[发明专利]用于型材弯曲的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使诸如管子和型材的杆状部件二维和三维弯曲的方 法及设备。

背景技术

目前，弯曲管子所采用的机器主要是芯棒弯曲机（Franz,W.-D.: Maschinelles Rohrbiegen.Verfahren und Maschinen.VDI-Verlag,ISBN 3-18-400814-2,1988）。为了在这类机器上实现管子的三维弯曲，待弯曲的管 子通过扭转管截面而被转动，从而移动到另一弯曲平面继续进行弯曲。这样 将管子从一个弯曲平面改变到另一弯曲平面即可形成三维外形。但是，这仅 使得由弯曲工具预先确定的半径不变。另外，这类机器不能获得三维弯曲的 型材，因为在弯曲型材时，当弯曲平面改变时，所需的工具截面也改变，而 与弯曲具有圆形截面的管子时不同。

另外，所谓的“自由成型机（free-formers）”已广为人知，其同样仅用于 管子，并且常常被作为专用工具组装到芯棒弯曲机中（Rasi Maschinenbau  GmbH.:Alles unter Kontrolle beim Rohrbiegen.Blech Rohre Profile,09.2002.,S. 40ff）。这些“自由成型机”根据辊轧成形原理操作，其中在一个平面上由至 少三个辊子对管子进行导向。要改变弯曲平面，管子必须首先在这些辊子之 间进行扭转。此外在这里，管子的圆形截面是很有帮助的。运用这个原理， 不能对非圆形截面的型材进行空间地弯曲，因为这样的型材有可能卡在弯曲 辊子之间。另外，与滑轨一起工作的自由成型弯曲机最近几年也已为人们所 知（Neugebauer R.;Blau P.;Drossel W-G.:3D-Freiformbiegen von Profilen.ZWG, 2001,11-12.）。在这种机器上，管子或型材被推挤经过彼此偏离设置并且在 工艺中弯曲型材的相应的导套。但这有一个缺点，就是其需要附加一个强有 力的推进装置（pusher），以及产生的大的摩擦力可能损坏管子或型材的表面。 鉴于此，一般需要在这些机器中使用润滑剂，而润滑剂在工艺结束之后并不 易从工件除去。另一个缺点是，需要为每一类型的型材制造相应的安装衬套 （fitting bush），而这种衬套由于单位面积上高的接触压力，因此其由昂贵的 陶瓷材料构成。在这些自由成型弯曲机上，型材从机器出来的空间方向通常 与弯曲部件的外形有关。因此，导套需要具备复杂的多轴向运动功能，以便 能在那个位置准确的产生弯曲部件的空间曲线，而这使得自由成型弯曲机非 常复杂和昂贵。另外，如果需要在弯曲工艺过程中在机器输出端对型材进行 测量（如为了控制的目的）时，这将需要复杂的能够记录三维坐标的传感系 统。

目前应用的所有系统均采用将型材沿纵轴推进的相对复杂的推进装置。 在这里，型材被以一种相对复杂的方式进行导向，以防止型材由于推力负荷 而被挤弯。而这又是另一个缺点，因为推进装置限定了可加工的管子和型材 的总长度。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够对任何需要进行弯曲的杆状部 件进行二维或三维弯曲的方法及设备。更特别地，除了圆形的管子外，根据 本发明的方法及设备可以二维或三维地弯曲任何需要的型材，同时管子或型 材的总长度不受本发明设备的构型限制。

根据本发明的一个方案，提供了一种用于具有纵轴的杆状部件的平面和 空间弯曲的方法，包括沿所述纵轴依次设置的两个辊子系统A和B，由此所 述部件由所述辊子系统A驱动且被插入所述辊子系统B，并且所述杆状部件 通过所述辊子系统B在所述纵轴的横向上的运动被弯曲，其中，在所述杆状 部件通过所述辊子系统被传送时，通过改变所述辊子系统A与B相对于彼此 的位置关系，即能实现对所述杆状部件的弯曲，并且其中，通过额外施加扭 矩到所述辊子系统A和辊子系统B的弯曲区以补偿在弯曲操作中部件的弹性 回复和弹性变形。

根据本发明的另一个方案，提供了由前述方法所生产的杆状弯曲部件， 呈具有空间结构的管子或型材的形式，其中所述部件在扭转区域是精确成形 的。