專利名稱：一種熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輥彎成形技術(shù)及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
目前的輥彎成型產(chǎn)品斷面形狀日益復(fù)雜，常規(guī)輥彎工藝在生產(chǎn)鎂合金、鋁合金和高強(qiáng)度鋼等輥彎型材產(chǎn)品時(shí)，遇到了難以克服的困難。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)行塑性變形帶來困難，當(dāng)達(dá)到最大變形程度時(shí)，很容易導(dǎo)致型材破裂，使得成形無法繼續(xù)進(jìn)行。以航天航空器材為例，這類結(jié)構(gòu)首要問題是重量。鈦合金具有極佳的強(qiáng)/重比，良好的韌性、耐蝕和耐疲勞性能，因此大量使用于飛機(jī)制造，以減輕重量。但鈦材輥彎成型性能不好，應(yīng)在650-800°C熱彎成型。另外，任何材料在成型彎曲半徑極小時(shí)重量最輕。飛機(jī)構(gòu)架型材各彎曲部位都要求達(dá)到最小曲率半徑，因而需采用熱輔助輥彎成型工藝才容易達(dá)到加工要求。與常規(guī)輥彎成型技術(shù)相比，熱輔助輥彎成型技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。經(jīng)過加熱處理后的板材硬度低，延展性能好，易加工，很好的解決了板材加工過程中型材破裂的問題，更易對由于加工硬化而難成型的鎂合金、鋁合金和高強(qiáng)度鋼等板材進(jìn)行加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)，解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:—種熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)，包括變截面輥彎成型系統(tǒng)、電磁輔助加熱系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；所述變截面輥彎成型系統(tǒng)按照板材的加工順序依次包括開卷機(jī)、矯直機(jī)、送料機(jī)、變截面輥彎成型機(jī)組和飛剪機(jī)；所述電磁輔助加熱系統(tǒng)包括高頻爐和測溫傳感器；所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括變截面輥彎成型控制系統(tǒng)和電磁輔助加熱控制系統(tǒng)；所述開卷機(jī)、所述矯直機(jī)、所述送料機(jī)、所述變截面輥彎成型機(jī)組和所述飛剪機(jī)均連接到所述變截面輥彎成型控制系統(tǒng)，所述高頻爐和所述測溫傳感器均連接到所述電磁輔助加熱控制系統(tǒng)，所述變截面輥彎成型控制系統(tǒng)和所述電磁輔助加熱控制系統(tǒng)通訊連接。所述測溫傳感器為高溫紅外測溫傳感器。還包括設(shè)置在所述飛剪機(jī)后的碼垛裝置，所述碼垛裝置也連接到所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。所述高頻爐為可更換不同尺寸加熱線圈的可調(diào)功率高頻爐。所述高頻爐的加熱功率為20KW-30KW。一種熱輔助變截面輥彎成型方法，包括步驟如下:第一步，板材依次經(jīng)過開卷機(jī)、矯直機(jī)和送料機(jī)后進(jìn)入高頻爐；第二步，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制所述高頻爐對所述板材進(jìn)行加熱，加熱后的所述板材的溫度達(dá)300°C -800°C ；第三步，加熱后的所述板材進(jìn)入變截面輥彎成型機(jī)組進(jìn)行三維變截面輥彎成型，然后經(jīng)過飛剪機(jī)剪切成額定長度的零件。還包括第四步，通過碼垛裝置將剪切好的所述零件放置在預(yù)定位置。根據(jù)所述板材加工過程中的不同前進(jìn)速度，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述高頻爐的加熱功率，使所述板材在前進(jìn)過程中加熱到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度。當(dāng)測溫傳感器測得的所述板材溫度低于所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機(jī)組停止運(yùn)行并且保持所述高頻爐繼續(xù)運(yùn)行或提高所述高頻爐的加熱溫度，待所述板材的溫度達(dá)到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所述輥彎成形機(jī)組，對所述板材進(jìn)行加工；當(dāng)測溫傳感器測得的所述板材溫度高于所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機(jī)組停止運(yùn)行并關(guān)閉所述高頻爐或調(diào)低所述高頻爐的加熱溫度，待所述板材的溫度達(dá)到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所述輥彎成形機(jī)組，對所述板材進(jìn)行加工。所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度為300°C -SOO0C。本發(fā)明涉及一種熱輔助變截面輥彎成型機(jī)，屬于輥彎成形技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域；熱輔助變截面輥彎成型機(jī)，其組成包括截面輥彎成型系統(tǒng)、電磁輔助加熱系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；按照板材的加工順序依次為開卷機(jī)、矯直機(jī)、送料機(jī)、高頻爐、高溫紅外測溫傳感器、變截面輥彎成型機(jī)組、飛剪機(jī)；在板材成型過程中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)首先控制電磁輔助加熱系統(tǒng)對板材進(jìn)行加熱，然后控制住變截面輥彎成型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)板材的輥彎成型；通過本發(fā)明，可以對板材進(jìn)行加熱處理，使得板材硬度降低，延展性提高，易加工，很好的解決了板材加工過程中型材破裂的問題，更易對由于加工硬化而難成形的鎂合金、鋁合金和高強(qiáng)度鋼等輥彎型材進(jìn)行加工。 本發(fā)明的有益效果可以總結(jié)如下:1，本發(fā)明可減輕鎂合金、鋁合金和高強(qiáng)度鋼等板材的加工硬化現(xiàn)象，提高板材的成形極限，降低材料的變形抗力，增加材料流動的均勻性、韌性和延展性，提高了板材的成形性能；2，本發(fā)明降低了輥彎成形機(jī)組的機(jī)械負(fù)荷，減少了輥彎成形過程中的成形道次，節(jié)省了成形工藝，提高了經(jīng)濟(jì)效益；3，本發(fā)明加熱處理后的板材硬度低，加工容易，延展性能好，很好的解決了金屬型材加工過程中型材破裂的問題，更易對鎂合金、鋁合金、高強(qiáng)鋼進(jìn)行加工。


圖1是本發(fā)明所提供的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖；其中，I開卷機(jī)，2矯直機(jī)，3送料機(jī)，4、板材，5、加熱線圈，6、高溫紅外測溫傳感器，
7、變截面輥彎成型機(jī)組，8、飛剪機(jī)，9、碼垛裝置，10、高頻爐。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示的一種熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)，包括變截面輥彎成型系統(tǒng)、電磁輔助加熱系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；所述變截面輥彎成型系統(tǒng)按照板材4的加工順序依次包括開卷機(jī)1、矯直機(jī)2、送料機(jī)3、變截面輥彎成型機(jī)組7和飛剪機(jī)8 ;所述電磁輔助加熱系統(tǒng)包括高頻爐10和測溫傳感器；所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括變截面輥彎成型控制系統(tǒng)和電磁輔助加熱控制系統(tǒng)；所述開卷機(jī)1、所述矯直機(jī)2、所述送料機(jī)3、所述變截面輥彎成型機(jī)組7和所述飛剪機(jī)8均連接到所述變截面輥彎成型控制系統(tǒng)，所述高頻爐10和所述測溫傳感器均連接到所述電磁輔助加熱控制系統(tǒng)，所述變截面輥彎成型控制系統(tǒng)和所述電磁輔助加熱控制系統(tǒng)通訊連接。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述測溫傳感器為高溫紅外測溫傳感器6。所述熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述飛剪機(jī)8后的碼垛裝置9，所述碼垛裝置9也連接到所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述高頻爐10為可更換不同尺寸加熱線圈5的可調(diào)功率高頻爐。所述高頻爐10的加熱功率為20KW-30KW。一種熱輔助變截面輥彎成型方法，包括步驟如下:第一步，板材4依次經(jīng)過開卷機(jī)1、矯直機(jī)2和送料機(jī)3后進(jìn)入高頻爐10 ；第二步，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制所述高頻爐10對所述板材4進(jìn)行加熱，加熱后的所述板材4的溫度達(dá)300°C -800°C ；第三步，加熱后的所述板材4進(jìn)入變截面輥彎成型機(jī)組7進(jìn)行三維變截面輥彎成型，然后經(jīng)過飛剪機(jī)8剪切成額定長度的零件。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述熱輔助變截面輥彎成型方法還包括第四步，通過碼垛裝置9將剪切好的所述零件放置在預(yù)定位置。在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，根據(jù)所述板材4加工過程中的不同前進(jìn)速度，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述高頻爐10的加熱功率，使所述板材4在前進(jìn)過程中加熱到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度。當(dāng)測溫傳感器測得的所述板材4溫度低于所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機(jī)組停止運(yùn)行并且保持所述高頻爐10繼續(xù)運(yùn)行或提高所述高頻爐10的加熱溫度，待所述板材4的溫度達(dá)到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所述輥彎成形機(jī)組，對所述板材4進(jìn)行加工；當(dāng)測溫傳感器測得的所述板材4溫度高于所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機(jī)組停止運(yùn)行并關(guān)閉所述高頻爐10或調(diào)低所述高頻爐10的加熱溫度，待所述板材4的溫度達(dá)到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所述輥彎成形機(jī)組，對所述板材4進(jìn)行加工。在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度為300°C _800°C。如圖1所示的一種熱輔助變截面輥彎成型機(jī)，包含變截面輥彎成型系統(tǒng)、電磁輔助加熱系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；其中輥彎成型系統(tǒng)按照板材的加工順序包含開卷機(jī)1、矯直機(jī)2、送料機(jī)3、變截面輥彎成型機(jī)組7、飛剪機(jī)8 ;開卷機(jī)I和矯直機(jī)2共同完成板材的開卷和校平工作；送料機(jī)3將校平的板材4輸送入高頻爐加熱線圈5中并最終進(jìn)入變截面輥彎成型機(jī)組7 ;變截面輥彎成型機(jī)組7將板材4輥彎成設(shè)計(jì)的形狀；飛剪機(jī)8將成型后的板材剪切成要求尺寸；其中電磁輔助加熱系統(tǒng)包含高頻爐10、高溫紅外測溫傳感器6 ;高頻爐10安裝在送料機(jī)3和變截面輥彎成型機(jī)組7之間，對進(jìn)行輥彎變形之前的板材4進(jìn)行加熱；高溫紅外測溫傳感器6也安裝在送料機(jī)3和變截面輥彎成型機(jī)組7之間，對板材4的變形區(qū)域進(jìn)行測溫；其中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包含變截面輥彎成型控制系統(tǒng)、電磁輔助加熱控制系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)首先控制電磁輔助加熱系統(tǒng)對板材4進(jìn)行加熱，然后控制住變截面輥彎成型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)板材的輥彎成型；在該機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行過程中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制板材開卷，校平后進(jìn)入送料機(jī)3，送料機(jī)3將板材4送入高頻爐10的加熱線圈5中進(jìn)行加熱，加熱到設(shè)定溫度后板材進(jìn)入輥彎成型機(jī)組，變截面輥彎成型機(jī)組實(shí)現(xiàn)板材的三維變截面輥彎成型，變形后的板材通過飛剪機(jī)8剪切成額定長度的零件，最后通過碼垛裝置9將剪切好的零件放置在預(yù)定位置。如圖1本發(fā)明中電磁輔助加熱系統(tǒng)中高頻爐10的加熱功率為20-30KW，加熱后板材的溫度300-800°C ;電磁輔助加熱系統(tǒng)中高溫紅外測溫傳感器6，通過非接觸方式實(shí)現(xiàn)板材成型位置溫度的實(shí)時(shí)測量；本發(fā)明中所述的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的控制板材的加熱和輥彎成型，板材進(jìn)入所述電磁輔助加熱系統(tǒng)加熱，若所述電磁輔助加熱系統(tǒng)的高溫紅外測溫儀測得的板材溫度低于所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機(jī)停止運(yùn)行，待所述加熱系統(tǒng)中的板材的溫度達(dá)到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)所述輥彎成形機(jī)，對板材進(jìn)行加工。綜上所述，本發(fā)明所述的一種熱變截面輥彎成型機(jī)，將高頻爐為熱源引進(jìn)如設(shè)備中，對板材進(jìn)行加熱，從而解決鎂合金、鋁合金和高強(qiáng)度鋼等板材由于加工硬化而難成形的問題。以上通過具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述 了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括變截面輥彎成型系統(tǒng)、電磁輔助加熱系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；所述變截面輥彎成型系統(tǒng)按照板材的加工順序依次包括開卷機(jī)、矯直機(jī)、送料機(jī)、變截面輥彎成型機(jī)組和飛剪機(jī)；所述電磁輔助加熱系統(tǒng)包括高頻爐和測溫傳感器；所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括變截面輥彎成型控制系統(tǒng)和電磁輔助加熱控制系統(tǒng)； 所述開卷機(jī)、所述矯直機(jī)、所述送料機(jī)、所述變截面輥彎成型機(jī)組和所述飛剪機(jī)均連接到所述變截面輥彎成型控制系統(tǒng)，所述高頻爐和所述測溫傳感器均連接到所述電磁輔助加熱控制系統(tǒng)，所述變截面輥彎成型控制系統(tǒng)和所述電磁輔助加熱控制系統(tǒng)通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述測溫傳感器為高溫紅外測溫傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述飛剪機(jī)后的碼垛裝置，所述碼垛裝置也連接到所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻爐為可更換不同尺寸加熱線圈的可調(diào)功率高頻爐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻爐的加熱功率為20KW-30KW。
6.一種熱輔助變截面輥彎成型方法，其特征在于，包括步驟如下: 第一步，板材依次經(jīng)過開卷機(jī)、矯直機(jī)和送料機(jī)后進(jìn)入高頻爐； 第二步，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制所述高頻爐對所述板材進(jìn)行加熱，加熱后的所述板材的溫度達(dá) 300°C -800°C ； 第三步，加熱后的所述板材進(jìn)入變截面輥彎成型機(jī)組進(jìn)行三維變截面輥彎成型，然后經(jīng)過飛剪機(jī)剪切成額定長度的零件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱輔助變截面輥彎成型方法，其特征在于，還包括第四步，通過碼垛裝置將剪切好的所述零件放置在預(yù)定位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱輔助變截面輥彎成型方法，其特征在于，根據(jù)所述板材加工過程中的不同前進(jìn)速度，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述高頻爐的加熱功率，使所述板材在前進(jìn)過程中加熱到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱輔助變截面輥彎成型方法，其特征在于，當(dāng)測溫傳感器測得的所述板材溫度低于所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機(jī)組停止運(yùn)行并且保持所述高頻爐繼續(xù)運(yùn)行或提高所述高頻爐的加熱溫度，待所述板材的溫度達(dá)到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所述輥彎成形機(jī)組，對所述板材進(jìn)行加工； 當(dāng)測溫傳感器測得的所述板材溫度高于所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機(jī)組停止運(yùn)行并關(guān)閉所述高頻爐或調(diào)低所述高頻爐的加熱溫度，待所述板材的溫度達(dá)到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所述輥彎成形機(jī)組，對所述板材進(jìn)行加工。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱輔助變截面輥彎成型方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)定的溫度為300°C -800°C。
全文摘要
一種熱輔助變截面輥彎成型機(jī)系統(tǒng)及其方法，其系統(tǒng)中，變截面輥彎成型系統(tǒng)按照板材的加工順序依次包括開卷機(jī)、矯直機(jī)、送料機(jī)、變截面輥彎成型機(jī)組和飛剪機(jī)；電磁輔助加熱系統(tǒng)包括高頻爐和測溫傳感器；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括變截面輥彎成型控制系統(tǒng)和電磁輔助加熱控制系統(tǒng)；開卷機(jī)、矯直機(jī)、送料機(jī)、變截面輥彎成型機(jī)組和飛剪機(jī)均連接到變截面輥彎成型控制系統(tǒng)，高頻爐和測溫傳感器均連接到電磁輔助加熱控制系統(tǒng)，變截面輥彎成型控制系統(tǒng)和電磁輔助加熱控制系統(tǒng)通訊連接。本發(fā)明可減輕鎂合金、鋁合金和高強(qiáng)度鋼等板材的加工硬化現(xiàn)象，提高板材的成形極限，降低材料的變形抗力，增加材料流動的均勻性、韌性和延展性，提高了板材的成形性能。
文檔編號B21D5/08GK103230969SQ20131017399
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者李強(qiáng), 朱新波, 錢波, 王海波, 閻昱 申請人:北方工業(yè)大學(xué)