專利名稱：冷擠壓模具預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及金屬塑性加工領(lǐng)域，具體涉及冷擠壓模具預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
金屬冷擠壓塑性成形技術(shù)大幅減少零件機(jī)械加工量，顯著改善工件內(nèi)部微觀組織和性能，提高工件的質(zhì)量，是一種節(jié)能節(jié)材型先進(jìn)制造技術(shù)；冷擠壓塑性成型時(shí)金屬在常溫情況下發(fā)生塑性變形需要施加非常大的壓力，擠壓加工中所使用的壓力機(jī)都采用較高功率，壓力也往往達(dá)數(shù)百噸，對(duì)冷擠壓裝備及模具提出了極高的要求；在冷擠壓過(guò)程中，模具的凹模重復(fù)承受巨大的擠壓載荷，往往在模具結(jié)構(gòu)上采用加套預(yù)應(yīng)力圈方式以分擔(dān)承載過(guò) 大的壓力，當(dāng)預(yù)應(yīng)力圈能承受的壓力載荷超過(guò)其極限時(shí)，應(yīng)力圈發(fā)生變形、開裂，直至炸裂，一方面，傷及周圍的員工，另一方面，不能有效防止和避免冷擠壓工藝不當(dāng)引起的模具和設(shè)備損壞。因此，通過(guò)實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)預(yù)應(yīng)力圈的應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)一步監(jiān)測(cè)冷擠壓工藝和模具的承載情況，在應(yīng)力過(guò)大時(shí)第一時(shí)間報(bào)警并作出相應(yīng)工藝措施，就顯得尤為重要。本實(shí)用新型提供一種冷擠壓模具預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其通過(guò)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)冷擠壓過(guò)程中預(yù)應(yīng)力圈的應(yīng)力狀態(tài)，監(jiān)測(cè)冷擠壓機(jī)及模具的載荷情況，當(dāng)其所受載荷超過(guò)設(shè)定的極限載荷時(shí)，及時(shí)報(bào)警，并采取相應(yīng)的工藝措施，以保證冷擠壓機(jī)及其裝備的長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種冷擠壓模具預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，運(yùn)用電阻應(yīng)變片電測(cè)法對(duì)擠壓模具及預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警，以解決模具及預(yù)應(yīng)力圈易因載荷過(guò)高而出現(xiàn)應(yīng)力破壞，以及避免冷擠壓裝備、模具及預(yù)應(yīng)力圈因應(yīng)力破壞而發(fā)生崩裂時(shí)所導(dǎo)致的安全問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)的—種冷擠壓模具預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其通過(guò)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)冷擠壓過(guò)程中預(yù)應(yīng)力圈的應(yīng)力狀態(tài)，監(jiān)測(cè)冷擠壓機(jī)及模具的載荷狀況，當(dāng)其所受載荷超過(guò)設(shè)定的極限載荷時(shí)，及時(shí)報(bào)警，并采取相應(yīng)的工藝措施，以保證冷擠壓機(jī)及其裝備的長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。一種冷擠壓模具應(yīng)力監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)由應(yīng)變片、電橋盒、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、工業(yè)計(jì)算機(jī)、反饋控制開關(guān)、報(bào)警器六部分組成。所述應(yīng)變片采用電阻式應(yīng)變片，粘貼于經(jīng)表面處理過(guò)的預(yù)應(yīng)力圈表面，應(yīng)變片表面覆有一層聚乙烯薄膜，電阻式應(yīng)變片以單橋方式通過(guò)導(dǎo)線與電橋盒輸入端相連。所述電橋盒具有輸入端子和輸出端子，電橋盒輸入端子與電阻式應(yīng)變片通過(guò)導(dǎo)線相連，電橋盒輸出端子與動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的輸入端子相連，電橋盒將電阻式應(yīng)變片由應(yīng)變產(chǎn)生的電阻變化轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號(hào)輸入動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀。[0011]所述動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀，設(shè)有一個(gè)模擬量輸入端子和一個(gè)模擬量輸出端子，將電流或電壓信號(hào)放大處理，動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸入端子通過(guò)導(dǎo)線與電橋盒輸出端子相連，動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸出端子與工業(yè)計(jì)算機(jī)的模擬量輸入端子相連，將放大后的信號(hào)傳入工業(yè)計(jì)算機(jī)。所述工業(yè)計(jì)算機(jī)為內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)采集卡和信號(hào)處理預(yù)定程序的工業(yè)計(jì)算機(jī)，工業(yè)計(jì)算機(jī)外部設(shè)有一個(gè)信號(hào)輸入端子與兩個(gè)輸出端子，輸入端子與動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸出端子相連，將動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀得出的電壓信號(hào)傳入工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集卡，此時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)換預(yù)定程序開始啟動(dòng)，對(duì)數(shù)據(jù)采集卡收集的信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)以波形及圖表形式來(lái)表達(dá)模具預(yù)應(yīng)力圈的即時(shí)受力情況，并顯示在工業(yè)計(jì)算機(jī)屏幕上并存儲(chǔ)；工業(yè)計(jì)算機(jī)其中一個(gè)輸出端子與反饋控制開關(guān)的輸入端子相連，另一個(gè)輸出端子與報(bào)警器的輸入端子相連；當(dāng)所測(cè)得的應(yīng)力值大于預(yù)定安全值時(shí)，信號(hào)處理預(yù)定程序?qū)l(fā)出報(bào)警指令，工業(yè)計(jì)算機(jī)發(fā)出電 流信號(hào)，由工業(yè)計(jì)算機(jī)其中一個(gè)輸出端子傳遞給反饋控制開關(guān)，再由另一個(gè)輸出端子傳遞給報(bào)警器。所述反饋控制開關(guān)，其輸入端子與工業(yè)計(jì)算機(jī)的其中一個(gè)輸出端子相連，接收由工業(yè)計(jì)算機(jī)傳出的電流信號(hào)，其輸出端子與壓力機(jī)停止開關(guān)輸入端相連，執(zhí)行反饋控制功能，及時(shí)停止壓力機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。所述報(bào)警器，由閃光燈和揚(yáng)聲器組成，其輸入端與工業(yè)計(jì)算機(jī)的一個(gè)輸出端子相連，接收工業(yè)計(jì)算機(jī)傳出的電流信號(hào)，閃光燈開始閃爍，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出警鳴聲。實(shí)施本實(shí)用新型的有益效果為I)實(shí)時(shí)檢測(cè)模具預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)變值及其變化情況，并可預(yù)先設(shè)置應(yīng)力安全值來(lái)達(dá)到對(duì)模具預(yù)應(yīng)力圈進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警的目的，以提高擠壓過(guò)程的安全性。2)本實(shí)用新型具有對(duì)數(shù)據(jù)、波形和圖表的分析和存儲(chǔ)功能，便于后續(xù)的分析研究，系統(tǒng)測(cè)量精度高，檢測(cè)效率高，操作方便、簡(jiǎn)單易用。3)本實(shí)用新型中采用動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀，實(shí)時(shí)測(cè)量預(yù)應(yīng)力圈所受應(yīng)力，可通過(guò)導(dǎo)線與多組電橋盒相連，由一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)即可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多組預(yù)應(yīng)力圈受力狀況，降低成本，減少空間，使監(jiān)控更集中更方便。

圖I是本實(shí)用新型結(jié)合實(shí)施例子的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖中編號(hào)說(shuō)明I.壓力機(jī)2.工業(yè)計(jì)算機(jī)3.電橋盒4.動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀5.信號(hào)處理預(yù)定程序6.信號(hào)采集卡7.反饋控制開關(guān)8.報(bào)警器9.閃爍燈10.揚(yáng)聲器11.電阻式應(yīng)變片12.凸模13.凹模14.預(yù)應(yīng)力圈。
具體實(shí)施方案為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型裝置做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明一種冷擠壓模具應(yīng)力監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)由應(yīng)變片、電橋盒3、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4、工業(yè)計(jì)算機(jī)2、反饋控制開關(guān)7、報(bào)警器8六部分組成。[0024]所述應(yīng)變片采用電阻式應(yīng)變片11，粘貼于經(jīng)表面處理過(guò)的預(yù)應(yīng)力圈14表面，電阻式應(yīng)變片11表面覆有一層聚乙烯薄膜，電阻式應(yīng)變片11以單橋方式通過(guò)導(dǎo)線與電橋盒3輸入端相連。所述電橋盒3具有輸入端子和輸出端子，電橋盒3輸入端子與電阻式應(yīng)變片11通過(guò)導(dǎo)線相連，電橋盒3輸出端子與動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4的輸入端子相連，電橋盒3將電阻式應(yīng)變片11由應(yīng)變產(chǎn)生的電阻變化轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號(hào)輸入動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4。所述動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4,設(shè)有一個(gè)模擬量輸入端子和一個(gè)模擬量輸出端子,將電流或電壓信號(hào)放大處理;動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4模擬量輸入端子通過(guò)導(dǎo)線與電橋盒3輸出端子相連，動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4模擬量輸出端子與工業(yè)計(jì)算機(jī)2的模擬量輸入端子相連，將放大后的信號(hào)傳入工業(yè)計(jì)算機(jī)2。所述工業(yè)計(jì)算機(jī)2，其內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)采集卡6、信號(hào)處理預(yù)定程序5，外部設(shè)有一個(gè)信號(hào)輸入端子與兩個(gè)輸出端子，輸入端子與動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4模擬量輸出端子相連，將動(dòng)態(tài)應(yīng) 變儀4得出的電壓信號(hào)傳入工業(yè)計(jì)算機(jī)2內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集卡6，此時(shí)信號(hào)處理預(yù)定程序5開始啟動(dòng)，對(duì)數(shù)據(jù)采集卡6收集的信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)以波形及圖表形式來(lái)表達(dá)模具預(yù)應(yīng)力圈14的即時(shí)受力情況，并顯示在工業(yè)計(jì)算機(jī)2屏幕上并存儲(chǔ)；工業(yè)計(jì)算機(jī)2其中一個(gè)輸出端子與反饋控制開關(guān)7的輸入端子相連，另一個(gè)輸出端子與報(bào)警器8的輸入端子相連，當(dāng)所測(cè)得的應(yīng)力值大于預(yù)定安全值時(shí)，信號(hào)處理預(yù)定程序5將發(fā)出報(bào)警指令，工業(yè)計(jì)算機(jī)2發(fā)出電流信號(hào)，由工業(yè)計(jì)算機(jī)2其中一個(gè)輸出端子傳遞給反饋控制開關(guān)7，再由另一個(gè)輸出端子傳遞給報(bào)警器8。所述反饋控制開關(guān)7，其輸入端子與工業(yè)計(jì)算機(jī)2的其中一個(gè)輸出端子相連，接收由工業(yè)計(jì)算機(jī)2傳出的電流信號(hào)，其輸出端子與壓力機(jī)I停止開關(guān)輸入端相連，執(zhí)行反饋控制功能，及時(shí)停止壓力機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)。所述報(bào)警器7，由閃光燈9和揚(yáng)聲器10組成，其輸入端與工業(yè)計(jì)算機(jī)2的一個(gè)輸出端子相連，接收工業(yè)計(jì)算機(jī)2傳出的電流信號(hào)，閃光燈9開始閃爍，同時(shí)揚(yáng)聲器10發(fā)出警鳴聲。實(shí)施本實(shí)用新型執(zhí)行以下步驟 I)本實(shí)施例中，將擠壓法蘭凹模13預(yù)應(yīng)力圈14進(jìn)行表面處理，將表面打磨平滑并磨光，打磨面積為應(yīng)變片11面積的3-5倍；將電阻式應(yīng)變片11粘貼到預(yù)應(yīng)力圈14打磨區(qū)域，電阻式應(yīng)變片11上覆一層聚乙烯薄膜；將電阻式應(yīng)變片11的導(dǎo)線焊接牢固，導(dǎo)線另一端連接電橋盒3的輸入端子；將電橋盒3輸出端子與動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4的模擬量輸入端子相連；將動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4模擬量輸出端子與工業(yè)計(jì)算機(jī)2的模擬量輸入端子相連；將工業(yè)計(jì)算機(jī)2其中一個(gè)輸出端子與反饋控制開關(guān)7的輸入端子相連；將工業(yè)計(jì)算機(jī)2的另一個(gè)輸出端子與報(bào)警器8的輸入端子相連。2)接通電源，啟動(dòng)工業(yè)計(jì)算機(jī)2和動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4，設(shè)置應(yīng)力安全值；啟動(dòng)壓力機(jī)1，當(dāng)壓力機(jī)I帶動(dòng)凸模12擠壓法蘭工件時(shí)，法蘭工件塑性變形所產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力轉(zhuǎn)移給凹模13及預(yù)應(yīng)力圈14，此時(shí)預(yù)應(yīng)力圈14由于受擠壓應(yīng)力而出現(xiàn)形變，導(dǎo)致電阻式應(yīng)變片11發(fā)生形變，此時(shí)電阻式應(yīng)變片11的電阻發(fā)生變化，此電阻信號(hào)通過(guò)電橋盒3轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號(hào)，再傳遞給動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4，由動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4將信號(hào)放大處理，傳入工業(yè)計(jì)算機(jī)2內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡6，信號(hào)處理預(yù)定程序5開始運(yùn)行，對(duì)數(shù)據(jù)采集卡6收集的信息進(jìn)行處理，將應(yīng)力應(yīng)變信息以波形及圖表形式顯示在工業(yè)計(jì)算機(jī)2屏幕上，并對(duì)數(shù)據(jù)分析后存儲(chǔ)。3)當(dāng)凹模預(yù)應(yīng)力圈14所承受壓力值達(dá)到應(yīng)變安全值時(shí)，信號(hào)處理預(yù)定程序5將發(fā)出報(bào)警指令，工業(yè)計(jì)算機(jī)2發(fā)出電流信號(hào)，由工業(yè)計(jì)算機(jī)2的一個(gè)輸出端子傳遞給反饋控制開關(guān)7，再由另一個(gè)輸出端子傳遞給報(bào)警器，壓力機(jī)I停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)閃光燈9閃爍，揚(yáng)聲器10發(fā)出警鳴聲，此時(shí)工人可及時(shí)調(diào)整工位或擠壓工藝。通過(guò)以上實(shí)施措施，本實(shí)用新型有效的達(dá)到了對(duì)模具及預(yù)應(yīng)力圈14進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的，保證了模具及預(yù)應(yīng)力圈14的正常使用及操作人員的安全。
權(quán)利要求1.冷擠壓模具及預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)由應(yīng)變片、電橋盒、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、工業(yè)計(jì)算機(jī)、反饋控制開關(guān)和報(bào)警器六部分組成，所述應(yīng)變片采用電阻式應(yīng)變片，粘貼于經(jīng)表面處理過(guò)的預(yù)應(yīng)力圈表面，電阻式應(yīng)變片表面覆有一層聚乙烯薄膜，電阻式應(yīng)變片以單橋方式通過(guò)導(dǎo)線與電橋盒輸入端相連；所述電橋盒具有輸入端子和輸出端子，電橋盒輸入端子與電阻式應(yīng)變片通過(guò)導(dǎo)線相連，電橋盒輸出端子與動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的輸入端子相連，電橋盒將電阻式應(yīng)變片由應(yīng)變產(chǎn)生的電阻變化轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號(hào)輸入動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀；所述動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀，設(shè)有一個(gè)模擬量輸入端子和一個(gè)模擬量輸出端子，將電流或電壓信號(hào)放大處理，動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸入端子通過(guò)導(dǎo)線與電橋盒輸出端子相連，動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸出端子與工業(yè)計(jì)算機(jī)的模擬量輸入端子相連，將放大后的信號(hào)傳入工業(yè)計(jì)算機(jī)；所述工業(yè)計(jì)算機(jī)為能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理的工業(yè)計(jì)算機(jī)，工業(yè)計(jì)算機(jī)外部設(shè)有一個(gè)信號(hào)輸入端子與兩個(gè)輸出端子，輸入端子與動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀模擬量輸出端子相連，將動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀得出的電壓信號(hào)傳入工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集卡；工業(yè)計(jì)算機(jī)其中一個(gè)輸出端子與反饋控制開關(guān)的輸入端子相連，另一個(gè)輸出端子與報(bào)警器的輸入端子相連；所述反饋控制開關(guān)，其輸入端子與工業(yè)計(jì)算機(jī)的其中一個(gè)輸出端子相連，接收由工業(yè)計(jì)算機(jī)傳出的電流信號(hào)，其輸出端子與壓力機(jī)停止開關(guān)輸入端相連；所述報(bào)警器，由閃光燈和揚(yáng)聲器組成，其輸入端與工業(yè)計(jì)算機(jī)的一個(gè)輸出端子相連，接收工業(yè)計(jì)算機(jī)傳出的電流信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及金屬塑性加工領(lǐng)域，具體涉及冷擠壓模具及預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)力監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。所述系統(tǒng)由應(yīng)變片、電橋盒、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、工業(yè)計(jì)算機(jī)、反饋控制開關(guān)、報(bào)警器六部分組成。實(shí)施本實(shí)用新型的擠壓模具應(yīng)力監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)測(cè)得模具預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)變值及其變化情況,并可預(yù)先設(shè)置應(yīng)力安全值來(lái)達(dá)到對(duì)模具預(yù)應(yīng)力圈進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的，以解決模具及預(yù)應(yīng)力圈易因載荷過(guò)高而出現(xiàn)應(yīng)力破壞，以及避免模具及預(yù)應(yīng)力圈因應(yīng)力破壞而發(fā)生崩裂時(shí)所導(dǎo)致的安全問(wèn)題。
文檔編號(hào)B21C31/00GK202748181SQ201220015719
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月14日
發(fā)明者武曉志, 馮愛新, 王亞軍, 顧永玉 申請(qǐng)人:江蘇舒恒管夾制造有限公司