實(shí)時(shí)監(jiān)控力行程的控溫剪切下料裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種金屬下料領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種實(shí)時(shí)監(jiān)控力行程的控溫剪切下料裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]加熱剪切下料是一種常用的坯料制備方法，剪切溫度的控制對(duì)剪切質(zhì)量與剪切力均有影響，此外剪切力的大小直接影響剪切模具的壽命，因此在加熱剪切過(guò)程中，實(shí)施剪切溫度的控制與剪切力的監(jiān)控具有重要的實(shí)際意義。
[0003]通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN102029302A公開(kāi)(公告)日2011.04.27，公開(kāi)了一種熱剪切銅鋁長(zhǎng)鑄錠加熱爐，它具有爐體，爐體是該設(shè)備機(jī)架；機(jī)架上設(shè)置有進(jìn)棒裝置、燃燒裝置、循環(huán)裝置、移棒裝置、出棒裝置和定長(zhǎng)剪切機(jī)構(gòu)，特別的，燃燒裝置包括燃燒器燃燒室、混合器和加熱室。該該技術(shù)首先對(duì)長(zhǎng)圓鑄錠進(jìn)行加熱，加熱合格后利用加熱爐上自帶剪切機(jī)構(gòu)飛刀熱剪，從而得到所需的短鑄錠。
[0004]進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN203495109U公開(kāi)(公告)日2014.03.26，公開(kāi)了一種冷鐓機(jī)的棒料感應(yīng)加熱裝置，采用導(dǎo)熱絲在線材送料過(guò)程中對(duì)線材進(jìn)行加熱，并利用變頻器和溫控器控制溫度，從而在較小的剪切力和較小的能耗下完成剪切。
[0005]以上兩套裝置都是先對(duì)材料進(jìn)行加熱，然后再剪切，這樣帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題是材料接觸剪切模具后，迅速散熱，導(dǎo)致在剪切時(shí)材料溫度相比于預(yù)定溫度有所下降，導(dǎo)致剪切時(shí)的實(shí)際溫度并不確定。此外，針對(duì)剪切力的實(shí)時(shí)檢測(cè)的報(bào)道較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種實(shí)時(shí)監(jiān)控力行程的控溫剪切下料裝置，配備有加熱裝置和溫控裝置，并且能夠?qū)羟羞^(guò)程的力-行程測(cè)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，獲得完整的力行程曲線。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明包括:與凸模相連的動(dòng)刀部分、與下模座相連的定刀部分，其中:動(dòng)刀部分與下模座彈性連接，凸模的頂部設(shè)有力傳感器，下模座上設(shè)有光學(xué)測(cè)距機(jī)構(gòu)，定刀部分內(nèi)設(shè)有加熱裝置和測(cè)溫裝置。
[0009]所述的動(dòng)刀部分包括:動(dòng)刀刀片和用于固定支撐動(dòng)刀的動(dòng)刀固定塊，其中:定刀刀片通過(guò)緊固螺釘和定刀固定塊連接。
[0010]所述的定刀部分包括:定刀刀片和固定支撐定刀的定刀固定塊，其中:動(dòng)刀刀片通過(guò)緊固螺釘和動(dòng)刀固定塊連接。
[0011]所述的凸模和下模座上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，從而實(shí)現(xiàn)精確定位。
[0012]所述的力傳感器和光學(xué)測(cè)距機(jī)構(gòu)優(yōu)選與計(jì)算單元相連，通過(guò)計(jì)算單元將采集到的電壓信號(hào)和距離信號(hào)擬合后得到凸模行程與電壓之間的線性關(guān)系。
[0013]所述的線性關(guān)系為S = 4.082U，其中:S為位移，U為計(jì)算機(jī)采集到的電壓信號(hào)。
[0014]所述的力傳感器為壓電晶體，其受到剪切刀具對(duì)凸模的反作用力與輸出的模擬電壓之間為線性關(guān)系，具體為:F = 15.187U+0.1006，其中:F為力，U為計(jì)算機(jī)采集到的電壓信號(hào)。
[0015]所述的加熱裝置，具體為若干設(shè)置于定刀部分內(nèi)的加熱棒，該加熱棒優(yōu)選為四根，呈中心對(duì)稱分布在定刀固定塊內(nèi)，這種分布方式有利于模具和坯料的均勻受熱，加熱棒的設(shè)置方向與所述的棒料相垂直。
[0016]所述的測(cè)溫裝置，具體為設(shè)置于定刀部分內(nèi)的熱電偶，該熱電偶優(yōu)選為兩支，呈軸對(duì)稱插入下定刀片兩側(cè)，用于檢測(cè)下定刀片靠近棒料剪切變形區(qū)材料的溫度，熱電偶的設(shè)置方向與所述的棒料相平行。
[0017]所述的加熱裝置和測(cè)溫裝置之間優(yōu)選設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)包括:與加熱裝置相連的溫度控制器和與測(cè)溫裝置相連的固態(tài)繼電器，其中:固態(tài)繼電器接收測(cè)溫裝置發(fā)出的溫度信號(hào)，并通過(guò)溫度控制器的斷開(kāi)與閉合，實(shí)現(xiàn)加熱裝置的工作狀態(tài)調(diào)整，從而精準(zhǔn)控制加熱的目標(biāo)溫度。
[0018]所述的下模座與定刀部分之間設(shè)有隔板以緩沖，該隔板與定刀部分之間設(shè)有陶瓷纖維材料制成的隔熱板，用于隔絕定刀固定塊和墊板之間的熱傳遞。
技術(shù)效果
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果包括:
[0020]①能夠?qū)崿F(xiàn)在加熱條件下的棒料的剪切下料；
[0021]②能夠?qū)ο铝线^(guò)程中的溫度進(jìn)行精確控制；
[0022]③能夠?qū)羟羞^(guò)程的力-行程進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量并得到力行程曲線。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為整體裝配圖；
[0024]圖2為剪切刀具圖及熱電偶位置圖；
[0025]圖3為加熱棒分布圖；
[0026]圖4為溫度測(cè)量和溫度控制連線圖；
[0027]圖5為溫度控制流程圖；
[0028]圖6為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集到的力行程曲線；
[0029]圖中:上模座1、導(dǎo)套2、位移信號(hào)接收板3、導(dǎo)柱4、隔熱板5、激光信號(hào)位移傳感器
6、信號(hào)采集卡7、計(jì)算機(jī)8、下模座9、彈簧10、墊板11、定刀固定塊12、下動(dòng)刀13、上動(dòng)刀14、動(dòng)刀固定塊15、凸模16、凸模固定板17、力傳感器18、力傳感器擋板19、上定刀20、棒料21、下定刀22、熱電偶23、加熱棒24、固態(tài)繼電器25、溫控器26。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0031]如圖1所示，本裝置包括:與凸模16相連的動(dòng)刀部分、與下模座9相連的定刀部分以及位于動(dòng)刀部分和定刀部分中間的棒料21，其中:動(dòng)刀部分與下模座9彈性連接，凸模I的頂部設(shè)有力傳感器18，下模座I上設(shè)有光學(xué)測(cè)距機(jī)構(gòu)6，定刀部分內(nèi)設(shè)有加熱裝置24和測(cè)溫裝置23。
[0032]如圖2所示，所述的動(dòng)刀部分包括:動(dòng)刀刀片13、14和用于固定支撐動(dòng)刀的動(dòng)刀固定塊15，其中:定刀刀片通過(guò)緊固螺釘和定刀固定塊連接。
[0033]所述的定刀部分包括:定刀刀片20、22和固定支撐定刀的定刀固定塊12，其中:動(dòng)刀刀片通過(guò)緊固螺釘和動(dòng)刀固定塊連接。
[0034]所述的熱電偶23呈軸對(duì)稱分布在下定刀片兩側(cè)，熱電偶末端測(cè)量的溫度是下定刀片靠近棒料剪切變形區(qū)材料的溫度，用于表征變形區(qū)材料的溫度。
[0035]如圖3所示，為加熱棒分布圖，圖中的加熱棒24有四根，插入定刀固定塊內(nèi)，呈中心對(duì)稱分布，這種布局可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模具和坯料的均勻加熱。
[0036]如圖4所示，為溫度測(cè)量和溫度控制連線圖，圖中固態(tài)繼電器25接受熱電偶23傳來(lái)的溫度信號(hào)，傳遞給溫度控制器26，溫度控制器進(jìn)行開(kāi)合判斷來(lái)控制加熱棒24工作，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)溫度的精準(zhǔn)控制。
[0037]如圖5所示，為溫度控制流程圖。溫度控制器根據(jù)熱電偶發(fā)回來(lái)的信號(hào)讀取實(shí)際溫度，然后把這個(gè)溫度值跟設(shè)定溫度值進(jìn)行比較，產(chǎn)生溫度偏差，調(diào)節(jié)的方向朝著溫度偏差減少的方向進(jìn)行，然后溫控器輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器的開(kāi)關(guān)操作實(shí)現(xiàn)加熱控制。
[0038]如圖6所示，為本實(shí)施例通過(guò)上述裝置獲得的力行程曲線。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)時(shí)監(jiān)控力行程的控溫剪切下料裝置，其特征在于，包括:與凸模相連的動(dòng)刀部分、與下模座相連的定刀部分，其中:動(dòng)刀部分與下模座彈性連接，凸模的頂部設(shè)有力傳感器，下模座上設(shè)有光學(xué)測(cè)距機(jī)構(gòu)，定刀部分內(nèi)設(shè)有加熱裝置和測(cè)溫裝置； 所述的動(dòng)刀部分包括:動(dòng)刀刀片和用于固定支撐動(dòng)刀的動(dòng)刀固定塊，其中:定刀刀片通過(guò)緊固螺釘和定刀固定塊連接； 所述的定刀部分包括:定刀刀片和固定支撐定刀的定刀固定塊，其中:動(dòng)刀刀片通過(guò)緊固螺釘和動(dòng)刀固定塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控溫剪切下料裝置，其特征是，所述的力傳感器和光學(xué)測(cè)距機(jī)構(gòu)與計(jì)算單元相連，通過(guò)計(jì)算單元將采集到的電壓信號(hào)和距離信號(hào)擬合后得到凸模行程與電壓之間的線性關(guān)系。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控溫剪切下料裝置，其特征是，所述的加熱裝置，具體為若干設(shè)置于定刀部分內(nèi)的加熱棒，該加熱棒為四根，呈中心對(duì)稱分布在定刀固定塊內(nèi)，這種分布方式有利于模具和坯料的均勻受熱，加熱棒的設(shè)置方向與所述的棒料相垂直。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控溫剪切下料裝置，其特征是，所述的測(cè)溫裝置，具體為設(shè)置于定刀部分內(nèi)的熱電偶，該熱電偶為兩支，呈軸對(duì)稱插入下定刀片兩側(cè)，用于檢測(cè)下定刀片靠近棒料剪切變形區(qū)材料的溫度，熱電偶的設(shè)置方向與所述的棒料相平行。5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的控溫剪切下料裝置，其特征是，所述的加熱裝置和測(cè)溫裝置之間設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)包括:與加熱裝置相連的溫度控制器和與測(cè)溫裝置相連的固態(tài)繼電器，其中:固態(tài)繼電器接收測(cè)溫裝置發(fā)出的溫度信號(hào)，并通過(guò)溫度控制器的斷開(kāi)與閉合，實(shí)現(xiàn)加熱裝置的工作狀態(tài)調(diào)整，從而精準(zhǔn)控制加熱的目標(biāo)溫度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控溫剪切下料裝置，其特征是，所述的下模座與定刀部分之間設(shè)有隔板以緩沖，該隔板與定刀部分之間設(shè)有陶瓷纖維材料制成的隔熱板，用于隔絕定刀固定塊和墊板之間的熱傳遞。
【專利摘要】一種金屬下料領(lǐng)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控力行程的控溫剪切下料裝置，包括：與凸模相連的動(dòng)刀部分、與下模座相連的定刀部分，其中：動(dòng)刀部分與下模座彈性連接，凸模的頂部設(shè)有力傳感器，下模座上設(shè)有光學(xué)測(cè)距機(jī)構(gòu)，定刀部分內(nèi)設(shè)有加熱裝置和測(cè)溫裝置。本裝置能夠控制加熱溫度，并可以對(duì)剪切過(guò)程的力‐行程測(cè)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，獲得完整的力行程曲線。
【IPC分類】B23D33/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104889477
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510304891
【發(fā)明人】胡成亮, 李繼威, 趙震, 李忠明
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué), 寧波思進(jìn)機(jī)械股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月4日