CN103230969A - 一种热辅助变截面辊弯成型机系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种热辅助变截面辊弯成型机系统及其方法，其系统中，变截面辊弯成型系统按照板材的加工顺序依次包括开卷机、矫直机、送料机、变截面辊弯成型机组和飞剪机；电磁辅助加热系统包括高频炉和测温传感器；计算机控制系统包括变截面辊弯成型控制系统和电磁辅助加热控制系统；开卷机、矫直机、送料机、变截面辊弯成型机组和飞剪机均连接到变截面辊弯成型控制系统，高频炉和测温传感器均连接到电磁辅助加热控制系统，变截面辊弯成型控制系统和电磁辅助加热控制系统通讯连接。本发明可减轻镁合金、铝合金和高强度钢等板材的加工硬化现象，提高板材的成形极限，降低材料的变形抗力，增加材料流动的均匀性、韧性和延展性，提高了板材的成形性能。

Description

一种热辅助变截面辊弯成型机系统及其方法

技术领域

本发明涉及辊弯成形技术及设备技术领域，尤其是涉及一种热辅助变截面辊弯成型机系统及其方法。

背景技术

目前的辊弯成型产品断面形状日益复杂，常规辊弯工艺在生产镁合金、铝合金和高强度钢等辊弯型材产品时，遇到了难以克服的困难。在成型过程中，由于板材的加工硬化，导致其强度、硬度升高，塑性、韧性降低，给板材继续进行塑性变形带来困难，当达到最大变形程度时，很容易导致型材破裂，使得成形无法继续进行。

以航天航空器材为例，这类结构首要问题是重量。钛合金具有极佳的强/重比，良好的韧性、耐蚀和耐疲劳性能，因此大量使用于飞机制造，以减轻重量。但钛材辊弯成型性能不好，应在650-800℃热弯成型。另外，任何材料在成型弯曲半径极小时重量最轻。飞机构架型材各弯曲部位都要求达到最小曲率半径，因而需采用热辅助辊弯成型工艺才容易达到加工要求。

与常规辊弯成型技术相比，热辅助辊弯成型技术具有明显的优势。经过加热处理后的板材硬度低，延展性能好，易加工，很好的解决了板材加工过程中型材破裂的问题，更易对由于加工硬化而难成型的镁合金、铝合金和高强度钢等板材进行加工。

发明内容

本发明的目的在于设计一种热辅助变截面辊弯成型机系统，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种热辅助变截面辊弯成型机系统，包括变截面辊弯成型系统、电磁辅助加热系统和计算机控制系统；所述变截面辊弯成型系统按照板材的加工顺序依次包括开卷机、矫直机、送料机、变截面辊弯成型机组和飞剪机；所述电磁辅助加热系统包括高频炉和测温传感器；所述计算机控制系统包括变截面辊弯成型控制系统和电磁辅助加热控制系统；

所述开卷机、所述矫直机、所述送料机、所述变截面辊弯成型机组和所述飞剪机均连接到所述变截面辊弯成型控制系统，所述高频炉和所述测温传感器均连接到所述电磁辅助加热控制系统，所述变截面辊弯成型控制系统和所述电磁辅助加热控制系统通讯连接。

所述测温传感器为高温红外测温传感器。

还包括设置在所述飞剪机后的码垛装置，所述码垛装置也连接到所述计算机控制系统。

所述高频炉为可更换不同尺寸加热线圈的可调功率高频炉。

所述高频炉的加热功率为20KW-30KW。

一种热辅助变截面辊弯成型方法，包括步骤如下：

第一步，板材依次经过开卷机、矫直机和送料机后进入高频炉；

第二步，计算机控制系统控制所述高频炉对所述板材进行加热，加热后的所述板材的温度达300℃-800℃；

第三步，加热后的所述板材进入变截面辊弯成型机组进行三维变截面辊弯成型，然后经过飞剪机剪切成额定长度的零件。

还包括第四步，通过码垛装置将剪切好的所述零件放置在预定位置。

根据所述板材加工过程中的不同前进速度，所述计算机控制系统实时调节所述高频炉的加热功率，使所述板材在前进过程中加热到所述计算机系统设定的温度。

当测温传感器测得的所述板材温度低于所述计算机系统设定的温度时，所述计算机系统控制所述变截面辊弯成形机组停止运行并且保持所述高频炉继续运行或提高所述高频炉的加热温度，待所述板材的温度达到所述计算机系统设定的温度时，继续运转所述辊弯成形机组，对所述板材进行加工；

当测温传感器测得的所述板材温度高于所述计算机系统设定的温度时，所述计算机系统控制所述变截面辊弯成形机组停止运行并关闭所述高频炉或调低所述高频炉的加热温度，待所述板材的温度达到所述计算机系统设定的温度时，继续运转所述辊弯成形机组，对所述板材进行加工。

所述计算机系统设定的温度为300℃-800℃。

本发明涉及一种热辅助变截面辊弯成型机，属于辊弯成形技术及设备领域；热辅助变截面辊弯成型机，其组成包括截面辊弯成型系统、电磁辅助加热系统、计算机控制系统；按照板材的加工顺序依次为开卷机、矫直机、送料机、高频炉、高温红外测温传感器、变截面辊弯成型机组、飞剪机；在板材成型过程中，计算机控制系统首先控制电磁辅助加热系统对板材进行加热，然后控制住变截面辊弯成型系统实现板材的辊弯成型；通过本发明，可以对板材进行加热处理，使得板材硬度降低，延展性提高，易加工，很好的解决了板材加工过程中型材破裂的问题，更易对由于加工硬化而难成形的镁合金、铝合金和高强度钢等辊弯型材进行加工。

本发明的有益效果可以总结如下：

1，本发明可减轻镁合金、铝合金和高强度钢等板材的加工硬化现象，提高板材的成形极限，降低材料的变形抗力，增加材料流动的均匀性、韧性和延展性，提高了板材的成形性能；

2，本发明降低了辊弯成形机组的机械负荷，减少了辊弯成形过程中的成形道次，节省了成形工艺，提高了经济效益；

3，本发明加热处理后的板材硬度低，加工容易，延展性能好，很好的解决了金属型材加工过程中型材破裂的问题，更易对镁合金、铝合金、高强钢进行加工。

附图说明

图1是本发明所提供的设备结构简图；

其中，1开卷机，2矫直机，3送料机，4、板材，5、加热线圈，6、高温红外测温传感器，7、变截面辊弯成型机组，8、飞剪机，9、码垛装置，10、高频炉。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种热辅助变截面辊弯成型机系统，包括变截面辊弯成型系统、电磁辅助加热系统和计算机控制系统；所述变截面辊弯成型系统按照板材4的加工顺序依次包括开卷机1、矫直机2、送料机3、变截面辊弯成型机组7和飞剪机8；所述电磁辅助加热系统包括高频炉10和测温传感器；所述计算机控制系统包括变截面辊弯成型控制系统和电磁辅助加热控制系统；所述开卷机1、所述矫直机2、所述送料机3、所述变截面辊弯成型机组7和所述飞剪机8均连接到所述变截面辊弯成型控制系统，所述高频炉10和所述测温传感器均连接到所述电磁辅助加热控制系统，所述变截面辊弯成型控制系统和所述电磁辅助加热控制系统通讯连接。

在优选的实施例中，所述测温传感器为高温红外测温传感器6。所述热辅助变截面辊弯成型机系统还包括设置在所述飞剪机8后的码垛装置9，所述码垛装置9也连接到所述计算机控制系统。

在更加优选的实施例中，所述高频炉10为可更换不同尺寸加热线圈5的可调功率高频炉。所述高频炉10的加热功率为20KW-30KW。

一种热辅助变截面辊弯成型方法，包括步骤如下：

第一步，板材4依次经过开卷机1、矫直机2和送料机3后进入高频炉10；

第二步，计算机控制系统控制所述高频炉10对所述板材4进行加热，加热后的所述板材4的温度达300℃-800℃；

第三步，加热后的所述板材4进入变截面辊弯成型机组7进行三维变截面辊弯成型，然后经过飞剪机8剪切成额定长度的零件。

在优选的实施例中，所述热辅助变截面辊弯成型方法还包括第四步，通过码垛装置9将剪切好的所述零件放置在预定位置。

在更加优选的实施例中，根据所述板材4加工过程中的不同前进速度，所述计算机控制系统实时调节所述高频炉10的加热功率，使所述板材4在前进过程中加热到所述计算机系统设定的温度。当测温传感器测得的所述板材4温度低于所述计算机系统设定的温度时，所述计算机系统控制所述变截面辊弯成形机组停止运行并且保持所述高频炉10继续运行或提高所述高频炉10的加热温度，待所述板材4的温度达到所述计算机系统设定的温度时，继续运转所述辊弯成形机组，对所述板材4进行加工；当测温传感器测得的所述板材4温度高于所述计算机系统设定的温度时，所述计算机系统控制所述变截面辊弯成形机组停止运行并关闭所述高频炉10或调低所述高频炉10的加热温度，待所述板材4的温度达到所述计算机系统设定的温度时，继续运转所述辊弯成形机组，对所述板材4进行加工。

在更加优选的实施例中，所述计算机系统设定的温度为300℃-800℃。

如图1所示的一种热辅助变截面辊弯成型机，包含变截面辊弯成型系统、电磁辅助加热系统、计算机控制系统；其中辊弯成型系统按照板材的加工顺序包含开卷机1、矫直机2、送料机3、变截面辊弯成型机组7、飞剪机8；开卷机1和矫直机2共同完成板材的开卷和校平工作；送料机3将校平的板材4输送入高频炉加热线圈5中并最终进入变截面辊弯成型机组7；变截面辊弯成型机组7将板材4辊弯成设计的形状；飞剪机8将成型后的板材剪切成要求尺寸；其中电磁辅助加热系统包含高频炉10、高温红外测温传感器6；高频炉10安装在送料机3和变截面辊弯成型机组7之间，对进行辊弯变形之前的板材4进行加热；高温红外测温传感器6也安装在送料机3和变截面辊弯成型机组7之间，对板材4的变形区域进行测温；其中计算机控制系统包含变截面辊弯成型控制系统、电磁辅助加热控制系统；计算机控制系统首先控制电磁辅助加热系统对板材4进行加热，然后控制住变截面辊弯成型系统实现板材的辊弯成型；

在该机器设备的运行过程中，计算机系统控制板材开卷，校平后进入送料机3，送料机3将板材4送入高频炉10的加热线圈5中进行加热，加热到设定温度后板材进入辊弯成型机组，变截面辊弯成型机组实现板材的三维变截面辊弯成型，变形后的板材通过飞剪机8剪切成额定长度的零件，最后通过码垛装置9将剪切好的零件放置在预定位置。

如图1本发明中电磁辅助加热系统中高频炉10的加热功率为20-30KW，加热后板材的温度300-800℃；电磁辅助加热系统中高温红外测温传感器6，通过非接触方式实现板材成型位置温度的实时测量；

本发明中所述的计算机控制系统能够实时的控制板材的加热和辊弯成型，板材进入所述电磁辅助加热系统加热，若所述电磁辅助加热系统的高温红外测温仪测得的板材温度低于所述计算机系统设定的温度，所述计算机系统控制所述变截面辊弯成形机停止运行，待所述加热系统中的板材的温度达到所述计算机系统设定的温度时，运转所述辊弯成形机，对板材进行加工。

综上所述，本发明所述的一种热变截面辊弯成型机，将高频炉为热源引进如设备中，对板材进行加热，从而解决镁合金、铝合金和高强度钢等板材由于加工硬化而难成形的问题。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热辅助变截面辊弯成型机系统，其特征在于，包括变截面辊弯成型系统、电磁辅助加热系统和计算机控制系统；所述变截面辊弯成型系统按照板材的加工顺序依次包括开卷机、矫直机、送料机、变截面辊弯成型机组和飞剪机；所述电磁辅助加热系统包括高频炉和测温传感器；所述计算机控制系统包括变截面辊弯成型控制系统和电磁辅助加热控制系统；

所述开卷机、所述矫直机、所述送料机、所述变截面辊弯成型机组和所述飞剪机均连接到所述变截面辊弯成型控制系统，所述高频炉和所述测温传感器均连接到所述电磁辅助加热控制系统，所述变截面辊弯成型控制系统和所述电磁辅助加热控制系统通讯连接。

2.根据权利要求1所述的热辅助变截面辊弯成型机系统，其特征在于，所述测温传感器为高温红外测温传感器。

3.根据权利要求1所述的热辅助变截面辊弯成型机系统，其特征在于，还包括设置在所述飞剪机后的码垛装置，所述码垛装置也连接到所述计算机控制系统。

4.根据权利要求1所述的热辅助变截面辊弯成型机系统，其特征在于，所述高频炉为可更换不同尺寸加热线圈的可调功率高频炉。

5.根据权利要求1所述的热辅助变截面辊弯成型机系统，其特征在于，所述高频炉的加热功率为20KW-30KW。

6.一种热辅助变截面辊弯成型方法，其特征在于，包括步骤如下：

第一步，板材依次经过开卷机、矫直机和送料机后进入高频炉；

第二步，计算机控制系统控制所述高频炉对所述板材进行加热，加热后的所述板材的温度达300℃-800℃；

第三步，加热后的所述板材进入变截面辊弯成型机组进行三维变截面辊弯成型，然后经过飞剪机剪切成额定长度的零件。

7.根据权利要求6所述的热辅助变截面辊弯成型方法，其特征在于，还包括第四步，通过码垛装置将剪切好的所述零件放置在预定位置。

8.根据权利要求6所述的热辅助变截面辊弯成型方法，其特征在于，根据所述板材加工过程中的不同前进速度，所述计算机控制系统实时调节所述高频炉的加热功率，使所述板材在前进过程中加热到所述计算机系统设定的温度。

9.根据权利要求8所述的热辅助变截面辊弯成型方法，其特征在于，当测温传感器测得的所述板材温度低于所述计算机系统设定的温度时，所述计算机系统控制所述变截面辊弯成形机组停止运行并且保持所述高频炉继续运行或提高所述高频炉的加热温度，待所述板材的温度达到所述计算机系统设定的温度时，继续运转所述辊弯成形机组，对所述板材进行加工；

当测温传感器测得的所述板材温度高于所述计算机系统设定的温度时，所述计算机系统控制所述变截面辊弯成形机组停止运行并关闭所述高频炉或调低所述高频炉的加热温度，待所述板材的温度达到所述计算机系统设定的温度时，继续运转所述辊弯成形机组，对所述板材进行加工。

10.根据权利要求8所述的热辅助变截面辊弯成型方法，其特征在于，所述计算机系统设定的温度为300℃-800℃。

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