專利名稱：用于制造多個(gè)彎曲的擠壓型材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于用輕金屬或者輕金屬合金制造多個(gè)彎曲的擠壓型材的方法。這些擠壓型材可具有復(fù)雜的空心型材橫截面，對(duì)此尤其理解為具有大的壁厚差別的擠壓型材，但也理解為關(guān)于擠壓型材的外切圓具有小的壁強(qiáng)度的擠壓型材。
例如在汽車制造中，這種型材件例如用作結(jié)構(gòu)元件，如窗框及車頂梁，或者用作裝飾性部件，如裝飾條及隔板。
為了同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)擠壓型材，由WO 94/04291 A1公開了，使用一種具有四個(gè)鏡像對(duì)稱地設(shè)置的用于型材的穿通孔的擠壓模具。
在制造彎曲的擠壓型材時(shí)，傳統(tǒng)上通過滾彎或折彎來彎曲單根型材。在此缺點(diǎn)是，制造時(shí)的生產(chǎn)率依賴于擠壓時(shí)所使用的擠壓速度。但是，擠壓速度的升高受到由此所需的擠壓壓力提高及與此相聯(lián)系的擠壓裝置布局的限制。尤其對(duì)于難于擠壓的合金或者從擠壓裝置排出的速度小的合金、如鎂或鎂的合金或難于擠壓的鋁合金(例如7000系列合金)更是如此。
本發(fā)明的任務(wù)是，這樣改善所述類型的方法，使得提高擠壓裝置的生產(chǎn)率。
該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的用于由輕金屬或者輕金屬合金制造多個(gè)彎曲的擠壓型材的方法來解決。
擠壓型材的曲率的“符號(hào)”在此應(yīng)在通常的數(shù)學(xué)意義上理解，即如果擠壓型材沿著反時(shí)針方向彎曲，則在擠壓方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)該擠壓型材正彎曲，而負(fù)曲率表示沿著順時(shí)針方向的彎曲。兩個(gè)擠壓型材的具有相反符號(hào)的曲率由此意味著，一個(gè)擠壓型材在正方向上彎曲，而另一個(gè)擠壓型材在負(fù)方向上彎曲。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的這種定義中引入了一個(gè)觀察平面，因?yàn)檫@些擠壓型材不僅可在包含擠壓方向的平面內(nèi)仿佛二維地彎曲，而且一般可在空間中三維地彎曲。
根據(jù)本發(fā)明的方法具有優(yōu)點(diǎn)，即通過擠壓及彎曲多個(gè)擠壓型材可提高制造擠壓型材時(shí)的生產(chǎn)率。因?yàn)檫@些擠壓型材這樣設(shè)置有曲率，使得一個(gè)擠壓型材的曲率與另一個(gè)擠壓型材的曲率相反，所以在彎曲過程中可以在沒有相互妨礙的情況下同時(shí)彎曲這些擠壓型材。由此，通過借助于根據(jù)本發(fā)明的方法擠壓及彎曲例如兩個(gè)擠壓型材就已經(jīng)可以大致預(yù)計(jì)生產(chǎn)率增加一倍。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)有利的實(shí)施形式中，擠壓型材被彎曲具有大小相同的曲率但具有相反的符號(hào)。如在通常的數(shù)學(xué)意義上那樣，曲率的“大小”應(yīng)指曲率半徑的倒數(shù)值。因此，擠壓型材的具有相反符號(hào)及相同大小的曲率意味著這些擠壓型材鏡像對(duì)稱地彎曲。如果這些擠壓型材還在它們的橫截面形狀中呈鏡像對(duì)稱，則由此可以用這些擠壓型材有利地制造鏡像對(duì)稱的工件，例如左工件和右工件，或者前工件和后工件。在現(xiàn)有技術(shù)中通常只是一個(gè)接一個(gè)地?cái)D壓?jiǎn)胃筒?，與現(xiàn)有技術(shù)不同，避免了很費(fèi)時(shí)間地且由此很費(fèi)成本地更換用于批量擠壓例如左型材件和右型材件的擠壓工具。此外簡(jiǎn)化了繼續(xù)處理及倉庫管理，因?yàn)橐赃@種方式可以直接共同地制造、繼續(xù)處理及儲(chǔ)存左-右或者前-后配套的型材件。此外保證了用相同的原材料且在相同的加工條件下制造配套的型材件，由此，在材料特性或者過程條件方面的可能的波動(dòng)對(duì)于配套的型材件沒有影響。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)有利的實(shí)施形式中，這樣構(gòu)造擠壓模具，使得成形至少兩個(gè)上下疊置的擠壓型材。接著同時(shí)并且以符號(hào)相同的曲率彎曲所述至少兩個(gè)上下疊置的擠壓型材。換言之，僅僅正地或僅僅負(fù)地彎曲這些上下疊置的擠壓型材。如果由擠壓模具成形例如總共四個(gè)擠壓型材，則兩個(gè)上下疊置的擠壓型材具有正的曲率，而另外兩個(gè)上下疊置的擠壓型材具有負(fù)的曲率。由此與傳統(tǒng)的單根擠壓相比基本上可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率達(dá)到四倍。
這些上下疊置的擠壓型材可有利地不僅具有符號(hào)相同的曲率，而且具有大小相同的曲率。這在加工工藝上意味著以相同的方式并且尤其也用單個(gè)的、被設(shè)計(jì)用于處理多個(gè)擠壓型材的導(dǎo)向工具彎曲這種上下疊置的擠壓型材。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)有利的實(shí)施形式中，不是折彎而是滾彎這些擠壓型材。在滾彎時(shí)，與成形擠壓過程同時(shí)地或者在成形擠壓過程緊之后通過一個(gè)橫向于擠壓方向作用在型材上的力彎曲這些擠壓型材，該力導(dǎo)致型材在從擠壓模具排出時(shí)就已彎曲。更確切地觀察到，該作用力的通過擠壓型材引入的反作用在成形區(qū)中發(fā)生，其中在擠壓型材從擠壓模具排出時(shí)，作為拉力或者壓力的力分量導(dǎo)致塑性狀態(tài)中的擠壓型材彎曲。通過該作用力增加了已彎曲的擠壓型材的外側(cè)上的材料流，而已彎曲的擠壓型材的內(nèi)側(cè)上的材料流減少。通過滾彎制造的已彎曲的工件具有這樣的型材橫截面，這些型材橫截面與在直線擠壓中所產(chǎn)生的型材橫截面相同。尤其是這種滾彎由此也可以彎曲復(fù)雜的空心型材橫截面。
在歐洲專利EP 0 706 843 B1中描述了工件的滾彎，在此完全參考該專利的公開內(nèi)容。
此外，根據(jù)本發(fā)明可以以有利的方式由一個(gè)唯一的切斷工具切斷已彎曲的擠壓型材，其中該切斷工具實(shí)際上設(shè)置在擠壓裝置的擠壓軸線的延伸部上。在這樣地設(shè)置該切斷工具時(shí)可通過該切斷工具在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)基座上的單純的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)切斷例如兩個(gè)排出的具有符號(hào)相反的曲率的擠壓型材。
在用鎂或者鎂合金或者難于擠壓的鋁合金來擠壓擠壓型材時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的方法可特別有利地用于提高生產(chǎn)率，因?yàn)橛眠@些材料制成的擠壓型材由于從擠壓模具排出的速度特別低而突出。
此外優(yōu)選的是，這些擠壓型材在從模具排出時(shí)在折彎之前這樣偏轉(zhuǎn)，使得型材排出方向與彎曲工件的之后的彎曲相反地傾斜向前延伸。由此在擠壓出口的尺寸、尤其是前橫梁的開口錐的直徑的尺寸給定的情況下，可以獲得較大的曲率半徑。在國(guó)際專利申請(qǐng)WO 01/58613A1中提出了這種方法，在該文獻(xiàn)中在用于制造彎曲的工件的擠壓裝置中提出按照該段排出方向傾斜地構(gòu)造或設(shè)置模具的和/或模芯件的產(chǎn)生排出的段的導(dǎo)向面。請(qǐng)參考WO 01/58613 A1的全部公開內(nèi)容。
現(xiàn)在借助于一個(gè)實(shí)施例參照附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的用于擠壓及滾彎多個(gè)擠壓型材的裝置的透視圖。
圖1中示出了具有一個(gè)前橫梁2的擠壓裝置1。從前橫梁2的開口錐3排出由輕金屬或者輕金屬合金制成的擠壓型材4、5。通過一個(gè)在直線軸7上被導(dǎo)向的導(dǎo)向工具6來滾彎擠壓型材4。通過一個(gè)在直線軸9上被導(dǎo)向的導(dǎo)向工具8來滾彎擠壓型材5。在此，通過導(dǎo)向工具6或8在擠壓型材5或4上與成形擠壓過程同時(shí)地或直接在成形擠壓過程之后施加一個(gè)橫向于擠壓方向作用在型材上的力，該力導(dǎo)致型材在從擠壓模具排出時(shí)就已彎曲。因?yàn)樵撈鹱饔玫牧Φ耐ㄟ^擠壓型材引入的反作用在成形區(qū)中發(fā)生，所以作為拉力或者壓力的力分量導(dǎo)致擠壓型材在其從擠壓模具排出時(shí)即在塑性狀態(tài)中彎曲。
這兩個(gè)擠壓型材4、5由此在一個(gè)包含所述擠壓方向的水平面中被設(shè)置符號(hào)相反的曲率，即，擠壓型材5在擠壓方向上正彎曲，而擠壓型材4負(fù)彎曲。
通過一個(gè)唯一的承載著切斷鋸10的分離機(jī)器手11以期望的方式來切斷這兩個(gè)擠壓型材4、5。切斷鋸10可通過擺動(dòng)臂在這兩個(gè)擠壓型材4、5之間擺動(dòng)，其中該擺動(dòng)臂可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在分離機(jī)械手11的轉(zhuǎn)動(dòng)底座12上。擠壓型材4、5在從擠壓裝置1排出之后在導(dǎo)向面13、14上(出口臺(tái))被導(dǎo)向。在擠壓裝置1與導(dǎo)向面13、14之間的中間空間中進(jìn)行擠壓型材4、5的切斷。
權(quán)利要求
1.一種用于制造多個(gè)彎曲的擠壓型材的方法，這些擠壓型材用輕金屬或者輕金屬合金制成，其特征在于，該方法具有下面的步驟在使用一個(gè)擠壓裝置的情況下同時(shí)擠壓至少兩個(gè)在橫截面形狀中鏡像對(duì)稱的擠壓型材，該擠壓裝置包括一個(gè)擠壓工具，該擠壓工具具有一個(gè)成形所述至少兩個(gè)擠壓型材的擠壓模具；同時(shí)彎曲所述至少兩個(gè)擠壓型材，其中，在擠壓方向上及在一個(gè)包含該擠壓方向的水平觀察平面上觀察，這些擠壓型材中至少一個(gè)擠壓型材或者所述至少一個(gè)擠壓型材在該觀察平面上的投影以一個(gè)曲率彎曲，該曲率具有與至少另一個(gè)擠壓型材或者所述至少另一個(gè)擠壓型材在該觀察平面上的投影彎曲時(shí)的曲率相反的符號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，這些擠壓型材以大小相同的曲率彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少兩個(gè)上下疊置的擠壓型材由該擠壓模具成形并且同時(shí)以符號(hào)相同的曲率彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少兩個(gè)上下疊置的擠壓型材以大小相同的曲率彎曲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少兩個(gè)上下疊置的擠壓型材通過一個(gè)唯一的彎曲工具彎曲。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，這些擠壓型材與橫截面成形擠壓過程一起或者直接在橫截面成形擠壓過程之后通過一個(gè)橫向于擠壓方向作用在這些擠壓型材上的力來滾彎，其中，作為拉力或者壓力的力分量在橫截面成形擠壓過程中使擠壓型材在擠壓型材從擠壓模具排出時(shí)彎曲。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于已彎曲的擠壓型材被一個(gè)唯一的切斷工具切斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該切斷工具布置在該擠壓裝置的擠壓軸線的延伸部上。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于擠壓用鎂或者鎂合金或難于擠壓的鋁合金制成的擠壓型材。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于這些擠壓型材在從模具排出時(shí)在折彎之前這樣偏轉(zhuǎn)，使得型材排出方向與彎曲工件的之后的彎曲相反地傾斜向前延伸。
全文摘要
一種用于制造多個(gè)彎曲的擠壓型材(4；5)的方法，這些擠壓型材用輕金屬或者輕金屬合金制成，其特征在于，該方法具有下面的步驟在使用一個(gè)擠壓裝置(1)的情況下同時(shí)擠壓至少兩個(gè)尤其是在橫截面形狀中鏡像對(duì)稱的擠壓型材(4；5)，該擠壓裝置包括一個(gè)擠壓工具(2)，該擠壓工具具有一個(gè)成形所述至少兩個(gè)擠壓型材(4；5)的擠壓模具；同時(shí)彎曲所述至少兩個(gè)擠壓型材(4；5)，其中，在擠壓方向上及在一個(gè)包含該擠壓方向的水平觀察平面上觀察，這些擠壓型材中至少一個(gè)擠壓型材(4)或者所述至少一個(gè)擠壓型材在該觀察平面上的投影以一個(gè)曲率彎曲，該曲率具有與至少另一個(gè)擠壓型材(5)或者所述至少另一個(gè)擠壓型材在該觀察平面上的投影彎曲時(shí)的曲率相反的符號(hào)。
文檔編號(hào)B21C23/12GK1859987SQ200480018644
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者阿爾夫·比肯施托克 申請(qǐng)人:Wkw埃爾布斯勒汽車有限公司