[发明专利]一种汽车用铝合金保险杠型材弯曲成形方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属塑性加工技术及装备领域，尤其是一种汽车用铝合金保险杠型材弯曲成形方法及装置。

背景技术

汽车安全、节能和环保问题已成为当今汽车工程领域三大具有重要社会、经济意义的研究热点，并且得到了有关政府部门的高度重视。在全世界要求节能环保的大形势下，汽车工业正向轻量化、低能耗方向发展。铝及其合金作为汽车轻量化的首选材料，具有其他材料无法比拟的优良性能。从70年代开始，汽车上用铝量不断增加。作为一种轻质材料，铝合金正日益受到汽车制造企业的青睐。

铝合金在汽车车身上的应用比重正在不断上升，从发动机罩和行李箱盖开始，逐渐发展到全铝车身上。现在几乎所有的世界各大汽车公司都争相开发铝合金车身零部件，而如何使铝合金保险杠代替传统的钢制保险杠正是当前研究的热点。近年来，国外如德国、日本及美国等国家的一些高校及汽车企业对型材弯曲成形技术开展了研究，在国内也有很多高校和企业开展了型材弯曲方法、设备及仿真等方面的研究，取得了一些重要的研究成果。

随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，对产品质量及功能提出了越来越高的要求，传统的挤压型材弯曲工艺下，由于工艺条件或操作的影响，弯曲型材可能出现各种不同的缺陷。挤压型材弯曲的传统方法是在挤压生产完成后，对型材进行冷弯处理，即在室温条件下进行弯曲变形(主要方式是拉弯或绕弯成形)，采用这样的方法对挤压型材进行弯曲的回弹量难以控制，易出现截面变形和表面划痕等缺陷，且弯曲过程中需要采取多种辅助措施。传统的弯曲方法效率低，工序多，生产成本高，废料产生多，能耗大，因此，需要新的挤压型材弯曲方法及装置来取代传统的型材弯曲方法及装置。

经对现有相关技术的文献检索发现，EP0706843B1公开了“一种具有一定运动轨迹的引导轮弯曲方法和装置”；CN101181771A公开了“一种镁合金挤压型材三轮辊弯方法和装置”；US5305626公开了“一种通过调整模具工作带以及引导轮来获得弯曲型材的方法和装置”；CN101905249A公开了“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”；JP2179313公开了“一种在挤压机前通过金属引导板来调整弯曲型材弧度的设备”；US6634200公开了“一种在挤压机前布置施加偏转作用力的引导装置来获得弯曲型材的设备”。以上几种方法均是在挤压机出口处采用辊轮或引导轮（板）来对挤压型材进行弯曲，其在模具出口处进行弯曲成形，且由于挤压型材在出模口温度较高，对于中空挤压型材，难以保证弯曲型材截面形状尺寸及表面质量。

发明内容

本发明针对现有挤压弯曲技术的不足，提供了一种汽车用铝合金保险杠型材弯曲成形方法及装置，实现对型材在线矫直，在温热状态下对型材进行弯曲并淬火，其装置简单紧凑，效率高，节约能源，减少废料，降低成本，可预防传统型材弯曲方法出现的缺陷。

本发明的目的所采用技术方案，其成形方法步骤如下：

a、挤压：铝合金坯料直径为160-180mm，长度为480-540mm，将其输送到电加热炉中进行加热，坯料加热温度为460-510℃，保温时间为2-5小时，将加热的坯料放入卧式挤压机的挤压筒中进行挤压，卧式挤压机的挤压模具初始温度为430-490℃，挤压筒和挤压垫温度为430-480℃，挤压杆速度为1-10mm/s，坯料在经过挤压模具后，挤出汽车保险杠所需截面的型材，在挤压出口处由牵引机夹头夹住料头，牵引速度为10-200mm/s，并进行牵引矫直，当挤压型材达到所需长度时，启动前后两台型材切割机同时进行切割，切断型材后将其放至电动运料传送带上，启动电动运料传送带的电机进行传送；

b、弯曲：在电动运料传送带上将切断的挤压型材由人工使用夹钳工具，转移至液压弯曲装置平台的前保护板和后保护板之间进行弯曲成形，型材温度为300-400℃，通过分别调整液压杆和定位块的个数和位置可获得不同的弯曲型材半径，且由型材前、后保护板对型材表面进行保护，防止型材表面划伤，启动液压泵，液压杆伸出长度由型材厚度确定，通过行程开关控制；