CN114523028A - 一种多头拉伸装置及使用该装置的消应力拉伸机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多头拉伸装置及使用该装置的消应力拉伸机，该多头拉伸装置包括：拉伸牵引机构、多个预拉紧机构、分设在多头拉伸装置两端且相对设置的固定端装夹机构和活动端装夹机构，多个预拉紧机构依次排列设置在固定端装夹机构上远离活动端装夹机构的一侧，每个预拉紧机构独立工作，用于拉伸牵引机构在拉伸前预先独立将各自装夹的长条状产品拉伸至相同的应力状态，拉伸牵引机构连接在活动端装夹机构上，用于拉动活动端装夹机构沿第一方向远离固定端装夹机构。本发明的多头拉伸装置在多个预拉紧机构各自独立预拉紧后，再对多个产品同时进行拉伸消除应力，不仅能保证每个产品拉伸时的稳定性，还能大大提高加工效率，节约制造成本。

Description

一种多头拉伸装置及使用该装置的消应力拉伸机
技术领域
本发明属于消除应力技术领域，特别是一种多头拉伸装置及使用该装置的消应力拉伸机。
背景技术
产品在加工时经常会产生残余应力，如果这些应力不消除，在后续的机械加工或使用过程中必然会产生变形，从而影响产品质量和使用寿命。
目前，降低和消除长条状产品的残余应力一般采用机械拉伸法，即把长条状产品放在拉伸机上通过一次加载拉伸,长条状产品的拉应力区在外载的作用下产生拉伸塑性变形,其拉伸塑性变形方向和残余应力变形方向相反，从而逐步消除或消减长条状产品内的残余应力。
但是，由于每个长条状产品的自然弯曲情况各不相同，为了较好地保证稳定消除每个长条状产品的应力，一般都采用单头拉伸的方式。不过单头拉伸时每批次应力消除的拉伸时间比较长，大大影响了生产效率，因此如何稳定高效地消除多个长条状产品的应力成为目前生产的难题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种多头拉伸装置及使用该装置的消应力拉伸机，解决难以稳定高效地消除多个长条状产品的应力的问题。
本发明提供的一种多头拉伸装置，用于沿第一方向拉伸消除多个长条状产品的应力，多头拉伸装置包括：固定端装夹机构、活动端装夹机构、拉伸牵引机构和多个预拉紧机构，固定端装夹机构和活动端装夹机构分设在多头拉伸装置的两端且相对设置，用于拉伸牵引机构拉伸时共同装夹住多个长条状产品的两端，拉伸牵引机构连接在活动端装夹机构上，用于拉动活动端装夹机构沿第一方向远离固定端装夹机构，多个预拉紧机构排列设置在固定端装夹机构上远离活动端装夹机构的一侧，在固定端装夹机构装夹前，每个预拉紧机构预先独立地配合活动端装夹机构装夹并沿第一方向拉紧各自对应的长条状产品的一端。
可选的，每个预拉紧机构包括预拉紧驱动机构和预拉紧装夹机构，预拉紧装夹机构与活动端装夹机构配合预先装夹住长条状产品，预拉紧驱动机构连接在预拉紧装夹机构上，用于拉动装夹有长条状产品的预拉紧装夹机构远离活动端装夹机构。
优选的，预拉紧驱动机构包括预拉紧气缸，预拉紧装夹机构包括预拉紧安装架以及从上往下依次设置的预拉紧下压机构、预拉紧上夹爪和预拉紧下夹爪，预拉紧气缸的活塞杆连接在预拉紧安装架上远离活动端装夹机构的一侧，预拉紧下压机构和预拉紧下夹爪分别对应地固定在预拉紧安装架的上下侧，预拉紧上夹爪固定在预拉紧下压机构的下压端，用于配合预拉紧下夹爪装夹住长条状产品的一端。
优选的，预拉紧驱动机构还包括预拉紧定时模块，预拉紧定时模块用于控制预拉紧气缸按照设定的时间参数完成预拉紧工作。
优选的，固定端装夹机构从上往下依次包括固定端下压机构、固定端上夹爪、固定端下夹爪和固定端固定板，固定端上夹爪连接在固定端下压机构上，固定端下夹爪固定在固定端固定板的顶部，固定端下压机构用于驱使固定端上夹爪下压与固定端下夹爪配合夹紧多个长条状产品的一端，每个预拉紧下夹爪的底部可滑动地靠设在固定端固定板的顶部，每个预拉紧下夹爪的上表面与固定端下夹爪的上表面高度位置相同。
优选的，固定端下压机构包括固定端液压缸和固定端曲肘机构，固定端液压缸的活塞杆连接在固定端曲肘机构的驱动端，用于驱使固定端曲肘机构沿第一方向带动固定端上夹爪下压。
优选的，多个预拉紧机构沿第二方向排列设置在固定端装夹机构上，其中第二方向垂直于第一方向。
优选的，多个预拉紧安装架依次排列等高设置，每两个相邻的预拉紧安装架上的预拉紧气缸的安装位置上下错开。
可选的，活动端装夹机构包括从上往下依次设置的活动端下压机构、活动端上夹爪、活动端下夹爪和活动端固定板，活动端上夹爪连接在活动端下压机构上，活动端下夹爪固定在活动端固定板的顶部，活动端下压机构用于驱使活动端上夹爪下压与活动端下夹爪配合夹紧多个长条状产品的另一端，活动端装夹机构还包括活动端牵引板，活动端牵引板分别与活动端下压机构和活动端固定板连接，拉伸牵引机构连接在活动端牵引板上。
本发明还提供一种消应力拉伸机，包括卧式机架和以上任一项所述的多头拉伸装置，多头拉伸装置安装在卧式机架上，其中，多头拉伸装置的固定端装夹机构固定在卧式机架的一端，多头拉伸装置的活动端装夹机构沿第一方向可滑动地设置在卧式机架的另一端。
与现有技术相比，本发明的多头拉伸装置采用多个预拉紧机构先各自独立将对应的长条状产品拉至相同的应力状态，然后利用拉伸牵引机构同时对多个产品进行拉伸消除残余应力，不仅能保证每个长条状产品拉伸时的稳定性，还能大大提高加工效率，同时多头拉伸的结构设置还可节约制造成本。
本发明的消应力拉伸机，可大大提高消除残余应力的生产效率，同时采用卧式结构相较于立式可方便多头拉伸装置的放置与安装，可适用于更多长度规格的产品，扩大了设备的适用性。
附图说明
图1为本发明一实施例的多头拉伸装置于一视角的结构示意图；
图2为本发明一实施例的多头拉伸装置于另一视角的结构示意图；
图3为本发明一实施例的多头拉伸装置于又一视角的结构示意图；
图4为本发明一实施例的多个预拉紧机构的布置示意图；
图5为本发明一实施例的消应力拉伸机的结构示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参照图1、图2和图3，本发明提供了一种多头拉伸装置101，用于沿第一方向X同时拉伸消除多个长条状产品102的应力。每个长条状产品102均沿第一方向X延伸。多头拉伸装置101包括：固定端装夹机构1、活动端装夹机构2、拉伸牵引机构3和多个预拉紧机构4。
固定端装夹机构1和活动端装夹机构2分设在多头拉伸装置101的两端且相对设置，用于拉伸牵引机构3拉伸时共同装夹住多个长条状产品102的两端。
可选的，固定端装夹机构1从上往下依次包括固定端下压机构11、固定端上夹爪12、固定端下夹爪13和固定端固定板14，固定端上夹爪12连接在固定端下压机构11上，固定端下夹爪13固定在固定端固定板14的顶部，固定端下压机构11用于驱使固定端上夹爪12下压与固定端下夹爪13配合夹紧多个长条状产品102的一端。
可选的，活动端装夹机构2包括从上往下依次设置的活动端下压机构21、活动端上夹爪22、活动端下夹爪23和活动端固定板24，活动端上夹爪22连接在活动端下压机构21上，活动端下夹爪23固定在活动端固定板24的顶部，活动端下压机构21用于驱使活动端上夹爪22下压与活动端下夹爪23配合夹紧多个长条状产品102的另一端，活动端装夹机构2还包括活动端牵引板25，活动端牵引板25分别与活动端下压机构21和活动端固定板24连接。
拉伸牵引机构3连接在活动端牵引板25上，用于拉动活动端装夹机构2沿第一方向X远离固定端装夹机构1。
多个预拉紧机构4排列设置在固定端装夹机构1上远离活动端装夹机构2的一侧，每个预拉紧机构4独立工作，用于在拉伸牵引机构3拉伸前预先拉紧各自装夹的长条状产品102。
可选的，每个预拉紧机构4包括预拉紧驱动机构41和预拉紧装夹机构42，预拉紧装夹机构42与活动端装夹机构2配合预先装夹住长条状产品102，预拉紧驱动机构41连接在预拉紧装夹机构42上，用于拉动装夹有长条状产品102的预拉紧装夹机构42远离活动端装夹机构2。这样的设置结构精简，方便实现每个长条状产品102独立地进行装夹和预拉紧。
优选的，预拉紧驱动机构41包括预拉紧气缸411，预拉紧装夹机构42包括预拉紧安装架421以及从上往下依次设置的预拉紧下压机构422、预拉紧上夹爪423和预拉紧下夹爪424。预拉紧安装架421包括上下两层平台，预拉紧下压机构422固定在预拉紧安装架421的上层平台的上表面，预拉紧上夹爪423固定在预拉紧下压机构422的下压端，预拉紧下夹爪424固定在预拉紧安装架421的下层平台的上表面，预拉紧下压机构422用于驱使预拉紧上夹爪423下压与预拉紧下夹爪424配合预先夹住相应的单个长条状产品102，预拉紧气缸411的活塞杆连接在预拉紧安装架421上，用于将预拉紧安装架421沿第一方向X拉离活动端装夹机构2。这样的结构设置合理，方便预拉紧驱动机构41稳定地拖动预拉紧装夹机构42。
优选的，预拉紧驱动机构41还包括预拉紧定时模块，预拉紧定时模块用于控制预拉紧气缸411按照设定的时间参数完成预拉紧工作。例如，某一规格的产品经过测算一般预拉紧两秒钟，可使得大部分装夹的产品达到相同的长度和相同的拉力，此时可设定多于两秒（如五秒钟）的拉伸时间，以保证此规格的产品基本都可以达到相同的初始拉伸状态，虽然多设几秒但这样预拉伸时每个产品的拉伸是否同步就无需再做要求，可大大降低生产条件要求。
优选的，每个预拉紧下夹爪424的底部可滑动地靠设在活动端固定板24的顶部。这样可以保证预拉紧时预拉紧下夹爪424的底部有足够的支撑力，保证预拉紧夹紧的稳定性。每个预拉紧下夹爪424的上表面与固定端下夹爪13的上表面高度位置相同。这样可以保证每个长条状产品102放置和拉伸时尽可能保持笔直，更好地消除残余应力。
优选的，每个预拉紧下压机构422均采用相同规格的液压缸作为下压动力。采用液压缸，下压动力更大，装夹更加稳定，相同的规格便于采购和更换。
优选的，每个预拉紧装夹机构42中，预拉紧安装架421和与预拉紧下夹爪424为一体结构。预拉紧上夹爪423呈L型，预拉紧上夹爪423的一端4231竖直设置，刚好可上下滑动地插设在预拉紧安装架421内远离预拉紧下夹爪45的一侧，用于保证预拉紧上夹爪423与预拉紧安装架421在第一方向X上保持相对静止，预拉紧上夹爪423的另一端4232沿第一方向X延伸设置，用于配合预拉紧下夹爪424装夹住长条状产品102。这样设置可以防止预拉紧上夹爪423相对预拉紧安装架421在第一方向X上有位移，从而保证液压缸的活塞杆不会沿第一方向X折弯而损坏。
优选的，如图3和图4所示，多个预拉紧机构4沿第二方向Y依次排列设置在固定端装夹机构1上，第二方向Y垂直于第一方向X。更优的，多个预拉紧安装架421依次排列等高设置，每两个相邻的预拉紧安装架421上的预拉紧气缸411的安装位置上下错开。这样设置可以节省布局空间，节约制造成本。
优选的，固定端下压机构11包括固定端液压缸111和固定端曲肘机构112，固定端曲肘机构112的上端连接在固定端液压缸111的活塞杆上，固定端曲肘机构112的下端固定有固定端上夹爪12，活动端下压机构21包括活动端液压缸211和活动端曲肘机构212，活动端曲肘机构212的上端连接在活动端液压缸211上，活动端曲肘机构212的下端固定有活动端上夹爪22。采用液压缸配合曲肘机构的方式，可以提供放大多倍的装夹力，快速地装夹住产品，且曲肘结构伸直时液压缸活塞杆行程较短，依旧可提供较大的开合间距，不影响机械手自动取料，另外曲肘机构具有自锁功能，夹紧后无需额外提供动力，可大大地节约能耗。
可选的，拉伸牵引机构3采用电动缸作为牵引动力。采用电动缸作为拉伸的牵引的动力可以更精确更稳定地控制拉伸长度，更好地消除产品应力。
如图5所示，本发明还提供一种消应力拉伸机100，包括卧式机架103和以上任一项实施例所述的多头拉伸装置101，多头拉伸装置101安装在卧式机架103上，固定端装夹机构1固定在卧式机架103的一端，活动端装夹机构2沿第一方向X可滑动地设置在卧式机架103的另一端。
本发明一实施例的多头拉伸装置101的运行原理：
首先沿第二方向Y依次将多个长条状产品102的一端放置在活动端上夹爪22和活动端下夹爪23之间，并通过活动端下压机构21下压使活动端上夹爪22和活动端下夹爪23配合夹紧，接着将多个长条状产品102的另一端穿过固定端装夹机构1后依次对应地放在每个预拉紧机构4的预拉紧上夹爪423和预拉紧下夹爪424之间，并各自通过单独的预拉紧下压机构422下压使预拉紧上夹爪423和预拉紧下夹爪424配合夹紧，然后分别各自控制对应的预拉紧气缸411沿第一方向X拉伸至每个长条状产品102均能达到相同长度和相同拉力的初始拉伸状态。其中，具体拉伸时长可根据不同规格产品的测试来确定。再通过固定端下压机构11下压使固定端上夹爪12和固定端下夹爪13配合夹紧所有长条状产品102，待夹紧后，启动拉伸牵引机构3使活动端装夹机构2沿第一方向X远离固定端装夹机构1，实现多个长条状产品102共同拉伸消除应力。
本发明的多头拉伸装置采用多个预拉紧机构先各自独立将对应的长条状产品拉至相同的应力状态，然后利用拉伸牵引机构同时对多个产品进行拉伸消除残余应力，不仅能保证每个长条状产品拉伸时的稳定性，还能大大提高加工效率，同时多头拉伸的结构设置还可节约制造成本。
本发明的消应力拉伸机，可大大提高消除残余应力的生产效率，同时采用卧式结构相较于立式可方便多头拉伸装置的放置与安装，可适用于更多长度规格的产品，扩大了设备的适用性。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种多头拉伸装置，用于沿第一方向拉伸消除多个长条状产品的应力，其特征在于，该多头拉伸装置包括：固定端装夹机构、活动端装夹机构、拉伸牵引机构和多个预拉紧机构；
该固定端装夹机构和该活动端装夹机构相对设置，用于在该拉伸牵引机构拉伸时共同装夹住该多个长条状产品的两端；
该拉伸牵引机构连接在活动端装夹机构上，用于拉动该活动端装夹机构沿该第一方向远离该固定端装夹机构；
该多个预拉紧机构排列设置在该固定端装夹机构上远离该活动端装夹机构的一侧，在该固定端装夹机构装夹前，每个预拉紧机构预先独立地配合该活动端装夹机构装夹并沿该第一方向拉紧各自对应的长条状产品的一端。
2.如权利要求1所述的多头拉伸装置，其特征在于，每个预拉紧机构包括预拉紧驱动机构和预拉紧装夹机构，该预拉紧装夹机构与该活动端装夹机构配合预先装夹住长条状产品，该预拉紧驱动机构连接在该预拉紧装夹机构上，用于拉动装夹有长条状产品的该预拉紧装夹机构远离该活动端装夹机构。
3.如权利要求2所述的多头拉伸装置，其特征在于，该预拉紧驱动机构包括预拉紧气缸，该预拉紧装夹机构包括预拉紧安装架以及从上往下依次设置的预拉紧下压机构、预拉紧上夹爪和预拉紧下夹爪，该预拉紧气缸的活塞杆连接在该预拉紧安装架上远离该活动端装夹机构的一侧，该预拉紧下压机构和该预拉紧下夹爪分别对应地固定在该预拉紧安装架的上下侧，该预拉紧上夹爪固定在该预拉紧下压机构的下压端，用于配合该预拉紧下夹爪装夹住长条状产品的一端。
4.如权利要求3所述的多头拉伸装置，其特征在于，该预拉紧驱动机构还包括预拉紧定时模块，该预拉紧定时模块用于控制该预拉紧气缸按照设定的时间参数完成预拉紧工作。
5.如权利要求3所述的多头拉伸装置，其特征在于，该固定端装夹机构从上往下依次包括固定端下压机构、固定端上夹爪、固定端下夹爪和固定端固定板，该固定端上夹爪连接在该固定端下压机构上，该固定端下夹爪固定在该固定端固定板的顶部，该固定端下压机构用于驱使该固定端上夹爪下压与该固定端下夹爪配合夹紧多个长条状产品的一端，每个预拉紧下夹爪的底部可滑动地靠设在该固定端固定板的顶部，每个预拉紧下夹爪的上表面与该固定端下夹爪的上表面高度位置相同。
6.如权利要求5所述的多头拉伸装置，其特征在于，该固定端下压机构包括固定端液压缸和固定端曲肘机构，该固定端液压缸的活塞杆连接在该固定端曲肘机构的驱动端，用于驱使该固定端曲肘机构沿该第一方向带动该固定端上夹爪下压。
7.如权利要求3所述的多头拉伸装置，其特征在于，该多个预拉紧机构沿第二方向排列设置在该固定端装夹机构上，其中该第二方向垂直于该第一方向。
8.如权利要求7所述的多头拉伸装置，其特征在于，多个预拉紧安装架依次排列等高设置，每两个相邻的预拉紧安装架上的预拉紧气缸的安装位置上下错开。
9.如权利要求1所述的多头拉伸装置，其特征在于，该活动端装夹机构包括从上往下依次设置的活动端下压机构、活动端上夹爪、活动端下夹爪和活动端固定板，该活动端上夹爪连接在该活动端下压机构上，该活动端下夹爪固定在该活动端固定板的顶部，该活动端下压机构用于驱使该活动端上夹爪下压与该活动端下夹爪配合夹紧该多个长条状产品的另一端，该活动端装夹机构还包括活动端牵引板，该活动端牵引板分别与该活动端下压机构和该活动端固定板连接，该拉伸牵引机构连接在该活动端牵引板上。
10.一种消应力拉伸机，其特征在于，包括卧式机架和如权利要求1至9中任一项所述的多头拉伸装置，该多头拉伸装置安装在该卧式机架上，其中，该多头拉伸装置的固定端装夹机构固定在该卧式机架的一端，该多头拉伸装置的活动端装夹机构沿第一方向可滑动地设置在该卧式机架的另一端。
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