高精度棒料冷拔系统及棒料成型精度控制方法
专利汇可以提供高精度棒料冷拔系统及棒料成型精度控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且高 精度 棒料冷拔系统，包括可变径冷拔模具、直径测量装置、液压系统及伺服系统；直径测量装置用于测量冷拔前和/或冷拔后的坯料直径，其设在可变径冷拔模具外部，并正对本体的内孔B；液压系统通过管路与密封接头连通；伺服系统接收直径测量装置的测量数据并根据测量数据调控液压系统的输出液压。本 发明 对于一批棒料公差较大导致的冷拔后成品直径不稳定的问题，在棒料 拉拔 之前测量其直径，再通过液压系统输出相应压 力 的高压 流体 ，即时压缩可变径冷拔模具定径段孔径，以弥补拉拔后的直径回弹量，进而保证一批棒料拉拔后的尺寸一致性，即保证了棒料成型精度，又相比现有的冷拔工艺减少了拉拔次数，降低了生产成本。，下面是高精度棒料冷拔系统及棒料成型精度控制方法专利的具体信息内容。
1.高精度棒料冷拔系统，其特征是：包括可变径冷拔模具、直径测量装置(2)、液压系统及伺服系统；
可变径冷拔模具包括模套(11)、本体(12)及密封接头(13)；
模套(11)呈套筒形，其内设有供本体(12)装入的内孔A(111)，内孔A(111)贯通模套(11)的两端面，其内还设有从模套(11)外壁贯通至模套(11)内孔A(111)的流体通道(112)；
本体(12)呈套筒型，其内设有供坯料通过的内孔B(121)，内孔B(121)贯通本体(12)的两端面，内孔B(121)从一端至另一端依次设有缩径段(1211)、定径段(1212)和出口段(1213)，本体(12)的外壁上设有环形槽(122)，环形槽(122)的位置与定径段(1212)的位置相对应；本体(12)密封安装在模套(11)的内孔A(111)中，并通过螺钉与模套(11)固接，本体(12)的环形槽(122)与模套(11)的内孔A(111)孔壁之间形成环形液腔(9)，环形液腔(9)与模套(11)的流体通道(112)连通；
密封接头(13)固定安装在模套(11)的流体通道(112)中，并位于流体通道(112)在模套(11)外壁的开口处；
直径测量装置(2)用于测量冷拔前和/或冷拔后的坯料直径，其设在可变径冷拔模具外部，并正对本体(12)的内孔B(121)；
液压系统用于输出高压流体，其通过管路与密封接头(13)连通；
伺服系统分别与直径测量装置和液压系统电连接或通信方式连接，其接收直径测量装置的测量数据并根据测量数据调控液压系统的输出液压。
2.如权利要求1所述的高精度棒料冷拔系统，其特征是：直径测量装置包括非接触式气压直径测量仪和气压传感器，气压传感器设在非接触式气压直径测量仪的气路通道内。
3.如权利要求1或2所述的高精度棒料冷拔系统，其特征是：本体(12)与模套(11)之间通过两组自紧式V形密封圈(14)实现密封，所述环形液腔(9)位于两组自紧式V形密封圈(14)之间。
4.如权利要求3所述的高精度棒料冷拔系统，其特征是：本体(12)内孔B(121)的缩径段(1211)为锥孔，所述锥孔从缩径段(1211)向定径段(1212)的方向直径渐缩，所述锥孔的锥度a为12°±13′；定径段(1212)的长度L为5mm±0.1mm。
5.如权利要求4所述的高精度棒料冷拔系统，其特征是：直径测量装置(2)有一个，其设在靠近本体(12)内孔B(121)缩径段(1211)的外部。
6.如权利要求4所述的高精度棒料冷拔系统，其特征是：直径测量装置(2)有两个时，其中一个设在靠近本体(12)内孔B(121)缩径段(1211)的外部，另一个设在靠近本体(12)内孔B(121)出口段(1213)的外部。
7.棒料成型精度控制方法，应用于权利要求6所述的高精度棒料冷拔系统，其特征是，步骤如下：
S01，根据一批棒料的尺寸基准值和工艺要求拔制直径值，选择具有最佳定径段孔径的可变径冷拔模具；
S02，拉拔之前，通过靠近本体内孔B缩径段外部的直径测量装置测量待拔棒料的直径，再根据待拔棒料的直径和工艺要求拔制直径确定其最佳定径段孔径，再根据最佳定径段孔径确定液压系统输出液压，伺服系统控制液压系统输出相应液压的高压流体进入环形液腔，将定径段孔径压缩至与待拔棒料相对应的最佳定径段孔径；
本步骤中，一批棒料拉拔前的直径有大有小，其中，直径越大的棒料，其拉拔减径量也越大，拉拔后的残余应力也越大，拉拔后的直径回弹量也越大；因此，对于直径越大的棒料，应相对加大液压系统输出液压，使本体定径段孔径相应减小，以弥补拉拔后的直径回弹量，进而保证一批棒料拉拔后的尺寸一致性；
本步骤中，液压系统输出液压越高，定径段孔径被压缩的越小，两者之间的对应关系在冷拔前通过模拟计算和试验标定测出，为已知量；
S03，棒料受外力拉拔，依次通过本体内孔B的缩径段、定径段和出口段而被冷拔成型，棒料从本体内孔B的出口段排出后，通过靠近本体内孔B出口段外部的直径测量装置测量冷拔后的直径，测量结果反馈至伺服系统，若满足工艺要求，则伺服系统不发出控制指令；若不满足工艺要求，则伺服系统即时控制液压系统微调输出液压大小，以改变定径段孔径，从而达到提高精度的目的；
本步骤中，微调规则为冷拔后的直径大于工艺要求值，液压系统输出液压压力相应调高；反之，冷拔后的直径小于工艺要求值，液压系统输出液压液压压力相应降低。
8.棒料成型精度控制方法，应用于权利要求5所述的高精度棒料冷拔系统，其特征是，步骤如下：
S01，根据一批棒料的尺寸基准值和工艺要求拔制直径值，选择具有最佳定径段孔径的可变径冷拔模具；
S02，拉拔之前，通过靠近本体内孔B缩径段外部的直径测量装置测量待拔棒料的直径，再根据待拔棒料的直径和工艺要求拔制直径确定其最佳定径段孔径，再根据最佳定径段孔径确定液压系统输出液压，伺服系统控制液压系统输出相应液压的高压流体进入环形液腔，将定径段孔径压缩至与待拔棒料相对应的最佳定径段孔径；
本步骤中，一批棒料拉拔前的直径有大有小，其中，直径越大的棒料，其拉拔减径量也越大，拉拔后的残余应力也越大，拉拔后的直径回弹量也越大；因此，对于直径越大的棒料，应相对加大液压系统输出液压，使本体定径段孔径相应减小，以弥补拉拔后的直径回弹量，进而保证一批棒料拉拔后的尺寸一致性；
本步骤中，液压系统输出液压越高，定径段孔径被压缩的越小，两者之间的对应关系在冷拔前通过模拟计算和试验标定测出，为已知量；
S03，棒料受外力拉拔，依次通过本体内孔B的缩径段、定径段和出口段而被冷拔成型。
高精度棒料冷拔系统及棒料成型精度控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
模套呈套筒形，其内设有供本体装入的内孔A，内孔A贯通模套的两端面，其内还设有从模套外壁贯通至模套内孔A的流体通道；
本体呈套筒型，其内设有供坯料通过的内孔B，内孔B贯通本体的两端面，内孔B从一端至另一端依次设有缩径段、定径段和出口段，本体的外壁上设有环形槽，环形槽的位置与定径段的位置相对应；本体密封安装在模套的内孔A中，并通过螺钉与模套固接，本体的环形槽与模套的内孔A孔壁之间形成环形液腔，环形液腔与模套的流体通道连通；
密封接头固定安装在模套的流体通道中，并位于流体通道在模套外壁的开口处；
直径测量装置用于测量冷拔前和/或冷拔后的坯料直径，其设在可变径冷拔模具外部，并正对本体的内孔B；
液压系统用于输出高压流体，其通过管路与密封接头连通；
伺服系统分别与直径测量装置和液压系统电连接或通信方式连接，其接收直径测量装置的测量数据并根据测量数据调控液压系统的输出液压。
S02，拉拔之前，通过靠近本体内孔B缩径段外部的直径测量装置测量待拔棒料的直径，再根据待拔棒料的直径和工艺要求拔制直径确定其最佳定径段孔径，再根据最佳定径段孔径确定液压系统输出液压，伺服系统控制液压系统输出相应液压的高压流体进入环形液腔，将定径段孔径压缩至与待拔棒料相对应的最佳定径段孔径；
本步骤中，一批棒料拉拔前的直径有大有小，其中，直径越大的棒料，其拉拔减径量也越大，拉拔后的残余应力也越大，拉拔后的直径回弹量也越大；因此，对于直径越大的棒料，应相对加大液压系统输出液压，使本体定径段孔径相应减小，以弥补拉拔后的直径回弹量，进而保证一批棒料拉拔后的尺寸一致性；
本步骤中，液压系统输出液压越高，定径段孔径被压缩的越小，两者之间的对应关系在冷拔前通过模拟计算和试验标定测出，为已知量；
S03，棒料受外力拉拔，依次通过本体内孔B的缩径段、定径段和出口段而被冷拔成型，棒料从本体内孔B的出口段排出后，通过靠近本体内孔B出口段外部的直径测量装置测量冷拔后的直径，测量结果反馈至伺服系统，若满足工艺要求，则伺服系统不发出控制指令；若不满足工艺要求，则伺服系统即时控制液压系统微调输出液压大小，以改变定径段孔径，从而达到提高精度的目的；
本步骤中，微调规则为冷拔后的直径大于工艺要求值，液压系统输出液压压力相应调高；反之，冷拔后的直径小于工艺要求值，液压系统输出液压液压压力相应降低。
本步骤中，棒料在拉拔后存在残余应力而引起直径回弹，棒料直径越大，则拉拔时的减径量增大，则拉拔后回弹量增大，因此应加大液压系统输出液压，使本体定径段孔径相应减小；
本步骤中，液压系统输出液压越高，定径段孔径被压缩的越小，液压系统输出液压与定径段孔径之间的对应关系在冷拔前通过模拟计算和试验标定测出，为已知量；
S02，伺服系统控制液压系统输出相应液压的高压流体进入环形液腔，将定径段孔径压缩至待拔棒料的最佳定径段孔径；
S03，待拔棒料受外力拉拔，依次通过本体内孔B的缩径段、定径段和出口段而被冷拔成型。
图3为图2的右视图；
图4为本体的结构示意图；
图5为图4的右视图；
图6为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
112连通。密封接头13固定安装在模套11的流体通道112中，并位于流体通道112在模套11外壁的开口处。
表1：
实验结果表明：可变径冷拔模具经优化后在同等的压力的作用下，其冷拔精度至少提高一个等级。对于φ31.6的坯料，在施加10Mp的压力的条件下其冷拔误差为21um，达到IT7级精度；对于φ32.0的的坯料，在施加20Mp的压力的条件下其冷拔误差为20um，达到IT7级精度；对于φ32.4的坯料，在施加30Mp的压力的条件下其冷拔误差为18um，达到IT7级精度。
因此，调节施加在冷拔模具上的液压压力的大下，即可将冷拔精度提高至少一个等级。
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