CN113677449A - 棒材加工机器及相应加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种棒材加工机器,适用于加工至少一根大体近似椭圆形棒材(B),所述机器包括至少两个支撑滑块(11),所述支撑滑块中的至少一个沿移动轴线(Z)朝向/背离另一个往复移动,每个支撑滑块设有加工平面(12),在所述加工平面上安装有至少一个弯曲单元(13)以及至少一个第一折弯单元(14),所述弯曲单元(13)适用于弯曲所述棒材(B)的至少纵向部位,所述第一折弯单元(14)设有具有第一折弯半径(R1)的第一相对元件(17),以及绕所述第一相对元件(17)选择性旋转以便绕其折弯所述棒材(B)的所述第一折弯元件(18)。
Description
技术领域
本发明涉及一种棒材加工机器,该机器用于折弯和/或弯曲棒材,或者通常适用于近似椭圆形产品,例如具有圆形、多边形或扁平横截面的杆、弧形零件、方形零件。
仅作为示例,该棒材加工机器可以折弯和/或弯曲杆,该杆以棒材或卷材的形式进料,或来自于直棒切割中心。
背景技术
在建筑和道路施工领域并不仅于此,已知需要使用由金属材料制成的棒材,例如铁、钢或其他具有适合特性的合金,以加固混凝土结构,从而形成所谓“钢筋混凝土”结构。
这些棒材,更为人所熟知的钢筋,即用来加固混凝土的钢筋,往往需要预置成型,即预先折弯和弯曲,其形状和轮廓须有助于加强混凝土结构。弯曲通常是指棒材的全部或部分纵向延伸的变形,而折弯通常是指棒材局部特定区域的变形。
钢筋可以具有圆形截面或带有脊线和罗纹的圆形截面,以便与混凝土锚固,并且一旦适配成形,它们能够以已知方式连接起来形成所需的钢筋结构。
为此,已知棒材加工机器适用于折弯和/或弯曲棒材,例如具有圆形、多边形或扁平横截面的杆、弧形零件、方形零件。例如,申请人申请的国际专利WO 2017/033145 A1记载有这种类型的机器。
WO 2017/033145 A1描述了一种用于折弯和弯曲杆的组合式机器,该机器包括支撑底座,所述支撑底座设置成沿着运动轴线支撑和引导两个移动滑块,每个滑块上安装有加工平面。加工平面设有折弯单元和弯曲单元,分别适用于折弯和弯曲一根或多根被加工杆的至少一个部位。
具体地,折弯单元包括相对辊和折弯辊,工作过程中杆从两辊中通过,并被折弯辊的一个或多个部位折弯,其弯曲半径对应于相对辊的半径。
虽然这种组合式机器非常高效,因为它结合使用折弯单元和弯曲单元,尽管如此它不得不对应于机器装备时相对辊的半径折弯单一弯曲半径的棒材,然而,在该特定技术领域,经常需要同一根棒材折弯成不同半径以满足上述结构要求,因此在每种情况下机器都必须配备适合获得如此折弯半径的折弯单元。
因为在生产具有不同折弯半径的棒材时,机器须不断重新装配不同折弯半径的折弯单元,或须在不同的机器上进行折弯加工,不得不将棒材从一台机器移动到另一台机器上,自然会造成一定的时间浪费和一定的延迟。此外,操作员通常不得不对一批棒材进行部分加工,重新装配机器,对整批棒材或其中的一部分再次部分加工,依此类推,直到待进行的折弯加工结束。
此外,不断重新装配机器可能会导致折弯单元组装错误,如果安装不正确,可能会导致折弯加工中的精度误差以及操作员的安全问题,这些操作员经常被要求干预机器的运行。
因此,需要完善棒材加工机器以克服现有技术的至少一个缺陷。
本发明的一个目的是提供一种棒材加工机器,该机器的特征在于:能够以不同折弯半径进行折弯加工,而无需不断重新装配该机器。
本发明的另一个目的是提供一种棒材加工机器,该机器能够简化执行同一棒材上不同折弯加工。
本发明的再一个目的是提供一种棒材加工机器,该机器能够降低不同折弯加工的执行时间。
为克服现有技术的缺陷,申请人已经构思出,并测试和实施了本技术方案并达到这些及其他发明目的和技术效果。
发明内容
在独立权利要求中对本发明进行了描述和特征限定,同时在从属权利要求中对本发明的其他特征或主要发明构思的变形进行了描述。
本发明所述的实施例涉及一种棒材加工机器。
所述棒材加工机器适用于加工至少一根大体近似椭圆形的棒材。
所述机器包括至少两个支撑滑块,其中的至少一个沿着移动轴线朝向/背离另一个往复移动。
支撑滑块均设有加工平面,所述加工平面上安装有至少一个弯曲单元,以及至少一个第一折弯单元,所述折弯单元适用于弯曲棒材的至少一个纵向部位。
所述第一折弯单元设置有第一相对元件以及第一折弯元件,所述第一相对元件具有第一弯曲半径,所述第一折弯元件可绕所述第一相对元件选择性地旋转以便相对后者折弯棒材。
根据本发明的一种形态,至少一个支撑滑块包括加工平面上的至少一个第二折弯单元。
所述第二折弯单元设置有第二相对元件以及第二折弯元件,所述第二折弯元件可绕所述第二相对元件选择性地旋转以便相对后者折弯棒材。
所述第二相对元件具有与第一折弯元件的第一相对元件的第一弯曲半径不同的弯曲半径。
通过这种方式有利于,在同一工作机器中,可以对同一棒材进行多次折弯,而无需在不同的加工机器上进行所述折弯加工,从而须要移动棒材,或无需重新装配现有折弯单元的机器,从而须要装配与现有折弯单元不同的折弯单元。
本发明还涉及一种用于在所述加工机器上加工至少一根棒材的方法,特别是涉及一种对至少一根棒材进行至少一次折弯加工和对具有不同弯曲半径的棒材进行两次或更多次弯曲操作的方法。
参考以下描述、附图和所附权利要求将更好地理解本发明公开的这些及其他形态、技术特征和技术效果。与本说明书成为一体并形成本说明书部分内容的附图示出了本发明的一些实施例,并且与说明书一起旨在描述本发明公开的原理。
在可能情况下可单独实施本说明书中描述的各个形态和特征。这些个别形态,例如所附从属权利要求中所描述的形态和特征,可以是分案申请的对象。
应当理解,在专利申请过程中发现的任何已知形态或特征均不得要求保护,并应作为弃权声明的对象。
附图说明
本发明的这些及其他技术特征,通过参考附图作为非限制性示例给出的以下一些实施例的描述变得显而易见,其中:
-图1是本发明棒材加工机器的示意图;
-图2-4表示在对棒材进行折弯加工时图1的机器;
-图5表示在折弯加工棒材时图1的机器。
为了便于理解,在可能的情况下使用了相同的附图标记来标识图中同一共同要素。应当理解,一个实施例的要素和特征理所当然地包含在其他实施例中而无需进一步说明。
具体实施方式
我们现在将具体参考本发明的各种实施例,其中一个或多个示例如附图所示。每个实施例都是作为一种说明方式来阐述本发明,不应被理解为对本发明的限制。例如,作为一个实施例的一部分而展示或描述的技术特征可以应用在其他实施例或与其他实施例相关联以产生另一实施例。应当理解,本发明应包括所有此类修改和变形。
在说明这些实施例之前,我们还必须阐明,在其应用方面本说明书不限于使用附图如下说明中所描述的部件的构造和布置的细节。本说明书可以提供其他实施例并且可通过各种其他方式获得或实施本说明。我们还必须示明,这里使用的用语和术语仅以说明为目的,不能被视为限制性目的。
使用附图描述的实施例涉及一种棒材加工机器,该机器在附图中整体用附图标记10表示。
机器10适用于加工至少一根大体近似椭圆形的棒材B。
棒材B可以以棒材或卷材的形式直接供应给机器10以被矫直并切割成一定尺寸,或者可来自于直棒切割中心。
取决于要获得的最终产品,供应给机器10的棒材B也可以类型不同,例如不同的直径、材质、表面加工或其他。
根据一些实施例,机器10包括至少两个支撑滑块11,其中的至少一个沿着移动轴线Z朝向/背离另一个往复移动,每个支撑滑块设有加工平面12。
加工平面12上安装有至少一个弯曲单元13,以及至少一个第一折弯单元14,所述弯曲单元13适用于弯曲棒材的至少一个纵向部位,所述第一折弯单元14设有第一相对元件17和第一折弯元件18,所述第一相对元件17具有第一弯曲半径R1。
第一相对元件17设置有至少一个成型部位,该成型部位具有以所述弯曲半径R1为特征的拱形轮廓,如图2所示。
第一折弯元件18可绕第一相对元件17选择性地旋转以相对其折弯棒材B。
根据本发明的一形态,至少一个支撑滑块11包括在加工平面12上的至少一个第二折弯单元15、16,所述第二折弯单元15、16设有第二相对元件19、27和第二折弯元件20、28。
第二相对元件19、27还设置有至少一个成型部位,该成型部位具有以所述弯曲半径R2、R3为特征的拱形轮廓,分别如图3和图4所示。
第二折弯元件20、28可绕第二相对元件19、27选择性地旋转以相对其折弯棒材B。
第二相对元件19、27具有弯曲半径R2、R3-分别如图3和图4所示-不同于图2所示的第一相对元件17的弯曲半径R1,使得棒材B得到不同弯曲半径的弯折。
该技术方案允许操作者预先为机器10装配合适尺寸的相对元件和折弯元件用于折弯棒材B,而无需在加工过程中停顿,例如为了更换一个或多个相对元件或一个或多个折弯元件。
此外,该技术方案允许在同一根棒材B上除了进行弯曲加工外还进行不同弯曲半径的折弯加工,例如具有第一弯曲半径R1和第二弯曲半径R2,而不需要从机器10对棒材B进行任何移动或移除。
在此和此后的说明中,参考对单根棒材B的加工,尽管很明显机器10可以同时加工多根B棒材。
根据图1-5所示的实施例,支撑滑块11定位成彼此面对并且可以在导轨21上滑动,所述导轨21彼此并且相对于上述运动轴线Z平行。
特别地,支撑滑块11可沿着移动轴Z移动,其独立于对棒材B进行的特定操作。
导轨21在移动轴线Z方向上的长度可与机器10能够加工的棒材B的最大长度一致,在机器10壳体内支撑滑块11可在相对于导轨21的一端。
机器10还包括保持装置22,该保持装置22位于在支撑滑块11之间并且在其工作时被设置为支撑和保持棒材B。棒材B的中心部位由于自重而趋于变形,因而保持装置22防止其不需要的弯曲。
如上所述,保持装置22被设置为将棒材B保持在与加工平面12共面的平面上,防止棒材B干扰加工平面12而变形。
此外,相较于它们须支撑的棒材B的长度,可以有一个或多个保持装置22。
根据图1所示的实施例,保持装置22包括至少一个中心保持装置22,即,被设置为保持棒材B的中心部位。具体地,中心保持装置22可以沿着与移动轴线Z正交的第一方向以及与移动轴线Z重合或平行的第二方向移动和定位。
优选地,设有至少三个保持装置,其中另外的两个侧向保持装置22位于所述中心保持装置22的侧面上,并优选地,相对于中心保持装置22对称设置。
其有利点在于,中心保持装置22相对于上述第二方向的移动允许后者始终在棒材B的中心部位支撑棒材,而不管支撑滑块11之间有多大的往复距离。
侧向保持装置22的移动方向只能平行与移动轴线Z正交的第一方向。如果棒材B很长,也就是说,在支撑滑块11分离很远的情况下,例如在相对于导轨21的一端,侧向保持装置22作为中心保持装置22的备用。
保持装置22被设置为借助滑动导轨23平行第一方向移动。中心保持装置22还被设置为借助滑动导轨25上的可动变换装置24沿第二方向移动。
在操作上,如果需要用一个以上的保持装置22支撑棒材B,这些保持装置必须沿横向对齐,并垂直于移动轴线Z,以避免沿横向在棒材B上产生应力和变形。
在一些实施例中,保持装置22可以是钳型的,即,包括相对于第一方向可移动的两个对称钳夹部。钳夹部在它们之间限定出一个可变的通道间隙,以保持和释放棒材B。
当棒材B以已知的方式被输送到机器10时,它可以由保持装置22支撑并且可以部分地置于支撑滑块11的加工平面12上。
根据图1所示的实施例,每个加工平面12包括上述弯曲单元13、第一折弯单元14和第二折弯单元15。
在此以及本说明书的后续说明中,弯曲是指沿棒材B长度延伸的纵向部分或沿整个长度棒材B受到连续变形。在弯曲加工期间,驱动弯曲单元13以使棒材B变形,同时支撑滑块11中的一个或两个沿移动轴线Z移动。
在此以及本说明书的后续说明中,折弯是指棒材B仅在折弯单元选择加工位置处发生局部变形,例如,如图2中的第一折弯单元14。在折弯加工期间,支撑滑块11停止的同时,运行折弯单元14、15中的一个以使棒材B变形。
根据图1-5所示的实施例,每个加工平面12上还安装有第三折弯单元16,所述第三折弯单元设有第三相对元件27和第三折弯元件28,第三折弯元件28可绕所述第三相对元件27选择性地旋转以便相对后者折弯棒材B。
所述第三相对元件27具有与第一相对元件17和第二相对元件19不同的尺寸,以便以不同于图2的第一弯曲半径R1和图3的第二弯曲半径R2,将棒材B折弯成图4的第三弯曲半径R3。
在可能的实施例中,未示出,可以在加工平面12上设置安装多个折弯单元,甚至多于三个,例如多达七个,并且在任何情况下都与加工平面12上的现存空间有关。
在图1-5所描述的实施例中,弯曲单元13和折弯单元14、15被安装在优选的位置处,以便于操作并防止不必要的干扰。
具体地,弯曲单元13可以安装在加工平面12上的偏心位置处,该位置朝向垂直移动轴线Z的加工平面12的第一侧面30。即使不排除可能存在不同的设置方式,折弯单元14、15仍可以安装在加工平面12上的偏心位置处,该位置朝向与第一侧面30相对的第二侧面31。
根据可能的技术方案,未示出,可以在非镜面位置,即不同的位置处将折弯单元14、15安装在支撑滑块11上。
根据可能的技术方案,可以独立驱动或用同一个电机驱动弯曲单元13和至少折弯单元14、15。
根据本发明的一个形态,如图1所示,至少一个支撑滑块11提供单一驱动装置,该驱动装置被设置为同时或顺序地驱动至少折弯单元14、15。
所述驱动装置包括未示出的电机构件,所述电机构件设有与齿顶缘33接合的小齿轮32。
齿顶缘33与第一折弯单元14相连并且允许至少第一折弯元件18相对于第一相对元件17旋转。
第一折弯单元14与第二折弯单元15活动连接,并当如图1-5所示时,通过齿轮与第三折弯单元16活动连接,如“点划线”所示意的那样,形成折弯单元14、15、16的同步旋转。
根据一些实施例,可以使弯曲单元13和/或折弯单元14、15中的至少一些处在相对各自的支撑滑块11的加工平面12缩回状态。
特别地,弯曲单元13和折弯单元14、15可在加工平面12的突出状态和加工平面12的缩回位置之间移动,在突出状态下它们可以作用在棒材B上,在缩回位置处,他们位于加工平面12的下方并且不干扰棒材B。
根据图2所示的第一示例,在折弯单元14弯折棒材B的过程中,折弯单元14处于上述突出状态,而第二折弯单元15、第三折弯单元16和弯曲单元13位于上述缩回位置处。
根据图3所示的第二示例,在至少一个折弯单元弯折棒材B的过程中,第二折弯单元15处于上述突出状态,而第一折弯单元14、第三折弯单元16和弯曲单元13位于上述缩回位置处。
根据图4所示的第三示例,在至少一个折弯单元弯折棒材B的过程中,第三折弯单元16处于上述突出状态,而第一折弯单元14、第二折弯单元15和弯曲单元13位于上述缩回位置处。
根据图5所示的第四示例,在至少一个折弯单元弯折棒材B的过程中,弯曲单元13处于上述突出状态,而第一折弯单元14、第二折弯单元15和第三折弯单元16位于上述缩回位置处。
根据一些实施例,如图1-5所示,弯曲单元13包括位于彼此相对位置处的两个相对辊35,至少一个相对辊35优先设有定位装置36,所述定位装置被设置为能够选择性地远离/背向另一个相对辊35移动,以便相对棒材B调整它们之间的间隙。
弯曲单元13可以以已知方式在棒材B上运行。如图5所示给定示例所采取方式的条件下,弯曲单元13还包括弯曲辊37,所述弯曲辊可定位在对比辊35处并且被设置为对棒材B施加所期望的变形。
弯曲辊37在对比辊35处的位置决定了棒材B的弧度。
至少折弯单元14、15被设置为在棒材B的至少一端折弯,因此进行头部和/或尾部折弯加工,但也可以在棒材B的中间位置加工。
如果上述折弯单元14、15中的一个在棒材B的中间位置处介入,则它可以在已完成至少部分弯曲之后或折弯加工开始之前介入。
根据可能的技术方案,折弯单元14、15、16可以是图1-5所示的类型,即设置有销式相对元件17、19、27和相似形状的折弯元件18、20、28。
根据可能的变形实施例,折弯单元14、15、16可以包括锄式相对元件17、19、27。
在支撑滑块11的每个加工平面12上还设置有夹紧装置26,所述夹紧装置适用于在折弯加工期间保持棒材B的至少一部分。这样,在折弯加工期间,棒材B上的应力被限定在棒材B的待折弯部位。
夹紧装置26可在加工平面12上沿上述第一方向在滑动导轨23上移动,滑动导轨23允许夹紧装置26偏移,从而保证棒材B无论怎样进行弯曲和折弯加工都能正确定位。
夹紧装置26也可以是钳型的,如上文针对保持装置22所描述的那样。
根据本发明的一形态,机器10包括牵引单元34,所述牵引单元安装在至少一个支撑滑块11上,并在加工平面12上沿垂直于移动轴线Z的方向移动。牵引单元34被设置为沿移动轴线Z方向牵引棒材B或沿相同方向牵引至少一个支撑滑块11。
牵引单元34包括牵引辊38,所述牵引辊38沿移动轴线Z正交的方向排列布置并且在它们之间限定可变的通道间隙,以便棒材B通过并对其进行牵引。
在支撑滑块11没有设置自主驱动装置的情况下,支撑滑块11可以通过牵引单元34施加在棒材B上的牵引作用力而移动。例如,为了移动不具有牵引单元34的支撑滑块11,支撑滑块11的夹紧装置26必须夹紧棒材B并且其他支撑滑块11的夹紧装置26不得夹紧棒材B。为了移动具有牵引单元34的支撑滑块11,相关夹紧装置26不得夹紧棒材B并且其他支撑滑块11的夹紧装置26必须夹紧棒材B。
根据图1-5所示的实施例,牵引单元34与夹紧装置26相连并随后者移动而移动。
虽然未示出,但机器10也可与可编程控制、管理和指令单元相连,该可编程控制、管理和指令单元被设置为支配、管理和控制支撑滑块11的可能的运动元件。
根据可能的技术方案,支撑滑块11的运动部件可以从蜗杆机构、齿条机构、链条机构或类似或等效运动机构中选择。
本发明的实施例还涉及一种利用棒材加工机器10加工至少一根大体近似椭圆形棒材B的方法,包括:
通过弯曲单元13对棒材B进行至少一次弯曲加工,用于弯曲棒材B的至少纵向部位;
通过第一折弯单元14对棒材B进行至少一次首次折弯加工,所述第一折弯单元14设有具有第一弯曲半径R1的第一相对元件17和可绕第一相对元件17选择性旋转的第一折弯元件18;
通过第二折弯单元15、16对棒材B进行至少一次再次折弯加工,所述第二折弯单元15、16设有第二相对元件19、27和第二折弯元件20、28,第二折弯元件20、28可选择性地绕第二相对元件19、27旋转,以便绕其折弯棒材B。第二相对元件19、27设有不同于第一相对元件17的弯曲半径R1,从而将棒材B折弯成不同弯曲半径。
显然的是,在不脱离本发明的技术领域和范围的条件下,可以对前述棒材加工机器进行修改和/或增加部件。
同样显然的是,虽然本发明已经参照一些具体示例进行了描述,但本领域技术人员当然能够实现棒材加工机器的许多其他等效形式,该形式具有如权利要求中所述的特征,因此都落入本发明定义的保护范围。
Claims (10)
1.一种棒材加工机器,适用于加工至少一根大体近似椭圆形棒材(B),所述机器包括至少两个支撑滑块(11),所述支撑滑块(11)中的至少一个沿移动轴线(Z)朝向/背离另一个往复移动,每个支撑滑块(11)设有加工平面(12),在加工平面(12)上安装有至少一个弯曲单元(13)以及至少一个第一折弯单元(14),所述弯曲单元(13)适用于弯曲所述棒材(B)的至少纵向部位,所述第一折弯单元(14)设有具有第一折弯半径(R1)的第一相对元件(17),以及绕所述第一相对元件(17)选择性旋转以便绕其折弯所述棒材(B)的第一折弯元件(18),其特征在于,在至少一个所述滑块(11)的加工平面(12)上包括至少一个第二折弯单元(15、16),所述第二折弯单元(15、16)设有第二相对元件(19、27)和第二折弯元件(20、28),所述第二折弯元件(20、28)绕所述第二相对元件(19、27)选择性旋转以便绕其折弯所述棒材(B),所述第二相对元件(19、27)具有不同于所述第一相对元件(17)的弯曲半径(R1)的弯曲半径(R2、R3)。
2.根据权利要求1所述的机器,其特征在于,所述弯曲单元(13)和/或所述折弯单元(14、15、16)中的至少一些可处于相对各自的支撑滑块(11)的所述加工平面(12)缩回状态,并且在所述加工平面(12)的突出状态和所述加工平面(12)的缩回位置之间移动。
3.根据权利要求1所述的机器,其特征在于,所述支撑滑块(11)中的至少一个提供单一驱动装置,所述驱动装置被设置为同时或顺序地驱动至少所述折弯单元(14、15、16)。
4.根据权利要求3所述的机器,其特征在于,所述驱动装置包括电机构件,所述电机构件设有与齿顶缘(33)接合的小齿轮(32),所述齿顶缘与第一折弯单元(14)相连并且允许至少所述第一折弯元件(18)相对于所述第一相对元件(17)旋转。
5.根据权利要求1所述的机器,其特征在于,所述机器包括牵引单元(34),所述牵引单元安装在至少一个所述支撑滑块(11)上,并在所述加工平面(12)上沿垂直于所述移动轴线(Z)的方向移动,所述牵引单元被设置为沿所述移动轴线(Z)方向牵引所述棒材(B)或沿相同方向牵引至少一个所述支撑滑块(11)。
6.根据权利要求5所述的机器,其特征在于,所述牵引单元(34)包括牵引辊(38),所述牵引辊沿所述移动轴线(Z)正交的方向排列布置并且在它们之间限定可变的通道间隙,以便所述棒材(B)通过并对其进行牵引。
7.根据权利要求5所述的机器,其特征在于,所述牵引单元(34)与夹紧装置(26)相连并随后者移动而移动,所述夹紧装置(26)能够在折弯加工期间保持棒材(B)的至少一部分。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的机器,其特征在于,所述机器包括保持棒材(B)的保持装置(22),所述保持装置(22)中的至少一个能够保持棒材(B)的中心部位并沿垂直于所述移动轴线(Z)的第一方向,以及与所述移动轴线(Z)重合或平行的第二方向定位和移动。
9.根据权利要求8所述的机器,其特征在于,所述机器包括保持装置(22),所述保持装置(22)位于所述中心保持装置(22)的侧面并仅沿与所述移动轴线(Z)正交的方向移动。
10.一种利用权利要求1至9任意一项所述棒材加工机器加工至少一根大体近似椭圆形棒材(B)的方法,包括:
通过所述弯曲单元(13)对棒材(B)进行至少一次弯曲加工,用于弯曲所述棒材(B)的至少纵向部位;
通过所述第一折弯单元(14)对所述棒材(B)进行至少一次折弯加工,所述第一折弯单元(14)设有具有第一弯曲半径(R1)的第一相对元件(17)和可绕第一相对元件(17)选择性旋转的第一折弯元件(18);
通过所述第二折弯单元(15、16)对所述棒材B进行至少一次再次折弯加工,所述第二折弯单元(15、16)设有第二相对元件(19、27)和第二折弯元件(20、28),所述第二折弯元件(19、27)可选择性地绕所述第二相对元件(19、27)旋转,以便绕其折弯所述棒材(B),所述第二相对元件(19、27)设有不同于所述第一相对元件(17)的弯曲半径(R1),从而将所述棒材(B)折弯成不同弯曲半径。
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