拉弯机及型材的拉弯工艺的制作方法

本发明属于型材加工技术领域，更具体地说，是涉及拉弯机及型材的拉弯工艺。

背景技术：

目前国内大部分的型材拉弯工艺包括预拉伸、弯曲和补拉伸三个阶段，在此过程中，都需尽量使型材200＇紧贴拉弯模具12＇的型面，以确保成型的精度，到最后再卸去外力并取料。

在对型材200＇进行多段拉弯时，理想化状态下，希望呈现出图1所示的效果，即拉弯模具12＇与拉弯成形的型材200＇能够很好的贴合，实际上却呈现出图2所示的效果，即在拉弯成形的型材200＇与拉弯模具12＇之间呈现出微小的间隙300＇；

由于型材200＇(如钢型材200＇和铝型材200＇)在拉弯过程当中包含了塑性变形和弹性变形，在弯曲完成后型材200＇会表现出一定的反弹属性，当型材200＇随着弯曲的角度不断变化，其贴合的位置也沿着拉弯模具12＇的轮廓面(该轮廓面即为拉弯模具12＇的型面)不断变化，对型材200＇进行多段拉弯时，由于型材200＇的弯曲过程是从中间到两端，靠近中间位置的型材200＇在前期已经弯曲到位，却由于在弯曲两端部的时候由于弯曲弧度的差异性，使型材200＇产生杠杆效应，破坏了原来靠中间段的弯曲结果，出现图2所示的间隙300＇，影响成形精度，最终使产品无法达到最佳的成形效果，需对产品进行二次整形，生产效率低。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种拉弯机，以解决现有技术中存在的成形精度佳，且生产效率不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了拉弯机，包括机架和控制模块，所述机架上设有拉弯模具和拉弯装置，所述拉弯装置受所述控制模块控制，所述拉弯装置包括用于夹持型材的两个夹头，所述拉弯模具位于两个所述夹头之间，所述拉弯模具的型面包括多段首尾相接的弧面，所述机架上设有多个受所述控制模块控制的压紧装置，各段所述弧面均对应有所述压紧装置；所述控制模块控制所述拉弯装置分段拉弯型材，且所述控制模块控制所述压紧装置将型材的在先弯曲段压紧于相应的所述弧面上后，再控制所述拉弯装置对型材进行下一阶段拉弯。

进一步地，相邻两段所述弧面的曲率半径不同，相邻的两段所述弧面的交接处为弧度突变位置，所述弧度突变位置与所述压紧装置一一对应，且在所述型面的延伸方向上各所述压紧装置邻近相应的所述弧度突变位置。

进一步地，位于所述型面的中间位置的所述弧面的曲率半径最大，自所述型面的中间位置到所述型面的一端的外侧位置各所述弧面的曲率半径逐渐减小，自所述型面的中间位置到所述型面的另一端的外侧位置各所述弧面的曲率半径逐渐减小，所述控制装置控制所述拉弯装置首先将型材贴合曲率半径最大的弧面进行拉弯。

进一步地，所述压紧装置包括液压油缸和压紧块，在所述液压油缸驱动下所述压紧块能够朝向或远离所述型面移动。

本发明提供的拉弯机的有益效果在于：与现有技术相比，增设了压紧装置，利用压紧装置来将型材的在先弯曲段压紧于相应的弧面上，再对型材进行下一阶段的拉弯，由于压紧装置对在先弯曲段的压力作用，避免对型材进行在后拉弯时由于杠杆效应而破坏在先弯曲段的成形效果，如此分段拉弯型材，确保在型材拉弯过程中每段已成形弯曲段都与拉弯模具紧密贴合，不会因为后段的拉弯操作而对已成形弯曲段造成影响，提升产品的一次成形精度，避免完成拉弯后对产品进行二次整形，提高生产效率；控制模块自动控制拉弯装置和压紧装置工作，既有利于提高生产效率，又能够方便控制力度，防止用力过度而导致型材变形，防止用力不足而不能保证弯曲精度。

本发明的目的之二在于提供一种型材的拉弯工艺，以解决现有技术中存在的成形精度佳，且生产效率不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了型材的拉弯工艺，包括如下步骤：利用拉弯装置的两个夹头将型材夹持固定于拉弯模具的一侧，所述拉弯模具的型面包括多段首尾相接的弧面，

同时还包括如下分段拉弯型材的步骤：

首段拉弯：旋转两个所述夹头，带动所述型材与一段所述弧面贴合而拉弯所述型材的一段；

余段拉弯：前移压紧装置的压紧块将所述型材的在先拉弯的弯曲段压紧于相应的所述弧面上；再旋转所述夹头，带动所述型材与所述型面的下一段所述弧面贴合而拉弯所述型材的下一段。

进一步地，所述型面的所述弧面设为奇数段，在所述首段拉弯步骤中与所述型材贴合的所述弧面为所述型面的中间段所述弧面，所述余段拉弯步骤包括：

前移两个所述压紧装置的所述压紧块将所述型材的在先拉弯的弯曲段压紧于所述中间段弧面上，且一个所述压紧装置的所述压紧块顶压于所述弯曲段的一端部，另一个所述压紧装置的所述压紧块顶压于所述弯曲段的另一端部；

旋转两个所述夹头，带动所述型材与连接于所述中间段弧面两端的两段所述弧面贴合而实现所述型材的下一阶段拉弯。

进一步地，所述型面的所述弧面设为四段以上的偶数段，在所述首段拉弯步骤中与所述型材贴合的所述弧面为所述型面的中间两段所述弧面中的一段所述弧面，所述余段拉弯步骤包括：

前移两个所述压紧装置的所述压紧块将所述型材的在先拉弯的弯曲段压紧于相应的所述弧面上，且一个所述压紧装置的所所述压紧块顶压于所述弯曲段的一端部，另一个所述压紧装置的所述压紧块顶压于所述弯曲段的另一端部；

旋转两个所述夹头，带动所述型材与连接于在先弯曲段对应的所述弧面的两端的两段所述弧面贴合而实现所述型材的下一阶段拉弯。

进一步地，还包括如下步骤：在所述分段拉弯所述型材之前对所述型材进行预拉伸。

进一步地，完成所述预拉伸步骤后，保持拉伸力不变的前提下进行所述分段拉弯步骤。

进一步地，前移所述压紧装置的所述压紧块将所述型材的在先拉弯的弯曲段压紧于相应的所述弧面上的方法为：前移所述压紧块顶压所述型材，使所述型材的在先拉弯的弯曲段与相应的所述弧面完全贴合，且所述压紧装置对所述型材保有预设的顶压力。

本发明提供的型材的拉弯工艺的有益效果在于：与现有技术相比，用分段拉弯的方式来完成型材的拉弯成形，先完成首段拉弯，利用压紧装置来将型材的在首段弯曲段压紧于相应的弧面上，再对型材进行下一阶段的拉弯，如此循环操作利用压紧装置压紧型材的在先弯曲段再进行下一阶段拉弯直至完成型材的拉弯成型，由于压紧装置对在先弯曲段的压力作用，避免对型材进行在后拉弯时由于杠杆效应而破坏在先弯曲段的成形效果，如此分段拉弯型材，确保在型材拉弯过程中每段已成形弯曲段都与拉弯模具紧密贴合，不会因为后段的拉弯操作而对已成形弯曲段造成影响，提升产品的一次成形精度，避免完成拉弯后对产品进行二次整形，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为拉弯工艺拉弯型材的理想效果图；

图2为现有拉弯工艺拉弯型材的实际效果图；

图3为本发明实施例提供的拉弯机的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的拉弯机预拉伸型材的使用状态参考图；

图5为本发明实施例提供的拉弯机对型材进行首段拉弯的使用状态参考图；

图6为本发明实施例提供的拉弯机中的压紧装置将在先弯曲段压紧于相应弧面上，拉弯装置再对型材进行下一阶段拉弯的使用状态参考图；

图7为本发明实施例提供的拉弯机完成型材余段拉弯时的使用状态参考图；

图8为本发明实施例提供的拉弯机完成型材拉弯成形后复位的使用状态参考图。

其中，图中各附图标记：

12＇-拉弯模具；200＇-型材；300＇-间隙；

100-拉弯机；11-机架；12-拉弯模具；121-型面；1211-弧度突变位置；1212-第一段弧面；1213-第二段弧面；1214-第三段弧面；13-拉弯装置；131-夹头；14-压紧装置；141-压紧块；200-型材；f-型材200受拉伸力的方向；r-夹头131的转动方向；s-压紧块141的移动方向。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件及类似用语，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

请参阅图3和图5-7，现对本发明提供的拉弯机进行说明。拉弯机100，包括机架11和控制模块，机架11上设有拉弯模具12和拉弯装置13，拉弯装置13受控制模块控制，拉弯装置13包括用于夹持型材200的两个夹头131，拉弯模具12位于两个夹头131之间，拉弯模具12的型面121包括多段首尾相接的弧面，如在弧面设为三段时，第一段弧面1212、第二段弧面1213和第三段弧面1214首尾相接，机架11上设有多个受控制模块控制的压紧装置14，各段弧面均对应有压紧装置14；控制模块控制拉弯装置13分段拉弯型材200以形成多段弯曲段，且控制模块控制压紧装置14将型材200的在先弯曲段压紧于相应的弧面上后，再控制拉弯装置13对型材200进行下一阶段拉弯。

本发明提供的拉弯机，与现有技术相比，增设了压紧装置14，利用压紧装置14来将型材200的在先弯曲段压紧于相应的弧面上，再对型材200进行下一阶段的拉弯，由于压紧装置14对在先弯曲段的压力作用，避免对型材200进行在后拉弯时由于杠杆效应而破坏在先弯曲段的成形效果，如此分段拉弯型材200，确保在型材200拉弯过程中每段已成形弯曲段都与拉弯模具12紧密贴合，不会因为后段的拉弯操作而对已成形弯曲段造成影响，提升产品的一次成形精度，避免完成拉弯后对产品进行二次整形，提高生产效率；控制模块自动控制拉弯装置13和压紧装置14工作，既有利于提高生产效率，又能够方便控制力度，防止用力过度而导致型材200变形，防止用力不足而不能保证弯曲精度。

进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的拉弯机的一种具体实施方式，相邻两段弧面的曲率半径不同，相邻的两段弧面的交接处为弧度突变位置1211，弧度突变位置1211与压紧装置14一一对应，且在型面121的延伸方向上各压紧装置14邻近相应的弧度突变位置1211。

有利于简化结构，在弧度突变位置1211处对应设置一个压紧装置14，即可防止在拉弯装置13对型材200进行下一阶段拉弯时型材200以弧度突变位置1211为支点产生杠杆效应而导致型材200的先弯曲段的弯曲效果被破坏，保证成形精度，高效生产具有良好弯曲成形效果的产品。

进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的拉弯机的一种具体实施方式，位于型面121的中间位置的弧面的曲率半径最大，自型面121的中间位置到型面121的一端的外侧位置各弧面的曲率半径逐渐减小，自型面121的中间位置到型面121的另一端的外侧位置各弧面的曲率半径逐渐减小，控制装置控制拉弯装置13首先将型材200贴合曲率半径最大的弧面进行拉弯。如此，能够先对型材200的中间段进行拉弯，然后对位于中间段两侧的型材200部分同时进行拉弯，即一次拉弯作业时间形成两段弯曲段，提高拉弯效率，配合压紧装置14的压紧作用，能够高效生产具有高精度弯曲弧度的产品。

具体地，弧面设为三段，顺序记为第一段弧面1212、第二段弧面1213和第三段弧面1214，即第二段弧面1213位于第一段弧面1212和第三段弧面1214之间，第二段弧面1213的曲率半径既大于第一段弧面1212的曲率半径，也大于第三段弧面1214的曲率半径；第一段弧面1212的曲率半径与第三段弧面1214的曲率半径可相同，也可不同。

进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的拉弯机的一种具体实施方式，压紧装置14包括驱动装置和压紧块141，在驱动装置驱动下压紧块141能够朝向或远离型面121移动。驱动装置优选为液压油缸，利用液压油缸来控制压紧块141进行前移、后退的直线运动，结构简单，方便控制。

请参阅图5-7，现对本发明提供的型材的拉弯工艺进行说明。型材的拉弯工艺，包括如下步骤：

s1、型材200固定：利用拉弯装置13的两个夹头131将型材200夹持固定于拉弯模具12的一侧；其中拉弯模具12的型面121包括多段首尾相接的弧面。

s2、分段拉弯型材200：

s21、首段拉弯：旋转两个夹头131，带动型材200与一段弧面贴合而拉弯型材200的一段；

s22、余段拉弯：前移压紧装置14的压紧块141将型材200的在先弯曲段压紧于相应的弧面上；再旋转夹头131，带动型材200与型面121的下一段弧面贴合而拉弯型材200的下一段。

本发明提供的型材的拉弯工艺，与现有技术相比，采用分段拉弯的方式来完成型材200的拉弯成形，先完成首段拉弯，利用压紧装置14来将型材200的在首段弯曲段压紧于相应的弧面上，再对型材200进行下一阶段的拉弯，如此循环操作利用压紧装置14压紧型材200的在先弯曲段再进行下一阶段拉弯直至完成型材200的拉弯成型，由于压紧装置14对在先弯曲段的压力作用，避免对型材200进行在后拉弯时由于杠杆效应而破坏在先弯曲段的成形效果，如此分段拉弯型材200，确保在型材200拉弯过程中每段已成形弯曲段都与拉弯模具12紧密贴合，不会因为后段的拉弯操作而对已成形弯曲段造成影响，提升产品的一次成形精度，避免完成拉弯后对产品进行二次整形，提高生产效率。

具体地，本发明提供的型材的拉弯工艺可采用前述拉弯机100对型材200进行拉弯。

其中，弧面设为两段时，步骤s21和步骤s22各完成一段型材200拉弯即可，而当弧面设为三段以上时，步骤s21完成型材200的首段拉弯，而步骤s22完成型材200余下各段的拉弯。

进一步地，作为本发明提供的型材的拉弯工艺的一种具体实施方式，型面121的弧面设为奇数段，在步骤s21中与型材200贴合的弧面为型面121的中间段弧面，步骤s22包括：

s221：前移两个压紧装置14的压紧块141将弯曲段压紧于中间段弧面上，且一个压紧装置14的压紧块141顶压于弯曲段的一端部，另一个压紧装置14的压紧块141顶压于弯曲段的另一端部；

s222：旋转两个夹头131，带动型材200与连接于中间段弧面两端的两段弧面贴合而实现型材200的下一阶段拉弯。

步骤s221，通过压紧装置14将首段拉弯的弯曲段顶压于中间段弧面上，这样能够避免在进行步骤s222的拉弯操作时由于杠杆效应而破坏在先弯曲段的成形效果，压紧装置14顶压在在先弯曲段的两端，具有更好的防止在先弯曲段变形的能力，从中间段开始拉弯，后续步骤s222一次拉弯操作能够拉弯两段型材200，提高生产效率。

当弧面只设三段时，完成步骤s222即完成了型材200的拉弯操作。当弧面超过三段时，完成步骤s222后，继续利用压紧装置14将在先弯曲段对应压紧于中间弧面两端的两段弧面上，再对型材200进行下一阶段的拉弯，如此重复压紧、拉弯操作，直至完成型材200的拉弯成型。

或者型面121的弧面设为四段以上的偶数段。在步骤s21中与型材200贴合的弧面为型面121的中间两段弧面中的一段弧面，步骤s22包括：

s221＇：前移两个压紧装置14的压紧块141将型材200的在先弯曲段压紧于相应的弧面上，且一个压紧装置14的压紧块141顶压于弯曲段的一端部，另一个压紧装置14的压紧块141顶压于弯曲段的另一端部；

s222＇：旋转两个夹头131，带动型材200与连接于在先弯曲段对应的弧面的两端的两段弧面贴合而实现型材200的下一阶段拉弯。

步骤s221＇，通过压紧装置14的压紧块141将首段拉弯的弯曲段顶压于中间段弧面上，这样能够避免在进行步骤s222＇的拉弯操作时由于杠杆效应而破坏在先弯曲段的成形效果，压紧装置14的压紧块141顶压在在先弯曲段的两端，具有更好的防止在先弯曲段变形的能力，从最靠近中间的一段开始拉弯，后续步骤s222＇一次拉弯操作基本都能够拉弯两段型材200，提高生产效率。

进一步地，作为本发明提供的型材的拉弯工艺的一种具体实施方式，在步骤s2之前对型材200进行预拉伸，使其消除弹性变形，进入塑性变形状态，有利于拉弯成形。具体地，预位伸步骤可在步骤s1和步骤s2之间进行，固定型材200、预拉伸型材200和拉弯型材200可以连续进行，提高生产效率。

进一步地，作为本发明提供的型材的拉弯工艺的一种具体实施方式，完成预拉伸步骤后，保持拉伸力不变的前提下进行分段拉弯型材200，有利于消除弹性变形，避免拉弯后的型材200变形。

进一步地，作为本发明提供的型材的拉弯工艺的一种具体实施方式，步骤s22中前移压紧装置14的压紧块141将型材200的在先弯曲段压紧于相应的弧面上的方法为：前移压紧装置14的压紧块141顶压型材200，使型材200的在先弯曲段与相应的弧面完全贴合，且压紧装置14对型材200保有预设的顶压力。使得压紧装置14既能够将型材200压紧于相应的弧面上，避免杠杆效应影响型材200的成形效果，又能够防止过度挤压型材200，而导致型材200变形。选择前述拉弯机100进行型材200的拉弯时，预设压紧装置14对型材200的顶压力，可通过控制压紧块141的行程来实现。

以下结合图4-8，对需进行三段弯曲的型材200的优选拉弯工艺进行说明：

采用前述拉弯机100，且拉弯模具12的型面121包括三段弧面，中间段弧面为第二段弧面1213，位于第二段弧面1213两端的两段弧面分别为第一段弧面1212和第三段弧面1214；

如图4所示，利用两个夹头131夹紧待拉弯型材200，同时沿型材200的延伸方向进行预拉伸，预拉伸的拉伸力为型材200的屈服强度的0.85-1.0倍之间；

如图5所示，保持与预拉伸步骤中相同的拉伸力，在控制模块的控制下，拉弯装置13的两个夹头131沿型面121的弯曲方向旋转，当旋转到一定角度时，首段被拉弯的型材200与第二段弧面1213贴合，且首段被拉弯的型材200的两端分别与第二段弧面1213两端的弧度突变位置1211产生接触；

如图6所示，前移压紧块141，顶住产品，使首段被拉弯的型材200段与拉弯模具12的第二段弧面1213完全贴合，压紧块141对型材200保有预设的顶压力，同时，两个夹头131继续沿型面121的弯曲方向旋转，直至运动到预定的弯曲终了位置；

如图7所示，两个夹头131运动到了弯曲终了位置，在此过程中，两个压紧块141一直紧压首段被拉弯的型材200段，并使之与第二段弧面1213贴合；

如图8所示，拉弯过程结束后，两个夹头131松开被拉弯型材200，旋转复位到初始位置，然后两个压紧块141退回到初始位置，拉弯机100复位后，作业人员取下被拉弯成形的型材200，拉弯过程结束。

本发明提供的型材的拉弯工艺可应用于客车及轨道交通行业车身用钢型材及铝形材的拉弯加工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。