一种铝合金模板的变形加工方法及其设备与流程

本发明涉及铝合金模板加工领域，具体为一种铝合金模板的变形加工方法及其设备，尤其是一种将铝合金U型直板材按照指定弧度进行深度弧度变形的加工方法及其设备。

背景技术：

目前，市场上存在的比较普遍的铝合金模板的变形加工方法和设备均是针对直型板材设计的，在市场上销售的均为直型板材，而随着建筑行业的迅速发展，许多非常规建筑的出现，使得现有直型板材并不能满足非常规建筑的施工需求，对于非常规建筑的施工，如需要使用带有一定弧度的模板则需直接与铝合金型材生产厂家联系订做，而铝合金型材生产厂家常需合并订单、集中生产，造成加工周期较长，导致铝合金模板生产成本急剧增加，且缺少灵活性。

在实际的生产制造过程中，也还存在着铝合金U型直板材回弹力高、难变形、变形精度难以控制的问题，目前市场上现有的压弧设备，均不具备将铝合金U型直板材进行精确弧度变形的能力。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种将铝合金U型直板材按照指定弧度进行深度弧度变形的铝合金型材加工方法，旨在解决现有技术中对于铝合金U型直板材变形加工存在的需大量定做、加工周期长、模板生产成本高、加工缺少灵活性的问题。

本发明的另一个目的是提供一种将铝合金U型直板材按照指定弧度进行深度弧度变形的铝合金型材加工设备，为铝合金U型直板材的变形加工提供加工周期短、生产成本低、加工灵活的设备。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种铝合金模板的变形加工方法，用于将铝合金直板材按照指定弧度进行深度弧度变形，包括以下加工步骤：

（1）通过一组弧形轧辊对铝合金直板材施力，使其发生初步弧度变形，弧形轧辊弧度与所压弧度要求一致；

（2）通过第二组弧形轧辊对发生初步弧度变形的铝合金直板材施力，使其发生中度弧度变形，第二组弧形轧辊弧度是所压弧度要求的1.5~3倍；

（3）通过第三组弧形轧辊对发生中度弧度变形的铝合金直板材施力，使其发生深度弧度变形，第三组弧形轧辊弧度是所压弧度要求的3~6倍；

（4）将发生深度弧度变形后的铝合金直板材通过调直轧辊进行调直处理，使铝合金直板材的底面保持加工后弧度，铝合金直板材两侧立面调整为平直状态。

进一步的，所述铝合金直板材是指的一种铝合金棒材经过挤压机变形成的铝合金U型直型材。

进一步的，所述变形加工需经过5~6组弧形轧辊依次对铝合金直板材施力辊压，各组弧形轧辊弧度依次递增。

进一步的，第二组弧形轧辊的弧度是所压弧度要求的2~3倍；第三组弧形轧辊的弧度是所压弧度要求的3.5~4.5倍；

进一步的，调直处理是利用调直轧辊产生上下方向的反作用力，作用于深度弧度变形的铝合金直板材，将铝合金直板材的两侧立面调整为平直状态。

进一步的，铝合金直板材在变形加工过程中的行进速度为0.8~1.2m/min。

一种铝合金模板的变形加工设备，用于将铝合金直板材按照指定弧度进行深度弧度变形，所述设备包括机架、动力部、弧形轧辊部分、调直轧辊部分，所述动力部包括发动机和减速机，所述发动机与所述减速机传动连接，所述减速机经由齿轮组连接所述接弧形轧辊部分和调直轧辊部分，所述弧形轧辊部分包含至少三组弧形轧辊。

进一步的，每组弧形轧辊包括上弧形轧辊和下弧形轧辊，上弧形轧辊包括凸形辊轮和上弧形轧辊连接轴，下弧形轧辊包括凹形辊轮和下弧形轧辊连接轴，上弧形轧辊通过上弧形轧辊连接轴与机架连接，下弧形轧辊通过下弧形轧辊连接轴与机架连接，上下弧形轧辊连接轴之间设有弹簧，上弧形轧辊连接轴上部设有弧形调节螺栓；每组弧形轧辊的凸形辊轮弧度与凹形辊轮弧度相对应，各组弧形轧辊间弧度依次递增。

进一步的，凸形辊轮弧面半径加上所压铝合金模板的厚度与凹形辊轮弧面半径相等；第二组弧形轧辊弧度是第一组弧形轧辊弧度的1.5~3倍，第三组弧形轧辊弧度是第一组弧形轧辊弧度的3~6倍。

进一步的，所述调直轧辊部分包括三组调直轧辊，每组调直轧辊包括调直辊轮和调直轧辊连接轴，调直轧辊通过调直轧辊连接轴与机架连接，调直轧辊连接轴设有上下两个调直调节螺栓；三组调直轧辊的调直轧辊连接轴呈等腰三角形排布。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，此加工方法与设备，操作容易、弧度变形灵活度高、加工周期短、加工精度高，在保证成品质量的前提下，可大幅度的减少铝合金型材的压弧变形的成本，可按照客户要求订制特殊弧形成品型材，能够给铝合金的加工带来方便，使得铝合金型材加工发生了革命性的变化。

附图说明

图1是铝合金模板的变形加工设备主装配图；

图2是铝合金模板的变形加工设备侧面装配图；

图3是铝合金模板的变形加工设备弧形轧辊结构图；

图4是铝合金模板的变形加工设备调直轧辊结构图。

附图标记：1.机架；2.发动机；3.减速机；4.第一组弧形轧辊；5.第二组弧形轧辊；6.第三组弧形轧辊；7.调直调节螺栓；8.调直轧辊；9.上弧形轧辊；10.下弧形轧辊；11.弧形调节螺栓；12.弹簧；13.齿轮组；14.凸形辊轮；15.凹形辊轮；16-1.上弧形轧辊连接轴；16-2. 下弧形轧辊连接轴；17.调直辊轮；18.调直轧辊连接轴。

具体实施方式

实施例1

一种铝合金模板的变形加工方法，用于将铝合金直板材按照指定弧度进行深度弧度变形，包括以下加工步骤：

（1）通过一组弧形轧辊对铝合金直板材施力，使其发生初步弧度变形，该组弧形轧辊弧度与所压弧度要求一致；

（2）通过第二组弧形轧辊对发生初步弧度变形的铝合金直板材施力，使其发生中度弧度变形，第二组弧形轧辊弧度是所压弧度要求的1.5~3倍；

（3）通过第三组弧形轧辊对发生中度弧度变形的铝合金直板材施力，使其发生深度弧度变形，第三组弧形轧辊弧度是所压弧度要求的3~6倍；

（4）将发生深度弧度变形后的铝合金直板材通过调直轧辊进行调直处理，使铝合金直板材的底面保持加工后弧度，铝合金直板材两侧立面及整体调整为平直状态。

所述铝合金直板材是指的一种铝合金棒材经过挤压机变形成的铝合金U型直型材。

所述变形加工需经过5~6组弧形轧辊依次对铝合金直板材施力辊压，各组弧形轧辊弧度依次递增。

优选方案为第二组弧形轧辊的弧度是所压弧度要求的2~3倍；第三组弧形轧辊的弧度是所压弧度要求的3.5~4.5倍；

调直处理是利用调直轧辊产生上下方向的反作用力，作用于深度弧度变形的铝合金直板材，将铝合金直板材的两侧立面及整体调整为平直状态。

铝合金直板材在变形加工过程中的行进速度为0.8~1.2m/min。

本发明的整体构思是通过弧形轧辊与调直轧辊的相互配合作用达到型材的压弧加工目的。

本实施例中：通过第一组弧形轧辊对铝合金U型直板材施力，使其发生初步弧度变形；通过第二组弧形轧辊对发生初步弧度变形的铝合金U型直板材施力，使其发生中度弧度变形；通过第三组弧形轧辊对发生中度弧度变形的铝合金U型直板材施力，使其发生深度弧度变形；将发生深度弧度变形的铝合金U型直板材通过调直轧辊进行调直处理，使铝合金U型直板材的U型底面保持原有弧度，U型两侧立面调整为平直。

在上述的加工方法中，铝合金U型直板材是指的一种特定的铝合金棒材经过挤压机变形成的铝合金U型直型材。

在上述的加工方法中，为了解决铝合金U型直板材回弹力高、难变形、变形精度难以控制的问题，设计的弧形轧辊分为三组，第一组弧形轧辊对铝合金U型直板材进行初步弧度变形，将型材压制所要求大小的弧度，并为型材进去第二组弧形轧辊做准备；第二组弧形轧辊对铝合金U型直板材进行中度弧度变形，抵消一部分型材弧度变形所产生的回弹力，并为型材进去第三组弧形轧辊做准备；第三组弧形轧辊对铝合金U型直板材进行深度弧度变形，抵消型材弧度变形所产生的回弹力，控制型材压弧的弧度，维持稳定性。

在上述的加工方法中，优选第一组弧形轧辊的弧度是所压弧度要求的1倍，第二组弧形轧辊的弧度是所压弧度要求的2.5倍，第三组弧形轧辊的弧度是所压弧度要求的4倍。

在上述的加工方法中，经由弧形轧辊进行深度弧度变形的铝合金U型直板材，沿型材的轴向上和垂直于型材的横向上均产生了弧度变形，沿型材的轴向上产生的弧度变形会影响到型材的使用，需对其进行调直处理。

上述的加工方法中的调直处理是利用调直轧辊产生上下方向的反作用力，作用于深度弧度变形的铝合金U型直板材，将铝合金U型直板材的U型两侧立面调整为平直。

实施例2

实施例1所述加工方法中使用的一种铝合金模板的变形加工设备，用于将铝合金直板材按照指定弧度进行深度弧度变形，如图1~4所示，所述设备包括机架1、动力部、弧形轧辊部分、调直轧辊部分，所述动力部包括发动机2和减速机3，所述发动机2与所述减速机3传动连接，所述减速机3经由齿轮组13连所述接弧形轧辊部分和调直轧辊部分，所述弧形轧辊部分包含至少三组弧形轧辊，第一组弧形轧辊4、第二组弧形轧辊5、第三组弧形轧辊6。

每组弧形轧辊包括上弧形轧辊9和下弧形轧辊10，上弧形轧辊9包括凸形辊轮14和上弧形轧辊连接轴16-1，下弧形轧辊10包括凹形辊轮15和下弧形轧辊连接轴16-2，上弧形轧辊9通过上弧形轧辊连接轴16-1与机架1连接，下弧形轧辊10通过下弧形轧辊连接轴16-2与机架1连接，上下弧形轧辊连接轴之间设有弹簧12，上弧形轧辊连接轴16-1上部设有弧形调节螺栓11；每组弧形轧辊的凸形辊轮14弧度与凹形辊轮15弧度相对应，各组弧形轧辊间弧度依次递增。

凸形辊轮14弧面半径加上所压铝合金模板的厚度与凹形辊轮15弧面半径相等；第二组弧形轧辊5弧度是第一组弧形轧辊4弧度的1.5~3倍，第三组弧形轧辊6弧度是第一组弧形轧辊4弧度的3~6倍。

调直轧辊部分包括三组调直轧辊8，每组调直轧辊包括调直辊轮17和调直轧辊连接轴18，调直轧辊17通过调直轧辊连接轴18与机架1连接，调直轧辊连接轴18设有上下两个调直调节螺栓7；三组调直轧辊8的调直轧辊连接轴18呈等腰三角形排布。

本实施例中：加工设备动力部分包括发动机2和减速机3；设备运行经由发动机2产生动力，带动减速机3，减速机3利用齿轮的速度转换器，转化成可使用动力，并将其通过齿轮组13传递给第一组弧形轧辊4、第二组弧形轧辊5、第三组弧形轧辊6和调直轧辊8，为铝合金模板的深度弧度变形提供动力。

上述的加工设备弧形轧辊部分包括第一组弧形轧辊4、第二组弧形轧辊5、第三组弧形轧辊6和弧形调节螺栓11，型材经由第一组弧形轧辊4的上下轧辊相互挤压作用于型材表面，对其进行初步弧度变形，再经由第二组弧形轧辊5的上下轧辊相互挤压作用于型材表面，对其进行中度弧度变形；型材经由第三组弧形轧辊6的上下轧辊相互挤压作用于型材表面，对其进行深度弧度变形，使铝合金U型直板材的U型底面和两侧立面产生弧度变形。

上述的加工设备弧形轧辊部分包括上弧形轧辊9、下弧形轧辊10，上弧形轧辊9包括凸形辊轮14和弧形轧辊连接轴16-1，下弧形轧10辊包括凹形辊轮15和弧形轧辊连接轴16-2，上弧形轧辊9、下弧形轧辊10与机架部分通过弧形轧辊连接轴连接，两个弧形轧辊连接轴之间设有弹簧12，上弧形轧辊9上部设有弧形调节螺栓11。

弧形轧辊中两个弧形轧辊连接轴之间设有弹簧12，弹簧受弧形轧辊连接轴的压缩产生反弹力，固定上弧形轧辊9和下弧形轧辊10维持弹性压缩；上弧形轧辊9上部设有弧形调节螺栓11，可通过调节弧形调节螺栓11来调节上弧形轧辊9和下弧形轧辊10之间的距离，达到调节所压型材弧度的目的。

弧形轧辊中凸形辊轮14外形呈拱形，提供向下的作用力，凹形辊轮15外形呈凹形，提供向上的作用力，二者相互作用，既可以固定型材位置，又能将型材施力产生弧度变形。

弧形轧辊中凸形辊轮14与凹形辊轮15弧面相接处的弧度完全吻合，即凸形辊轮14的弧度半径加上所压型材厚度与凹形辊轮14的弧度半径相同，这样的目的是为了保证所压弧度的型材表面能保持很好的光滑度，弧度变形的型材能控制弧度的精度。

上述的加工设备调直轧辊8包括调直辊轮17和调直轧辊连接轴18，调直轧辊8与机架1通过调直轧辊连接轴18连接，调直轧辊连接轴18设有上下两个调直调节螺栓7。

经由弧形轧辊弧度变形后的铝合金U型直板材是深度弧度变形的，板材的U型两侧立面产生轻微的弧度变形，这样的型材并不能直接使用，需要对其进行调直处理，抵消板材的U型两侧立面上的轻微弧度变形；

上述的加工设备调直轧辊8设置为三组，三组调直轧辊的调直轧辊连接轴呈等腰三角形排布，弧度变形型材在齿轮组13的带动下进入调直直辊8，上调直轧辊提供向下的作用力，下调直轧辊提供向上的作用力，经过挤压将板材的U型两侧立面的轻微弧度变形调直。

调直轧辊8中调直轧辊连接轴18处设置上下两个调直调节螺栓7，通过调直上下两个调直调节螺栓7之间的距离来调节调直轧辊8的调直弧度大小。