CN110369537A - 双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，包括挤压油缸、水平导轨、挤压水平滑块、管路系统、挤压双工位模具、自动输送工件机构和整体框架焊接机身，所述挤压油缸、挤压水平滑块、管路系统、动力站、伺服油泵电机组、自动输送工件机构、整体框架焊接机身和电气控制箱系统形成一条自动生产线，所述整体框架焊接机身为整体焊接框架式结构，所述挤压油缸设置有两组，分别安装在整体框架焊接机身的两侧，所述挤压油缸与挤压水平滑块之间采用球头球碗结构，所述挤压油缸采用活塞缸结构。该双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机整机结构合理，制造结构简单，便于单机或成线机推广使用，实现了自动化、数字化、节能化。

Description

双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机

技术领域

本发明涉及液压机技术领域，具体为双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机。

背景技术

双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，主要用于辅以专用模具和步进梁自动线可实现汽车车桥、火车车辆轮轴、汽车转动轴的卧式挤压液压机，是车辆行业中的特种专用液压机。汽车车桥、火车车辆轮轴、汽车转动轴在工件端面缩径加厚或扩径加厚，一般是由轴头和轴管直接插入焊接生产、摩擦焊接生产等方式。

其缺点是在加厚生产线中，工件重量和制造成本能耗高、工艺复杂、能耗大、抗疲劳能力低、工件焊接造成的焊接缺陷、加大了工人的劳动强度，而且不利于生产线的布置与自动化。

发明内容

本发明的目的在于提供双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，以解决上述背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，包括挤压油缸1、水平导轨2、挤压水平滑块3、管路系统11、动力站12、伺服油泵电机组13、挤压双工位模具21、自动输送工件机构23和整体框架焊接机身27，所述挤压油缸1、挤压水平滑块3、管路系统11、动力站12、伺服油泵电机组13、自动输送工件机构23、整体框架焊接机身27和电气控制箱系统形成一条自动生产线，所述整体框架焊接机身27为整体焊接框架式结构，具有良好的强度和刚度，同时兼顾外形美观；并且人、机安全性能高；整机设计合理，生产效率高、数值自动化高、可靠性高，使用、操作及维修方便；整机结构合理，制造结构简单，便于单机或成线机推广使用，实现了自动化、数字化、节能化等优点，所述挤压油缸1设置有两组，分别安装在整体框架焊接机身27的两侧，且挤压油缸1缸体与整体框架焊接机身27安装采用对开卡套式，便于在机身外安装以及后期保养方便，所述挤压油缸1与挤压水平滑块3之间采用球头球碗结构，受力时可以自动找正中心，所述挤压油缸1采用活塞缸结构，制造经济成本底、维护保养简单等，所述伺服油泵电机组13中的两台采用双联油泵电动分别给挤压油缸1快速供油，以实现挤压水平滑块3的快进以及快速退回工作，所述伺服油泵电机组13采用伺服控制系统，所述挤压水平滑块3各自采用独立的控制系统，结合各种独立的位移传感器以及比例阀控制，能精确控制主机两侧的挤压水平滑块3的同步在±0.5mm之内，并且调节方便，可靠性高，稳定型好，所述水平导轨2采用四角八面导轨导向,导向精度可通过挤压水平滑块3和立柱上的楔铁来调整，以保证挤压水平滑块3的运行精度，使运行平稳，精度调整方便，调整后精度保持性好,抗偏载能力强，下侧立柱导轨加装防护罩，防止粉尘及氧化皮，所述挤压水平滑块3下设置有挤压滑块导轨机构19和挤压滑块导轨20，挤压滑块导轨机构19内有高强弹簧和轴承，以保证两侧的挤压水平滑块3加压运行时无震动、抖动，并且有效提高导轨的运行寿命。

优选的，所述挤压油缸1、夹紧油缸16、输送工件机构的推拉油缸25分别都有各自独立的阀体系统和各自独立的伺服油泵电机组13，便于调试和维护保养；

优选的，所述挤压水平滑块3右侧设置有换模滑块导轨6，所述换模滑块导轨6上方安装有换模滑块5，所述换模油缸4设置在换模滑块5上，所述换模滑块导轨6右侧安置有夹紧模底座7，所述夹紧模底座7上方安装有下夹紧模套8，所述下夹紧模套8上方相对位置设置有上夹紧模套9，所述上夹紧模套9顶部与夹紧滑块10连接，所述挤压水平滑块3的两组压力控制分别采用独立比例压力控制系统，通过压力传感器将压力信号转变为电信号传输给PLC进而在触摸屏显示和调整，显示精度达到±0.1Mpa，所述挤压水平滑块3的两组行程位移分别采用独立数字显示、数字控制，位移传感器采用直线位移传感器，位置的显示和调整通过触摸屏实现，显示精度达到±0.1mm；

优选的，所述动力站12上设有液位控制继电器和温度传感器，液位控制继电器可防止系统缺油和超限，超正常工作液位报警，设有温度传感器，到温度时自动启东冷却系统，温度过高时，主机停止工作并报警，液压系统中设有独立的油液过滤系统，如过滤系统出现故障时，操作面板上设有报警提醒；

优选的，所述夹紧滑块导向机构14下方设置有夹紧油缸16，所述夹紧油缸16上方设置有充液阀15，所述夹紧油缸16通过充液阀15与夹紧充液系统17相连接，所述整体框架焊接机身27底部内侧设置有挤压滑块导轨机构19，且挤压滑块导轨机构19下方连接有挤压滑块导轨20，所述整体框架焊接机身27侧面连接有锁紧拉杆螺母18，所述夹紧滑块导向机构14采用四柱式导向结构并且导向长度长，间隙合理，导向精度高，抗偏载能力强，且夹紧滑块导向机构14的四柱导向部分表面热处理并经磨削加工，使表面耐磨，滑块导套内安装有耐磨支撑环，使夹紧滑块10运行稳定可靠；

优选的，所述夹紧油缸16的压紧力远远大于挤压油缸1的回程力，不会出现工件24一端脱离另一端还没有脱离模具的现象；

优选的，所述整体框架焊接机身27底部侧面连接有输送工件机构的上下导向机构26，且输送工件机构的上下导向机构26上安装有输送工件机构的推拉油缸25，所述输送工件机构的推拉油缸25上方设置有自动输送工件机构23，且自动输送工件机构23内放置有工件24，所述自动输送工件机构23与变频减速电机机构22相连接，所述自动输送工件机构23上方设置有挤压双工位模具21。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机将工件放置在自动输送工件机构上，输送至机床中心下夹紧模具中。夹紧滑块对工件压紧，两侧的挤压水平滑块实现快进、压制、回程动作之后；挤压双工位模具自动实现换模功能之后，两侧的挤压水平滑块再次实现快进、压制、回程动作，夹紧滑块压紧松开，通过自动输送工件机构作用下使工件自动输送至主机之外的输送线上，整个自动工作完成；整机结构合理，制造结构简单，便于单机或成线机推广使用，实现了自动化、数字化、节能化。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为本发明夹紧模块结构示意图；

图4为本发明输送模块结构示意图；

图5为本发明汽车车桥制作时结构示意图；

图6为本发明汽车车桥成型后整体结构示意图。

图中：1、挤压油缸，2、水平导轨，3、挤压水平滑块，4、换模油缸，5、换模滑块，6、换模滑块导轨，7、夹紧模底座，8、下夹紧模套，9、上夹紧模套，10、夹紧滑块，11、管路系统，12、动力站，13、伺服油泵电机组，14、夹紧滑块导向机构，15、夹紧油缸的充液阀，16、夹紧油缸，17、夹紧充液系统，18、锁紧拉杆螺母，19、挤压滑块导轨机构，20、挤压滑块导轨，21、挤压双工位模具，22、变频减速电机机构，23、自动输送工件机构，24、工件，25、输送工件机构的推拉油缸，26、输送工件机构的上下导向机，27、整体框架焊接机身。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，包括机械、液压和电气控制三个部分，

一、机械部分

液压机主要由主机机身、挤压水平滑块、水平挤压油缸、夹紧机构、双工位模具机构、自动输送工件机构等组成。

1.机身：整体框架焊接机身27采用整体框架钢板焊接结构，焊接采用二氧化碳气体保护焊，焊后大型回火炉整体退火消除内应力及喷丸处理。主要部件采用大型先进设备进行加工，保证整机的高精度。导轨采用整体式式导轨，加大接触面，应对模具偏载。设备主要结构件外观平整，无明显的凹凸现象，焊缝打磨平整，无焊渣和流疤现象。整机结构设计全部采用计算机优化设计，使其具有良好的强度和刚度，同时兼顾外形美观。

2.挤压水平滑块：两侧的挤压水平滑块3采用Q235优质钢板焊接，焊后经高温回火消除内应力，保证滑块在使用过程中不变形。滑块水平导轨2采用四角八面导轨导向,在立柱上设有四条导轨，滑块的导向沿立柱上的导轨导向，导向精度可通过滑块和立柱上的楔铁来调整，以保证滑块的运行精度，使滑块运行平稳。精度调整方便，调整后精度保持性好,抗偏载能力强。滑块下侧立柱导轨加装防护罩，防止粉尘及氧化皮。滑块为水平运动，导轨摩擦副为耐磨材料,与之对应的采用铜基合金材料；导轨表面淬火处理,磨处理，硬度在HRC42～50以上，耐磨性能良好，使用寿命长；另外在滑块下增挤压滑块导轨机构19和挤压滑块导轨20用于辅助导轨机构。滑块导轨面设有加油孔自动加油,以便润滑运动导轨。润滑可以程控，定时滴注润滑油。在挤压相应的工位上，增设有模芯。双工位有位置检测，不到位报警。

3.水平挤压油缸：两侧的挤压油缸1为活塞式结构，活塞杆采用45#优质碳素钢锻件，其表面经中频淬火处理，硬度在HRC48～55之间,加工精度为H7,使用寿命长。油缸采用35#优质碳素锻钢锻造，其内表面经过滚压加工处理。液压缸具有足够的强度和刚度。主油缸采用进口密封元件，确保密封性能可靠。两侧的挤压水平滑块3各自采用独立的控制系统，结合各种独立的位移传感器以及比例阀控制，能精确控制主机两侧的挤压水平滑块3的同步在±0.5mm之内。并且挤压油缸1与挤压水平滑块3采用球头球碗结构，受力时自动找正中心等优点，调节方便，可靠性高，稳定型好。夹紧油缸16也采用活塞缸，油缸密封采用进口密封件密封，确保密封性能可靠，使用寿命长。两侧的挤压水平滑块3的同步控制采用伺服系统及等容积原理实现，实现速度及压力双闭环的控制，从而实现滑块同步压制精度。

4.夹紧机构：包括上夹紧模套9、夹紧滑块10、夹紧滑块导向机构14、夹紧油缸的充液阀15、夹紧油缸16、夹紧充液系统17等。在机床的中间位置设有固定夹紧模底座7和夹紧滑块10，夹台为一整体结构，不能移动。夹紧机构的作用在于在进行挤压时保持管子稳定。机床设有夹紧滑块10安装在机床中心线方向，以适应不同规格长度工件的夹紧。采用夹紧机构大大的增加了工件在挤压时的稳定性，防止在挤压时失稳。设备中间装有工件夹紧模底座7和下夹紧模套8，夹紧模内孔尺寸根据工件图纸设计。夹紧油缸16的压紧力远远大于挤压油缸1的回程力，既不会出现工件24一端脱离另一端还没有脱离模具的现象。

5.双工位模具机构：换模油缸4、换模滑块5、换模滑块导轨6、挤压双工位模具21等。设有位置检测装置以及固定挡铁等多层保护装置，不到位下个动作不执行并且报警提醒。为加快挤压工件的多次挤压效率，本机设有双工位自动转换机构(自动换模)，并且夹紧模具同种规格可通用。可以在夹紧工件保持不动情况下，进行两个工位的自动快速换模机构的转换，提高工作效率。双工位模具机构转换平稳、定位精度高、使用稳定、模具通用性强、造价低等优点。

6.模腔喷石墨机构：压机左右两套喷墨机构，当压机挤压完成，退回到位后，喷嘴下行对模具内腔喷石墨，延时退回，要求喷涂均匀，不产生流淌现象，并与主机联锁。另外备用清水箱，在工作完成后清洗石墨管道及喷嘴。量可调，保证单班8小时不堵塞，方便清理等特点。

二、液压部分

液压系统主要由伺服油泵电机组13、阀块、夹紧油缸的充液阀15，夹紧充液系统17、冷却过滤系统、管路系统11等组成，借助于电气控制系统完成对液压机各种动作的控制。

1.液压系统主油泵选用系列高压内啮合双齿轮泵，主伺服油泵电机组13均为卧式安装，可大大提高压机动作的稳定性及可靠性，同时降低机床噪音等。

2.液压主控系统采用二通插装阀集成系统。该系统具有结构紧凑、响应快、内泄小、动作灵敏可靠、流量大、抗污染能力强，使用维护方便，寿命长等优点。设备的液压系统中，在关键部位必须配置压力检测点。通过压力检测点快速诊断液压机出现的故障，和监测液压机的工作状态，且配活动的压力检测表一个。

3.夹紧油缸的充液阀15的充液回路选用常闭式充液阀，滑块快下时靠充液阀吸油，快速下降速度由油缸下腔油路中的插阀控制调节。

4.挤压水平滑块3的压力控制采用比例压力控制系统，通过压力传感器将压力信号转变为电信号传输给PLC进而在触摸屏显示和调整，比例溢流阀采用德国博世(Bosch)公司产品；这套比例压力控制系统可以使滑块压力从公称力的20％～100％内无级调节，显示精度达到±0.1MPa。

5.本机挤压水平滑块3的行程位移采用数字显示、数字控制；位移传感器采用直线位移传感器，抗粉尘等污染能力强，位置的显示和调整通过触摸屏实现，显示精度达到±0.1mm。

6.冷却过滤系统：液压系统中设有独立的油液冷却过滤系统，以保证油液的工作温度及清洁度。当过滤系统出现故障时，操作箱上设有报警指示。本机过滤系统油泵选用CB系列低压齿轮泵，冷却采用板式水冷却器系统来冷却。

7.动力站12：液压控制系统的油箱放置在地面上压机一侧，辅助油泵电机组和液压控制阀块在油箱上平面有序排列。油箱为钢板焊接结构，油箱侧面开有窗口以便清洗油箱，其上还安装有油位油温计、空气滤清器等，油箱安装时进行酸洗、钝化和防锈处理，并进行防漏检验。油箱配有液位控制继电器，防止系统缺油和超限，超正常工作液位报警，黄灯亮；液位过低报警，红灯亮，这时应该给油箱补油至正常液位。

8.管路系统11：液压管路系统密封可靠，高压管路连接采用高压法兰和优质密封元件，可有效地防止渗漏。管路布置整齐，并设置足够抗震管夹，可有效地减少和控制管路振动。管路安装时进行酸洗钝化处理。

三、电气控制部分

1.电气控制系统采用PLC可编程序控制器。电气系统的设计与制造贯彻GB5226.1—2002《机械安全机械电气设备第一部分通用技术条件》，电气系统由动力电路和控制电路组成，并有完备的保护电路和漏电保护开关。动力电路为380V、50HZ，担负着油泵电机的起、停和保护。控制部分的核心功能由“PLC”可编程序控制器来承担。电气控制系统采用日本欧姆龙可编程序控制器(简称PLC)。控制部分的核心功能由“PLC”可编程序控制器来承担，输出口采用隔离继电器驱动负载，保护PLC不易被损坏。

2.电器线路采用防油耐腐蚀优质铜芯线，电气系统有独立的电气控制柜。柜内配有漏电保护、通风设施。

3.主操作面板：压机配有操作站。并有各种操作按钮及指示灯。操作面板要求中文永久标示，耐腐蚀，方便操作。

4.大功率电机起动采用星三角降压，依先后次序逐个起动。

5.设备设有可移动操作按钮站。位于机器的前，以方便操作。

6.所有按钮、指示灯、转换开关等均采用西门子或施耐德产品，接近开关采用日本OMRON公司产品，性能稳定可靠。

7.电气安全：本机设有电机起停按钮、各部分监视指示灯及电流电压过载保护装置等。移动操作台上设有双手操作按钮、回程、紧急停止按钮等安全装置。

8.设备预留自动化通讯接口(PLC预留PROFINET接口，其余PN/PN模块及外线均由自动化厂家提供)。设备间预留自动化设备改造空间；

工作原理

在使用该双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机之前，需要对整个双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机进行简单的结构了解：

将需要进行加工的工件24放置在自动输送工件机构23上后，会通过变频减速电机机构22把工件24自动运输到机床中心下夹紧模套8的上方，然后通过输送工件机构的推拉油缸25和输送工件机构的上下导向机构26把工件24平稳准确放置在机床中心下夹紧模套8内的下夹紧模具中。启动主机按钮，夹紧油缸16通过夹紧滑块10以及在夹紧滑块导向机构14辅助作用下，带动上夹紧模套9内的上夹紧模具对工件24压制压紧；其中夹紧油缸的充液阀15和夹紧充液系统17主要是对夹紧油缸16可实现快下、压制、回程动作的作用。主机两侧的挤压油缸1通过四角八面水平导轨2，带动挤压水平滑块3和挤压双工位模具21，对工件24两端实现快进、压制、回程动作之后；换模油缸4通过换模滑块5和换模滑块导轨6作用下，使挤压双工位模具21自动实现换模功能之后；两侧的挤压油缸1带动挤压水平滑块3和挤压双工位模具21，对工件24两端再次实现快进、压制、回程动作。夹紧油缸16通过夹紧滑块10带动上夹紧模套9内的上夹紧模具对工件24退回压紧松开。加工后工件24通过自动输送工件机构23、输送工件机构的推拉油缸25、输送工件机构的上下导向机构26以及变频减速电机机构22等作用下使工件24自动输送至主机之外的输送线上，整个自动工作完成。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，包括挤压油缸(1)、水平导轨(2)、挤压水平滑块(3)、换模油缸(4)、管路系统(11)、动力站(12)、伺服油泵电机组(13)、夹紧滑块导向机构(14)、挤压双工位模具(21)、自动输送工件机构(23)和整体框架焊接机身(27)，其特征在于：所述挤压油缸(1)、挤压水平滑块(3)、管路系统(11)、动力站(12)、伺服油泵电机组(13)、自动输送工件机构(23)、整体框架焊接机身(27)和电气控制箱系统形成一条自动生产线，所述整体框架焊接机身(27)为整体焊接框架式结构，所述挤压油缸(1)设置有两组，分别安装在整体框架焊接机身(27)的两侧，且挤压油缸(1)缸体与整体框架焊接机身(27)安装采用对开卡套式，所述挤压油缸(1)与挤压水平滑块(3)之间采用球头球碗结构，所述挤压油缸(1)采用活塞缸结构，所述伺服油泵电机组(13)中的两台采用双联油泵电动分别给挤压油缸(1)快速供油，所述伺服油泵电机组(13)采用伺服控制系统，所述挤压水平滑块(3)各自采用独立的控制系统，所述水平导轨(2)采用四角八面导轨导向,导向精度可通过挤压水平滑块(3)和立柱上的楔铁来调整，所述挤压水平滑块(3)下设置有挤压滑块导轨机构(19)和挤压滑块导轨(20)，挤压滑块导轨机构(19)内有高强弹簧和轴承。

2.根据权利要求1所述的双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，其特征在于：所述挤压油缸(1)、夹紧油缸(16)、输送工件机构的推拉油缸(25)分别都有各自独立的阀体系统和各自独立的伺服油泵电机组(13)。

3.根据权利要求1所述的双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，其特征在于：所述挤压水平滑块(3)右侧设置有换模滑块导轨(6)，所述换模滑块导轨(6)上方安装有换模滑块(5)，所述换模油缸(4)设置在换模滑块(5)上，所述换模滑块导轨(6)右侧安置有夹紧模底座(7)，所述夹紧模底座(7)上方安装有下夹紧模套(8)，所述下夹紧模套(8)上方相对位置设置有上夹紧模套(9)，所述上夹紧模套(9)顶部与夹紧滑块(10)连接，所述挤压水平滑块(3)的两组压力控制分别采用独立比例压力控制系统，通过压力传感器将压力信号转变为电信号传输给PLC进而在触摸屏显示和调整，显示精度达到±0.1Mpa，所述挤压水平滑块(3)的两组行程位移分别采用独立数字显示、数字控制，位移传感器采用直线位移传感器，位置的显示和调整通过触摸屏实现，显示精度达到±0.1mm。

4.根据权利要求1所述的双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，其特征在于：所述动力站(12)上设有液位控制继电器和温度传感器。

5.根据权利要求1所述的双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，其特征在于：所述夹紧滑块导向机构(14)下方设置有夹紧油缸(16)，所述夹紧油缸(16)上方设置有充液阀(15)，所述夹紧油缸(16)通过充液阀(15)与夹紧充液系统(17)相连接，所述整体框架焊接机身(27)底部内侧设置有挤压滑块导轨机构(19)，且挤压滑块导轨机构(19)下方连接有挤压滑块导轨(20)，所述整体框架焊接机身(27)侧面连接有锁紧拉杆螺母(18)，所述夹紧滑块导向机构(14)采用四柱式导向结构并且导向长度长，且夹紧滑块导向机构(14)的四柱导向部分表面热处理并经磨削加工。

6.根据权利要求1所述的双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，其特征在于：所述夹紧油缸(16)的压紧力远远大于挤压油缸(1)的回程力。

7.根据权利要求1所述的双工位双向卧式框架伺服数控挤压液压机，其特征在于：所述整体框架焊接机身(27)底部侧面连接有输送工件机构的上下导向机构(26)，且输送工件机构的上下导向机构(26)上安装有输送工件机构的推拉油缸(25)，所述输送工件机构的推拉油缸(25)上方设置有自动输送工件机构(23)，且自动输送工件机构(23)内放置有工件(24)，所述自动输送工件机构(23)与变频减速电机机构(22)相连接，所述自动输送工件机构(23)上方设置有挤压双工位模具(21)。