CN102921854B - 复合精密闭式模锻液压机生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合精密闭式模锻液压机生产线，按工件的热锻、温锻和冷锻工序从前往后设置三台液压机主机(1)，三台液压机主机(1)的同一侧设置小主油箱(2)和大主油箱(3)，小主油箱(2)上安装一排第一主油泵组(5)，大主油箱(3)上安装一排第二主油泵组(6)；汇合高压管(10)位于小主油箱(2)及大主油箱(3)的上方，在小主油箱(2)的顶部装有一个插装阀(11)，大主油箱(3)的顶部装有两个插装阀(11)，三个插装阀(11)与三台液压机主机(1)一一对应。本发明实现全过程自动化，液压机压制速度达到150毫米/秒以上，生产效率提高3-10倍，节省制件用料20-30％，节省动力达67％左右。

Description

复合精密闭式模锻液压机生产线

技术领域

本发明属于压机技术领域，具体地说，特别涉及一种复合精密闭式模锻液压机生产线。

背景技术

自20世纪末以来，机械制造行业处于科技创新时代。机械行业的发展拉动了锻造行业的快速发展，其中汽车工业是带动模锻工业发展的主动力(世界每年生产锻件总量中约60％是汽车模锻件)。由此模锻工业在模具设计、模具制造、锻造成型、润滑、节材节能环保和检测技术等方面取得了丰硕的成果。其中，精密模锻技术是提高汽车生产能力、提高零部件质量以及提高汽车竞争力的支撑技术之一。根据相关资料，日本每年生产精密锻件约占其总产量的1/4，其中相当数量精密锻件是热精密闭式模锻件。

精密模锻简称精锻，是指零件模锻成型后，可获得具有较高表面质量和尺寸精度锻件的工艺过程。锻件仅需少量机械加工或不再需要机械加工，就可用作机械构件的成形技术，即近净成形技术或净成形技术。

精密模锻的应用范围包括：

1)精化毛坯。可取代粗切削加工工序，锻件加工余量小(0.5mm)左右。

2)精锻零件。直接获得成品零件，目前完全精锻零件仅限于一些结构简单的回转体类零件，如轴销等，而对于结构复杂的零件，如齿轮等，则这只能将齿轮的齿形和端面直接成形为最终形状，其余部分仍需采用切削加工。

精密模锻按坯料温度分为热锻、温锻、冷锻和复合精密模锻。(1)热锻。在金属再结晶温度以上进行的锻造工艺。热态下金属性好，流动应力低，适合大变形量成形，但尺寸精度和表面粗糙度都差。(2)温锻。在高于室温但低于再结晶温度范围内进行的锻造工艺。兼有热锻和冷锻的优点，但尺寸精度和表面质量没有冷锻好。(3)冷锻。在室温下进行的锻造工艺。锻件精度高，可实现无切削或少切削加工，但变形抗力大，成形难度大，锻件尺寸和材料也均受到限制，中间工序多，污染环境。(4)复合精密模锻。将热锻、温锻和冷锻技术组合使用，可获得尺寸大、形状复杂、精度高和表面质量好的锻件。

目前，黑色金属工件如汽车半轴套管、锥齿轮以及各种汽摩配件等都是采用复合精密模锻工艺在液压机上加工成型的。这类工件需要经过热锻、温锻和冷锻三个工序，三个工序需要在三台独立的液压机上完成，各液压机相应地配备有独立的液压系统和电气系统，所存在的不足在于：

1)每台液压机采用手动或半自动操作、人工进入料制件，不仅生产效率低，而且制件用料多，生产成本高。

2)每台液压机的压件速度较低，难以满足国家发展与改革委员会2011年公布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》中有关“黑色金属液压挤压机压制速度需达到150毫米/秒以上”的要求，不仅会影响生产效率，而且能耗大，会增加生产成本。并难以获得尺寸大、形状复杂、精度高和质量好的锻件。

3)三台液压机布置零散，并各自带有一套液压系统和电气系统，不仅操作繁琐，而且占用的场地空间大，设备成本高。同时，在制件的过程中需要长距离转运工件，既增加了工人的劳动强度，又极大地降低了生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作方便，能有效提高生产效率的高速节能黑色金属挤压液压生产线。

本发明的技术方案如下：一种高速节能黑色金属挤压液压生产线，其特征在于：在前后方向上按工件的热锻、温锻和冷锻工序从前往后设置有三台液压机主机(1)，后一台液压机主机(1)的进料方向正对前一台液压机主机(1)的出料方向；在每台液压机主机(1)顶部的横梁上设有主缸(1a)，该主缸(1a)的顶部装有充液阀(1b)，所述液压机主机(1)底部的底座上设有顶出缸(1c)；在三台液压机主机(1)的同一侧设置小主油箱(2)和大主油箱(3)，所述小主油箱(2)位于大主油箱(3)的正前方，小主油箱(2)与大主油箱(3)之间通过第一油管(4)连通；在所述小主油箱(2)的下面底板上沿前后方向安装有一排第一主油泵组(5)，大主油箱(3)的下面底板上沿前后方向安装有一排第二主油泵组(6)，每一主油泵组的进油口通过第二油管(8)与对应主油箱的出油口连接，主油泵组的出油口通过第三油管(9)与汇合高压管(10)相连通，所述汇合高压管(10)位于小主油箱(2)及大主油箱(3)的上方，该汇合高压管(10)沿前后方向布置；在所述小主油箱(2)的上面板装有一个插装阀(11)，大主油箱(3)的上面板装有两个插装阀(11)，这三个插装阀(11)与三台液压机主机(1)一一对应，所述插装阀(11)的第一油口通过第四油管(12)与汇合高压管(10)连通，插装阀(11)的第二油口与对应的主油箱(2或3)连通，插装阀(11)的第三油口通过第五油管(13)与对应顶出缸(1c)的下腔相通，插装阀(11)的第四油口通过第六油管(14)与对应顶出缸(1c)的上腔相通，插装阀(11)的第五油口通过第七油管(15)与对应主缸(1a)的上腔连通，插装阀(11)的第六油口通过第八油管(16)与对应主缸(1a)的下腔连通，插装阀(11)的第七油口通过油管与对应充液阀(1b)的第一油口连接，并且充液阀(1b)的第二油口通过第九油管(17)与充液阀油箱(18)连通，该充液阀油箱(18)通过第十油管(19)与对应的主油箱连接。

本发明将热锻液压机主机、温锻液压机主机和冷锻液压机主机排成一排组成生产线，三台液压机主机共用一套液压系统。当工件进入热锻液压机主机的时候，全部主油泵组开启，各主油泵由对应的电机带动工作，主油泵通过第二油管将对应主油箱内的油吸入泵内，升压排出，并经第三油管输送至汇合高压管，形成高压油。高压油通过第四油管进入与热锻液压机主机相对应的插装阀，该插装阀通过第七油管向热锻液压机主缸的上腔输送高压油，使主缸的活塞杆带动滑块向下运动，进行压件操作；同时，主缸下腔内的高压油通过第八油管流回插装阀，最后回到对应的主油箱。压件完成后，插装阀通过第八油管向热锻液压机主缸的下腔输送高压油，使主缸的活塞杆带动滑块向上运动，而主缸上腔内的高压油通过第七油管流回插装阀，最后回到对应的主油箱；与此同时，插装阀通过第五油管向顶出缸的下腔输送高压油，使顶出缸的活塞杆向上运动，将工件顶出模具，以便向下一工序转送，而顶出缸上腔的高压油通过第六油管流回插装阀，最后回到对应的主油箱。

本发明在液压机主缸的顶部安装充液阀，供滑块快速下行真空补油和回程时将主缸上腔内的高压油排回主油箱的作用。当高压油进入主缸上腔，滑块空程下行时，由于滑块重量等因素，滑块快下速度超过泵入高压油油量的速度，主缸上腔内产生真空，将充液阀的阀芯吸开，从充液阀油箱向主缸上腔补油；当滑块回程时，回程控制油将充液阀的阀芯打开，使主缸上腔排油，部分高压油经充液阀阀芯回到充液阀油箱。

工件依次进入温锻液压机主机和冷锻液压机主机，各液压机主机的工作过程同热锻液压机主机。本发明能够将工件的热锻、温锻和冷锻加工一气呵成，采用集中控制的方式，可根据制件工艺优选设定制件热锻、温锻、冷锻的温度，压力、速度、制件的进出和成形时间，实现全过程自动化，可获得尺寸大、形状复杂、精度高和质量好的锻件，不仅提高了生产效率，而且制件用料少，生产成本低。本发明极大地提高了滑块压制的速度，能够使液压机的压制速度达到150毫米/秒以上，为传统同类液压机速度的3-10倍，满足了国家发展与改革委员会有关行业发展的相关要求，进一步提高了生产效率，可获得产量高、材料耗费低的锻件。同时，本发明共用一套液压系统，并由同一套电气系统进行控制，操作简单、方便；本发明将三台液压机主机一字排开，设备占用的场地空间小，在制件的过程中无需长距离转运工件，既降低了工人的劳动强度，又极大地提高了生产效率。

作为优选，在所述小主油箱(2)上沿前后方向安装有三个第一主油泵组(5)，这三个第一主油泵组(5)置于小主油箱(2)的底板上，大主油箱(3)上沿前后方向安装有七个第二主油泵组(6)，这七个第二主油泵组(6)置于大主油箱(3)的底板上，所述第一主油泵组(5)和第二主油泵组(6)在同一高度上，所述大、小主油箱分布用支承柱与对应的底板联为整体。以上结构有利于安装布置，使机器占地面积大为减小，并提高了主油泵的吸油功能，且便于维修。

在所述小主油箱(2)与大主油箱(3)之间设置主电控柜(20)。将电气系统的控制部分集中在主电控柜内，该主电控柜位于两个主油箱之间，便于控制制件工艺动作，指导和控制三台液压机运行。

为了方便工作人员进行控制操作，在所述主电控柜(20)的旁边设置操作台(21)。

本发明的有益效果是：

1)热锻、温锻和冷锻三台液压机主机由集中液压系统和电气系统控制，能优化设定工艺参数，实现全过程自动化，生产效率能提高1-2倍，并且节省制件用料20-30％。

2)液压机压制速度达到150毫米/秒以上，较传统同类液压机高出3-10倍，既满足了国家发展与改革委员会有关行业发展的相关要求，又大大降低了能耗，节省动力达67％左右。

3)整条生产线布置合理，设备占用的场地空间小，在制件的过程中无需长距离转运工件，一方面设备成本低，操作简单、方便；另一方面，工人的劳动强度小，生产效率高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视旋转图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2所示，在生产企业的加工现场布置三台液压机主机1，这三台液压机主机1按工件的热锻、温锻和冷锻工序从前往后依次设置，最前面的一台为热锻液压机主机，中间的一台为温锻液压机主机，最后面的一台为冷锻液压机主机，后一台液压机主机1的进料方向正对前一台液压机主机1的出料方向。在每台液压机主机1顶部的横梁上设置主缸1a，该主缸1a的顶部装有充液阀1b，主缸1a的活塞杆竖直向下伸出，且主缸1a的活塞杆连接滑块，该主缸1a能控制滑块向下或向上运动。在每台液压机主机1底部的底座上设置顶出缸1c，该顶出缸1c的活塞杆竖直向上伸出，顶出缸1c用于压件完成后将工件顶出模具。

如图1、图2所示，在三台液压机主机1的同一侧设置小主油箱2和大主油箱3，所述小主油箱2位于大主油箱3的正前方，小主油箱2的前端略超过热锻液压机的前端面，大主油箱3的后端与冷锻液压机主机的后端基本平齐，并且小主油箱2与大主油箱3之间通过第一油管4连通。在所述小主油箱2上沿前后方向安装有一排第一主油泵组5，本实施例中，第一主油泵组5的数目优选为三个；在大主油箱3上沿前后方向安装有一排第二主油泵组6，本实施例中，第二主油泵组6的数目优选为七个，并且第一主油泵组5和第二主油泵组6在同一高度上。所有的第一主油泵组5置于小主油箱2的底板上，所有的第二主油泵组6置于大主油箱3的底板上，所述大、小主油箱分别用支承柱与对应的底板联为整体。

如图1、图2所示，第一主油泵组5和第二主油泵组6的结构相同，均由主油泵和电机7等构成，电机7与主油泵一一对应，该电机7的输出轴与对应主油泵的输入端连接，主油泵的进油口通过第二油管8与对应主油箱的出油口连接，主油泵的出油口通过第三油管9与汇合高压管10相连通。所述汇合高压管10位于小主油箱2及大主油箱3的上方，该汇合高压管10沿前后方向布置。在所述小主油箱2的顶部装有一个插装阀11，大主油箱3的顶部装有两个插装阀11，这三个插装阀11与三台液压机主机1一一对应，每一个插装阀11与对应液压机主机1的管路连接方式相同，具体为：

插装阀11的第一油口通过第四油管12与汇合高压管10连通，插装阀11的第二油口与对应的主油箱2或3连通，插装阀11的第三油口通过第五油管13与对应顶出缸1c的下腔相通，插装阀11的第四油口通过第六油管14与对应顶出缸1c的上腔相通，插装阀11的第五油口通过第七油管15与对应主缸1a的上腔连通，插装阀11的第六油口通过第八油管16与对应主缸1a的下腔连通，插装阀11的第七油口通过油管与对应充液阀1b的第一油口连接，并且充液阀1b的第二油口通过第九油管17与充液阀油箱18连通，充液阀油箱18设置在液压机上部的横梁上，该充液阀油箱18通过第十油管19与对应的主油箱连接。

如图1所示，在小主油箱2与大主油箱3之间设置主电控柜20，整条生产线的电气控制部分集成于该主电控柜20内。在所述主电控柜20的旁边设置操作台21，该操作台21也位于小主油箱2与大主油箱3之间，以便于工作人员进行操作。

本发明的工作原理如下：

三台液压机主机1的工作过程相同，以热锻液压机为例：

当工件进入热锻液压机主机1的时候，全部主油泵组5、6开启，各主油泵由对应的电机7带动工作，主油泵通过第二油管8将对应主油箱内的油吸入泵内，并经第三油管9输送至汇合高压管10，形成高压油。高压油通过第四油管12进入与热锻液压机相对应的插装阀11，该插装阀11通过第七油管15向热锻液压机主缸1a的上腔输送高压油，使主缸1a的活塞杆带动滑块向下运动，进行压件操作；同时，主缸1a下腔内的压力油通过第八油管16流回插装阀11，最后回到对应的小主油箱2。压件完成后，插装阀11通过第八油管16向热锻液压机主缸1a的下腔输送高压油，使主缸1a的活塞杆带动滑块向上运动，而主缸1a上腔内的压力油通过充液阀口，经油管17流入充液箱18，再经油管19最后回到对应的小主油箱2；与此同时，插装阀11通过第五油管13向顶出缸1c的下腔输送高压油，使顶出缸1c的活塞杆向上运动，将工件顶出模具，以便向下一工序转送，而顶出缸1c上腔的高压油通过第六油管14流回插装阀11，最后回到对应的小主油箱2。

充液阀1b供滑块快速下行真空补油和回程时将主缸1a上腔内的压力油经充液阀、充液箱排回主油箱。当高压油进入主缸1a上腔，滑块空程下行时，由于滑块重量等因素，滑块快下速度超过泵入压力油油量的速度，主缸1a上腔内产生真空，将充液阀1b的阀芯吸开，从充液阀油箱18向主缸1a上腔补油；当滑块回程时，回程控制油将充液阀1b的阀芯打开，使主缸1a上腔排油，部分压力油经充液阀1b阀芯回到充液阀油箱18，最后回到对应的主油箱。

本发明实施例采用十套泵组(含泵和电机等)，一套油箱，一套电器控制系统。而传统的同功能三台独立液压机生产线需用三十套相同规格泵组，三套同容积的油箱，并且油箱占地面积大三倍，电器控制系统三套(多用电器一倍以上)。

尽管以上结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明不限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，如更改主油泵组的数目，或者改变主电控柜和操作台的位置等，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种复合精密闭式模锻液压机生产线，其特征在于：在前后方向上按工件的热锻、温锻和冷锻工序从前往后设置有三台液压机主机(1)，后一台液压机主机(1)的进料方向正对前一台液压机主机(1)的出料方向；在每台液压机主机(1)顶部的横梁上设有主缸(1a)，该主缸(1a)的顶部装有充液阀(1b)，所述液压机主机(1)底部的底座上设有顶出缸(1c)；在三台液压机主机(1)的同一侧设置小主油箱(2)和大主油箱(3)，所述小主油箱(2)位于大主油箱(3)的正前方，小主油箱(2)与大主油箱(3)之间通过第一油管(4)连通；在所述小主油箱(2)的下面底板上沿前后方向安装有一排第一主油泵组(5)，大主油箱(3)的下面底板上沿前后方向安装有一排第二主油泵组(6)，每一主油泵组的进油口通过第二油管(8)与对应主油箱的出油口连接，主油泵组的出油口通过第三油管(9)与汇合高压管(10)相连通，所述汇合高压管(10)位于小主油箱(2)及大主油箱(3)的上方，该汇合高压管(10)沿前后方向布置；在所述小主油箱(2)的上面板装有一个插装阀(11)，大主油箱(3)的上面板装有两个插装阀(11)，这三个插装阀(11)与三台液压机主机(1)一一对应，所述插装阀(11)的第一油口通过第四油管(12)与汇合高压管(10)连通，插装阀(11)的第二油口与对应的主油箱(2或3)连通，插装阀(11)的第三油口通过第五油管(13)与对应顶出缸(1c)的下腔相通，插装阀(11)的第四油口通过第六油管(14)与对应顶出缸(1c)的上腔相通，插装阀(11)的第五油口通过第七油管(15)与对应主缸(1a)的上腔连通，插装阀(11)的第六油口通过第八油管(16)与对应主缸(1a)的下腔连通，插装阀(11)的第七油口通过油管与对应充液阀(1b)的第一油口连接，并且充液阀(1b)的第二油口通过第九油管(17)与充液阀油箱(18)连通，该充液阀油箱(18)通过第十油管(19)与对应的主油箱连接。

2.根据权利要求1所述的复合精密闭式模锻液压机生产线，其特征在于：在所述小主油箱(2)上沿前后方向安装有三个第一主油泵组(5)，这三个第一主油泵组(5)置于小主油箱(2)的底板上，大主油箱(3)上沿前后方向安装有七个第二主油泵组(6)，这七个第二主油泵组(6)置于大主油箱(3)的底板上，所述第一主油泵组(5)和第二主油泵组(6)在同一高度上，所述大、小主油箱分布用支承柱与对应的底板联为整体。

3.根据权利要求1或2所述的复合精密闭式模锻液压机生产线，其特征在于：在所述小主油箱(2)与大主油箱(3)之间设置主电控柜(20)。

4.根据权利要求3所述的复合精密闭式模锻液压机生产线，其特征在于：在所述主电控柜(20)的旁边设置操作台(21)。