本實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、高比強度、表面易處理等特點，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行彎曲成型。但因?qū)饘傩筒呐髁线M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)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(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。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

本實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，用于對所述金屬型材進行彎曲成型；

切斷裝置，用于對所述彎曲成型后的金屬型材進行切斷；

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行；和

計算機操作平臺，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)。

進一步地，所述成形裝置為輥彎機、拉彎機、壓彎機和繞彎機中的一種或幾種的組合。

進一步地，所述切斷裝置為載斷機或剪切機。

進一步地，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。

進一步地，所述擠壓裝置為金屬型材擠壓機，所述金屬型材擠壓機包括擠壓軸、擠壓筒、鋁坯和擠壓模具。

本實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：

本實用新型的金屬型材同步成型系統(tǒng)，通過對從成形裝置的各軸工藝位置和切割型材兩方面進行了改造，通過對這兩方面的改造，在保證金屬型材的強度的前提下，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為本實用新型一種金屬型材同步成型系統(tǒng)中輥彎機的成形示意圖；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為本實用新型一種金屬型材同步成型系統(tǒng)中繞彎機的成形示意圖；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為本實用新型一種金屬型材同步成型系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實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，用于對金屬型材進行彎曲成型；切斷裝置，用于對彎曲成型后的金屬型材進行切斷；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行；和計算機操作平臺，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，成形裝置為輥彎機、拉彎機、壓彎機和繞彎機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，對彎形工藝進行進一步說明：

(1)輥彎成形工藝

a、輥彎成形工作原理:輥彎機一般分為立式輥彎機和臥式輥彎機。立式輥彎機上料操作方便，對于長大工件則宜采用臥式，如圖2a-2c所示，可通過計算機操作平臺預(yù)先構(gòu)建金屬型材成型前和/或成型后的結(jié)構(gòu)，然后利用對可編程序控制器輥彎機的第一輥輪軸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機精確控制，液壓馬達(dá)系統(tǒng)驅(qū)動各軸的聯(lián)動，通過可編程序控制器(PLC)控制各輥輪軸伺服電動機進行動作。在設(shè)備各輥輪軸對工件進行輥彎的同時，設(shè)備上的編碼器實時監(jiān)測工件第一輥輪軸21、第二輥輪軸22和第三輥輪軸23的弧長并將數(shù)據(jù)進行反饋給PLC控制器系統(tǒng)，設(shè)備根據(jù)設(shè)定程序進行多次往復(fù)輥彎或多弧度輥彎的軌跡運動。

b、輥彎成形工藝特點:輥彎機一般多數(shù)用來單圓弧工件的制作，模具制作周期短，投入成本低，操作簡單。對于多圓弧工件，數(shù)控輥彎機可以實現(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弧段變形程度不同，反彈不均，生產(chǎn)時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)到材料屈服強度。第二步，拉彎機回轉(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動而使材料成形。第三步，根據(jù)材料變形回彈情況增加補拉伸。

b、拉彎成形工藝關(guān)鍵技術(shù):拉彎工件的弧度設(shè)計原則以不超過材料的伸長率為限度，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對材料施加壓力，通過壓彎模具對材料產(chǎn)生彎矩，使材料發(fā)生彎曲形成一定的角度和曲率。

b、壓彎工藝幾個關(guān)鍵技術(shù)要點：①壓彎模具的設(shè)計要充分考慮材料的變形趨勢和反彈量；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對于斷面形狀不對稱型材，壓彎時要充分考慮防止側(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帶動外輥輪24繞內(nèi)輥輪21做回轉(zhuǎn)運動，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做圓周運動并帶動成型型材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)采用的載斷機或剪切 機，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，該金屬型材擠壓機包括擠壓軸、擠壓筒、鋁坯和擠壓模具。

如圖4所示，作為一個優(yōu)選實施例，本實施例提供的一種金屬型材同步成型系統(tǒng)主要包括計算機操作平臺(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，先根據(jù)工件形狀要求利用計算機操作平臺對成形裝置中的滾輪的旋轉(zhuǎn)角度和位移進行設(shè)計；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整體滾輪模具組進行實時監(jiān)測，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。

本實施例的金屬型材同步成型系統(tǒng)，在保證金屬型材的強度的前提下，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。為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明從輥彎機各軸工藝位置和切割型材兩方面進行了改造。通過對這兩方面的改造，使得生產(chǎn)成本降低的同時也實現(xiàn)了型材彎曲的多樣化。

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