CN112668141B - 一种型材挤出速度评估系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种型材挤出速度评估系统，包括挤压比获取模块、难度结构系数获取模块、变形难度系数获取模块以及挤出速度计算模块，挤压比获取模块用于获取型材挤压比，难度结构系数获取模块用于获取型材难度结构系数，变形难度系数获取模块用于获取型材变形难度系数，挤出速度计算模块根据型材挤压比P、型材难度结构系数F以及成型材型难度系数M计算型材的挤出速度。本发明可以在型材产品开发评审阶段对挤出型材的出材速度进行科学准确的评估，有利于企业对产品质量性能控制、工艺路线设计以及生产成本评估，进而提高企业生产效率，降低生产成本。相应地，本发明还提供一种型材挤出速度评估方法。

Description

一种型材挤出速度评估系统及方法
技术领域
本发明涉及型材挤出技术领域，具体而言，涉及一种型材挤出速度评估系统及方法。
背景技术
型材挤出速度是型材挤压生产的基本数据之一，对型材产品的力学性能、表面质量、尺寸精度、生产效率均有密切关系。如果在型材产品开发评审阶段根据型材的结构特点、合金成分对挤出型材的出材速度进行科学准确的评估，那么对于产品质量性能控制、工艺路线设计以及生产成本评估均能起到至关重要的作用。
然而在现有技术中，还没有一种可以根据型材的结构特点、合金成分对挤出型材的出材速度进行科学准确的评估的方法，因此有必要研发出一种型材挤出速度评估方法。
发明内容
基于此，为了解决在现有技术中，还没有一种可以根据型材的结构特点、合金成分对挤出型材的出材速度进行科学准确的评估的方法的问题，本发明提供了一种型材挤出速度评估系统及方法，其具体技术方案如下：
一种型材挤出速度评估系统，其包括挤压比获取模块、难度结构系数获取模块、变形难度系数获取模块以及挤出速度计算模块。
所述挤压比获取模块用于获取型材挤压比P，所述难度结构系数获取模块用于获取型材难度结构系数F，所述变形难度系数获取模块用于获取型材变形难度系数M。
挤出速度计算模块用于接收所述型材挤压比P、所述型材难度结构系数F以及所述型材变形难度系数M，并根据所述型材挤压比P、所述型材难度结构系数F以及所述成型材型难度系数M计算型材的挤出速度S；其中，K为型材补偿常数。
进一步地，所述挤压比获取模块根据挤压筒截面积与挤压型材截面积获取所述型材挤压比P。
进一步地，所述难度结构系数获取模块根据所述型材变形难度系数M、型材壁厚难度系数H1、型材壁厚比难度系数H2、型材最大外接圆难度系数H3、型材挤压比难度系数H4、型材舌比难度系数H5、型材工头数难度系数H6以及型材形位公差难度系数H7来获取所述型材难度结构系数F；其中，所述型材难度结构系数
进一步地，所述型材补偿常数为5。
进一步地，所述型材变形难度系数M根据型材牌号进行设定。
相应地，本发明还提供一种型材挤出速度评估方法，其包括如下步骤：
获取型材挤压比P；
获取型材难度结构系数F；
获取型材变形难度系数M；
根据所述型材挤压比P、所述型材难度结构系数F以及所述成型材型难度系数M计算型材的挤出速度S；其中，K为型材补偿常数。
进一步地，所述挤压比P等于挤压筒截面积与挤压型材截面积之比。
进一步地，所述型材难度结构系数F根据所述型材变形难度系数M、型材壁厚难度系数H1、型材壁厚比难度系数H2、型材最大外接圆难度系数H3、型材挤压比难度系数H4、型材舌比难度系数H5、型材工头数难度系数H6以及型材形位公差难度系数H7获取而得；
其中，
进一步地，所述型材变形难度系数M根据型材牌号进行设定。
相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的型材挤出速度评估方法。
经过复实践检验，通过上述型材挤出速度评估方法计算型材的挤出速度与实际型材挤出速度的误差在10％之内。利用上述材挤出速度评估方法，可以在型材产品开发评审阶段根据型材的结构特点、合金成分对挤出型材的出材速度进行科学准确的评估，有利于企业对产品质量性能控制、工艺路线设计以及生产成本评估，进而提高企业生产效率，降低生产成本。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明一实施例中一种型材挤出速度评估系统的整体结构示意图；
图2是本发明一实施例中一种型材挤出速度评估方法的整体流程示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
型材挤出速度是型材挤压生产的基本数据之一，对型材产品的力学性能、表面质量、尺寸精度、生产效率均有密切关系。如果在型材产品开发评审阶段根据型材的结构特点、合金成分对挤出型材的出材速度进行科学准确的评估，那么对于产品质量性能控制、工艺路线设计以及生产成本评估均能起到至关重要的作用。
通过对挤出型材结构难度以及合金变形难度进行评估，然后对挤出型材结构难度系数以及合金变形难度系数通过计算，即可以转化成型材的挤出速度。在合适的工艺条件下，合金变形难度与材料本身特性相关，而型材结构难度受多因素影响，如壁厚及壁厚比、外接圆大小、舌比、挤压比、内扩展等，按一定方法对这些因素进行评估，并利用数学方法进行统计分析得出型材的挤出速度。
如图1所示，本发明一实施例中的一种型材挤出速度评估系统，其包括挤压比获取模块、难度结构系数获取模块、变形难度系数获取模块以及挤出速度计算模块。
所述挤压比获取模块用于获取型材挤压比P，所述难度结构系数获取模块，用于获取型材难度结构系数F，所述变形难度系数获取模块用于获取型材变形难度系数M。
所述挤出速度计算模块用于接收所述型材挤压比P、所述型材难度结构系数F以及所述型材变形难度系数M，并根据所述型材挤压比P、所述型材难度结构系数F以及所述成型材型难度系数M计算型材的挤出速度S。
其中，K为型材补偿常数。
在其中一个实施例中，所述挤压比获取模块根据挤压筒截面积与挤压型材截面积获取所述型材挤压比P，所述型材挤压比P等于挤压筒截面积与挤压型材截面积之比。
在其中一个实施例中，所述难度结构系数获取模块根据所述型材变形难度系数M、型材壁厚难度系数H1、型材壁厚比难度系数H2、型材最大外接圆难度系数H3、型材挤压比难度系数H4、型材舌比难度系数H5、型材工头数难度系数H6以及型材形位公差难度系数H7来获取所述型材难度结构系数F；其中，所述型材难度结构系数
根据《铝加工手册》对不同合金牌号合金的变形难度系数进行规定。如表一所示，变形难度系数越大，代表合金的变形难度越大。优选地，对于同一合金牌号合金，所述型材变形难度系数M可取变形难度系数范围值的中值，如合金牌号为6061的合金的型材变形难度系数M为30。当然，由于不同厂家因为合金设计不同的缘故，不同合金牌号的型材变形难度系数M会有所差异。根据实际情况的不同，可以对不同合金牌号的型材变形难度系数做进一步的设定。
表一：
合金牌号 型材变形难度系数 合金牌号 型材变形难度系数
1060 5～10 5383 50～60
6063 10～20 5052 35～50
6061 25～35 7003 45～55
6082 35～50 7020 45～55
挤出速度对型材壁厚十分敏感，型材壁厚过薄会导致挤出压力增大，表面压力过大，影响出料速度。如表二所示，所述型材壁厚难度系数H1根据不同挤压机的吨位以及型材的最小壁厚进行设定。当型材壁厚偏差小于250％时，所述型材壁厚难度系数H1根据型材最薄壁厚值进行设定。
表二：
型材壁厚偏大，出料速度不均衡，需通流量调整平衡产品个位置速度，以调整整体速度。当型材壁厚偏差超过250％后时，根据表三设定所述型材壁厚比难度系数H2。
表三：
在挤压过程中由于边部摩擦的作用，型材端部速度慢于中心速度，型材外接圆越大，这种速度差距越大，因此必须通过流量设计来平衡此差距，以调整整体挤出速度。如表四，所述型材最大外接圆难度系数H3根据挤压机吨位、型材外接圆直径以及模具类型(包括平模以及分流模)进行设定。
表四：
挤压比体现的是变形量的大小。在合适范围内，变形量越大挤出速度越快，但过大的变形量将导致压力过高，进而造成挤压机“闷车”，使得挤压过程不能正常进行，甚至损坏工具，影响生产效率。变形量过小则会对产品质量性能造成不良影响，使得挤压机的能力不能得到充分利用，不利于获得组织和性能均匀的良品。如表五所示，所述型材挤压比难度系数H4根据挤压机吨位以及型材外接圆直径进行设定。
表五：
在其中一个实施例中，当模具外接圆过大，导致模具进料外接圆与焊合室外接圆形成的夹角为30°～45°时，应对所述型材挤压比难度系数H4进行额外补偿，所述额外补偿值在4至12之间。根据实际需要，可以对所述额外补偿值进行设定，在此不再赘述。
对于有开口的型材，所述型材舌比难度系数H5根据型材的空腔面积与开口平方的比值进行设定，如表六所示。
表六：
如表七所示，所述型材工头数难度系数H6根据型材复杂程度进行设定。
表七：
如表八所示，所述型材形位公差难度系数H7根据型材实际要求形位公差与国标14846相比较进行设定。
表八：
在其中一个实施例中，所述型材补偿常数为5。
在其中一个实施例中，所述型材变形难度系数M根据型材牌号进行设定。
在其中一个实施例中，如图2所示，本发明还提供一种型材挤出速度评估方法，其包括如下步骤：
获取型材挤压比P；
获取型材难度结构系数F；
获取型材变形难度系数M；
根据所述型材挤压比P、所述型材难度结构系数F以及所述成型材型难度系数M计算型材的挤出速度S；其中，K为型材补偿常数。
在其中一个实施例中，所述型材挤压比难度系数H4根据挤压机吨位以及型材外接圆直径获取而得。
在其中一个实施例中，所述型材难度结构系数F根据所述型材变形难度系数M、型材壁厚难度系数H1、型材壁厚比难度系数H2、型材最大外接圆难度系数H3、型材挤压比难度系数H4、型材舌比难度系数H5、型材工头数难度系数H6以及型材形位公差难度系数H7获取而得。其中，所述型材难度结构系数
在其中一个实施例中，所述型材变形难度系数M根据型材牌号进行设定。
在其中一个实施例中，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的型材挤出速度评估方法。
经过重复实践检验，通过上述型材挤出速度评估方法计算型材的挤出速度与实际型材挤出速度的误差在10％之内。利用上述材挤出速度评估方法，可以在型材产品开发评审阶段根据型材的结构特点、合金成分对挤出型材的出材速度进行科学准确的评估，有利于企业对产品质量性能控制、工艺路线设计以及生产成本评估，进而提高企业生产效率，降低生产成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种型材挤出速度评估系统，其特征在于，包括：
挤压比获取模块，用于获取型材挤压比P；
难度结构系数获取模块，用于获取型材难度结构系数F；
变形难度系数获取模块，用于获取型材变形难度系数M；
挤出速度计算模块，用于接收所述型材挤压比P、所述型材难度结构系数F以及所述型材变形难度系数M，并根据所述型材挤压比P、所述型材难度结构系数F以及所述型材变形难度系数M计算型材的挤出速度S；其中，，K为型材补偿常数；
所述挤压比获取模块根据挤压筒截面积与挤压型材截面积获取所述型材挤压比P；
所述难度结构系数获取模块根据所述型材变形难度系数M、型材壁厚难度系数H1、型材壁厚比难度系数H2、型材最大外接圆难度系数H3、型材挤压比难度系数H4、型材舌比难度系数H5、型材工头数难度系数H6以及型材形位公差难度系数H7来获取所述型材难度结构系数F；其中，
其中，所述型材壁厚难度系数H1根据不同挤压机的吨位以及型材的最小壁厚进行设定；
根据型材壁厚比设定所述型材壁厚比难度系数H2；
所述型材最大外接圆难度系数H3根据挤压机吨位、型材外接圆直径以及模具类型进行设定，模具类型包括平模以及分流模；
所述型材挤压比难度系数H4根据挤压机吨位以及型材外接圆直径进行设定；
所述型材舌比难度系数H5根据型材的空腔面积与开口平方的比值进行设定；
所述型材工头数难度系数H6根据型材复杂程度进行设定；
所述型材形位公差难度系数H7根据型材实际要求形位公差与国标14846相比较进行设定；
所述型材变形难度系数M根据型材牌号进行设定。
2.如权利要求1所述的一种型材挤出速度评估系统，其特征在于，所述型材补偿常数为5。
3.一种型材挤出速度评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取型材挤压比P；
获取型材难度结构系数F；
获取型材变形难度系数M；
根据所述型材挤压比P、所述型材难度结构系数F以及所述型材变形难度系数M计算型材的挤出速度S；其中，，K为型材补偿常数；
根据挤压筒截面积与挤压型材截面积获取所述型材挤压比P；
根据所述型材变形难度系数M、型材壁厚难度系数H1、型材壁厚比难度系数H2、型材最大外接圆难度系数H3、型材挤压比难度系数H4、型材舌比难度系数H5、型材工头数难度系数H6以及型材形位公差难度系数H7来获取所述型材难度结构系数F；其中，
其中，所述型材壁厚难度系数H1根据不同挤压机的吨位以及型材的最小壁厚进行设定；
根据型材壁厚比设定所述型材壁厚比难度系数H2；
所述型材最大外接圆难度系数H3根据挤压机吨位、型材外接圆直径以及模具类型进行设定，模具类型包括平模以及分流模；
所述型材挤压比难度系数H4根据挤压机吨位以及型材外接圆直径进行设定；
所述型材舌比难度系数H5根据型材的空腔面积与开口平方的比值进行设定；
所述型材工头数难度系数H6根据型材复杂程度进行设定；
所述型材形位公差难度系数H7根据型材实际要求形位公差与国标14846相比较进行设定；
所述型材变形难度系数M根据型材牌号进行设定。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3中所述的型材挤出速度评估方法。
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