CN111760921B - 一种铜镍合金管壁厚精准定位装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铜镍合金管壁厚精准定位装置，包括游动芯头，游动芯头上设置阶梯式安装槽，阶梯式安装槽中设置张力传感器，张力传感器包括应变片结构，应变片结构与阶梯式安装槽相配合，张力传感器连接桥式电路一端，桥式电路另一端通过电缆线连接检测器。本发明提供了一种铜镍合金管壁厚精准定位拉拔方法，可操作性高，应变片结构位于芯头圆锥段，既可以检测出应变，也不会受到游动芯头前圆柱段受大应力的作用，大大提高了应变片结构寿命，采用精确的输出电势控制参数，确保了游动芯头的位移情况得到监控，可以有效识别出尺寸精度差的管材。

Description

一种铜镍合金管壁厚精准定位装置及其方法
技术领域
本发明涉及铜镍合金管制造技术领域，具体涉及一种铜镍合金管壁厚精准定位装置及其方法。
背景技术
管材的壁厚精度控制自拉拔工艺方法发明以来，经历了由短芯头、长芯杆、游动芯头的几个发展阶段，尤其是游动芯头的发明，满足了超长管材拉拔工艺的需要。
管材的尺寸包括外径、壁厚、内径和长度，管材外径取决于外模；内径则取决于芯头；长度则取决于管坯大小和拉拔设备的能力；但管材壁厚成型因素不仅取决外模和芯头，还取决于管坯精度、状态、润滑条件、芯头精度以及与外模配套的适应性等因素以及造成芯头在外模内特定工作区位精准定位的问题。
管材的有芯头拉拔是一个连续的减径、减壁过程，芯头的定位精度直接影响着被拉拔有足够长度的管材壁厚精度，而对于这些管材壁厚精度变化的连续性检测，目前也没有一种科学的检测方法，估必须找到一种游动芯头在拉拔过程中动态的精准检测与控制方法，来判定游动芯头在拉拔过程中产生位移的幅度大小。
发明内容
本发明的目的是在于克服、补充现有技术中存在的不足，提供一种铜镍合金管壁厚精准定位装置及其方法，可操作性高。本发明采用的技术方案是：
一种铜镍合金管壁厚精准定位装置，其中：包括游动芯头，所述游动芯头上设置阶梯式安装槽，所述阶梯式安装槽中设置张力传感器，所述张力传感器包括应变片结构，所述应变片结构与阶梯式安装槽相配合，所述张力传感器连接桥式电路一端，所述桥式电路另一端通过电缆线连接检测器。
优选的是，所述的铜镍合金管壁厚精准定位装置，其中：所述游动芯头包括芯头圆锥段和后圆柱段，所述阶梯式安装槽设置在后圆柱段。
优选的是，所述的铜镍合金管壁厚精准定位装置，其中：所述阶梯式安装槽包括依次相连的第一段、中间段、第二段，所述第一段、中间段、第二段直径依次增大，所述第一段设置于中间段靠近所述芯头圆锥段的一侧，所述第二段设置于中间段远离所述第一段一侧。
一种铜镍合金管壁厚精准定位方法，其中：包括如下步骤：
1）选取游动芯头，所述游动芯头包括相连的芯头圆锥段和后圆柱段，所述后圆柱段上设置阶梯式安装槽；
2）将张力传感器置于阶梯式安装槽中并固定，所述张力传感器一端连接桥式电路一端，桥式电路另一端通过电缆线连接检测器；
3）在拉拔过程中将外模与游动芯头之间形成分力使铜镍合金管产生减径、减壁变形，变形应力传递至张力传感器上产生应变，通过桥式电路获得电势输出，由电缆线传送至检测器显示被测压力。
优选的是，所述的铜镍合金管壁厚精准定位方法，其中：步骤2）张力传感器包括应变片结构，所述应变片结构与阶梯式安装槽相配合。
优选的是，所述的铜镍合金管壁厚精准定位方法，其中：所述步骤2）张力传感器通过弹性橡胶固定在阶梯式安装槽中。
优选的是，所述的铜镍合金管壁厚精准定位方法，其中：步骤3）输出电势稳定在V±0.5%V判定为游动芯头稳定，达到精准定位要求。
本发明的优点：
本发明提供了一种铜镍合金管壁厚精准定位拉拔装置和方法，定位方法可操作性高，应变片结构位于芯头圆锥段，既可以检测出应变，也不会受到游动芯头前圆柱段受大应力的作用，大大提高了应变片结构寿命，采用精确的输出电势控制参数，确保了游动芯头的位移情况得到监控，可以有效识别出尺寸精度差的管材。
附图说明
图1为本发明的铜镍合金管壁厚精准定位装置结构组成示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1所示：本发明提供一种铜镍合金管壁厚精准定位装置，其中：包括游动芯头1，所述游动芯头1上设置阶梯式安装槽2，所述阶梯式安装槽2中设置张力传感器3，所述张力传感器包括应变片结构4，所述应变片结构4与阶梯式安装槽2相配合，所述张力传感器3连接桥式电路5一端，所述桥式电路5另一端通过电缆线6连接检测器7。
其中：所述游动芯头1包括芯头圆锥段8和后圆柱段9，所述阶梯式安装槽设置在后圆柱段中。
其中：所述阶梯式安装槽包括依次相连的第一段、中间段、第二段，所述第一段、中间段、第二段直径依次增大，所述第一段设置于中间段靠近所述芯头圆锥段8的一侧，所述第二段设置于中间段远离所述第一段一侧。
实施例2：
一种铜镍合金管壁厚精准拉拔方法，选取20支规格为Φ16×1mm的退火态BFe30-1-1的铜镍合金管材，拔至Φ14×0.8×15000mm，包括以下步骤：
1）选取硬质合金制作的游动芯头，芯头的后圆柱段加工成阶梯式安装槽；
2）将张力传感器置于阶梯式安装槽中，用弹性橡胶将张力传感器尾部固定在阶梯式安装槽中；
3）应变片结构位于芯头圆锥段；冷拔时，外模与游动芯头将铜镍合金管挤压变形，变形应力传达至应变片结构，产生应变，即应变片的阻值发生变化，通过桥式电路获得电势输出，由电缆线传送至检测器显示被测压力，输出电压在11.3V，当输出电势稳定在11.3±0.0565V即认为游动芯头稳定，达到精准定位要求。
本实例所制造的BFe30-1-1的铜镍合金管材，共有13支冷拔时输出电势稳定在11.3±0.0565V，随机选取5支，每隔50cm切断，测量其壁厚，结果为0.8±0.02mm，尺寸精度高且稳定；7支冷拔时输出电势超出11.3±0.0565V，随机选取5支，每个50cm切断，测量其壁厚，结果为0.8±0.07mm，尺寸精度低且稳定性差。实例表明，本发明铜镍合金管拉拔芯头精准定位方法定位精确，产品精度高。
实施例3：
一种铜镍合金管壁厚精准定位方法，选取20支规格为Φ25×2mm的退火态BFe10-1-1的铜镍合金管材，拔至Φ21×1.7×20000mm，包括以下步骤：
1）选取硬质合金制作的游动芯头，芯头的后圆柱段加工成阶梯式安装槽；
2）将张力传感器置于阶梯式安装槽中，用弹性橡胶将张力传感器尾部固定在阶梯式安装槽中；
3）应变片结构位于芯头圆锥段；冷拔时，外模与游动芯头将铜镍合金管挤压变形，变形应力传达至应变片结构，产生应变，即应变片的阻值发生变化，通过桥式电路获得电势输出，由电缆线传送至检测器显示被测压力，输出电压在10.6V，当输出电势稳定在10.6±0.053V即认为游动芯头稳定，达到精准定位要求。
本实例所制造的BFe10-1-1的铜镍合金管材，共有12支冷拔时输出电势稳定在10.6±0.053V，随机选取5支，每隔50cm切断，测量其壁厚，结果为1.7±0.03mm，尺寸精度高且稳定；8支冷拔时输出电势超出10.6±0.053V，随机选取5支，每个50cm切断，测量其壁厚，结果为1.7±0.09mm，尺寸精度低且稳定性差，实例表明，本发明铜镍合金管拉拔芯头精准定位方法定位精确，产品精度高。
本发明提供了一种铜镍合金管壁厚精准定位拉拔方法，可操作性高，应变片结构位于芯头圆锥段，既可以检测出应变，也不会受到游动芯头前圆柱段受大应力的作用，大大提高了应变片结构寿命，采用精确的输出电势控制参数，确保了游动芯头的位移情况得到监控，可以有效识别出尺寸精度差的管材。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种铜镍合金管壁厚精准定位装置，其特征在于：包括游动芯头，所述游动芯头上设置阶梯式安装槽，所述阶梯式安装槽中设置张力传感器，所述张力传感器包括应变片结构，所述应变片结构与阶梯式安装槽相配合，所述张力传感器连接桥式电路一端，所述桥式电路另一端通过电缆线连接检测器。
2.根据权利要求1所述的铜镍合金管壁厚精准定位装置，其特征在于：所述游动芯头包括芯头圆锥段和后圆柱段，所述阶梯式安装槽设置在后圆柱段。
3.根据权利要求2所述的铜镍合金管壁厚精准定位装置，其特征在于：所述阶梯式安装槽包括依次相连的第一段、中间段、第二段，所述第一段、中间段、第二段直径依次增大，所述第一段设置于中间段靠近所述芯头圆锥段的一侧，所述第二段设置于中间段远离所述第一段一侧。
4.一种铜镍合金管壁厚精准定位方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）选取游动芯头，所述游动芯头包括相连的芯头圆锥段和后圆柱段，所述后圆柱段上设置阶梯式安装槽；
2）将张力传感器置于阶梯式安装槽中并固定，所述张力传感器一端连接桥式电路一端，桥式电路另一端通过电缆线连接检测器；
3）在拉拔过程中将外模与游动芯头之间形成分力使铜镍合金管产生减径、减壁变形，变形应力传递至张力传感器上产生应变，通过桥式电路获得电势输出，由电缆线传送至检测器显示被测压力。
5.根据权利要求4所述的铜镍合金管壁厚精准定位方法，其特征在于：步骤2）张力传感器包括应变片结构，所述应变片结构与阶梯式安装槽相配合。
6.根据权利要求4所述的铜镍合金管壁厚精准定位方法，其特征在于：所述步骤2）张力传感器通过弹性橡胶固定在阶梯式安装槽中。
7.根据权利要求4所述的铜镍合金管壁厚精准定位方法，其特征在于：步骤3）输出电势稳定在V±0.5%V判定为游动芯头稳定，达到精准定位要求。
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