CN109513793B - 一种槽型型材拉伸工艺及拉伸矫直设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种槽型型材拉伸工艺及拉伸矫直设备，其中工艺包括以下步骤：对所述槽型型材的底梁沿长度方向的两端部开设缺口；将所述槽型型材以长度方向为轴旋转至两个侧墙分别位于底梁的上方和下方；将设有限位凸台的垫块由所述缺口放入所述槽型型材的槽中；将装配有垫块的槽型型材放入拉伸矫直设备的上钳板和下钳板之间；对所述槽型型材进行拉伸矫直。本申请所提供的槽型型材拉伸工艺，通过对占型材截面积大部的侧墙进行拉伸从而实现对整根型材的拉伸矫直，以消除型材的弯扭缺陷，对经淬火的型材还可减小或消除淬火残余应力，解决了本行业内该类型槽形型材难以进行有效拉伸矫直的技术难题。

Description

一种槽型型材拉伸工艺及拉伸矫直设备
技术领域
本申请涉及拉伸设备领域，特别是涉及一种槽型型材拉伸工艺及拉伸矫直设备和垫块。
背景技术
大型或重型挤压机生产线生产的大规格铝合槽形型材，挤出后弯曲大，淬火变形大导致弯曲度、扭拧度不能达到技术标准要求，同时，经淬火热处理的铝合金槽形型材，因淬火时的急速冷却，金属内部存在较大的淬火残余应力。因此，需要通过拉伸矫直消除弯曲、扭拧缺陷及减小或消除淬火残余应力。
现有技术中，对于侧墙与底梁呈直角或侧墙倾斜角度不大的槽形型材，一般的操作方法是：拉伸时可直接使用钳板夹持型材的底面和侧墙的顶面对型材拉伸矫直；对于宽度大的槽形型材，可在型材的槽里填充矩形垫块，使底梁同时受力。
前述的操作方法局限性在于，对于侧墙为向外倾斜较大角度的槽形型材，直接用钳板夹持型材毛坯的底面和侧墙的顶面，侧墙会变形并向外侧偏转而不能形成刚性支撑，导致上下钳板不能对型材进行有效夹持；而在型材毛坯的槽中填充矩形垫块时，由于侧墙因顶面受力而产生偏转，夹持力大部分作用于垫块的上平面和槽形型材的底梁的底面。此时，拉伸操作主要通过下钳板和垫块与底梁贴合面之间的摩擦力对型材毛坯进行拉伸，当底梁截面过小时，则其强度不足以支撑拉伸整根型材毛坯所需的拉力，底梁局部易断裂而致拉伸不能进行。
综上，如何对侧墙为向外倾斜较大角度的槽形型材进行有效拉伸矫直，消除弯曲、扭拧缺陷及减小或消除淬火残余应力是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种槽型型材拉伸工艺及拉伸矫直设备和垫块，用于对侧墙为向外倾斜较大角度的槽形型材进行有效拉伸矫直，以消除型材的弯扭缺陷，对经淬火的型材还可减小或消除淬火残余应力。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种槽型型材拉伸工艺，适用于包括底梁和两个侧墙的槽型型材的拉伸，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：对所述槽型型材的底梁沿长度方向的两端部开设缺口；
步骤S2：将所述槽型型材以长度方向为轴旋转至两个侧墙分别位于底梁的上方和下方；
步骤S3：将设有限位凸台的垫块由所述缺口放入所述槽型型材的槽中，并使得所述限位凸台与所述槽型型材的侧墙底面卡接；
步骤S4：将装配有垫块的槽型型材放入拉伸矫直设备的上钳板和下钳板之间，并开启拉伸矫直设备以减少上钳板和下钳板之间的距离，使得两个侧墙的内侧面扭转至与所述垫块贴合、侧墙的外侧面扭转至与对应的上钳板或下钳板的齿面贴合；
步骤S5：对所述槽型型材进行拉伸矫直。
优选的，所述步骤S1具体为：采用机械切割或者焊弧切割所述槽型型材的底梁形成缺口，并且，所述缺口的长度为500-800mm。
优选的，所述步骤S3中，所述垫块的夹持段位于所述缺口中，所述垫块的非夹持段位于所述缺口的外侧。
一种垫块，包括长条形垫块主体，所述垫块主体的左右侧面均垂直于底面，所述底面的两侧均设有可与槽型型材的缺口处卡接的限位凸台；所述垫块主体的顶面和底面的中部均设有减重槽，所述垫块主体的内部贯穿设置有减重孔，所述减重槽和所述减重孔均沿所述垫块主体的长度方向延伸。
优选的，所述限位凸台与所述垫块主体为一体成型结构。
优选的，所述限位凸台的个数为至少4个，所述垫块主体的两侧各设有至少两个，并且位于所述垫块主体宽度两侧的所述限位凸台对称设置。
优选的，所述垫块主体的顶面沿宽度方向的两侧均设有倒角。
优选的，所述垫块主体包括夹持段和非夹持段，所述限位凸台均设在所述夹持段上，并且，至少两个所述限位凸台与所述夹持段的端部平齐，至少两个所述限位凸台与所述非夹持段端部的距离为80-150mm。
一种拉伸矫直设备，包括上述垫块。
优选的，还包括用于夹紧槽型型材的上钳板和下钳板、用于安装所述上钳板的上导向基座、用于安装所述下钳板的下导向基座，以及用于带动所述槽型型材拉伸矫直的前拉伸头和后拉伸头。
本申请所提供的槽型型材拉伸工艺，包括以下步骤：步骤S1：对所述槽型型材的底梁沿长度方向的两端部开设缺口；步骤S2：将所述槽型型材以长度方向为轴旋转至两个侧墙分别位于底梁的上方和下方；步骤S3：将设有限位凸台的垫块由所述缺口放入所述槽型型材的槽中，并使得所述限位凸台与所述槽型型材的侧墙底面卡接；步骤S4：将装配有垫块的槽型型材放入拉伸矫直设备的上钳板和下钳板之间，并开启拉伸矫直设备以减少上钳板和下钳板之间的距离，使得两个侧墙的内侧面扭转至与所述垫块贴合、侧墙的外侧面扭转至与对应的上钳板或下钳板的齿面贴合；步骤S5：对所述槽型型材进行拉伸矫直。该槽型型材拉伸工艺，通过对占型材截面积大部的侧墙进行拉伸从而实现对整根型材的拉伸矫直，以消除型材的弯扭缺陷，对经淬火的型材还可减小或消除淬火残余应力，解决了本行业内该类型槽形型材难以进行有效拉伸矫直的技术难题。
本申请所提供的垫块，包括长条形垫块主体，所述垫块主体的左右侧面均垂直于底面，所述底面的两侧均设有可与槽型型材的缺口处卡接的限位凸台；所述垫块主体的顶面和底面的中部均设有减重槽，所述垫块主体的内部贯穿设置有减重孔，所述减重槽和所述减重孔均沿所述垫块主体的长度方向延伸。该垫块，垫块置于槽型型材的两侧墙之间，将型材绕纵轴旋转使得槽型型材的侧墙的外侧面置于上、下方向放置于上、下钳板间，上、下钳板夹持后，侧墙内侧面、外侧面与上、下钳板的夹持面平行，通过对侧墙的拉伸，带动整根型材的拉伸，包括对底梁的拉伸矫直，通过对占型材截面积大部的侧墙进行拉伸从而实现对整根型材的拉伸矫直，以消除型材的弯扭缺陷，对经淬火的型材还可减小或消除淬火残余应力。
本申请所提供的拉伸矫直设备设有上述垫块，由于所述垫块具有上述技术效果，因此，设有该垫块的拉伸矫直设备也应当具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请所提供的槽型型材拉伸工艺的流程图；
图2为本申请所提供的槽型型材一种具体实施方式的结构示意图；
图3为本申请所提供的垫块一种具体实施方式的结构示意图；
图4为本申请所提供的拉伸矫直设备的夹持过程示意图；
图5为本申请所提供的拉伸矫直设备一种具体实施方式的装配示意图；
其中：槽型型材1、底梁11、侧墙12、槽13、外侧面14、内侧面15、顶面16、底面17；垫块2、减重槽21、减重孔22、倒角23、限位凸台24、非夹持段25、夹持段26；拉伸矫直设备3、前拉伸头31、上钳板32、下钳板33、上导向基座34、下导向基座35、后拉伸头36、推杆37。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种槽型型材拉伸工艺及拉伸矫直设备和垫块，用于对侧墙为向外倾斜较大角度的槽形型材进行有效拉伸矫直，以消除型材的弯扭缺陷，对经淬火的型材还可减小或消除淬火残余应力。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
请参考图1至图5，图1为本申请所提供的槽型型材拉伸工艺的流程图；图2为本申请所提供的槽型型材一种具体实施方式的结构示意图；图3为本申请所提供的垫块一种具体实施方式的结构示意图；图4为本申请所提供的拉伸矫直设备的夹持过程示意图；图5为本申请所提供的拉伸矫直设备一种具体实施方式的装配示意图。
在该实施方式中，槽型型材拉伸工艺适用于包括底梁11和两个侧墙12的槽型型材1的拉伸，底梁11和两个侧墙12之间形成槽13，具体的，本实例所提供的大规格铝合金槽13形型材指的是5000吨及以上吨位的大型或重型挤压机生产的铝合金槽13形型材，最大宽度达300mm以上，最大高度80mm以上。
该槽型型材拉伸工艺包括以下步骤：
步骤S1：对槽型型材1的底梁11沿长度方向的两端部开设缺口；
步骤S2：将槽型型材1以长度方向为轴旋转至两个侧墙12分别位于底梁11的上方和下方；
步骤S3：将设有限位凸台24的垫块2由缺口放入槽型型材1的槽13中，并使得限位凸台24与槽型型材1的侧墙12底面17卡接；
步骤S4：将装配有垫块2的槽型型材1放入拉伸矫直设备3的上钳板32和下钳板33之间，并开启拉伸矫直设备3以减少上钳板32和下钳板33之间的距离，使得两个侧墙12的内侧面15扭转至与垫块2贴合、侧墙12的外侧面14扭转至与对应的上钳板32或下钳板33的齿面贴合；
步骤S5：对槽型型材1进行拉伸矫直。
在上述各实施方式的基础上，步骤S1具体为：采用机械切割或者焊弧切割槽型型材1的底梁11形成缺口，并且，缺口的长度为500-800mm。
在上述各实施方式的基础上，步骤S3中，垫块2的夹持段26位于缺口中，垫块2的非夹持段25位于缺口的外侧。
除上述槽型型材拉伸工艺外，本申请还提供了一种拉伸矫直设备3用垫块2，包括长条形垫块主体，垫块主体的左右侧面均垂直于底面17，底面17的两侧均设有可与槽型型材1的缺口处卡接的限位凸台24；垫块主体的顶面16和底面17的中部均设有减重槽21，垫块主体的内部贯穿设置有减重孔22，减重槽21和减重孔22均沿垫块主体的长度方向延伸。
在上述各实施方式的基础上，限位凸台24与垫块主体为一体成型结构。
在上述各实施方式的基础上，限位凸台24的个数为至少4个，垫块主体的两侧各设有至少两个，并且位于垫块主体宽度两侧的限位凸台24对称设置。
在上述各实施方式的基础上，垫块主体的顶面16沿宽度方向的两侧均设有倒角23。
在上述各实施方式的基础上，垫块主体包括夹持段26和非夹持段25，限位凸台24均设在夹持段26上，并且，至少两个限位凸台24与夹持段26的端部平齐，至少两个限位凸台24与非夹持段25端部的距离为80-150mm。
除上述垫块2外，本申请还提供了一种拉伸矫直设备3。
该拉伸矫直设备3包括垫块2、用于夹紧槽型型材1的上钳板32和下钳板33、用于安装上钳板32的上导向基座34、用于安装下钳板33的下导向基座35，以及用于带动槽型型材1拉伸矫直的前拉伸头31和后拉伸头36。该拉伸矫直设备3的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。
具体的，以1500吨拉伸矫直设备3进行拉伸矫直为例，拉伸矫直设备3沿纵向上设置有前拉伸头31、后拉伸头36。每个拉伸头均设置上导向基座34、下导向基座35、上钳板32、下钳板33。上导向基座34、下导向基座35和上钳板32、下钳板33设置有导向斜面。上导向基座34的导向斜面与上钳板32的导向斜面配合；下导向基座35的导向斜面与下钳板33的导向斜面配合。拉伸头设置有上推杆37、下推杆37，上推杆37与上钳板32连接，下推杆37与下钳板33连接。上钳板32、下钳板33间形成夹持空间，该空间的高度，即开口度可以在一定范围内调节，以适应型材毛坯的高度，确保型材毛坯的端头能被喂入上钳板32、下钳板33间的空间，并能使上钳板32、下钳板33对后者形成夹持。拉伸时，一端拉伸头相对固定，另一端相对移动。上钳板32、下钳板33间的开口度是通过推杆37推或拉钳板，钳板沿导向斜面滑动进行调节。拉伸时，沿纵向上，将型材毛坯的两端分别放置于拉伸头上钳板32、下钳板33之间。型材毛坯的一端被前拉伸头31的上钳板32、下钳板33夹持，另一端被后拉伸头36的上钳板32、下钳板33夹持，随着可移动的拉伸头持续移动，两拉伸头间的距离逐渐增大，相应地，型材毛坯被拉长，从而实现前述的各项矫直功能与目的。
以本实例为例，如图2所示，型材宽度390mm，高度92mm，侧墙12壁厚50mm，底梁11厚12mm，侧墙12与垂方向夹角30度，型材呈左右对称布局，设置有两个侧墙12和连接两个侧墙12底部内侧面15的底梁11，两个侧墙12、底梁11的底面17共面，该面也即为型材的底面17。侧墙12的顶面16、型材的底面17可平行，也可不平行。侧墙12的内侧面15与外侧面14平行。侧墙12的内侧面15/外侧面14与垂直方向的角度大于15度，本实例为30度。本发明应用的型材的宽度不小于型材的高度的三倍，本实例型材的宽度为390mm，高度92mm。本发明应用的型材的侧墙12的壁厚不小于底梁11的壁厚的二倍，本实例侧墙12的壁厚为50mm，底梁11的壁厚12mm。侧墙12的截面积不小于槽13形型材总截面积的70％，本实例为83％。
本实施例所提供的拉伸矫直方法为：
将槽13形型材毛坯纵向上用于夹持的两端一定长度范围的底梁11去除，即在型材两端一段长度范围内形成缺口，去除的方式可选择机械切割或焊弧切割。去除的长度可选，优选500-800mm；在型材毛坯两端的缺口放置垫块2；前述的垫块2外形呈长条形，长度可选，优选400-600mm，本实例为450mm；垫块2的两个侧面为平面；垫块2在顶面16、底面17沿纵向上设置有减重槽21，减重槽21的尺寸不限；垫块2截面的中部设置有减重孔22，孔的方向与垫块2的纵向相同，孔的形状不限，优选圆孔，孔的尺寸可选，孔的数量可选，在此不作进一步限定。
垫块2的宽度即两侧面的距离与前述型材毛坯端头的缺口的最小宽度相当，略小于缺口，以便于垫块2放入，又能尽可能减小侧墙12在夹持时的变形；垫块2顶面16宽度的两侧有倒角23，以便于垫块2更易装入缺口；垫块2的底部设置有限位凸台24，限位凸台24的形状可选，优选长方体；限位凸台24的尺寸可选，为减轻垫块2重量，优选限位凸台24的厚度10mm；限位凸台24的数量可选，优选两侧各2件；限位凸台24与垫块2整体加工成形，同侧限位凸台24的间距可选，优选100-200mm，其中一个限位凸台24，优选与垫块2的夹持段26的端头对齐；另一个限位凸台24距离另一端头80-150mm，并在纵向上位于夹持段26范围内，以避免取出垫块2时与夹持工具发生干涉。
这里需要说明的是，夹持段26指的是该段需要与型材毛坯的缺口部分配合，非夹持段25指的是该段纵向上保持于型材长度之外，不与型材毛坯接触。
为便于操作，提高生产效率，降低劳动强度，垫块2的重量应予以控制，优选单件重量不大于25Kg。
上下钳板33夹持型材毛坯端头前，先将垫块2放入缺口，方法为：
将型材毛坯以纵轴旋转90度，侧墙12分别置于上方和下方，即型材毛坯的底面17由水平方向调整为竖直方向；
将垫块2从型材毛坯底面17侧放入缺口，直至限位凸台24与缺口处的侧墙12的底面17接触，该操作可避免在移动型材毛坯时垫块2从缺口中掉落；
纵向上，保持垫块2的非夹持段25处于缺口之外，以便拉伸完后提供夹持点以取出垫块2；
垫块2布置完毕，操作设备，减小上、下钳板33间的距离，夹持型材毛坯的端头，使侧墙12在上、下钳板33的压力下发生偏转，直至侧墙12的内侧面15与垫块2贴合，外侧面14与上、下钳板33的齿面贴合；移动活动拉伸头，对型材毛坯进行拉伸矫直，直至其符合拉伸矫直要求。
这里需要说明的是，型材毛坯在夹持之前，底梁11处于水平状态，而型材的长度方向是指型材的延伸方向，型材的宽度方向，是指型材的底面17宽度方向，型材的高度方向是指垂直于底面17的方向，当型材在夹持时，发生转动后，上述长宽高的尺寸应当保持不变。
以上对本申请所提供的槽型型材拉伸工艺及拉伸矫直设备和垫块进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种槽型型材拉伸工艺，适用于包括底梁(11)和两个侧墙(12)的槽型型材(1)的拉伸，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：对所述槽型型材(1)的底梁(11)沿长度方向的两端部开设缺口；
步骤S2：将所述槽型型材(1)以长度方向为轴旋转至两个侧墙(12)分别位于底梁(11)的上方和下方；
步骤S3：将设有限位凸台(24)的垫块(2)由所述缺口放入所述槽型型材(1)的槽(13)中，并使得所述限位凸台(24)与所述槽型型材(1)的侧墙(12)底面卡接；
步骤S4：将装配有垫块(2)的槽型型材(1)放入拉伸矫直设备(3)的上钳板(32)和下钳板(33)之间，并开启拉伸矫直设备(3)以减少上钳板(32)和下钳板(33)之间的距离，使得两个侧墙(12)的内侧面(15)扭转至与所述垫块(2)贴合、侧墙(12)的外侧面(14)扭转至与对应的上钳板(32)或下钳板(33)的齿面贴合；
步骤S5：对所述槽型型材(1)进行拉伸矫直；
所述垫块(2)包括长条形垫块主体，所述垫块主体的左右侧面均垂直于底面(17)，所述底面(17)的两侧均设有可与槽型型材(1)的缺口处卡接的限位凸台(24)；所述垫块主体的顶面(16)和底面(17)的中部均设有减重槽(21)，所述垫块主体的内部贯穿设置有减重孔(22)，所述减重槽(21)和所述减重孔(22)均沿所述垫块主体的长度方向延伸；所述限位凸台(24)与所述垫块主体为一体成型结构；所述限位凸台(24)的个数为至少4个，所述垫块主体的两侧各设有至少两个，并且位于所述垫块主体宽度两侧的所述限位凸台(24)对称设置；所述垫块主体的顶面(16)沿宽度方向的两侧均设有倒角(23)；所述垫块主体包括夹持段(26)和非夹持段(25)，所述限位凸台(24)均设在所述夹持段(26)上，并且，至少两个所述限位凸台(24)与所述夹持段(26)的端部平齐，至少两个所述限位凸台(24)与所述非夹持段(25)端部的距离为80-150mm。
2.根据权利要求1所述的槽型型材拉伸工艺，其特征在于，所述步骤S1具体为：采用机械切割或者焊弧切割所述槽型型材(1)的底梁(11)形成缺口，并且，所述缺口的长度为500-800mm。
3.根据权利要求1所述的槽型型材拉伸工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述垫块(2)的夹持段(26)位于所述缺口中，所述垫块(2)的非夹持段(25)位于所述缺口的外侧。
4.一种拉伸矫直设备(3)，应用于如权利要求1至3任意一项所述的槽型型材拉伸工艺中，其特征在于，包括垫块(2)以及用于夹紧槽型型材(1)的上钳板(32)和下钳板(33)、用于安装所述上钳板(32)的上导向基座(34)、用于安装所述下钳板(33)的下导向基座(35)，以及用于带动所述槽型型材(1)拉伸矫直的前拉伸头(31)和后拉伸头(36)。
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Citations (12)

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