CN100443294C - 用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统 - Google Patents

用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种粉末精密成型液压机的比例控制液压系统。其方案是通过第一比例方向阀(6)、第二比例方向阀(9)、第三比例方向阀(19)分别控制上模缸(35)、下模缸(32)、芯模缸(23)的运动方向和速度;第二比例溢流阀(7)调节系统压力,第三比例溢流阀(8)控制上模缸(35)下降过程中背压,第一比例溢流阀(4)控制上模缸(35)无杆腔泄压;第一单向阀(36)和第二溢流阀(25)对下模缸(32)、第二单向阀(20)和第三溢流阀(21)对芯模缸(23)进行超压保护;下模缸(32)和芯模缸(23)是串联结构,芯模缸(23)的活塞杆(24)从下模缸(32)的活塞杆(30)的中心通孔伸出。本系统具有压制速度快、压力控制精度高、调节方便,下模和芯模能独立灵活操作的特点。

Description

用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统
技术领域
本发明属于粉末精密成型液压机液压控制系统,尤其涉及一种粉末精密成型液压机的比 例控制液压系统。 背景技术
粉末精密成型是一门新兴制造技术,由于其具有节能、省材、高效、环保、少切屑或无 切屑等诸多优点,采用该方法加工的各种精密零部件被广泛应用在汽车、电器、航空等领域。 目前粉末精密成型主要设备为液压机,国内粉末精密成型液压机(董建东,熊晓红,黄树槐.粉 未冶金压机的应用与进展.粉未冶金工业,1998, Vol. 8(2), pp29-31)主要存在以下几个方面 的问题:
1、 速度控制方式落后:普遍采用多级节流阀进行速度调节,液压元件数量多,调节精度 差,调节难度大;
2、 压力控制方式落后:普遍采用换向阀切换多个手动溢流阀进行压制工艺过程压力调节, 液压元件数量多,切换时压力冲击大,调节精度差,调节难度大;
3、 上模缸卸压一般采用普通低压溢流阀泄压,冲击大,产品容易出现横向或纵向裂纹,
成品率低。
4、 下模缸和芯模缸一般采用分离结构,难以实现下模和芯模独立灵活控制,设备结构尺
寸大(周照耀,黄春曼,何晖,邵明.集成油缸驱动的多层模板粉末压制成形模架.华南理工大学
学报(自然科学版),2006. Vol. 34(2), pp8-11)。 发明内容
本发明的目的是提供一种压制速度快、压力控制精度高、调节方便,下模和芯模能独立 灵活操作的粉末精密成型液压机的比例控制液压系统。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:齿轮泵和柱塞泵的吸油口通过过滤器与油 箱相通,齿轮泵和柱塞泵的压油口都通过高压管道分别与三个比例方向阀的P 口和电磁换向 阀的P口相通,在高压管道和回油管道中间联接有比例溢流阀,回油管道末端通过冷却器与 油箱相通。
第一比例方向阀的控制口 A与上模缸的无杆腔相通,在第一比例方向阓与上模缸的无杆腔相通的管道上分别并联有压力继电器和第一比例溢流阀,上模缸的有杆腔与第一比例方向 阀的控制口 B相通,第一比例方向阀的T 口通过第三比例溢流阀与回油管道相通。
第二比例方向阀的控制口 A通过管道与下模缸的有杆腔相通,下模缸的无杆腔通过管道 与第二比例方向阀的控制口 B相通,第二比例方向阀的T 口与回油管相通。
第三比例方向阀的控制口 A通过管道与芯模缸的有杆腔相通,芯模缸的无杆腔通过管道 与第三比例方向阀的控制口 B相通,第三比例方向阀的T 口与回油管相通。
其中:下模缸的活塞杆为中心通孔,芯模缸的活塞杆从下模缸的活塞杆的中心通孔里伸 出;下模缸的下端盖与芯模缸的上端盖固定联接;下模缸的活塞杆下端的内孔处设有第一密 封圈,下模缸的下端盖的内孔处设有第二密封圈。
上模缸的有杆腔与第一比例方向阀控制口 B相通的管道上分别并联有第一溢流阀和第一 压力表,下模缸的无杆腔与第二比例方向阀控制口 B相通的管道上分别并联有第二溢流阀和 第二压力表,芯模缸的无杆腔与第三比例方向阀控制口 B相通的管道上分别并联有第三溢流 阀和第三压力表。
齿轮泵和柱塞泵与电机同轴联接,齿轮泵的压油口分别联接有第三单向阀和第四溢流阀, 第三单向阀的出口与高压管道相通,第四溢流阀的出口与回油管道相通。
上模缸的无杆腔与充液阀相通,充液阀的液控口通过管道与电磁换向阀的控制口 B相通, 电磁换向阀的T 口与回油管道相通。
下模缸的有杆腔与第二比例方向阀控制口 A相通的管道上分别并联有第一单向阀和第四 压力表,芯模缸的有杆腔与第三比例方向阀控制口 A相通的管道上分别并联有第二单向阀和 第五压力表。
由于采用上述技术方案,本发明具有控制精度高、不同工序间速度和压力切换平稳、安 全性好、结构紧凑的优点,具体表现在-
1、 采用比例方向阀对上模缸、下模缸和芯模缸进行方向和速度控制,控制精度高、运动 平稳、调节方便;
2、 采用比例溢流阀对系统压力和上模缸回油及泄压压力进行控制,控制精度高、压力冲 击小、成品率高、调节方便;
3、 下模缸和芯模缸被上模缸意外压住后会自由滑行,不会形成超压破坏,可靠性高;
4、 下模缸和芯模缸采用一种特殊的串联结构,能实现下模和芯模独立灵活操作,结构紧凑。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。 具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
一种用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统,如图1所述:齿轮泵14和柱塞泵
18的吸油口通过过滤器16与油箱17相通,齿轮泵14和柱塞泵18的压油口都通过高压管道 分别与第一比例方向阀6、第二比例方向阀9、第三比例方向阀19的P口和电磁换向阀5的 P 口相通,在高压管道和回油管道中间联接有第二比例溢流阀7,回油管道末端通过冷却器 15与油箱17相通。
第一比例方向阀6的控制口 A与上模缸35的无杆腔相通,在第一比例方向阀6与上模缸 35的无杆腔相通的管道上分别并联有压力继电器3和第一比例溢流阀4,上模缸35的有杆腔 与第一比例方向阀6的控制口 B相通,第一比例方向阀6的T 口通过第三比例溢流阀8与回 油管道相通。
第二比例方向阀9的控制口 A通过管道与下模缸32的有杆腔相通、下模缸32的无杆腔 通过管道与第二比例方向阀9的控制口 B相通,第二比例方向阀9的T 口与回油管相通。
第三比例方向阀19的控制口 A通过管道与芯模缸23的有杆腔相通,芯模缸23的无杆腔 通过管道与第三比例方向阀19的控制口 B相通,第三比例方向阀19的T 口与回油管相通。
本系统中:下模缸32的活塞杆30为中心通孔,芯模缸23的活塞杆24从下模缸32的活 塞杆30的中心通孔里伸出。下模缸32的下端盖29与芯模缸23的上端盖28固定联接,下模 缸32的活塞杆30下端的内孔处设有第一密封圈31,下模缸32的下端盖29的内孔处设有第 二密封圈27。
上模缸35的有杆腔与第一比例方向阀6控制口 B相通的管道上分别并联有第一溢流阀 38和第一压力表39,下模缸32的无杆腔与第二比例方向阀9控制口 B相通的管道上分别并 联有第二溢流阀25和第二压力表37,芯模缸23的无杆腔与第三比例方向阀19控制口 B相 通的管道上分别并联有第三溢流阀21和第三压力表22。
齿轮泵14和柱塞泵18与电机13同轴联接,齿轮泵14的出油口分别联接有第三单向阀 11和第四溢流阀12,第三单向阀11的出油口与高压管道相通,第四溢流阀12的出口与回油
6管道相通。
上模缸35的无杆腔与充液阀1相通,充液阀1的液控口通过管道与电磁换向阀5的控制 口B相通,电磁换向阀5的T口与回油管道相通。
下模缸32的有杆腔与第二比例方向阀9控制口 A相通的管道上分别并联有第一单向阀 36和第四压力表34,芯模缸23的有杆腔与第三比例方向阀19控制口 A相通的管道上分别并 联有第二单向阀20和第五压力表26。
在本实施例中,电机13带动齿轮泵14和柱塞泵18转动,齿轮泵14和柱塞泵18通过过 滤器16从油箱17吸油,并输出高压油至第一比例方向阀6、第二比例方向阀9、第三比例方 向阀19和电磁换向阀5的P 口,系统工作压力由第二比例溢流阀7进行控制;当系统工作压 力高于第四溢流阀12调定值时,第四溢流阀12卸荷,第三单向阀11反向截止,齿轮泵14 输出液压油经第四溢流阀12和冷却器15回油箱17,实现高压卸荷。
上模缸35控制:第一比例方向阀6控制上模缸35的运动方向和速度;上模缸35快进时, 第一比例方向阀6的上电磁铁通最大电流,同时电磁换向阀5的电磁铁通电,充液阀1打开, 第三比例溢流阀8调定压力为0;上模缸35慢进时,第一比例方向阀6的上电磁铁通最大电 流,第一比例溢流阀4调定压力为系统最高工作压力,第三比例溢流阀8调定压力为3MPa, 作背压阀平衡下模缸35的活塞及上模架的重力。上模缸35工进时,第一比例方向阀6的上 电磁铁根据工艺要求通入电流,第一比例溢流阀4调定压力为系统最高工作压力。第三比例 溢流阀8调定压力为3MPa,进行产品成型压制。压制压力由压力继电器3进行监测,当达到 工艺要求的压制压力时压力继电器3发出讯号,第一比例方向阀6断电,进入保压阶段。保 压延时过后,第一比例溢流阀4调定压力从系统最高工作压力线性降低到0,压制过程结束, 进入脱下模阶段。脱下模完毕后,第一比例方向阀6的下电磁铁通最大电流,上模缸35快速 回程。
下模缸32控制:第二比例方向阀9控制下模缸32的运动方向和速度;第二比例方向阀 9的电磁铁根据工艺要求通入电流,控制下模缸32完成快进、慢进、停止、装料、压制、脱 模、快退工艺。若因模具偏差过大,上模缸35压住下模缸32,推力导致下模缸32无杆腔压 力超过第二溢流阔25调定压力,第二溢流阀25阀口将打开溢流,下模缸32的活塞杆30则 下滑;同时第一单向阀36吸油,避免下模缸32有杆腔形成低压区,对下模缸32进行超压保 护。
芯模缸23控制:第三比例方向阀19控制下模缸23的运动方向和速度;第三比例方向阀19的电磁铁根据工艺要求通入电流,控制芯模缸23完成快进、慢进、停止、装料、压制、 脱模、快退工艺。若因模具偏差过大,上模缸35压住芯模缸23,推力导致芯模缸23无杆腔 压力超过第三溢流阀21调定压力,第三溢流阀21阀口将打开溢流,芯模缸23的活塞杆24 则下滑;同时第二单向阀20吸油,避免芯模缸23有杆腔形成低压区,对芯模缸23进行超压 保护。
下模缸32和芯模缸23为特殊的串联结构:下模缸32的活塞杆30设有中心通孔,芯模 缸23的活塞杆24从下模缸32的活塞杆30的中心通孔里伸出,操作芯模;下模缸32的下端 盖29与芯模缸23的上端盖28连接;第二密封圈27、第一密封圈31将下模缸32的无杆腔 与芯模缸23的有杆腔分隔开,防尘圈33阻止灰尘进入。
因此,本实施例具有压制速度快、压力控制精度高、调节方便,下模和芯模能独立灵活 操作的特点。

Claims (6)

1、一种用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统,其特征在于齿轮泵(14)和柱塞泵(18)的吸油口通过过滤器(16)与油箱(17)相通,齿轮泵(14)和柱塞泵(18)的压油口都通过高压管道分别与第一比例方向阀(6)、第二比例方向阀(9)、第三比例方向阀(19)的P口和电磁换向阀(5)的P口相通,在高压管道和回油管道中间联接有第二比例溢流阀(7),回油管道末端通过冷却器(15)与油箱(17)相通; 第一比例方向阀(6)的控制口A与上模缸(35)的无杆腔相通,在第一比例方向阀(6)与上模缸(35)的无杆腔相通的管道上分别并联有压力继电器(3)和第一比例溢流阀(4),上模缸(35)的有杆腔与第一比例方向阀(6)的控制口B相通,第一比例方向阀(6)的T口通过第三比例溢流阀(8)与回油管道相通; 第二比例方向阀(9)的控制口A通过管道与下模缸(32)的有杆腔相通,下模缸(32)的无杆腔通过管道与第二比例方向阀(9)的控制口B相通,第二比例方向阀(9)的T口与回油管相通; 第三比例方向阀(19)的控制口A通过管道与芯模缸(23)的有杆腔相通,芯模缸(23)的无杆腔通过管道与第三比例方向阀(19)的控制口B相通,第三比例方向阀(19)的T口与回油管相通。
2、 根据权利要求1所述的用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统,其特征在于所 述的下模缸(32)的活塞杆(30)为中心通孔,芯模缸(23)的活塞杆(24)从下模缸(32)的活塞杆 (30)的中心通孔里伸出;下模缸(32)的下端盖(29)与芯模缸(23)的上端盖(28)固定联接,下 模缸(32)的活塞杆(30)下端的内孔处设有第一密封圈(31),下模缸(32)的下端盖(29)的内孔 处设有第二密封圈(27)。
3、 根据权利要求1所述的用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统,其特征在于所 述的上模缸(35)的有杆腔与第一比例方向阀(6)的控制口 B相通的管道上分别并联有第一溢 流阀(38)和第一压力表(39),下模缸(32)的无杆腔与第二比例方向阀(9)的控制口 B相通的管 道上分别并联有第二溢流阀(25)和第二压力表(37),芯模缸(23)的无杆腔与第三比例方向阀(19) 的控制口 B相通的管道上分别并联有第三溢流阀(21)和第三压力表(22)。
4、 根据权利要求1所述的用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统,其特征在于所 述的齿轮泵(14)和柱塞泵(18)与电机(13)同轴联接,齿轮泵(14)的压油口分别联接第三单向 阀(11)和第四溢流阀(12),第三单向阀(ll)的出口与高压管道相通,第四溢流阀(12)的出口与回油管道相通。
5、 根据权利要求l所述的用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统,其特征在于所 述的上模缸(35)的无杆腔与充液阀(1)相通,充液阀(1)的液控口通过管道与电磁换向阀(5) 的控制口B相通,电磁换向阀(5)的T口与回油管道相通。
6、 根据权利要求1所述的用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统,其特征在于所 述的下模缸(32)的有杆腔与第二比例方向阀(9)的控制口 A相通的管道上分别并联有第一单 向阀(36)和第四压力表(34),芯模缸(23)的有杆腔与第三比例方向阀(19)的控制口 A相通的 管道上分别并联有第二单向阀(20)和第五压力表(26)。
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