CN102641935A - 用于高强钢板热冲压成形的快速液压机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强钢板热冲压成形的快速液压机系统。其技术方案是包括主机、润滑系统、液压系统和电气控制系统及辅助部分、防护系统，主机包括立柱、上梁、滑块、下梁、移动工作台、主油缸、滑块柱塞缸、液压垫活塞缸、液压垫柱塞缸、位移监测装置和PLC控制系统，其中：主油缸与滑块中央连接，滑块柱塞缸与滑块的四个边角固定连接；移动工作台的中央与液压垫活塞缸配合，两侧对称设置两个液压垫柱塞缸；位移监测装置设置在立柱上。本发明解决现有技术存在的技术问题，实现在对钢板的冲压过程中既能实现快速合模又能实现保压。

Description

用于高强钢板热冲压成形的快速液压机系统

技术领域

本发明涉及一种用于热冲压成形的液压机系统，特别是涉及高强度钢板热冲压成形的快速液压机系统。 

背景技术

随着社会的不断发展，人们环保意识的不断增强，节能、环保、安全已成为汽车行业发展必然趋势，采用高强钢板热冲压成形技术是实现汽车的轻量化和提高安全性的有效手段。热冲压成形技术的核心是将处于热状态下的高强钢板拉伸成形同时保压淬火，使钢板由奥氏体组织转变成马氏体组织，以实现钢板的高抗拉强度。该技术需要配置能够实现快速合模，并且能保持相应压力的压力机。现有的的液压机主要由主机、润滑系统、液压系统和电气控制系统及其他辅助部分、防护系统等组成。其主机不具备快速合模及冲压的功能。 

发明内容

本发明高强钢板热冲压成形的快速液压机系统的目的是解决现有技术存在的技术问题，实现在对钢板的冲压过程中既能实现快速合模又能实现保压。 

其技术方案是包括主机、润滑系统、液压系统和电气控制系统及辅助部分、防护系统，主机包括立柱、上梁、滑块、下梁、移动工作台、主油缸、滑块柱塞缸、液压垫活塞缸、液压垫柱塞缸、位移监测装置和PLC控制系统，其中：主油缸与滑块中央连接，滑块柱塞缸与滑块的四个边角固定连接；移动工作台的中央与液压垫活塞缸配合，两侧对称设置两个液压垫柱塞缸；位移监测装置设置在立柱上。 

上述方案还包括：所述的移动工作台包括工作台体、滚轮、T形导轨和驱动机构，移动工作台带有冷却循环系统和冷却水温度检测装置，模具上设有温度检测装置，在滑块和移动工作台之间立柱设有料片温度检测装置。所述冷却循环系统是在移动工作台的台面处预制有连续盘绕循环的冷却水道。所述温度检测装置为红外温度传感器。 

本发明的技术效果： 

（1）通过采用5缸结构并使其实现不同的工作组合和主油缸的差动运行，可对不同压力条件下的速度实现优化配置，提高工作速度且减少装机功率，很好地满足了高强钢板热冲压所要求的快速合模、高速压制和随后保压的工艺要求。

（2）通过对主油缸和四角辅助油缸的数量、吨位的合理匹配和主油缸差动行程量的科学控制，其压制速度可随压力的变化自行调整，达到空程时720mm/s，200吨时187mm/s，300吨时100mm/s，500吨时63.5mm/s，800吨时39mm/s。 

（3）大幅度提高了工作效率，充分满足了高强钢板热冲压的工艺要求，在同类机型、同样装机功率条件下，压制时间缩短30%。 

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图； 

图2为图1中移动工作台伸出状态的俯视图。

图中1为立柱，2为上梁，3为滑块，4为下梁，5为移动工作台，6为主油缸，7为滑块柱塞缸，8为液压垫活塞缸，9为液压垫柱塞缸，10为料片温度检测装置和位移检测装置，11为模具，12为拉杆，13锁紧螺母。 

具体实施方式

该快速液压机系统主要由主机、润滑系统、液压系统和电气控制系统及其他辅助部分、防护系统等组成。其中除了主机之外的部分借鉴和引用了现有技术，这里不再详述。本发明技术主要改进部分围绕主机部分，下面结合附图1 、2和实施例对主机部分做进一步说明。 

主机为组合框架式拉杆预紧结构，机身为分体框架结构，由上梁2、下粱4、滑块3、立柱1、拉杆12、锁紧螺母13等组成。主机上梁2、下粱4、立柱1，通过拉杆12拉紧，用锁紧螺母13预紧固定形成封闭受力机架。主油缸6和滑块柱塞缸7固定在上梁2的中央和四个边角上，其伸缩缸杆固定在滑块3上，滑块3依靠主油缸6和滑块柱塞缸7的驱动在立柱导轨作内作上下运动。滑块活塞缸6上下腔采用换向阀控制的油路连通。当活塞杆向下运动时，下腔的液压油可通过油路直接补充到上腔，以实现油缸带动滑块3快下的功能，滑块3速度可达到720mm/s。移动工作台5的中央与液压垫活塞缸8配合，四周边角设置四个液压垫柱塞缸9。这样移动工作台5在液压垫活塞缸8和四个液压垫柱塞缸9的作用下实现上下往复运动。 

移动工作台5包括工作台体、滚轮、T形导轨和液压驱动机构，移动工作台5带有冷却循环系统和冷却水温度传感器，模具11上设有温度传感器，在滑块3和移动工作台5之间立柱1上设有料片温度传感器和位移传感器（图中10所示位置）。移动工作台5的冷却循环系统是在移动工作台的台面处预制有连续盘绕循环的冷却水道。 

本发明是实例的工作原理是： 

滑块活塞缸上下腔采用换向阀控制的油路连同。当活塞杆向下运动时，下腔的液压油可通过油路直接补充到上腔，以实现油缸带动滑块快下的功能，滑块速度可达到720mm/s。滑块回程时，换向阀工作，上腔的液压油补充回下腔，实现滑块3快升动作，速度可达到600mm/s。滑块传动既能采用泵直接传动也可以采用泵-蓄能器传动。通过操作界面就可以预设和控制传动方式。整个的控制系统是在液压控制系统和电器控制系统的协同配合下完成的。该高强钢板热冲压成形的快速液压机的操作站配置触摸式工业显示屏，人机交互式操作界面。全部动作和参数均可预设和控制。

该高强钢板热冲压成形的快速液压机立柱上安装红外线温度检测装置（测量温度在0-1000℃），用于检测料片的温度是否符合冲压标准。当红外温度检测装置检测到待冲压料片的温度不符合冲压标准时，该信息通过PLC控制系统指示滑块不能下滑冲压并伴有报警提示，当红外温度检测装置检测到待冲压料片的温度符合冲压标准时滑块快速下滑冲压料片。 

本发明配有模具冷却水温度检测装置，当模具中冷却水的温度不符合设定要求时，系统就会有所响应并伴有报警信息。 

本发明的移动工作台开动时底座上的顶起缸下部通高压油，把工作台抬起，然后开动装在工作台上的电机或液压缸，同坐减速机由齿轮传动驱动小车上的滚轮，带动移动工作台移动。移出形式采用T行移出。 

本发明的液压垫采用三个油缸驱动，一个活塞缸和两个柱塞缸。快速合模可以减少热料片的温度下降，保证在冲压时料片的奥氏体状态；保压是为了使热料片通过和模具的接触实现快速冷却（淬火），并防止料片的回弹变形。 

位移传感器实时检测滑块与移动工作台之间运行位置，并通过PLC对液压系统进行控制。上述所说的由PLC控制的液压系统可以使主油缸差动运行，也可以使其直动运行或与其它油缸组合运行。 

液压系统既能采用泵直接传动也可以采用泵-蓄能器传动。通过操作界面就可以预设和控制传动方式。整个的控制系统是在液压控制系统和电器控制系统的协同配合下完成的。高强钢板热冲压成形的快速液压机要解决的技术问题是通过合理地组合各油缸的工作并在主油缸上采用阶段性的差动驱动，实现了液压机运行速度的优化配置，在在提高压制速度的同时降低了装机功率。 

本高强钢板热冲压成形的快速液压机的工作具体如下：首先在PLC控制程序中根据具体工艺设置滑块的运行参数，当料片温度检测装置检测到料片的温度符合要求时，滑块活塞缸6带动滑块3依据所设定的速度快速下行，压力为34.5t，速度达到720mm/s，其它工况的压力与速度值见下表。滑块下行时，位移检测装置将检测到的位移实时传递给PLC控制系统，并通过液压系统控制油缸的工作组合和主油缸的差动行程，从而实现对滑块运行的精确控制。回程时，滑块3快回，速度可达600mm/s。 

工况	压力（t)	速度（mm/s)
				34.5	720
	82.9	307
				200	187
	300	101
				500	63.5
	800	39.3

  

Claims (4)

1.一种用于高强钢板热冲压成形的快速液压系统，包括主机、润滑系统、液压系统和电气控制系统及辅助部分、防护系统，主机包括立柱（1）、上梁（2）、滑块（3）、下梁（4）、移动工作台（5）、主油缸（6）、滑块柱塞缸（7）、液压垫活塞缸（8）、液压垫柱塞缸（9）、位移监测装置（10）和PLC控制系统，其特征是：主油缸（6）与滑块（3）中央连接，滑块柱塞缸（7）与滑块（3）的四个边角固定连接；移动工作台（5）的中央与液压垫活塞缸（8）配合，两侧对称设置两个液压垫柱塞缸（9）；位移监测装置（10）设置在立柱（1）上。

2.根据权利要求1所述的用于高强钢板热冲压成形的快速液压机系统，其特征是：所述的移动工作台（5）包括工作台体、滚轮、T形导轨和驱动机构，移动工作台（5）带有冷却循环系统和冷却水温度检测装置，模具（11）上设有温度检测装置，在滑块（3）和移动工作台（5）之间立柱设有料片温度检测装置。

3.根据权利要求2所述的用于高强钢板热冲压成形的快速液压机系统，其特征是：所述冷却循环系统是在移动工作台（5）的台面处预制有连续盘绕循环的冷却水道。

4.根据权利要求1或2所述的用于高强钢板热冲压成形的快速液压机系统，其特征是：所述温度检测装置为红外温度传感器。

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