阅读说明：本技术 一种金属构件高温锻造控制方法及其控制系统 (Metal component high-temperature forging control method and control system thereof ) 是由 李亚斌 于 2021-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种金属构件高温锻造控制系统,包括对锻造过程工件的温度进行控制的温度控制模块和锻造过程中对工件的加工尺寸进行控制的锻压控制模块；温度控制模块包括检测工件端部温度的温度监测计和对工件锻造过程中工件的表面温度进行补充控制的温度变送器；锻压控制模块包括对锻压过程中主缸的内部压力进行监测的主缸压力测试计、对工件的径向和轴向尺寸进行检测的红外监测仪；本发明还公开了一种金属构件高温锻造控制方法,包括以下步骤：S1方案确定；S2判断锻造是否处于设定状态下；S3判断锻造是否结束；本发明整个过程采用双重负反馈,精度高效率高。(The invention discloses a high-temperature forging control system for a metal component, which comprises a temperature control module for controlling the temperature of a workpiece in the forging process and a forging control module for controlling the machining size of the workpiece in the forging process; the temperature control module comprises a temperature monitor for detecting the temperature of the end part of the workpiece and a temperature transmitter for performing supplementary control on the surface temperature of the workpiece in the forging process of the workpiece; the forging and pressing control module comprises a main cylinder pressure tester for monitoring the internal pressure of the main cylinder in the forging and pressing process and an infrared monitor for detecting the radial and axial dimensions of the workpiece; the invention also discloses a high-temperature forging control method of the metal component, which comprises the following steps: determining an S1 scheme; s2, judging whether the forging is in a set state; s3, judging whether forging is finished or not; the whole process of the invention adopts double negative feedback, and the precision and the efficiency are high.)

一种金属构件高温锻造控制方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及锻造领域，尤其涉及一种金属构件高温锻造控制方法及一种金属构件高温锻造控制系统。

背景技术

锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。

锻造热力规范是指锻造时所选用的一些热力学参数，包括锻造温度、变形程度、应变速率、应力状态(锻造方法)、加热加冷却速度等。这些参数直接影响着金属材料的可锻性及锻件的组织和性能，合理选择上述几个热力学参数，是制订锻造工艺的重要环节。在工艺过程中如何对这些参数进行把握，也是锻造自动化控制的重点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的锻造自动化不能良好控制的缺点，而提出的一种金属构件高温锻造控制方法及一种金属构件高温锻造控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种金属构件高温锻造控制系统，包括对锻造过程工件的温度进行控制的温度控制模块和锻造过程中对工件的加工尺寸进行控制的锻压控制模块；所述温度控制模块包括检测工件端部温度的温度监测计和对工件锻造过程中工件的表面温度进行补充控制的温度变送器；所述锻压控制模块包括对锻压过程中主缸的内部压力进行监测的主缸压力测试计、对工件的径向和轴向尺寸进行检测的红外监测仪。

优选的，所述红外监测仪采用无接触的测量方式，测量出锻压空间的温度差，根据温度差别对工件进行描边，再根据描边出的工件计算气加工尺寸。

优选的，所述温度控制系统应用于轴类零件的锻压加工，检测的部位为轴类零件两侧端部的区域温度。

一种金属构件高温锻造控制方法，包括以下步骤：S1方案确定；根据要加工的工件确定工件的锻压方案，确定其锻压所需时间，根据加工的工序差别和状态差别划分时间节点，根据时间节点确定锻压参数，分别是锻压的输入压力、锻压的始锻温度和终锻温度；S2判断锻造是否处于设定状态下；对锻压过程中主缸的输出压力、工件的表面温度及时进行反馈控制；S3判断锻造是否结束；对锻造过程中锻件的加工尺寸进行检测，当符合检测尺寸需求的时候停止锻压。

优选的，在S2判断锻造是否处于设定状态下的步骤中，包括压力判定和温度判定两步骤；S21首先记录主缸压力值为F₁，再输入对应时间节点下的主缸设定压力值F，判断F₁和F之间的误差是不是符合标准，不符合则调整主缸压力输出，再重新进行判断，符合则继续向下运算；S22测量工件的两端及中部的温度并计算其平均值T，输入对应时间的工件设定的温度范围T₂-T₃，判断是否有T₂≤T₁≤T₃，不符合则激活温度变送器对锻件所需温度进行调节，采取升温加热和冷却降温中的一种操作；符合则继续向下运算。

优选的，在S21的步骤中，判断依据为是否有|F-F₁|/100＜0.03。

优选的，在S3判断锻造是否结束的步骤中，首先采用红外监测仪对工件的轴向尺寸和径向尺寸进行检测，分别得到L₁和R₁，其结束与否的判断依据为是否有|R-R₁|/100＜0.01和|L-L₁|/100＜0.015。

本发明的有益效果为：本发明中，(1)对锻压过程进行监测管理，分别从缸体输入压力和工件端部中部的温度着手去进行锻压控制，能较好地避免发生温度过低过高导致工件变形和工件裂纹的问题；(2)根据时间节点设定工艺计划，能有效进行工件锻压控制过程中的区别；(3)采用红外监测能在不接触工件的情况下较为有效实现工件尺寸测量；整个过程采用双重负反馈，精度高效率高。

附图说明

图1为本发明所述控制系统的结构示意图；

图2为本发明所述控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1和图2，一种金属构件高温锻造控制系统，包括对锻造过程工件的温度进行控制的温度控制模块和锻造过程中对工件的加工尺寸进行控制的锻压控制模块；所述温度控制模块包括检测工件端部温度的温度监测计和对工件锻造过程中工件的表面温度进行补充控制的温度变送器；所述锻压控制模块包括对锻压过程中主缸的内部压力进行监测的主缸压力测试计、对工件的径向和轴向尺寸进行检测的红外监测仪。

在本实施例中，所述红外监测仪采用无接触的测量方式，测量出锻压空间的温度差，根据温度差别对工件进行描边，再根据描边出的工件计算气加工尺寸。

在本实施例中，所述温度控制系统应用于轴类零件的锻压加工，检测的部位为轴类零件两侧端部的区域温度。

一种金属构件高温锻造控制方法，包括以下步骤：S1方案确定；根据要加工的工件确定工件的锻压方案，确定其锻压所需时间，根据加工的工序差别和状态差别划分时间节点，根据时间节点确定锻压参数，分别是锻压的输入压力、锻压的始锻温度和终锻温度；S2判断锻造是否处于设定状态下；对锻压过程中主缸的输出压力、工件的表面温度及时进行反馈控制；S3判断锻造是否结束；对锻造过程中锻件的加工尺寸进行检测，当符合检测尺寸需求的时候停止锻压。

在本实施例中，在S2判断锻造是否处于设定状态下的步骤中，包括压力判定和温度判定两步骤；S21首先记录主缸压力值为F₁，再输入对应时间节点下的主缸设定压力值F，判断F₁和F之间的误差是不是符合标准，不符合则调整主缸压力输出，再重新进行判断，符合则继续向下运算；S22测量工件的两端及中部的温度并计算其平均值T，输入对应时间的工件设定的温度范围T₂-T₃，判断是否有T₂≤T₁≤T₃，不符合则激活温度变送器对锻件所需温度进行调节，采取升温加热和冷却降温中的一种操作；符合则继续向下运算。

在本实施例中，在S21的步骤中，判断依据为是否有|F-F₁|/100＜0.03。

在本实施例中，在S3判断锻造是否结束的步骤中，首先采用红外监测仪对工件的轴向尺寸和径向尺寸进行检测，分别得到L₁和R₁，其结束与否的判断依据为是否有|R-R₁|/100＜0.01和|L-L₁|/100＜0.015。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。