CN101224479A - 一种棒料气动径向冲击高效精密下料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种棒料气动径向冲击高效精密下料方法，该方法将棒料安装在气动径向冲击精密下料装置上，该下料装置的主要工作部件包括下料套筒、弹性垫套、棒料固定套、冲击气缸、活塞、下料模具。冲击气缸在控制系统控制下按序工作，驱动下料模具不断沿径向给棒料加载，利用棒料的疲劳断裂装置理，促使裂纹由棒料表面沿径向圆心扩展，从而完成下料，并获得良好的断面质量。

Description

一种棒料气动径向冲击高效精密下料方法

                        技术领域

本发明属于低能耗近净高效精密成型技术领域，涉及一种下料方法，特别是一种棒料气动径向冲击高效精密下料方法，该方法利用了气动径向冲击高效精密下料装置，采用气动冲击原理，实现棒料在周期径向加载下的疲劳裂纹周向产生、扩展直至断裂，最终完成下料。

                        背景技术

金属棒料的下料广泛存在于冷挤压、模锻、金属链条销、滚动轴承滚子、销子标准件以及轴类件的备料工序中，并且在这些下料工序中，下料数量巨大，目前传统的剪切、锯割、高能切割等下料方法不同程度地存在着材料利用率低、下料力大、能耗高、生产效率低以及下料断面质量差等问题。

                        发明内容

鉴于目前国内外在棒料高效下料方面存在的问题，本发明的目的在于，提供气动径向冲击高效精密下料方法，并完成了装置械结构部件的设计开发。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种棒料气动径向冲击高效精密下料方法，其特征在于，该方法将棒料安装在气动径向冲击精密下料装置上，在棒料垂直轴线的平面内，均匀布置7个冲击气缸，每个冲击气缸活塞上带有下料模具，下料模具的工作轮廓曲线采用摆线，在控制系统的控制下，各个冲击气缸依次给棒料径向加载，这样每次只有一个下料模具处于工作状态中，保证棒料只在一个方向上有载荷，各下料模具之间不会干涉，以实现棒料均匀的周向疲劳加载产生裂纹，并促使裂纹由棒料表面沿径向向圆心扩展，从而完成下料。

本发明主要技术特点如下：7个冲击气缸全周向循环给棒料加载，可实现最大10⁴Hz径向加载疲劳下料；径向行程可调，可更换下料模具，可控行程范围0～50mm，可加工不同材料、不同直径的棒料；采用压缩空气压力调节系统，高效的电磁阀换向系统、以及智能化控制系统，能够实现下料参数的采集、优化、控制等功能，可实现直径10mm～100mm、长径比为0.2～10的棒料下料。具有加工范围宽、效率高、质量好等优点，并获得良好的断面质量。

                        附图说明

图1是本发明的下料装置原理图；

图2是下料装置侧向剖视图；

图3是工作流程图；

以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。

                      具体实施方式

本发明的棒料气动径向冲击高效精密下料方法，是利用棒料的疲劳断裂机理，由气缸带动下料模具沿棒料径向压下循环加载。下料模具工作轮廓曲线采用摆线，在气缸活塞的带动下，作径向冲击运动。棒料被固定静止不动，采用均匀布置的7个冲击气缸及其带动的7个下料模具按序运动，从而不断沿棒料径向施加载荷，促使棒料的疲劳裂纹产生和扩展，从而完成精密下料。为实现对不同直径的棒料下料，采用可更换下料模具。

本发明的下料装置如图1所示，该气动径向冲击精密下料装置包括底座9，在底座9上分别设有支架4和机架8，支架4上安装有棒料固定套3，在立架8上沿棒料径向均匀布置有7个冲击气缸5，冲击气缸5上带有活塞6，活塞6上安装有下料模具7；被加工棒料通过棒料固定套3固定，下料模具7的工作轮廓曲线采用摆线，冲击气缸5在控制系统控制下按序对棒料作径向冲击运动，在冲击气缸5的活塞6的带动下，驱动下料模具7不断沿棒料径向给棒料加载，从而完成下料。

为了下长径比较小的棒料，例如要想获得直径60mm长20mm的棒料，下料时棒料V型槽断面上的切应力远大于拉应力，因此会直接切断棒料，但这种下料方式既没有充分利用V型槽尖端的应力集中效应，达到按I型裂纹扩展的目的；又需要很大外加力。可在棒料棒料固定套3上加装有下料套筒1，下料套筒1内有弹性垫套2，以增加棒料的长径比，达到下料时V型槽尖端所受应力以拉应力为主，实现裂纹按I型扩展的目的。

各个冲击气缸可根据工艺要求通过控制系统按序工作，比如按1#冲击气缸→2#冲击气缸→3#冲击气缸→4#冲击气缸→5#冲击气缸→6#冲击气缸→7#冲击气缸→1#冲击气缸；1#冲击气缸→3#冲击气缸→5#冲击气缸→7#冲击气缸→2#冲击气缸→4#冲击气缸→6#冲击气缸→1#冲击气缸顺序工作等。

各个冲击气缸可根据工艺要求通过控制系统按需工作，比如先按1#冲击气缸→3#冲击气缸→5#冲击气缸→7#气缸冲击顺序重复工作；然后再按2#冲击气缸→4#冲击气缸→6#冲击气缸重复工作等。

各个冲击气缸的气压可根据工艺要求通过控制系统调节。

各个冲击气缸的工作频率可根据工艺要求通过控制系统调整。

可根据工艺要求通过更换不同的下料模具以适应不同直径的棒料。

Claims (5)

1.一种棒料气动径向冲击高效精密下料方法，其特征在于，该方法将棒料安装在气动径向冲击精密下料装置上，在棒料垂直轴线的平面内，均匀布置7个冲击气缸，每个冲击气缸上设有下料模具，下料模具的工作轮廓曲线采用摆线，在控制系统的控制下，各个冲击气缸依次给棒料径向加载，这样每次只有一个下料模具处于工作状态中，保证棒料只在一个方向上有载荷，各下料模具之间不会干涉，以实现棒料均匀的周向疲劳加载产生裂纹，并促使裂纹由棒料表面沿径向向圆心扩展，从而完成下料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的冲击气缸按照工艺要求通过控制系统按第一冲击气缸、第二冲击气缸、第三冲击气缸、第四冲击气缸、第五冲击气缸、第六冲击气缸、第七冲击气缸顺序重复工作，或者按照第一冲击气缸、第三冲击气缸、第五冲击气缸、第七冲击气缸、第二冲击气缸、第四冲击气缸、第六冲击气缸顺序重复工作，或者先按第一冲击气缸、第三冲击气缸、第五冲击气缸、第七冲击气缸重复工作，再按第二冲击气缸、第四冲击气缸、第六冲击气缸顺序重复工作。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的各个冲击气缸的气压能够根据工艺要求通过控制系统调节。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的各个冲击气缸的工作频率能够根据工艺要求通过控制系统调整。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的下料模具适用于不同直径的棒料。

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