一种可提高合金棒料定量切割精度的装置
阅读说明：本技术 一种可提高合金棒料定量切割精度的装置 (Device capable of improving quantitative cutting precision of alloy bar ) 是由 谢君 侯桂臣 舒德龙 王振江 荀淑玲 周亦胄 孙晓峰 于 2021-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及高温合金加工领域,具体涉及一种可提高合金棒料定量切割精度的装置。该装置的上料装置为无动力斜坡料道上的一侧设有轴向定位挡板,在无动力斜坡料道的较低一端设有与待切割合金棒料相对应的气动挡停分料装置；测量装置包括长度测量装置、重量测量装置和测径仪,其中：在气动挡停分料装置与无动力斜坡料道对应处,于待切割合金棒料远离轴向定位挡板的一端外侧设有长度测量装置；在待切割合金棒料自重滚动离开无动力斜坡料道的方向设有重量测量装置,在待切割合金棒料滑动离开重量测量装置的方向设有测径仪。本发明提高后续定量切割的精度和生产效率,不仅节约能源,还可保证合金叶片熔铸用料重量的一致性。(The invention relates to the field of high-temperature alloy processing, in particular to a device capable of improving quantitative cutting precision of alloy bars. The feeding device of the device is characterized in that an axial positioning baffle is arranged on one side of an unpowered slope material channel, and a pneumatic stopping and distributing device corresponding to alloy bars to be cut is arranged at the lower end of the unpowered slope material channel; the measuring device comprises a length measuring device, a weight measuring device and a diameter measuring instrument, wherein: a length measuring device is arranged at the position, corresponding to the unpowered slope material channel, of the pneumatic stopping and distributing device and outside one end, far away from the axial positioning baffle, of the alloy bar to be cut; and a weight measuring device is arranged in the direction that the alloy bar to be cut rolls away from the unpowered slope material channel due to the dead weight of the alloy bar, and a diameter gauge is arranged in the direction that the alloy bar to be cut slides away from the weight measuring device. The invention improves the precision and the production efficiency of subsequent quantitative cutting, saves energy and can ensure the consistency of the weight of the materials for casting the alloy blade.)
技术领域
：本发明涉及高温合金加工领域，具体涉及一种可提高合金棒料定量切割精度的装置。
背景技术
：高温合金是制造航空、航天、汽车、石化等领域热端部件的关键材料，高温合金母合金是先进动力装置热端部件的材料源头，其品质的高低直接影响了最终铸件的铸造成品率和服役可靠性。由于零件结构特征的差异，所需合金待切割合金棒料的重量也不同，需要对其进行定量切割加工后再使用。现有的技术中对母合金待切割合金棒料的切割多为定尺切割，即试待切割合金棒料外径一定，根据所需料段重量和理论密度计算出定尺长度。
在母合金制备过程中，由于模具的温度远远低于合金熔体温度，因此接近模具表面的合金液迅速凝固，在随后冷却过程中，由于补缩不足，在母合金待切割合金棒料芯部轴线上形成串状的缩孔、缩松等缺陷。同时缩松和松孔等内部缺陷的存在使得待切割合金棒料的理论密度和实际密度存在差异，另外由于铸造和后期加工修磨等工序，也会使同批待切割合金棒料甚至单根待切割合金棒料在直径或长度上存在毫米级别的误差，这些误差的累积使定尺切割后得到的母合金重量与最初设定值产生了较大的偏差，进而造成母合金材料的浪费或铸造零件用料重量不一致等问题。鉴于此，有必要提供一种方法能改善这种现象，缩小因定尺加工带来的误差，提高母合金定尺切割的精度。
发明内容
：为解决现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种可提高合金棒料定量切割精度的装置，提高了后续定量切割的精度和生产效率，不仅节约能源，还可保证合金叶片熔铸用料重量的一致性。
本发明采用的技术解决方案是：
一种可提高合金棒料定量切割精度的装置，该装置包括上料装置和测量装置，上料装置为无动力斜坡料道上的一侧设有轴向定位挡板，在无动力斜坡料道的较低一端设有与待切割合金棒料相对应的气动挡停分料装置；测量装置包括长度测量装置、重量测量装置和测径仪，其中：在气动挡停分料装置与无动力斜坡料道对应处，于待切割合金棒料远离轴向定位挡板的一端外侧设有长度测量装置；在待切割合金棒料自重滚动离开无动力斜坡料道的方向设有重量测量装置，在待切割合金棒料滑动离开重量测量装置的方向设有测径仪。
所述的可提高合金棒料定量切割精度的装置，上料装置包括无动力斜坡料道、轴向定位挡板、气动挡停分料装置、无动力送料辊，具体结构如下：
无动力斜坡料道的两侧相对平行设有固定挡板，每个固定挡板的背面与挡板支架连接，在无动力斜坡料道上靠近一个固定挡板的一侧设有轴向定位挡板，待切割合金棒料在轴向定位挡板与另一个固定挡板之间的无动力斜坡料道上依次排列放置，轴向定位挡板和固定挡板均与待切割合金棒料的轴向垂直，轴向定位挡板在待切割合金棒料轴向方向上沿着无动力斜坡料道左右移动，在无动力斜坡料道的较低一端开口处设有气动挡停分料装置。
所述的可提高合金棒料定量切割精度的装置，还设有电动推杆，在待切割合金棒料自重滚动离开无动力斜坡料道的方向，设有与待切割合金棒料平行的第一直线导轨，第一直线导轨上安装伺服电机，电动推杆的一端安装于伺服电机的输出端，电动推杆的另一端与输送至重量测量装置的待切割合金棒料的一端相对应。
所述的可提高合金棒料定量切割精度的装置，待切割合金棒料的长度测量装置，包括轴向气缸、直线轴承和激光测距仪，直线轴承的一端与轴向气缸的输出端连接，在气动挡停分料装置与无动力斜坡料道对应处，直线轴承的另一端与待切割合金棒料的一端相对应，待切割合金棒料的另一端与轴向定位挡板紧密接触，在轴向气缸与待切割合金棒料对应的一侧安装激光测距仪。
所述的可提高合金棒料定量切割精度的装置，轴向气缸通过直线轴承推动待切割合金棒料端面顶到轴向定位挡板上，完成轴向定位；由激光测距仪测量待切割合金棒料长度，激光测距仪到待切割合金棒料与直线轴承对应的端面距离为L测，激光测距仪到待切割合金棒料顶到轴向定位挡板的距离为L定，则待切割合金棒料长度L为两者之差，具体计算公式如下：
L＝L定-L测 (1)。
所述的可提高合金棒料定量切割精度的装置，当待切割合金棒料在气动挡停分料装置处测量出长度后，挡在待切割合金棒料前方的气动挡停分料装置下降，待切割合金棒料依靠重力继续沿无动力斜坡料道滚动到末端位置处的无动力送料辊上，电动推杆在伺服电机的作用下，沿第一直线导轨推动待切割合金棒料，将待切割合金棒料沿无动力送料辊向前推送到重量测量装置的正上方的位置。
所述的可提高合金棒料定量切割精度的装置，待切割合金棒料的重量测量装置，包括平台秤、V型支架、托辊支架和顶升气缸，平台秤安装于顶升气缸上，平台秤的顶部设有V型支架，平台秤的上方设有托辊支架，两个V型支架的顶部设有与待切割合金棒料对应的V型缺口，托辊支架上均匀安装与待切割合金棒料对应的无动力送料辊，通过无动力送料辊将测量长度后的待切割合金棒料接住，待切割合金棒料置于无动力送料辊和V型支架的顶部。
所述的可提高合金棒料定量切割精度的装置，当进行测重时，顶升气缸带动平台秤上升，平台秤上的V型支架将待切割合金棒料托举脱离送料辊，平台秤进行称重作业；随后顶升气缸下降，待切割合金棒料回到无动力送料辊上，在电动推杆的作用下继续向前输送。
所述的可提高合金棒料定量切割精度的装置，在待切割合金棒料离开重量测量装置的输送方向上设有测径仪，测径仪通过第二直线导轨安装于托辊支架上，第二直线导轨与待切割合金棒料的输送方向垂直，测径仪与第二直线导轨呈滑动配合；测径仪布置在距离待切割合金棒料切断位置1m以上，在伺服送料系统的精确推料支持下，测径仪采用激光扫描法完成待切割合金棒料任意指定截面直径di的测量；经过测径仪测量指定截面处直径di，待切割合金棒料继续在电动推杆的作用下被送进定量切割设备进行切割加工。
所述的可提高合金棒料定量切割精度的装置，根据实测的待切割合金棒料重量及长度，计算出待切割合金棒料的现重量，结合最初设定的料段重量，并利用各段的直径di进行修正，从而得到每个分割段的实际长度，最终以定尺的方式控制切割下料，即利用下式切割下料：
L＝G/[ρ′*π*(d/2)2] (2)
Li＝Gi/[ρ′*π*(di/2)2] (3)
其中：Li为确定的切割长度(m)；L为激光测距仪测量的待切割合金棒料总长度(m)；G为平台秤测量的待切割合金棒料总重量(Kg)；ρ′为待切割合金棒料的实际密度值(Kg/m3)；d为待切割合金棒料的平均外径值(m)；Gi为用户设有的切割后料段的重量(Kg)；di为待切割合金棒料的不同截面处的外径值(m)；π为圆周率；由(2)算出实际密度值ρ′，代入(3)得出切割长度，即公式(4)；
Li＝[Gi*L*(d/2)2]/[G*(di/2)2] (4)。
借由上述技术方案，一种可提高母合金定量切割精度的方法至少具有下列优点：
本发明可以实现待切割合金棒料的多根放置和单根自动上料，并将检测装置设计到整个上料系统中，可以实现待切割合金棒料重量、长度，以及不同截面处的直径的自动测量，用待切割合金棒料的实际重量代替理论密度值计算出的重量，并利用各段的直径di进行修正，从而得到每个分割段的实际长度，以定尺的方式控制切割下料，精确控制切割的每段待切割合金棒料的重量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
：图1为上料装置和检测装置整体结构示意图。
图2为上料装置和检测装置俯视图。
图3为气动升降重量测量装置示意图。
图4为长度测量装置示意图。
图中，1无动力斜坡料道，2轴向定位挡板，3待切割合金棒料，4气动挡停分料装置，5测径仪，6平台秤，7轴向气缸，8伺服电机，9无动力送料辊，10V型支架，11托辊支架，12电动推杆，13顶升气缸，14直线轴承，15激光测距仪，16第一直线导轨，17挡板支架，18固定挡板，19第二直线导轨。
具体实施方式
：
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种提高合金圆周棒料加工精度的方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1-图4所示，本发明可提高合金棒料定量切割精度的装置，主要包括上料装置和测量装置，上料装置为无动力斜坡料道1上的一侧设有轴向定位挡板2，在无动力斜坡料道1的较低一端设有与待切割合金棒料3相对应的气动挡停分料装置4；测量装置包括长度测量装置、重量测量装置和测径仪，其中：在气动挡停分料装置4与无动力斜坡料道1对应处，于待切割合金棒料3远离轴向定位挡板2的一端外侧设有长度测量装置；在待切割合金棒料3自重滚动离开无动力斜坡料道1的方向设有重量测量装置，在待切割合金棒料3滑动离开重量测量装置的方向设有测径仪。
上料装置包括无动力斜坡料道1、轴向定位挡板2、气动挡停分料装置4、无动力送料辊9和电动推杆12，具体结构如下：
无动力斜坡料道1的两侧相对平行设有固定挡板18，每个固定挡板18的背面与挡板支架17连接，在无动力斜坡料道1上靠近一个固定挡板18的一侧设有轴向定位挡板2，轴向定位挡板2与另一个固定挡板18之间的无动力斜坡料道1上可以一次实现十根待切割合金棒料3的依次排列放置，轴向定位挡板2和固定挡板18均与待切割合金棒料3的轴向垂直，轴向定位挡板2可以在待切割合金棒料3轴向方向上沿着无动力斜坡料道1左右移动，可手动调节，并由螺钉锁紧，起到对不同长度批次待切割合金棒料3的定位测长作用，通过设有轴向定位挡板2可以适应不同长度待切割合金棒料3的测长功能。在无动力斜坡料道1的较低一端开口处设有气动挡停分料装置4，气动挡停分料装置4可以通过其底部的气缸控制升降以进行分料工作，气动挡停分料装置4的每下降和上升一次分隔出一根待切割合金棒料3。
在待切割合金棒料3自重滚动离开无动力斜坡料道1的方向，设有与待切割合金棒料3平行的第一直线导轨16，第一直线导轨16上安装伺服电机8，电动推杆12的一端安装于伺服电机8的输出端，电动推杆12的另一端与输送至重量测量装置的待切割合金棒料3的一端相对应。
如图4所示，待切割合金棒料3的长度测量装置，包括轴向气缸7、直线轴承14和激光测距仪15，直线轴承14的一端与轴向气缸7的输出端连接，在气动挡停分料装置4与无动力斜坡料道1对应处，直线轴承14的另一端与待切割合金棒料3的一端相对应，待切割合金棒料3的另一端与轴向定位挡板2紧密接触，在轴向气缸7与待切割合金棒料3对应的一侧安装激光测距仪15。
轴向气缸7通过直线轴承14推动待切割合金棒料3端面顶到轴向定位挡板2上，完成轴向定位，直线轴承14为轴向气缸7提供支撑，保证轴向气缸7推动待切割合金棒料3时平稳定向。由激光测距仪15测量待切割合金棒料3长度，激光测距仪15到待切割合金棒料3与直线轴承14对应的端面距离为L测，激光测距仪15到待切割合金棒料3顶到轴向定位挡板2的距离为L定，则待切割合金棒料3长度L为两者之差，具体计算公式如下：
L＝L定-L测 (1)
当待切割合金棒料3在气动挡停分料装置4处测量出长度后，挡在待切割合金棒料3前方的气动挡停分料装置4下降，待切割合金棒料3依靠重力继续沿无动力斜坡料道1滚动到末端位置处的无动力送料辊9上，电动推杆12在伺服电机8的作用下，沿第一直线导轨16推动待切割合金棒料3，将待切割合金棒料3沿无动力送料辊9向前推送到重量测量装置的正上方的位置。
如图3所示，待切割合金棒料3的重量测量装置，包括平台秤6、V型支架10、托辊支架11和顶升气缸13，平台秤6安装于顶升气缸13上，平台秤6的顶部设有V型支架10，平台秤6的上方设有托辊支架11，两个V型支架10的顶部设有与待切割合金棒料3对应的V型缺口，托辊支架11上均匀安装与待切割合金棒料3对应的无动力送料辊9，通过无动力送料辊9将测量长度后的待切割合金棒料3接住，待切割合金棒料3置于无动力送料辊9和V型支架10的顶部。
当进行测重时，顶升气缸13带动平台秤6上升，平台秤6上的V型支架10将待切割合金棒料3托举脱离送料辊，平台秤6进行称重作业。随后顶升气缸13下降，待切割合金棒料3回到无动力送料辊9上，在电动推杆12的作用下继续向前输送。
在待切割合金棒料3离开重量测量装置的输送方向上设有测径仪5，测径仪5通过第二直线导轨19安装于托辊支架11上，第二直线导轨19与待切割合金棒料3的输送方向垂直，测径仪5与第二直线导轨19呈滑动配合。测径仪5布置在距离待切割合金棒料3切断位置1m以上，在伺服送料系统的精确推料支持下，测径仪5采用激光扫描法可以完成待切割合金棒料3任意指定截面直径di的测量。经过测径仪5测量指定截面处直径di，待切割合金棒料3继续在电动推杆的作用下被送进定量切割设备进行切割加工。
本发明还提供一种待切割合金棒料定量切割方式，根据实测的待切割合金棒料重量及长度，计算出待切割合金棒料的现重量，结合最初设定的料段重量，并利用各段的直径di进行修正，从而得到每个分割段的实际长度，最终以定尺的方式控制切割下料，即利用下式切割下料：
L＝G/[ρ′*π*(d/2)2] (2)
Li＝Gi/[ρ′*π*(di/2)2] (3)
其中：Li为确定的切割长度(m)；L为激光测距仪测量的待切割合金棒料总长度(m)；G为平台秤测量的待切割合金棒料总重量(Kg)；ρ′为待切割合金棒料的实际密度值(Kg/m3)；d为待切割合金棒料的平均外径值(m)；Gi为用户设有的切割后料段的重量(Kg)；di为待切割合金棒料的不同截面处的外径值(m)；π为圆周率。由(2)算出实际密度值ρ′，代入(3)得出切割长度，即公式(4)。
Li＝[Gi*L*(d/2)2]/[G*(di/2)2] (4)
本发明利用多根放置并单根自动上料的上料装置，并在上料过程中自动测量待切割合金棒料的重量、长度，以及不同指定截面处的直径di的测量。用待切割合金棒料的实测重量代替理论密度值计算出的重量，根据实测的待切割合金棒料重量及长度，计算出待切割合金棒料的现重量，结合最初设定的料段重量，并利用各段的直径di进行修正，从而得到每个分割段的实际长度，最终以定尺的方式控制切割下料，精确控制切割的每段待切割合金棒料的重量。
结果表明，本发明为合金棒料3的定量切割提供了更加精确的数据，使得定量精度有了很大提高，可保证切割待切割合金棒料3重量误差≤100g。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：倒角机