CN109622776A - 一种热冲压成型液压机系统 - Google Patents

一种热冲压成型液压机系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热冲压成型液压机系统，属于热冲压成型液压机系统领域。一种热冲压成型液压机系统，本发明中设计的系统可以使压机速度增加到1000mm/s时仍能确保系统稳定运行；使用本发明所涉及的热冲压成型液压机系统可以快速和均匀的冷却工件，并使模具温度场始终趋于恒定，为解决压机在高速和高节拍条件下压制的问题，有效提高生产节拍从而提高产量，使用本发明的热冲压生产线节拍提高到了6～7次/分钟，产量平均增加30%以上，并且有效的解决了工件成型时冷却不充分或冷却不均匀的问题，成型后工件强度高，外观好，还有效的解决了模具热平衡问题，只要不断电，生产线可以一直生产，有效降低压机能耗达到节能环保的目的，并且走管美观易于维修。

Description

一种热冲压成型液压机系统
技术领域
本发明涉及热冲压成型液压机系统领域，尤其涉及一种热冲压成型液压机系统。
背景技术
随着汽车工业的蓬勃发展，板材零件、覆盖件的需求量日益增长，其加工成型技术在汽车工业中占有重要地位；加之全球节能及环保经济的迫切需要，汽车工业正朝着轻量化设计的制造方向快速发展。而热成型冲压技术可以有效降低汽车板材厚度、提高车体强度，是实现轻量化目标的主要途径。因此，热冲压成型技术顺应时代发展已经成为汽车制造领域内极为重要的生产方式。
如何提高生产效率、如何提高产品质量一直是所有制造业单位追求的目标，热成型领域也不例外。但是，目前业内主要热冲压成型生产线的生产节拍都不快，且如何使模具既能保证冲压件的精确成型又能兼备优异的冷却性能，一直是热冲压领域内的难点。
由于国内热冲压成型技术起步晚，关于热冲压成型制造技术的研究及相关科研成果相对较少，上述问题一直得不到很好的解决。
但是目前的一种热冲压成型液压机系统，无法使压机在高速冲压条件下稳定压制并且无法使工件快速和均匀的冷却。
发明内容
本发明的目的是为了解决无法使压机在高速冲压条件下稳定压制并且无法使工件快速和均匀的冷却的问题，而提出的一种热冲压成型液压机系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种热冲压成型液压机系统，包括：外部电控系统，还包括：主油缸管路系统、主泵管路系统和模具冷却控制系统；
主泵管路系统，所述主泵管路系统受控于外部电控系统，所述主泵管路系统用于向压机提供动力；
主油缸管路系统，所述主油缸管路系统受控于主泵管路系统，所述主油缸管路系统用于压机压制时的压力及速度的精确控制；
模具冷却控制系统，所述模具冷却控制系统受控于外部电控系统，所述模具冷却控制系统用于工件冷却。
优选地，所述主泵管路系统包括：主油箱、外置T形油管、充液阀、充液阀控制管路、蓄能器、泵外控阀块、主泵出油管路和主泵外控管路，所述主油箱上部固定安装有三个充液阀，所述充液阀之间通过充液阀控制管路相互连接，所述充液阀控制管路与主油缸管路系统固定连接，所述主油箱下端中部与外置T型油管上端固定连接，所述外置T型油管之间通过主泵外控管路相互连接，所述主泵外控管路与泵外控阀块固定连接，所述外置T型油管与主泵出油管路进口固定连接，所述主泵出油管路与主油缸管路系统固定连接，所述泵外控阀块与蓄能器固定连接。
优选地，所述主泵安装在主油箱外部。
优选地，所述主泵出油管路及充液阀控制管路均使用软管。
优选地，所述主油缸管路系统包括：柱塞缸、活塞缸、泵控制阀块A、泵控制阀块B、主阀块、主阀块进油管A、主阀块进油管B、柱塞油缸进油管、活塞缸进油管和活塞缸回油管，所述主油缸管路系统采用左右对称布局，所述主油缸管路系统中部固定安装有柱塞缸，所述柱塞缸左右两侧进口处与柱塞油缸进油管出口端固定连接，所述柱塞油缸进油管进口端与主阀块固定连接，所述主油缸管路系统内部柱塞缸左右两侧固定安装有活塞缸，所述活塞缸进口处与活塞缸进油管出口端固定连接，所述活塞缸进油管进口端与主阀块固定连接，所述活塞缸出口处与活塞缸回油管进口端固定连接，所述活塞缸回油管出口处与主阀块固定连接，所述主阀块后侧上下端与主阀块进油管A和主阀块进油管B出口端固定连接，所述主阀块进油管A进口端与泵控制阀块A固定连接，所述主阀块进油管B进口端与泵控制阀块B固定连接，所述泵控制阀块B与充液阀控制管路和主泵出油管路固定连接，所述泵控制阀块A和主泵出油管路固定连接。
优选地，所述模具冷却控制系统包括：上模具、下模具、上模具冷却管路、下模具冷却管路、上模具总水管电磁水阀、上模具总水管温度传感器、上模具总水管流量传感器、下模具总水管电磁水阀、下模具总水管温度传感器、下模具总水管流量传感器、上模具分水管电磁水阀、上模具分水管温度传感器、上模具分水管流量传感器、下模具分水管电磁水阀、下模具分水管温度传感器和下模具分水管流量传感器，所述上模具上端内部与多个上模具冷却管路固定连接，所述上模具冷却管路左侧从上到下依次固定安装有上模具分水管电磁水阀、上模具分水管温度传感器和上模具分水管流量传感器，所述下模具下端内部与多个下模具冷却管路固定连接，所述下模具冷却管路左侧从上到下依次固定安装有下模具分水管流量传感器、下模具分水管温度传感器和下模具分水管电磁水阀，所述上模具冷却管路右侧从上到下依次固定安装有上模具总水管流量传感器、上模具总水管温度传感器和上模具总水管电磁水阀，所述下模具冷却管路右侧从上到下依次固定安装有下模具总水管电磁水阀、下模具总水管流量传感器和下模具总水管温度传感器。
与现有技术相比，本发明提供了一种热冲压成型液压机系统，具备以下有益效果：
（1）本发明中设计的系统可以使压机速度增加到1000mm/s时仍能确保系统稳定运行，不会出现上述诸多问题；使用本发明所涉及的热冲压成型液压机系统可以快速、均匀的冷却工件，并使模具温度场始终趋于恒定，为解决压机在高速、高节拍条件下压制的问题，本发明所涉及的热冲压成型液压机配有一套自主研发的液压控制系统。控制系统原理图见图1，该系统响应时间短，控制元件灵敏可靠，在压机高速、高节拍生产时可以确保压机动作平稳、无冲击，整机震动轻微，本发明可有效提高生产节拍从而提高产量，使用本发明的热冲压生产线节拍提高到了6～7次/分钟，产量平均增加30%以上，并且有效的解决了工件成型时冷却不充分或冷却不均匀的问题，成型后工件强度高，外观好，还有效的解决了模具热平衡问题，只要不断电，生产线可以一直生产，有效降低压机能耗达到节能环保的目的，并且走管美观易于维修；
（2）本发明为使该系统发挥最大化性能，系统主油缸管路采用图2所示左右完全对称的布局；该种布局方式可以使系统管路流程完全对称，使系统控制的油缸运行状态参数完全一致；图2布局中，泵控制阀块A、泵控制阀块B和主阀块中配有压力传感器及流量传感器可以实时检测主阀块进油管A、主阀块进油管B、柱塞油缸进油管、活塞缸进油管和活塞缸回油管中液压油的压力及流量，通过控制系统的调控实现压机压制时的压力及速度的精确控制；
（3）本发明为了进一步降低系统冲击减少压机的震动及噪音，主泵部分管路采用图3所示布局，这种布局将所有主泵放在主油箱外部，通过外置T形油管吸油。这种将泵与阀块分箱放置的好处是避免了泵的震动影响到阀块控制系统的稳定，同时放置泵的平台可以用独立的减震器减震。本系统所使用的主泵配有泵外控阀块，这种泵外控阀块可以调节泵的流量，在主泵并非满排量工作时可以减少泵排量，从而减少泵的震动并降低能耗。另外，所有主泵出油管路及充液阀控制管路均使用软管，同时系统配有蓄能器；以上，通过几道减震降噪处理，使压机在高速、高节拍生产时可以始终处于低震动和低噪音状态；
（4）本发明为解决工件成型后的快速和同步冷却问题，以及解决如何使模具温度场稳定问题，本发明所涉及的热冲压成型液压机配有一套自主研发的模具冷却控制系统。该系统是在大量数据分析模拟后，结合长期制造热冲压生产线所积累的经验数据，再采用优化算法进行优化设计后，最终定型的；该模具冷却控制系统部分结构图见图4；该模具冷却控制系统可以实时监测并控制所有水道中冷却水的压力、温度及流量，从而达到对工件冷却速度、冷却强度及模具温度场的精确控制。模具冷却控制系统管路图见图5。
附图说明
图1为本发明提出的一种热冲压成型液压机系统的控制系统原理图；
图2为本发明提出的一种热冲压成型液压机系统的主油缸管路布局结构示意图；
图3为本发明提出的一种热冲压成型液压机系统的主泵管路布局结构示意图；
图4为本发明提出的一种热冲压成型液压机系统的模具冷却控制系统结构示意图；
图5为本发明提出的一种热冲压成型液压机系统的模具冷却控制系统管路结构示意图。
图中标号说明：
1柱塞缸、2活塞缸、3泵控制阀块A、4泵控制阀块B、5主阀块、6主阀块进油管A、7主阀块进油管B、8柱塞油缸进油管、9活塞缸进油管、10活塞缸回油管、11主油箱、12外置T形油管、13充液阀、14充液阀控制管路、15蓄能器、16泵外控阀块、17主泵出油管路、18主泵外控管路、19上模具、20下模具、21上模具冷却管路、22下模具冷却管路、23上模具总水管电磁水阀、24上模具总水管温度传感器、25上模具总水管流量传感器、26下模具总水管电磁水阀、27下模具总水管温度传感器、28下模具总水管流量传感器、29上模具分水管电磁水阀、30上模具分水管温度传感器、31上模具分水管流量传感器、32下模具分水管电磁水阀、33下模具分水管温度传感器、34下模具分水管流量传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
一种热冲压成型液压机系统，包括：外部电控系统，还包括：主油缸管路系统、主泵管路系统和模具冷却控制系统；
主泵管路系统，主泵管路系统受控于外部电控系统，主泵管路系统用于向压机提供动力；
主油缸管路系统，主油缸管路系统受控于主泵管路系统，主油缸管路系统用于压机压制时的压力及速度的精确控制；
模具冷却控制系统，模具冷却控制系统受控于外部电控系统，模具冷却控制系统用于工件冷却。
本发明中设计的系统可以使压机速度增加到1000mm/s时仍能确保系统稳定运行；使用本发明所涉及的热冲压成型液压机系统可以快速、均匀的冷却工件，并使模具温度场始终趋于恒定，为解决压机在高速、高节拍条件下压制的问题，本发明所涉及的热冲压成型液压机配有一套自主研发的液压控制系统。控制系统原理图见图1，该系统响应时间短，控制元件灵敏可靠，在压机高速和高节拍生产时可以确保压机动作平稳和无冲击，整机震动轻微，本发明可有效提高生产节拍从而提高产量，使用本发明的热冲压生产线节拍提高到了6～7次/分钟，产量平均增加30%以上，并且有效的解决了工件成型时冷却不充分或冷却不均匀的问题，成型后工件强度高，外观好，还有效的解决了模具热平衡问题，只要不断电，生产线可以一直生产，有效降低压机能耗达到节能环保的目的，并且走管美观易于维修。
实施例2：基于实施例1有所不同的是；
主泵管路系统包括：主油箱11、外置T形油管12、充液阀13、充液阀控制管路14、蓄能器15、泵外控阀块16、主泵出油管路17和主泵外控管路18，主油箱11上部固定安装有三个充液阀13，充液阀13之间通过充液阀控制管路14相互连接，充液阀控制管路14与主油缸管路系统固定连接，主油箱11下端中部与外置T型油管12上端固定连接，外置T型油管12之间通过主泵外控管路18相互连接，主泵外控管路18与泵外控阀块16固定连接，外置T型油管12与主泵出油管路17进口固定连接，主泵出油管路17与主油缸管路系统固定连接，泵外控阀块16与蓄能器15固定连接。
主泵安装在主油箱11外部。
主泵出油管路17及充液阀控制管路14均使用软管。
本发明为了进一步降低系统冲击减少压机的震动及噪音，主泵部分管路采用图3所示布局，这种布局将所有主泵放在主油箱11外部，通过外置T形油管12吸油。这种将泵与阀块分箱放置的好处是避免了泵的震动影响到阀块控制系统的稳定，同时放置泵的平台可以用独立的减震器减震。本系统所使用的主泵配有泵外控阀块16，这种泵外控阀块16可以调节泵的流量，在主泵并非满排量工作时可以减少泵排量，从而减少泵的震动并降低能耗。另外，所有主泵出油管路17及充液阀控制管路14均使用软管，同时系统配有蓄能器15；以上，通过几道减震降噪处理，使压机在高速、高节拍生产时可以始终处于低震动和低噪音状态。
实施例3：基于实施例1和2有所不同的是；
主油缸管路系统包括：柱塞缸1、活塞缸2、泵控制阀块A3、泵控制阀块B4、主阀块5、主阀块进油管A6、主阀块进油管B7、柱塞油缸进油管8、活塞缸进油管9和活塞缸回油管10，主油缸管路系统采用左右对称布局，主油缸管路系统中部固定安装有柱塞缸1，柱塞缸1左右两侧进口处与柱塞油缸进油管8出口端固定连接，柱塞油缸进油管8进口端与主阀块5固定连接，主油缸管路系统内部柱塞缸1左右两侧固定安装有活塞缸2，活塞缸2进口处与活塞缸进油管9出口端固定连接，活塞缸进油管9进口端与主阀块5固定连接，活塞缸2出口处与活塞缸回油管10进口端固定连接，活塞缸回油管10出口处与主阀块5固定连接，主阀块5后侧上下端与主阀块进油管A6和主阀块进油管B7出口端固定连接，主阀块进油管A6进口端与泵控制阀块A3固定连接，主阀块进油管B7进口端与泵控制阀块B4固定连接，泵控制阀块B4与充液阀控制管路14和主泵出油管路17固定连接，泵控制阀块A3和主泵出油管路17固定连接。
本发明为使该系统发挥最大化性能，系统主油缸管路采用图2所示左右完全对称的布局；该种布局方式可以使系统管路流程完全对称，使系统控制的油缸运行状态参数完全一致；图2布局中，泵控制阀块A3、泵控制阀块B4和主阀块5中配有压力传感器及流量传感器可以实时检测主阀块进油管A6、主阀块进油管B7、柱塞油缸进油管8、活塞缸进油管9和活塞缸回油管10中液压油的压力及流量，通过控制系统的调控实现压机压制时的压力及速度的精确控制。
实施例4：基于实施例1、2和3有所不同的是；
模具冷却控制系统包括：上模具19、下模具20、上模具冷却管路21、下模具冷却管路22、上模具总水管电磁水阀23、上模具总水管温度传感器24、上模具总水管流量传感器25、下模具总水管电磁水阀26、下模具总水管温度传感器27、下模具总水管流量传感器28、上模具分水管电磁水阀29、上模具分水管温度传感器30、上模具分水管流量传感器31、下模具分水管电磁水阀32、下模具分水管温度传感器33和下模具分水管流量传感器34，上模具19上端内部与多个上模具冷却管路21固定连接，上模具冷却管路21左侧从上到下依次固定安装有上模具分水管电磁水阀29、上模具分水管温度传感器30和上模具分水管流量传感器31，下模具20下端内部与多个下模具冷却管路22固定连接，下模具冷却管路22左侧从上到下依次固定安装有下模具分水管流量传感器34、下模具分水管温度传感器33和下模具分水管电磁水阀32，上模具冷却管路21右侧从上到下依次固定安装有上模具总水管流量传感器25、上模具总水管温度传感器24和上模具总水管电磁水阀23，下模具冷却管路右侧从上到下依次固定安装有下模具总水管电磁水阀26、下模具总水管流量传感器28和下模具总水管温度传感器27。
本发明为解决工件成型后的快速和同步冷却问题，以及解决如何使模具温度场稳定问题，本发明所涉及的热冲压成型液压机配有一套自主研发的模具冷却控制系统。该系统是在大量数据分析模拟后，结合长期制造热冲压生产线所积累的经验数据，再采用优化算法进行优化设计后，最终定型的；该模具冷却控制系统部分结构图见图4；该模具冷却控制系统可以实时监测并控制所有水道中冷却水的压力、温度及流量，从而达到对工件冷却速度、冷却强度及模具温度场的精确控制。模具冷却控制系统管路图见图5。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种热冲压成型液压机系统，包括：外部电控系统，其特征在于，还包括：主油缸管路系统、主泵管路系统和模具冷却控制系统；
主泵管路系统，所述主泵管路系统受控于外部电控系统，所述主泵管路系统用于向压机提供动力；
主油缸管路系统，所述主油缸管路系统受控于主泵管路系统，所述主油缸管路系统用于压机压制时的压力及速度的精确控制；
模具冷却控制系统，所述模具冷却控制系统受控于外部电控系统，所述模具冷却控制系统用于工件冷却。
2.根据权利要求1所述的一种热冲压成型液压机系统，其特征在于：所述主泵管路系统包括：主油箱（11）、外置T形油管（12）、充液阀（13）、充液阀控制管路（14）、蓄能器（15）、泵外控阀块（16）、主泵出油管路（17）和主泵外控管路（18），所述主油箱（11）上部固定安装有三个充液阀（13），所述充液阀（13）之间通过充液阀控制管路（14）相互连接，所述充液阀控制管路（14）与主油缸管路系统固定连接，所述主油箱（11）下端中部与外置T型油管（12）上端固定连接，所述外置T型油管（12）之间通过主泵外控管路（18）相互连接，所述主泵外控管路（18）与泵外控阀块（16）固定连接，所述外置T型油管（12）与主泵出油管路（17）进口固定连接，所述主泵出油管路（17）与主油缸管路系统固定连接，所述泵外控阀块（16）与蓄能器（15）固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种热冲压成型液压机系统，其特征在于：所述主泵安装在主油箱（11）外部。
4.根据权利要求2所述的一种热冲压成型液压机系统，其特征在于：所述主泵出油管路（17）及充液阀控制管路（14）均使用软管。
5.根据权利要求2所述的一种热冲压成型液压机系统，其特征在于：所述主油缸管路系统包括：柱塞缸（1）、活塞缸（2）、泵控制阀块A（3）、泵控制阀块B（4）、主阀块（5）、主阀块进油管A（6）、主阀块进油管B（7）、柱塞油缸进油管（8）、活塞缸进油管（9）和活塞缸回油管（10），所述主油缸管路系统采用左右对称布局，所述主油缸管路系统中部固定安装有柱塞缸（1），所述柱塞缸（1）左右两侧进口处与柱塞油缸进油管（8）出口端固定连接，所述柱塞油缸进油管（8）进口端与主阀块（5）固定连接，所述主油缸管路系统内部柱塞缸（1）左右两侧固定安装有活塞缸（2），所述活塞缸（2）进口处与活塞缸进油管（9）出口端固定连接，所述活塞缸进油管（9）进口端与主阀块（5）固定连接，所述活塞缸（2）出口处与活塞缸回油管（10）进口端固定连接，所述活塞缸回油管（10）出口处与主阀块（5）固定连接，所述主阀块（5）后侧上下端与主阀块进油管A（6）和主阀块进油管B（7）出口端固定连接，所述主阀块进油管A（6）进口端与泵控制阀块A（3）固定连接，所述主阀块进油管B（7）进口端与泵控制阀块B（4）固定连接，所述泵控制阀块B（4）与充液阀控制管路（14）和主泵出油管路（17）固定连接，所述泵控制阀块A（3）和主泵出油管路（17）固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种热冲压成型液压机系统，其特征在于：所述模具冷却控制系统包括：上模具（19）、下模具（20）、上模具冷却管路（21）、下模具冷却管路（22）、上模具总水管电磁水阀（23）、上模具总水管温度传感器（24）、上模具总水管流量传感器（25）、下模具总水管电磁水阀（26）、下模具总水管温度传感器（27）、下模具总水管流量传感器（28）、上模具分水管电磁水阀（29）、上模具分水管温度传感器（30）、上模具分水管流量传感器（31）、下模具分水管电磁水阀（32）、下模具分水管温度传感器（33）和下模具分水管流量传感器（34），所述上模具（19）上端内部与多个上模具冷却管路（21）固定连接，所述上模具冷却管路（21）左侧从上到下依次固定安装有上模具分水管电磁水阀（29）、上模具分水管温度传感器（30）和上模具分水管流量传感器（31），所述下模具（20）下端内部与多个下模具冷却管路（22）固定连接，所述下模具冷却管路（22）左侧从上到下依次固定安装有下模具分水管流量传感器（34）、下模具分水管温度传感器（33）和下模具分水管电磁水阀（32），所述上模具冷却管路（21）右侧从上到下依次固定安装有上模具总水管流量传感器（25）、上模具总水管温度传感器（24）和上模具总水管电磁水阀（23），所述下模具冷却管路右侧从上到下依次固定安装有下模具总水管电磁水阀（26）、下模具总水管流量传感器（28）和下模具总水管温度传感器（27）。
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