一种料棒单侧夹持型校直装置及校直方法与流程

本发明属于校直装备技术领域，尤其是指一种料棒单侧夹持型校直装置及校直方法。

背景技术：

料棒包括线材、盘条、钢筋、螺纹钢筋等，线材和盘条螺纹钢筋等的拉伸试验需要得到屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等多个力学性能指标写入报告中，其中线材和盘条螺纹钢筋等在做拉伸试验时有个非常重要的力学性能指标就是屈服强度。

按照gbt228.1金属材料拉伸试验标准做拉伸试验前要保证线材和盘条螺纹钢筋等是平直的，为了获得满意的平直度，对试样通常有人工校直或机械校直两种方式。目前经过了解各生产厂人工校直方式较多，用铜锤进行敲击达到校直效果；机械校直方式较少，多为手动液压校直或多辊轮式交错排列校直。

钢材在常温下经过冷拉、校直、弯曲、机械剪切等冷加工后，会产生不同程度的塑性变形，并使钢材的强度和硬度升高、塑性和韧性降低，这种现象称作冷作硬化或者称应变硬化。线材和盘条螺纹钢筋等做拉伸试验时会先后发生弹性形变和塑性变形，屈服强度是当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点。变直后对力学性能的影响最大的就是屈服性能，原因就是校直的过程中都会进入塑性形变而造成形状和尺寸不可逆破坏了原材料的屈服性能，所以以保证线材和盘条螺纹钢筋等在弹塑性形变之间不破坏屈服平台为条件找到最适合钢筋校直方式是一种研究思路。

人工校直方式由于人工操作因人而异，校直过程会有诸多不可控因素(力量大小不可定量控制等)导致冷作硬化的产生。

机械校直，诸如现有技术一，一种循环应变短棒料校直机，它涉及机械设计领域。它包含油压机、上滚轮、上滚轮导向杆、下滚轮、下滚轮导向杆、三爪卡盘、油马达、油缸活塞组件，所述的油压机包含油压机上横梁、油压机活动梁和油压机下横梁，油压机活动梁设置在油压机上横梁和油压机下横梁之间，油压机活动梁的下端面配置有若干同等间距的上滚轮，油压机活动梁的下端面还配置有上滚轮导向杆,油压机下横梁的上端面配置有若干两个为一组等间距的下滚轮，油压机下横梁的上端面还配置有下滚轮导向杆。工件在压力下形成蛇形弯曲变形，工件内部产生循环交变的拉压应力，工件内应力也最终消失，工件就被校直了，但是该方法在校直过程中工件变形幅度大，冷作硬化不可避免的产生，以及不可避免的加剧。

现有技术二，公开了一种杆类零件校直器，及其校直架，校直架的架体上前后间隔的设置有前、后固定脚，前固定脚和/或后固定脚绕左右延伸的转动轴线铰接在架体上，并在架体上于前、后固定脚之间设有连接顶推机构的定位结构，在使用时，校直架和杆类零件之间的固定能够保证顶推机构稳定可靠的被定位在杆类零件上，使得在校直过程中，顶推机构能够始终与杆类零件的弯曲部位对应，保证了定位的准确可靠；前固定脚和/或后固定脚与架体之间的铰接则保证了在杆类零件在被顶推后，随着杆类零件上弯曲部位前后侧的外伸，前固定脚和/或后固定脚相对于架体转动，使得前、后固定脚随着杆类零件的不断伸直而逐渐相对展开，保证了校直作业的正常进行。但是该方法在杆类零件两端进行固定并进行拉伸，中间受力校直，校直过程中受到多个方向的力作用，冷作硬化也会不可避免的产生，以及不可避免的加剧。

现有技术三，公开了一种省力校直机，包括底座平台、液压机构、转动机构以及变形测量装置，底座平台上安装有机架，底座平台的平台表面设置有三个支撑块，液压机构包括安装在机架上的液压缸、安装在液压缸上的液压轴、安装在液压轴上的液压盘、安装在液压盘上的两根压杆，转动机构包括电机、与电机连接的减速机、安装在减速机上的转轴、安装在转轴上的卡盘，变形测量装置包括小电机、安装在小电机上的丝杆、安装在丝杆上的丝杆升降机、安装在丝杆升降机上的连接件、设置在连接件上的直线位移传感器和支撑杆、通过弹簧安装在直线位移传感器顶部的浮动垫帽。该实用新型提供结构紧凑，操作省力的特点，且校直时间更短、效果更好。但是该装置需要配合变形测量装置使用，结构复杂，该装置在原地进行反复校直，且多点校直，校直过程中导致受力点处反复受力、两受压点之间双重叠加受力等，导致校直件受力不均匀加剧，冷作硬化也会不可避免的产生，以及不可避免的加剧。

无论采用人工或现有的机械校直方式中哪一种，在校直过程中都会冷作硬化，都产生了不必要的额外的形变，因此必须要保证试样的最小塑型形变。也就是说要想使线材和盘条螺纹钢筋等达到拉伸试验的最好平直效果必须以保证线材和盘条螺纹钢筋等由弯曲变平直的过程中屈服平台不破坏为条件，否则即使校直后的线材和盘条螺纹钢筋等会在拉伸试验中曲线没有屈服平台导致屈服强度失真。

目前大部分钢厂校直盘条的方法，使用顶锻试验机的校直工位对盘条进行手工校直，效率慢且校直效果不理想，容易校直过了，使做拉伸试验过程中屈服平台不明显。

综上所述，根据以上存在问题，针对校直过程中额外形变增加，冷作硬化加剧等问题，需要采用保证拉伸试样校直过程中冷作硬化尽可能小，也就是校直时不破坏屈服强度的弹塑性变形阶段和回弹阶段的校直机方案。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种料棒单侧夹持型校直装置及校直方法，避免非下压部分受到额外的力或重复力造成额外的变形，减少冷作硬化的产生，增大与料棒的接触，对料棒损伤小，避免料棒集中受力，为料棒在受力时料棒自由伸展提供更大的自由空间，使盘条校直时只对钢筋表面做轻微下压，整个校直过程钢筋外观只有掉落轻微的氧化皮，无挤压变形，明显保护钢筋整体性能，钢筋校直效果明显优于人工敲打，手动校直，辊轮校直，此外具有运行平稳，位移可控，速度可调，精度较高的特点，设备运行采用plc控制系统，整个校直过程全自动，运行更加稳定，效率高。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种料棒单侧夹持型校直装置，包括：

液压/气压缸驱动装置，与上压板连接，用于驱动上压板下压料棒；

上压板，用于下压所述料棒；

底座，固定设置，用于支撑下压板；

下压板，固定支撑于底座上，用于所述上压板下压所述料棒时与所述上压板配合；

夹具组件，单侧设置一组，用于夹持所述料棒的夹持端；

夹具组件支撑平台，由驱动机构驱动，可实现直线步进移动。

一些示例中，所述底座上还设置有至少一个u型导槽和导槽安装板，所述导槽安装板固定安装于所述底座上，所述u型导槽可拆卸安装于所述导槽安装板上，所述u型导槽对称设置于所述下压板两侧。

一些示例中，所述液压/气压缸驱动装置包括液压缸/气压缸和缸体连接板；所述液压缸/气压缸和所述缸体连接板相固定连接；所述缸体连接板与所述上压板可拆卸连接。

一些示例中，所述上压板上设置有可部分容纳所述料棒的压槽。优选地，所述压槽为v型槽。

一些示例中，所述上压板宽度:所述下压板宽度为1.8:1-2:1。

一些示例中，所述夹具组件包括至少一个夹具、夹具上支撑板、夹具下支撑板，所述夹具与所述夹具上支撑板可拆卸连接，所述夹具上支撑板与所述夹具下支撑板可拆卸连接。

一些示例中，所述夹具包括固定夹臂和移动夹臂；所述移动夹臂通过驱动机构驱动实现与所述固定夹臂夹紧。

一些示例中，还包括：收集槽顶板、收集槽，所述收集槽顶板支撑于所述夹具组件支撑平台上并固定连接，所述收集槽顶板下设置收集槽；所述收集槽顶板靠近所述下压板一侧设置有夹具下部块。

一些示例中，所述夹具组件支撑平台支撑于滑轨上，移动过程采用伺服电机带动滚珠丝杆驱动所述夹具组件支撑平台沿所述滑轨直线运动。

在第二方面，本申请的示例提供了一种料棒单侧夹持校直方法，通过上述的单侧夹持型校直装置进行校直，包括以下步骤：

步骤一，所述料棒放置于所述夹具中，驱动机构施加预设夹紧力及预设夹具压强后实现所述夹具对所述料棒的所述夹持端的夹紧，所述料棒另一端为非夹持状态；

步骤二，所述驱动机构驱动所述夹具组件支撑平台移动至最接近所述底座的初始位置；

步骤三，所述液压/气压缸驱动装置驱动所述上压板通过设定主压强下压所述料棒至设定下压时间，之后所述液压/气压缸驱动装置驱动所述上压板上升，与所述料棒脱离接触；

步骤四，所述驱动机构驱动所述夹具组件支撑平台向远离所述底座方向直线步进预设移动间距；之后重复步骤三，直至所述料棒完成校直。

一些示例中，所述预设夹紧力为630kg-770kg，所述预设夹具压强为2.7mpa-3.3mpa，所述设定主压强为2.7mpa-3.3mpa，所述设定下压时间为0.9s-1.1s，所述预设移动间距45mm-55mm。

一些示例中，所述料棒放置于所述夹具中的固定夹臂和移动夹臂之间进行夹持；所述伺服电机带动所述滚珠丝杆驱动所述夹具组件支撑平台沿滑轨移动。

本申请的有益效果包括：

夹具组件，单侧设置一组，用于夹持所述料棒的夹持端，在对所述料棒的所述夹持端进行夹紧，所述料棒另一端为非夹持状态，通过单侧夹持料棒，下压板下压料棒时被直接下压接触部分料棒变形，料棒另一端处于非夹持的自由伸展状态，料棒单向步进过程中进行校直，避免非下压部分受到额外的力或重复力造成额外的变形，减少冷作硬化的产生。进一步地，上压板的与接触料棒部分设置有压槽，增大与料棒的接触，对料棒损伤小。进一步地，上压板宽度:所述下压板宽度设置到合适比例，上压板宽度更宽，可使上压板施加在料棒上的下压力在更大范围均匀分布，避免料棒集中受力，下压板更窄，可为料棒在受力时料棒自由伸展提供更大的自由空间，由此进一步减少料棒的损伤。进一步地，u型导槽由于非夹持料棒设置，配合夹具组件使用，可减少料棒的受力变形。进一步地，预设夹紧力为、所述预设夹具压强、所述设定主压强、所述设定下压时间、所述预设移动间距等合理设置，使盘条校直时只对钢筋表面做轻微下压，如此与盘条的整体面接触少了，整个校直过程钢筋外观只有掉落轻微的氧化皮，无挤压变形，明显保护钢筋整体性能，钢筋校直效果明显优于人工敲打，手动校直，辊轮校直。夹具组件支撑平台移动过程采用伺服电机带动滚珠丝杆，直线滑轨做导向，具有运行平稳，位移可控，速度可调，精度较高的特点。设备运行采用plc控制系统，整个校直过程全自动，运行更加稳定，效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1料棒单侧夹持型校直装置示意图；

图2校直后的盘条试样拉伸曲线。

图标：1-液压/气压缸；2-缸体连接板；3-上压板；4-压槽；5-料棒；6-下压板；7-u型导槽；8-导槽安装板；9-底座；10-夹具下部块；11-夹具；12-夹具上支撑板；13-夹具下支撑板；14-收集槽顶板；15-收集槽；16-夹具组件支撑平台。

具体实施方式

本申请提出了一种料棒单侧夹持型校直装置用以在料棒校直时实现料棒单侧夹持后进行无冷硬化校直。

为了方便理解料棒单侧夹持型校直装置的工作原理和使用方式，以下给出料棒单侧夹持型校直装置的结构，并基于其展开对本申请中的料棒单侧夹持型校直装置的说明。

料棒单侧夹持型校直装置的结构参阅图1所示。

一种料棒单侧夹持型校直装置，包括：

液压/气压缸驱动装置，包括液压缸/气压缸1和缸体连接板2；所述液压缸/气压缸1和所述缸体连接板2相固定连接，固定连接的方式不做具体限定，可为焊接等可行的连接方式，优选的，液压缸/气压缸1的可伸缩的液压伸缩杆与所述缸体连接板2焊接连接成一体；所述缸体连接板1与所述上压板3可拆卸连接，可拆卸连接的方式不做具体限定，可为螺纹连接等可行的连接方式，缸体连接板1与所述上压板3可拆卸连接结构便于上压板3长时间使用磨损后的更换以及根据料棒不同选择不同的上压板3时的更换。液压缸/气压缸1可由门型框架支撑结构(未示出)或其他支撑结构支撑。

进一步地，液压缸/气压缸1与plc控制系统相连，在使用时根据校直的需要实现液压/气压缸驱动装置驱动上压板3下压料棒5以及与料棒5脱离接触过程的自动控制。

上压板3，用于下压所述料棒5，一些示例中，所述上压板3上设置有可部分容纳所述料棒5的压槽4，压槽4的槽截面不做具体限定，可为圆形、矩形、梯形、v型等形状，可实现增大与料棒的接触，对料棒损伤小等作用即可。优选地，所述压槽为v型槽。

底座9，固定设置，固定设置的方式不做具体限定，可为焊接等可行的连接方式，该底座9可由支撑平台(未示出)等支撑，不可移动设置，用于支撑下压板6。一些示例中，所述底座9上还设置有至少一个u型导槽7和导槽安装板8，所述导槽安装板8固定安装于所述底座9上，所述u型导槽7可拆卸安装于所述导槽安装板8上，所述u型导槽7对称设置于所述下压板6两侧。u型导槽7可选地为一支撑块体，块体上开有大于料棒5直径的u型槽，用于支撑料棒5，但不限制料棒5的非夹持端的自由移动，u型导槽7上的u型槽两侧壁可限制料棒5在受压校直时水平方向的摆动，避免料棒5在受压时仅一侧被夹持造成的料棒5随意摆动，从而使料棒5受压时料棒5落入上压板3上的压槽4内与下压板6配合进行校直。u型导槽7由于非夹持料棒5设置，配合夹具组件使用，可减少料棒5的受力变形。示例地，对称设置于所述下压板6两侧的相对应地u型导槽7为一组，并列设置有5组，以实现5根料棒5同时进行校直。

下压板6，固定支撑于底座9上，固定支撑的方式不做具体限定，可为焊接等可行的固定方式，用于所述上压板3下压所述料棒5时与所述上压板3配合，上压板3和下压板6配合起到校直模具的作用，实现料棒5的校直。

一些示例中，所述上压板3宽度:所述下压板6宽度为1.8:1-2:1，可选为1.8:1、1.9:1、2:1等，优选地，上压板3宽度:150mm，具有形状为v型状的压槽4，下压板6宽度80mm，上压板3宽度:所述下压板6宽度设置到合适比例，上压板3宽度更宽，可使上压板3施加在料棒5上的下压力在更大范围均匀分布，避免料棒5集中受力，下压板6更窄，可为料棒5在受力时料棒5自由伸展提供更大的自由空间，由此进一步减少料棒5的损伤。

夹具组件，单侧设置一组，用于夹持所述料棒5的夹持端。一些示例中，所述夹具组件包括至少一个夹具11、夹具上支撑板12、夹具下支撑板13，所述夹具11与所述夹具上支撑板12可拆卸连接，所述夹具上支撑板12与所述夹具下支撑板13可拆卸连接，上述可拆卸连接的方式不做具体限定，可为螺纹、螺栓连接等可行的连接方式。

一些示例中，所述夹具11包括固定夹臂和移动夹臂；所述移动夹臂通过驱动机构驱动实现与所述固定夹臂夹紧。该驱动装置可为液压/气压驱动机构，驱动机构可与plc控制系统连接，用于自动夹持料棒5，固定夹臂和移动夹臂上设置有锯齿，便于增大夹持料棒5的夹持力，避免料棒5在夹持期间脱落。固定夹臂和移动夹臂的夹持实现具体方式不做具体限定，可选择丝杠传动夹持等方式。优选地，夹具11并列设置5个，用于5根料棒5同时进行夹持与校直，可显著提高校直效率。

一些示例中，还包括：收集槽顶板14、收集槽15，所述收集槽顶板14支撑于夹具组件支撑平台16上并固定连接，所述收集槽顶板14下设置收集槽15，收集槽15用于收集校直后落下的校直后料棒5，收集槽15为可推拉设置，便于在集料时拉出收集槽15取出校直后料棒5；所述收集槽顶板14靠近所述下压板6一侧设置有夹具下部块10。

夹具组件支撑平台16支撑于滑轨(未示出)上，移动过程采用伺服电机带动滚珠丝杆驱动所述夹具组件支撑平台16沿所述滑轨直线步进运动。伺服电机带动滚珠丝杆驱动具体结构不做限定，可在夹具组件支撑平台16上选择合适位置与驱动机构连接后实现平台的移动。上述驱动机构可与plc控制系统连接，用于自动实现夹具组件支撑平台16移动。夹具组件支撑平台16移动过程采用伺服电机带动滚珠丝杆，直线滑轨做导向，具有运行平稳，位移可控，速度可调，精度较高的特点。设备运行采用plc控制系统，整个校直过程全自动，运行更加稳定，效率高。

在第二方面，本申请的示例提供了一种料棒单侧夹持校直方法，通过上述的单侧夹持型校直装置进行校直，包括以下步骤：

步骤一，所述料棒5放置于所述夹具11中的固定夹臂和移动夹臂之间进行夹持，通过驱动机构驱动所述移动夹臂向靠近所述固定夹臂方向移动，并施加预设夹紧力及预设夹具压强后实现所述夹具11对所述料棒5的所述夹持端进行夹紧，所述料棒5另一端为非夹持状态；

步骤二，所述伺服电机带动所述滚珠丝杆驱动所述夹具组件支撑平台16沿滑轨移动至最接近所述底座9的初始位置；

步骤三，所述液压/气压缸驱动装置驱动所述上压板3通过设定主压强下压所述料棒5至设定下压时间，之后所述液压/气压缸驱动装置驱动所述上压板3上升，与所述料棒5脱离接触；

步骤四，所述伺服电机带动所述滚珠丝杆驱动所述夹具组件支撑平台16向远离所述底座9方向直线步进预设移动间距；之后重复步骤三，直至所述料棒5完成校直。

一些示例中，所述预设夹紧力为630kg-770kg，例如可为630kg、650kg、700kg、730kg、750kg、770kg，优选地为700kg；所述预设夹具压强为2.7mpa-3.3mpa，例如可为2.7mpa、2.9mpa、3.0mpa、3.2mpa、3.3mpa，优选地为3.0mpa；所述设定主压强为2.7mpa-3.3mpa，例如可为2.7mpa、2.9mpa、3.0mpa、3.2mpa、3.3mpa，优选地为3.0mpa；所述设定下压时间为0.9s-1.1s，例如可为0.9s、1.0s、1.1s，优选地为1.0s；所述预设移动间距45mm-55mm，例如可为45mm、47mm、50mm、52mm、53mm、54mm、55mm，优选地为50mm。

通过上述一种料棒单侧夹持型校直装置及校直方法，校直后的盘条试样在拉伸试验机做拉伸试验，得出曲线如图2，屈服平台(图中圆圈处)明显，说明这种校直方法没有破坏拉伸过程中的屈服平台，而且冷作硬化小。可同时5根/次，同时固化校直程序，只需放样、校直、复位就完成盘条试样校直，效率比手动校直可提高5倍。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以上内容结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以上对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，在不矛盾或冲突的情况下，本申请的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本申请中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本申请公开的内容自制。在本申请中，为了突出本申请的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。