專利名稱：可變形物體的永久性彎曲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一般金屬棒或金屬板之類不同物體的自動彎曲方法，使之能實現(xiàn)精確的塑性或永久性變形，而與其一定的微結(jié)構(gòu)、分子組成和/或尺寸相對于各預(yù)定名義值的偏差無關(guān)。
對于通常取細(xì)長形式之棒狀或板狀體，它們的自動彎曲是通過下述作業(yè)來完成的，慣例是將此種物體縱伸方向的一端部固定，而令其自由端部沿擬完成所需塑性變形的方向通過一定角位移作僅僅一次彎曲，這一角位移則是將力施加到此擬彎曲之物體的自由端部，進(jìn)行單一的一次作業(yè)而完成的。為此，要根據(jù)擬彎曲之物體的分子組成、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與尺寸方面的名義值，同時需考慮到從彎曲一批具有相同結(jié)構(gòu)和操作特性之物體所取得的值，來計算這種位移以保證此物體達(dá)到一定的塑性變形角度。
對于某些應(yīng)用，在先有技術(shù)的自動彎曲系統(tǒng)中，使此種物體的自由部段沿一定方向作一次角位移，是足以令此擬彎曲之物體為所需應(yīng)用而在要求的精度范圍內(nèi)變形的。
但當(dāng)必須在極其嚴(yán)格的限度內(nèi)來實現(xiàn)彎曲或塑性變形時，先有技術(shù)的自動彎曲方法卻沒有考慮到在一批等同的物體中各個物體塑性變形過程中的相關(guān)參數(shù)，即在這些物體中通常以尺寸、微結(jié)構(gòu)與分子組成所表現(xiàn)的偏差。這一問題可以用累積方式相對于每一待彎曲物體施行一系列彎曲作業(yè)，直到獲得最終所需精確結(jié)果來解決。然而在工業(yè)生產(chǎn)中，例如在制造用于小型致冷系統(tǒng)封閉式壓縮機(jī)的簧片閥中，是不可能對應(yīng)用于各簧片閥的一系列變形步驟在實際操作中通過手工控制來使之精確彎曲的。
在當(dāng)前已知的自動彎曲系統(tǒng)中，對于一批擬彎曲之物體來說，應(yīng)用于其上自由部段來實現(xiàn)最終所需塑性變形的角位移，僅僅是考慮了具有名義特性的一個特體而計算出的。除了極其偶然的情況外，事實上這些來自一大批待彎曲物體中的物體，相互之間相對地表現(xiàn)出某些尺寸上與微結(jié)構(gòu)上的變化。這樣，當(dāng)按照上述密封式壓縮機(jī)之簧片閥的規(guī)定時，就不可能使一批物體中所有物體實現(xiàn)自動的一致的塑性變形，而不偏離事先對這些物體確定的嚴(yán)格精度范圍。
為此，本發(fā)明總的目的在于提供一種通過高速自動作業(yè)，使可變形物體自動地和永久性地彎曲的方法，以保證此種物體塑性變形中的高精確度，而與其名義上的微結(jié)構(gòu)、分子組成與尺寸相對于所希望之名義值可能發(fā)生的偏差無關(guān)。
本發(fā)明另一目的在于使上述的自動彎曲方法還能把物體按角度的塑性變形程度作為某些尺寸參數(shù)的函數(shù)加以測定，而這些參數(shù)乃是物體的外部的內(nèi)容，同時也因物體而異，從而一定物體的塑性變形可以作為此物體外部尺寸參數(shù)之函數(shù)來實現(xiàn)。在這樣的認(rèn)識下，本方法即針對那種將待彎曲之部件組裝到屬于另一個部件或物體之尺寸可變部分上的情形，借此免于為成對的尺寸可配伍的部件進(jìn)行選擇與分組。
根據(jù)本發(fā)明，提出了下面這種使可變形的細(xì)長物體作永久彎曲的方法，以在此種細(xì)長體中確定出構(gòu)成二面角的兩個部分，并使這兩部分通過一條至少基本上是橫切此物體之縱軸線的彎曲線相互聯(lián)合，此方法包括如下步驟(a)用實驗方法確定出，繞上述彎曲線對具有相同形狀物體的兩個縱向部段之一所加不同度數(shù)的角位移與所得塑性變形間的關(guān)系;同時對于待彎曲之物體的形狀確定“角位移×塑性變形”標(biāo)準(zhǔn)曲線的方程;
(b)從此彎曲線起，將各物體之另一縱向部段固定到一緊固裝置上;
(c)相對于一固定參考點測量此物體的自由部段至少一個點的原始位置，并記錄下此相對位置的初始值;
(d)繞上述彎曲線并依所需塑性變形方向?qū)M彎曲之物體的自由部段施加第一個角位移，此角位移的角度，以步驟(a)中所定方程為據(jù)，相當(dāng)于使實現(xiàn)的變形值位于所需塑性變形角度的60%至90%區(qū)間以及110%至120%區(qū)間中之一;
(e)測量此物體自由部段中前述之點的新的角度位置并把它與先前位置比較，以確定由原先施加到此自由部段上的角位移所獲得之塑性變形的角度;
(f)根據(jù)步驟(e)中所獲得的塑性變形角度，建立“角位移×塑性變形”曲線的新方程，此方程專用于處在相應(yīng)彎曲階段的物體，并作為此新的特定曲線之函數(shù)，從數(shù)學(xué)上確定了為實現(xiàn)所需塑性變形應(yīng)施加給此自由部段之另加的角位移;
(g)繞同一彎曲線，依一個與步驟(f)中所定出之角度相當(dāng)?shù)慕嵌?，對此彎曲中的物體之自由部段施加另一個角位移;
(h)使此彎曲中的物體至少經(jīng)歷步驟(e)、(f)與(g)的一個序列，以取得最終所需的塑性變形;以及(i)從前述緊固裝置上松釋下達(dá)到了最終所需塑性變形的這一物體。
上述操作程序為了使物體彎曲變形至應(yīng)用所需的允差之內(nèi)只需作一個第二次塑性變形的角位移。不過，按照上面的規(guī)定，步驟(e)、(f)與(g)是可以依序重復(fù)進(jìn)行，直至彎曲中物體的塑性變形實現(xiàn)所需的精度。
上述彎曲方法還允許自動規(guī)定施加到物體上的塑性變形角度，而且是把后者作為在操作上必須適配之其它部件的可變尺寸參數(shù)的函數(shù)。
本方法還給出了另一種可能性可以在初始彎曲之后采用部分反向回彎的技術(shù)，以在有必要時釋除彎曲體內(nèi)的殘余張力，但卻仍可在此彎曲中保持最終所需的高度精確性。
下面參考附圖描述本發(fā)明的彎曲方法，在這些附圖中;


圖1是適用來實施上述彎曲步驟之設(shè)備的框圖;
圖2示明用于制造小型密封式壓縮機(jī)中簧片閥的一批金屬片之縱向部段的名義標(biāo)準(zhǔn)“角位移×塑性變形”曲線，用作此位體原始位置的固定參考點則在實施變形方向上與此原始位置分開;而圖3則是適用來實施上述方法之設(shè)備的示意性前視立面圖。
如前所述，本方法特別適合按工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模制造密封式壓縮機(jī)簧片閥用金屬片的精密與自動彎曲。更具體地說，本方法可使能用作專利申請BR9002967(對應(yīng)于U.S系列號715818/91)所述之吸入與排放閥之片狀推迫裝置的金屬片實現(xiàn)精確的塑性變形。
依照附圖，本方法是這樣地來達(dá)到一金屬片或棒10之精確的塑性變形的，即使其端部圍繞一橫切此金屬片10之縱軸線的彎曲線彎轉(zhuǎn)。在本例中，此金屬片10表示為用作前述先有申請中之小型密封式壓縮機(jī)簧片閥之彈性推迫裝置的一個細(xì)棒。為了對具有相同的形狀、相關(guān)尺寸、分子組成與微結(jié)構(gòu)的一批金屬片10開始這一預(yù)定的塑性變形過程，必須通過實驗確立繞上述彎曲線作用于金屬片10兩縱段之一的不同角位移度與在縱向段上取得之塑性變形間的關(guān)系。
可以通過任何適當(dāng)方式來達(dá)到建立上述關(guān)系之目的，只要它能對一批具相同形狀之似彎曲的金屬片10，測定出“角位移×塑性變形”的一個樣本。
這一實驗過程可為待彎曲之金屬片10的典型形狀確定“角位移×塑性變形”標(biāo)準(zhǔn)曲線的方程。此種曲線的一個例子示明于圖2，其中的橫軸表示這些金屬片所獲得的塑性或永久變形，而縱軸則表示為取得此種變形而作用于這批金屬片上的角位移。此曲線表明典型形狀彎曲中的金屬片期望獲得之理想的名義塑性或永久變形。
應(yīng)該注意到，這一曲線或者是這種塑性變形是在縱軸上有一定初始位移后開始的。這個軸向位移源于不彎曲之金屬片與一在擬進(jìn)行彎曲方向上與之分開的參考點二者間有初始距離Do，還起因于彎曲中之金屬片的初始彈性變形EDe。
完成了對待彎曲之金屬片的典型形狀確定其“角位移×塑性變形”的標(biāo)準(zhǔn)曲線后，就可使這批金屬片10進(jìn)行有效的彎曲。
為此目的，需使各個擬彎曲之金屬片10以其位于橫向彎曲線任一側(cè)的縱伸段11裝定于圖3所示之緊固裝置20上，后者包括兩個硬金屬制的塊件或墊件21，其中之一是可動的，能通過自動或非自動的適當(dāng)裝置壓抵向另一塊件。緊固裝置20的兩個塊件21應(yīng)構(gòu)制成，使得夾持于緊固裝置20中之金屬片10的上述部分11能正確而完全地不動。這一固定的部分或部段11通常相對于彎曲線而言只相當(dāng)于此金屬片的最短縱向段。
應(yīng)知將各金屬片10定位于緊固裝置20中，最好是通過自動裝置來完成，這樣就能保證在成批供應(yīng)金屬片10時，使金屬片10可等同地分別就位。
在各金屬片10業(yè)已固定不動后，須記錄下其擬加以彎曲之自由部段12的原始位置，使之作為測定擬施加于金屬片10之自由段12最終角位移時的參數(shù)。
適用來記錄此金屬片10原始位置的一種方法是，沿著與金屬片彎曲方向平行的平面，測量相對于緊固裝置20固定的一參考點與金屬片自由段12上一點之間的距離。
在圖1與3中，示意性地表明了一相對于緊固裝置20固定的傳感裝置30，它包括一可從對應(yīng)于上述參考點之后撤位置移動到同金屬片10之自由段12中一點相接觸時止的探頭31。此探頭31是依隨金屬片10的彎曲方向，也即在一與自由段12正交的平面中運動的，當(dāng)它觸及金屬片10，就可使此傳感裝置探測出對應(yīng)于固定參考點與金屬片自由段12原始位置間一初始距離Do的新數(shù)據(jù)。
經(jīng)過了這最初幾個步驟后，便可使金屬片10的自由段12繞一為緊固裝置20本身沿橫向或大致的橫向定出的彎曲線，在金屬片之固定段11與自由段12之相會處進(jìn)行角位移。為使此自由段12沿擬實現(xiàn)彎曲的方向作此角位移，例如可通過一與彎曲線平行并與一由步進(jìn)馬達(dá)42(例如500步/轉(zhuǎn))帶動的測微座41(例如0.5mm/轉(zhuǎn))協(xié)同工作的圓柱形棒40來實現(xiàn)。
自由段12的這一初始角位移是靠驅(qū)動步進(jìn)馬達(dá)42來完成的，借助柱形棒40使自由段12依欲取得塑性變形的方向繞彎曲線轉(zhuǎn)過一角度α，考慮到圖2中對于相應(yīng)的成批金屬片所示明的標(biāo)準(zhǔn)方程，此α對應(yīng)于欲實現(xiàn)之塑性變形角度值的60%至90%。應(yīng)知圖3中所表示的角度α對應(yīng)于施加給自由端12這樣的角位移，它使塑性變形的角度小于角α，這是由于自由端12有彈性變形，而此彈性變形已在對這批待彎曲之金屬片確立“角位移×塑性變形”標(biāo)準(zhǔn)曲線時估計到了。
步進(jìn)馬達(dá)42的操作指令是由中央處理機(jī)50例如圖1中所示的微型電子計算機(jī)給出的，此計算機(jī)可通達(dá)操作人員，并通過一包括有步進(jìn)馬達(dá)42專用控制裝置的數(shù)字接口給步進(jìn)馬達(dá)42發(fā)出指令。
這樣，當(dāng)達(dá)到相應(yīng)于自由段12初始角位移的角度α后，柱形棒40即為測微座-馬達(dá)41，42的組合件回撤，使自由段12能夠返回至圖3所示相應(yīng)塑性變形的第一位置P1。此時，中央處理機(jī)50指令傳感裝置30的探頭31運動到再次與自由段12接觸，使此傳感裝置能通過一探頭信號調(diào)節(jié)器52與接口51，給中央處理機(jī)50發(fā)送一相應(yīng)于已獲得第一塑性變形D1的信息，然后此中央處理機(jī)50為彎曲中的金屬片建立一新的標(biāo)準(zhǔn)曲線，并從數(shù)學(xué)上作為此新的特定曲線之函數(shù)而確定出將作用于金屬片10自由段12的另一追加的角位移β。這時再給步進(jìn)馬達(dá)42一相應(yīng)指令，使柱形棒40通過測微座41位移，將此第二角位移β傳遞給自由段12，而后柱形棒40轉(zhuǎn)向一不運轉(zhuǎn)狀態(tài)，允許自由段12取得相應(yīng)的第二個塑性變形位置P2，后者作為第一次彎曲逼近的函數(shù)并經(jīng)過對此特定曲線作適當(dāng)?shù)男Ｕ?，而位于這一特定應(yīng)用中所要求的數(shù)值內(nèi)。
之后，便可將金屬片10從緊固裝置20上取下。
仍應(yīng)注意到，在參考點與處在原始位置之金屬片10間的初始距離是由傳感裝置30測定并記錄于中央處理機(jī)50中的，以便從金屬片10經(jīng)第一次塑性角度變形后測得的距離D1中將其減去。
如圖1所示，中央處理機(jī)50可通過一模擬接口60有效地連接另一傳感裝置70，后者可用來探測例如各個擬彎曲之金屬片所特有的座落深度，而得以把為此塑性變形將加于各金屬片10的角位移值，作為將與各特定金屬片組合之相應(yīng)金屬片中至少一種尺寸變量的函數(shù)予以測定。
在另一種可能的實施例中，是利用從作為夾層件之金屬片的兩個相對面所接收到的信息來測定金屬片的哪一段將被彎曲的。可以用一批傳感裝置或在用光學(xué)傳感裝置時間接地通過反射來完成上述測定。
用來固定擬加以變形之上述夾層件的緊固裝置是通過一位置傳感裝置使之自動起動的，后者顯示出此夾層之金屬片存在于周圍環(huán)境中的情況給中央處理機(jī)發(fā)送一信號，然后開始彎曲過程。在一種可能的實施例中，中央處理機(jī)將開始這一彎曲過程，向緊固裝置發(fā)回一指令，使各夾層件一縱伸段相對于相應(yīng)的自由段緊固。另一個實施例則提供了這樣一種緊固裝置，一旦探測出夾層件在其鄰近時就能把它緊固。在以上兩個實施例中，已彎曲好之金屬片的松脫工作都是由中央處理機(jī)自由控制進(jìn)行的，它在這種用作簧片閥推迫件的金屬片業(yè)已彎定之后即命令打開緊固裝置。
相對于接受彎曲處理之上述夾層件來起動變形裝置時與前述測微座的運動有關(guān)，后者的負(fù)荷面上載承有此變形裝置與相應(yīng)的一些傳感裝置，它們因此而與此夾層件同時作朝前或向后的運動。在相反的情形，當(dāng)測微座上載有待彎曲之夾層件時，此夾層件將相對于位置傳感裝置與變形裝置作向前或朝后運動。
在上面描述之本發(fā)明的實施例中，只設(shè)有一個沿第一次角位移方向中的第二次塑性變形的角位移來完成最終所需的塑性變形，但應(yīng)認(rèn)識到這里的彎曲方法可以在此第一次位移之后包括一批追增的，合乎如下要求的角求的角位移。
所有追增的角位移具有相同的與此第一次位移方向相反的方向;
某些追增的角位移與第一次角位移的方向相同，而其余的所具之方向則與之相反，且其中的最后一次位移可以選擇此兩種方向中的任一方向。
此外，也能通過兩個方向相反的角位移來實施本方法，要使第一個角位移所產(chǎn)生的角度變形值相當(dāng)于最終所需塑性變形值的110%至120%。在這種情形下，以及在至少追增過一次方向與第一次位移或與前面已追加的一次位移相反的角位移之所有其它情形下，進(jìn)行一個方向與所說第一個角位移相反的第二個角位移則可以釋除先前位移中的殘余張力。
也就是說，在上述的實施例中，可以至少有一個追加的角位移是沿最終所需塑性變形的方向，這一角位移相對于先前的塑料變形導(dǎo)致一個與最終所需塑性變形最為接近的相應(yīng)的塑性變形。
在上述實施例中，可以沿最終所需塑料變形的方向提供一批追加的角位移，它們導(dǎo)致的一列相應(yīng)的塑性變形漸次地逼近最終所需的塑性變形。
在上述實施例中，可使上述的一批追加角位移有一定的先后順序。
在上述實施例中，上述的一批追加角位移均取與最終所需塑性變形的方向相同的方向。
在上述實施例中，可以至少是這批追加角位移中的最后一個是取與它前一個角位移相反的方向。
在上述實施例中，可以至少使這批追加角位移中的最后一個取與第一個角位移相反的方向。
在上述實施例中，可以至少有一個在最終塑性變形方向中的角位移按順序?qū)?yīng)于與此相反之方向中的至少一個調(diào)節(jié)用的角位移。
在上述實施例中，可以至少有一個角位移是取與最終所需塑性變形方向相反的方向。
另外，在上述實施例所示的方法中還可以包括有如下的步驟，即在將所述的金屬片松脫之前，測量它的自由段上所說之點的新角度位置，并把它同該點在所需最終塑性變形狀態(tài)下應(yīng)存在的位置加以比較，以確定該金屬片的可接受性。
權(quán)利要求
1.用來使可變形的細(xì)長物體作永久彎曲的方法，以在此種細(xì)長體中確定出構(gòu)成二面角的兩個部分，并使這兩部分通過一條至少基本上是橫切此物體之縱軸線的彎曲線相互聯(lián)合，此方法的特征在于它包括有如下步驟(a)用實驗方法確定出，繞上述彎曲線對具有相同形狀物體的兩個縱向部段之一所加不同度數(shù)的角位移與所得塑性變形間的關(guān)系；同時對于待彎曲之物體的形狀確定“角位移×塑性變形”標(biāo)準(zhǔn)曲線的方程；(b)從此彎曲線起，將各物體之另一縱向部段緊固到一緊固裝置上；(c)相對于一固定參考點測量此物體的自由部段至少一個點的原始位置，并記錄下此相對位置的初始值；(d)繞上述彎曲線并依所需塑性變形方向?qū)M彎曲之物體的自由部段施加第一個角位移，此角位移的角度，以步驟(a)中所定方程為據(jù)，相當(dāng)于使實現(xiàn)的變形值位于所需塑性變形角度的60%至90%區(qū)間以及110%至120%區(qū)間中之一；(e)測量此物體自由部段中前述之點的新的角度位置并把它與先前位置比較，以確定由原先施加到此自由部段上的角位移所獲得之塑性變形的角度；(f)根據(jù)步驟(e)中所獲得的塑性變形角度，建立“角位移×塑性變形”曲線的新方程，此方程專用于處在相應(yīng)彎曲階段的物體，并作為此新的特定曲線之函數(shù)，從數(shù)學(xué)上確定了為實現(xiàn)所需塑性變形應(yīng)施加給此自由部段之另加的角位移；(g)繞同一彎曲線，依一與步驟(f)中所定出之角度相當(dāng)?shù)慕嵌?，對此彎曲中的物體之自由部段施加另一個角位移；(h)使此彎曲中的物體至少經(jīng)歷步驟(e)、(f)與(g)的一個序列，以取得最終所需的塑性變形；以及(i)從前述緊固裝置上松釋下達(dá)到了最終所需塑性變形的這一物體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中至少有一個追加的角位移是沿最終所需塑性變形的方向，這一角位移相對于先前的塑性變形導(dǎo)致一個與最終所需塑性變形最為接近的相應(yīng)的塑性變形。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中沿著最終所需塑性變形的方向提供了一批追加的角位移，它們導(dǎo)致的一列相應(yīng)的塑性變形漸次地逼近最終所需的塑性變形。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中述及之一批追加的角位移是先后有序的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中述及之一批追加的角位移具有相同的方向。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中述及之一批追加的角位移均取與最終所需塑性變形的方向相同的方向。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中至少是這批追加的角位移中的最后一個是取與它前一個角位移相反的方向。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中至少是這批追加的角位移中的最后一個取與所說的第一個角位移相反的方向。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中至少有一個在最終塑性變形方向中的角位移按順序?qū)?yīng)于與此相反之方向中的至少一個調(diào)節(jié)用的角位移。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中至少有一個角位移是取與最終所需塑性變形方向相反的方向。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，此方法還包括有另外的步驟在將所述的金屬片松脫之前，測量它的自由段上所說之點的新的角度位置，并把它同該點在所需最終塑性變形狀態(tài)下應(yīng)存在的位置加以比較，以確定此金屬片的可接受性。
全文摘要
一種細(xì)長物體的永久彎曲方法，其步驟有求出對其一段所加角位移與所得塑性變形間的關(guān)系，確定“角位移×塑性變形”標(biāo)準(zhǔn)曲線方程；固定其中一段，相對于固定點測量并記下另一自由段上一點之初位；依變形方向并據(jù)上述方程使自由段角位移到所需變形角度之60～90％或110～120％。測量初位上點的新角度位置與前此比較，確定由此獲得之變形角度而定出相應(yīng)新方程，求出相應(yīng)角度再作角位移直至獲得最終所需形狀。
文檔編號B21D5/04GK1071862SQ9211004
公開日1993年5月12日 申請日期1992年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月30日
發(fā)明者迭特馬·E·B·莉莉 申請人:巴西船用壓縮機(jī)有限公司