本发明涉及机械制造技术领域，具体涉及一种异形断面型材的弯曲成型设备及方法。
背景技术：
近几年，随着轻量化铝合金在物流运输装备领域的推广与应用，市场反馈出了很高的效益和需求，对物流装备轻量化追求的同时也不断提出容积最大化的目标。原铝合金货箱前墙均为平头结构，现如今推出圆弧形前墙结构，因此在圆弧前墙制作工艺上与平头前墙结构有较大的差异。现有的滚弧技术是基于规则断面的铝合金型材通过三辊滚弧机进行弯曲成型，将型材一端进入三辊滚弧机开始至型材长度滚弧结束，整个过程对设备和工装能力要求较低，对于操作人员要求也更简单。
例如公开号为cn110217297a的专利“一种车厢前墙总成”公开了一种弧形的车厢前墙总成结构，其中车厢前墙的上横梁和下横梁均为异形断面型材。对于这类非对称异形断面型材，特别是新开发的型材断面，型材与滚弧机的轴辊之间接触面小，无法对非对称异形结构型材进行滚弧成型。
若是使用现有的基于规则断面型材滚弧成型设备对异形断面型材进行滚弧，会导致异形断面型材在滚弧过程中发生扭曲，容易造成零件报废；其次是异形断面型材加工时需要保证不同厚度处的弧度相同，现有的基于规则断面型材的滚弧成型设备无法控制不同厚度处的弧度，导致零件滚弧弯曲成型后的一致性差。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够避免异形断面型材在滚弧过程中发生扭曲，且控制异形断面型材不同厚度处的弧度一致的异形断面型材的弯曲成型设备及方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：
一种异形断面型材的弯曲成型设备，包括三辊滚弧机，所述三辊滚弧机包括机架、上轴辊和下轴辊，所述上轴辊和下轴辊均转动连接于机架上，所述下轴辊有两个且对称设置于上轴辊的下方，还包括上辊套膜和下辊套膜；
所述上辊套膜套设于上轴辊外表面，所述上辊套膜与所述上轴辊同步转动，所述下辊套膜套设于下轴辊外表面，所述下辊套膜与所述下轴辊同步转动，所述上辊套膜和下辊套膜均由多个直径和厚度不等的套膜组件组成，所述套膜组件包括半圆形的上半部和半圆形的下半部，所述上半部和下半部通过螺栓固定连接。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：
使用上述异形断面型材的弯曲成型设备对异形断面型材进行弯曲成型的方法，包括如下步骤：
步骤一：对型材原料进行挤压处理，得到异形断面型材直杆；
步骤二：将一对异形断面型材直杆对称摆放并通过段焊固定得到对称组件；
步骤三：将对称组件的一端放置在三辊滚弧机的上辊套膜和下辊套膜之间，并在到达型材直杆的型材时效前启动三辊滚弧机对对称组件进行压弯，得到弯曲成型的对称组件；
步骤四：对弯曲成型的对称组件沿段焊处进行切割并打磨得到一对弯曲成型的异形断面型材。
本发明弯曲成型设备的有益效果在于：上辊套膜和下辊套膜能够根据异形断面型材的外轮廓面高低差自由进行调整，套膜组件根据异形断面型材不同位置的厚度来确定其直径，能够使异形断面型材与套膜表面接触面最大化，从而控制异形断面型材不同厚度处的弧度一致；并且不同的套膜组件采用不等厚设计，可以用于调节异形断面型材外轮廓阶差面之间的间距，也能够实现间隙微调，从而避免异形断面型材滚弧中发生扭曲；通过多半径、不等厚的两个半圆组成的套膜，实现类似异形型材断面轮廓差异的调整，以及适应型材批次不同而导致的弯曲应力不同的影响；套膜组件拆装便捷，适应性强，能够针对不同的型材断面进行适配安装。
本发明弯曲成型方法的有益效果在于：采取对称固定成组件，能够提高弯曲成型的质量；本申请的弯曲成型方法能够使一对异形断面型材同时进行弯曲加工，一对弯曲成型的异形断面型材能够具有较高的一致性；尤其是对于异形断面型材的横梁组件进行弯曲时，能够得到弧度完全一致的上横梁和下横梁，大幅度提高加工效率；在型材直杆到达型材时效前进行压弯能够避免型材经过时效后弯曲应力增加。
附图说明
图1为本发明具体实施方式异形断面型材的弯曲成型设备顶部结构示意图；
图2为本发明具体实施方式异形断面型材的弯曲成型设备底部结构示意图；
图3为本发明具体实施方式异形断面型材的弯曲成型设备主视图；
图4为本发明实施例一的上辊套膜和下辊套膜各个套膜组件排列示意图；
标号说明：
1-机架；2-上轴辊；3-下轴辊；4-上辊套膜；41-第一套膜组件；42-第二套膜组件；43-第三套膜组件；44-第四套膜组件；45-第五套膜组件；5-下辊套膜；51-第六套膜组件；52-第七套膜组件；53-第八套膜组件；54-第九套膜组件。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
参照附图1至3，本发明的一种异形断面型材的弯曲成型设备，包括三辊滚弧机，所述三辊滚弧机包括机架1、上轴辊2和下轴辊3，所述上轴辊2和下轴辊3均转动连接于机架1上，所述下轴辊3有两个且对称设置于上轴辊2的下方，还包括上辊套膜4和下辊套膜5；
所述上辊套膜4套设于上轴辊2外表面，所述上辊套膜4与所述上轴辊2同步转动，所述下辊套膜5套设于下轴辊3外表面，所述下辊套膜5与所述下轴辊3同步转动，所述上辊套膜4和下辊套膜5均由多个直径和厚度不等的套膜组件组成，所述套膜组件包括半圆形的上半部和半圆形的下半部，所述上半部和下半部通过螺栓固定连接。
本发明的工作原理为：根据异形断面型材的断面形状在上轴辊2和下轴辊3表面匹配安装多个不同直径和厚度的套膜组件，每个套膜组件由上下两个半圆组成，通过螺栓连接，可以实现不拆卸上轴辊2和下轴辊3即可轻易拆装；将异形断面型材直杆一端放入三辊滚弧机的上辊套膜4和下辊套膜5之间，匹配好位置之后启动三辊滚弧机即可完成异形型材弯曲成型。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：上辊套膜和下辊套膜能够根据异形断面型材的外轮廓面高低差自由进行调整，套膜组件根据异形断面型材不同位置的厚度来确定其直径，能够使异形断面型材与套膜表面接触面最大化，从而控制异形断面型材不同厚度处的弧度一致；并且不同的套膜组件采用不等厚设计，可以用于调节异形断面型材外轮廓阶差面之间的间距，也能够实现间隙微调，从而避免异形断面型材滚弧中发生扭曲；通过多半径、不等厚的两个半圆组成的套膜，实现类似异形型材断面轮廓差异的调整，以及适应型材批次不同而导致的弯曲应力不同的影响；套膜组件拆装便捷，适应性强，能够针对不同的型材断面进行适配安装。
进一步的，所述上辊套膜4沿上轴辊2的中心切面呈左右对称设置，所述上辊套膜4包括第一套膜组件41、第二套膜组件42、第三套膜组件43、第四套膜组件44和第五套膜组件45。
由上述描述可知，对于车厢前墙的上横梁和下横梁加工时，上辊套膜沿上轴辊的中心切面呈左右对称设置，能够使上横梁和下横梁同时进行弯曲，从而提高上横梁和下横梁的一致性，避免上横梁和下横梁不对称所产生的扭曲。
进一步的，所述第一套膜组件41的直径大于第四套膜组件44的直径，所述第四套膜组件44的直径大于第二套膜组件42的直径，所述第二套膜组件42、第三套膜组件43和第五套膜组件45的直径相等。
由上述描述可知，各个套膜组件具有不同的直径，从而便于实际加工过程中根据异形断面型材的实际形状进行选择安装。
进一步的，所述第一套膜组件41的厚度与第二套膜组件42的厚度相等，所述第二套膜组件42的厚度大于第三套膜组件43的厚度，所述第三套膜组件43和第四套膜组件44的厚度相等，所述第四套膜组件44的厚度大于第五套膜组件45的厚度。
由上述描述可知，各个套膜组件具有不同的厚度，从而便于实际加工过程中根据异形断面型材的实际形状进行选择安装。
进一步的，所述下辊套膜5沿下轴辊3的中心切面呈左右对称设置，所述下辊套膜5包括第六套膜组件51、第七套膜组件52、第八套膜组件53和第九套膜组件54。
由上述描述可知，对于车厢前墙的上横梁和下横梁加工时，下辊套膜沿下轴辊的中心切面呈左右对称设置，能够使上横梁和下横梁同时进行弯曲，从而提高上横梁和下横梁的一致性，避免上横梁和下横梁不对称所产生的扭曲。
进一步的，所述第九套膜组件54的直径大于第八套膜组件53的直径，所述第八套膜组件53的直径和第七套膜组件52的直径相等，所述第七套膜组件52的直径大于第六套膜组件51的直径。
进一步的，所述第九套膜组件54的厚度和第七套膜组件52的厚度相等，所述第七套膜组件52的厚度大于第六套膜组件51的厚度，所述第六套膜组件51的厚度大于第八套膜组件53的厚度。
使用上述异形断面型材的弯曲成型设备对异形断面型材进行弯曲成型的方法，包括如下步骤：
步骤一：对型材原料进行挤压处理，得到异形断面型材直杆；
步骤二：将一对异形断面型材直杆对称摆放并通过段焊固定得到对称组件；
步骤三：将对称组件的一端放置在三辊滚弧机的上辊套膜和下辊套膜之间，并在到达型材直杆的型材时效前启动三辊滚弧机对对称组件进行压弯，得到弯曲成型的对称组件；
步骤四：对弯曲成型的对称组件沿段焊处进行切割并打磨得到一对弯曲成型的异形断面型材。
由上述描述可知，采取对称固定成组件，能够提高弯曲成型的质量；本申请的弯曲成型方法能够使一对异形断面型材同时进行弯曲加工，一对弯曲成型的异形断面型材能够具有较高的一致性；尤其是对于异形断面型材的横梁组件进行弯曲时，能够得到弧度完全一致的上横梁和下横梁，大幅度提高加工效率；在型材直杆到达型材时效前进行压弯能够避免型材经过时效后弯曲应力增加。
进一步的，所述步骤三具体为：先在三辊滚弧机的下轴辊上根据对称组件下表面的形状安装多个下辊套膜；再将对称组件的一端放置在下轴辊的下辊套膜上；最后在上轴辊上根据对称组件上表面的形状安装多个上辊套膜，并在到达型材直杆的型材时效前启动三辊滚弧机对对称组件进行压弯，得到弯曲成型的对称组件。
由上述描述可知，根据对称组件下表面的形状先安装下辊套膜，使下辊套膜能够完美地对对称组件进行承接，之后再根据对称组件的位置安装并调整上辊套膜的位置，从而使上辊套膜能够根据下辊套膜的位置进行设置，减少后续的调整步骤，且能够避免上辊套膜和下辊套膜的位置不对应而导致对称组件在弯曲过程中发生扭曲。
进一步的，所述步骤三中型材直杆的型材时效为四小时。
实施例一
一种异形断面型材的弯曲成型设备，包括三辊滚弧机，所述三辊滚弧机包括机架1、上轴辊2和下轴辊3，所述上轴辊2和下轴辊3均转动连接于机架1上，所述下轴辊3有两个且对称设置于上轴辊2的下方，还包括上辊套膜4和下辊套膜5；
所述上辊套膜4套设于上轴辊2外表面，所述上辊套膜4与所述上轴辊2同步转动，所述下辊套膜5套设于下轴辊3外表面，所述下辊套膜5与所述下轴辊3同步转动，所述上辊套膜4和下辊套膜5均由多个直径和厚度不等的套膜组件组成，所述套膜组件包括半圆形的上半部和半圆形的下半部，所述上半部和下半部通过螺栓固定连接；
所述上辊套膜4沿上轴辊2的中心切面呈左右对称设置，所述上辊套膜4包括第一套膜组件41、第二套膜组件42、第三套膜组件43、第四套膜组件44和第五套膜组件45；
请参照图4，其中上辊套膜4的各个套膜组件由中心切面至其中一端的具体排列为：六个第一套膜组件41、一个第二套膜组件42、两个第三套膜组件43、一个第四套膜组件44、一个第五套膜组件45、一个第四套膜组件44和一个第四套膜组件43。
所述第一套膜组件41的直径大于第四套膜组件44的直径，所述第四套膜组件44的直径大于第二套膜组件42的直径，所述第二套膜组件42、第三套膜组件43和第五套膜组件45的直径相等，所述第一套膜组件41的厚度与第二套膜组件42的厚度相等，所述第二套膜组件42的厚度大于第三套膜组件43的厚度，所述第三套膜组件43和第四套膜组件44的厚度相等，所述第四套膜组件44的厚度大于第五套膜组件45的厚度；
所述下辊套膜5沿下轴辊3的中心切面呈左右对称设置，所述下辊套膜5包括第六套膜组件51、第七套膜组件52、第八套膜组件53和第九套膜组件54；
请参照图4，其中下辊套膜5的各个套膜组件由中心切面至其中一端的具体排列为：一个第六套膜组件51、第七套膜组件52、第八套膜组件53、一个第六套膜组件51和五个第九套膜组件54。
所述第九套膜组件54的直径大于第八套膜组件53的直径，所述第八套膜组件53的直径和第七套膜组件52的直径相等，所述第七套膜组件52的直径大于第六套膜组件51的直径，所述第九套膜组件54的厚度和第七套膜组件52的厚度相等，所述第七套膜组件52的厚度大于第六套膜组件51的厚度，所述第六套膜组件51的厚度大于第八套膜组件53的厚度。
实施例二
使用实施例一中的异形断面型材的弯曲成型设备对车厢前墙的上横梁和下横梁进行弯曲成型加工的加工方法，包括如下步骤：
步骤一：对型材原料进行挤压处理，得到异形断面型材直杆；
步骤二：将异形断面型材直杆对称摆放并通过段焊固定得到对称组件；
步骤三：先在三辊滚弧机的下轴辊上根据对称组件下表面的形状安装多个下辊套膜；再将对称组件的一端放置在下轴辊的下辊套膜上；最后在上轴辊上根据对称组件上表面的形状安装多个上辊套膜，并在到达型材直杆的型材时效前启动三辊滚弧机对对称组件进行压弯，得到弯曲成型的对称组件；
步骤四：对弯曲成型的对称组件的段焊处进行切割并打磨得到弧形的上横梁和下横梁。
上述步骤三中型材直杆的型材时效为四小时。
上述加工方法能够使加工得到的车厢前墙上横梁和下横梁具有较高的一致性，避免上横梁和下横梁弧度不一致而无法进行后续安装。
综上所述，本发明提供的有益效果在于：上辊套膜和下辊套膜能够根据异形断面型材的外轮廓面高低差自由进行调整，套膜组件根据异形断面型材不同位置的厚度来确定其直径，能够使异形断面型材与套膜表面接触面最大化，从而控制异形断面型材不同厚度处的弧度一致；并且不同的套膜组件采用不等厚设计，可以用于调节异形断面型材外轮廓阶差面之间的间距，也能够实现间隙微调，从而避免异形断面型材滚弧中发生扭曲；通过多半径、不等厚的两个半圆组成的套膜，实现类似异形型材断面轮廓差异的调整，以及适应型材批次不同而导致的弯曲应力不同的影响；套膜组件拆装便捷，适应性强，能够针对不同的型材断面进行适配安装。对于车厢前墙的上横梁和下横梁加工时，上辊套膜和下辊套膜沿上轴辊和下轴辊的中心切面呈左右对称设置，能够使上横梁和下横梁同时进行弯曲，从而提高上横梁和下横梁的一致性，避免上横梁和下横梁不对称所产生的扭曲。各个套膜组件具有不同的直径和厚度，从而便于实际加工过程中根据异形断面型材的实际形状进行选择安装。
采取对称固定成组件，能够提高弯曲成型的质量；本申请的弯曲成型方法能够使一对异形断面型材同时进行弯曲加工，一对弯曲成型的异形断面型材能够具有较高的一致性；尤其是对于异形断面型材的横梁组件进行弯曲时，能够得到弧度完全一致的上横梁和下横梁，大幅度提高加工效率；在型材直杆到达型材时效前进行压弯能够避免型材经过时效后弯曲应力增加。根据对称组件下表面的形状先安装下辊套膜，使下辊套膜能够完美地对对称组件进行承接，之后再根据对称组件的位置安装并调整上辊套膜的位置，从而使上辊套膜能够根据下辊套膜的位置进行设置，减少后续的调整步骤，且能够避免上辊套膜和下辊套膜的位置不对应而导致对称组件在弯曲过程中发生扭曲。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
1.一种异形断面型材的弯曲成型设备，包括三辊滚弧机，所述三辊滚弧机包括机架、上轴辊和下轴辊，所述上轴辊和下轴辊均转动连接于机架上，所述下轴辊有两个且对称设置于上轴辊的下方，其特征在于，还包括上辊套膜和下辊套膜；
所述上辊套膜套设于上轴辊外表面，所述上辊套膜与所述上轴辊同步转动，所述下辊套膜套设于下轴辊外表面，所述下辊套膜与所述下轴辊同步转动，所述上辊套膜和下辊套膜均由多个直径和厚度不等的套膜组件组成，所述套膜组件包括半圆形的上半部和半圆形的下半部，所述上半部和下半部通过螺栓固定连接。
2.根据权利要求1所述异形断面型材的弯曲成型设备，其特征在于，所述上辊套膜沿上轴辊的中心切面呈左右对称设置，所述上辊套膜包括第一套膜组件、第二套膜组件、第三套膜组件、第四套膜组件和第五套膜组件。
3.根据权利要求2所述异形断面型材的弯曲成型设备，其特征在于，所述第一套膜组件的直径大于第四套膜组件的直径，所述第四套膜组件的直径大于第二套膜组件的直径，所述第二套膜组件、第三套膜组件和第五套膜组件的直径相等。
4.根据权利要求2所述异形断面型材的弯曲成型设备，其特征在于，所述第一套膜组件的厚度与第二套膜组件的厚度相等，所述第二套膜组件的厚度大于第三套膜组件的厚度，所述第三套膜组件和第四套膜组件的厚度相等，所述第四套膜组件的厚度大于第五套膜组件的厚度。
5.根据权利要求1所述异形断面型材的弯曲成型设备，其特征在于，所述下辊套膜沿下轴辊的中心切面呈左右对称设置，所述下辊套膜包括第六套膜组件、第七套膜组件、第八套膜组件和第九套膜组件。
6.根据权利要求5所述异形断面型材的弯曲成型设备，其特征在于，所述第九套膜组件的直径大于第八套膜组件的直径，所述第八套膜组件的直径和第七套膜组件的直径相等，所述第七套膜组件的直径大于第六套膜组件的直径。
7.根据权利要求5所述异形断面型材的弯曲成型设备，其特征在于，所述第九套膜组件的厚度和第七套膜组件的厚度相等，所述第七套膜组件的厚度大于第六套膜组件的厚度，所述第六套膜组件的厚度大于第八套膜组件的厚度。
8.根据权利要求1至7任一项所述异形断面型材的弯曲成型设备对异形断面型材进行弯曲成型的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对型材原料进行挤压处理，得到异形断面型材直杆；
步骤二：将一对异形断面型材直杆对称摆放并通过段焊固定得到对称组件；
步骤三：将对称组件的一端放置在三辊滚弧机的上辊套膜和下辊套膜之间，并在到达型材直杆的型材时效前启动三辊滚弧机对对称组件进行压弯，得到弯曲成型的对称组件；
步骤四：对弯曲成型的对称组件沿段焊处进行切割并打磨得到一对弯曲成型的异形断面型材。
9.根据权利要求8所述的对异形断面型材进行弯曲成型的方法，其特征在于，所述步骤三具体为：先在三辊滚弧机的下轴辊上根据对称组件下表面的形状安装多个下辊套膜；再将对称组件的一端放置在下轴辊的下辊套膜上；最后在上轴辊上根据对称组件上表面的形状安装多个上辊套膜，并在到达型材直杆的型材时效前启动三辊滚弧机对对称组件进行压弯，得到弯曲成型的对称组件。
10.根据权利要求8所述的对异形断面型材进行弯曲成型的方法，其特征在于，所述步骤三中型材直杆的型材时效为四小时。
技术总结