽車用鋁合金保險杠型材彎曲成形裝置，其特征是包括液壓彎曲裝置平臺(I)、定位塊(3)、前保護(hù)板(4)、后保護(hù)板(5)、旋轉(zhuǎn)臂電機(6)、變速箱(7)、液壓裝置平臺(9)、液壓缸(10)、液壓桿(11)、行程開關(guān)(12)、淬火池(15)、電動出料傳送帶(16)、矯直切割裝置平臺(18)、牽引機(19)、切割機A (20)、電動運料傳送帶(21)、切割機B (22)、臥式擠壓機(24)，其特征是前述的淬火池(15) —側(cè)邊有液壓裝置平臺(9)、另一側(cè)邊有臥式擠壓機(24)和矯直切割裝置平臺(18)，液壓裝置平臺(9)裝置有旋轉(zhuǎn)臂電機(6)和液壓缸(10)，旋轉(zhuǎn)臂電機(6)的輸出軸與變速箱(7)的輸入軸相接，變速箱(7)的旋轉(zhuǎn)輸出軸(8)與液壓彎曲裝置平臺(I) 一端下端面焊接的套筒過盈配合連接，液壓彎曲裝置平臺(I)上開有前槽孔(2)和后槽孔(13)，螺栓依次穿過前槽孔(2)和定位塊(3)的安裝孔與螺母連接，另一個螺栓依次穿過后槽孔(13)和液壓桿(11)的安裝孔與另一螺母連接，液壓缸(10)與液壓桿(11)之間有油管連接，定位塊(3)與前保護(hù)板(4)相鄰，液壓桿(11)與后保護(hù)板(13)相鄰，在前保護(hù)板(4)邊沿上裝置有行程開關(guān)(12)，呈廠字形的電動出料傳送帶(16)—邊傾斜插入淬火池(15)內(nèi)、有支撐架(25)支撐的另一邊與地面平行，兩者之間有絞軸連接；前述的矯直切割裝置平臺(18)裝置有電動運料傳送帶(21)、牽引機滑軌(17)，電動運料傳送帶(21)兩邊分別有切割機A (20)和切割機B (22)，牽引機滑軌(17)上有牽弓I機(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車用鋁合金保險杠型材彎曲成形裝置，其特征是定位塊(3)有3-8個。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車用鋁合金保險杠型材彎曲成形裝置，其特征是液壓桿(11)有3-8個。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車用鋁合金保險杠型材彎曲成形裝置，其特征是臥式擠壓機(24)的擠壓出口軸心與牽引機(19)的夾頭軸心在同一軸心線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車用鋁合金保險杠型材彎曲成形裝置，其特征是液壓缸(10)與行程開關(guān)(12)之間有傳輸控制線連接。
全文摘要
一種汽車用鋁合金保險杠型材彎曲成形方法及裝置屬于金屬塑性加工技術(shù)及裝備領(lǐng)域。在臥式擠壓機出口處布置一套矯直切割裝置、液壓驅(qū)動彎曲裝置及淬火裝置，鋁合金坯料在經(jīng)過熱擠壓后形成所需的型材，在牽引至所需的長度后，將型材矯直切斷，送至液壓彎曲裝置；在型材彎曲完成時，在溫?zé)釥顟B(tài)下對彎曲型材進(jìn)行淬火，用較少的工序?qū)崿F(xiàn)擠壓型材的彎曲成形和淬火處理。通過調(diào)整液壓桿及定位塊的個數(shù)和位置可以實現(xiàn)不同的彎曲半徑；可在擠壓機出口處對擠出型材矯直切斷后直接進(jìn)行彎曲并淬火；型材在溫?zé)釥顟B(tài)下進(jìn)行彎曲，可防止冷彎時出現(xiàn)的截面變形及表面劃痕；可調(diào)整型材彎曲半徑；可實現(xiàn)批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率，減少廢料的產(chǎn)生，降低成本。
文檔編號B23P23/00GK102729048SQ201210234529
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者萬鑫銘, 周佳, 張宗成, 張怒濤, 李陽, 趙清江, 金慶生 申請人:中國汽車工程研究院股份有限公司