一种开口型截面非对称型材弯曲成形方法技术领域
本发明涉及一种开口型型材成形方法，具体涉及一种开口型截面非对称型材弯曲成形
方法。
背景技术
环境污染和能源危机是人类面临的两大难题。飞机、汽车等交通运输工具所消耗的能
源巨大，并且飞机、汽车的排放物会污染环境。减轻飞机、汽车等交通工具的自身重量可
以减少能源的消耗和降低污染物的排放量，使日益严峻的能源危机得以缓解。因此，近年
来在航空、航天和汽车工业等领域越来越多的结构采用轻量化的设计。在轻量化结构设计
中，各种型材被广泛使用。为了适应其他结构的要求和基于空气动力学等因素的考虑，需
要将型材进行适当的弯曲变形。型材在弯曲成形时常常会出现横截面面内畸变和空间挠曲
变形等缺陷。
对于具有封闭内腔特征的型材弯曲成形时，可以通过向内腔中施加一定压力的压力介
质对型材进行支撑从而有效地避免上述缺陷的产生。弯曲开口型截面非对称型材时由于型
材具有开口和非对称的特征，使得型材在弯曲变形时更容易产生横截面面内畸变和空间扰
曲等缺陷。对于开口型截面非对称型材弯曲时可以在开口处填充聚氨酯等柔性物质或低熔
点合金，达到对型材开口处的材料进行支撑的目的，由于聚氨酯和低熔点合金的强度较低，
且弯曲变形过程中填充的聚氨酯或低熔点合金易被挤出，因此聚氨酯和低熔点合金对型材
开口处材料的支撑作用不强，对于弯曲质量的改善并不明显。
为了解决开口型截面非对称型材弯曲成形过程中可能出现的横截面面畸变和型材弯曲
后空间挠曲等问题，需要建立一种能够实现对开口型截面非对称型材弯曲成形过程有效控
制的成形方法。
发明内容
本发明是为解决现有的型材弯曲成形方法无法对开口型截面非对称型材弯曲成形时各
部分进行有效控制，导致弯曲成形时产生横截面面内畸变和弯曲后型材空间挠曲的问题，
提出一种开口型截面非对称型材弯曲成形方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：
本发明的一种开口型截面非对称型材弯曲成形方法是按照以下步骤实现的：
步骤一、将开口型截面非对称型材进行切割，在开口型截面非对称型材将要弯曲的位
置处之间开口部位填充上若干个刚性单元体，作为开口型截面非对称型材开口部位的内部
支撑体，用挡块将刚性单元体限定在将要弯曲的位置处，将填充好的开口型截面非对称型
材放置于安装在底座上的弯曲模具上，进行定位并固定；
步骤二、双动压力机的其中一个压力输出机构通过压杆和压紧块将开口型截面非对称
型材压靠在弯曲模具上；
步骤三、双动压力机的另一个压力输出机构与施力横梁连接，施力横梁将与两个连接
杆转动连接的两个压辊压靠在开口型截面非对称型材上，两个压辊之间的开口型截面非对
称型材受到弯曲模具及压紧块的约束无法在压辊的作用下向压辊运动方向运动，而压辊所
接触位置处的开口型截面非对称型材受到压辊的作用力会向压辊运动方向运动，使开口型
截面非对称型材发生弯曲变形；
步骤四、施力横梁在所述另一个压力输出机构作用下继续向弯曲模具靠近，两个压辊
将开口型截面非对称型材逐步压靠在弯曲模具上；
步骤五、弯曲成形结束后，移走施力横梁和压紧块，将弯曲后的开口型截面非对称型
材从弯曲模具上取下，将刚性单元体从端部取出，得到弯曲成形好的制件。
本发明的有益效果是：一、本发明采用若干个刚性单元体填充在开口型截面非对称型
材的开口部位，在弯曲成形开口型截面非对称型材时刚性单元体对型材开口的部位进行支
撑，离散的刚性单元体强度高，对于型材开口部位支撑作用强，可以有效防止弯曲过程中
由于开口部位两侧的材料向开口部位内侧移动而造成横截面畸变和弯曲后型材空间挠曲，
且采用离散化分布的刚性单元体做为支撑成形结束后便于取出。
二、本发明对于开口型截面非对称型材的开口方向指向弯曲部位侧面的情况采用成对
成形，将两个型材放置在一起组成一个截面对称的开口型型材，可以有效地防止型材弯曲
后空间挠曲等问题的发生，且成对成形可以提高成形效率。
三、将不同大小的刚性单元体进行组合，可以适应不同开口大小的型材的弯曲。
附图说明
图1为本发明开口型截面非对称型材弯曲成形示意图，图2为本发明型材开口方向迎
着施力横梁向弯曲模具移动方向摆放示意图，图3为图2中刚性单元体布置开口型截面非
对称型材内的截面示意图，图4为本发明型材开口方向朝向水平方向摆放示意图，图5为
图4中两个开口型截面非对称型材侧壁贴靠布置截面图，图6为本发明采用组合式刚性单
元体作为支撑的截面示意图；
其中1为底座，2为弯曲模具，3为开口型截面非对称型材，4为压辊，5为安装销，6
为连接杆，7为施力横梁，8为压杆，9为压紧块，10为刚性单元体，11为挡块。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图6说明，本实施方式的一种开口型截面非对称型材弯曲成
形方法是按照以下步骤实现的：
步骤一、将开口型截面非对称型材3进行切割，在开口型截面非对称型材3将要弯曲
的位置处之间开口部位填充上若干个刚性单元体10，作为开口型截面非对称型材3开口部
位的内部支撑体，用挡块11将刚性单元体10限定在将要弯曲的位置处，将填充好的开口
型截面非对称型材3放置于安装在底座1上的弯曲模具2上，进行定位并固定；
步骤二、双动压力机的其中一个压力输出机构通过压杆8和压紧块9将开口型截面非
对称型材3压靠在弯曲模具2上；
步骤三、双动压力机的另一个压力输出机构与施力横梁7连接，施力横梁7将与两个
连接杆6转动连接的两个压辊4压靠在开口型截面非对称型材3上，两个压辊4之间的开
口型截面非对称型材3受到弯曲模具2及压紧块9的约束无法在压辊4的作用下向压辊4
运动方向运动，而压辊4所接触位置处的开口型截面非对称型材3受到压辊4的作用力会
向压辊4运动方向运动，使开口型截面非对称型材3发生弯曲变形；
步骤四、施力横梁7在所述另一个压力输出机构作用下继续向弯曲模具2靠近，两个
压辊4将开口型截面非对称型材3逐步压靠在弯曲模具2上；
步骤五、弯曲成形结束后，移走施力横梁7和压紧块9，将弯曲后的开口型截面非对称
型材3从弯曲模具2上取下，将刚性单元体10从端部取出，得到弯曲成形好的制件。
本实施方式连接杆6固接在施力横梁7的下表面上，压辊4通过安装销5与连接杆6
转动连接，施力横梁7受到压力机的驱动而动作，压紧块9与压杆8之间为固定连接，压
杆8与压力机相连，压力机通过压杆8施加压力在压紧块9上，将开口型截面非对称型材3
压靠在弯曲模具2上。通过连接杆6转动连接有压辊4的施力横梁7在压力机的作用下向
弯曲模具2运动；开口型截面非对称型材3内部填充的小的刚性单元体10对开口型截面非
对称型材3开口位置的材料进行支撑，从而抑制开口型截面非对称型材横截面面内畸变；
本实施方式的开口型截面非对称型材3外形呈长方体形，刚性单元体10可为球体。
本实施方式的有益效果是：本发明采用若干个刚性单元体10填充在开口型截面非对称
型材3的开口部位，在弯曲成形开口型截面非对称型材时刚性单元体10对开口型截面非对
称型材3开口的部位进行支撑，离散的刚性单元体10强度高，对于开口型截面非对称型材
3开口部位支撑作用强，可以有效防止弯曲过程中由于开口部位两侧的材料向开口部位内侧
移动而造成横截面畸变。
具体实施方式二：结合图2和图3说明，本实施方式的步骤一中开口型截面非对称型材
3的开口方向迎着施力横梁7向弯曲模具2移动方向设置，也就是开口型截面非对称型材3
的开口方向朝向施力横梁7向弯曲模具运动方向反向设置。
本实施方式是为了弯曲成形开口型截面非对称型材3开口方向与弯曲圆弧径向平行制
件。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图4和图5说明，本实施方式的步骤一中开口型截面非对称型材
3的开口方向朝向水平方向，也就是开口型截面非对称型材3的开口方向指向弯曲圆弧侧向
设置。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图4和图5说明，本实施方式的步骤一中开口型截面非对称型材
3的数量为两个，两个开口型截面非对称型材3的与开口位置相对的侧壁贴靠接触放置。
本实施方式是为了弯曲成形开口型截面非对称型材3开口方向沿型材弯曲圆弧侧向的
设置的制件，将两个开口型截面非对称型材开口位置对侧面接触放置在一起组成一个截面
对称的开口型型材，可以有效抑制型材弯曲后空间挠曲，并且一次弯曲可以成形出两个制
件，进而提高成形效率。其它与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1-图6说明，本实施方式的步骤一中的每个刚性单元体10包
括一个大刚性单元体10-2和一个小刚性单元体10-3，大刚性单元体10-2和小刚性单元体
10-3均为实心球体。步骤一中的支撑物采用大小不同的大刚性单元体10-2和小刚性单元体
10-3组合的形式作为开口型截面非对称型材3开口部位的内部支撑。
本实施方式的有益效果是：刚性单元体10采用组合的形式，即大刚性单元体10-2和
小刚性单元体10-3组合，通过不同大小的刚性单元体10进行组合实现对不同开口大小的开
口型截面非对称型材3的开口部位进行支撑。其它与具体实施方式一、二、三或四相同。