CN102240706A - F型盖板冷弯成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种F型盖板弯曲成型工艺，通过对模具的改进，以及对弯曲和拉伸的控制，可以实现一步弯曲成型。采用本发明的弯曲成型工艺，制备得到性能优异的F型盖板，其表面无褶皱、平整度等符合规定要求；并且工艺简单、适合规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种型材的冷弯成型工艺，更具体的说，本发明涉及一种F型盖板的冷弯成型工艺，所述的F型盖板可以用作扶梯扶手材料。
背景技术
在自动扶梯或自动人行道上，现有的活动盖板，包括设置在桁架上的盖板边框、可嵌入盖板边框中或者与盖板边框相分离的盖板主体；其中最常用的为F型盖板，其通常采用铝合金、不锈钢等金属材料板热加工，例如通过轧制加工而成。长期以来所述金属盖板通常是采用热轧工艺进行制造，然而热轧工艺存在如下问题：
1、热轧工艺所限，在盖板各个部位不可能做得很薄，从而使单位面积耗材料量大。
2、热轧过程中所需的生产设备庞大，品种规格很少，且每次定货必须要达到一定数量才能生产，生产周期长。
3、热轧是将金属或合金坯经过高温加热，然后轧制而成，因此能耗高，工艺复杂，在当今能源紧张的情况下，劣势更明显。
4、由于能耗高，加工工艺复杂，因此生产成本高，价格高。
冷弯成型是一种先进、高效的板金属成型工艺技术，从20世纪90年代开始在我国开始得到广泛的应用。冷弯成型是通过顺序配置的多道次成型轧辊，把卷材、带材等金属板带不断地进行横向冷弯，以制成特定断面的型材。冷弯成型是一种节材、节能、高效的金属板料成型新工艺、新技术。利用这一工艺，不但可以生产出高质量的金属型材产品，而且能够缩短产品开发的周期、提高生产效率，从而提高企业的市场竞争力。
近些年来，冷弯型材产品在诸多领域都得到了广泛的应用。其产品从普通的导轨、门窗等结构件到一些为特殊用途而制造的专用型材，类型极其广泛。冷弯型材单位质量的断面性能优于热轧型钢产品，并且具有很高的表面光洁度和尺寸精度，因此冷弯型材替代热轧型材可以取得节约金属材料又节省能源的双重效果。
现有技术中的扶梯扶手部件已有采用冷弯加工的工艺，其是通过将型材的两个自由端分别用夹具夹紧并拉直，两个夹具分别位于弯曲模的两侧，其中一个夹头可绕弯曲模转动而将钢板弯曲。然而其存在的问题是，由于拉伸和弯曲的作用，导致弯曲后的型材出现褶皱、平整度较差，甚至出现拱形。为了克服上述缺陷，现有技术中通常采用侧边和顶边分别弯曲加工然后焊接的方法，然而焊接带来的弊端是显而易见的，尤其是这种方法无法满足外观以及结合强度等方面的要求。
本发明的发明人采用现有技术中的冷弯机对钢板、铝合金板冷弯加工扶梯扶手用F型盖板的过程中，发现由于冷弯型材的回弹、屈服等常常导致冷弯加工不能顺利进行，制备的冷弯型材表面发生褶皱、变形等，导致制造的产品不符合规范，发明人从模具和弯曲工艺的改进的角度进行研究，完成了本发明，克服了上述问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种F型盖板冷弯成型工艺，其特征在于冷弯成型工艺，包括以下步骤：
(1)首先，将专用模具固定在拉弯机上，所述的专用模具包括圆弧成型模具主体、左切向模和右切向模；圆弧模具主体通过可拆卸连接方式分别与左切向模、右切向模紧固连接，并且所述的圆环成型模具主体能够围绕其中心轴旋转；
(2)型材的两个自由端通过夹具固定，初始状态下，型材与专用模具之间具有一定的距离，预先根据所加工的型材的材料设定顶压力和拉伸力，确保能够达到与材料相适应的弯曲效果与延伸效果；
(3)然后使模具和右侧夹具一起绕模具的中心旋转，同时左侧的夹具向右移动，再通过型材后面的顶压装置，不断将型材压入模具内，使型材入模，在旋转的过程中，夹具给予型材一定的拉伸，使其产生塑性变形，当型材旋转到全部进入成型模时，旋转结束；
(4)旋转结束后在型材进入左右切向模的时候施加顶压力，并同时进行定型拉伸，使F型盖板充分屈服，并将加工后的型材拆卸，得到所述的F型盖板。
另外，本发明的F型盖板还可以通过另一种F型盖板冷弯成型工艺，其特征在于所述的冷弯成型工艺，包括以下步骤：
(1)首先，将专用模具固定在拉弯机上，所述的专用模具包括圆弧成型模具主体、左切向模和右切向模；圆弧模具主体通过可拆卸连接方式分别与左切向模、右切向模紧固连接，并且所述的圆环成型模具主体能够围绕其中心轴旋转；
(2)型材的两个自由端通过夹具固定，初始状态下，型材与专用模具之间具有一定的距离，预先根据所加工的型材的材料设定顶压力和拉伸力，确保能够达到与材料相适应的弯曲效果与延伸效果；
(3)然后使左侧夹具和顶压装置与右侧夹具和顶压装置分别绕模具旋转并拉伸，当F型盖板旋转到全部进入成型模时，旋转结束；
(4)旋转结束后在型材进入左右切向模的时候施加顶压力，并同时进行定型拉伸，使型材充分屈服，并将加工后的型材拆卸，回弹后得到所述的F型盖板。
其中，所述的圆环成型模具主体、左切向模和右切相模表面具有凸起的工作面，所述凸起的工作面在工作时与加工型材紧密接触，进一步保证型材加工后的表面质量。
其中，所述的专用模具的圆环成型模具主体在设计的时候，因为F型盖板金属成型冷弯后有回弹，所以模具的半径R比F型盖板实际回转端的半径要小。
其中，依据需要，所述的圆环成型模具主体的半径范围为250mm-450mm。
优选的，所述的专用模具的工作面还涂覆有自润滑涂层，所述的自润滑涂层厚度为3-10mm，其具有以下组成：TiC：32-45wt％、TiN：35-58wt％、类金刚石碳：3-5wt％、硼：3-5wt％。所述的自润滑涂层能够改善模具工作面与加工型材的接触，减少二者之间的接触摩擦和磨损，避免了模具表面型材金属的黏附，进一步延长了模具的使用寿命，并提高了冷弯加工型材表面质量。
其中，型材为普通的型钢。
其中，在步骤(3)中，型材回转端(弯曲段)弯曲的角度为160-180度，回转端从型材的一端开始，在后续的道次把相邻的型材直线段弯曲，直到最终完成回转端弯曲。每个道次的弯曲量在21.5-25.5度之间，施加的顶压力压强为32-40MPa之间，每个道次的弯曲后，对型材进行拉伸的拉伸量为0.48-0.56％之间。在步骤(4)中，施加的顶压力压强为28-35MPa，定型拉伸量为0.85-92％。采用上述的拉伸和弯曲参数，能够避免在冷弯加工过程中出现非正常的弯曲，材料的型材的开裂失效以及避免型材表面的不平整例如褶皱等。
本发明与现有技术中相比具有以下优点，本发明采用冷弯成型的方法加工F型盖板，避免了因焊接工艺带来的外观以及结合强度等方面的缺陷。采用本发明的方法制备的F型盖板表面质量良好，无褶皱、变形等缺陷；并且本发明的方法工艺简单、适合于规模化生产，能够满足大规模的应用。
附图说明
图1是本发明的F型盖板冷弯成型专用模具的示意图。
图2是本发明的F型盖板冷弯成型方式的示意图。
图3是本发明的F型盖板另一种冷弯成型方式的示意图。
具体实施方式
下面本发明将结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的解释和说明。发明人在此需要申明的是，以下实施例仅是为了进一步说明本发明的技术方案，不能将其解释为对发明保护范围的限制。
实施例1
例如制备用于扶梯或扶手的F型钢制盖板，其规格：弯曲回转端半径320mm，弯曲回转端角度160度，总长度1800mm。按照从单端开始弯曲的冷弯工艺来制备。
步骤1：将专用模具固定在拉弯机上，所述的专用模具包括圆弧成型模具主体1，其半径为312mm、左切向模2和右切向模3，长度均为420mm；圆弧模具主体通过可拆卸连接方式分别与左切向模、右切向模紧固连接，所述的圆环成型模具主体、左切向模和右切相模表面具有凸起的工作面4，工作面表面涂覆有自润滑涂层；
步骤2：型材5的两个自由端通过夹具固定，型材5与专用模具之间的最短距离为20mm设定顶压力在2-25t之间和拉伸力在20-100t之间；
步骤3：然后使专用模具和右侧夹具一起绕模具的中心旋转，同时左侧的夹具向右移动，再通过型材后面的顶压装置，通过多道次的弯曲将型材压入模具内使型材入模，每个弯曲道次的弯曲量控制在21.5-25.5度之间，施加的顶压力压强为32-40MPa之间；每个道次弯曲后，夹具都分贝给予型材一定的拉伸，使其产生塑性变形，每次拉伸的塑性变形量为0.48-0.56％之间，当型材旋转到全部进入成型模时，弯曲过程结束；
步骤4：旋转结束后在型材进入左右切向模的时候施加顶压力，施加的顶压力压强为32-40MPa之间，定型拉伸量为0.87％。并同时进行定型拉伸，使F型盖板充分屈服，并将加工后的型材拆卸，剪切掉加工余量，得到所述的F型盖板。
实施例2
例如制备用于扶梯或扶手的F型钢制盖板，其规格：弯曲回转端半径320mm，弯曲回转端角度160度，总长度1800mm。按照从中心开始弯曲的冷弯工艺来制备。
步骤1：将专用模具固定在拉弯机上，所述的专用模具包括圆弧成型模具主体1，其半径为312mm、左切向模2和右切向模3，长度均为420mm；圆弧模具主体通过可拆卸连接方式分别与左切向模、右切向模紧固连接，所述的圆环成型模具主体、左切向模和右切相模表面具有凸起的工作面4，工作面表面涂覆有自润滑涂层；
步骤2：型材5的两个自由端通过夹具固定，型材5与专用模具之间的最短距离为20-25mm设定顶压力在2-25t之间和拉伸力在20-100t之间；
步骤3：然后使左侧夹具和顶压装置与右侧夹具和顶压装置分别绕模具旋转并拉伸，每个弯曲道次的弯曲量控制在21.5-25.5度之间，施加的顶压力压强为32-40MPa之间；每个道次弯曲后，夹具都分别给予型材一定的拉伸，使其产生塑性变形，每次拉伸的塑性变形量为0.48-0.56％之间，当型材旋转到全部进入成型模时，弯曲过程结束；
步骤4：旋转结束后在型材进入左右切向模的时候施加顶压力，施加的顶压力压强为32-40MPa之间，定型拉伸量为0.88％。并同时进行定型拉伸，使F型盖板充分屈服，并将加工后的型材拆卸，回弹并剪切掉加工余量后得到所述的F型盖板。
以上所述，仅为本发明的优选的实施例，不能解释为以此限定本发明的范围，凡在本发明的权利要求书要求保护的范围内所做出的等同的变形和改变的实施方式均在本发明要求保护的范围内。
Claims (8)
1.一种F型盖板冷弯成型工艺，其特征在于冷弯成型工艺，包括以下步骤：
(1)将专用模具固定在拉弯机上，所述的专用模具包括圆弧成型模具主体、左切向模和右切向模；圆弧模具主体通过可拆卸连接方式分别与左切向模、右切向模紧固连接，并且所述的圆环成型模具主体能够围绕其中心轴旋转；
(2)型材的两个自由端通过夹具固定，初始状态下，型材与专用模具之间具有一定的距离，预先根据所加工的型材的材料设定顶压力和拉伸力，确保能够达到与材料相适应的弯曲效果与延伸效果；
(3)然后使模具和右侧夹具一起绕模具的中心旋转，同时左侧的夹具向右移动，再通过型材后面的顶压装置，不断将型材压入模具内，使型材入模，在旋转的过程中，夹具给予型材一定的拉伸，使其产生塑性变形，当型材旋转到全部进入成型模时，旋转结束；
(4)旋转结束后在型材进入左右切向模的时候施加顶压力，并同时进行定型拉伸，使F型盖板充分屈服，并将加工后的型材拆卸，得到所述的F型盖板。
2.一种F型盖板冷弯成型工艺，其特征在于所述的冷弯成型工艺，包括以下步骤：
(1)将专用模具固定在拉弯机上，所述的专用模具包括圆弧成型模具主体、左切向模和右切向模；圆弧模具主体通过可拆卸连接方式分别与左切向模、右切向模紧固连接，并且所述的圆环成型模具主体能够围绕其中心轴旋转；
(2)型材的两个自由端通过夹具固定，初始状态下，型材与专用模具之间具有一定的距离，预先根据所加工的型材的材料设定顶压力和拉伸力，确保能够达到与材料相适应的弯曲效果与延伸效果；
(3)然后使左侧夹具和顶压装置与右侧夹具和顶压装置分别绕模具旋转并拉伸，当F型盖板旋转到全部进入成型模时，旋转结束；
(4)旋转结束后在型材进入左右切向模的时候施加顶压力，并同时进行定型拉伸，使型材充分屈服，并将加工后的型材拆卸，回弹后得到所述的F型盖板。
3.权利要求1或2所述的冷弯成型工艺，其特征在于所述的圆环成型模具主体、左切向模和右切相模表面具有凸起的工作面，所述凸起的工作面在工作时与加工型材紧密接触。
4.权利要求3所述的冷弯成型工艺，其特征在于所述的专用模具的工作面还涂覆有自润滑涂层。
5.权利要求1或2所述的冷弯成型工艺，其特征在于在步骤(3)中，型材弯曲部分的角度为160-180度。
6.权利要求1或2所述的冷弯成型工艺，其特征在于型材弯曲部分通过多个道次的弯曲形成，每个道次的弯曲量在21.5-25.5度之间，施加的顶压力压强为32-40MPa之间。
7.权利要求6所述的冷弯成型工艺，其特征在于每个道次的弯曲后对型材进行拉伸，每次的拉伸量为0.48-0.56％之间。
8.权利要求1或2所述的冷弯成型工艺，其特征在于在步骤(4)施加的顶压力压强为28-35MPa，定型拉伸量为0.85-0.92％。
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