填充块及中空型材的弯曲成形方法与流程

本发明属于金属加工技术领域，更具体地说，是涉及填充块及中空型材的弯曲成形方法。

背景技术：

弯料中空型材通常由直料中空型材经拉弯工艺成形，但中空型材拉弯截面容易发生畸变。目前国内大部分的拉弯工艺通过填芯法防止中空金属管型材截面变形，所谓填芯法是指在弯曲之前向中空型材的空腔内放置一组特殊的材料，以阻止弯曲过程中型材的截面发生不可控的变形，达到与弯曲前非常接近的截面形状。填芯法主要有以下几种：

1、填砂法，即在中空型材中填入干燥的砂粒，并对中空型材的两端进行封闭，然后通过拉弯装置弯曲成形，再将中空型材的两端的封闭去除，倒出填充的砂粒；此填芯法具有以下缺点：

1)填充过程复杂，耗时长，先封闭中空型材的一端，然后再灌入细砂，最后再封闭另一端；

2)体力强度大，干砂密度为1.5吨/立方米，按照44mm*44mm的截面尺寸，长2600mm计算，干砂加铝型材的重量达到11kg左右，人工操作及搬运都非常困难；

3)干砂具有流动性，在弯曲过程当中，其抵抗截面变形的能力不强，弯曲后产品仍会产生畸变，影响产品质量。

2、采用一定厚度钢带和尼龙板进行多层叠加形成填充块，再通过外力将填充块敲入到中空型材中，然后在拉弯装置上进行弯曲，弯曲完成后再通过外力将填充块抽出；此填芯法具有以下缺点：

1)钢带和尼龙板弯曲前的填芯过程效率太低，主要只能靠人工操作完成；

2)钢带和尼龙板弯曲后的抽芯过程操作较困难，不利于快速批量化生产；

另外，部分加工产品由于填充困难，制造成本高而完全不填充，导致零件在弯曲后截面变形严重，降低产品的外观及品质。

如图1和图2所示，通过前述几种填芯法弯曲后的中空型材300′，由于在弯曲过程中，中空型材300′的内外侧受力大小及延伸率均不相同，导致弯曲后的中空型材300′的截面变形严重，上侧31′、下侧32′呈现出斜面，圆弧的径向外侧33′呈现内凹，此拉弯截面的畸变致使产品达不到技术要求。如图3和图4所示，产品技术要求弯曲后的中空型材300＂的截面的上侧31＂、下侧32＂以及圆弧外侧33＂均无明显的变形。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种用于辅助中空型材弯曲成形的填充块，以解决现有技术中存在的中空型材的拉弯截面易畸变的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供用于辅助中空型材弯曲成形的填充块，包括第一填充件，所述第一填充件的一侧设有多个凹槽，各所述凹槽沿所述第一填充件的延长方向间隔分布，各所述凹槽的两侧均贯穿所述第一填充件。

进一步地，还包括设于所述第一填充件的一端的第二填充件，所述第二填充件为刚性件。

进一步地，所述第一填充件由工程塑料制成。

进一步地，所述工程塑料为超高分子量聚乙烯。

进一步地，还包括固定件、第一紧固件和第二紧固件，所述第一填充件的一端设有凹孔，所述第一填充件的一侧设有导通所述凹孔的第一通孔，所述固定件嵌设于所述凹孔内，所述第一紧固件的一端穿过所述第一通孔并与所述固定件连接，所述第二填充件上设有第二通孔，所述第二紧固件的一端穿过所述第二通孔并与所述固定件连接。

本发明提供的用于辅助中空型材弯曲成形的填充块的有益效果在于：与现有技术相比，在第一填充件的一侧设置多个凹槽，拉弯时各凹槽两侧的第一填充件部分能够发生变形而调节中空型材的弯曲内侧和弯曲外侧的受力，为中空型材提供抵抗截面变形的能力，以减小弯曲过程对中空型材截面的尺寸影响，防止中空型材的拉弯截面发生畸变，同时凹槽的设置还有利于将填充块自弯曲后的中空型材中抽出，提高填芯效率和抽芯效率，能够重复使用，节省中空型材弯曲成形的成本。

本发明的目的之二在于提供采用前述的填充块的中空型材的弯曲成形方法，以解决现有技术中存在的中空型材的拉弯截面易畸变的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：中空型材的弯曲成形方法，包括如下步骤：

填芯：将所述填充块填充入中空型材内；

拉弯：拉弯所述中空型材，且所述凹槽位于弯曲弧度的内侧；

抽芯：抽出所述中空型材内的所述填充块。

进一步地，完成所述填芯步骤时所述中空型材的内壁与所述填充块的外壁之间具有间隙。

进一步地，准备抽填芯装置，通过所述抽填芯装置来完成所述填芯步骤和所述抽芯步骤。

进一步地，所述抽填芯装置，包括底座，所述底座上设有液压站、填芯油缸、抽芯油缸、用于固定待填芯的中空型材的第一固定装置、用于固定待抽芯的中空型材的第二固定装置和用于放置所述填充块的填料放置位，所述填芯油缸和所述抽芯油缸分别连接所述液压站，所述填料放置位设于所述第一固定装置与所述填芯油缸之间，所述第二固定装置与所述抽芯油缸之间设有连接件，所述连接件的一端连接所述抽芯油缸，另一端用于连接弯曲成形的中空型材内的填充块。

进一步地，所述填芯步骤为：利用所述第一固定装置固定待填芯的所述中空型材，并将所述填充块放置在所述填料放置位上，控制所述填芯油缸的油缸轴朝向所述第一固定装置移动，将所述填充块压入所述中空型材的空腔中；

所述抽芯步骤为：利用所述第二固定装置固定已弯曲的所述中空型材，利用所述连接件连接填芯于所述中空型材内的填充块，控制所述抽芯油缸的油缸轴朝向远离所述第二固定装置的方向移动，将所述填充块自所述中空型材抽出。

本发明提供的中空型材的弯曲成形方法的有益效果在于：利用填充块来为中空型材填芯，保持凹槽位于弯曲弧度的内侧进行拉弯操作，这样拉弯时各凹槽两侧的第一填充件部分能够发生变形而调节中空型材的弯曲内侧和弯曲外侧的受力，提高中空型材抵抗截面变形的能力，以减小弯曲过程对中空型材截面的尺寸影响，防止中空型材的拉弯截面发生畸变，而抽芯时各凹槽两侧的第一填充件部分能够发生变形，利于将填充块自弯曲后的中空型材中抽出，简化了中空型材弯曲成形的步骤，提高了生产效率。

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为现有填芯技术加工出的弯曲型材的结构示意图；

图2为图1的a-a截面示意图；

图3为现有产品技术要求的弯曲型材的结构示意图；

图4为图3的b-b截面示意图；

图5为本发明实施例提供的填充块的结构示意图；

图6为图5的填芯状态示意图；

图7为图5的填充块填芯于中空型材后的结构示意图；

图8为图6装配的填充块和中空型材弯曲后的截面图；

图9为图8的抽芯状态示意图；

图10为本发明实施例提供的抽填芯装置的抽填芯工作状态图。

其中，图中各附图标记：

100-填充块；11-凹槽；12-第一填充件；121-第一通孔；13-第二填充件；131-第二通孔；14-固定件；15-第一紧固件；16-第二紧固件；

200-抽填芯装置；21-底座；22-液压站；23-填芯油缸；24-抽芯油缸；25-第一固定装置；251-填充支架；252-填充夹头；26-抽芯夹头；27-连接件；28-填芯操作手柄；29-抽芯操作手柄；

300-中空型材；4-间隙。

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”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5，现对本发明提供的用于辅助中空型材弯曲成形的填充块进行说明。用于辅助中空型材300弯曲成形的填充块100，包括第一填充件12，第一填充件12的一侧设有多个凹槽11，各凹槽11沿第一填充件12的延长方向间隔分布，各凹槽11的两侧均贯穿第一填充件12，从图1中看到各凹槽11设置在第一填充件12的上侧，且凹槽11的前后两侧均贯穿第一填充件12。

本发明提供的用于辅助中空型材弯曲成形的填充块，与现有技术相比，在第一填充件12的一侧设置多个凹槽11，将该填充块100填芯到中空型材300中并使凹槽11位于中空型材300的弯曲弧度的内侧(请参阅图8)，再进行拉弯操作，拉弯时各凹槽11两侧的第一填充件12部分能够发生变形而调节中空型材300的弯曲内侧和弯曲外侧的受力，为中空型材300提供抵抗截面变形的能力，以减小弯曲过程对中空型材300截面的尺寸影响，防止中空型材300的拉弯截面发生畸变，同时凹槽11的设置还有利于将填充块100自弯曲后的中空型材300中抽出，提高填芯效率和抽芯效率，能够重复使用，节省中空型材300弯曲成形的成本。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的用于辅助中空型材弯曲成形的填充块的一种具体实施方式，还包括设于第一填充件12的一端的第二填充件13，第二填充件13为刚性件。这样填芯时，可以推动刚性件，而将填充块100挤中空型材300内，请参阅图6；中空型材300弯曲成形后夹持第二填充件13并向外拔，即可将填充块100自中空型材300抽出，请参阅图9；提高填芯和抽芯效率，第二填充件13还能够对需要保持伸直状态的型材一段进行定形，防止直段被拉弯。具体地，第二填充件13可由钢材制成，如45#钢。

进一步地，作为本发明提供的用于辅助中空型材弯曲成形的填充块的一种具体实施方式，第一填充件12由工程塑料制成。既有利于减轻填充块100质量，又具有刚性大、蠕变小和机械强度高的特点，能够平衡中空型材300弯曲时的受力，更好地防止中空型材300的拉弯截面畸变，使用寿命长，能够安全可靠地进行填芯和抽芯操作。

具体地，第一填充件12由超高分子量聚乙烯制成，超高分子量聚乙烯，优选分子量达到700万以上的超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯具有良好的耐磨性和机械强度，既有利于提高防止中空型材300的拉弯截面畸变的能力，又能够在承受较大拉力的作用下长期使用，延长填充块100的使用寿命。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的用于辅助中空型材弯曲成形的填充块的一种具体实施方式，各凹槽11平行设置，有利于更好地均衡中空型材300弯曲时的受力，更好地防止中空型材300的拉弯截面畸变。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的用于辅助中空型材弯曲成形的填充块的一种具体实施方式，各凹槽11的深度相同，有利于更好地均衡中空型材300弯曲时的受力，更好地防止中空型材300的拉弯截面畸变。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的用于辅助中空型材弯曲成形的填充块的一种具体实施方式，各凹槽11在第一填充件12的延伸方向上的尺寸相同，且各凹槽11等间距设置，有利于更好地均衡中空型材300弯曲时的受力，更好地防止中空型材300的拉弯截面畸变。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的用于辅助中空型材弯曲成形的填充块的一种具体实施方式，还包括固定件14、第一紧固件15和第二紧固件16，第一填充件12的一端设有凹孔，第一填充件12的一侧设有导通凹孔的第一通孔121，固定件14嵌设于凹孔内，第一紧固件15的一端穿过第一通孔121并与固定件14连接，第二填充件13上设有第二通孔131，第二紧固件16的一端穿过第二通孔131并与固定件14连接。

通过固定件14来连接第一填充件12和第二填充件13，且利用第一紧固件15和第二紧固件16在两个不同的方向锁定固定件14，第一填充件12和第二填充件13的连接可靠，结构稳定性好，能够保证填充块100在填芯、拉弯和抽芯过程中承受不同方向的应力而松动、损坏。第二紧固件16具体可为内六角螺栓。

其中，填充块100的截面根据待填充的中空型材300的截面设计，使得填充块100的外廓与中空型材300的内廓适配为宜。

请参阅图10，现对本发明提供的抽填芯装置进行说明。抽填芯装置200，用于完成中空型材300弯曲成形工艺过程的填芯和抽芯操作的，包括底座21，底座21上设有液压站22、填芯油缸23、抽芯油缸24、用于固定待填芯的中空型材300的第一固定装置25、用于固定待抽芯的中空型材300的第二固定装置和用于放置填充块100的填料放置位，填芯油缸23和抽芯油缸24分别连接液压站22，填料放置位设于第一固定装置25与填芯油缸23之间，第二固定装置与抽芯油缸24之间设有连接件27，连接件27的一端连接抽芯油缸24，另一端用于连接弯曲成形的中空型材300内的填充块100。

填芯操作时，通过第一固定装置25固定待填芯的中空型材300，将填充块100放置在填料放置位，利用填芯油缸23的填充块100压入中空型材300内，完成中空型材300的填芯；抽芯操作时，通过第二固定装置固定弯曲成形的中空型材300，将连接件27与中空型材300内的填充块100固定，利用抽芯油缸24抽出填充块100。可见，该抽填芯装置200专用于前述填充块100的填芯或抽芯，能够高效的将填充块100填入直料中空型材300内，能够高效的将前述填充块100自弯料中空型材300内快速拔出，大大提高了中空型材300弯曲成形的效率。当连续生产时，可利用抽填芯装置200同时对一产品进行填芯操作，对另一个产品进行抽芯操作，能够弯曲型材的快速批量化生产，填充块100能够重复使用，安全可靠，使用寿命长。

进一步地，请参阅图10，作为本发明提供的抽填芯装置的一种具体实施方式，第一固定装置25包括填充支架251和用于夹持待填芯的中空型材300的填充夹头252。利用填充支架251来支撑中空型材300，能够保证待填芯中空型材300的直度以便于填芯操作，而填充夹头252夹持住中空型材300，能够定位中空型材300，保证填芯油缸23能够顺利将填充块100压入中空型材300内，也方便填芯后的中空型材300的转移，使用方便。

进一步地，请参阅图10，作为本发明提供的抽填芯装置的一种具体实施方式，第二固定装置包括用于夹持待抽芯的中空型材300的抽芯夹头26，保证抽芯油缸24能够顺利抽出弯曲成形的中空型材300内的填充块100，也方便抽芯后的中空型材300的转移，使用方便。

其中，填充夹头252和抽芯夹头26优选为台式虎钳。

进一步地，请参阅图10，作为本发明提供的抽填芯装置的一种具体实施方式，为方便操作可在底座21上设置用于控制填芯油缸23填芯操作的填芯操作手柄28和用于控制抽芯操作的抽芯操作手柄29。

现对本发明提供的中空型材的弯曲成形方法进行说明。中空型材的弯曲成形方法，包括如下步骤：

填芯：将填充块100填充入中空型材300内；请参阅图6，图6中的箭头为填芯方向。

拉弯：拉弯中空型材300，且凹槽11位于弯曲弧度的内侧；请参阅图8；

抽芯：抽出中空型材300内的填充块100；请参阅图9，图9中的箭头为抽芯方向。

本发明提供的中空型材的弯曲成形方法，与现有技术相比，利用了前述的填充块100来填芯，保持凹槽11位于弯曲弧度的内侧进行拉弯操作，这样拉弯时各凹槽11两侧的第一填充件12部分能够发生变形而调节中空型材300的弯曲内侧和弯曲外侧的受力，以减小弯曲过程对中空型材300截面的尺寸影响，防止中空型材300的拉弯截面发生畸变，而抽芯时各凹槽11两侧的第一填充件12部分能够发生变形，利于将填充块100自弯曲后的中空型材300中抽出，简化了中空型材300弯曲成形的步骤，提高了生产效率。

进一步地，请一并参阅图7和图8，作为本发明提供的中空型材的弯曲成形方法的一种具体实施方式，完成填芯步骤时中空型材300的内壁与填充块100的外壁之间具有间隙4，预留间隙4一方面有利于各凹槽11两侧的第一填充件12部分能够发生变形来平衡中空型材300的受力，另一方面有利于高效完成填芯操作和抽芯操作。以方形中空型材300为例，填充块100相应的也选择方形结构，填充块100单边到中空型材300相应侧内壁之间可预留0.25-0.35mm的间隙4，优选0.3mm的间隙4。

其中，填芯步骤和抽芯步骤可采用前述抽填芯装置200来完成。

利用前述抽填芯装置200进行填芯的步骤为：

首先利用第一固定装置25固定待填芯的中空型材300，并将填充块100放置在填料放置位上，控制填芯油缸23的油缸轴朝向第一固定装置25移动，将填充块100压入中空型材300的空腔中。

利用前述方案的抽填芯装置200进行抽芯的步骤为：

首先利用第二固定装置固定已弯曲的中空型材300，利用连接件27连接填充块100，使抽芯油缸24的油缸轴朝向远离第二固定装置的方向移动，将填充块100自中空型材300内抽出。

其中，拉弯步骤可采用现有拉弯装置来完成。

优选地中空型材的弯曲成形方法为：

填芯：请参阅图10，首先将直料中空型材300放在填充支架251填充料架上并利用填充夹头252固定，将填充块100放置在填料放置位上，第一填充件12对应直料中空型材300的端面，第二填充件13对应填芯油缸23，操作填芯操作手柄28，使填芯油缸23的油缸轴朝向填充支架251移动，将填充块100压入中空型材300的空腔中，图10中向左的箭头示出了填芯方向；

拉弯：已填芯好的中空型材通过拉弯装置进行加工，达到对应的弯曲弧度；

为达到减小中空型材拉弯截面畸变的效果，填充块100的开设凹槽11的一侧一定要朝向成品弧度的内侧面；

抽芯：请参阅图10，对已弯曲的中空型材300进行抽芯时，将中空型材放置在抽填芯装置200的抽芯一侧，利用抽芯夹头26轻轻夹住已弯曲中空型材端部并作好固定，利用连接件27连接好第二填充件13和抽芯油缸24，操作抽芯操作手柄29，使抽芯油缸24的油缸轴朝向远离抽芯夹头26的方向移动，将填充块100抽出，图10中向右的箭头示出了抽芯方向。如此即完成单个产品的拉弯加工过程。

其中，中空型材300可为铝合金管材。

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。