智能化无模拉拔成形设备及其工艺

摘要

一种智能化无模拉拔成形设备及其工艺，属于金属压力加工技术领域。设备包括智能化自动控制系统、送料和牵引系统、测温与加热系统、冷却系统、保护气体供给系统。工艺为：首先松开自动压下装置，将待拉拔棒料依次穿过送料辊、感应加热线圈、玻璃管、冷却水环和牵引辊；然后，启动自动压下装置压紧坯料；启动计算机控制程序后坯料在两对送料辊的作用下，以速度Vi向前移动；同时，坯料在两对牵引辊地作用下，以速度Vo向前移动，通过控制Vo与Vi之比为1＜Vo/Vi＜2.5，得到预期的断面收缩率。采用智能控制，能有效防止拉断、竹节等不稳定过程的产生；显著提高线棒材外形尺寸的精确性；适合于各种金属线棒材的高效加工。

主权项

1、一种智能化无模拉拔成形设备，包括智能化自动控制系统、送料和牵引系统、测温与加热系统、冷却系统、保护气体供给系统；其特征在于：a、智能化自动控制系统利用专家系统，根据外形尺寸或/和组织性能等控制目标，以及初始加工条件，由计算机在线制定工艺制度，并自动按照所制定的工艺制度进行拉拔；在拉拔过程中利用激光测径仪对变形区形貌进行在线测量，并将测量值反馈到计算机；利用各工艺参数的实测值进行外形尺寸、组织的在线预测，同时将预测值与目标值进行比较，通过遗传算法运算得到各工艺参数的调整量和调整方向，并驱动各工艺参数驱动器进行调整，从而实现对拉拔金属线棒材的外形尺寸和组织性能的在线精确控制；b、送料和牵引系统.送料伺服电机(12)、齿轮减速箱(20)和涡轮蜗杆减速器(13)逐个连接，涡轮蜗杆减速器(13)驱动送料辊(1)，送料辊(1)与送料辊(2)之间利用同步带(14)进行传动；送料辊(1)和送料辊(4)之间用齿轮(15)和齿轮(16)进行传动；送料辊(2)与送料辊(3)之间用齿轮连接进行传动；牵引伺服电机(26)、齿轮减速箱(19)和牵引辊(5)逐个连接；牵引辊(5)与牵引辊(6)之间利用同步带(21)进行传动；牵引辊(5)和牵引辊(7)之间用齿轮进行传动；牵引辊(6)与牵引辊(8)之间用齿轮连接进行传动；根据坯料直径的变化在送料辊(1、2、3、4)和牵引辊(5、6、7、8)上开相应的孔型；c、测温与加热系统该装置的加热设备为全固态感应加热器，感应加热线圈(9)置于送料辊(1、4)所组成的孔型和牵引辊(5、7)所组成的孔型之间；红外测温仪(18)对准变形区的中央，镜头与坯料距离15～35cm放置，对变形区温度进行在线测量，同时将温度信号送置PLC，与目标温度进行比较；在PLC程序中利用PID运算方法计算出对感应加热器加热电流的调整量，再通过PLC模拟量输出端口将电流的调整量反馈到感应加热器的功率控制器，实现变形区温度的控制；d、冷却系统冷却水环(10)位于感应加热线圈(9)之后，冷却水环(10)与感应加热线圈(9)之间的距离在1～10cm；利用步进电机驱动的丝杆进行传动，驱动冷却水环(10)沿坯料轴向位置上移动，实现变形区长度在线调整；感应加热器的内部电路和感应加热线圈的冷却介质为循环水；e、保护气体供给系统保护气体从储气罐流出，经减压阀到流量计，最终流到玻璃管(17)中，玻璃管(17)外径与感应加热线圈(9)的内径相同，套在感应加热线圈(9)内；坯料从玻璃管(17)中心穿过，玻璃管17的一端通入保护气体，另一端紧靠冷却水环(10)。