CN105835392A - 一种行程调节内置式精密快速压力机及其油缸和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种行程调节内置式精密快速压力机及其油缸和使用方法，属于液压压力机领域，其解决了现有液压压力机滑块调节机构结构复杂、成本高，生产效率低的问题。本发明的油缸包括主缸活塞杆和主缸缸体，主缸活塞杆一端伸入至主缸缸体内，该伸入至主缸缸体内的一端设置有空腔，空腔内壁上部设置有调节螺母，调节螺母与空腔内壁螺纹连接；空腔内还设置有调节螺杆，调节螺杆下端伸入空腔内，中端穿过调节螺母，上端伸出主缸缸体外，调节螺杆伸出主缸缸体外的上端固定设置有蜗轮；所述的调节螺杆穿过调节螺母的中端设置有键槽，与之对应的调节螺母上设置有导向键。本发明能降低成本，提高了生产效率，并能够适用于多种加工工艺。

Description

一种行程调节内置式精密快速压力机及其油缸和使用方法
技术领域
本发明属于液压压力机领域，具体地说，涉及一种行程调节内置式精密快速压力机及其油缸和使用方法。
背景技术
机械压力机选择合理的装模高度时，需通过行程调节机构(手动或电动)将滑块上下移动，对于大型的机械压力机因滑块较重，调节机构需很大的动力，滑块调节距离采用机械数显装置，显示很不准确。机械压力机滑块公称力行程不超过10mm，只适用冲裁和浅拉伸，液压机公称力行程为油缸行程，但液压机通过行程开关控制滑块下死点位置，因电气及电磁阀响应误差，下死点位置误差随滑块下行速度增大而增大，一般在10mm之内。所以液压机只适用于压制或通过降低速度完成冲裁和拉伸作业。
中国专利申请号03278875.4，公开日2004年10月20日的专利文件，公开了一种折弯机液压缸技术，主要包括导向套、调节螺母、缸体、螺杆轴、活塞、旋盖、蜗轮、蜗杆及顶盖等，在活塞上部和导向套上均开有两个密封槽，槽内分别设置有组合密封件和密封圈；在调节螺母上设有数条卸荷油槽；在蜗轮箱上开有通孔，孔内设有补油器。这种折弯机液压缸行程可调节，在活塞和导向套上各设置二道密封，使液压缸在高压快速工作状态下耐冲击，在不停机的状况下液压缸防下滑。在调节螺母上开设数条卸荷油槽，又防内阻,，增加补油器，使蜗轮传动耐磨损，从而提高了折弯机整体综合性能，延长使用寿命。
中国专利申请号201320420363.1，公开日2014年5月28日的专利文件，公开了一种内置式精确定位快速压力机，包括机架，涡轮箱，螺杆，油口，蜗轮，蜗杆，油缸缸体，活塞上挡块，油口，活塞杆，活塞下挡块，快速缸活塞杆，油口，导向套，电机与蜗杆通过联轴器联接，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮与螺杆采用键联接，电机的运动通过蜗杆、蜗轮传至螺杆，带动螺杆转动。快速缸活塞杆安装在螺杆内，组成柱塞缸，起快速下行作用。活塞上挡块与活塞杆螺纹紧固联接，活塞下挡块与螺杆为螺纹联接，旋转螺杆，可使活塞下挡块上下运动，活塞下挡块与活塞杆内壁用键联接，当螺杆转动时，活塞杆下挡块只能沿活塞杆上下运动，从而调节活塞下挡块的位置，精确定位油缸内径较小，高度也大为减小，并且配上电动机可实现电动调节，可向数控方向发展。
上述两份专利公开的技术方案中滑块调节机构对对活塞杆与缸体之间的密封要求很高，且需要通过增设类似旋盖的装置来弥补活塞与螺杆轴之间的密封缺陷，增加了制作成本，且使用寿命不长；另外，上述专利公开的技术方案工进效率较低，活塞下行速度不可控，故不适用于冲裁和拉伸作业。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有液压压力机滑块调节机构结构复杂、成本高，生产效率低，不适用于冲裁及拉伸作业的问题，本发明提供一种行程调节内置式精密快速压力机及其油缸和使用方法，其装置在现有基础上进一步简化，降低了成本，且通过快速调节油缸动作速度，提高了生产效率，并能够适用于多种加工工艺。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种行程调节内置式精密快速压力机用油缸，包括主缸活塞杆和主缸缸体，主缸活塞杆一端伸入至主缸缸体内，该伸入至主缸缸体内的一端设置有空腔，空腔内壁上部设置有调节螺母，中部设置有调节螺母限位台阶，调节螺母与空腔内壁螺纹连接；空腔内还设置有调节螺杆，调节螺杆下端伸入空腔内，中端穿过调节螺母，上端伸出主缸缸体外，调节螺杆伸出主缸缸体外的上端固定设置有蜗轮；所述的调节螺杆穿过调节螺母的中端设置有键槽，与之对应的调节螺母上设置有导向键。
优选地，所述的调节螺杆伸出主缸缸体外的上端固定设置有限位螺母，限位螺母与调节螺杆之间螺纹连接，且在限位螺母上端面用骑缝螺钉将调节螺杆锁紧，限位螺母上通过螺钉设置有蜗轮。
优选地，所述的调节螺杆上端端部设置有编码器连接座，编码器连接座用于连接编码器对调节螺杆的旋转圈数进行计数。
优选地，所述的限位螺母与所述的主缸缸体顶部之间设置有垫圈。
优选地，所述的调节螺杆伸入空腔内的下端设置有主缸活塞杆限位台阶。
一种行程调节内置式精密快速压力机，包括液压系统，所述的液压系统包括主油缸、快速油缸、液压阀组、油箱和油泵电机，所述的工作台、主油缸、快速油缸、液压阀组、上油箱、下油箱和油泵电机均固定设置在机身上，所述的油箱分为上油箱、下油箱，其中上油箱固定设置在机身顶部，下油箱固定设置在机身底部。
优选地，所述的主油缸为上述一种行程调节内置式精密快速压力机用油缸；所述的主缸活塞杆下端通过螺栓与滑块固定连接；所述的快速油缸也包括快速油缸缸体和快速油缸活塞杆，该快速油缸缸体与机身相对固定设置，快速油缸活塞杆下端通过螺栓与滑块固定连接。
优选地，所述的液压阀组包括单向顺序阀、充液阀、组合电磁换向阀、主电磁换向阀；所述的油泵电机包括油泵、电机；所述的主电磁换向阀一端与油泵相连，另一端与组合电磁换向阀、主油缸上行油口、充液阀相连；所述的主电磁换向阀与油泵电机连接的管道上设置有溢流阀和电接点压力表；
所述的主电磁换向阀与主油缸上行油口连接的管道上并联设置有背压阀和液控单向阀；所述的组合电磁换向阀一端与所述的主电磁换向阀连接，另一端与快速油缸的进油口、主油缸下行油口以及液控单向阀相连，其中组合电磁换向阀与主油缸下行油口连接的管道上设置有单向顺序阀。
一种行程调节内置式精密快速压力机的使用方法，包括模具调整步骤，所述的模具调整步骤包括：
A.控制蜗轮旋转，使调节螺母沿调节螺杆上的键槽向下运动至调节螺母底部与调节螺母限位台阶接触，停止；
B.启动油泵电机，控制主缸活塞杆下行至调节螺母底部与主缸活塞杆限位台阶接触，停止油泵电机；
C.人工测量步骤B中上下模具之间的距离，记录该距离为S；
D.控制蜗轮旋转，使调节螺母上升距离S，停止；
E.重复步骤B，检查上下模具闭合情况，测量上下模具重合量小于1mm结束。
优选地，通过液压系统实现所述的控制主缸活塞杆下行，通过电机连接蜗杆实现所述的控制蜗轮旋转。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种行程调节内置式精密快速压力机用油缸通过在主缸缸体空腔内设置调节螺母，其与调节螺杆配合下能够实现滑块行程内部调节，无需考虑滑块的重量，即使滑块重量大，也能实现其行程快速、精确地调整，较传统滑块行程调节装置而言具有更强的操作便捷性；滑块下死点位置由调节螺母的位置定位，重复定位准确，精度在±0.01mm；
(2)本发明在调节螺杆上设置限位螺母，可以起到限位并锁定调节螺杆的作用，提高行程调节装置的稳定可靠性，防止意外松动、滑块坠落事故发生，同时利用骑缝螺钉将限位螺母与调节螺杆固定成一体，方便调节螺杆在蜗轮带动下的旋转运动；
(3)本发明限位螺母与主缸缸体顶部之间设置的垫圈，其作用是，在旋转调节螺杆调节滑块行程时，利用垫圈使调节螺杆能够相对主缸缸体顺利旋转，在锁紧时则利用垫圈能够增加锁紧可靠性；
(4)本发明调节螺杆顶部设置的编码器连接座用于连接编码器对调节螺杆的旋转圈数进行计数，滑块和工作台之间的距离通过编码器和PLC组合，在触摸屏中显示，控制精度达±0.1mm，提高了滑块行程调节的精确度；
(5)本发明主缸活塞杆限位台阶的作用是限制主缸下行距离，即设定滑块下死点位置，有效控制行程大小，提高加工精度；
(6)本发明的一种行程调节内置式精密快速压力机，快速油缸与主油缸分离，且快速油缸为柱塞油缸，油缸便于加工；在机身结构方面分别设计了上、下油箱，上油箱用于液压系统回油，下油箱用于液压系统吸油，便于液压系统散热和保护油泵；油泵置于下油箱内，吸油充分，降低了油泵发出的噪音；
(7)本发明的液压系统在调整模具时，滑块慢速下行，调整模具安全可靠；液压系统中设计了快速下行和工进加压两种速度，效率高且节能；
(8)本发明的方法可以完成精密冲裁、精密拉伸，精密压制等工艺，操作方便、安全可靠，解决了大型压力机滑块调节定位问题。
附图说明
图1为本发明压力机的整体结构示意图；
图2为本发明本发明压力机的主视图；
图3为图2中沿A-A线方向剖切示意图；
图4为本发明油缸的立体示意图；
图5为本发明油缸的主视图；
图6为图5中沿B-B线方向剖切示意图；
图7为本发明液压系统图。
图中：1、机身；2、工作台；3、滑块；4、主油缸；5、快速油缸；6、液压阀组；7、上油箱；8；下油箱；9、油泵电机；
31、主缸活塞杆；32、主缸缸体；33、调节螺杆；34、导向键；35、调节螺母；36、垫圈；37、限位螺母；38、蜗轮；39、编码器连接座；
101、油箱；102、油泵；103、电机；104、溢流阀；105、电接点压力表；106、背压阀；107、液控单向阀；110、单向顺序阀；111、充液阀；112、组合电磁换向阀；113、主电磁换向阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
如图1、图2、图3所示，一种行程调节内置式精密快速压力机，包括机身1、工作台2、滑块3和液压系统，液压系统包括主油缸4、快速油缸5、液压阀组6、上油箱7、下油箱8和油泵电机9，工作台2、主油缸4、快速油缸5、液压阀组6、上油箱7、下油箱8和油泵电机9均固定设置在机身1上，其中上油箱7固定设置在机身1顶部，下油箱8固定设置在机身1底部；
如图4、图5和图6所示，主油缸4包括主缸活塞杆31和主缸缸体32，主缸缸体32与机身1固定连接，主缸活塞杆31上端伸入至主缸缸体32内，下端通过螺栓与滑块3固定连接，快速油缸5也包括快速油缸缸体和快速油缸活塞杆，该快速油缸缸体与机身1相对固定设置，快速油缸活塞杆下端通过螺栓与滑块3固定连接；
主缸活塞杆31伸入至主缸缸体32内的一端设置有空腔，空腔内壁上部设置有调节螺母35，中部设置有调节螺母限位台阶，调节螺母35与空腔内壁螺纹连接；空腔内还设置有调节螺杆33，调节螺杆33下端伸入空腔内，中端穿过调节螺母35，上端伸出主缸缸体32外，调节螺杆33伸出主缸缸体32外的上端固定设置有限位螺母37和编码器连接座39，编码器连接座39用于连接编码器，编码器与PLC连接，对调节螺杆33的旋转圈数进行计数；限位螺母37与调节螺杆33之间螺纹连接，且在限位螺母37上端面用骑缝螺钉将调节螺杆33锁紧，限位螺母37上通过螺钉设置有蜗轮38，限位螺母37与主缸缸体32顶部之间设置有垫圈36，垫圈36起到间隔作用，能够使限位螺母37、调节螺杆33和蜗轮38作为一个整体相对主缸缸体32旋转；调节螺杆33穿过调节螺母35的中端设置有键槽，与之对应的调节螺母35上设置有导向键34，调节螺母35通过该导向键34能够沿调节螺杆33上下滑动；调节螺杆33伸入空腔内的下端设置有主缸活塞杆限位台阶；主油缸下行油口设置在主缸缸体32上端侧壁，主油缸上行油口设置在主缸缸体32下端侧壁，主油缸下行油口是指主缸活塞杆31上端与主缸缸体32围绕形成的油腔的进油口，通过该主油缸下行油口输入液压油使主缸活塞杆31下行，主油缸上行油口是指主缸活塞杆31下端侧壁与主缸缸体32围绕形成的油腔的进油口，通过该主油缸上行油口输入液压油使主缸活塞杆31上行；
如图7所示，液压系统中液压阀组6包括单向顺序阀110、充液阀111、组合电磁换向阀112、主电磁换向阀113；油泵电机9包括油泵102、电机103；油箱101分为上油箱7、下油箱8，主电磁换向阀113一端与油泵电机9相连，另一端与组合电磁换向阀112、主油缸上行油口、充液阀111相连；主电磁换向阀113与油泵电机9连接的管道上设置有溢流阀104和电接点压力表105；
主电磁换向阀113与主油缸上行油口连接的管道上并联设置有背压阀106和液控单向阀107，其中液控单向阀107从主电磁换向阀113至主油缸上行油口方向单向开启；组合电磁换向阀112一端与主电磁换向阀113连接，另一端与快速油缸5的进油口、主油缸下行油口以及液控单向阀107相连，其中组合电磁换向阀112与主油缸下行油口连接的管道上设置有单向顺序阀110。
一种行程调节内置式精密快速压力机的使用方法，首先进行模具调整步骤：
A.启动行程调节电机，带动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮38旋转，蜗轮38、限位螺母37和调节螺杆33作为一个整体相对主缸缸体32旋转，调节螺杆33带动调节螺母35旋转，调节螺母35旋转的同时在其与主缸活塞杆31的空腔内壁螺纹作用下沿调节螺杆33上的键槽向下运动至调节螺母35底部与调节螺母限位台阶接触，停止行程调节电机；
B.启动油泵电机9，控制主电磁换向阀113向组合电磁换向阀112供油，组合电磁换向阀112向主油缸下行油口供油，同时在背压阀106作用下，主缸活塞杆31慢速下行至滑块下死点，即控制主缸活塞杆31下行至调节螺母35底部与主缸活塞杆限位台阶接触，停止油泵电机9；
C.人工测量步骤B中上下模具之间的距离，记录该距离为S；
D.再次启动行程调节电机，带动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮38旋转，蜗轮38、限位螺母37和调节螺杆33作为一个整体相对主缸缸体32旋转，调节螺杆33带动调节螺母35旋转，与调节螺杆33上端端部的编码器连接座39连接的编码器开始计数，通过PLC计算并屏显调节螺母35上升的距离至S时停止；
E.重复步骤B，检查上下模具闭合情况，上下模具重合量0.7mm，该步骤结束；
然后，安装固定待加工工件，启动油泵电机9，控制组合电磁换向阀112和主电磁换向阀113，如图7所示，YV1、YV3得电，因单向顺序阀110的阻力，油泵102输出的油液先给两个快速油缸5供油，同时通过液控单向阀107的控制口打开液控单向阀107，主油缸4下油腔无阻力回油，实现快下动作，因主油缸4下行，在主油缸4上油腔中形成真空，油箱101中的油液通过充液阀111自吸到主油缸4上腔；
当上模具接触工件时，工进行程开关动作，使YV1、YV4得电，此时快速油缸5进油口接油箱，液液控单向阀107封闭，主油缸4下油腔通过背压阀106带阻力回油，油泵102输出的油液经单向顺序阀110供给主油缸4上油腔，实现慢速下行，对工件进行压制，因主油缸4内部有压力，充液阀111封闭，实现加压动作；滑块3下行至下死点后，YV2、YV3得电，油泵102输出的油液通过充液阀111的控制口打开充液阀111，同时通过液控单向阀107进入主油缸4的下油腔，主油缸4上油腔通过充液阀111和油箱接通，快速油缸5进油口通过组合电磁换向阀112与油箱接通，实现回程；
取下工件，工件压制完成。
本实施例中编码器记录调节螺杆的旋转圈数，通过PLC将旋转圈数乘以调节螺杆与调节螺母之间螺纹的螺距即可计算出调节螺母的运动距离。
实施例2
一种行程调节内置式精密快速压力机的使用方法，与实施例1相同，所不同的是，模具调整步骤E中检查上下模具闭合情况，上下模具重合量1.5mm时，需继续进行下述步骤：首先，控制主缸活塞杆31上行L(L＞1.5mm)，停止油泵电机9；再启动行程调节电机，带动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮38旋转，蜗轮38、限位螺母37和调节螺杆33作为一个整体相对主缸缸体32旋转，调节螺杆33带动调节螺母35旋转，与调节螺杆33上端端部的编码器连接座39连接的编码器开始计数，通过PLC计算并屏显调节螺母35下降1mm时停止，该步骤结束。

Claims (10)

1.一种行程调节内置式精密快速压力机用油缸，包括主缸活塞杆(31)和主缸缸体(32)，所述的主缸活塞杆(31)一端伸入至主缸缸体(32)内，其特征在于：该伸入至主缸缸体(32)内的一端设置有空腔，所述的空腔内壁上部设置有调节螺母(35)，中部设置有调节螺母限位台阶，所述的调节螺母(35)与空腔内壁螺纹连接；所述的空腔内还设置有调节螺杆(33)，所述的调节螺杆(33)下端伸入空腔内，中端穿过调节螺母(35)，上端伸出主缸缸体(32)外，调节螺杆(33)伸出主缸缸体(32)外的上端固定设置有蜗轮(38)；所述的调节螺杆(33)穿过调节螺母(35)的中端设置有键槽，与之对应的调节螺母(35)上设置有导向键(34)。
2.根据权利要求1所述的一种行程调节内置式精密快速压力机用油缸，其特征在于：所述的调节螺杆(33)伸出主缸缸体(32)外的上端固定设置有限位螺母(37)，所述的限位螺母(37)与调节螺杆(33)之间螺纹连接，且在限位螺母(37)上端面用骑缝螺钉将调节螺杆(33)锁紧，所述的限位螺母(37)上通过螺钉设置有蜗轮(38)。
3.根据权利要求2所述的一种行程调节内置式精密快速压力机用油缸，其特征在于：所述的调节螺杆(33)上端端部设置有编码器连接座(39)，所述的编码器连接座(39)用于连接编码器对调节螺杆(33)的旋转圈数进行计数。
4.根据权利要求2所述的一种行程调节内置式精密快速压力机用油缸，其特征在于：所述的限位螺母(37)与所述的主缸缸体(32)顶部之间设置有垫圈(36)。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种行程调节内置式精密快速压力机用油缸，其特征在于：所述的调节螺杆(33)伸入空腔内的下端设置有主缸活塞杆限位台阶。
6.一种行程调节内置式精密快速压力机，包括液压系统，所述的液压系统包括主油缸(4)、快速油缸(5)、液压阀组(6)、油箱(101)和油泵电机(9)，其特征在于：所述的工作台(2)、主油缸(4)、快速油缸(5)、液压阀组(6)、上油箱(7)、下油箱(8)和油泵电机(9)均固定设置在机身(1)上，所述的油箱(101)分为上油箱(7)、下油箱(8)，其中上油箱(7)固定设置在机身(1)顶部，下油箱(8)固定设置在机身(1)底部。
7.根据权利要求6所述的一种行程调节内置式精密快速压力机，其特征在于：所述的主油缸(4)为权利要求5所述的一种行程调节内置式精密快速压力机用油缸；所述的主缸活塞杆(31)下端通过螺栓与滑块(3)固定连接；所述的快速油缸(5)也包括快速油缸缸体和快速油缸活塞杆，该快速油缸缸体与机身(1)相对固定设置，快速油缸活塞杆下端通过螺栓与滑块(3)固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种行程调节内置式精密快速压力机，其特征在于：所述的液压阀组(6)包括单向顺序阀(110)、充液阀(111)、组合电磁换向阀(112)、主电磁换向阀(113)；所述的油泵电机(9)包括油泵(102)、电机(103)；所述的主电磁换向阀(113)一端与油泵(102)相连，另一端与组合电磁换向阀(112)、主油缸上行油口、充液阀(111)相连；所述的主电磁换向阀(113)与油泵电机(9)连接的管道上设置有溢流阀(104)和电接点压力表(105)；
所述的主电磁换向阀(113)与主油缸上行油口连接的管道上并联设置有背压阀(106)和液控单向阀(107)；所述的组合电磁换向阀(112)一端与所述的主电磁换向阀(113)连接，另一端与快速油缸(5)的进油口、主油缸下行油口以及液控单向阀(107)相连，其中组合电磁换向阀(112)与主油缸下行油口连接的管道上设置有单向顺序阀(110)。
9.一种行程调节内置式精密快速压力机的使用方法，包括模具调整步骤，所述的模具调整步骤包括：
A.控制蜗轮(38)旋转，使调节螺母(35)沿调节螺杆(33)上的键槽向下运动至调节螺母(35)底部与调节螺母限位台阶接触，停止；
B.启动油泵电机(9)，控制主缸活塞杆(31)下行至调节螺母(35)底部与主缸活塞杆限位台阶接触，停止油泵电机(9)；
C.人工测量步骤B中上下模具之间的距离，记录该距离为S；
D.控制蜗轮(38)旋转，使调节螺母(35)上升距离S，停止；
E.重复步骤B，检查上下模具闭合情况，上下模具重合量小于1mm结束。
10.根据权利要求9所述的一种行程调节内置式精密快速压力机的使用方法，其特征在于：通过液压系统实现所述的控制主缸活塞杆(31)下行，通过电机连接蜗杆实现所述的控制蜗轮(38)旋转。
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