CN101298087A - 一种板材充液成形液压机 - Google Patents

Abstract

一种板材充液成形液压机，其特征在于主要由下梁、设置在下梁上的立柱、设置在立柱上的上梁、滑动连接在立柱上的拉伸梁、设置在上梁上的复合型主缸、设置在拉伸梁下面的同轴联动式拉深压边装置、设置在下梁上的液室、包括液压动力控制系统的支座油箱、增压器等构成，下梁、立柱、上梁通过立柱螺母连接构成一刚性体，复合型主缸主要由固定在上梁上的缸体、位于缸体内的主缸活塞、设置在主缸活塞上的快速杆导向套、设置在快速杆导向套内的快速杆、设置在主缸活塞内的内置式压边缸活塞、设置在缸体缸口的法兰构成，主缸活塞通过法兰与拉伸梁相连，内置式压边缸活塞与同轴联动式拉深压边装置相连，同轴联动式拉深压边装置主要由固定在拉伸梁上的拉伸滑块、同轴滑动连接在拉伸滑块上且与内置式压边缸活塞相连的压边滑块、固定在拉伸滑块上的凸模构成。本发明与已有技术相比，具有模具有通用性，降低了模具成本，缩短了生产周期的优点。

Description

一种板材充液成形液压机

技术领域

本发明属于液压机械技术领域，特别涉及一种用于板材充液成形的液压机。

背景技术

金属板材成形在金属塑性成形中占有非常重要的地位，传统的板材成形主要靠机械凸模和机械凹模的拉深、冲压成形来实现，但是对于螺旋纹、斜纹、锥面等形状复杂的零件，往往无法成形或需要多道工序才能成形，工作效率低。由于存在机械摩擦，故零件表面存在拉伤等表面缺陷且机械性能较差。另外，当零件尺寸变化时，往往凸模、凹模都需要更换，模具没有通用性，模具的制造成本高，生产周期长。

发明内容：

本发明为解决上述技术难题提供一种用于板材充液成形的液压机。该液压机以液体作为传力介质代替刚性凹模传递载荷，使金属板材在传力介质作用下贴靠凸模以实现金属板材零件的成形。该液压机凹模具有通用性，降低了模具成本，缩短了生产周期。采用该液压机生产的产品尺寸精度高、承载能力强、残余应力低、表面质量好，产品机械性能显著提高。该液压机的位移、速度、压力均采用比例控制，且相应的参数均可以通过触摸屏进行设置和更改，电气采用PLC控制，自动化程度高。

本发明的板材充液成形液压机是这样实现的，主要由下梁、设置在下梁上的立柱、设置在立柱上的上梁、滑动连接在立柱上的拉伸梁、设置在上梁上的复合型主缸、设置在拉伸梁下面的同轴联动式拉深压边装置、设置在下梁上的液室、支座油箱(包括液压动力控制系统)、增压器构成，下梁、立柱、上梁构成一刚性体，复合型主缸由固定在上梁上的缸体、位于缸体内的主缸活塞、设置在主缸活塞上的快速杆导向套、设置在快速杆导向套内的快速杆、设置在主缸活塞内的内置式压边缸活塞构成，主缸活塞与拉伸梁相连，内置式压边缸活塞与同轴联动式拉深压边装置相连，同轴联动式拉深压边装置由固定在拉伸梁上的拉伸滑块、同轴滑动连接在拉伸滑块上且与内置式压边缸活塞相连的压边滑块、固定在拉伸滑块上的凸模构成，液室与增压器通过高压管路相连。工作时，液压动力控制系统向复合型主缸供油，当主缸快速杆进油腔通油时，在主缸活塞带动下拉伸梁快下，到接近板材时，快速杆进油腔与主缸大腔同时供油，实现慢速下行，当同轴联动式拉深压边装置的压边滑块下表面与板材接触时，实现压边及保压。(主缸此时停止)然后，增压器给液室充液并产生一反胀压力，使板材产生预变形，当反胀压力达到设定压力时，复合型主缸继续下行实现对板材的拉深，此时，液室压力按加载路径不断变化，使板材贴合在凸模表面实现零件的成形。零件成形后，复合型主缸退回，同轴联动式拉深压边装置的压边滑块顶出，实现对零件的打料，至此整个工作循环完成。

这里，液室的容腔壁是两层或者两层以上的预应力自增强复合结构，可使液室具有预应力自增强能力，使其耐压高，工作压力可达150MPa。

本发明与已有技术相比，其优点是：

1、该液压机采用充液成形工艺，即以液体作为传力介质代替传统的刚性凹模传递载荷，能加工许多采用传统工艺无法加工或需要多道工序才能加工的零件。液体作为传力介质，应力场分布均匀，加工出的零件表面质量和机械性能相对于传统加工工艺都有显著的提高。

2、本发明所用的同轴联动式拉深压边装置能实现拉深、压边及打料的复合功能。由于其拉深滑块和压边滑块互为导向且同轴，故导向精度高，导向刚度好，抗偏载能力强，特别适合于不对称的复杂零件的拉深。

3、本发明所采用的复合型主缸，在主缸活塞杆上部设有快速杆，能实现主缸快速下行功能，加快了空载下行速度，提高了工作效率。该缸的另外一特点是在主缸活塞杆下端内置一压边缸。由于采用内置式结构，结构紧凑，大大节省了安装空间和机器高度。采用同轴联动式拉深压边装置和复合型主缸，避免了传统结构需要专门的压边缸和压边横梁，在单动液压机上实现了双动的功能，使机器结构简化，大大降低了生产成本。另外，在主缸回程的同时，内置式压边缸顶出，既实现了拉深后打料的功能，又完成了内置式压边缸压边后的复位，不仅实现了压边缸功能的多样化，而且提高了工作效率。

4、本发明的板材充液成形液压机液室采用双层或多层预应力自增强复合结构，耐压高，稳定性好，比传统单层结构节约材料，降低成本。对于尺寸相近的零件可以使用同一套液室，缩短了模具的制造周期、降低了制造成本。

5、本发明的板材充液成形液压机能通过相应的压力检测装置和位移传感检测装置，实时检测、反馈并智能化地判断板材起皱和板材破裂等故障，使机器停止，以避免危险的发生，故本液压机具有高的安全性和稳定性。

6、本发明的板材充液成形液压机的增压器输出压力、同轴联动式拉深压边装置的压边滑块压边压力和主缸的拉深速度均可进行比例调节，可以根据不同的材料和不同的零件结构，进行相应的参数设置和更改，本液压机对这些设置和更改具有记忆功能。

附图说明：

图1为本发明板材充液成形液压机的结构示意图；

图2为本发明复合型主缸的结构示意图；

图3为本发明同轴联动式拉深压边装置的结构示意图；

图4为本发明工作流程图。

具体实施方式：

现结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述：

如图1、图2、图3所示，本发明的板材充液成形液压机结构是这样的，主要由下梁-3、设置在下梁3上的立柱5、设置在立柱5上的上梁9、滑动连接在立柱5上的拉伸梁7、设置在上梁9上的复合型主缸8、设置在拉伸梁7下面的同轴联动式拉深压边装置6、设置在下梁3上的液室4、支座油箱2(包括液压动力控制系统)、增压器1、立柱螺母10、充液箱11、管路12等构成，下梁3、立柱5、上梁9通过立柱螺母10连接构成一刚性体，复合型主缸8由固定在上梁9上的缸体15、位于缸体15内的主缸活塞16、设置在主缸活塞16上的快速杆导向套17、设置在快速杆导向套17内的快速杆18、设置在主缸活塞16内的内置式压边缸活塞19、设置在缸体15缸口的法兰14、设置在主缸活塞16下端的法兰20等构成，主缸活塞16与拉伸梁7通过法兰13相连，内置式压边缸活塞19与同轴联动式拉深压边装置6相连，同轴联动式拉深压边装置6由固定在拉伸梁7上的拉伸滑块21、同轴滑动连接在拉伸滑块21上且与内置式压边缸活塞19相连的压边滑块23、固定在拉伸滑块21上的凸模22构成，液室4与增压器1通过高压管路相连。液室4的容腔壁是两层或者两层以上的预应力自增强复合结构。内置式压边缸活塞19的工作压力可以随主缸位移进行比例调节，复合型主缸8的主缸的拉深速度也可以比例调节。为了实现板材起皱和破裂实时诊断和故障的排除功能，在液室4上设置有压力检测装置，在液室4和压边滑块23上设置有位移检测装置，通过压力检测装置和位移检测装置，能实时检测、反馈并智能化地判断板材破裂和板材起皱，使液压机停止工作，液室4卸压，以防止超高压液体喷射危及设备及工作人员的安全，从而实现板材破裂和起皱实时诊断和故障排除功能。

本发明的板材充液成形液压机的工作原理是这样实现的，板材拉深时先同轴联动式拉深压边装置的压边滑块下行压边，然后增压器往液室充液并产生一反胀压力，使板材产生预变形，再拉伸梁下行，带动同轴联动式拉深压边装置的拉伸滑块上安装的外形与成形产品内腔形状相同的凸模实现板材充分拉深，如此同时，增压器按设定的加载路径向液室充液，使板材充分贴合在凸模表面，从而实现板材的成形。如图4的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)所示，拉深时，将板材24放置在液室4的上表面，通过同轴联动式拉深压边装置6的压边滑块23将板材24压紧在液室4上表面上，增压器1先往液室4的密封容腔充液，使板材24在液体的作用下发生一与拉深方向相反的预变形。(实践证明，这一与零件拉伸变形方向相反的预变形，对提高材料的拉深性能非常有益)然后，通过同轴联动式拉深压边装置6上的凸模22将板材24进行拉深，此时，板材24、液室4形成一密封的容腔，增压器1按设定的加载路径向液室4充液，在高压液体的作用下，使板材24贴合在凸模22上实现板材的成形。

Claims (3)

1、一种板材充液成形液压机，其特征在于主要由下梁、设置在下梁上的立柱、设置在立柱上的上梁、滑动连接在立柱上的拉伸梁、设置在上梁上的复合型主缸、设置在拉伸梁下面的同轴联动式拉深压边装置、设置在下梁上的液室、包括液压动力控制系统的支座油箱、增压器等构成，下梁、立柱、上梁通过立柱螺母连接构成一刚性体，复合型主缸主要由固定在上梁上的缸体、位于缸体内的主缸活塞、设置在主缸活塞上的快速杆导向套、设置在快速杆导向套内的快速杆、设置在主缸活塞内的内置式压边缸活塞、设置在缸体缸口的法兰构成，主缸活塞通过法兰与拉伸梁相连，内置式压边缸活塞与同轴联动式拉深压边装置相连，同轴联动式拉深压边装置主要由固定在拉伸梁上的拉伸滑块、同轴滑动连接在拉伸滑块上且与内置式压边缸活塞相连的压边滑块、固定在拉伸滑块上的凸模构成。

2、根据权利要求1所述的板材充液成形液压机，其特征在于液室的容腔壁是两层或者两层以上的预应力自增强复合结构

3、根据权利要求1或2所述的板材充液成形液压机，其特征在于液压机设置有压力检测装置和位移检测装置，通过所设置的控制处理器能通过相应的压力检测装置和位移检测装置，实时检测、反馈并智能化地判断板材起皱和板材破裂等故障，使机器停止，以避免危险的发生，使本液压机具有高的安全性和稳定性。

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