專利名稱：用于切斷擠壓型材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在一個擠壓裝置的擠壓流程中切斷一個擠壓型材的方法。具體地說，本發(fā)明涉及一種用于切斷一個擠壓型材的方法，該擠壓型材在被擠壓出來之后在成型擠壓過程的同時或者直接在成型擠壓過程之后通過一個垂直于所述擠壓方向作用在該擠壓型材上的力被彎曲，其中一個作為拉力或壓力的分力在成型擠壓過程中作用在所產(chǎn)生的型材壁的橫截面上。
在工業(yè)上，成型工件經(jīng)常以通過擠壓由半成品成形的型材為基礎(chǔ)進行加工。根據(jù)半成品所使用的材料擠壓過程是在一個保證塑性變形的溫度下進行的。例如對于鋁合金或鎂合金一般在250℃至600℃的溫度下進行壓制。為了進一步加工擠壓型材必需根據(jù)待制造的成型工件的尺寸來切斷它們。為了切斷主要使用機械的切割工具，例如鋸或剪刀。
迄今為止，通過機械切割工具切斷已彎曲的擠壓型材一直是在其冷卻狀態(tài)下進行的，因為在切割過程中的機械應(yīng)力不能排除型材的變形和隨之引起的輪廓加工誤差。而且這延長了整個加工時間，降低了成品工件的產(chǎn)量，導(dǎo)致過高的運行成本并最終降低了加工的經(jīng)濟性。
如果要將還是熱的擠壓型材在擠壓流程中切斷，迄今為止這一點只對于直線的型材例如在使用“飛剪”的情況下實現(xiàn)。為了避免高的次品率，直線型材至少要經(jīng)過另一個用于精整該型材的端部輪廓的工序，為此通常采用傳統(tǒng)的校正裝置。如果在切割過程中由于切割工具造成輪廓加工誤差，則在矯正過程中排除這些誤差。為了保持由于矯正總要產(chǎn)生的由于卡緊型材而引起的約1至2米的材料損失相對較小，被切斷的型材的典型長度對于直線型材來說界于30至50米之間。
當(dāng)型材在從擠壓裝置排出后由于外力的作用發(fā)生塑性變形時，亦即，彎曲成一定的空間形狀，則不考慮對該已切斷的型材進行矯正。如果在型材切斷過程中造成輪廓誤差，則精整必需在一個與切斷的型材相適配的、技術(shù)成本高的裝置中進行輪廓整形。此外，例如對于輪廓是圓形彎曲的型材必需根據(jù)彎曲半徑通常以非常短的間距、例如約1米的間距來切斷，以防止型材“卷繞”。然而這種相對較短的型材一般只能通過相對更高的材料損失來精整。因此對于擠壓出來之后彎曲的型材無論如何要避免，由于在擠壓流程中切斷還是熱的型材所造成的輪廓誤差。
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種開頭所述類型的方法，通過該方法可以切斷在擠壓流程中還是熱的擠壓型材，而不必?fù)?dān)心型材變形。
上述技術(shù)問題通過權(quán)利要求1的特征得以解決。本發(fā)明的一些有利的擴展設(shè)計在從屬權(quán)利要求中給出。
按照本發(fā)明給出一種用于在擠壓流程中切斷一個空心擠壓型材的方法，該方法的特征在于，所述彎曲的擠壓型材在擠壓流程中通過一個鋸的機械作用被切斷，其中在切斷過程中施加到擠壓型材上的作用力被一個頂靠擠壓型材的支承裝置得以平衡，從而防止了彎曲的擠壓型材變形，其中，所述擠壓型材由鋁合金或鎂合金制成并在切斷時具有一個界于200℃-600℃、尤其是500℃-600℃之間的溫度。
按照本發(fā)明在此僅考慮一個擠壓型材，該擠壓型材在被擠壓出來之后，在成型的擠壓過程的同時或者直接在成型的擠壓過程之后通過一個垂直于擠壓方向作用在該擠壓型材上的作用力被彎曲，其中一個作為拉力或壓力的分力在成型的擠壓過程中作用于所產(chǎn)生的型材壁的橫截面。這樣一種用于彎曲擠壓型材的方法在歐洲專利EP 0 706 843 B1中已闡述。按照這個文獻(xiàn)所述作用力例如通過一個輥子、一個產(chǎn)生橫向力的滑動面、一個輥子保持架或類似部件施加到擠壓型材上。
所述鋸刀有利地在一個導(dǎo)向工具上導(dǎo)引，其中鋸刀可以支承在導(dǎo)向工具上，或者也可以選擇使導(dǎo)向工具支承在該鋸刀上。
這樣有利地來設(shè)計所述鋸刀的尺寸，使得擠壓型材的整個橫截面被鋸刀的切割深度覆蓋。這保證了，可以節(jié)省時間地通過唯一一次切割工具的進給運動達(dá)到切斷所述擠壓型材的目的。
在按照本發(fā)明的方法中，切割所述擠壓型材或者在擠壓型材靜止時進行，或者所述鋸刀在切割過程中可以與在擠壓流程中被移動的擠壓型材一起移動。
在本發(fā)明的一個特別有利的擴展設(shè)計中所述鋸刀配設(shè)有一個沿擠壓方向用于補償間隙的裝置。當(dāng)考慮到相對較長的切割時間、尤其是在存在相對較厚的型材時，這一點能夠切實有利地保持?jǐn)D壓流程的速度不降低。這種補償方法防止了對鋸刀和/或擠壓型材產(chǎn)生所不期望的、甚至可能有害的影響，這些不利的影響是由于在切割過程中所述在擠壓流程中的擠壓型材的運動沿橫向會對所述鋸刀加載。
所述鋸刀的進給速度以有利的方式在需要時根據(jù)不同的型材橫截面進行調(diào)節(jié)適配，由此，可以預(yù)防由于鋸刀材料承受超負(fù)荷而增加磨損。因此，可以達(dá)到更長的刀具使用壽命，這將進一步改善本方法的經(jīng)濟性。
對于一個作為切割工具的鋸刀經(jīng)常出現(xiàn)這種問題，即，鋸片的鋸齒被一些擠壓型材的熱切屑堵塞。為了避免這一點，如果在切割過程中不斷地將一種傳統(tǒng)的切割助劑施加到鋸刀上是有利的，這種切割助劑防止熱切屑粘附在鋸齒上，以及防止通過切屑堵塞鋸齒。所述切割助劑例如通過噴灑施加到鋸片上。這種助劑同時可以用來作為鋸片的冷卻劑。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的擴展設(shè)計中，用于導(dǎo)引切割工具的導(dǎo)向工具是一個機器人。為此，該機器人配設(shè)有一個根據(jù)所述擠壓型材的運動情況和/或彎曲情況可實施控制的機械手臂。所述鋸刀可以通過該機械手臂定位在擠壓型材上的一個可選擇的位置上。有利的是，這樣一種定位要盡可能地靠近所述擠壓型材，使得所述切割過程通過短的復(fù)位行程盡可能快地進行，并能夠達(dá)到相對更高的擠壓速度。通過一個上級控制中心的控制來有利地實現(xiàn)借助于機械手臂定位所述鋸刀，該控制中心具有一些為此所必需的關(guān)于伸直狀態(tài)或彎折或彎曲狀態(tài)的擠壓型材的精確進程的數(shù)據(jù)。鋸刀可以通過這種方式、當(dāng)然是在機械手臂的可運動的范圍內(nèi)被安置到一些實際上可以任意選擇的靠近擠壓型材的位置上，以便在那個位置上對擠壓型材進行切割。
通過一個上級控制中心也可以這樣控制所述機械手臂，即，在切斷期間這樣帶動機械手臂，使之實際上相對于在擠壓流程中運動的擠壓型材不產(chǎn)生相對運動。
與上述的用于在擠壓方向上補償間隙的裝置一樣，該機械手臂與擠壓型材的這樣一種同步運動避免在切割時鋸刀和擠壓型材的不同運動方向?qū)π筒暮?或工具產(chǎn)生不利的影響。
按照本發(fā)明比較有利的是，與一個與機械手臂一起移動的、尤其是允許一個一維運動的導(dǎo)向裝置相關(guān)地實現(xiàn)鋸刀的進給。也就是說，由于這種運動可能性該鋸刀可以無需機械手臂相應(yīng)運動地截切擠壓型材。這一點主要在下述情況下可顯著減少用于控制機械手臂的計算費用，即，當(dāng)在切割過程中機械手臂應(yīng)與擠壓型材一起同步移動，并為此需要使機械手臂的隨動運動和鋸刀在切割過程中的運動組合成機械手臂的組合運動。
對于由鋁合金制成的擠壓型材來說，在切斷期間的擠壓速度可以界于10至30m/min之間的范圍內(nèi)，優(yōu)選界于20至30m/min之間并尤其優(yōu)選為大約25m/min。對于使用鎂合金制成的擠壓型材來說，擠壓速度一般界于1至5m/min之間，且尤其優(yōu)選為大約2至3m/min。切割時間對于由鋁合金或鎂合金制成的型材來說最好少于4秒左右，尤其優(yōu)選2秒左右。
下面借助于附

圖1詳細(xì)闡述本發(fā)明。
圖1為用于實施按照本發(fā)明的方法的一個裝置的示意圖。
圖1表示所述按照本發(fā)明的方法。該視圖是繪制在一個笛卡兒坐標(biāo)系中，其XY平面平行于所述圖紙平面，而其Z軸垂直于該XY平面。其中，示出一個在其端部導(dǎo)引一個設(shè)計為鋸的切割工具的機械手臂3，該工具靠近一個擠壓型材5定位。該擠壓型材5以橫截面示出，也就是說，該型材在擠壓流程中沿Z方向運動。
所述空心的擠壓型材在所示情況下由鋁合金制成。代替鋁合金也可以由鎂合金制成。
通過設(shè)置在XY平面內(nèi)的鋸片6對所述擠壓型材5進行機械切割，該鋸片通過所述主驅(qū)動裝置7被驅(qū)動而進行旋轉(zhuǎn)運動。為了切斷所述擠壓型材5，該鋸片6沿Y方向穿過該擠壓型材5，此時，鋸片沿著進給軸1在Y軸方向上運動。在切斷時所述空心的擠壓型材具有一個界于200℃-600℃、尤其是500℃-600℃之間的溫度。
為了避免由于在切割過程中作用在擠壓型材5上的機械力引起擠壓型材變形或輪廓誤差，一個位于XZ平面里的平面板形式的托板4頂靠該擠壓型材5用于對其進行支承。該托板4承受在切割過程中由鋸片沿Y方向施加到擠壓型材5上的機械力并因此防止擠壓型材5的輪廓變形和變化。所述鋸片附加地裝備一個補償支承2形式的用于補償軸向間隙的裝置，以便補償在切割過程中擠壓型材5在Z方向上的運動。此外，所述機械手臂3在保持其對于擠壓型材5的相對位置的情況下與擠壓型材5一起在Z方向上移動。一個(未示出)的控制中心負(fù)責(zé)控制所述機械手臂，該控制中心感知擠壓型材準(zhǔn)確的進程。在切割過程中，機械手臂3對應(yīng)于運動的擠壓型材的運動與鋸片切割擠壓型材5的運動由于存在Y方向上的進給軸1而斷開耦聯(lián)。
主要是在切割厚的型材時，在擠壓流程中所述機械手臂3才與運動的擠壓型材同步運動，這種型材需要相對更長的切割時間，和/或也可考慮采用快速的擠壓速度。但是通常由鋸片6的補償支承2所達(dá)到的軸向間隙補償能力已經(jīng)足以避免在切割過程中由于切割工具與擠壓型材的不同運動方向所造成的對鋸片6和/或擠壓型材5的損傷。
通過按照本發(fā)明的方法無論如何可以保證，可以快速而精確地在擠壓流程中將擠壓型材切割成所期望的長度，而不必容忍對輪廓的不利影響。與傳統(tǒng)的切斷方法相比明顯縮短了成型工件的總加工時間，在單位時間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)更多的工件數(shù)量，這對本發(fā)明方法的經(jīng)濟性具有積極的影響。
權(quán)利要求
1.一種用于在擠壓流程中切斷一個空心擠壓型材的方法，其中，該擠壓型材在被擠壓出來之后，在所述成型的擠壓過程的同時或者直接在成型的擠壓過程之后通過一個垂直于所述擠壓方向作用于該擠壓型材上的力被彎曲，其中，一個作為拉力或壓力的分力在所述成型的擠壓過程中作用于所產(chǎn)生的空心型材壁的橫截面上，其特征在于，所述彎曲的擠壓型材在所述擠壓流程中通過一個鋸刀的機械作用被切斷，其中在切斷過程中施加到該擠壓型材上的作用力被一個頂靠該擠壓型材的支承裝置這樣來平衡，使得防止彎曲的擠壓型材變形，其中，所述擠壓型材由一種鋁合金或鎂合金制成并在切斷時具有一個界于200℃-600℃之間的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述擠壓型材在切斷時具有一個界于500℃-600℃之間的溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋸刀在一個導(dǎo)向工具上被導(dǎo)引。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述鋸刀支承在所述導(dǎo)向工具上。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)向工具支承在所述鋸刀上。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，這樣設(shè)計所述鋸刀尺寸，使得所述擠壓型材的整個橫截面被鋸刀的切割深度覆蓋。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋸刀配設(shè)有一個用于在擠壓方向上補償間隙的裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋸刀在切割過程中隨所述擠壓型材一起移動。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)向工具是一個機器人，該機器人具有一個根據(jù)所述擠壓型材的運動情況和/或彎曲情況可實施自動控制的機械手臂。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述鋸刀通過所述機械手臂定位在一個靠近所述擠壓型材的可選擇的位置上。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述鋸刀與一個與機械手臂一起移動的導(dǎo)向裝置相關(guān)地實現(xiàn)進給。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述鋸刀相對于所述機械手臂在一維方向上實現(xiàn)進給。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由鋁合金制成的擠壓型材在切斷過程中的擠壓速度界于10至30m/min之間的范圍內(nèi)，尤其界于20至30m/min之間。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述擠壓速度約為25m/min。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由鎂合金制成的擠壓型材的擠壓速度在切斷過程中界于1至5m/min之間的范圍內(nèi)，尤其界于2至3m/min之間。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述擠壓型材在切割過程中的切割時間最長為4秒。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在所述切割過程中的切割時間大約為2秒。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在切斷具有不同橫截面的一種擠壓型材時在切割過程中的單位時間切削量是基本恒定的。
全文摘要
本發(fā)明一種用于在擠壓流程中切斷一個空心擠壓型材的方法，其中，該擠壓型材在被擠壓出來之后，在成型的擠壓過程的同時或者直接在成型的擠壓過程之后通過一個垂直于所述擠壓方向作用于該擠壓型材上的力被彎曲，以及一個作為拉力或壓力的分力在所述成型的擠壓過程中作用于所產(chǎn)生的空心型材壁的橫截面上。在此，所述彎曲的擠壓型材在所述擠壓流程中通過一個鋸刀的機械作用被切斷，其中，在所述切斷過程中施加到所述擠壓型材上的作用力被一個頂靠該擠壓型材的支承裝置這樣來平衡，使得防止所述彎曲的擠壓型材變形，其中，所述擠壓型材由一種鋁合金或鎂合金制成并在切斷時具有一個界于200℃－600℃之間的溫度。
文檔編號B21C23/12GK1514750SQ03800359
公開日2004年7月21日 申請日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月5日
發(fā)明者阿爾夫·伯肯斯托克, 馬庫斯·簡德沃思, 保羅·欣茲曼, 簡德沃思, 欣茲曼, 阿爾夫 伯肯斯托克 申請人:Wkw厄布斯洛機動車有限責(zé)任公司