一种复杂空腔型材调直拉伸装置及方法
阅读说明：本技术 一种复杂空腔型材调直拉伸装置及方法 (Straightening and stretching device and method for complex cavity section bar ) 是由 丁幸宇 滕广标 阮涛涛 陈俭 高森田 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开了一种复杂空腔型材调直拉伸装置,包括导轨、第一液压装置、主体构件、下压机构、旋转臂、第二液压装置、专用夹具和第三液压装置；所述第二液压装置设于所述主体构件上部,并与所述旋转臂连接；所述旋转臂与下压机构固定连接；所述下压机构的下方设有与之配合的夹持垫板；所述专用夹具与所述第三液压装置连接；所述专用夹具包括固定夹头组和活动夹头组；所述固定夹头组包括若干相互间隔预定距离设置的固定夹头。本发明实施例还公开了一种复杂空腔型材调直拉伸方法。使用上述装置或方法,能够通过所述专用夹具将铝材的连接筋夹持固定,夹持位置更加接近铝材的中心,能够对空腔型材进行有效的调直拉伸,且夹持部位变形量小。(The embodiment of the invention discloses a straightening and stretching device for a complex cavity section bar, which comprises a guide rail, a first hydraulic device, a main body component, a pressing mechanism, a rotating arm, a second hydraulic device, a special clamp and a third hydraulic device, wherein the guide rail is arranged on the main body component; the second hydraulic device is arranged on the upper part of the main body component and is connected with the rotating arm; the rotating arm is fixedly connected with the pressing mechanism; a clamping base plate matched with the pressing mechanism is arranged below the pressing mechanism; the special clamp is connected with the third hydraulic device; the special fixture comprises a fixed chuck group and a movable chuck group; the fixed chuck group comprises a plurality of fixed chucks which are arranged at a preset distance from each other. The embodiment of the invention also discloses a straightening and stretching method of the complex cavity sectional material. By using the device or the method, the connecting ribs of the aluminum material can be clamped and fixed through the special clamp, the clamping position is closer to the center of the aluminum material, the cavity section bar can be effectively straightened and stretched, and the deformation of the clamping position is small.)
技术领域
本发明涉及金属加工领域，尤其涉及一种复杂空腔型材调直拉伸装置及方法。
背景技术
铝加工工业中，挤压制品占据相当重要的地位，且铝合金型材生产最主要的方法就是通过挤压的方式生产。挤压是指采用挤压杆将装在挤压筒内的锭坯压出特定的模孔，或流入特定的空隙而成型的塑性加工方法，常见挤压方法有正向挤压、反向挤压及侧向挤压、连续挤压及其他挤压方式。
型材尤其是空腔型材的挤压，通常采用热挤压的方式。即将锭坯加热到一定温度，在挤压轴的作用下，以一定速度使锭坯通过特定的模具，再辅以特定的冷却方式及后续处理，达到使用要求。其中，薄壁型材多使用6063合金进行挤压生产。
材料成型过程中，因材料壁厚差距、模具、牵引、冷却方式等原因，型材出料通常会有不同程度的弯曲。为保证产品的使用性，调直工序是必不可少的。
另外，因为冷却的原因，产品组织会残余不同程度的内应力，通常消除内应力的方式是增加拉伸量，且控制在1～3％之间，目的是使合金组织内部出现较多空位及位错，并在后续时效过程中，异号位错由于运动作用相互抵消，从而消除晶格畸变。因为80％的内应力是由于晶格畸变造成的第三类内应力，因此晶格畸变的减少可以有效的消除内应力。生产过程中，为了保证生产效率以及交货效率，通常调直和拉伸同步进行。
传统挤压生产过程中，调直机或拉伸机均采用下压式。使用该方法对于实心材或壁厚大的型材的调直拉伸操作方便。但对于大空腔，且平面度要求较高的型材，不太适用，因为下压力较大，夹持段严重变形，加以调直力的作用，型材多呈面凹的现象，且无法整形。解决该问题通常采用每支型材调直前人工装上垫块的方式，拉伸完后还需手工卸下垫块，待下支型材拉伸时再装上，周而复始，操作繁琐，劳动强度大。
发明内容
本发明实施例为了解决现有调直拉伸设备操作繁琐，劳动强度大的的技术问题，提供一种复杂空腔型材调直拉伸装置及方法，将铝材的连接筋夹持固定，夹持位置更加接近铝材的中心，能够对空腔型材进行有效的调直拉伸，且夹持部位变形量小。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种复杂空腔型材调直拉伸装置，包括导轨、第一液压装置、主体构件、下压机构、旋转臂、第二液压装置、专用夹具和第三液压装置；所述第一液压装置通过固定支承件与导轨固定连接，所述第一液压装置与所述主体构件连接，所述主体构件上设有滑轮，所述主体构件能够受所述第一液压装置驱动而沿所述导轨移动；所述第二液压装置设于所述主体构件上部，并与所述旋转臂连接；所述主体构件中部设有容纳槽，所述下压机构设于所述容纳槽中并可上下摆动；所述旋转臂与下压机构固定连接，所述第二液压装置能够驱动旋转臂上下摆动，从而带动所述下压机构上下摆动；所述下压机构的下方设有与之配合的夹持垫板，所述专用夹具设于所述下压机构和夹持垫板之间；所述专用夹具与所述第三液压装置连接，所述第三液压装置能够驱动所述专用夹具横向移动；所述专用夹具包括固定夹头组和活动夹头组；所述固定夹头组包括若干相互间隔预定距离设置的固定夹头；所述固定夹头组和活动夹头组能够相互配合，将型材空腔内的连接筋夹持固定。
作为上述方案的改进，所述活动夹头组包括若干活动夹头，所述活动夹头和固定夹头均包括相互间隔预定距离正对设置的两块夹持爪片。
作为上述方案的改进，所述固定夹头组和活动夹头组能够相互配合，将型材空腔内的连接筋夹持固定是指：所述活动夹头组能够上下平移，配合固定设置的固定夹头组将位于所述固定夹头组和活动夹头组中的连接筋夹持固定。
作为上述方案的改进，所述专用夹具还包括连接主体，所述连接主体包括圆盘部和设于所述圆盘部上下侧和左右侧的连接爪；所述连接爪内设有液压腔和活塞；所述固定夹头设于所述连接爪的前端，所述活动夹头与所述活塞连接。
作为上述方案的改进，所述下压机构通过旋转轴与所述主体构件连接；所述下压机构与所述旋转轴固定连接，所述旋转轴能够相对所述主体构件旋转；所述旋转轴贯穿所述主体构件，其两端与所述旋转臂固定连接。
作为上述方案的改进，所述主体下压机构由若干金属块组成，所述金属块相互间隔预定距离地正对设置；所述金属块下部具有椭圆弧面。
作为上述方案的改进，所述第一液压机构、第二液压机构和第三液压机构为不同尺寸的液压缸。
作为上述方案的改进，所述椭圆弧面和/或夹持垫板上设有防滑条纹。
相应地，本发明实施例还提供了一种复杂空腔铝材调直拉伸方法，包括以下步骤：
1、型材由挤压机挤出，穿过在线冷却系统，由中断锯中断后再由牵引机牵引到达挤压后部设备料床，然后横向传输至调直机，以待调直拉伸；
2、对于空腔型材首次调直拉伸时，在调直机控制操作面板上单独控制第三液压装置，使其伸缩杆伸出，并在伸缩杆端部安装上所述专用夹具(事先针对所生产的型材设计并制作)，后续调直拉伸无需重复该步骤；
3、通过精确控制型材传输位移，使其位于前后调直机的中间部位，启动第二液压装置以驱动下压机构，下压机构为两步运动，第一步，下压机构的金属块的椭圆弧面下压至型材，使其刚好能固定住型材，启动第三液压装置，将专用夹具推进型材腔体内，第二步，专用夹具的所述活动夹头组上下平移，配合固定设置的固定夹头组将位于所述固定夹头组和活动夹头组中的连接筋夹持固定，夹紧型材；下压机构将型材松开。
4、按照工艺设定拉伸长度，启动第一液压装置，主体构件后移，使型材纵向拉伸。
5、拉伸完毕，专用夹具的固定夹头组和活动夹头组复位，专用夹具从型材内腔脱离，型材由料床传输至成品锯切处。
6、重复步骤3到5进行其它型材的调直拉伸。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
由于大截面的空腔型材内部常常设计有连接筋，所述连接筋一方面用于强化空腔型材表面，另一方面用于作为型材与其它部件的连接部位使用。使用上述方法，通过所述专用夹具将铝材的连接筋夹持固定，夹持位置更加接近铝材的中心，能够对空腔型材进行有效的调直拉伸，且夹持部位变形量小。使用该装置调直后，头尾废料去除后基本可以达到平面度要求。所述专用夹具的固定夹头组和活动夹头组分别由若干相互间隔预定距离设置的固定夹头和活动夹头组成，夹头之间的间隙与连接筋匹配，能够匹配不同型号铝材的连接筋，适用范围广。
附图说明
图1是本发明一种复杂空腔型材调直拉伸装置的结构示意图；
图2是本发明一种复杂空腔型材调直拉伸装置的下压机构和专用夹具的结构示意图；
图3是本发明一种复杂空腔型材调直拉伸装置的剖视图；
图4是图3的A部放大图；
图5是本发明一种复杂空腔型材调直拉伸装置的专用夹具的结构示意图；
图6是本发明一种复杂空腔型材调直拉伸装置的待调直的铝材的截面图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
如图1-图6所示，本发明具体实施例提供了一种复杂空腔型材调直拉伸装置，包括导轨1、第一液压装置2、主体构件3、下压机构4、旋转臂5、第二液压装置6、专用夹具7和第三液压装置8；所述第一液压装置2通过固定支承件9与导轨1固定连接，所述第一液压装置2与所述主体构件3连接，所述主体构件3上设有滑轮10，所述主体构件3能够受所述第一液压装置2驱动而沿所述导轨1移动；所述第二液压装置6设于所述主体构件3上部，并与所述旋转臂5连接；所述主体构件3中部设有容纳槽31，所述下压机构4设于所述容纳槽31中并可上下摆动；所述旋转臂5与下压机构4固定连接，所述第二液压装置6能够驱动旋转臂5上下摆动，从而带动所述下压机构4上下摆动；所述下压机构4的下方设有与之配合的夹持垫板11，所述专用夹具7设于所述下压机构4和夹持垫板11之间，所述专用夹具7与所述第三液压装置8连接，所述第三液压装置8能够驱动所述专用夹具7横向移动。
所述专用夹具7包括固定夹头组71和活动夹头组72；所述固定夹头组71包括若干相互间隔预定距离设置的固定夹头711；所述活动夹头组72包括若干活动夹头721。所述固定夹头组71和活动夹头组72能够相互配合，将型材空腔内的连接筋夹持固定。
由于大截面的空腔型材内部常常设计有连接筋14，所述连接筋14一方面用于强化空腔型材表面，另一方面用于作为型材与其它部件的连接部位使用。使用上述方法，通过所述专用夹具7将铝材的连接筋14夹持固定，夹持位置更加接近铝材的中心，能够对空腔型材进行有效的调直拉伸，且夹持部位变形量小。使用该装置调直后，头尾废料去除后基本可以达到平面度要求。所述专用夹具7的固定夹头组71和活动夹头组72分别由若干相互间隔预定距离设置的固定夹头和活动夹头组成，夹头之间的间隙与连接筋14匹配，能够匹配不同型号铝材的连接筋14，适用范围广。
优选地，所述活动夹头721和固定夹头711均包括相互间隔预定距离正对设置的两块夹持爪片73。
其中，所述固定夹头组71和活动夹头组72能够相互配合，将型材空腔内的连接筋14夹持固定是指：所述活动夹头组72能够上下平移，配合固定设置的固定夹头组71将位于所述固定夹头组71和活动夹头组72中的连接筋14夹持固定。通过相对平移的方式，能够通过剪切力将铝材的连接筋14可靠夹持，夹持更加牢固。
具体地，所述专用夹具7还包括连接主体74，所述连接主体74包括圆盘部741和设于所述圆盘部741上下侧和左右侧的连接爪742；所述连接爪742内设有液压腔743和活塞744；所述固定夹头711设于所述连接爪742的前端，所述活动夹头721与所述活塞744连接。所述液压腔743通过通入液压油，能够推动活塞744上下平移，从而带动与其连接的活动夹头组72上下平移。
其中，所述下压机构4通过旋转轴12与所述主体构件3连接；所述下压机构4与所述旋转轴12固定连接，所述旋转轴12能够相对所述主体构件3旋转。所述旋转轴12贯穿所述主体构件3，其两端与所述旋转臂5固定连接。由于铝材生产车间常常存在较多的铝材碎屑，上述碎屑容易落入各种活动元件中，阻碍各个活动元件的运动。通过上述形状的旋转臂5驱动所述下压机构4，下压机构4的活动稳定，不容易受碎屑的影响，满足现场的实际使用需求。
优选地，所述下压机构4由若干金属块41组成，所述金属块41相互间隔预定距离地正对设置；所述金属块41下部具有椭圆弧面411。采用上述结构，所述金属块41的间隔可以避开铝材表面可能出现的薄片状凸起，使下压机构4夹持在铝材的受力表面上；另外，采用上述结构的下压机构4，也能够增大对铝材的摩擦系数，使夹持更加牢固。
优选地，所述第一液压装置2、第二液压装置6和第三液压装置8为不同尺寸的液压缸。
优选地，为了提升下压机构4和/或夹持垫板11的摩擦系数，所述椭圆弧面411和/或夹持垫板11上设有防滑条纹13。
本发明具体实施例还提供了一种复杂空腔铝材调直拉伸方法，包括以下步骤：
1、型材由挤压机挤出，穿过在线冷却系统，由中断锯中断后再由牵引机牵引到达挤压后部设备料床，然后横向传输至调直机，以待调直拉伸；
2、对于空腔型材首次调直拉伸时，在调直机控制操作面板上单独控制第三液压装置8，使其伸缩杆伸出，并在伸缩杆端部安装上所述专用夹具7(事先针对所生产的型材设计并制作)，后续调直拉伸无需重复该步骤；
3、通过精确控制型材传输位移，使其位于前后调直机的中间部位，启动第二液压装置6以驱动下压机构4，下压机构4为两步运动，第一步，下压机构4的金属块41的椭圆弧面411下压至型材，使其刚好能固定住型材，启动第三液压装置8，将专用夹具7推进型材腔体内，第二步，专用夹具7的所述活动夹头组72上下平移，配合固定设置的固定夹头组71将位于所述固定夹头组71和活动夹头组72中的连接筋14夹持固定，夹紧型材；下压机构4将型材松开。
4、按照工艺设定拉伸长度，启动第一液压装置2，主体构件3后移，使型材纵向拉伸。
5、拉伸完毕，专用夹具7的固定夹头组71和活动夹头组72复位，专用夹具7从型材内腔脱离，型材由料床传输至成品锯切处。
6、重复步骤3到5进行其它型材的调直拉伸。
由于大截面的空腔型材内部常常设计有连接筋14，所述连接筋14一方面用于强化空腔型材表面，另一方面用于作为型材与其它部件的连接部位使用。使用上述方法，通过所述专用夹具7将铝材的连接筋14夹持固定，夹持位置更加接近铝材的中心，能够对空腔型材进行有效的调直拉伸，且夹持部位变形量小。使用该装置调直后，头尾废料去除后基本可以达到平面度要求。所述专用夹具7的固定夹头组71和活动夹头组72分别由若干相互间隔预定距离设置的固定夹头和活动夹头组成，夹头之间的间隙与连接筋14匹配，能够匹配不同型号铝材的连接筋14，适用范围广。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
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