CN106391891A - 一种基于液压机的管材扩口系统及管材扩口方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管材扩口方法，用于将管材一端进行扩口。在上述扩口方法中，在进行扩口挤压之前，先对待扩口管材的长度进行测量，获得待扩口管材的实际长度值，计算待扩口管材的实际长度值和待扩口管材的长度标注值之差值T，并根据差值T对后续扩口挤压过程中的实际挤压形成进行修正，从而降低管材扩口直径的误差。本发明还公开了一种管材扩口系统，既可以实现上述管材扩口方法，又不会大幅增加工艺改造过程中设备升级带来的成本。

Description

一种基于液压机的管材扩口系统及管材扩口方法

技术领域

本发明涉及管材扩口成型技术领域，尤其涉及一种基于液压机的管材扩口系统及管材扩口方法。

背景技术

管材扩口成型是将管坯端部在轴向作用力下直径扩大的成型工艺，管材扩口形状可以为锥形、筒形。目前，本领域技术人员采用的管材扩口方法主要如下：将管坯放置在液压机上并通过下模进行固定，液压缸带动上模运动进入管坯端部，通过上模的挤压完成扩口动作。在上述方法中，作为一种公知方式，通常会根据管坯的初始管径和扩口后的管径大小，将上模设计为相应大小的圆台状挤压模具。由于通常情况下，是将同一批次的管坯按照同样规格进行扩口，即待扩口管材的直径理论大小相等且完成扩口管材的直径理论大小相等，若是上模从同一位置出发，则上模的行程则可以为定值，出于方便操作的考虑，本领域人员会采用液压油缸带动上模按照以下方式动作：向下运动完成扩口动作→向上运动复位→向下运动完成扩口动作；上模的行程则可以根据下模位置、上模复位位置、管坯的长度进行计算获得，这一点同样是本领域人员所公知的。

对于本领域技术人员所公知的是：1、同一批次管坯，在生产过程中，其长度与所要求的标准长度之间的误差是无法避免的；2、液压机的液压油缸工作过程中，其实际行程与预定行程之间的误差是无法避免的。由于存在管坯长度误差和液压油缸行程误差，导致管材扩口成型过程中，扩口的直径大小也将存在误差，且管材扩口直径的误差会由管坯长度误差和液压油缸行程误差叠加形成，而当管材扩口直径的误差较大时，会造成废品率的上升。在现有技术中，通常是通过控制管坯长度误差和液压油缸行程误差的大小，从而控制管材扩口直径的误差值。

现有技术中，至少还存在以下缺陷：如，在严格限制管坯长度误差范围时，在工艺方式不变时，会大大降低管坯的合格率，从而增加生产成本；为了提升液压油缸运动过程的精确性，从而降低液压油缸行程误差，会需要改造液压机设备或购买更加先进的液压机，这也意味着生产成本的升高。

通过上述情况的分析可知，对于本领域技术人员而言，寻找一种合适的技术，既可以更好控制管材扩口直径误差，又不会带来过高的成本增加，已成为亟需解决的技术任务。

发明内容

基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种管材扩口方法。

本发明提出的一种管材扩口方法，用于将管材一端进行扩口，包括以下步骤：

S1：将待扩口管材放置于平台上；

S2：通过挤压模具进行挤压动作完成管材扩口；

S3：将完成扩口管材取下；

S4：返回步骤S1；

其中，挤压动作包括挤压模具按行程值运动向管材端口压入动作和挤压模具复位动作；

在步骤S2之前，还包括以下步骤：获得待扩口管材的长度标注值，根据待扩口管材长度的标注值、挤压模具与平台的位置关系、管材扩口大小的标注值计算挤压模具的运动距离值；对待扩口管材的长度进行测量，获得待扩口管材的实际长度值，计算待扩口管材的实际长度值和待扩口管材的长度标注值之差值T；若待扩口管材的实际长度值等于待扩口管材的长度标准值，将挤压模具的运动距离值作为挤压模具的行程值，若待扩口管材的实际长度值大于待扩口管材的长度标准值，将挤压模具的运动距离值和差值T之差作为挤压模具的行程值，若待扩口管材的实际长度值小于待扩口管材的长度标准值，将挤压模具的运动距离值和差值T之和作为挤压模具的行程值。

在上述管材扩口方法中，在进行管材扩口动作前测定待扩口管材的实际长度值，从而可以计算出该待扩口管材的长度误差值，采用上述长度误差值对下一步管材扩口动作中挤压模具的行程值进行修正，且在上述修正时遵循以下原则：待扩口管材实际长度值小于长度标准值，则增加挤压模具的行程；待扩口管材实际长度值大于长度标准值，则减小挤压模具的行程。通过上述技术手段，可以在待扩口管材的长度误差和挤压模具的行程误差未降低的情况下，改善管材扩口直径误差。

为了配合实现上述管材扩口方法，本发明还提出了一种基于液压机的管材扩口系统，包括液压机，液压机包括基座、安装座、导向台、液压油缸、上模和下模，基座上竖直设置有多根导向柱，安装座固定于导向柱顶部，液压油缸安装在安装座上，上模固定在液压油缸的活塞杆远离缸体一端，下模安装在基座上，导向台可移动安装在导向柱上并与液压油缸的活塞杆固定；还包括测量装置，测量装置包括底板、导轨、滑板、靠板、气缸和安装台，导轨竖直于底板设置，滑板可移动安装在导轨上，气缸与滑板驱动连接并驱动滑板沿导轨运动，靠板一侧与滑板固定，安装台安装在底板上并位于靠板下方。

优选地，还包括第一电子尺、第二电子尺和控制装置，第二电子尺平行于导向柱设置，第一电子尺平行于导轨设置；第一电子尺、第二电子尺、液压油缸均与控制装置通讯连接，控制装置预设有待扩口管材的长度标准值、上模的运动距离值和上模静压时间值；控制装置通过第一电子尺获取待扩口管材的实际长度值，控制装置根据公式：上模的行程值＝上模的运动距离值+待扩口管材的长度标准值-待扩口管材的实际长度值，计算获得上模的行程值；控制装置通过第二电子尺获得上模的实时运动距离，当上模的实时运动距离等于上模的行程值时，控制装置通过控制液压油缸使得上模停止运动并在保持静压时间达到上模静压时间值后进行复位。

优选地，还包括安装板，安装板竖直安装在底板上，导轨固定在安装板上。

优选地，还包括人机交互界面，人机交互界面与控制装置通讯连接。

优选地，还包括第二电子尺，第二电子尺平行于导向柱设置。

在上述基于液压机的管材扩口系统中，设置有测量装置对待扩口管材进行实际长度的测定，在测定时，具体采用了安装台来放置待扩口管材，移动靠板而抵靠管材，靠板与安装台之间的距离即管材的长度，进一步地，靠板的移动采用滑板与导轨的结构设置方式，使得靠板移动过程稳定可靠；整个管材扩口系统采用在液压机设备的基础上增加测量装置，使得可以在现有采用液压机进行管材扩口的技术基础上，进行简易升级，充分利用现有设备，降低整个技术改造过程中的成本。在测量装置中增设第一电子尺，并将第一电子尺平行于导轨设置，可以提高待扩口管材长度测量的便捷性；安装板的设置，一方面可以方便第一电子尺的安装，另一方面还可以将导轨安装在安装板上，提升导轨使用过程中的稳定性；在液压机上设置第二电子尺，并将第二电子尺平行于导向柱设置，可以方便获取挤压模具的行程。

附图说明

图1为本发明提出的基于液压机的管材扩口系统中液压机的结构示意图；

图2为本发明提出的基于液压机的管材扩口系统中测量装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提出一种管材扩口方法，包括以下步骤：

S1：将待扩口管材放置于平台上；

S2：通过挤压模具进行挤压动作完成管材扩口；

S3：将完成扩口管材取下；

S4：返回步骤S1；

其中，挤压动作包括挤压模具按行程值运动向管材端口压入动作和挤压模具复位动作；

在步骤S2之前，还包括以下步骤：获得待扩口管材的长度标注值，根据待扩口管材长度的标注值、挤压模具与平台的位置关系、管材扩口大小的标注值计算挤压模具的运动距离值；对待扩口管材的长度进行测量，获得待扩口管材的实际长度值，计算待扩口管材的实际长度值和待扩口管材的长度标注值之差值T；若待扩口管材的实际长度值等于待扩口管材的长度标准值，将挤压模具的运动距离值作为挤压模具的行程值，若待扩口管材的实际长度值大于待扩口管材的长度标准值，将挤压模具的运动距离值和差值T之差作为挤压模具的行程值，若待扩口管材的实际长度值小于待扩口管材的长度标准值，将挤压模具的运动距离值和差值T之和作为挤压模具的行程值。

参照图1和图2，本发明提出的一种基于液压机的管材扩口系统，包括液压机和测量装置。其中，液压机用于进行管材扩口动作，测量装置用于进行待扩口管材3实际长度的测定。

测量装置包括底板5、导轨6、滑板7、靠板8、气缸、安装板10、第一电子尺和安装台9，安装板10竖直安装在底板5上，第一电子尺和导轨6固定在安装板10上，导轨6竖直于底板5设置，第一电子尺平行于导轨6设置，滑板7可移动安装在导轨6上，气缸与滑板7驱动连接并驱动滑板7沿导轨6运动，靠板8一侧与滑板7固定，安装台9安装在底板5上并位于靠板8下方；待扩口管材3在进行实际长度测定时，将待扩口管材3固定在安装台9上，气缸驱动滑板7运动从而带动靠板8抵靠待扩口管材3顶部，通过第一电子尺即可轻松获得待扩口管材3的实际长度；获得待扩口管材3的实际长度后，将上述实际长度与待扩口管材3的长度标准值进行比较，并计算待扩口管材3的实际长度值和待扩口管材3的长度标注值之差值T。

液压机包括基座、安装座、导向台4、液压油缸、第二电子尺11、上模1和下模2，基座上竖直设置有多根导向柱，安装座固定于导向柱顶部，液压油缸安装在安装座上，上模1固定在液压油缸的活塞杆远离缸体一端，下模2安装在基座上，导向台4可移动安装在导向柱上并与液压油缸的活塞杆固定。将完成实际长度测量的待扩口管材3从测量装置的安装台9上取下，将待扩口管材3固定在下模2上，设定上模1的行程值，启动液压油缸，上模1运动完成管材扩口动作后复位，取下完成扩口的管材15；在上模1的行程值设定过程中，可以选的原点位置12作为复位处，并根据原点位置12、下模2位置和待扩口管材3的长度标准值计算上模1运动距离值，然后根据差值T修正上述运动距离值获得上模1的行程值，上述修正方式为：若待扩口管材3的实际长度值等于待扩口管材3的长度标准值，将上模1的运动距离值作为上模1的行程值，若待扩口管材3的实际长度值大于待扩口管材3的长度标准值，将上模1的运动距离值和差值T之差作为上模1的行程值，若待扩口管材3的实际长度值小于待扩口管材3的长度标准值，将上模1的运动距离值和差值T之和作为上模1的行程值。

在上述技术方案的基础上，出于提升操作性和自动化水平，设置有控制装置，控制装置与第一电子尺、第二电子尺11、液压油缸通讯连接，将待扩口管材3的长度标准值、上模1的运动距离值和上模1静压时间值预存入控制装置中，当进行待扩口管材3的实际长度测量时，由于采用气缸作为驱动件，通过设置气缸的驱动力，当靠板8抵靠在待扩口管材3顶部时，靠板8将停止运动，控制装置通过第一电子尺可以获取待扩口管材3的实际长度值，控制装置根据公式：上模1的行程值＝上模1的运动距离值+待扩口管材3的长度标准值-待扩口管材3的实际长度值，计算获得上模1的行程值；当液压机进行管材扩口动作时，控制装置通过第二电子尺11，实时获取上模1的运动行程，当上模1的运动行程达到上模1的行程值时，控制装置通过控制液压机的液压油缸，即可使得上模1停止运动并在上模1保持静压时间达到上模1静压时间值后将上模1复位至原点位置12；通过以上描述，本领域技术人员可以知悉，当采用第一电子尺和第二电子尺进行数据采集，控制装置获取相应数据，并进行相应的数据处理与数据传递，并由控制装置对整个工作过程中控制，可以显著提升整个系统在数值测量的精确性，并提高整个工作过程中的便捷性；既可以降低工作强度并减少人工测量引发的误差，又可以提升系统的工作效率，将进一步提高最终产品的精度。

进一步的技术改进中，可以在液压机上设置如液晶面板作为人机交互界面，以便于输入、调整和显示相应的工作参数。

需要指出的是，通常为了液压机的运行安全，可以对上模1的运动行程设置上限位13和下限位14，易于理解的是，原点位置12会选择在上限位13和下限位14之间。

需要进一步指出的是，在以上技术方案中，测量装置可以作为一个主体独立于液压机设置，也可以将测量装置设置在液压机基座上，以提高待扩口管材3转移的便捷性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种管材扩口方法，用于将管材一端进行扩口，包括以下步骤：

S1：将待扩口管材放置于平台上；

S2：通过挤压模具进行挤压动作完成管材扩口；

S3：将完成扩口管材取下；

S4：返回步骤S1；

其中，挤压动作包括挤压模具按行程值运动向管材端口压入动作和挤压模具复位动作；

其特征在于，在步骤S2之前，还包括以下步骤：获得待扩口管材的长度标注值，根据待扩口管材长度的标注值、挤压模具与平台的位置关系、管材扩口大小的标注值计算挤压模具的运动距离值；对待扩口管材的长度进行测量，获得待扩口管材的实际长度值，计算待扩口管材的实际长度值和待扩口管材的长度标注值之差值T；若待扩口管材的实际长度值等于待扩口管材的长度标准值，将挤压模具的运动距离值作为挤压模具的行程值，若待扩口管材的实际长度值大于待扩口管材的长度标准值，将挤压模具的运动距离值和差值T之差作为挤压模具的行程值，若待扩口管材的实际长度值小于待扩口管材的长度标准值，将挤压模具的运动距离值和差值T之和作为挤压模具的行程值。

2.一种用于实现如权利要求1所述管材扩口方法的基于液压机的管材扩口系统，包括液压机，液压机包括基座、安装座、导向台(4)、液压油缸、上模(1)和下模(2)，基座上竖直设置有多根导向柱，安装座固定于导向柱顶部，液压油缸安装在安装座上，上模(1)固定在液压油缸的活塞杆远离缸体一端，下模(2)安装在基座上，导向台(4)可移动安装在导向柱上并与液压油缸的活塞杆固定；其特征在于，还包括测量装置，测量装置包括底板(5)、导轨(6)、滑板(7)、靠板(8)、气缸和安装台(9)，导轨(6)竖直于底板(5)设置，滑板(7)可移动安装在导轨(6)上，气缸与滑板(7)驱动连接并驱动滑板(7)沿导轨(6)运动，靠板(8)一侧与滑板(7)固定，安装台(9)安装在底板(5)上并位于靠板(8)下方。

3.根据权利要求2所述的基于液压机的管材扩口系统，其特征在于，还包括第一电子尺、第二电子尺(11)和控制装置，第二电子尺(11)平行于导向柱设置，第一电子尺平行于导轨(6)设置；第一电子尺、第二电子尺(11)、液压油缸均与控制装置通讯连接，控制装置预设有待扩口管材(3)的长度标准值、上模(1)的运动距离值和上模(1)静压时间值；控制装置通过第一电子尺获取待扩口管材(3)的实际长度值，控制装置根据公式：上模(1)的行程值＝上模(1)的运动距离值+待扩口管材(3)的长度标准值-待扩口管材(3)的实际长度值，计算获得上模(1)的行程值；控制装置通过第二电子尺(11)获得上模(1)的实时运动距离，当上模(1)的实时运动距离等于上模(1)的行程值时，控制装置通过控制液压油缸使得上模(1)停止运动并在保持静压时间达到上模(1)静压时间值后进行复位。

4.根据权利要求3所述的基于液压机的管材扩口系统，其特征在于，还包括安装板(10)，安装板(10)竖直安装在底板(5)上，第一电子尺固定在安装板(10)上。

5.根据权利要求3所述的基于液压机的管材扩口系统，其特征在于，还包括人机交互界面，人机交互界面与控制装置通讯连接。

6.根据权利要求2所述的基于液压机的管材扩口系统，其特征在于，还包括安装板(10)，安装板(10)竖直安装在底板(5)上，导轨(6)固定在安装板(10)上。