CN1071862A - 可变形物体的永久性弯曲方法 - Google Patents

Abstract

一种细长物体的永久弯曲方法，其步骤有：求出 对其一段所加角位移与所得塑性变形间的关系，确定 “角位移×塑性变形”标准曲线方程；固定其中一段， 相对于固定点测量并记下另一自由段上一点之初位； 依变形方向并据上述方程使自由段角位移到所需变 形角度之60～90％或110～120％。测量初位上点 的新角度位置与前此比较，确定由此获得之变形角度 而定出相应新方程，求出相应角度再作角位移直至获 得最终所需形状。

Description

本发明涉及一般金属棒或金属板之类不同物体的自动弯曲方法，使之能实现精确的塑性或永久性变形，而与其一定的微结构、分子组成和/或尺寸相对于各预定名义值的偏差无关。

对于通常取细长形式之棒状或板状体，它们的自动弯曲是通过下述作业来完成的，惯例是将此种物体纵伸方向的一端部固定，而令其自由端部沿拟完成所需塑性变形的方向通过一定角位移作仅仅一次弯曲，这一角位移则是将力施加到此拟弯曲之物体的自由端部，进行单一的一次作业而完成的。为此，要根据拟弯曲之物体的分子组成、物质结构与尺寸方面的名义值，同时需考虑到从弯曲一批具有相同结构和操作特性之物体所取得的值，来计算这种位移以保证此物体达到一定的塑性变形角度。

对于某些应用，在先有技术的自动弯曲系统中，使此种物体的自由部段沿一定方向作一次角位移，是足以令此拟弯曲之物体为所需应用而在要求的精度范围内变形的。

但当必须在极其严格的限度内来实现弯曲或塑性变形时，先有技术的自动弯曲方法却没有考虑到在一批等同的物体中各个物体塑性变形过程中的相关参数，即在这些物体中通常以尺寸、微结构与分子组成所表现的偏差。这一问题可以用累积方式相对于每一待弯曲物体施行一系列弯曲作业，直到获得最终所需精确结果来解决。然而在工业生产中，例如在制造用于小型致冷系统封闭式压缩机的簧片阀中，是不可能对应用于各簧片阀的一系列变形步骤在实际操作中通过手工控制来使之精确弯曲的。

在当前已知的自动弯曲系统中，对于一批拟弯曲之物体来说，应用于其上自由部段来实现最终所需塑性变形的角位移，仅仅是考虑了具有名义特性的一个特体而计算出的。除了极其偶然的情况外，事实上这些来自一大批待弯曲物体中的物体，相互之间相对地表现出某些尺寸上与微结构上的变化。这样，当按照上述密封式压缩机之簧片阀的规定时，就不可能使一批物体中所有物体实现自动的一致的塑性变形，而不偏离事先对这些物体确定的严格精度范围。

为此，本发明总的目的在于提供一种通过高速自动作业，使可变形物体自动地和永久性地弯曲的方法，以保证此种物体塑性变形中的高精确度，而与其名义上的微结构、分子组成与尺寸相对于所希望之名义值可能发生的偏差无关。

本发明另一目的在于使上述的自动弯曲方法还能把物体按角度的塑性变形程度作为某些尺寸参数的函数加以测定，而这些参数乃是物体的外部的内容，同时也因物体而异，从而一定物体的塑性变形可以作为此物体外部尺寸参数之函数来实现。在这样的认识下，本方法即针对那种将待弯曲之部件组装到属于另一个部件或物体之尺寸可变部分上的情形，借此免于为成对的尺寸可配伍的部件进行选择与分组。

根据本发明，提出了下面这种使可变形的细长物体作永久弯曲的方法，以在此种细长体中确定出构成二面角的两个部分，并使这两部分通过一条至少基本上是横切此物体之纵轴线的弯曲线相互联合，此方法包括如下步骤：

（a）用实验方法确定出，绕上述弯曲线对具有相同形状物体的两个纵向部段之一所加不同度数的角位移与所得塑性变形间的关系;同时对于待弯曲之物体的形状确定“角位移×塑性变形”标准曲线的方程;

（b）从此弯曲线起，将各物体之另一纵向部段固定到一紧固装置上;

（c）相对于一固定参考点测量此物体的自由部段至少一个点的原始位置，并记录下此相对位置的初始值;

（d）绕上述弯曲线并依所需塑性变形方向对拟弯曲之物体的自由部段施加第一个角位移，此角位移的角度，以步骤（a）中所定方程为据，相当于使实现的变形值位于所需塑性变形角度的60%至90%区间以及110%至120%区间中之一;

（e）测量此物体自由部段中前述之点的新的角度位置并把它与先前位置比较，以确定由原先施加到此自由部段上的角位移所获得之塑性变形的角度;

（f）根据步骤（e）中所获得的塑性变形角度，建立“角位移×塑性变形”曲线的新方程，此方程专用于处在相应弯曲阶段的物体，并作为此新的特定曲线之函数，从数学上确定了为实现所需塑性变形应施加给此自由部段之另加的角位移;

（g）绕同一弯曲线，依一个与步骤（f）中所定出之角度相当的角度，对此弯曲中的物体之自由部段施加另一个角位移;

（h）使此弯曲中的物体至少经历步骤（e）、（f）与（g）的一个序列，以取得最终所需的塑性变形;以及

（i）从前述紧固装置上松释下达到了最终所需塑性变形的这一物体。

上述操作程序为了使物体弯曲变形至应用所需的允差之内只需作一个第二次塑性变形的角位移。不过，按照上面的规定，步骤（e）、（f）与（g）是可以依序重复进行，直至弯曲中物体的塑性变形实现所需的精度。

上述弯曲方法还允许自动规定施加到物体上的塑性变形角度，而且是把后者作为在操作上必须适配之其它部件的可变尺寸参数的函数。

本方法还给出了另一种可能性：可以在初始弯曲之后采用部分反向回弯的技术，以在有必要时释除弯曲体内的残余张力，但却仍可在此弯曲中保持最终所需的高度精确性。

下面参考附图描述本发明的弯曲方法，在这些附图中;

图1是适用来实施上述弯曲步骤之设备的框图;

图2示明用于制造小型密封式压缩机中簧片阀的一批金属片之纵向部段的名义标准“角位移×塑性变形”曲线，用作此位体原始位置的固定参考点则在实施变形方向上与此原始位置分开;而

图3则是适用来实施上述方法之设备的示意性前视立面图。

如前所述，本方法特别适合按工业生产规模制造密封式压缩机簧片阀用金属片的精密与自动弯曲。更具体地说，本方法可使能用作专利申请BR9002967（对应于U.S系列号715818/91）所述之吸入与排放阀之片状推迫装置的金属片实现精确的塑性变形。

依照附图，本方法是这样地来达到一金属片或棒10之精确的塑性变形的，即使其端部围绕一横切此金属片10之纵轴线的弯曲线弯转。在本例中，此金属片10表示为用作前述先有申请中之小型密封式压缩机簧片阀之弹性推迫装置的一个细棒。为了对具有相同的形状、相关尺寸、分子组成与微结构的一批金属片10开始这一预定的塑性变形过程，必须通过实验确立绕上述弯曲线作用于金属片10两纵段之一的不同角位移度与在纵向段上取得之塑性变形间的关系。

可以通过任何适当方式来达到建立上述关系之目的，只要它能对一批具相同形状之似弯曲的金属片10，测定出“角位移×塑性变形”的一个样本。

这一实验过程可为待弯曲之金属片10的典型形状确定“角位移×塑性变形”标准曲线的方程。此种曲线的一个例子示明于图2，其中的横轴表示这些金属片所获得的塑性或永久变形，而纵轴则表示为取得此种变形而作用于这批金属片上的角位移。此曲线表明典型形状弯曲中的金属片期望获得之理想的名义塑性或永久变形。

应该注意到，这一曲线或者是这种塑性变形是在纵轴上有一定初始位移后开始的。这个轴向位移源于不弯曲之金属片与一在拟进行弯曲方向上与之分开的参考点二者间有初始距离Do，还起因于弯曲中之金属片的初始弹性变形EDe。

完成了对待弯曲之金属片的典型形状确定其“角位移×塑性变形”的标准曲线后，就可使这批金属片10进行有效的弯曲。

为此目的，需使各个拟弯曲之金属片10以其位于横向弯曲线任一侧的纵伸段11装定于图3所示之紧固装置20上，后者包括两个硬金属制的块件或垫件21，其中之一是可动的，能通过自动或非自动的适当装置压抵向另一块件。紧固装置20的两个块件21应构制成，使得夹持于紧固装置20中之金属片10的上述部分11能正确而完全地不动。这一固定的部分或部段11通常相对于弯曲线而言只相当于此金属片的最短纵向段。

应知将各金属片10定位于紧固装置20中，最好是通过自动装置来完成，这样就能保证在成批供应金属片10时，使金属片10可等同地分别就位。

在各金属片10业已固定不动后，须记录下其拟加以弯曲之自由部段12的原始位置，使之作为测定拟施加于金属片10之自由段12最终角位移时的参数。

适用来记录此金属片10原始位置的一种方法是，沿着与金属片弯曲方向平行的平面，测量相对于紧固装置20固定的一参考点与金属片自由段12上一点之间的距离。

在图1与3中，示意性地表明了一相对于紧固装置20固定的传感装置30，它包括一可从对应于上述参考点之后撤位置移动到同金属片10之自由段12中一点相接触时止的探头31。此探头31是依随金属片10的弯曲方向，也即在一与自由段12正交的平面中运动的，当它触及金属片10，就可使此传感装置探测出对应于固定参考点与金属片自由段12原始位置间一初始距离Do的新数据。

经过了这最初几个步骤后，便可使金属片10的自由段12绕一为紧固装置20本身沿横向或大致的横向定出的弯曲线，在金属片之固定段11与自由段12之相会处进行角位移。为使此自由段12沿拟实现弯曲的方向作此角位移，例如可通过一与弯曲线平行并与一由步进马达42（例如500步/转）带动的测微座41（例如0.5mm/转）协同工作的圆柱形棒40来实现。

自由段12的这一初始角位移是靠驱动步进马达42来完成的，借助柱形棒40使自由段12依欲取得塑性变形的方向绕弯曲线转过一角度α，考虑到图2中对于相应的成批金属片所示明的标准方程，此α对应于欲实现之塑性变形角度值的60%至90%。应知图3中所表示的角度α对应于施加给自由端12这样的角位移，它使塑性变形的角度小于角α，这是由于自由端12有弹性变形，而此弹性变形已在对这批待弯曲之金属片确立“角位移×塑性变形”标准曲线时估计到了。

步进马达42的操作指令是由中央处理机50例如图1中所示的微型电子计算机给出的，此计算机可通达操作人员，并通过一包括有步进马达42专用控制装置的数字接口给步进马达42发出指令。

这样，当达到相应于自由段12初始角位移的角度α后，柱形棒40即为测微座-马达41，42的组合件回撤，使自由段12能够返回至图3所示相应塑性变形的第一位置P1。此时，中央处理机50指令传感装置30的探头31运动到再次与自由段12接触，使此传感装置能通过一探头信号调节器52与接口51，给中央处理机50发送一相应于已获得第一塑性变形D1的信息，然后此中央处理机50为弯曲中的金属片建立一新的标准曲线，并从数学上作为此新的特定曲线之函数而确定出将作用于金属片10自由段12的另一追加的角位移β。这时再给步进马达42一相应指令，使柱形棒40通过测微座41位移，将此第二角位移β传递给自由段12，而后柱形棒40转向一不运转状态，允许自由段12取得相应的第二个塑性变形位置P2，后者作为第一次弯曲逼近的函数并经过对此特定曲线作适当的校正后，而位于这一特定应用中所要求的数值内。

之后，便可将金属片10从紧固装置20上取下。

仍应注意到，在参考点与处在原始位置之金属片10间的初始距离是由传感装置30测定并记录于中央处理机50中的，以便从金属片10经第一次塑性角度变形后测得的距离D1中将其减去。

如图1所示，中央处理机50可通过一模拟接口60有效地连接另一传感装置70，后者可用来探测例如各个拟弯曲之金属片所特有的座落深度，而得以把为此塑性变形将加于各金属片10的角位移值，作为将与各特定金属片组合之相应金属片中至少一种尺寸变量的函数予以测定。

在另一种可能的实施例中，是利用从作为夹层件之金属片的两个相对面所接收到的信息来测定金属片的哪一段将被弯曲的。可以用一批传感装置或在用光学传感装置时间接地通过反射来完成上述测定。

用来固定拟加以变形之上述夹层件的紧固装置是通过一位置传感装置使之自动起动的，后者显示出此夹层之金属片存在于周围环境中的情况给中央处理机发送一信号，然后开始弯曲过程。在一种可能的实施例中，中央处理机将开始这一弯曲过程，向紧固装置发回一指令，使各夹层件一纵伸段相对于相应的自由段紧固。另一个实施例则提供了这样一种紧固装置，一旦探测出夹层件在其邻近时就能把它紧固。在以上两个实施例中，已弯曲好之金属片的松脱工作都是由中央处理机自由控制进行的，它在这种用作簧片阀推迫件的金属片业已弯定之后即命令打开紧固装置。

相对于接受弯曲处理之上述夹层件来起动变形装置时与前述测微座的运动有关，后者的负荷面上载承有此变形装置与相应的一些传感装置，它们因此而与此夹层件同时作朝前或向后的运动。在相反的情形，当测微座上载有待弯曲之夹层件时，此夹层件将相对于位置传感装置与变形装置作向前或朝后运动。

在上面描述之本发明的实施例中，只设有一个沿第一次角位移方向中的第二次塑性变形的角位移来完成最终所需的塑性变形，但应认识到这里的弯曲方法可以在此第一次位移之后包括一批追增的，合乎如下要求的角求的角位移。

所有追增的角位移具有相同的与此第一次位移方向相反的方向;

某些追增的角位移与第一次角位移的方向相同，而其余的所具之方向则与之相反，且其中的最后一次位移可以选择此两种方向中的任一方向。

此外，也能通过两个方向相反的角位移来实施本方法，要使第一个角位移所产生的角度变形值相当于最终所需塑性变形值的110%至120%。在这种情形下，以及在至少追增过一次方向与第一次位移或与前面已追加的一次位移相反的角位移之所有其它情形下，进行一个方向与所说第一个角位移相反的第二个角位移则可以释除先前位移中的残余张力。

也就是说，在上述的实施例中，可以至少有一个追加的角位移是沿最终所需塑性变形的方向，这一角位移相对于先前的塑料变形导致一个与最终所需塑性变形最为接近的相应的塑性变形。

在上述实施例中，可以沿最终所需塑料变形的方向提供一批追加的角位移，它们导致的一列相应的塑性变形渐次地逼近最终所需的塑性变形。

在上述实施例中，可使上述的一批追加角位移有一定的先后顺序。

在上述实施例中，上述的一批追加角位移均取与最终所需塑性变形的方向相同的方向。

在上述实施例中，可以至少是这批追加角位移中的最后一个是取与它前一个角位移相反的方向。

在上述实施例中，可以至少使这批追加角位移中的最后一个取与第一个角位移相反的方向。

在上述实施例中，可以至少有一个在最终塑性变形方向中的角位移按顺序对应于与此相反之方向中的至少一个调节用的角位移。

在上述实施例中，可以至少有一个角位移是取与最终所需塑性变形方向相反的方向。

另外，在上述实施例所示的方法中还可以包括有如下的步骤，即在将所述的金属片松脱之前，测量它的自由段上所说之点的新角度位置，并把它同该点在所需最终塑性变形状态下应存在的位置加以比较，以确定该金属片的可接受性。

Claims (11)

1、用来使可变形的细长物体作永久弯曲的方法，以在此种细长体中确定出构成二面角的两个部分，并使这两部分通过一条至少基本上是横切此物体之纵轴线的弯曲线相互联合，此方法的特征在于它包括有如下步骤：

(a)用实验方法确定出，绕上述弯曲线对具有相同形状物体的两个纵向部段之一所加不同度数的角位移与所得塑性变形间的关系；同时对于待弯曲之物体的形状确定“角位移×塑性变形”标准曲线的方程；

(b)从此弯曲线起，将各物体之另一纵向部段紧固到一紧固装置上；

(c)相对于一固定参考点测量此物体的自由部段至少一个点的原始位置，并记录下此相对位置的初始值；

(d)绕上述弯曲线并依所需塑性变形方向对拟弯曲之物体的自由部段施加第一个角位移，此角位移的角度，以步骤(a)中所定方程为据，相当于使实现的变形值位于所需塑性变形角度的60%至90%区间以及110%至120%区间中之一；

(e)测量此物体自由部段中前述之点的新的角度位置并把它与先前位置比较，以确定由原先施加到此自由部段上的角位移所获得之塑性变形的角度；

(f)根据步骤(e)中所获得的塑性变形角度，建立“角位移×塑性变形”曲线的新方程，此方程专用于处在相应弯曲阶段的物体，并作为此新的特定曲线之函数，从数学上确定了为实现所需塑性变形应施加给此自由部段之另加的角位移；

(g)绕同一弯曲线，依一与步骤(f)中所定出之角度相当的角度，对此弯曲中的物体之自由部段施加另一个角位移；

(h)使此弯曲中的物体至少经历步骤(e)、(f)与(g)的一个序列，以取得最终所需的塑性变形；以及

(i)从前述紧固装置上松释下达到了最终所需塑性变形的这一物体。

2、如权利要求1所述的方法，其中至少有一个追加的角位移是沿最终所需塑性变形的方向，这一角位移相对于先前的塑性变形导致一个与最终所需塑性变形最为接近的相应的塑性变形。

3、如权利要求2所述的方法，其中沿着最终所需塑性变形的方向提供了一批追加的角位移，它们导致的一列相应的塑性变形渐次地逼近最终所需的塑性变形。

4、如权利要求3所述的方法，其中述及之一批追加的角位移是先后有序的。

5、如权利要求4所述的方法，其中述及之一批追加的角位移具有相同的方向。

6、如权利要求5所述的方法，其中述及之一批追加的角位移均取与最终所需塑性变形的方向相同的方向。

7、如权利要求6所述的方法，其中至少是这批追加的角位移中的最后一个是取与它前一个角位移相反的方向。

8、如权利要求7所述的方法，其中至少是这批追加的角位移中的最后一个取与所说的第一个角位移相反的方向。

9、如权利要求1所述的方法，其中至少有一个在最终塑性变形方向中的角位移按顺序对应于与此相反之方向中的至少一个调节用的角位移。

10、如权利要求1所述的方法，其中至少有一个角位移是取与最终所需塑性变形方向相反的方向。

11、如权利要求1所述的方法，其中，此方法还包括有另外的步骤：在将所述的金属片松脱之前，测量它的自由段上所说之点的新的角度位置，并把它同该点在所需最终塑性变形状态下应存在的位置加以比较，以确定此金属片的可接受性。

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