[发明专利]大型模锻水压机欠压量在线检测方法

说明书

[技术领域]本发明涉及大型模锻水压机控制系统，特别是模锻件欠压量 在线检测方法。

[背景技术]大型模锻水压机是机械制造工业中的一种重要机械设备，用 于锻造高强度铝合金锻件或带孔的复杂锻件。模锻加工过程是由活动横梁， 左、右水平横梁，移动工作台中顶出器和侧顶出器等活动部分按照顺序协同 动作完成的。各部分的运动速度和行程采用“油控水”方式由数字电液伺服 系统控制。油压系统带动分配器，分配器控制水阀，高压水进入不同的工作 缸驱动可移动工作部分完成模锻加工工作。模锻件欠压量是其加工质量的重 要技术指标，模锻件若为中程导弹端环，增加0.1mm欠压量可能引起导弹弹 头命中目标的误差增加20m。因此，实现对模锻件欠压量精确检测和有效控 制对大型高强度铝合金构件的加工精度显得至关重要。目前，国际上尚未有 模锻件的欠压量能在线检测的报道，只能离线测量，操作人员无法直观地 了解水压机模锻加工时模锻件的欠压量，致使操作有一定的盲目性， 不利于模锻件综合质量的提高。

[发明内容]本发明的目的是提供一种在线检测模锻件的欠压量的方法。 本发明采用MTS位移传感器在线检测模锻件欠压量。通过大量实验数据分析 水压机压力对锻件形变程度的影响，提高锻件尺寸的加工精度和内部织构质 量。本发明主要包括以下内容：

采用MTS位移传感器实现模锻件欠压量的在线检测。MTS位移传感器精 度高达±5μm，可靠性好，利用两个相交磁场产生一个应变脉冲，产生超声波 信号，通过检测该信号传播所需的时间，换算出活动磁环移动的距离。位移 传感器测头安装在模锻水压机限程套上，其活动磁环通过连接装置安装在活 动横梁上，并通过波导管与传感器测头相连。当模锻件加压时，活动横梁向 下移动，活动磁环与波导管形成的相交磁场产生的应变脉冲信号返回位移传 感器测头，检测出活动磁环移动的距离，计算出模锻件的欠压量。经过大量 实验数据分析，得到模具及其支承座所受压力与应变量关系，建立压力-应 变量的非线性曲线，得到模锻件欠压量补偿值，修正MTS位移传感器的检测 量。

通过上述在线检测方法，解决了大型模锻水压机欠压量无法在线检测的 难题，为优化大型模锻水压机模锻件欠压量自动控制系统奠定了基础，对于 减少模锻件的欠压量，提高模锻件的质量，具有重要作用。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1为采用MTS位移传感器在线检测欠压量原理图；

图2为传感器连接装置结构主视图；

图3为传感器连接装置结构俯视图；

图4为模锻件压力-应变量曲线图。

[实施方式]欠压量的检测原理图如图1所示，水平移动工作台8将模具 支承座7送入，位移传感器测头2固定于水压机立柱的限程套1上，位移传 感器的活动磁环3通过连接装置9与活动横梁5相连，并通过波导管4与传 感器测头2相连。当模锻水压机模锻加工时，活动横梁5沿水压机立柱6向 下运动，开始是空程，当上模具和下模具接触时，进入工作行程，给活动横 梁5加压，使模锻件变形，获得模具成型的锻件，完成工作行程。此后活动 横梁5进入返程，沿水压机立柱6向上运动，最后停止，可停靠在操作空 间中任意位置。工作行程内活动磁环3跟随活动横梁5向下移动一定距离， 活动磁环3与波导管4形成的相交磁场产生的应变脉冲信号返回位移传感器 测头2，检测出活动磁环3在工作行程内移动的精确距离，将此距离与模锻件 加工设定的距离比较计算得到模锻件的欠压量。

传感器连接装置如图2、3所示，MTS位移传感器测头2固定于水压机立 柱的限程套1上，活动磁环3通过连接装置与活动横梁5部分相连。连接装 置由压板支座10、上下两对称压板11、上下两对称钢球12、滑块13和连接 件14构成，钢球12与上下压板11之间在水平方向上除摩擦力之外无其它力 的传递，使得活动横梁5水平方向的振动无法传递到滑块13上，从而使传感 器免受活动横梁5水平振动的影响，且避免活动横梁5倾斜可能产生的对滑 块13和导轨15的损坏；导轨15及滑块13使得固定在滑块13上的传感器磁 环3在垂直方向上的运动平稳，保证传感器磁环3在水平方向上无摆动；滑 块13中的弹簧16使钢球12在磨损后仍保持上下压板11、钢球12和滑块13 之间无间隙，保证运动传递的准确性。