專利名稱：冷擠壓模具預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)力監(jiān)測預(yù)警方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬塑性加工領(lǐng)域，具體涉及冷擠壓模具預(yù)應(yīng)カ圈應(yīng)カ監(jiān)測預(yù)警方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
金屬冷擠壓塑性成形技術(shù)大幅減少零件機械加工量，顯著改善エ件內(nèi)部微觀組織和性能，提高工件的質(zhì)量，是ー種節(jié)能節(jié)材型先進制造技木；冷擠壓塑性成型時金屬在常溫情況下發(fā)生塑性變形需要施加非常大的壓力，擠壓加工中所使用的壓カ機都采用較高功率，壓カ也往往達數(shù)百噸，對冷擠壓裝備及模具提出了極高的要求；在冷擠壓過程中，模具的凹模重復(fù)承受巨大的擠壓載荷，往往在模具結(jié)構(gòu)上采用加套預(yù)應(yīng)カ圈方式以分擔承載過大的壓力，當預(yù)應(yīng)カ圈能承受的壓力載荷超過其極限吋，應(yīng)カ圈發(fā)生變形、開裂，直至炸裂， 一方面，傷及周圍的員エ，另一方面，不能有效防止和避免冷擠壓エ藝不當引起的模具和設(shè)備才貝壞。因此，通過實時采集監(jiān)測預(yù)應(yīng)力圈的應(yīng)力狀態(tài)，進一步監(jiān)測冷擠壓エ藝和模具的承載情況，在應(yīng)力過大時第一時間報警并作出相應(yīng)エ藝措施，就顯得尤為重要。本發(fā)明提供ー種冷擠壓模具預(yù)應(yīng)カ圈應(yīng)カ監(jiān)測預(yù)警方法及系統(tǒng)，其通過實時在線監(jiān)測冷擠壓過程中預(yù)應(yīng)カ圈的應(yīng)力狀態(tài)，監(jiān)測冷擠壓機及模具的載荷情況，當其所受載荷超過設(shè)定的極限載荷吋，及時報警，并采取相應(yīng)的エ藝措施，以保證冷擠壓機及其裝備的長期穩(wěn)定可靠運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種冷擠壓模具預(yù)應(yīng)カ圈應(yīng)カ監(jiān)測預(yù)警方法及系統(tǒng)，運用電阻應(yīng)變片電測法對擠壓模具及預(yù)應(yīng)カ圈應(yīng)カ進行實時在線監(jiān)測及預(yù)警，以解決模具及預(yù)應(yīng)カ圈易因載荷過高而出現(xiàn)應(yīng)カ破壞，以及避免冷擠壓裝備、模具及預(yù)應(yīng)カ圈因應(yīng)カ破壞而發(fā)生崩裂時所導(dǎo)致的安全問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過下述方案實現(xiàn)的
ー種冷擠壓模具預(yù)應(yīng)カ圈應(yīng)カ監(jiān)測預(yù)警方法，其通過實時在線監(jiān)測冷擠壓過程中預(yù)應(yīng)力圈的應(yīng)力狀態(tài)，監(jiān)測冷擠壓機及模具的載荷狀況，當其所受載荷超過設(shè)定的極限載荷吋， 及時報警，并采取相應(yīng)的エ藝措施，以保證冷擠壓機及其裝備的長期穩(wěn)定可靠運行?！N冷擠壓模具應(yīng)カ監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)由應(yīng)變片、電橋盒、動態(tài)應(yīng)變儀、エ業(yè)計算機、反饋控制開關(guān)、報警器六部分組成。所述應(yīng)變片采用電阻式應(yīng)變片，粘貼于經(jīng)表面處理過的預(yù)應(yīng)カ圈表面，應(yīng)變片表面覆有ー層聚乙烯薄膜，電阻式應(yīng)變片以單橋方式通過導(dǎo)線與電橋盒輸入端相連。所述電橋盒具有輸入端子和輸出端子，電橋盒輸入端子與電阻式應(yīng)變片通過導(dǎo)線相連，電橋盒輸出端子與動態(tài)應(yīng)變儀的輸入端子相連，電橋盒將電阻式應(yīng)變片由應(yīng)變產(chǎn)生的電阻變化轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號輸入動態(tài)應(yīng)變儀。
所述動態(tài)應(yīng)變儀，設(shè)有一個模擬量輸入端子和ー個模擬量輸出端子，將電流或電壓信號放大處理，動態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸入端子通過導(dǎo)線與電橋盒輸出端子相連，動態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸出端子與エ業(yè)計算機的模擬量輸入端子相連，將放大后的信號傳入エ業(yè)計算機。所述エ業(yè)計算機為內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)采集卡和信號處理預(yù)定程序的エ業(yè)計算機，エ業(yè)計算機外部設(shè)有ー個信號輸入端子與兩個輸出端子，輸入端子與動態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸出端子相連，將動態(tài)應(yīng)變儀得出的電壓信號傳入エ業(yè)計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集卡，此時信號轉(zhuǎn)換預(yù)定程序開始啟動，對數(shù)據(jù)采集卡收集的信息進行處理，實現(xiàn)以波形及圖表形式來表達模具預(yù)應(yīng)カ圈的即時受カ情況，并顯示在エ業(yè)計算機屏幕上并存儲；工業(yè)計算機其中ー個輸出端子與反饋控制開關(guān)的輸入端子相連，另ー個輸出端子與報警器的輸入端子相連；當所測得的應(yīng)カ值大于預(yù)定安全值時，信號處理預(yù)定程序?qū)l(fā)出報警指令，エ業(yè)計算機發(fā)出電流信號，由エ業(yè)計算機其中ー個輸出端子傳遞給反饋控制開關(guān)，再由另ー個輸出端子傳遞給報警器。所述反饋控制開關(guān)，其輸入端子與エ業(yè)計算機的其中ー個輸出端子相連，接收由 エ業(yè)計算機傳出的電流信號，其輸出端子與壓カ機停止開關(guān)輸入端相連，執(zhí)行反饋控制功能，及時停止壓カ機的運轉(zhuǎn)。所述報警器，由閃光燈和揚聲器組成，其輸入端與エ業(yè)計算機的ー個輸出端子相連，接收エ業(yè)計算機傳出的電流信號，閃光燈開始閃爍，同時揚聲器發(fā)出警鳴聲。實施本發(fā)明的有益效果為
1)實時檢測模具預(yù)應(yīng)カ圈應(yīng)變值及其變化情況，并可預(yù)先設(shè)置應(yīng)力安全值來達到對模具預(yù)應(yīng)カ圈進行實時監(jiān)測和預(yù)警的目的，以提高擠壓過程的安全性。2)本發(fā)明具有對數(shù)據(jù)、波形和圖表的分析和存儲功能，便于后續(xù)的分析研究，系統(tǒng)測量精度高，檢測效率高，操作方便、簡單易用。3)本發(fā)明中采用動態(tài)應(yīng)變儀，實時測量預(yù)應(yīng)カ圈所受應(yīng)力，可通過導(dǎo)線與多組電橋盒相連，由一臺エ業(yè)計算機即可實時監(jiān)測多組預(yù)應(yīng)カ圈受カ狀況，降低成本，減少空間， 使監(jiān)控更集中更方便。


圖1是本發(fā)明結(jié)合實施例子的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中編號說明
1.壓カ機 2.エ業(yè)計算機 3.電橋盒 4.動態(tài)應(yīng)變儀 5.信號處理預(yù)定程序 6.信號采集卡7.反饋控制開關(guān)8.報警器9.閃爍燈10.揚聲器11.電阻式應(yīng)變片12.凸模13.凹模14.預(yù)應(yīng)カ圏。
具體實施方案為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明裝置做進ー步詳細說明
一種冷擠壓模具應(yīng)カ監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)由應(yīng)變片、電橋盒3、動態(tài)應(yīng)變儀4、エ業(yè)計算機 2、反饋控制開關(guān)7、報警器8六部分組成。
所述應(yīng)變片采用電阻式應(yīng)變片11，粘貼于經(jīng)表面處理過的預(yù)應(yīng)カ圈14表面，電阻式應(yīng)變片11表面覆有ー層聚乙烯薄膜，電阻式應(yīng)變片11以單橋方式通過導(dǎo)線與電橋盒3 輸入端相連。所述電橋盒3具有輸入端子和輸出端子，電橋盒3輸入端子與電阻式應(yīng)變片11通過導(dǎo)線相連，電橋盒3輸出端子與動態(tài)應(yīng)變儀4的輸入端子相連，電橋盒3將電阻式應(yīng)變片 11由應(yīng)變產(chǎn)生的電阻變化轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號輸入動態(tài)應(yīng)變儀4。所述動態(tài)應(yīng)變儀4，設(shè)有ー個模擬量輸入端子和ー個模擬量輸出端子，將電流或電壓信號放大處理；動態(tài)應(yīng)變儀4模擬量輸入端子通過導(dǎo)線與電橋盒3輸出端子相連，動態(tài)應(yīng)變儀4模擬量輸出端子與エ業(yè)計算機2的模擬量輸入端子相連，將放大后的信號傳入エ業(yè)計算機2。所述エ業(yè)計算機2，其內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)采集卡6、信號處理預(yù)定程序5，外部設(shè)有ー個信號輸入端子與兩個輸出端子，輸入端子與動態(tài)應(yīng)變儀4模擬量輸出端子相連，將動態(tài)應(yīng)變儀4得出的電壓信號傳入エ業(yè)計算機2內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集卡6，此時信號處理預(yù)定程序5開始啟動，對數(shù)據(jù)采集卡6收集的信息進行處理，實現(xiàn)以波形及圖表形式來表達模具預(yù)應(yīng)カ 圈14的即時受力情況，并顯示在エ業(yè)計算機2屏幕上并存儲；工業(yè)計算機2其中一個輸出端子與反饋控制開關(guān)7的輸入端子相連，另ー個輸出端子與報警器8的輸入端子相連，當所測得的應(yīng)カ值大于預(yù)定安全值時，信號處理預(yù)定程序5將發(fā)出報警指令，エ業(yè)計算機2發(fā)出電流信號，由エ業(yè)計算機2其中ー個輸出端子傳遞給反饋控制開關(guān)7，再由另ー個輸出端子傳遞給報警器8。所述反饋控制開關(guān)7，其輸入端子與エ業(yè)計算機2的其中ー個輸出端子相連，接收由エ業(yè)計算機2傳出的電流信號，其輸出端子與壓カ機1停止開關(guān)輸入端相連，執(zhí)行反饋控制功能，及時停止壓カ機1的運轉(zhuǎn)。所述報警器7，由閃光燈9和揚聲器10組成，其輸入端與エ業(yè)計算機2的一個輸出端子相連，接收エ業(yè)計算機2傳出的電流信號，閃光燈9開始閃爍，同時揚聲器10發(fā)出警鳴戸。實施本發(fā)明執(zhí)行以下步驟
1)本實施例中，將擠壓法蘭凹模13預(yù)應(yīng)カ圈14進行表面處理，將表面打磨平滑并磨光，打磨面積為應(yīng)變片11面積的3-5倍；將電阻式應(yīng)變片11粘貼到預(yù)應(yīng)カ圈14打磨區(qū)域， 電阻式應(yīng)變片11上覆ー層聚乙烯薄膜；將電阻式應(yīng)變片11的導(dǎo)線焊接牢固，導(dǎo)線另一端連接電橋盒3的輸入端子；將電橋盒3輸出端子與動態(tài)應(yīng)變儀4的模擬量輸入端子相連；將動態(tài)應(yīng)變儀4模擬量輸出端子與エ業(yè)計算機2的模擬量輸入端子相連；將工業(yè)計算機2其中 ー個輸出端子與反饋控制開關(guān)7的輸入端子相連；將工業(yè)計算機2的另ー個輸出端子與報警器8的輸入端子相連。2)接通電源，啟動エ業(yè)計算機2和動態(tài)應(yīng)變儀4，設(shè)置應(yīng)力安全值；啟動壓カ機1， 當壓カ機1帶動凸模12擠壓法蘭エ件吋，法蘭エ件塑性變形所產(chǎn)生的擠壓應(yīng)カ轉(zhuǎn)移給凹模 13及預(yù)應(yīng)カ圈14，此時預(yù)應(yīng)カ圈14由于受擠壓應(yīng)カ而出現(xiàn)形變，導(dǎo)致電阻式應(yīng)變片11發(fā)生形變，此時電阻式應(yīng)變片11的電阻發(fā)生變化，此電阻信號通過電橋盒3轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號，再傳遞給動態(tài)應(yīng)變儀4，由動態(tài)應(yīng)變儀4將信號放大處理，傳人工業(yè)計算機2內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡6，信號處理預(yù)定程序5開始運行，對數(shù)據(jù)采集卡6收集的信息進行處理，將應(yīng)カ應(yīng)變信息以波形及圖表形式顯示在エ業(yè)計算機2屏幕上，并對數(shù)據(jù)分析后存儲。3)當凹模預(yù)應(yīng)カ圈14所承受壓カ值達到應(yīng)變安全值時，信號處理預(yù)定程序5將發(fā)出報警指令，エ業(yè)計算機2發(fā)出電流信號，由エ業(yè)計算機2的ー個輸出端子傳遞給反饋控制開關(guān)7，再由另ー個輸出端子傳遞給報警器，壓カ機1停止運轉(zhuǎn)，同時閃光燈9閃爍，揚聲器 10發(fā)出警鳴聲，此時工人可及時調(diào)整エ位或擠壓エ藝。通過以上實施措施，本發(fā)明有效的達到了對模具及預(yù)應(yīng)カ圈14進行實時監(jiān)測的目的，保證了模具及預(yù)應(yīng)カ圈14的正常使用及操作人員的安全。
權(quán)利要求
1.冷擠壓模具預(yù)應(yīng)カ圈應(yīng)カ監(jiān)測預(yù)警方法，通過實時在線監(jiān)測冷擠壓過程中預(yù)應(yīng)カ 圈的應(yīng)力狀態(tài)，監(jiān)測冷擠壓機及模具的載荷狀況，當其所受載荷超過設(shè)定的極限載荷吋，及時報警，并采取相應(yīng)的エ藝措施，以保證冷擠壓機及其裝備的長期穩(wěn)定可靠運行，其特征在干1)將預(yù)應(yīng)力圈進行表面處理，將表面打磨平滑并磨光，打磨面積為電阻式應(yīng)變片面積的3-5倍；將電阻式應(yīng)變片粘貼到預(yù)應(yīng)カ圈打磨區(qū)域，電阻式應(yīng)變片上覆ー層聚乙烯薄膜； 將電阻式應(yīng)變片的導(dǎo)線焊接牢固，導(dǎo)線另一端連接電橋盒的輸入端子；將電橋盒輸出端子與動態(tài)應(yīng)變儀的模擬量輸入端子相連；將動態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸出端子與エ業(yè)計算機的模擬量輸入端子相連；將工業(yè)計算機其中ー個輸出端子與反饋控制開關(guān)的輸入端子相連；將工業(yè)計算機的另ー個輸出端子與報警器的輸入端子相連；2)接通電源，啟動エ業(yè)計算機和動態(tài)應(yīng)變儀，設(shè)置應(yīng)力安全值；啟動壓カ機，當壓カ機帶動凸模擠壓法蘭エ件吋，法蘭エ件塑性變形所產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力轉(zhuǎn)移給凹模及預(yù)應(yīng)カ圏， 此時預(yù)應(yīng)カ圈由于受擠壓應(yīng)カ而出現(xiàn)形變，導(dǎo)致電阻式應(yīng)變片發(fā)生形變，此時電阻式應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化，此電阻信號通過電橋盒轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號，再傳遞給動態(tài)應(yīng)變儀， 由動態(tài)應(yīng)變儀將信號放大處理，傳入エ業(yè)計算機內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡，信號處理預(yù)定程序開始運行，對數(shù)據(jù)采集卡收集的信息進行處理，將應(yīng)カ應(yīng)變信息以波形及圖表形式顯示在エ業(yè)計算機的屏幕上，并對數(shù)據(jù)分析后存儲；3)當預(yù)應(yīng)カ圈所承受壓カ值達到應(yīng)變安全值時，信號處理預(yù)定程序?qū)l(fā)出報警指令， エ業(yè)計算機發(fā)出電流信號，由エ業(yè)計算機的ー個輸出端子傳遞給反饋控制開關(guān)，再由另ー 個輸出端子傳遞給報警器，壓カ機停止運轉(zhuǎn)，同時閃光燈閃爍，揚聲器發(fā)出警鳴聲，此時エ 人可及時調(diào)整エ位或擠壓エ藝。
2.冷擠壓模具預(yù)應(yīng)カ圈應(yīng)カ監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)由應(yīng)變片、電橋盒、動態(tài)應(yīng)變儀、エ業(yè)計算機、反饋控制開關(guān)和報警器六部分組成，所述應(yīng)變片采用電阻式應(yīng)變片，粘貼于經(jīng)表面處理過的預(yù)應(yīng)カ圈表面，電阻式應(yīng)變片表面覆有ー層聚乙烯薄膜，電阻式應(yīng)變片以單橋方式通過導(dǎo)線與電橋盒輸入端相連；所述電橋盒具有輸入端子和輸出端子，電橋盒輸入端子與電阻式應(yīng)變片通過導(dǎo)線相連，電橋盒輸出端子與動態(tài)應(yīng)變儀的輸入端子相連，電橋盒將電阻式應(yīng)變片由應(yīng)變產(chǎn)生的電阻變化轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號輸入動態(tài)應(yīng)變儀；所述動態(tài)應(yīng)變儀，設(shè)有ー個模擬量輸入端子和ー個模擬量輸出端子，將電流或電壓信號放大處理，動態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸入端子通過導(dǎo)線與電橋盒輸出端子相連，動態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸出端子與エ業(yè)計算機的模擬量輸入端子相連，將放大后的信號傳入エ業(yè)計算機； 所述エ業(yè)計算機為內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)采集卡和信號處理預(yù)定程序的エ業(yè)計算機，エ業(yè)計算機外部設(shè)有ー個信號輸入端子與兩個輸出端子，輸入端子與動態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸出端子相連， 將動態(tài)應(yīng)變儀得出的電壓信號傳入エ業(yè)計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集卡；工業(yè)計算機其中ー個輸出端子與反饋控制開關(guān)的輸入端子相連，另ー個輸出端子與報警器的輸入端子相連；所述反饋控制開關(guān)，其輸入端子與エ業(yè)計算機的其中ー個輸出端子相連，接收由エ業(yè)計算機傳出的電流信號，其輸出端子與壓カ機停止開關(guān)輸入端相連；所述報警器，由閃光燈和揚聲器組成，其輸入端與ェ業(yè)計算機的ー個輸出端子相連，接收ェ業(yè)計算機傳出的電流信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬塑性加工領(lǐng)域，具體涉及冷擠壓模具預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)力監(jiān)測預(yù)警方法及系統(tǒng)。所述系統(tǒng)由應(yīng)變片、電橋盒、動態(tài)應(yīng)變儀、工業(yè)計算機、反饋控制開關(guān)、報警器六部分組成。實施本發(fā)明的擠壓模具應(yīng)力監(jiān)測及預(yù)警方法及系統(tǒng)，可實時測得模具預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)變值及其變化情況,并可預(yù)先設(shè)置應(yīng)力安全值來達到對模具預(yù)應(yīng)力圈進行實時監(jiān)測的目的，以解決模具及預(yù)應(yīng)力圈易因載荷過高而出現(xiàn)應(yīng)力破壞，以及避免模具及預(yù)應(yīng)力圈因應(yīng)力破壞而發(fā)生崩裂時所導(dǎo)致的安全問題。
文檔編號B21C31/00GK102564659SQ20121001060
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月14日
發(fā)明者馮愛新, 武曉志, 王亞軍, 顧永玉 申請人:江蘇舒恒管夾制造有限公司