Устройство для измерения линейных деформаций при обтяжке листовых деталей Советский патент 1992 года по МПК B21D11/20 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам, используемым при обтяжке листовых деталей.

Известно устройство для измерения деформаций при обтяжке на растяжно-обтяж- ном прессе, содержащее чувствительный элемент с подвижным контактом, взаимодействующим с поверхностью заготовки, и блоки автоматического управления, причем чувствительный элемент устанавливается в тело пуансона - в зону, соответствующую максимальной деформации,

Однако в этом устройстве необходимо оснащение каждого пуансона датчиками удлинения - чувствительными элементами, необходимо изменение места их установки в зависимости от этапов формообразования. Кроме того, устройство характеризуется невысокой точностью измерения деформаций На начальных этапах формообразования обтяжкой деталей двойной кривизны заготовка контактируете поверхностью пуансона только в районе его гребня В дальнейшем пятно контакта увеличивается и к моменту, когда заготовка коснется подвижного контакта чувствительного элемента, она будет уже

# растянута на какую то величину Ј , которая

уже не может быть замерена с помощью этого устройства.

Известно устройство для измерения величины растяжения, содержащее механизм отсчета величины растяжения - чувствительный элемент, связанный через рейку с подвижным зажимом оборудования реле давления, вычислительный блок, а также систему управления.

Однако это устройство может быть использовано для измерения деформаций только на прямолинейных участках заготовки. При обтяжке прямолинейные участки располагаются между сходом заготовки с пуансона и зажимами, следовательно, деформации этим устройством могут быть замерены только в этой зоне, что не позволяет получить достоверную информацию о величине фактической деформации в опасном сечении

Известно устройство для измерения деформаций, которое содержит гибкую нерастяжимую нить, один конец которой установлен неподвижно, а другой - с возможностью увеличения ее длины за счет за- крелления на подвижном контакте чувствительного элемента, при этом гибкая нерастяжимая нить огибает поверхность за- готоьки ьдоль всей ее длины, а неподвижный конец этой нити и чувствительный эле-; мент устанавливают на зажимах пресса для обтяжки.

Данное устройство позволяет осуществлять определение величины деформации удлинения заготовки посредством измерения длины гибкой нерастяжимой нити, огибающей контур пуансона в поперечном сечении, т.е. определять величину абсолютного удлинения заготовки. Точность измерения в данном случае невысока, поскольку будет известна лишь средняя величина деформации, хотя лимитирует возможности процесса обтяжки максимальная величина

деформации, которую следует замерять в опасной зоне заготовки.

Кроме того, данное устройство не позволяет учесть величину выскальзывания заготовки из зажимных губок, что также снижает точность измерения деформации.

Целью изобретения является повышение точности измерения линейных деформаций в любой зоне заготовки при обтяжке листовых деталей.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения линейных деформаций при обтяжке листовых деталей, содержащее корпус, гибкую нерастяжимую нить, один конец которой закреплен неподвижно, а другой подвижно связан с корпусом чувствительного элемента, снабжено серьгой, шарнирно закрепленной на корпусе устройства, двумя самоориентирующимися присосками, ось одной из которых

смонтирована на корпусе устройства, а ось другой - на серьге, кронштейнами, жестко смонтированными на обеих осях, и боуде- новской оболочкой, при этом неподвижный конец гибкой нерастяжимой нити и один

конец боуденовской оболочки закреплены на нижних концах кронштейнов, а гибкая нерастяжимая нить расположена внутри боуденовской оболочки, корпус чувствительного элемента установлен на корпусе

устройства и связан с вторым концом боуденовской оболочки.

Наличие у устройства для измерения линейных деформаций самоориентирующихся присосок, ось одной из которых

устанавливается на корпусе устройства, а ось другой - на подвижной серьге, позволяет уменьшить базу, на которой осуществляется измерение деформаций (база в данном случае будет определяться величиной расстояния между центрами присосок), а следовательно, повысить точность измерения. Уменьшение базы, на которой измеряют деформацию, повышает точность измерений потому, что деформации при обтяжке распределяются на площади заготовки неравномерно. На начальных этапах формообразования максимальные деформации сосредоточены в районе гребня пуансона, а на заключительных - в районе схода заготовки с пуансоном. Располагая устройство для измерения деформаций, имеющее малую базу измерений, в опасной зоне, можно получить более достоверную информацию о максимальной величине деформации, которая ограничивает возможности процесса.

Огибание гибкой нерастяжимой нитью формообразуемой поверхности при изготовлении деталей как одинарной, так и двойной кривизны, позволяющее повысить точность замера деформаций у предлагаемого устройства, обеспечивается благодаря тому, что оси, на которых установлены присоски, имеют выносные кронштейны, нижние концы которых располагаются вплотную к поверхности детали и к одному из этих концов прикреплен неподвижный конец гибкой нерастяжимой нити, а через другой она свободно проходит. Соединение корпуса чувствительного элемента и нижнего конца кронштейна оси с помощью боуде- новской оболочки, внутри которой свободно проходит гибкая нерастяжимая нить, позволяет осуществить воздействие на чувствительный элементэтой нитью при изменении расстояния между центрами присосок.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения линейных деформаций при обтяжке листовых деталей, общий вид; на фиг, 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - установка устройства при измерении деформаций на криволинейной поверхности.

Устройство для измерения линейных деформаций при обтяжке листовых деталей (фиг. 1) состоит из корпуса 1, на котором установлен чувствительный элемент 2, гибкой нерастяжимой нити 4, подвижный конец которой намотан на барабан 5, имеющий возвратную пружину 6 причем барабан 5 жестко смонтирован на оси чувствительного элемента 2.

Для установки устройства в любую зон заготовки, где необходимо замерить деформацию, устройство снабжено самоориентирующимися присосками 7 и 8. Присоска 7 закреплена на оси 9, которая установлена на корпусе 1 устройства, а присоска 8 смонтирована на оси 10, установленной на серьге 11, которая с помощью оси 12 шарнирно связана с корпусом 1 устройства. К нижнему концу кронштейна 13, который жестко смонтирован на оси 10, неподвижно присоединен конец гибкой нерастяжимой нити 4, которая свободно проходит через нижний

конец кронштейна 14 на оси 9 и через боу- деновскую оболочку 15, один конец которой связан с корпусом 3 чувствительного элемента 2, а другой - с нижним концом кронштейна 14 оси 9. Для предварительного натяжения гибкой нерастяжимой нити и сохранения базовой длины в свободном состо- янии (расстояние между центрами присосок) на осях 9 и 10 установлены пружины 16 и 17.

Устройство для измерения линейных деформаций при обтяжке листовых деталей работает следующим образом.

Устройство с помощью присосок 7 и 8

устанавливается в контролируемой зоне заготовки, при этом гибкая нерастяжимая нить 4 с помощью кронштейнов 13 и 14, жестко смонтированных на осях 9 и 10, подводится вплотную к поверхности заготовки

(фиг. 2). Затем осуществляют деформирование заготовки. При проявлении растягивающих деформаций расстояние между центрами присосок 7 и 8 увеличивается, что приводит к изменению длины гибкой нерастяжимой нити 4 между ними, которое происходит за счет разматывания гибкой нерастяжимой нити с барабана 5, при этом гибкая нерастяжимая нить 4 свободно протягивается через боуденовскую оболочку 15. Барабан 5 жестко закреплен на оси чувствительного элемента 2, установленного на корпусе 1 устройства. Разматывание гибкой нерастяжимой нити 4 с барабана 5 вызывает поворот оси чувствительного элемента 2. В качестве чувствительного элемента 2 может быть использован, например, потенциометр прецизионный многооборотный линейный (ППМЛ-И-5), тогда поворот оси этого потенциометра приведет к изменению величины его сопротивления, по которому можно судить о величине деформации. Величина изменяющегося сопротивления измеряется электронной частью прибора (не показана), кодируется с

помощью аналого-цифрового преобразователя и выводится на цифровой индикатор.

Например, при установочной базе в 100 мм (расстояние между центрами присосок) увеличение длины гибкой нерастяжимой нити между этими центрами на 1 мм вызовет поворот оси чувствительного элемента на угол

Y

Д

D , d +2

J 25

полного оборота барабана 5.

где AI - приращение базовой длины между

центрами присосок, равное 1 мм,

D - диаметр барабана 5, равный 7,66 мм;

d - диаметр гибкой нерастяжимой нити 4, равный 0,3 мм

Поскольку при повороте барабана 5 на один оборот сопротивление потенциометра ППМЛ-И-5 меняется на 250 см (сопротивление ППМЛ-И-5 при повороте его оси на 20 оборотов изменяется от 0 до 5000 Ом), то его поворот на 1/25 оборота вызовет изме- нение сопротивления на 10 см. При кодировке сигнала с чувствительного элемента предусмотрено его уменьшение в 10 раз, поэтому на упоровом индикаторе электронной части устройства будет высвечиваться величина деформации в процентах

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных деформаций при обтяжке листовых деталей, содержащее корпус, гибкую нерастяжимую

В

нить, один конец которой закреплен неподвижно, а другой - подвижно и связан с корпусом чувствительного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено серьгой, шарнирно закрепленной на корпусе устройства, двумя самоориентирующимися присосками, ось одной из которых смонтирована на корпусе устройства, ось другой - на серьге, кронштейнами, жестко смонтированными на обеих осях, и боуде- новской оболочкой, при этом неподвижный конец гибкой нерастяжимой нити и один конец боуденовской оболочки закреплены на нижних концах кронштейнов, гибкая нерастяжимая нить расположена внутри боуденовской оболочки, корпус чувствительного элемента установлен на корпусе устройства и связан с вторым концом боуденовской оболочки

, 20

Вид А

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам, используемым при обтяжке листовых деталей, и позволяет при обтяжке листовых деталей осуществлять с высокой точностью измерение линейных деформаций. Устройство снабжено самоориентирующимися присосками 7 и 8, ось одной из которых установлена на корпусе 1 устройства, а ось другой - на подвижной серьге 11, которая с помощью оси 12 шарнирно связана с корпусом 1 устройства. При этом гибкая нерастяжимая нить 4, воздействующая на чувствительный элемент 2 с помощью кронштейнов 13 и 14, жестко смонтированных на упомянутых осях, вплотную подводится к поверхности загото&кй. Соединение корпуса 3 чувствительного элемента 2 и нижнего конца кронштейна 14 оси 9 с помощью боу- деновской оболочки, внутри которой сво бодно проходит гибкая нерастяжимая HI ть 4, позволяет осуществить воздействие на чувствительный элемент 2 этой нитью при изменении расстоя нй я м ежду 1|ентрами присосок 7 и 8. 3 ил. сл С vj ел Јь hO vj Jb

1

Фиг 2.