專利名稱：一種熱輔助變截面輥彎成型機系統(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、鋁合金和高強度鋼等輥彎型材產(chǎn)品時，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)致其強度、硬度升高，塑性、韌性降低，給板材繼續(xù)進行塑性變形帶來困難，當(dāng)達到最大變形程度時，很容易導(dǎo)致型材破裂，使得成形無法繼續(xù)進行。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/重比，良好的韌性、耐蝕和耐疲勞性能，因此大量使用于飛機制造，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重量最輕。飛機構(gòu)架型材各彎曲部位都要求達到最小曲率半徑，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、鋁合金和高強度鋼等板材進行加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種熱輔助變截面輥彎成型機系統(tǒng)，解決上述問題。為了實現(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)和計算機控制系統(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、矯直機、送料機、變截面輥彎成型機組和飛剪機；所述電磁輔助加熱系統(tǒng)包括高頻爐和測溫傳感器；所述計算機控制系統(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、所述矯直機、所述送料機、所述變截面輥彎成型機組和所述飛剪機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)置在所述飛剪機后的碼垛裝置，所述碼垛裝置也連接到所述計算機控制系統(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、矯直機和送料機后進入高頻爐；第二步，計算機控制系統(tǒng)控制所述高頻爐對所述板材進行加熱，加熱后的所述板材的溫度達300°C -800°C ；第三步，加熱后的所述板材進入變截面輥彎成型機組進行三維變截面輥彎成型，然后經(jīng)過飛剪機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速度，所述計算機控制系統(tǒng)實時調(diào)節(jié)所述高頻爐的加熱功率，使所述板材在前進過程中加熱到所述計算機系統(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算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，所述計算機系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機組停止運行并且保持所述高頻爐繼續(xù)運行或提高所述高頻爐的加熱溫度，待所述板材的溫度達到所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，繼續(xù)運轉(zhuǎn)所述輥彎成形機組，對所述板材進行加工；當(dāng)測溫傳感器測得的所述板材溫度高于所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，所述計算機系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機組停止運行并關(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到所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，繼續(xù)運轉(zhuǎn)所述輥彎成形機組，對所述板材進行加工。所述計算機系統(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，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，其組成包括截面輥彎成型系統(tǒng)、電磁輔助加熱系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)；按照板材的加工順序依次為開卷機、矯直機、送料機、高頻爐、高溫紅外測溫傳感器、變截面輥彎成型機組、飛剪機；在板材成型過程中，計算機控制系統(tǒng)首先控制電磁輔助加熱系統(tǒng)對板材進行加熱，然后控制住變截面輥彎成型系統(tǒng)實現(xiàn)板材的輥彎成型；通過本發(fā)明，可以對板材進行加熱處理，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、鋁合金和高強度鋼等輥彎型材進行加工。 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組的機械負荷，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、高強鋼進行加工。


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，2矯直機，3送料機，4、板材，5、加熱線圈，6、高溫紅外測溫傳感器，
7、變截面輥彎成型機組，8、飛剪機，9、碼垛裝置，10、高頻爐。
具體實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)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實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)和計算機控制系統(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1、矯直機2、送料機3、變截面輥彎成型機組7和飛剪機8 ;所述電磁輔助加熱系統(tǒng)包括高頻爐10和測溫傳感器；所述計算機控制系統(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1、所述矯直機2、所述送料機3、所述變截面輥彎成型機組7和所述飛剪機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系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述飛剪機8后的碼垛裝置9，所述碼垛裝置9也連接到所述計算機控制系統(tǒng)。在更加優(yōu)選的實施例中，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1、矯直機2和送料機3后進入高頻爐10 ；第二步，計算機控制系統(tǒng)控制所述高頻爐10對所述板材4進行加熱，加熱后的所述板材4的溫度達300°C -800°C ；第三步，加熱后的所述板材4進入變截面輥彎成型機組7進行三維變截面輥彎成型，然后經(jīng)過飛剪機8剪切成額定長度的零件。 在優(yōu)選的實施例中，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)選的實施例中，根據(jù)所述板材4加工過程中的不同前進速度，所述計算機控制系統(tǒng)實時調(diào)節(jié)所述高頻爐10的加熱功率，使所述板材4在前進過程中加熱到所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度。當(dāng)測溫傳感器測得的所述板材4溫度低于所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，所述計算機系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機組停止運行并且保持所述高頻爐10繼續(xù)運行或提高所述高頻爐10的加熱溫度，待所述板材4的溫度達到所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，繼續(xù)運轉(zhuǎn)所述輥彎成形機組，對所述板材4進行加工；當(dāng)測溫傳感器測得的所述板材4溫度高于所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，所述計算機系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機組停止運行并關(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的溫度達到所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，繼續(xù)運轉(zhuǎn)所述輥彎成形機組，對所述板材4進行加工。在更加優(yōu)選的實施例中，所述計算機系統(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，包含變截面輥彎成型系統(tǒng)、電磁輔助加熱系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)；其中輥彎成型系統(tǒng)按照板材的加工順序包含開卷機1、矯直機2、送料機3、變截面輥彎成型機組7、飛剪機8 ;開卷機I和矯直機2共同完成板材的開卷和校平工作；送料機3將校平的板材4輸送入高頻爐加熱線圈5中并最終進入變截面輥彎成型機組7 ;變截面輥彎成型機組7將板材4輥彎成設(shè)計的形狀；飛剪機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3和變截面輥彎成型機組7之間，對進行輥彎變形之前的板材4進行加熱；高溫紅外測溫傳感器6也安裝在送料機3和變截面輥彎成型機組7之間，對板材4的變形區(qū)域進行測溫；其中計算機控制系統(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)；計算機控制系統(tǒng)首先控制電磁輔助加熱系統(tǒng)對板材4進行加熱，然后控制住變截面輥彎成型系統(tǒng)實現(xiàn)板材的輥彎成型；在該機器設(shè)備的運行過程中，計算機系統(tǒng)控制板材開卷，校平后進入送料機3，送料機3將板材4送入高頻爐10的加熱線圈5中進行加熱，加熱到設(shè)定溫度后板材進入輥彎成型機組，變截面輥彎成型機組實現(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，通過非接觸方式實現(xiàn)板材成型位置溫度的實時測量；本發(fā)明中所述的計算機控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r的控制板材的加熱和輥彎成型，板材進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算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度，所述計算機系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機停止運行，待所述加熱系統(tǒng)中的板材的溫度達到所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，運轉(zhuǎn)所述輥彎成形機，對板材進行加工。綜上所述，本發(fā)明所述的一種熱變截面輥彎成型機，將高頻爐為熱源引進如設(shè)備中，對板材進行加熱，從而解決鎂合金、鋁合金和高強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)選的實施例詳細的描述 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)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱輔助變截面輥彎成型機系統(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)和計算機控制系統(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、矯直機、送料機、變截面輥彎成型機組和飛剪機；所述電磁輔助加熱系統(tǒng)包括高頻爐和測溫傳感器；所述計算機控制系統(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、所述矯直機、所述送料機、所述變截面輥彎成型機組和所述飛剪機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系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述飛剪機后的碼垛裝置，所述碼垛裝置也連接到所述計算機控制系統(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、矯直機和送料機后進入高頻爐； 第二步，計算機控制系統(tǒng)控制所述高頻爐對所述板材進行加熱，加熱后的所述板材的溫度達 300°C -800°C ； 第三步，加熱后的所述板材進入變截面輥彎成型機組進行三維變截面輥彎成型，然后經(jīng)過飛剪機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速度，所述計算機控制系統(tǒng)實時調(diào)節(jié)所述高頻爐的加熱功率，使所述板材在前進過程中加熱到所述計算機系統(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算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，所述計算機系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機組停止運行并且保持所述高頻爐繼續(xù)運行或提高所述高頻爐的加熱溫度，待所述板材的溫度達到所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，繼續(xù)運轉(zhuǎn)所述輥彎成形機組，對所述板材進行加工； 當(dāng)測溫傳感器測得的所述板材溫度高于所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，所述計算機系統(tǒng)控制所述變截面輥彎成形機組停止運行并關(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到所述計算機系統(tǒng)設(shè)定的溫度時，繼續(xù)運轉(zhuǎn)所述輥彎成形機組，對所述板材進行加工。
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，所述計算機系統(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、矯直機、送料機、變截面輥彎成型機組和飛剪機；電磁輔助加熱系統(tǒng)包括高頻爐和測溫傳感器；計算機控制系統(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、矯直機、送料機、變截面輥彎成型機組和飛剪機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, 朱新波, 錢波, 王海波, 閻昱 申請人:北方工業(yè)大學(xué)