[发明专利]一种结合在线淬火控温的弯曲型材短流程加工方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及材料加工工程领域，具体是指实现挤压、弯曲和淬火的科学结合，通过一道工序由挤压坯料生产出合格的弯曲型材的方法和装置。

背景技术

长久以来，铝合金型材主要以民用建筑型材为主，而民用建筑型材在挤压矫直后便可直接使用，不需要后续弯曲加工。随着汽车工业的发展，以及随之带来的能耗，排放、环保和安全等问题，铝框架结构车身因具有重量轻、抗撞击性能好等优点，日益受到汽车制造厂商的重视。由于车身造型的需要，车身框架用往往要进行弯曲加工后使用。因此，近二十年来型材弯曲逐渐成为材料加工领域的研究热点。国外研究集中在挪威科技大学、美国德克萨斯州大学、德国埃尔兰根大学以及法国雷诺、德国柏林工业大学、德国奥迪汽车、美国通用等大型汽车公司；近年来国内在这方面也做了不少工作，燕山大学、北京航空航天大学、西北工业大学和东南大学等在型材弯曲成形设备、试验方法、数值模拟等方面做出了许多的成果。

在实际生产中应用的弯曲型材，普遍是通过多道工序加工而成。一般工序是先将坯料挤压成所需要断面形状的直型材，然后采用拉弯或滚弯等方式弯曲成形。弯曲阶段是整个成形过程的关键，因为弯曲过程完成后会产生回弹，而且回弹量的大小难以精确控制，从而影响了挤压型材一次性精确成形的难度，而且挤压型材的横截面各不相同，冷弯时会造成型材截面畸变，而无法达到原挤压型材的截面尺寸要求。需要加芯杆或填料后再进行弯曲，之后再取出芯杆和填料，因而这种多道工序生产弯曲状态的挤压型材的方法生产效率低，工艺复杂，需要大型设备，生产成本昂贵，使得弯曲状态的挤压型材的应用受到了很大的限制。

经对现有技术的文献检索发现有以下几种相关专利：

一种用于生产弯曲挤压型材的方法和设备申请的美国发明专利(专利申请号：US6634200，Method and device for the production of curved extruded profiles，名称：挤压型材弯曲方法及设备)，该方法将模具与挤压方向成一定角度，型材出模后将向一侧弯曲，通过该方法可以加工曲率较小的弯曲工件。

一种挤压弯曲成形工艺及设备申请的美国发明专利(专利申请号：US5305626，Extrusion Method and Extrusion Apparatus，名称：挤压方法及挤压设备)，该方法通过调整模具工作带来获得非均匀的材料流动，使型材一侧的材料流速大于另一侧，以达到弯曲成形的目的。同时该专利为保证成形精度，增加了一种带有辊轮的引导装置。该方法一套模具仅能生产一种弯曲弧度的工具。

一种用于制作汽车车架弯曲件的工艺及设备申请的欧洲发明专利(专利申请号：EP0706843B1，Method and device for the production of curved workpieces，名称：弯曲件的制作方法及设备)，该方法是挤出的型材直接受具有一定运动轨迹的导引轮作用，型材的前端随导引轮一起运动，型材末端在挤压模具出料口边缘的约束下，形成弯曲件。         以上几种方法由于弯曲变形主要发生在挤压模具出口处，因此模具的磨损十分严重，另外，由于弯曲变形时应变速率大，对于薄壁空腔类的型材，很难保证弯曲件截面的形状不发生畸变。

一种用于挤压弯曲成形的设备(专利申请号：US6634200，ExtrusionApparatus，名称：挤压设备)，该方法在模具出口增加引导装置，该引导装置在型材外形的一侧施加偏转作用力，使型材弯曲成形。该装置包含两块独立的引导圆盘，并建议为获得最好的加工效果，在热弯曲过程中应避免多余的加工变形，同时应该使弯曲成形从工作带处开始。

一种用于生产弯曲型材的直接挤压弯曲成形工艺申请的日本发明专利(专利申请号：JP2137612，Extrusion Machine，名称：挤压机)，该方法通过在传统挤压模具出口处放置一个可以移动的金属引导板来调整型材的弯曲弧度。

一种用于生产汽车结构件、保险杠、侧围等类似弯曲工件的铝合金挤压弯曲工艺申请的日本发明专利(专利申请号：JP2179313，Manufacture of aluminumextruded/bent products as automobile frame，bumper，side seal，and the like，名称：一种用于生产挤压弯曲工件如汽车结构件、保险杠、侧围等的方法)该方法通过在传统挤压机出口处放置两块可以移动的金属引导板来调整型材的弯曲弧度。第一块金属引导板正对挤压中心，第二块金属引导板可以自由运动，以调整弯曲弧度。