CN114653787A - 一种钛合金异型材电加热矫直装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛合金异型材电加热矫直装置及方法，该装置包括四个夹头和设置在夹头上的夹爪；拉伸机构和扭拧机构之间连接有加热机构；拉伸机构和扭拧机构上连接有温度检测机构；矫直机架的一侧设置有冷却机构。该方法包括：一、加工前设备检测并确定异型材的矫直参数；二、更换拉伸头上的夹爪和扭拧头上的夹爪；三、调整拉伸头和扭拧头之间的距离；四、固定异型材；五、加热异型材；六、矫直异型材；七、冷却并抽出异型材。本发明通过设置加热机构，实现对夹持的异型材进行在线电接触，能更快的对夹持的异型材实现矫直；利用冷却机构可对矫直过程中的发热点进行冷却，避免装置过热；利用温度检测机构保证对夹持的异型材温度的准确测量。
Description
技术领域
本发明属于异型材矫直技术领域，尤其是涉及一种钛合金异型材电加热矫直装置及方法。
背景技术
有色金属的异型材是通过大型的挤压机挤压出来的，其中异型材包括U型、L型、Z型或者T型等形状，通过模具挤压出的异型材通常会出现弯曲或者扭拧的情况，不能直接交付生产使用，在作为成品出厂前都需要经过矫直工序才能正常交付。但是对于像钛合金等材料的金属记忆性能特别好，冷态矫直后，型材很快又恢复了原来的形状，不能达到要求的矫直作用。国内传统的矫直做法是用火枪加热后，人工局部一点点矫正，然后放在模具中固定后放入蠕变炉中处理，最终实现材料的矫直功能；而国外当前已有相关的异型材电加热方法，但仍然处于保密状态，不能被国内广泛应用。因此提供一种对异型材通电加热的矫直方法以解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钛合金异型材电加热矫直装置，将所述夹爪安装在所述夹头内，可实现对夹爪的快速更换，同时在夹持头的底部设置锥形齿，保证了夹紧的可靠性；通过设置所述加热机构，实现对夹持的所述异型材进行在线电接触，加热到设定温度，能更快的对夹持的所述异型材实现矫直；利用所述冷却机构可对矫直过程中的发热点进行冷却，避免装置过热，不利于使用；利用所述温度检测机构对拉伸头和扭拧头上的温度进行测量，方便工作人员对夹持的异型材温度的控制，保证对夹持的异型材温度的准确测量，提高了测量精度和可靠性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钛合金异型材电加热矫直装置，其特征在于：所述拉伸夹持件包括设置在所述拉伸头内的四个夹头和设置在所述夹头上用于夹持所述异型材的夹爪，四个所述夹头沿所述安装孔的周向方向均匀布设；四个所述夹头通过连接轴连接为一体，所述夹爪包括设置在所述夹头内的固定头和设置在所述固定头底部的夹持头，所述夹持头与所述固定头固定连接为一体；所述夹持头的底部设置有锥形齿；
所述拉伸机构和所述扭拧机构之间连接有加热机构，所述加热机构包括加热电源和连接所述加热电源和所述拉伸头的拉伸连接组件、以及连接所述加热电源和所述扭拧头的扭拧连接组件；所述拉伸机构和所述扭拧机构上连接有温度检测机构；所述矫直机架的一侧设置有冷却机构。
上述的一种钛合金异型材电加热矫直装置，其特征在于：所述夹头上开设有供所述连接轴安装的连接轴安装槽，所述夹头的底部开设有供所述夹爪安装的夹爪安装槽，所述夹爪安装槽布设在远离所述连接轴安装槽的一侧。
上述的一种钛合金异型材电加热矫直装置，其特征在于：所述拉伸连接组件包括连接在所述加热电源上的拉伸导电母排、以及连接所述拉伸导电母排和所述拉伸头的拉伸水冷电缆；所述扭拧连接组件包括连接在所述加热电源上的扭拧导电母排、以及连接所述扭拧导电母排和所述扭拧头的扭拧水冷电缆，所述扭拧导电母排上设置有滑动导电件。
上述的一种钛合金异型材电加热矫直装置，其特征在于：所述温度检测机构包括设置在所述拉伸头上的第一红外温度传感器、设置在所述扭拧头上的第二红外温度传感器、以及设置在所述矫直机架一侧用于接收所述第一红外温度传感器输出信号和所述第二红外温度传感器输出信号的控制柜；所述控制柜中设置有电路板，所述电路板上集成有控制器，所述第一红外温度传感器的信号输出端和所述第二红外温度传感器的信号输出端均与所述控制器的信号输入端连接。
上述的一种钛合金异型材电加热矫直装置，其特征在于：所述冷却机构包括设置在矫直机架一侧的循环水箱和与所述循环水箱连接的冷却管组件，所述冷却管组件包括对所述加热电源进行冷却的第一冷却管、以及对拉伸水冷电缆和拧水冷电缆进行冷却的第二冷却管；所述第一冷却管和第二冷却管的一端均与所述循环水箱的出口连接，所述第一冷却管和第二冷却管的另一端均通过板式热交换器与所述循环水箱的进口连接。
本发明还提供了一种钛合金异型材电加热矫直装置对钛合金异型材进行电加热矫直的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、加工前设备检测并确定异型材的矫直参数：在系统送电前检查装置各组成部分，确保装置能正常运转且无短路现象；根据需要矫直的所述异型材的类型，确定矫直所述异型材需要达到的预设拉伸长度、预设加热温度以及预设扭拧角度；
步骤二、更换拉伸头上的夹爪和扭拧头上的夹爪：按照需要加工的所述异型材的尺寸确定所述夹爪的型号；启动所述拉伸夹爪油缸，所述拉伸夹爪油缸的夹爪活塞杆后退，松开所述拉伸夹持件，人工将确定好型号的所述拉伸头上的夹爪进行替换，再启动所述拉伸夹爪油缸，所述拉伸夹爪油缸的夹爪活塞杆前进，夹紧所述拉伸夹持件；启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆后退，松开所述扭拧夹持件，人工将确定好型号的所述扭拧头上的夹爪进行替换，再启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆前进，夹紧所述扭拧夹持件；其中，所述异型材为型材截面为T、U、L、Z、Y型的型材；
步骤三、调整拉伸头和扭拧头之间的距离：按照需要加工的所述异型材的尺寸确定所述拉伸头和扭拧头之间的距离；启动所述扭拧行进油缸，所述扭拧行进油缸包括两个相对设置的爬行定位缸和设置在两个所述爬行定位缸之间的三个爬行伸缩缸；三个所述爬行伸缩缸中的两个所述爬行伸缩缸布设在靠近所述拉伸机构的位置处，三个所述爬行伸缩缸中的一个所述爬行伸缩缸布设在远离所述拉伸机构的位置处；
当需要缩短所述拉伸头和扭拧头之间的距离时，启动远离所述拉伸机构的所述爬行定位缸，使其活塞杆伸出将所述扭拧机构远离所述拉伸机构的部分与所述矫直机架连接保持固定，启动靠近所述拉伸机构的所述爬行定位缸，使其活塞杆回缩将所述扭拧机构靠近所述拉伸机构的部分与所述矫直机架分离；
启动靠近所述拉伸机构的两个所述爬行伸缩缸，使其活塞杆伸出将所述扭拧机构靠近所述拉伸机构的部分向前推进；启动靠近所述拉伸机构的所述爬行定位缸，使其活塞杆伸出将所述扭拧机构靠近所述拉伸机构的部分与所述矫直机架连接保持固定；启动远离所述拉伸机构的所述爬行定位缸，使其活塞杆回缩所述爬行定位缸内将所述扭拧机构远离所述拉伸机构的部分与所述矫直机架分离；启动远离所述拉伸机构的所述爬行伸缩缸，使其活塞杆伸出将所述扭拧机构远离所述拉伸机构的部分向前推进；当需要增大所述拉伸头和扭拧头之间的距离时，所述扭拧行进油缸的工作过程相反；
步骤四、固定异型材：启动所述拉伸夹爪油缸，所述拉伸夹爪油缸的夹爪活塞杆回缩所述拉伸夹爪油缸内，松开所述拉伸夹持件，人工将所述异型材的一端放入所述拉伸头的夹爪中；启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆回缩所述扭拧夹爪油缸内，松开所述扭拧夹持件，人工将所述异型材的另一端放入所述扭拧头的夹爪中；同时再启动所述拉伸夹爪油缸和所述扭拧夹爪油缸，所述拉伸夹爪油缸的夹爪活塞杆伸出，将所述异型材的一端夹持在拉伸夹持件中；所述扭拧夹爪油缸的活塞杆伸出，将所述异型材的另一端夹持在所述扭拧夹持件中；
步骤五、加热异型材：根据步骤三中所述拉伸头和扭拧头之间的距离，调节滑动导电件的位置；启动加热电源，对所述异型材进行加热，所述第一红外温度传感器和第二红外温度传感器对所述异型材的温度进行检测，使实际加热温度达到预设加热温度并使实际加热温度保持在预设加热温度上；同时开启所述冷却机构对所述加热电源、拉伸水冷电缆和拧水冷电缆进行冷却降温；
步骤六、矫直异型材：启动所述拉伸油缸和伺服电机，所述拉伸油缸的拉伸活塞杆回缩所述拉伸油缸内，拉伸所述异型材；所述伺服电机驱动所述角度控制机构，带动所述扭拧头上的所述扭拧夹持件旋转，使夹持在所述扭拧头的夹爪上的所述异型材也旋转，当所述异型材的实际拉伸长度等于预设拉伸长度时，关闭拉伸油缸；当所述异型材的实际扭拧角度等于预设扭拧角度时，关闭所述伺服电机；
步骤七、冷却并抽出异型材：关闭加热电源，使矫直后的所述异型材自然冷却，所述第一红外温度传感器和第二红外温度传感器对所述异型材的温度进行检测，当所述异型材的表面温度降到室温时，启动所述拉伸夹爪油缸，所述拉伸夹爪油缸的夹爪活塞杆回缩所述拉伸夹爪油缸内，松开所述拉伸夹持件，人工将所述异型材的一端从所述拉伸夹持件中抽出；启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆回缩所述扭拧夹爪油缸内，松开所述扭拧夹持件，人工将所述异型材的另一端所述扭拧夹持件中抽出。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明将所述夹爪安装在所述夹头内，可实现对夹爪的快速更换，同时在夹持头的底部设置锥形齿，保证了夹紧的可靠性。
2、本发明通过设置所述加热机构，实现对夹持的所述异型材进行在线电接触，加热到设定温度，能更快的对夹持的所述异型材实现矫直。
3、本发明利用所述冷却机构可对矫直过程中的发热点进行冷却，避免装置过热，不利于使用。
4、本发明利用所述温度检测机构对拉伸头和扭拧头上的温度进行测量，方便工作人员对夹持的异型材温度的控制，保证对夹持的异型材温度的准确测量，提高了测量精度和可靠性。
综上所述，本发明将所述夹爪安装在所述夹头内，可实现对夹爪的快速更换，同时在夹持头的底部设置锥形齿，保证了夹紧的可靠性；通过设置所述加热机构，实现对夹持的所述异型材进行在线电接触，加热到设定温度，能更快的对夹持的所述异型材实现矫直；利用所述冷却机构可对矫直过程中的发热点进行冷却，避免装置过热，不利于使用；利用所述温度检测机构对拉伸头和扭拧头上的温度进行测量，方便工作人员对夹持的异型材温度的控制，保证对夹持的异型材温度的准确测量，提高了测量精度和可靠性。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明夹头的结构示意图。
图3为本发明夹爪的结构示意图。
图4为本发明扭拧行进油缸的结构示意图。
图5为本发明拉伸头和拉伸夹爪油缸的连接关系示意图。
图6为本发明夹持T型材的使用状态图。
图7为本发明的流程图。
附图标记说明:
1—矫直机架； 2—拉伸头； 3—拉伸油缸；
3-1—拉伸活塞杆； 4—扭拧头； 5—扭拧行进油缸；
5-1—爬行定位缸； 5-2—爬行伸缩缸； 6—夹头；
6-1—连接轴安装槽；6-2—夹爪安装槽； 6-3—连接件安装槽；
6-4—定位孔； 6-5—定位件插装孔； 6-6—通孔；
7—夹爪； 7-1—固定头； 7-2—夹持头；
7-3—固定孔； 8—连接轴； 9—加热电源；
10—拉伸水冷电缆； 11—拉伸导电母排； 12—扭拧水冷电缆；
13—滑动导电件； 14—第一红外温度传感器； 15—第二红外温度传感器；
16—控制柜； 19—扭拧导电母排； 20—固定支架；
21—循环水箱； 22—第一冷却管； 23—第二冷却管；
24—板式热交换器； 25—拉伸夹爪油缸； 38—安装框；
42—连接件。
具体实施方式
如图1至图7所示的一种钛合金异型材电加热矫直装置，包括矫直机架1、均设置在所述矫直机架1上用于对异型材进行拉伸的拉伸机构和用于对所述异型材扭拧的扭拧机构；所述拉伸机构包括拉伸头2和与所述拉伸头2连接用于带动所述拉伸头2移动的拉伸油缸3，所述拉伸油缸3的拉伸活塞杆3-1固定在所述拉伸头2上；所述拉伸头2内设置有拉伸夹紧组件，所述拉伸夹紧组件包括多个拉伸夹持件和连接在所述拉伸夹持件上用于带动所述拉伸夹持件动作的拉伸夹爪油缸25；所述扭拧机构包括扭拧头4和与所述扭拧头4连接用于带动所述扭拧头4移动的扭拧行进油缸5；所述扭拧头4内设置有扭拧夹紧组件，所述扭拧夹紧组件包括多个扭拧夹持件和连接在所述扭拧夹持件上用于带动所述扭拧夹持件动作的扭拧夹爪油缸；所述扭拧夹持件上连接有角度控制机构；
所述拉伸夹持件包括设置在所述拉伸头2内的四个夹头6和设置在所述夹头6上用于夹持所述异型材的夹爪7，四个所述夹头6沿所述安装孔的周向方向均匀布设；四个所述夹头6通过连接轴8连接为一体，所述夹爪7包括设置在所述夹头6内的固定头7-1和设置在所述固定头7-1底部的夹持头7-2，所述夹持头7-2与所述固定头7-1固定连接为一体；所述夹持头7-2的底部设置有锥形齿；
所述拉伸机构和所述扭拧机构之间连接有加热机构，所述加热机构包括加热电源9和连接所述加热电源9和所述拉伸头2的拉伸连接组件、以及连接所述加热电源9和所述扭拧头4的扭拧连接组件；所述拉伸机构和所述扭拧机构上连接有温度检测机构；所述矫直机架1的一侧设置有冷却机构。
实际使用时，将所述夹爪7安装在所述夹头6内，可实现对夹爪7的快速更换，同时在夹持头7-2的底部设置锥形齿，保证了夹紧的可靠性。
通过设置所述加热机构，实现对夹持的所述异型材进行在线电接触，加热到设定温度，能更快的对夹持的所述异型材实现矫直。
其中，设置所述冷却机构可对矫直过程中的发热点进行冷却，避免装置过热，不利于使用。
另外，利用所述温度检测机构对拉伸头2和扭拧头4上的温度进行测量，方便工作人员对夹持的异型材温度的控制，保证对夹持的异型材温度的准确测量，提高了测量精度和可靠性。
需要说明的是，所述扭拧行进油缸5包括所述爬行定位缸5-1和所述爬行伸缩缸5-2；所述角度控制机构由涡轮和蜗杆组成，利用所述角度控制机构带动所述扭拧头4转动。所述拉伸夹持件的数量为四个，四个所述拉伸夹持件沿拉伸头2的周向方向布设；所述扭拧夹持件的数量为四个，四个所述扭拧夹持件沿扭拧头4的周向方向布设。
实际使用时，所述拉伸头2的中部开设有供所述拉伸夹持件安装的安装孔，所述安装孔靠近所述拉伸夹爪油缸25一端的内径大于所述安装孔远离所述拉伸夹爪油缸25一端的内径；所述连接轴8通过多个紧固件固定在所述夹头6上，所述夹头6上开设有供所述紧固件安装的螺栓孔6-3。所述角度控制机构与伺服电机连接，所述控制器的信号输出端与所述伺服电机连接。如图5所示，所述拉伸夹爪油缸25通过安装框38安装在拉伸头2上。如图3所示，所述夹爪7通过紧固件安装在所述夹头6内，所述夹爪7上开设有所述紧固件安装的固定孔7-3。
本实施例中，所述夹头6上开设有供所述连接轴8安装的连接轴安装槽6-1，所述夹头6的底部开设有供所述夹爪7安装的夹爪安装槽6-2，所述夹爪安装槽6-2布设在远离所述连接轴安装槽6-1的一侧。
如图2所示，所述夹头6的底部还开设有供连接件42安装的连接件安装槽6-3；所述连接件安装槽6-3布设在所述连接轴安装槽6-1的下方。所述连接轴8插装在所述连接轴安装槽6-1内，为了保持所述连接轴8的稳定，可在所述连接轴8与所述连接轴安装槽6-1的缝隙中安装填充件，所述填充件通过安装件固定所述连接轴安装槽6-1内，所述连接轴安装槽6-1内开设有供所述安装件安装的定位孔6-4；所述夹头6上水平开设有定位件插装孔6-5，所述定位件插装孔6-5与所述夹爪安装槽6-2相连通；所述夹头6上该开设有通孔6-6，所述通孔6-6与连接轴安装槽6-1相连通。
本实施例中，所述拉伸连接组件包括连接在所述加热电源9上的拉伸导电母排11、以及连接所述拉伸导电母排11和所述拉伸头2的拉伸水冷电缆10；所述扭拧连接组件包括连接在所述加热电源9上的扭拧导电母排19、以及连接所述扭拧导电母排19和所述扭拧头4的扭拧水冷电缆12，所述扭拧导电母排19上设置有滑动导电件13。
实际使用时，所述加热电源9采用DMA模块式电源并联一体化设计，选取的是IGBT加热电源，该电源基于CAN总线设计，能为所述异型材提供6000A左右的大电流进行电加热。输出电压的范围为10V～40V，输出电流的范围为500A～3500A，电流控制精度控制在1%以内。所述拉伸导电母排11和所述扭拧导电母排19均通过固定支架20固定安装。设置滑动导电件13的作用是：为了减少所述扭拧水冷电缆12的使用，可根据夹持的所述异型材的长度滑动所述滑动导电件13至对应位置，保证通电过程的可靠性。
本实施例中，所述温度检测机构包括设置在所述拉伸头2上的第一红外温度传感器14、设置在所述扭拧头4上的第二红外温度传感器15、以及设置在所述矫直机架1一侧用于接收所述第一红外温度传感器14输出信号和所述第二红外温度传感器15输出信号的控制柜16；所述控制柜16中设置有电路板，所述电路板上集成有控制器，所述第一红外温度传感器14的信号输出端和所述第二红外温度传感器15的信号输出端均与所述控制器的信号输入端连接。
如图1所示，本实施例中，所述冷却机构包括设置在矫直机架1一侧的循环水箱21和与所述循环水箱21连接的冷却管组件，所述冷却管组件包括对所述加热电源9进行冷却的第一冷却管22、以及对拉伸水冷电缆10和拧水冷电缆12进行冷却的第二冷却管23；所述第一冷却管22和第二冷却管23的一端均与所述循环水箱21的出口连接，所述第一冷却管22和第二冷却管23的另一端均通过板式热交换器24与所述循环水箱21的进口连接。
实际使用时，所述第一冷却管22和第二冷却管23通过循环水箱21为管内提供冷却水，冷却水流经发热部位等部件后在板式热交换器24内部与外部循环水进行热交换再流回循环水箱21；如此循环使用，不但节约了冷却水，而且保证冷却水的清洁，不受污染。本电加热矫直装置中其他各部分的发热点也可通过设置冷却管进行降温处理，以保证各个发热点的正常工作。
如图1至图6所示的一种钛合金异型材电加热矫直装置对钛合金异型材进行电加热矫直的方法，包括以下步骤：
步骤一、加工前设备检测并确定异型材的矫直参数：在系统送电前检查装置各组成部分，确保装置能正常运转且无短路现象；根据需要矫直的所述异型材的类型，确定矫直所述异型材需要达到的预设拉伸长度、预设加热温度以及预设扭拧角度；
在对所述异型材进行矫直前，先对电加热矫直装置进行检查，需检查电源柜的螺钉、线头有无松动，空开等是否合闸，保险等易损件是否完好，整体系统有无短路现象，绝缘是否良好，PLC控制部分是否正常工作，冷却水箱内水量是否合适，物料所需的夹爪是否合适。
步骤二、更换拉伸头上的夹爪和扭拧头上的夹爪：按照需要加工的所述异型材的尺寸确定所述夹爪7的型号；启动所述拉伸夹爪油缸25，所述拉伸夹爪油缸25的夹爪活塞杆后退，松开所述拉伸夹持件，人工将确定好型号的所述拉伸头2上的夹爪7进行替换，再启动所述拉伸夹爪油缸25，所述拉伸夹爪油缸25的夹爪活塞杆前进，夹紧所述拉伸夹持件；启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆后退，松开所述扭拧夹持件，人工将确定好型号的所述扭拧头4上的夹爪7进行替换，再启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆前进，夹紧所述扭拧夹持件；其中，所述异型材为型材截面为T、U、L、Z、Y型的型材；
步骤三、调整拉伸头和扭拧头之间的距离：按照需要加工的所述异型材的尺寸确定所述拉伸头2和扭拧头4之间的距离；启动所述扭拧行进油缸5，所述扭拧行进油缸5包括两个相对设置的爬行定位缸5-1和设置在两个所述爬行定位缸5-1之间的三个爬行伸缩缸5-2；三个所述爬行伸缩缸5-2中的两个所述爬行伸缩缸5-2布设在靠近所述拉伸机构的位置处，三个所述爬行伸缩缸5-2中的一个所述爬行伸缩缸5-2布设在远离所述拉伸机构的位置处；
当需要缩短所述拉伸头2和扭拧头4之间的距离时，启动远离所述拉伸机构的所述爬行定位缸5-1，使其活塞杆伸出将所述扭拧机构远离所述拉伸机构的部分与所述矫直机架1连接保持固定，启动靠近所述拉伸机构的所述爬行定位缸5-1，使其活塞杆回缩所述爬行定位缸5-1内将所述扭拧机构靠近所述拉伸机构的部分与所述矫直机架1分离；启动靠近所述拉伸机构的两个所述爬行伸缩缸5-2，使其活塞杆伸出将所述扭拧机构靠近所述拉伸机构的部分向前推进；启动靠近所述拉伸机构的所述爬行定位缸5-1，使其活塞杆伸出将所述扭拧机构靠近所述拉伸机构的部分与所述矫直机架1连接保持固定；启动远离所述拉伸机构的所述爬行定位缸5-1，使其活塞杆回缩所述爬行定位缸5-1内将所述扭拧机构远离所述拉伸机构的部分与所述矫直机架1分离；启动远离所述拉伸机构的所述爬行伸缩缸5-2，使其活塞杆伸出将所述扭拧机构远离所述拉伸机构的部分向前推进；当需要增大所述拉伸头2和扭拧头4之间的距离时，所述扭拧行进油缸5的工作过程相反；
步骤四、固定异型材：启动所述拉伸夹爪油缸25，所述拉伸夹爪油缸25的夹爪活塞杆回缩所述拉伸夹爪油缸25内，松开所述拉伸夹持件，人工将所述异型材的一端放入所述拉伸头2的夹爪7中；启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆回缩所述扭拧夹爪油缸内，松开所述扭拧夹持件，人工将所述异型材的另一端放入所述扭拧头4的夹爪7中；同时再启动所述拉伸夹爪油缸25和所述扭拧夹爪油缸，所述拉伸夹爪油缸25的夹爪活塞杆伸出，将所述异型材的一端夹持在拉伸夹持件中；所述扭拧夹爪油缸的活塞杆伸出，将所述异型材的另一端夹持在所述扭拧夹持件中；
步骤五、加热异型材：根据步骤三中所述拉伸头2和扭拧头4之间的距离，调节滑动导电件13的位置；启动加热电源9，对所述异型材进行加热，所述第一红外温度传感器14和第二红外温度传感器15对所述异型材的温度进行检测，使实际加热温度达到预设加热温度并使实际加热温度保持在预设加热温度上；同时开启所述冷却机构对所述加热电源9、拉伸水冷电缆10和拧水冷电缆12进行冷却降温；
步骤六、矫直异型材：启动所述拉伸油缸3和伺服电机，所述拉伸油缸3的拉伸活塞杆3-1回缩所述拉伸油缸3内，拉伸所述异型材；所述伺服电机驱动所述角度控制机构，带动所述扭拧头4上的所述扭拧夹持件旋转，使夹持在所述扭拧头4的夹爪7上的所述异型材也旋转，当所述异型材的实际拉伸长度等于预设拉伸长度时，关闭拉伸油缸3；当所述异型材的实际扭拧角度等于预设扭拧角度时，关闭所述伺服电机；
步骤七、冷却并抽出异型材：关闭加热电源9，使矫直后的所述异型材自然冷却，所述第一红外温度传感器14和第二红外温度传感器15对所述异型材的温度进行检测，当所述异型材的表面温度降到室温时，启动所述拉伸夹爪油缸25，所述拉伸夹爪油缸25的夹爪活塞杆回缩所述拉伸夹爪油缸25内，松开所述拉伸夹持件，人工将所述异型材的一端从所述拉伸夹持件中抽出；启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆回缩所述扭拧夹爪油缸内，松开所述扭拧夹持件，人工将所述异型材的另一端所述扭拧夹持件中抽出。
步骤二中，夹持不同异型材时，所使用的夹爪7的数量和安装位置不同，例如夹持T型型材时，如图6所示，只需在左右对称布设的两个夹头6上安装两个夹爪7，即可实现对T型型材的夹持。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种钛合金异型材电加热矫直装置，包括矫直机架（1）、均设置在所述矫直机架（1）上用于对异型材进行拉伸的拉伸机构和用于对所述异型材扭拧的扭拧机构；所述拉伸机构包括拉伸头（2）和与所述拉伸头（2）连接用于带动所述拉伸头（2）移动的拉伸油缸（3），所述拉伸油缸（3）的拉伸活塞杆（3-1）固定在所述拉伸头（2）上；所述拉伸头（2）内设置有拉伸夹紧组件，所述拉伸夹紧组件包括多个拉伸夹持件和连接在所述拉伸夹持件上用于带动所述拉伸夹持件动作的拉伸夹爪油缸（25）；所述扭拧机构包括扭拧头（4）和与所述扭拧头（4）连接用于带动所述扭拧头（4）移动的扭拧行进油缸（5）；所述扭拧头（4）内设置有扭拧夹紧组件，所述扭拧夹紧组件包括多个扭拧夹持件和连接在所述扭拧夹持件上用于带动所述扭拧夹持件动作的扭拧夹爪油缸；所述扭拧夹持件上连接有角度控制机构；
其特征在于：
所述拉伸夹持件包括设置在所述拉伸头（2）内的四个夹头（6）和设置在所述夹头（6）上用于夹持所述异型材的夹爪（7），四个所述夹头（6）沿安装孔的周向方向均匀布设；四个所述夹头（6）通过连接轴（8）连接为一体，所述夹爪（7）包括设置在所述夹头（6）内的固定头（7-1）和设置在所述固定头（7-1）底部的夹持头（7-2），所述夹持头（7-2）与所述固定头（7-1）固定连接为一体；所述夹持头（7-2）的底部设置有锥形齿；
所述拉伸机构和所述扭拧机构之间连接有加热机构，所述加热机构包括加热电源（9）和连接所述加热电源（9）和所述拉伸头（2）的拉伸连接组件、以及连接所述加热电源（9）和所述扭拧头（4）的扭拧连接组件；所述拉伸机构和所述扭拧机构上连接有温度检测机构；所述矫直机架（1）的一侧设置有冷却机构。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金异型材电加热矫直装置，其特征在于：所述夹头（6）上开设有供所述连接轴（8）安装的连接轴安装槽（6-1），所述夹头（6）的底部开设有供所述夹爪（7）安装的夹爪安装槽（6-2），所述夹爪安装槽（6-2）布设在远离所述连接轴安装槽（6-1）的一侧。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金异型材电加热矫直装置，其特征在于：所述拉伸连接组件包括连接在所述加热电源（9）上的拉伸导电母排（11）、以及连接所述拉伸导电母排（11）和所述拉伸头（2）的拉伸水冷电缆（10）；所述扭拧连接组件包括连接在所述加热电源（9）上的扭拧导电母排（19）、以及连接所述扭拧导电母排（19）和所述扭拧头（4）的扭拧水冷电缆（12），所述扭拧导电母排（19）上设置有滑动导电件（13）。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金异型材电加热矫直装置，其特征在于：所述温度检测机构包括设置在所述拉伸头（2）上的第一红外温度传感器（14）、设置在所述扭拧头（4）上的第二红外温度传感器（15）、以及设置在所述矫直机架（1）一侧用于接收所述第一红外温度传感器（14）输出信号和所述第二红外温度传感器（15）输出信号的控制柜（16）；所述控制柜（16）中设置有电路板，所述电路板上集成有控制器，所述第一红外温度传感器（14）的信号输出端和所述第二红外温度传感器（15）的信号输出端均与所述控制器的信号输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金异型材电加热矫直装置，其特征在于：所述冷却机构包括设置在矫直机架（1）一侧的循环水箱（21）和与所述循环水箱（21）连接的冷却管组件，所述冷却管组件包括对所述加热电源（9）进行冷却的第一冷却管（22）、以及对拉伸水冷电缆（10）和拧水冷电缆（12）进行冷却的第二冷却管（23）；所述第一冷却管（22）和第二冷却管（23）的一端均与所述循环水箱（21）的出口连接，所述第一冷却管（22）和第二冷却管（23）的另一端均通过板式热交换器（24）与所述循环水箱（21）的进口连接。
6.一种利用如权利要求1所述的一种钛合金异型材电加热矫直装置对钛合金异型材进行电加热矫直的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、加工前设备检测并确定异型材的矫直参数：在系统送电前检查装置各组成部分，确保装置能正常运转且无短路现象；根据需要矫直的所述异型材的类型，确定矫直所述异型材需要达到的预设拉伸长度、预设加热温度以及预设扭拧角度；
步骤二、更换拉伸头上的夹爪和扭拧头上的夹爪：按照需要加工的所述异型材的尺寸确定所述夹爪（7）的型号；启动所述拉伸夹爪油缸（25），所述拉伸夹爪油缸（25）的夹爪活塞杆后退，松开所述拉伸夹持件，人工将确定好型号的所述拉伸头（2）上的夹爪（7）进行替换，再启动所述拉伸夹爪油缸（25），所述拉伸夹爪油缸（25）的夹爪活塞杆前进，夹紧所述拉伸夹持件；启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆后退，松开所述扭拧夹持件，人工将确定好型号的所述扭拧头（4）上的夹爪（7）进行替换，再启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆前进，夹紧所述扭拧夹持件；其中，所述异型材为型材截面为T、U、L、Z、Y型的型材；
步骤三、调整拉伸头和扭拧头之间的距离：按照需要加工的所述异型材的尺寸确定所述拉伸头（2）和扭拧头（4）之间的距离；启动所述扭拧行进油缸（5），所述扭拧行进油缸（5）包括两个相对设置的爬行定位缸（5-1）和设置在两个所述爬行定位缸（5-1）之间的三个爬行伸缩缸（5-2）；三个所述爬行伸缩缸（5-2）中的两个所述爬行伸缩缸（5-2）布设在靠近所述拉伸机构的位置处，三个所述爬行伸缩缸（5-2）中的一个所述爬行伸缩缸（5-2）布设在远离所述拉伸机构的位置处；
当需要缩短所述拉伸头（2）和扭拧头（4）之间的距离时，启动远离所述拉伸机构的所述爬行定位缸（5-1），使其活塞杆伸出将所述扭拧机构远离所述拉伸机构的部分与所述矫直机架（1）连接保持固定，启动靠近所述拉伸机构的所述爬行定位缸（5-1），使其活塞杆回缩将所述扭拧机构靠近所述拉伸机构的部分与所述矫直机架（1）分离；
启动靠近所述拉伸机构的两个所述爬行伸缩缸（5-2），使其活塞杆伸出将所述扭拧机构靠近所述拉伸机构的部分向前推进；启动靠近所述拉伸机构的所述爬行定位缸（5-1），使其活塞杆伸出将所述扭拧机构靠近所述拉伸机构的部分与所述矫直机架（1）连接保持固定；启动远离所述拉伸机构的所述爬行定位缸（5-1），使其活塞杆回缩所述爬行定位缸（5-1）内将所述扭拧机构远离所述拉伸机构的部分与所述矫直机架（1）分离；启动远离所述拉伸机构的所述爬行伸缩缸（5-2），使其活塞杆伸出将所述扭拧机构远离所述拉伸机构的部分向前推进；当需要增大所述拉伸头（2）和扭拧头（4）之间的距离时，所述扭拧行进油缸（5）的工作过程相反；
步骤四、固定异型材：启动所述拉伸夹爪油缸（25），所述拉伸夹爪油缸（25）的夹爪活塞杆回缩所述拉伸夹爪油缸（25）内，松开所述拉伸夹持件，人工将所述异型材的一端放入所述拉伸头（2）的夹爪（7）中；启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆回缩所述扭拧夹爪油缸内，松开所述扭拧夹持件，人工将所述异型材的另一端放入所述扭拧头（4）的夹爪（7）中；同时再启动所述拉伸夹爪油缸（25）和所述扭拧夹爪油缸，所述拉伸夹爪油缸（25）的夹爪活塞杆伸出，将所述异型材的一端夹持在拉伸夹持件中；所述扭拧夹爪油缸的活塞杆伸出，将所述异型材的另一端夹持在所述扭拧夹持件中；
步骤五、加热异型材：根据步骤三中所述拉伸头（2）和扭拧头（4）之间的距离，调节滑动导电件（13）的位置；启动加热电源（9），对所述异型材进行加热，所述第一红外温度传感器（14）和第二红外温度传感器（15）对所述异型材的温度进行检测，使实际加热温度达到预设加热温度并使实际加热温度保持在预设加热温度上；同时开启所述冷却机构对所述加热电源（9）、拉伸水冷电缆（10）和拧水冷电缆（12）进行冷却降温；
步骤六、矫直异型材：启动所述拉伸油缸（3）和伺服电机，所述拉伸油缸（3）的拉伸活塞杆（3-1）回缩所述拉伸油缸（3）内，拉伸所述异型材；所述伺服电机驱动所述角度控制机构，带动所述扭拧头（4）上的所述扭拧夹持件旋转，使夹持在所述扭拧头（4）的夹爪（7）上的所述异型材也旋转，当所述异型材的实际拉伸长度等于预设拉伸长度时，关闭拉伸油缸（3）；当所述异型材的实际扭拧角度等于预设扭拧角度时，关闭所述伺服电机；
步骤七、冷却并抽出异型材：关闭加热电源（9），使矫直后的所述异型材自然冷却，所述第一红外温度传感器（14）和第二红外温度传感器（15）对所述异型材的温度进行检测，当所述异型材的表面温度降到室温时，启动所述拉伸夹爪油缸（25），所述拉伸夹爪油缸（25）的夹爪活塞杆回缩所述拉伸夹爪油缸（25）内，松开所述拉伸夹持件，人工将所述异型材的一端从所述拉伸夹持件中抽出；启动所述扭拧夹爪油缸，所述扭拧夹爪油缸的活塞杆回缩所述扭拧夹爪油缸内，松开所述扭拧夹持件，人工将所述异型材的另一端所述扭拧夹持件中抽出。
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