[發(fā)明專利]一種測量彎管加工延伸和回彈的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710340641.5
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN106984671B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王德倫;吳廣磊;石嘉禾;錢峰;潘笑譽
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: B21C51/00
• 分類號: B21C51/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發(fā)明提供了一種測量彎管加工延伸和回彈的裝置及方法，屬于機械加工和測量技術(shù)領(lǐng)域。所述的測量彎管加工延伸和回彈的裝置包括芯桿、氣囊、端蓋、定位塊、緊固卡、緊固螺釘、拉繩、位移傳感器和傳感器安裝架。定位塊和緊固卡，用于固定拉繩并調(diào)整至水平位置以檢測直管件彎曲形狀；在直管件加工過程中，氣囊充氣使拉繩貼合直管件內(nèi)壁，檢測彎管形狀；數(shù)據(jù)檢測處理系統(tǒng)包括位移傳感器，讀出直管件加工、卸載前后內(nèi)外兩側(cè)拉繩的長度變化，利用幾何原理計算回彈角和延伸值。該測量彎管加工延伸和回彈的裝置可應用與造船、汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域的管件彎曲加工，本具有攜帶方便、操作簡易、測量速度快、成本低的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測量彎管加工延伸和回彈的裝置及方法，屬于機械加工和測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

彎曲管件在造船、汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域中有廣泛的應用，這類管件必須使用彎管機或數(shù)控彎管機對直管材進行彎曲加工以成型。由于管材在彎曲加工中會產(chǎn)生彈塑性變形，在彎曲過程中彎曲段的長度會自然地產(chǎn)生延伸，并且彎曲卸載后不可避免地發(fā)生回彈現(xiàn)象。管件長度產(chǎn)生的延伸量將造成彎管加工后材料切除時的浪費，并影響后續(xù)與彎管相關(guān)的加工工藝參數(shù)；而角度的回彈則導致管件實際彎曲的角度小于預定的彎曲角度。因此延伸和回彈現(xiàn)象的存在嚴重影響了彎管生產(chǎn)的精度和效率，直接影響到彎管的使用性能以及和其他部件的連接效果。

影響管件彎曲加工回彈延伸的因素除了直管件的本身的材料及尺寸參數(shù)還包括彎管機的加工工藝參數(shù)，導致不同批次的管件在不同的彎管機上加工時回彈延伸不盡相同。目前加工特定批次管件時一般采用試錯法獲取回彈角和延伸值，然后修正彎曲角和直管段長度，進而實現(xiàn)無余量下料，使管件近似等于加工的設(shè)計值。獲取回彈延伸值的一般傳統(tǒng)方法為手工測量，即成形后的管件在彎管機上標出起彎點和尾彎點后從彎管機上卸載，放置在平臺上測量彎管的弦長進行計算，這種方法效率低，誤差較大；另一種方法則采用三坐標測量儀進行檢測，通過對彎管的外形掃描采集數(shù)據(jù)進而還原管件的三維模型，檢測出相關(guān)參數(shù)，但這種方法成本高，耗時長。因此，開發(fā)一種簡便快捷、準確有效的測量裝置，是實現(xiàn)彎管加工精確高效的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種攜帶方便、操作簡易、測量速度快、成本低的機械式測量彎管的裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種測量彎管加工延伸和回彈的裝置，包括芯桿1、氣囊2、端蓋3、定位塊4、緊固卡5、緊固螺釘6、拉繩7、位移傳感器8和傳感器安裝架9；

測量彎管加工延伸和回彈的裝置的主體為一直管件，直管件兩端通過端蓋配合定位塊固定；直管件的內(nèi)壁貼壁設(shè)有兩拉繩，氣囊充氣后使拉繩緊貼于直管件內(nèi)壁，拉繩的一端通過定位塊固定在直管件的一端，另一端連接直管件的另一端的位移傳感器；

兩位移傳感器位于氣囊端，固定在傳感器安裝架上，保證兩位移傳感器位于一水平線上；傳感器安裝架通過緊固卡、固定塊和緊固螺釘配合，固定在直管件端部；

芯桿插入直管件內(nèi)，芯桿為球桿結(jié)構(gòu)，球體端位于直管件內(nèi)，球體端與直管件內(nèi)壁留有縫隙；桿體端通過端蓋固定于直管件的端部；

氣囊從直管件的另一端伸入，測量時，氣囊充氣后與芯桿的球體端接觸，充氣后的氣囊充滿直管件的彎曲部位。

一種測量彎管加工延伸和回彈的方法，步驟如下：

(1)將測量彎管加工延伸和回彈的裝置安裝到數(shù)控彎管機上，使兩側(cè)拉繩共面并水平；在預緊作用下，將兩位移傳感器的讀數(shù)記為S₁和S₂；

(2)數(shù)控彎管機將直管件彎曲到預定角度后，保持加載狀態(tài)，讀出此時兩位移傳感器讀數(shù)分別記為S₁₁和S₂₁；

(3)數(shù)控彎管機的胎膜半徑R，直管件的外徑為D，壁厚為h，回彈前直管件的彎曲角度計算為