CN108044012A - 锻造模具的变形量补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锻造模具的变形量补偿方法，包括步骤：在模具侧面设置至少两个观测标识点，在距离模具的预设距离设置相机，使观测标识点位于相机的拍摄范围内，在相机的拍摄范围内，还设置有基准标尺；让模具无负荷合模，用相机对观测标识点拍摄，得到初始照片；让模具带压力合模，并保压预设时间，用相机对观测标识点拍摄，得到变形后照片；将初始照片和变形后照片录入计算机，计算机对照基准标尺，识别测算出各观测标识点间距变化值，进而得到模具的变形量，将模具的变形量补偿加入锻机的挤压行程参数，可提高模锻件制造精度。

Description

锻造模具的变形量补偿方法
技术领域
本发明涉及模锻技术，具体的是锻造时，对模具变形量的补偿方法。
背景技术
对于大型的精密模锻锻件，例如航空模锻件，其发展趋势是大型化、整体化、精密化。锻件的制造精度可能严重影响后续产品使用性能。
而适于大型锻件的模具，其工作时通常会被加热至300多℃，当模具在升温后承受巨大合模压力，不可避免的会发生弹性变形，进而导致模锻件制造精度出现偏差。
为改善上述问题，需要对模具变形量进行测量，但常规的接触式测量方法，对高温模具难以进行，并且测量误差较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种锻造模具的变形量补偿方法，可提高大型模锻件制造精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
锻造模具的变形量补偿方法，包括顺序进行的以下步骤：
A、在模具侧面设置至少两个观测标识点，且所述至少两个观测标识点之间，具有平行于锻机挤压方向的间距；在距离模具的预设距离设置相机，使所述观测标识点位于相机的拍摄范围内，在所述相机的拍摄范围内，还设置有基准标尺；
B、让模具无负荷合模，用所述相机对观测标识点拍摄，得到初始照片；让模具带压力合模，并保压预设时间，用所述相机对观测标识点拍摄，得到变形后照片；
C、将所述初始照片录入计算机，计算机对照基准标尺，识别测算出各观测标识点的平行于锻机挤压方向的间距，得到初始间距数据S0；
将所述变形后照片录入计算机，计算机对照基准标尺，识别测算出各观测标识点的平行于锻机挤压方向的间距，得到变形后间距数据S1；
D、将S0减去S1，得到模具的变形量，将所述模具的变形量作为补偿值，加入锻机的挤压行程参数，用于提升锻造精度。
进一步的，所述A步骤中，是在上模具和下模具侧面分别设置所述至少两个观测标识点。
进一步的，所述A步骤中，在上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板侧面也分别设置有所述至少两个观测标识点，且上述所有观测标识点均位于所述相机的拍摄范围内；
所述C步骤中，还包括步骤：分别测算上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板的观测标识点的初始间距数据，以及变形后间距数据；
所述D步骤中，还包括步骤：分别计算得到上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板的变形量，且将上述各变形量作为补偿值，加入锻机的挤压行程参数，用于提升锻造精度。
进一步的，所述上模具、下模具、上模座、下模座、上工艺垫板和/或下工艺垫板侧面还设置有拼接标识点，用于作为两张相邻位置照片的拼接标识。
本发明的有益效果是：上述补偿方法，在模具及附属部件上设置观测标识点，用相机对模具变形前后分别拍摄照片，然后由计算机对照片中的观测标识点间距进行测算，进而计算出模具在锻机挤压方向上的变形量，将变形量作为补偿值加入锻机挤压行程参数中，可抵消相应的模具变形，提高模锻件制造精度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
锻造模具的变形量补偿方法，包括顺序进行的以下步骤：
A、在模具侧面设置至少两个观测标识点，且所述至少两个观测标识点之间，具有平行于锻机挤压方向的间距；在距离模具的预设距离设置相机，使所述观测标识点位于相机的拍摄范围内，在所述相机的拍摄范围内，还设置有基准标尺；
B、让模具无负荷合模，用所述相机对观测标识点拍摄，得到初始照片；让模具带压力合模，并保压预设时间，用所述相机对观测标识点拍摄，得到变形后照片；
C、将所述初始照片录入计算机，计算机对照基准标尺，识别测算出各观测标识点的平行于锻机挤压方向的间距，得到初始间距数据S0；
将所述变形后照片录入计算机，计算机对照基准标尺，识别测算出各观测标识点的平行于锻机挤压方向的间距，得到变形后间距数据S1；
D、将S0减去S1，得到模具的变形量，将所述模具的变形量作为补偿值，加入锻机的挤压行程参数，用于提升锻造精度。
上述方法，是在模具侧面设置观测标识点，用相机分别拍摄模具变形前后的照片，用计算机识别各标识点的间距，进而测算出模具在锻机挤压方向上的实际变形量，随后在锻机参数中对上述变形量补偿，由此可以提高锻件制造精度。
具体的，在模具侧面设置观测标识点，例如可以是在模具侧面绘制、粘接、安装或连接标识点，要求标识点升温至模具工作温度时依然能被相机识别，且位置稳定。
两点确定一条线段，因此需要设置至少两个观测标识点，且所述至少两个观测标识点之间，具有平行于锻机挤压方向的间距，例如锻机的挤压方向是竖直上下，则两个观测标识点在竖直上下方向上具有间距。典型的，常见的锻造压机模具都是包括上模具和下模具一起配合工作，因此需要在上模具和下模具分别设置所述至少两个观测标识点，即是上模具设置至少两个观测标识点，下模具也设置至少两个观测标识点，可以分别用于识别上、下模挤压方向上的变形量。
显然的，可以在模具上设置更多的观测标识点，例如可以是横向竖向排布多个观测标识点，由此可以测算模具横向和竖向的变形量。
在相机的拍摄范围内，还设置有基准标尺，例如可以是一把刻度尺，在照片中，该基准标尺可以作为长度的比对标准。
下一步，让模具无负荷合模，即是模具刚好合模接触，合模压力为零，此时用相机对观测标识点拍摄，得到初始照片，即是模具挤压变形前的照片；再让模具带压力合模，即是合模且保持一定合模压力，维持预设时间，用相机对观测标识点拍摄，得到变形后照片。
上述变形前后的照片录入计算机，用计算机进行识别比对，可以精确测算出，模具变形前后的尺寸变化。
例如典型的，计算机可以从照片像素识别两个观测标识点的间距，将该间距与基准标尺的刻度间距进行比对，进而将间距换算为长度读数。所谓的计算机可以是个人电脑、笔记本电脑、智能手机或其他具有图像识别比对功能的仪器设备。
计算机先要识别得到初始间距数据S0，例如锻机是包括上、下模，合模挤压方式是竖直上下，S0可以是包含上模具的，两个观测标识点在竖直方向上的间距，还包含下模具的，两个观测标识点在竖直方向上的间距。
与前述方法同理，计算机可以识别得到一定合模压力下，模具变形后间距数据S1，可以是包含上模具的，两个观测标识点在竖直方向上的间距，还包含下模具的，两个观测标识点在竖直方向上的间距。
将S0减去S1，就可以得到模具在挤压方向上的变形量，例如一定合模压力下，上模具和下模具，在竖直方向上分别被压缩了2mm，则可以在锻机的挤压行程参数中增加挤压行程4mm，用于补偿模具的变形量，使设计挤压行程与实际挤压行程相符，能提升锻造精度。
更优选的，可以是，所述A步骤中，在上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板侧面也分别设置有所述至少两个观测标识点，且上述所有观测标识点均位于所述相机的拍摄范围内；
所述C步骤中，还包括步骤：分别测算上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板的观测标识点的初始间距数据，以及变形后间距数据；
所述D步骤中，还包括步骤：分别计算得到上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板的变形量，且将上述各变形量作为补偿值，加入锻机的挤压行程参数，用于提升锻造精度。
即是可以在模具的相关部件上也设置观测标识点，并分别进行变形量测算和补偿。与前述模具变形量的测算方式同理，可以在上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板侧面也分别设置至少两个观测标识点，相机对标识点拍照，计算机识别照片，就可以分别测算出上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板在锻机挤压方向上的变形量。将上述变形量加入锻机的挤压行程参数，即可分别补偿上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板在合模压力下的挤压变形量，能提升锻造精度。
本发明的补偿方法，选用相机的分辨率越高，识别测算会更加精准，对于某些大尺寸模具，拍摄单张照片也许不能包含需要的完整图像，则可以是所述上模具、下模具、上模座、下模座、上工艺垫板和/或下工艺垫板侧面还设置有拼接标识点，用于作为两张相邻位置照片的拼接标识。
例如可以是在模具侧面设置十字形的照片拼接标识，用相机对模具拍摄两张相邻照片，计算机进行数据处理时，可以先将相邻照片的十字形拼接标识重叠，随后得到包含完整图像的照片数据。
显然的，照片拼接标识也可以是其他形状，例如米字型、L形等。

Claims (4)

1.锻造模具的变形量补偿方法，其特征在于，包括顺序进行的以下步骤：
A、在模具侧面设置至少两个观测标识点，且所述至少两个观测标识点之间，具有平行于锻机挤压方向的间距；在距离模具的预设距离设置相机，使所述观测标识点位于相机的拍摄范围内，在所述相机的拍摄范围内，还设置有基准标尺；
B、让模具无负荷合模，用所述相机对观测标识点拍摄，得到初始照片；让模具带压力合模，并保压预设时间，用所述相机对观测标识点拍摄，得到变形后照片；
C、将所述初始照片录入计算机，计算机对照基准标尺，识别测算出各观测标识点的平行于锻机挤压方向的间距，得到初始间距数据S0；
将所述变形后照片录入计算机，计算机对照基准标尺，识别测算出各观测标识点的平行于锻机挤压方向的间距，得到变形后间距数据S1；
D、将S0减去S1，得到模具的变形量，将所述模具的变形量作为补偿值，加入锻机的挤压行程参数，用于提升锻造精度。
2.如权利要求1所述的锻造模具的变形量补偿方法，其特征在于，所述A步骤中，是在上模具和下模具侧面分别设置所述至少两个观测标识点。
3.如权利要求2所述的锻造模具的变形量补偿方法，其特征在于，所述A步骤中，在上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板侧面也分别设置有所述至少两个观测标识点，且上述所有观测标识点均位于所述相机的拍摄范围内；
所述C步骤中，还包括步骤：分别测算上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板的观测标识点的初始间距数据，以及变形后间距数据；
所述D步骤中，还包括步骤：分别计算得到上模座、下模座、上工艺垫板和下工艺垫板的变形量，且将上述各变形量作为补偿值，加入锻机的挤压行程参数，用于提升锻造精度。
4.如权利要求2所述的锻造模具的变形量补偿方法，其特征在于，所述上模具、下模具、上模座、下模座、上工艺垫板和/或下工艺垫板侧面还设置有拼接标识点，用于作为两张相邻位置照片的拼接标识。
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