雙層圓擠壓筒過盈量參數化設計方法
【專利摘要】本發(fā)明創(chuàng)造公開了一種雙層圓擠壓筒過盈量參數化設計方法，包括輔助測試裝置，該輔助裝置包括：固定塊，位于該固定塊前部的旋轉軸，由該旋轉軸驅動的固定盤，所述的固定盤的邊緣設有軸對稱設置的多個測試桿，所述的測試桿上設有多個激光測距裝置，激光測距裝置指向其所在徑向平面的圓心；通過使用帶有輔助裝置的測試方法，可以有效的測量整個工件的全部參數，相對于傳統(tǒng)的測試方法，過盈度的計算精度明顯提升。
【專利說明】雙層圓擠壓筒過盈量參數化設計方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙層圓擠壓筒過盈量參數化設計方法。涉及專利分類號G06計算；推算；計數G06F電數字數據處理G06F17/00特別適用于特定功能的數字計算設備或數據處理設備或數據處理方法G06F17/50計算機輔助設計。

【背景技術】
[0002]擠壓過程是高溫高壓高摩擦過程，擠壓工模具設計與制造是鋁合金型材擠壓生產的關鍵技術，不僅影響產品質量、生產效率和交貨周期，而且也是決定生產成本的重要因素之一 O
[0003]擠壓筒屬于擠壓工具中最昂貴的大型消耗件。雙層擠壓筒過盈組合套裝能有效減小應力峰值，提高擠壓筒的耐用性。因此，過盈量的合理選擇，成為擠壓工具設計的重要參數，也是設計難點。過盈量過小，不足以降低合成拉應力值；過大會使襯套產生塑性變形和更換內襯套的困難。過盈值選擇適當可使擠壓筒壽命提高3-4倍，大大降低生產成本。
[0004]目前，雙層圓擠壓筒過盈量大小設計的主要方法有兩種。一種是理論計算結合個人經驗確定參數，再進行強度校核方法；另一種是采用有限元軟件模擬分析的方法。現有的測試方法中，認為工件是一個完全的剛體，在進行計算和測量時沒有考慮到大型工件的變形問題，導致后續(xù)的過盈連接過程出現誤差，導致整個過程延長，甚至工件報廢。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制的一種雙層圓擠壓筒過盈量參數化設計方法，包括輔助測試裝置，該輔助裝置包括:
[0006]固定塊，位于該固定塊前部的旋轉軸，由該旋轉軸驅動的固定盤，所述的固定盤的邊緣設有軸對稱設置的多個測試桿，所述的測試桿上設有多個激光測距裝置，激光測距裝置指向其所在徑向平面的圓心；
[0007]包括如下步驟:
[0008]一起豎工件，使圓柱形工件的軸豎直；將輔助裝置吊裝于所述起豎工件的正上方；
[0009]一調整輔助裝置的水平位置，使輔助裝置固定盤的圓心位于待測工件中心軸線的延長線上；豎直降下輔助測試裝置，使所述的多個測試桿包裹待測工件；
[0010]一測試所述的多個激光測距裝置，旋轉所述固定盤，得到待測工件外表面參數；
[0011]一使用所述的表面參數包括公稱壓力、彈性模量、內外襯套初始尺寸，得出裝配和擠壓兩種狀態(tài)的分層半徑、裝配壓力、各層的應力值大?。?br> [0012]一理論計算裝配應力，在傳統(tǒng)分層半徑公式、拉梅公式基礎上，假設擠壓筒為全彈性狀態(tài)、符合小變形、線彈性本構方程滿足疊加原理的條件下，根據推理公式先求得兩層之間的套裝壓力狀態(tài)，再將只有內壓而無過盈的擠壓筒應力狀態(tài)與套裝壓力狀態(tài)進行疊加，求得擠壓筒套裝后任意位置的等效應力；將在過盈加壓時的內襯內側的擠壓筒應力略大于外襯內側應力的情況判斷結果為合理，確認為最佳優(yōu)選參數，完成設計。
[0013]通過使用帶有輔助裝置的測試方法，可以有效的測量整個工件的全部參數，相對于傳統(tǒng)的測試方法，過盈度的計算精度明顯提升。
[0014]更進一步的，為了保證測量精度，需要使輔助測試工具與所述的工件的軸心固定在同一直線上，而外部的機械機構，比如吊車很難做到在精確范圍內的微調，故作為優(yōu)選的實施方式，所述的固定塊的前端設有導軌，在導軌上，運動的滑軌和所述的旋轉軸在該滑軌上運動。通過設置導軌，可以在輔助測量設備內部進行位置的微調，不用依賴外部機械運動。
[0015]更進一步的，為了能夠測試不同直徑尺寸的待測工件，尤其是直徑較大的工件，作為優(yōu)選的實施方式，所述的固定盤包括:多個沿固定盤半徑延長線方向運動的拼接塊；待測工件的直徑超出固定盤直徑時，所述的固定塊向設定的方向運動，使所述的多個測試桿之間的距離延長。
[0016]作為優(yōu)選的實施方式，所述的拼接塊通過約束滑軌與所述的固定塊連接。當需要擴展測試的尺寸時，控制憑借塊沿約束滑軌方向打開即可，采用滑軌可以保證移動的精度。
[0017]更難進一步的，為了測試中空的管狀工件，作為優(yōu)選的實施方式，測試裝置還具有固定在固定盤中央的測試棒，該測試棒具有多個激光測距裝置。使用時，將該測試棒深入中空的管狀工件中，即可測試管狀工件內壁的直徑、表面等參數。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚的說明本發(fā)明的實施例或現有技術的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明的側視圖
[0020]圖2為本發(fā)明測量工件外部參數的示意圖
[0021]圖3為本發(fā)明固定盤的主視圖
[0022]圖4為本發(fā)明固定塊和旋轉軸的主視圖
[0023]圖5為本發(fā)明拼接塊的主視圖
[0024]圖6為本發(fā)明拼接塊打開狀態(tài)的示意圖
[0025]圖7為本發(fā)明測量內徑的示意圖
[0026]圖8為本發(fā)明測量內徑的示意圖

【具體實施方式】
[0027]為使本發(fā)明的實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚完整的描述:
[0028]如圖1-圖8所示:一種雙層圓擠壓筒過盈量參數化設計方法，應用輔助測試裝置，該輔助裝置包括:
[0029]與外部的機械連接的固定塊1，該固定塊I為輔助測試裝置提供穩(wěn)定的基礎，內部設置有必要的供電系統(tǒng)和檢修系統(tǒng)等。該固定塊I的前部設有旋轉軸4，該旋轉軸4可在指令的控制下，進行旋轉。在前端還設置有一固定盤3，該固定盤3的邊緣設有軸對稱設置的多個測試桿2，測試桿2采用盡可能偏向剛體的材質，，所述的測試桿2上設有多個激光測距裝置21，激光測距裝置2指向其所在徑向平面的圓心。
[0030]開始測量時，主要包括如下步驟:
[0031]首先，起豎工件，使圓柱形工件的軸豎直；將輔助裝置吊裝于所述起豎工件的正上方，在起豎狀態(tài)下進行整個測試過程，可以保證具有相當長度的工件和測試桿2不發(fā)生細微的彎曲形變，保證測試精度。
[0032]然后，調整輔助裝置的水平位置，使輔助裝置固定盤的圓心位于待測工件中心軸線的延長線上；豎直降下輔助測試裝置，使所述的多個測試桿2包裹待測工件。
[0033]再后，測試所述的多個激光測距裝121，旋轉所述固定盤3，使測試桿2測試整個待測工件的外表面，得到待測工件外表面參數。使用所述的表面參數包括公稱壓力、彈性模量、內外襯套初始尺寸，得出裝配和擠壓兩種狀態(tài)的分層半徑、裝配壓力、各層的應力值大小;
[0034]最后，理論計算裝配應力，在傳統(tǒng)分層半徑公式、拉梅公式基礎上，假設擠壓筒為全彈性狀態(tài)、符合小變形、線彈性本構方程滿足疊加原理的條件下，根據推理公式先求得兩層之間的套裝壓力狀態(tài)，再將只有內壓而無過盈的擠壓筒應力狀態(tài)與套裝壓力狀態(tài)進行疊力口，求得擠壓筒套裝后任意位置的等效應力；將在過盈加壓時的內襯內側的擠壓筒應力略大于外襯內側應力的情況判斷結果為合理，確認為最佳優(yōu)選參數，完成設計。
[0035]所述的固定塊I的前端的平面設有導軌11，該導軌在本實施例中為兩設置在前端平面相平行的兩邊緣的導軌，在導軌11上，設有運動的滑軌12和所述的旋轉軸4在該滑軌12上運動，通過導軌11和滑軌12，所述的旋轉軸可以在二維空間內隨意運動，方便調節(jié)測試工具的水平位置，方便對齊工件和測試裝置的中軸線。
[0036]所述的固定盤3包括:多個沿固定盤3半徑延長線方向運動的拼接塊31，在本實施例中由于采用了 4個測試桿2，故相應的可采用4個拼接塊31，使用時，拼接塊向四個中心對稱的方向運動，即擴大測量半徑。
[0037]所述的拼接塊31通過約束滑軌32與所述的固定塊I連接。
[0038]具有固定在固定盤3中央的測試棒5，該測試棒5與測試桿2類似，與固定盤3或者拼接塊31可拆連接，可采用螺紋連接，同時在設定的位置標注，防止擰的過勁損害螺紋，導致測試棒5或者測試桿2與固定盤3的夾角不垂直，影響測試結果，同樣的，該測試棒5具有多個激光測距裝置21。
[0039]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種雙層圓擠壓筒過盈量參數化設計方法，其特征在于應用輔助測試裝置，該輔助裝置包括: 固定塊(I)，位于該固定塊(I)前部的旋轉軸(4)，由該旋轉軸驅動的固定盤(3)，所述的固定盤(3)的邊緣設有軸對稱設置的多個測試桿(2)，所述的測試桿(2)上設有多個激光測距裝置(21)，激光測距裝置(2)指向其所在徑向平面的圓心； 包括如下步驟: 一起豎工件，使圓柱形工件的軸豎直；將輔助裝置吊裝于所述起豎工件的正上方； 一調整輔助裝置的水平位置，使輔助裝置固定盤的圓心位于待測工件中心軸線的延長線上；豎直降下輔助測試裝置，使所述的多個測試桿(2)包裹待測工件； 一測試所述的多個激光測距裝置(21)，旋轉所述固定盤(3)，得到待測工件外表面參數； 一使用所述的表面參數包括公稱壓力、彈性模量、內外襯套初始尺寸，得出裝配和擠壓兩種狀態(tài)的分層半徑、裝配壓力、各層的應力值大小； 一理論計算裝配應力，在傳統(tǒng)分層半徑公式、拉梅公式基礎上，假設擠壓筒為全彈性狀態(tài)、符合小變形、線彈性本構方程滿足疊加原理的條件下，根據推理公式先求得兩層之間的套裝壓力狀態(tài)，再將只有內壓而無過盈的擠壓筒應力狀態(tài)與套裝壓力狀態(tài)進行疊加，求得擠壓筒套裝后任意位置的等效應力；將在過盈加壓時的內襯內側的擠壓筒應力略大于外襯內側應力的情況判斷結果為合理，確認為最佳優(yōu)選參數，完成設計。
2.根據權利要求1所述的雙層圓擠壓筒過盈量參數化設計方法，其特征還在于:所述的固定塊(I)的前端設有導軌(11)，在導軌(11)上，運動的滑軌(12)和所述的旋轉軸(4)在該滑軌(12)上運動。
3.根據權利要求1或2所述的雙層圓擠壓筒過盈量參數化設計方法，其特征還在于:所述的固定盤(3)包括:多個沿固定盤(3)半徑延長線方向運動的拼接塊(31)； 待測工件的直徑超出固定盤(3)直徑時，所述的固定塊向設定的方向運動，使所述的多個測試桿(2)之間的距離延長。
4.根據權利要求3所述的雙層圓擠壓筒過盈量參數設計方法，其特征還在于:所述的拼接塊(31)通過約束滑軌(32)與所述的固定塊(I)連接。
5.根據權利要求1所述的雙層圓擠壓筒過盈量參數設計方法，其特征還在于:還具有固定在固定盤(3)中央的測試棒(5)，該測試棒(5)具有多個激光測距裝置(21)。
【文檔編號】G06F17/50GK104408242SQ201410652970
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權日:2014年11月14日
【發(fā)明者】孫遠國, 王愛國, 宋清玉 申請人:一重集團大連設計研究院有限公司, 中國第一重型機械股份公司