一种U形型材弯弧模具及其使用方法与流程

本发明涉及建筑领域，具体是一种u形型材弯弧模具及其使用方法。

背景技术

现今的钢结构行业，在注重使用功能的同时，越来越看重外观造型的独特与艺术性，尤其是场馆、地标性建筑，在造型方面更富有现代气息和艺术灵感。钢结构产品，根据建筑产品不同位置的不同功能，被设计为不同的截面形式，常规的钢结构产品其截面多为h形、箱形和圆形，也存在十字形和王字形截面的产品。

为了达到设计要求的特定造型，很多时候不仅需要在已有的主构件上增加牛腿等零部件，而且还需要对构件进行折弯甚至弯扭加工，以加工出设计造型。常规封闭截面型材加工弧形，可以采取冷弯或热弯两种方法，当弯弧半径超出冷弯允许的最小半径值时，则必须采取热弯方式进行弯弧加工。目前圆管、方管等封闭截面型材的弯弧工艺已经比较成熟，有很多专业的拉弯厂专业生产此类型材的弯扭产品。

闭口截面的圆管，各向受力均匀，在弯拉过程中具备可控制性、可操作性。而开口形式的型材，存在强轴和弱轴，故其弯弧相比闭口形式的型材难度要大的多。u形型材的侧向弯弧，因受力部位刚好位于弱轴，在冷弯和热弯过程中，无法控制力的传递，也就无法加工出侧向弧形的u形型材。经咨询多家专业的型材弯拉单位，结果都不具备该种u形型材的侧向弯弧能力。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种u形型材弯弧模具。

本发明的技术方案为：一种u形型材弯弧模具，包括主板，主板上方开设有u型槽i，主板包括导向型主板和固定型主板，导向型主板底部中间设有一个螺栓孔，导向型主板底部螺栓孔两侧设有导向板，导向板中间部分设有镂空的u形槽ii，导向板两侧设有导向板加劲，固定型主板底部设有两个螺栓孔，固定型主板底部两侧、即螺栓孔两侧设有固定板，固定板两侧设有固定板加劲，固定板上设有和固定型主板底部螺栓孔相适配的螺栓孔，主板的两侧边缘加设承压板或不加承压板，主板两端上方开设有螺栓孔，主板上方设有和u形槽i相适配的上压板，上压板横梁两端设有和主板两端上方相适配的螺栓孔。

一种u形型材弯弧模具的使用方法，包括下列步骤：

1）根据u形型材的轮廓，设计模具的具体尺寸：根据u形型材两短肢等边或不等边、角度相同或不同，自由组合为不同的尺寸轮廓，

2）根据u形型材的长度及弯弧半径，设置若干顶弯受力点，并确定每个点位的顶弯数据；

3）在钢平台上放样，并装配模具：根据弯弧数据，在钢平台上放出基准线及弧形线，而后根据设计好的点位，将导向板及导向板加劲焊接固定于钢平台，装配导向型主板、固定型主板；

4）装配靠山，靠山采用h型钢焊接于钢平台，靠山作为液压设备顶弯操作时的着力点；

5）将u形型材放置于模具u形槽内，用螺栓将主板、上压板、导向板通过相对应的螺栓孔用螺栓组合为整体，其中u形型材两端头使用固定型主板及固定板，导向型主板及导向板装配于两端之间的其余位置；

6）安装液压设备，液压设备安装于h型钢靠山和模具主板之间，当主板较厚时，直接将液压头与模具主板接触，或通过装配承压板与模具主板接触，按照先中间、后两边且对称加压的方式，对u形型材进行顶弯操作，对不同液压设备逐步加压，按照由中间向两边的顺序逐步增大每个千斤顶的行程，使型材在该点位逐步向设计拱高靠近，直至每个点位的实际位置与弯弧设计位置一致；

7）每个点位顶弯到位后停止加压，采用火焰点状加热的方式，消除应力，使部分弹性变形转变为塑性变形；

8）卸载，拆除上压板，取出u形型材，检验合格后侧向弯弧工作结束。

本发明的有益之处在于：1）将型材搁置于模具上进行顶弯，且该模具外轮廓和型材的内轮廓一致，能支撑其内部空间，增大折弯过程中型材的受力面积和结构稳定性，提高所施加外力的有效传递；2）使用模具进行u形型材的侧向弯弧，可根据弯弧半径的大小，灵活调整顶弯点的数量，弯弧半径大，可适当减少顶弯点数量，弯弧半径小，可适当增加顶弯点数量，采用该方法侧向弯弧的u形型材，加工后其整体线形圆润光滑，外观质量高；3）本发明并不局限于单一u形型材的侧向弯弧操作，对于开口型对称、非对称型材都适用，只要按照型材的轮廓设计对应模具的轮廓尺寸，即可完成该型材的侧向弯弧工作，适用范围广泛。

附图说明

图1为本发明的导向型模具立体图正面结构示意图；

图2为本发明的导向型模具立体图反面结构示意图；

图3为本发明的固定型模具立体图正面结构示意图；

图4为本发明的固定型模具立体图发明结构示意图；

图5为本发明的导向型模具主视图结构示意图；

图6为本发明的固定型模具主视图结构示意图；

图7为本发明的导向型模具导向型主板结构示意图；

图8为本发明的导向型模具导向型主板结构示意图；

图9为本发明的固定型模具固定型主板结构示意图；

图10为本发明的固定型模具固定板结构示意图；

图11为本发明的上压板结构示意图；

图12为本发明的计算受力点示意图；

其中：1、导向型主板，2、导向板，3、u形槽ii，4、导向板加劲，5、承压板，6、u形槽i，7、固定型主板，8、固定板，9、固定板加劲，10、上压板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述。

一种u形型材弯弧模具，包括主板，主板上方开设有u型槽i6，主板包括导向型主板1和固定型主板2，导向型主板1底部中间设有一个螺栓孔，导向型主板1底部螺栓孔两侧设有导向板2，导向板2中间部分设有镂空的u形槽ii3，通过螺栓的连接，一方面使主板沿着固定的轨道位移，另一方面防止主板上下方向的位移，导向板2两侧设有导向板加劲4，固定型主板7底部设有两个螺栓孔，固定型主板7底部两侧、即螺栓孔两侧设有固定板8，固定板8两侧设有固定板加劲9，固定板8上设有和固定型主板7底部螺栓孔相适配的螺栓孔，主板的两侧边缘加设承压板5或不加承压板5，主板两端上方开设有螺栓孔，主板上方设有和u形槽i6相适配的上压板10，上压板10横梁两端设有和主板两端上方相适配的螺栓孔，u形型材夹设在上压板和主板之间，限制了其立面起拱，固定型主板位于两端头位置，防止顶弯过程中，型材会整体偏移。

一种u形型材弯弧模具的使用方法，包括下列步骤：

1）根据u形型材的轮廓，设计模具的具体尺寸：根据u形型材两短肢等边或不等边、角度相同或不同，自由组合为不同的尺寸轮廓，该模具上压板u形与u形型材的外轮廓一致，模具主板u形与u形型材的内轮廓一致；

2）根据u形型材的长度及弯弧半径，设置若干顶弯受力点，并确定每个点位的顶弯数据，譬如10m长的u形型材，中部侧弯拱高200mm，如此根据弯弧半径，可以得出该型材每个位置的弯弧高度。如果1m一档设置顶弯受力点，则根据放样数据，得出每个受力点的具体弯弧数据，如图12所示；

3）在钢平台上放样，并装配模具：根据弯弧数据，在钢平台上放出基准线及弧形线，而后根据设计好的点位，将导向板及导向板加劲焊接固定于钢平台，装配导向型主板、固定型主板；

4）装配靠山，靠山采用h型钢焊接于钢平台，靠山作为液压设备顶弯操作时的着力点，将液压设备的一端顶在该型钢上，提供液压设备反力用于顶弯u形型材；

5）将u形型材放置于模具u形槽内，用螺栓将主板、上压板、导向板通过相对应的螺栓孔用螺栓组合为整体，其中u形型材两端头使用固定型主板及固定板，导向型主板及导向板装配于两端之间的其余位置；

6）安装液压设备，液压设备安装于h型钢靠山和模具主板之间，当主板较厚时，直接将液压头与模具主板接触，或通过装配承压板与模具主板接触，按照先中间、后两边且对称加压的方式，对u形型材进行顶弯操作，对不同液压设备逐步加压，按照由中间向两边的顺序逐步增大每个千斤顶的行程，使型材在该点位逐步向设计拱高靠近，直至每个点位的实际位置与弯弧设计位置一致；

7）每个点位顶弯到位后停止加压，采用火焰点状加热的方式，消除应力，使部分弹性变形转变为塑性变形；

8）卸载，拆除上压板，取出u形型材，检验合格后侧向弯弧工作结束。