CN102189155B - 一种金属板材双曲加工工艺及其加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属板材双曲加工工艺及其加工设备，该工艺包括使用三轴滚弯机滚轧待加工金属板材，通过调节三滚轴间距，获得不同的单向曲率，所述的滚弯机的三根滚轴上套设有凸、凹形轴套，待加工金属板经过套有凹、凸形轴套轴的滚弯机滚轧后即可形成需要形状的双曲面板。并且该工艺利用包带包覆轴套，调节轴套轴向曲率，匹配调整金属板的回弹量。该双曲滚弯机，设置有三根滚轴，并其上套设有曲率相匹配的凸、凹形轴套。本发明的双曲加工工艺及设备构思巧妙，使得滚弯机改变了只能完成单曲板的滚弯生产的传统，从而高效而简便地完成金属板的双曲一次滚轧成型，并且使得回弹量调整也简捷高效、精确度高，大大提高了生产效率、降低了生产成本。

Description

一种金属板材双曲加工工艺及其加工设备

技术领域

本发明涉及一种金属板材加工工艺及其加工设备，尤其涉及一种金属板材的双曲加工工艺及其加工设备。

背景技术

目前厚度在1-4mm之间的铝合金板及其它金属板的曲面加工，一般采用三轴滚弯机滚弯法，效率高、产品平滑光洁。效果质量非常好，但是只能加工单曲零件。

对于双曲零件加工，在汽车、航空工业中常用以下几种工艺：

1.冲压法，有上、下冲模，金属板放在上、下模之间一般用落压床或大型冲床冲击，效率高质量好，但是上、下冲模相当昂贵，适合于单件大批量生产。

2.拉伸法，此工艺仅需一个下模，在专用的拉伸机上拉伸，适合单件小批量生产，工艺的局限性需要昂贵的拉伸机。

3.液压法，此工艺也仅只需一个下模，在专用的液压机上液压，适合单件小批量生产，工艺的局限性需要昂贵的液压机。

随着铝单板作为建筑的外护围的外装饰，用量越来越多，许多建筑的造型大都用铝单板，而且每一件铝单板的大小、曲面外形大都各有特色、不像雷同，所以同一曲率外形的双曲面板可能加工的数量并不大，上述的工艺显然不适用于建筑用单件而又大批量铝单板的双曲加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有更加高效，更加低成本的金属板的双曲加工工艺及其设备，可以在一定范围内调整三根滚轴的轴向曲率，从而获得双曲金属板材。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案如下：

一种金属板材双曲加工工艺，包括使用三轴滚弯机滚轧待加工金属板材，使其弯出需要的曲率，所述的三轴滚弯机设置有三根相互间平行设置的滚轴，包括一根上轴和两根下轴，通过调节三轴之间的距离，使滚轧的金属板材获得不同的单向曲率，所述的滚弯机的三根滚轴上套设有轴套，上轴或下轴分别套设有凸形轴套和凹形轴套，凹、凸形轴套轴向的曲率相互匹配，待加工金属板经过套有凹、凸形轴套轴的滚弯机滚轧后即可形成需要形状的双曲面板。

为了矫正滚轧后双曲面板产生一定量的回弹，最好通过滚弯机实际滚轧出来的双曲金属板计算出其回弹量，然后利用包带包覆在所述的轴套上，形成与上述回弹量相匹配的轴套轴向曲率的调整量，从而当双曲金属板滚轧完成后，经过曲率回弹，达到需要的双曲面形状。

所述的凹、凸形轴套可以采用轴向对半分的结构形式，在安装轴套时，将相对应的两半轴套合拢在所述的滚轴上然后用包带将两半轴套包覆绑牢。

每一根所述滚轴上的轴套可以都采用多段式结构。

本发明同时提供的一种用于上述金属板材双曲加工工艺的双曲滚弯机，设置有三根相互间平行设置滚轴，包括一根上轴和两根下轴，所述的滚弯机的三根滚轴上套设有轴套，上轴、下轴分别套设有凸形轴套和凹形轴套，凹、凸形轴套轴向的曲率相互匹配。

所述的凹、凸形轴套可以采用轴向对半分的结构形式，在两半轴套外用包带将两半轴套包覆固定。

每一根所述滚轴上的轴套可以都采用多段式结构。

本发明的双曲滚弯机通过巧妙的结构设计，使得滚弯机改变了只能完成单曲板的滚弯生产的传统，通过匹配设置于三根滚轴上的凹、凸形轴套巧妙地在长度方向曲率滚轧的同时完成了与滚轴轴线相同的宽度方向的曲率滚轧成型，从而高效而简便地完成金属板的双曲一次滚轧成型。

在上述双曲滚弯机配合本发明的双曲加工工艺时，考虑到金属板在经过曲率滚轧后都会产生一定量的回弹，长度方向的回弹量可以通过调节三根滚轴之间的轴间距来调整，而与滚轴轴线相同的宽度方向的回弹量的调整则采用在凸凹形轴套外缠绕包带调整轴套曲率的方法。同时，在滚轧工艺中由于各种金属板材的回弹系数是个变量，而回弹系数理论值仅是参考值，只有通过实测才能得到实际的回弹系数。本发明考虑了这一因素，也考虑了在建筑中一些变双曲的造型，例如椭圆球，渐开线双曲等等，如果一种曲率只能用一套组合凸凹形轴套，从建筑装饰材料成本角度考虑是不现实的，因此，作为一种补偿的工艺，对于一套确定半径的凸凹形轴套，将有适当的调节量，具体实现的调整工艺为：用包带在凸模上螺旋式缠绕，变大或变小凸形轴套1的半径，并对称在凹形轴套上用相同方法缠绕固定。这样双曲板在X轴方向的弧度靠凸凹形轴套及其调节包带保证，在z轴方向弧度靠常规三轴辊调节三根滚轴之间的间隙来保证，从而用该双曲滚弯机获得精确的满足要求的金属双曲板。本发明的双曲加工工艺使得一套双曲滚弯设备能够完成各种双曲曲率形态的金属板的滚轧生产，并且使得回弹量调整也简捷、高效、精确度高，大大提高了生产效率，降低了生产成本。

为了方便安装、调整，所述的凹、凸形轴套可以采用轴向对半分的结构形式，在安装轴套时，将相对应的两半轴套合拢在所述的滚轴上然后用包带将两半轴套包覆绑牢；每一根滚轴上的轴套也都可以采用多段式结构。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是本发明的双曲滚弯机的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视结构示意图。

1、凸形轴套         2、上轴          3、铝单板

4、下轴(两根)       5、凹形轴套      6、机架

具体实施方式

图1、2示出了一种铝单板双曲加工工艺的双曲滚弯机，该双曲滚弯机机架6上设置有三根相互间平行设置的滚轴2、4，包括一根上轴2和两根下轴4，所述的滚弯机的三根滚轴2、4上套设有轴套1、5，上轴2上套设有凸形轴套1，下轴4上套设有凹形轴套5，凹、凸形轴套5、1轴向的曲率相互匹配，其凹、凸的曲率确保滚轧后铝单板3在沿滚轴轴向方向上曲面曲率，待加工金属板经过套有凹、凸形轴套轴的滚弯机滚轧后即可形成需要形状的双曲面板。

所述的凹、凸形轴套5、1采用轴向对半分的结构形式，工作时将相对应的两半轴套合拢在所述的滚轴上然后用宽80mm的帆布带作为包带将两半轴套包覆绑牢，对应到不同尺寸的凹、凸形轴套和不同的包覆要求也可以选用60—100mm的其它合适宽度尺寸的帆布带。

双曲件有两种：

A：是球体双曲，确定球体的R即可，按照图纸规定的尺寸加工和球体一样R的凸凹形轴套1、5。

B：是非球体双曲，例如抛物线球，椭圆球等，此时优先选曲率半径尺寸较大的或弧度较小的一端的曲率匹配加工凸凹形轴套1、5，可以根据曲率半径大小和弧度大小来综合判断选择。

所述的轴套5、1为加工安装方便采用多段式结构，分段长度为200mm；轴套5、1总长度匹配待加工铝单板件、并且在两边留有100mm余量。

以零件弧度较小(半径较大方向)一边的尺寸分段作为轴套5、1长度时，在X轴方向(即滚轴轴向方向)的弧度靠轴上加的轴套弧度来保证，在z轴(即滚轧长度方向)方向的弧度靠调节三根轴之间的间隙来保证。

当三根滚轴2、4是活动支撑时，凸形轴套1可以是整体；是固定支撑时，凸形轴套1必须是两半组合模，凹形轴套5全部是两半组合式。

当装上凹、凸形轴套5、1后先试滚双曲，实测回弹量，根据实测的回弹量，用帆布带缠绕轴套来加大或变小曲率半径尺寸，以滚弯出符合图纸要求的双曲金属板件。

由于各种铝合金板材及其它金属板材的回弹系数是个变量，而回弹系数理论值仅是参考值，只有通过实测才能得到实际的回弹系数。本发明考虑了这一因素，也考虑了在建筑中一些变双曲的造型，例如椭圆球，渐开线双曲等等，如果一种曲率只能用一套组合凸凹形轴套1、5，从建筑装饰材料成本角度考虑是不现实的，因此，作为一种补偿的工艺，对于一套确定半径的凸凹形轴套1、5，将有20％的调节量，具体实现的工艺为：用宽80mm(也可以是60-100mm宽)的帆布带，在凸模上螺旋式缠绕，变大或变小凸形轴套1的半径，并对称在凹形轴套5上用相同方法缠绕最后用单面胶带缠紧固定。这样双曲板在X轴方向的弧度靠凸凹形轴套1、5及其调节帆布带保证，在z轴方向弧度靠常规三轴辊调节三根滚轴之间的间隙来保证。从而用该双曲滚弯机就能高效、低成本的加工出要求的双曲铝单板。

当然上述双曲加工工艺和双曲滚弯机同样可以应用于其它金属板的双曲加工，其加工工艺和滚弯设备完全一样，只是在加工中的回弹量调整上稍有差别。

而上述帆布带也可以选用其它材质的包带，只要能包裹固定、能起到调整凸凹形轴套1、5的曲率即可。

Claims (4)

1.一种金属板材双曲加工工艺，包括使用三轴滚弯机滚轧待加工金属板材，使其弯出需要的曲率，所述的三轴滚弯机设置有三根相互间平行设置的滚轴，包括一根上轴和两根下轴，通过调节三轴之间的距离，使滚轧的金属板材获得不同的单向曲率，其特征在于：所述的滚弯机的三根滚轴上套设有轴套，上轴、下轴分别套设有凸形轴套和凹形轴套，凹、凸形轴套轴向的曲率相互匹配，待加工金属板经过套有凹、凸形轴套轴的滚弯机滚轧后即可形成需要形状的双曲面板；

为了矫正滚轧后双曲面板产生一定量的回弹，通过滚弯机实际滚轧出来的双曲金属板计算出其回弹量，然后利用包带包覆在所述的轴套上，形成与上述回弹量相匹配的轴套轴向曲率的调整量，从而当双曲金属板滚轧完成后，经过曲率回弹，达到需要的双曲面形状；

所述的凹、凸形轴套采用轴向对半分的结构形式，在安装轴套时，将相对应的两半轴套合拢在所述的滚轴上然后用包带将两半轴套包覆绑牢。

2.根据权利要求1所述的金属板材双曲加工工艺，其特征在于：每一根所述滚轴上的轴套都采用多段式结构。

3.一种用于权利要求1所述金属板材双曲加工工艺的双曲滚弯机，设置有三根相互间平行设置滚轴，包括一根上轴和两根下轴，其特征在于：所述的滚弯机的三根滚轴上套设有轴套，上轴或下轴分别套设有凸形轴套和凹形轴套，凹、凸形轴套轴向的曲率相互匹配；

所述的凹、凸形轴套采用轴向对半分的结构形式，在两半轴套外用包带将两半轴套包覆固定。

4.根据权利要求3所述的双曲滚弯机，其特征在于：每一根所述滚轴上的轴套都采用多段式结构。