本實(shí)用新型涉及金屬型材成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬型材同步成型系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

金屬型材由于其具有良好塑性、輕量性、耐腐性、高比強(qiáng)度、表面易處理等特點(diǎn)，被大量采用彎曲成形制作各種彎曲件，廣泛應(yīng)用于軌道交通車輛、航空航天器材、物流輸送軌架、汽車輪船骨架、醫(yī)療器械滑軌、家居裝飾等諸多領(lǐng)域。彎形件的設(shè)計(jì)要求也呈現(xiàn)多樣化及功能化，隨著科學(xué)技術(shù)及工藝裝備的不斷提高，彎曲工藝也呈現(xiàn)多元化發(fā)展。

目前，型材彎曲工藝按照彎形設(shè)備和彎形工藝原理的不同可分為：拉彎成形(兩維、三維)、輥彎成形、壓彎成形、繞彎成形。按照工件形狀的不同又可分為：二維彎形工件、空間三維彎形工件。

然而，上述所述的型材彎曲成型工藝，其型材的擠出步驟與成形步驟均為采用分段進(jìn)行的，即先生產(chǎn)金屬型材坯料，然后再根據(jù)不同的型材形狀要求將金屬型材坯料進(jìn)行彎曲成型。但因?qū)饘傩筒呐髁线M(jìn)行二次彎曲變形，容易造成型材壁厚變薄斷裂、起皺、回彈等成形缺陷，而且采用分段加工的方式，使得其生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高的金屬型材同步成型系統(tǒng)，該金屬型材同步成型系統(tǒng)在保證金屬型材的強(qiáng)度的前提下，有效避免了金屬型材壁厚變薄斷裂、起皺、回彈等成形的缺陷。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供了一種金屬型材同步成型系統(tǒng)，包括：

擠壓裝置，用于擠出所述金屬型材；

成形裝置，用于對(duì)所述金屬型材進(jìn)行彎曲成型；

切斷裝置，用于對(duì)所述彎曲成型后的金屬型材進(jìn)行切斷；

控制器，分別與所述擠壓裝置、成形裝置和切斷裝置連接，用于控制所述擠壓裝置、成形裝置和切斷裝置的運(yùn)行；和

計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)，與所述控制器連接，用于控制所述金屬型材在成型前和/或成型后的結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述成形裝置為輥彎?rùn)C(jī)、拉彎?rùn)C(jī)、壓彎?rùn)C(jī)和繞彎?rùn)C(jī)中的一種或幾種的組合。

進(jìn)一步地，所述切斷裝置為載斷機(jī)或剪切機(jī)。

進(jìn)一步地，還包括設(shè)置于成形裝置上與所述控制器連接用于控制所述成形裝置上金屬型材的彎曲弧度及位移的編碼器。

進(jìn)一步地，所述擠壓裝置為金屬型材擠壓機(jī)，所述金屬型材擠壓機(jī)包括擠壓軸、擠壓筒、鋁坯和擠壓模具。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

本實(shí)用新型的金屬型材同步成型系統(tǒng)，通過對(duì)從成形裝置的各軸工藝位置和切割型材兩方面進(jìn)行了改造，通過對(duì)這兩方面的改造，在保證金屬型材的強(qiáng)度的前提下，減少了三維拉彎模具數(shù)量及三維拉彎程序；該金屬型材同步成型系統(tǒng)主要應(yīng)用于可熱處理金屬制件的生產(chǎn)，并在成形之后配以適當(dāng)?shù)臅r(shí)效處理，可以有效縮短生產(chǎn)周期，提高制件成形精度，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，最終實(shí)現(xiàn)了多樣化重復(fù)生產(chǎn)的目的，具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種金屬型材同步成型系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型一種金屬型材同步成型系統(tǒng)中輥彎?rùn)C(jī)的成形示意圖；其中，2a-輥彎成形前的結(jié)構(gòu)示意圖；2b-輥彎成形中的結(jié)構(gòu)示意圖；2c-輥彎成形后的結(jié)構(gòu)示意圖；2d和2e為典型的輥彎工件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一種金屬型材同步成型系統(tǒng)中繞彎?rùn)C(jī)的成形示意圖；其 中，3a-行星輪式繞彎成形示意圖，3b-自纏繞式繞彎成形示意圖；

圖4為本實(shí)用新型一種金屬型材同步成型系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種金屬型材同步成型系統(tǒng)，包括：擠壓裝置，用于擠出金屬型材；成形裝置，用于對(duì)金屬型材進(jìn)行彎曲成型；切斷裝置，用于對(duì)彎曲成型后的金屬型材進(jìn)行切斷；控制器，優(yōu)選為PLC控制器，其分別與擠壓裝置、成形裝置和切斷裝置連接，用于控制擠壓裝置、成形裝置和切斷裝置的運(yùn)行；和計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)，與控制器連接，用于控制金屬型材在成型前和/或成型后的結(jié)構(gòu)。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，成形裝置為輥彎?rùn)C(jī)、拉彎?rùn)C(jī)、壓彎?rùn)C(jī)和繞彎?rùn)C(jī)中的一種或幾種的組合。以下按照彎形設(shè)備和彎形工藝原理，對(duì)彎形工藝進(jìn)行進(jìn)一步說明：

(1)輥彎成形工藝

a、輥彎成形工作原理:輥彎?rùn)C(jī)一般分為立式輥彎?rùn)C(jī)和臥式輥彎?rùn)C(jī)。立式輥彎?rùn)C(jī)上料操作方便，對(duì)于長(zhǎng)大工件則宜采用臥式，如圖2a-2c所示，可通過計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)預(yù)先構(gòu)建金屬型材成型前和/或成型后的結(jié)構(gòu)，然后利用對(duì)可編程序控制器輥彎?rùn)C(jī)的第一輥輪軸21、第二輥輪軸22和第三輥輪軸23的工藝位置采用伺服電動(dòng)機(jī)精確控制，液壓馬達(dá)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)各軸的聯(lián)動(dòng)，通過可編程序控制器(PLC)控制各輥輪軸伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。在設(shè)備各輥輪軸對(duì)工件進(jìn)行輥彎的同時(shí)，設(shè)備上的編碼器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工件第一輥輪軸21、第二輥輪軸22和第三輥輪軸23的弧長(zhǎng)并將數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋給PLC控制器系統(tǒng)，設(shè)備根據(jù)設(shè)定程序進(jìn)行多次往復(fù)輥彎或多弧度輥彎的軌跡運(yùn)動(dòng)。

b、輥彎成形工藝特點(diǎn):輥彎?rùn)C(jī)一般多數(shù)用來單圓弧工件的制作，模具制作周期短，投入成本低，操作簡(jiǎn)單。對(duì)于多圓弧工件，數(shù)控輥彎?rùn)C(jī)可以實(shí)現(xiàn)工件的多弧度彎形要求，但由于鋁型材本身材料硬度的差異，加之工件多弧度每個(gè)弧段變形程度不同，反彈不均，生產(chǎn)時(shí)工件形狀一致性不好，需要后期人工校形。輥彎工藝適合大批量單一弧度工件或小批量多弧段工件的生產(chǎn)。

c、輥彎成形工藝關(guān)鍵技術(shù):輥彎工藝難易程度取決于彎形材料的截面形狀，輥輪模具設(shè)計(jì)是工件成形技術(shù)的關(guān)鍵，一般模具材料選用45調(diào)質(zhì)鋼或模具鋼經(jīng)車床車削而成，通過熱處理及表面鍍鉻等工藝獲得模具硬度和表面粗糙度要求。尤其不規(guī)則不對(duì)稱的型材截面，輥輪很容易將鋁型材表面劃傷。也可在鋼模具與鋁型材間加尼龍輪，既保證了模具的強(qiáng)度，又不使鋁型材與鋼模具直接接觸，避免材料表面的劃傷。典型輥彎工件示例，如圖2d所示為導(dǎo)軌單弧度輥彎工件，如圖2e所示為S形輥彎工件。

(2)拉彎成形工藝

a、拉彎成形工作原理(二維):拉彎過程基本分為3個(gè)步驟：第一步，設(shè)備拉伸缸鉗口夾住材料并給型材施加預(yù)拉伸力，達(dá)到材料屈服強(qiáng)度。第二步，拉彎?rùn)C(jī)回轉(zhuǎn)缸加載彎曲回轉(zhuǎn)，拉伸缸按照程序設(shè)定軸向拉力，使型材圍繞拉彎模具做貼合運(yùn)動(dòng)而使材料成形。第三步，根據(jù)材料變形回彈情況增加補(bǔ)拉伸。

b、拉彎成形工藝關(guān)鍵技術(shù):拉彎工件的弧度設(shè)計(jì)原則以不超過材料的伸長(zhǎng)率為限度，拉彎成形中將出現(xiàn)型材壁厚變薄斷裂、起皺、截面畸變等成形缺陷，這些成形缺陷與型材的力學(xué)性能、截面形狀及拉彎工藝參數(shù)等因素密切相關(guān)。

(3)壓彎成形工藝

a、壓彎成形工作原理:壓彎成形是利用液壓壓力機(jī)對(duì)材料施加壓力，通過壓彎模具對(duì)材料產(chǎn)生彎矩，使材料發(fā)生彎曲形成一定的角度和曲率。

b、壓彎工藝幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)：①壓彎模具的設(shè)計(jì)要充分考慮材料的變形趨勢(shì)和反彈量；②由于鋁合金型材具有型腔空心結(jié)構(gòu)，合理的填料選用是壓彎成形的關(guān)鍵；③對(duì)于斷面形狀不對(duì)稱型材，壓彎時(shí)要充分考慮防止側(cè)彎的有效措施。(4)繞彎成形工藝，繞彎成形工藝分兩種工作模式：

a模式1：如圖3a所示為行星輪式繞彎成形工作原理，成型型材22的一端設(shè)有頂塊起限位作用，連接板26帶動(dòng)外輥輪24繞內(nèi)輥輪21做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且在內(nèi)外輥輪的徑向輥壓力作用下，成型型材22被碾壓成形，稱為“行星輪式”

b模式2：如圖3b所示為自纏繞式繞彎成形工作原理，成型型材22被U形夾23固定在內(nèi)輥輪21上，內(nèi)輥輪21做圓周運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)成型型材22在外輥輪24及導(dǎo)向模25作用下完成彎弧。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，切斷裝置為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)采用的載斷機(jī)或剪切 機(jī)，其具體的結(jié)構(gòu)及其工作原理均為本領(lǐng)域已熟知。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括設(shè)置于成形裝置上與控制器連接用于控制成形裝置上金屬型材的彎曲弧度及位移的編碼器。

于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，擠壓裝置為金屬型材擠壓機(jī)，該金屬型材擠壓機(jī)包括擠壓軸、擠壓筒、鋁坯和擠壓模具。

如圖4所示，作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)施例提供的一種金屬型材同步成型系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)(圖中未示出)、控制器(圖中未示出)、擠壓軸31、擠壓筒32、鋁坯33、擠壓模具34、第一滾輪35、第二滾輪38、第三滾輪39和切斷裝置37。該金屬型材同步成型系統(tǒng)在工作時(shí)，先根據(jù)工件形狀要求利用計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)對(duì)成形裝置中的滾輪的旋轉(zhuǎn)角度和位移進(jìn)行設(shè)計(jì)；采用包含擠壓軸31、擠壓筒32、鋁坯33、擠壓模具34的擠壓裝置生產(chǎn)金屬型材坯料，然后采用包含第一滾輪35、第二滾輪38、第三滾輪39的滾輪模具組加工形，在成型得到過程中采用編碼器對(duì)整體滾輪模具組進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，制得成型型材36，然后再通過切斷裝置37切斷后，即得型材產(chǎn)品。

本實(shí)施例的金屬型材同步成型系統(tǒng)，在保證金屬型材的強(qiáng)度的前提下，盡可能的減少三維拉彎模具數(shù)量及三維拉彎程序，從而降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明從輥彎?rùn)C(jī)各軸工藝位置和切割型材兩方面進(jìn)行了改造。通過對(duì)這兩方面的改造，使得生產(chǎn)成本降低的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了型材彎曲的多樣化。

以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該實(shí)用進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。