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(jī)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(yīng)用，這類管件必須使用彎管機(jī)或數(shù)控彎管機(jī)對(duì)直管材進(jìn)行彎曲加工以成型。由于管材在彎曲加工中會(huì)產(chǎn)生彈塑性變形，在彎曲過程中彎曲段的長度會(huì)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(shí)的浪費(fèi)，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(dǎo)致管件實(shí)際彎曲的角度小于預(yù)定的彎曲角度。因此延伸和回彈現(xiàn)象的存在嚴(yán)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(jī)的加工工藝參數(shù)，導(dǎo)致不同批次的管件在不同的彎管機(jī)上加工時(shí)回彈延伸不盡相同。目前加工特定批次管件時(shí)一般采用試錯(cuò)法獲取回彈角和延伸值，然后修正彎曲角和直管段長度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無余量下料，使管件近似等于加工的設(shè)計(jì)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(jī)上標(biāo)出起彎點(diǎn)和尾彎點(diǎn)后從彎管機(jī)上卸載，放置在平臺(tái)上測量彎管的弦長進(jìn)行計(jì)算，這種方法效率低，誤差較大；另一種方法則采用三坐標(biāo)測量儀進(jìn)行檢測，通過對(duì)彎管的外形掃描采集數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)長。因此，開發(fā)一種簡便快捷、準(zhǔn)確有效的測量裝置，是實(shí)現(xiàn)彎管加工精確高效的關(guān)鍵問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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(jī)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(shí)，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(jī)上，使兩側(cè)拉繩共面并水平；在預(yù)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(jī)將直管件彎曲到預(yù)定角度后，保持加載狀態(tài)，讀出此時(shí)兩位移傳感器讀數(shù)分別記為s11和s21；
(3)數(shù)控彎管機(jī)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(jì)算為
(4)數(shù)控彎管機(jī)卸載后，兩位移傳感器讀數(shù)分別記為s12和s22，則回彈后的彎曲角度為
(5)回彈角計(jì)算為
本發(fā)明的有益效果：測量裝置簡易、操作簡單、成本低，能準(zhǔn)確檢測彎管形狀，計(jì)算時(shí)間短，具有測量精度高的特點(diǎn)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明測量裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖中：1芯桿；2氣囊；3端蓋；4定位塊；5緊固卡；6緊固螺釘；7拉繩；8位移傳感器；9傳感器安裝架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
數(shù)控彎管機(jī)加工管件之前，記錄彎管機(jī)胎膜半徑r和管件的外徑d、壁厚h。
如圖1所示，將位移傳感器8固定于傳感器安裝架9上，并通過緊固螺釘6安裝在緊固卡5上，再將整體固定到直管件的一端，另外一側(cè)按照相同方式進(jìn)行安裝固定，最后通過定位塊4調(diào)整位置，使兩位移傳感器8共面水平。
將與位移傳感器8連接的拉繩7穿過直管件內(nèi)側(cè)，并固定在固定圈上，采用如上述相同的方式將固定圈固定在直管件的另一端，并通過定位塊4調(diào)整，使直管件內(nèi)壁的拉繩7共面水平，拉繩7施加一定預(yù)緊力，使之貼緊直管件內(nèi)壁。
將安裝好測量裝置的直管件穿過芯桿1安裝在數(shù)控彎管機(jī)上，調(diào)整直管件的轉(zhuǎn)向，使位移傳感器8共面水平，同時(shí)將氣囊2伸入管件內(nèi)側(cè)，進(jìn)行充氣，使氣囊2的伸入端貼緊芯桿1。
在數(shù)控彎管機(jī)彎曲加工直管件前，記錄內(nèi)外兩側(cè)位移傳感器的讀數(shù)記為s1和s2；直管件彎曲加工過程中，保持氣囊2充氣狀態(tài)，以使拉繩7始終貼緊直管件內(nèi)側(cè)壁。
數(shù)控彎管機(jī)加工直管件彎曲到預(yù)定角度后，保持加載狀態(tài)，讀出此時(shí)內(nèi)外側(cè)位移傳感器讀數(shù)分別記為s11和s21；回彈前直管件的彎曲角度計(jì)算為
數(shù)控彎管機(jī)卸載后，內(nèi)外側(cè)位移傳感器讀數(shù)分別記為s12和s22，則回彈后的彎曲角度計(jì)算為
利用測量數(shù)值，計(jì)算回彈角為