【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航空航天復雜管路的變徑管材旋彎復合成形領域，特別是基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法。
技術介紹
1、管路系統構件是航空航天、船舶制造、核能工程等和汽車等裝備的重要構件，承擔著負載、傳輸及換熱等關鍵作用。目前，高端先進制造裝備往往對管材形狀尺寸要求更為苛刻，而輕量化與成形質量水平對裝備的服役性能與壽命具有重要影響。然而，復雜變徑彎曲管件的直徑與彎段分布合理的設計，使該結構輕量化水平得到顯著提升，且該管件既屬于典型的輕量化、高功效構件，又是高端裝備發展急需的關鍵構件。旋彎成形是通過縮頸旋壓與管材柔性彎曲成形相結合的方式進行，既具備旋壓成形的工藝優勢，也結合了管材柔性彎曲成形的技術優勢，一次整體成形效率高。然而，當縮頸旋壓旋輪提前停止且推進機構與彎曲機構配合完成后續彎曲成形工步時，這種成形方式對彎曲模孔徑尺寸的精度要求較高，現有國內外研究及設備對于該工步工作較少。而且旋壓與彎曲變形間存在耦合影響，導致其成形規律與調控難度大，限制了旋彎漸進成形工藝的應用；
2、本專利技術的目的在于提供一種基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，解決了當前技術中彎曲模孔徑動態調控不方便的問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，解決了現有技術中彎曲模孔徑動態調控不方便的問題；
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案
3、一種基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線
4、步驟一：在變徑管旋彎成形前，對管材初始外徑d0進行測量，獲取其尺寸信息參數。
5、步驟二：變徑管旋彎復合工藝由“管材旋壓-彎管成形”復合工藝組成，管材旋壓過程通過旋壓輥子以阿基米德螺線軌跡形式進行多道次運動，實現管材旋壓變徑。
6、步驟三：在旋壓成形后采用激光直徑測量傳感器對管材進行尺寸采集。
7、步驟四：根據采集后的變徑管直徑dvar(即實際的孔徑大小r1)，建立變徑管直徑dvar與兩個輥子接觸點所對應頂端/底端橢圓平面上點的半徑r2的映射關系模型，進一步基于該映射關系模型調整彎曲模孔徑大小。
8、步驟五：通過私服電機控制橢圓形彎曲模轉動，根據上述步驟的映射關系模型，對彎曲模旋轉角度θ進行控制，實現彎曲模孔徑大小的在線調控。即：橢圓形彎曲模存在長半軸a和短半軸b，以兩個初始長軸半徑ra為初始位置，實現管材最小半徑的彎曲dmin；以兩個初始短軸半徑rb為初始位置，實現管材最大半徑的彎曲dmax。
9、在上述技術方案的基礎上，本專利技術還提供以下可選技術方案：
10、在一種優選方案中：步驟一具體為：確定管材待成形區域；首先將金屬管材固定至推進機構當中，推進機構與彎曲模之間的區域就是待成形區域；根據待成形區域長度，設定推進機構的進給量與進給速度。
11、在一種優選方案中：步驟二具體為：管材旋彎成形過程，先經過管材縮頸變徑，再進行旋彎成形；其變徑過程輥子采用旋壓方式進給，通過阿基米德螺線方程進行定義輥子運動軌跡：
12、r＝d*(1+t)
13、x＝r*cos(t*360)
14、y＝r*sin(t*360)
15、z＝0
16、式中，t為時間，r為螺線半徑。
17、在一種優選方案中：步驟三具體為：管材旋壓變徑后，在旋壓機構與彎曲機構之間采用激光直徑測量傳感器對變徑管材直徑dvar進行在線檢測，例：藍海精密-mils150、在線投影圖像測量儀tm-x5000。
18、在一種優選方案中：步驟四具體為：根據采集后的變徑管直徑dvar(即實際的孔徑大小r1)，通過二次項擬合或機器學習進行相關訓練：
19、b＝(xtx)-1xty
20、式中，b:n*1矩陣x:m*n矩陣，輸入變量/特征y:m*1矩陣，輸出變量/目標變量m:樣本數n:特征個數。
21、建立變徑管直徑rvar與兩個輥子接觸點所對應頂端/底端橢圓平面上點的半徑r2的映射關系模型，為后續快速獲取旋輪轉動角度θ提供數據支撐。
22、在一種優選方案中：步驟四具體為：根據建立變徑管直徑dvar與兩個輥子接觸點所對應頂端/底端橢圓平面上點的半徑r2的映射關系模型，隨后將長半軸a、短半軸b和對應頂端/底端橢圓平面上點的半徑r2代入橢圓參數方程：
23、
24、變形求解可得到橢圓軌跡上某點到圓心o(即軸心)的半徑r2(即距離)關系式：
25、
26、式中a為長半軸，b為短半軸，r2為對應頂端/底端橢圓平面上點的半徑。
27、根據上式可得快速獲得橢圓輥子旋轉角θ的大小，隨后通過私服電機控制橢圓形彎曲模轉動，對彎曲模旋轉角度θ進行控制，實現彎曲模孔徑大小的在線調控。
28、相較于現有技術，本專利技術的有益效果如下：
29、本專利技術涉及的一種基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法。本
30、專利技術通過管材旋壓-彎管成形”復合工藝實現變徑管旋彎成形，在旋壓成形后采用激光直徑測量傳感器對管材進行尺寸采集。建立變徑管直徑dvar與兩個輥子接觸點所對應頂端/底端橢圓平面上點的半徑r2的映射關系模型，根據上述步驟的映射關系模型，對彎曲模旋轉角度θ進行控制，實現彎曲模孔徑大小的在線調控。本專利技術其優勢在于成形過程能夠不停機情況下實現對彎曲模孔徑大小進行在線調控，同時可以在一定管徑范圍內的變徑管彎曲成形，不需要根據不同管徑更換模具。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，其特征在于，步驟一具體為：確定管材待成形區域；首先將金屬管材固定至推進機構當中，推進機構與彎曲模之間的區域就是待成形區域；根據待成形區域長度，設定推進機構的進給量與進給速度。
3.根據權利要求1所述的基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，其特征在于，步驟二具體為：管材旋彎成形過程，先經過管材縮頸變徑，再進行旋彎成形；其變徑過程輥子采用旋壓方式進給，通過阿基米德螺線方程進行定義輥子運動軌跡：
4.根據權利要求1所述的基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，其特征在于，步驟三具體為：管材旋壓變徑后，在旋壓機構與彎曲機構之間采用激光直徑測量傳感器對變徑管材直徑Dvar進行在線檢測。
5.根據權利要求1所述的基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，其特征在于，步驟四具體為：根據采集后的變徑管直徑Dvar，即實際的孔徑大小R1，通過二次項擬合或機器學習進
6.根據權利要求1所述的基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，其特征在于，步驟五具體為：根據建立變徑管直徑Dvar與兩個輥子接觸點所對應頂端/底端橢圓平面上點的半徑R2的映射關系模型，隨后將長半軸a、短半軸b和對應頂端/底端橢圓平面上點的半徑R2代入橢圓參數方程：
...【技術特征摘要】
1.一種基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，其特征在于，步驟一具體為：確定管材待成形區域；首先將金屬管材固定至推進機構當中，推進機構與彎曲模之間的區域就是待成形區域；根據待成形區域長度，設定推進機構的進給量與進給速度。
3.根據權利要求1所述的基于旋彎復合工藝的變徑管彎曲模孔動態在線調整方法，其特征在于，步驟二具體為：管材旋彎成形過程，先經過管材縮頸變徑，再進行旋彎成形；其變徑過程輥子采用旋壓方式進給，通過阿基米德螺線方程進行定義輥子運動軌跡：
4.根據權利要求1所述的基于旋彎復合工藝的變徑...
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁潼，郭訓忠，肖林林，程誠，宋旭杰，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。