[发明专利]镁合金型材扭曲检测和矫正的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及检测和矫正轻合金型材扭曲变形的方法，尤其是用于检测和矫正镁合金型材扭曲变形的方法；同时还涉及实现所述方法的检测和矫正装置。

背景技术

镁合金和铝合金作为轻金属结构材料，在汽车、轨道交通、航空、航天、国防军工等领域具有广泛的应用前景。热挤压是轻合金塑性加工最主要的方式之一，通过挤压可得到各种管材、型材和棒材，包括外轮廓带凹角和暗槽的型材。热挤压过程中，常因为坯料内部组织的不均匀性、温度分布的差异、模具设计等因素造成的金属流动不均匀，还因为挤压后外力的作用和冷却速度不均匀等，使得制品发生弯曲或扭曲，严重影响成品率，为了获得平直的挤压型材必须对其进行矫直。

在各种金属变形制品的矫直方法中，辊矫适合于外形为圆形的管材和棒材，多辊反复压弯矫直适合于板材和部分型材制品，但由于铝合金和镁合金等轻合金制品表面质量要求较高，辊矫和多辊反复压弯矫直因易划伤型材表面而不宜采用。拉伸矫直是最适合轻合金型材矫直的，尤其是具有复杂断面及外形轮廓的铝合金和镁合金型材。在现已公开的关于型材及矫直的方法和装置相关的专利中，大部分涉及到辊矫和反复压弯矫直，如：授权公告号为CN2582773Y的实用新型专利《龙门式万能金属型材矫直机》、授权公告号为CN2920469Y的实用新型专利《镁合金型材矫直机》、申请号为02116745.1的发明专利《一种钛及钛合金小截面异型材矫直方法》等，另外公开号为CN101025406A的发明专利《多功能电磁探伤装置》、授权公告号为CN274442Y的实用新型《一种热态钢坯拉矫机》都披露了辊式矫直技术，但均因存在划伤制品表面的可能而不适用于铝合金和镁合金型材。授权公告号为CN2801316Y的实用新型专利《一种新型液压拉伸装置》和授权公告号为CN200939475Y的实用新型专利《液压拉伸矫直机》，均为专门针对铝合金管材、型材和棒材的拉伸矫直而设计的液压拉伸装置，但都只注意到纠正挤压制品弯曲变形，没有提扭曲变形的矫正，而仅靠拉伸矫直不能完全消除型材的扭曲，不能满足生产高精度产品的要求。

目前，消除轻合金扭曲变形的方法是在拉伸矫直的同时，通过旋转拉伸矫直机端头的液压夹头来消除目视范围内的扭曲变形，靠人工目测扭曲变形程度，然后凭经验给以一定的扭正量，该类方法存在测量误差大、效率低、扭曲矫正不到位、产品报废率高等缺点，很难满足大规模、高效率、高质量的现代化轻合金型材生产需要。铝合金具有面心立方晶格，有12个滑移系，变形塑性好，其拉伸矫直和扭曲矫正可直接在室温下进行，而镁合金由于具有六方晶格，室温条件下仅3个滑移系可启动，塑性变形能力较差，通常需要采用150℃至200℃的中温拉伸矫直，此时观测者将头贴近型材目测会因为高温炙热而不便操作，同时型材上方产生的热空气流也会干扰观察，甚至使得用于检验型材平直状况的激光束发生不稳定的偏转。

综上，现有的方法和装置都存在测量误差大、效率低、因扭曲矫正不到位而产品报废率高等缺点，很难满足大规模、高效率、高质量的现代化想镁合金生产需要。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种利用拉伸矫直机进行在线检测和矫正型材扭曲程度的方法，以提高检测和矫正的精度和效率。

本发明的目的是这样实现的：一种镁合金型材扭曲检测和矫正的方法，其特征在于采用可移动的卧式液压拉伸矫直机，配以带检测臂的检测小车和计算机系统，进行分段检测和分段矫正，具体步骤包括：

1)检测：1a)将加热后的型材检测面朝上，型材的两端分别用拉伸矫直机的固定夹持端的液压夹头和牵引小车的液压夹头夹持；经过初步拉伸矫直后，开始进行扭曲状态的检测；1b)将带有检测臂的检测小车沿拉伸矫直机导轨从型材的一端向另一端匀速行驶，使检测臂上的两滚轮保持与型材检测面接触；并设定检测小车起始时检测臂所处的平面为基准面；1c)用设于检测臂上的传感器采集和记录检测臂在检测小车沿型材长度方向运动过程中，检测臂相对于基准面的摆动幅度信息数据，并输入计算机系统；1d)计算机系统分析处理步骤1c)获得的数据；以检测臂处于基准面时的扭曲度为0，将检测臂在型材上运动中各位置处相对于基准面不同方向的摆动幅度分别处理为正或负值的扭曲度，并按线型扭曲方向将型材分为多个矫正段，即分成的每一个矫正段具有连续的正扭曲度或连续的负扭曲度，确定每一个矫正段的起点与终点位置；