CN111434411A - 一种柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，包括：地基基础、移动工作台、立柱、拉杆、横梁、螺旋锁紧装置、合模锁紧销、提升液压缸、电控系统、液压系统、注水增压系统；所述地基基础上设立四根立柱，相邻立柱之间架设水平的拉杆，拉杆的内侧设置有水平的横梁，横梁的底部与提升液压缸连接，在提升液压缸的作用下，横梁沿着立柱进行上下运动。本发明通过螺旋锁紧装置来提供锁模力，螺旋锁紧装置无论产生多大的后坐力，弹性变形范围内造成锁模横梁产生多大的变形，都不会影响到施加在板件液压成形模具上的压力；采用柔性、可移动的横梁来代替压机液压缸提供锁模力，可以对板件液压成形设备进行轻量化设计，载荷也可以满横梁台面均匀分布，使得模具形变量更小。

Description

一种柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备

技术领域

本发明主要涉及液压成形设备领域，尤其涉及一种柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，适用于钢、铝合金、镁合金等金属板件的液压成形。

背景技术

液压成形技术又称内高压成形技术，它利用水等液体介质在高压作用下产生巨大压力来充当模具的凸模或凹模，实现工件与模具型腔的贴合并发生塑性成形，最终获得所需形状的构件。采用液压成形，板料或板件在静水压应力作用下完成成形，不仅成形性好、可进行深拉深胀形，而且构件受力为压应力，回弹量小，成形尺寸精确、稳定，是实现复杂工件和精密成形的重要加工方法。

然而，液压成形设备的主体是大吨位液压压机，液体胀形压力通常为150-400MPa，大型构件所需的成形吨位高达5000-15000吨，压机刚性挠度需要控制在1/4000-1/8000，配合以30-50吨的液压成形模具，液压压机运动行程也较大，通常在800-1200mm。综合以上因素，液压成形压机要求刚性好、行程长、吨位大，投资往往特别巨大，是大型构件液压成形生产成本的主要来源。

已公开中国发明专利，申请号CN201610108199.9，专利名称：一种降低大尺寸板材构件充液拉深力的装置及方法，申请日：20160226，本发明涉及一种薄壁深腔曲面板材构件的成形装置及方法，以解决大尺寸板材构件充液拉深时液体介质反作用力大导致设备吨位大、能耗高的问题。该装置包括凸模、压边圈、凹模、液室和背压模，其中背压模的上表面为内凹曲面，曲面形状和上方凸模的对应部分曲面形状相同，背压模的侧壁可沿液室底部大通孔的侧壁上下滑动。当凸模向下运动至一定深度时，板坯的下表面与背压模的上表面接触并完全贴合，背压模随凸模同时夹持板坯同时向下运动，贴合处的板坯不受高压液体作用，只有背压模外侧环形区域内的板坯下表面受高压液体作用，由于减少了高压液体对凸模的作用面积，从而降低了充液拉深力。但是，未能解决液压站所需压机吨位高，设备投资依然大的问题，极大限制了液压成形在板件领域的应用。

发明内容

本发明提供一种柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，包括：地基基础5、立柱7、拉杆8、横梁1、提升液压缸4，所述地基基础5上设立有四根立柱7，相邻立柱7之间架设水平的拉杆8，拉杆8的内侧设置有横梁1，所述横梁1的下底面还设置有多个螺旋锁紧装置3，横梁1的底部与提升液压缸4连接，在提升液压缸4的作用下，横梁1沿着立柱7进行上下运动。

优选的，地基基础5上安装有水平的移动工作台6，工作状态时，该移动工作台6位于横梁1的下方，该移动工作台6上用于用于转运、支撑模具，该移动工作台6可前后移动。

优选的，提升液压缸4底部固定于地基基础5上，提升液压缸4的活塞杆与横梁1连接，该提升液压缸4位于移动工作台6的外侧面，用于驱动横梁1上下运动；开合的移动速度为0-1200m/s，行程为400-1800mm，提升液压缸4也可以用气缸或电机代替。

优选的，所述横梁1的下表面设置有多个夹模器，通过夹模器安装上模，重力作用下静止时横梁1与上模底面的间隙为工件成形和模具预紧锁所需行程，通常为0-150mm。

优选的，横梁1的底面还安装有多个螺旋锁紧装置3，呈阵列状均匀分布，在模具合模和板件液压胀形过程中对模具施加所需的作用力，行程为0-150mm，可提供的力为800-20000吨。

优选的，每个立柱7上设置有竖直的导轨9，横梁1侧面上设置有滑块，通过滑块与导轨9滑动配合，实现横梁1沿着立柱7上下移动；作为螺旋锁紧装置3旋转顶出的靠山，横梁1采取轻量化设计，满载下挠度为1/1000–1/8000。

优选的，拉杆8的下底面设置有多个合模锁紧销2，所述合模锁紧销2通过液压缸、气缸或者电动装置进行推进与退出，与所述横梁1在横梁1下死点为间隙配合，间隙为0-50mm。

优选的，还包括有液压系统，液压系统用于提供提升液压缸4、合模锁紧销2的液压驱动力。

优选的，还包括有注水增压系统，注水增压系统在模具动作的配合下工作，由横梁1和移动工作台6提供模具锁紧力，完成板件的液压胀形。

优选的，还包括有电控系统，电控系统用于实现液压系统、注水增压系统等的联动控制，还用于驱动螺旋锁紧装置3的运动。

本发明专利的有益效果：由于通过螺旋锁紧装置来提供锁模力，螺旋锁紧装置无论产生多大的后坐力，弹性变形范围内造成锁模横梁产生多大的变形，都不会影响到施加在板件液压成形模具上的压力，工件也就不会变形；采用柔性、可移动的横梁来代替压机液压缸提供锁模力，在保证设备不发生塑性变形的前提下进行轻量化设计，载荷分布也可以满台面横梁均匀布置，模具变形更加小。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本专利的部分立体示意图；

图中，

1、横梁；2、合模锁紧销；3、螺旋锁紧装置；4、提升液压缸；

5、地基基础；6、移动工作台；7、立柱；8、拉杆；9、导轨。

具体实施方式

如图1至图2所示可知，本发明包括：地基基础5、移动工作台6、立柱7、拉杆8、合模锁紧销2、螺旋锁紧装置3、横梁1、提升液压缸4、电控系统、液压系统、注水增压系统，所述地基基础5上设立有四根立柱7，相邻立柱7之间架设水平的拉杆8，拉杆8的内侧设置有横梁1，所述横梁1的下底面还设置有多个螺旋锁紧装置3，横梁1的底部与提升液压缸4连接，在提升液压缸4的作用下，横梁1沿着立柱7进行上下运动。

优选的，地基基础5上安装有水平的移动工作台6，工作状态下，该移动工作台6位于横梁1的下方，该移动工作台6上用于放置模具，该移动工作台6可沿着滑轨前后移动，便于模具的转运，此外起到对模具的支撑作用。

优选的，提升液压缸4底部安装在地基基础5上，提升液压缸4的活塞杆与横梁1连接，该提升液压缸4位于移动工作台6的外侧面，用于驱动横梁1上下运动；开合的移动速度为0-1200m/s，行程为400-1800mm，提升液压缸4还可以用气缸/电机代替。

设置上述结构，提升液压缸4仅仅提供横梁1的开合驱动力，一般不用于提供板件的成形力，能够实现模具快速开合，极大的提高了生产节拍。

优选的，所述横梁1的底面设置有多个夹模器，通过夹模器来安装模具的上模，重力作用下静止时与上模底面的距离为工件成形和模具预紧锁所需行程，通常为0-150mm。

设置上述结构，保证了合模锁紧销2能够顺利推进和退出，而不出现与横梁1发生干涉。

优选的，横梁1的下底面还布置有多个螺旋锁紧装置3，呈阵列状均匀分布，以横梁1为靠山支撑，合模过程中对模具施加工件成形所需作用力，一般工作行程在0-150mm，可提供的力为800-20000吨。

设置上述结构，以横梁1为靠山支撑，通过螺旋锁紧装置3提供板件成形所需的压力和液压胀形所需的锁模力，载荷可以满横梁1台面均匀分布。同时，螺旋锁紧装置3行程较小，极大的降低了设备投资成本。

优选的，每个立柱7上设置有竖直的导轨9，横梁1侧面上设置有滑块，通过滑块与导轨9滑动配合，实现横梁1沿着立柱7上下移动；作为螺旋锁紧装置3旋转顶出的靠山，横梁1采取轻量化设计，满载下挠度为1/1000–1/8000。

设置上述结构，通过立柱7上的导轨9提供横梁1上下运动的导向，保证横梁1运动处于高精度状态。同时，通过螺旋锁紧装置3提供模具的锁紧力，弹性变形范围内横梁1即使发生变形，也不会影响到施加在模具上锁模力，降低了对设备横梁1的刚性要求。

优选的，拉杆8的下底面布置有多个合模锁紧销2，所述合模锁紧销2通过液压缸、气缸或者电动装置进行推进与退出，与所述横梁1在横梁1下死点为间隙配合，间隙为0-50mm。

设置上述结构，所述合模锁紧销2能够推进横梁1向上浮动的上死点，而不出现与横梁1干涉；横梁1向上运动超过1-150mm时被合模锁紧销2限位，从而保证横梁1提供板件成形所需的压力和液压胀形所需的锁模力。

优选的，还包括有液压系统，液压系统用于提供提升液压缸4、合模锁紧销2的液压驱动力。

优选的，还包括有注水增压系统，注水增压系统在模具动作的配合下工作，由横梁1和移动工作台6提供模具锁紧力，完成板件的液压胀形。

优选的，还包括有电控系统，电控系统用于实现液压系统、注水增压系统的联动控制，还用于驱动螺旋锁紧装置3的旋转。

上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，其特征在于：包括：地基基础(5)、立柱(7)、拉杆(8)、横梁(1)、螺旋锁紧装置(3)、提升液压缸(4)；所述地基基础(5)上设立有四根立柱(7)，相邻立柱(7)之间架设水平的拉杆(8)，拉杆(8)的内侧设置有横梁(1)，所述横梁(1)的下底面还设置有多个螺旋锁紧装置(3)，横梁(1)的底部与提升液压缸(4)连接，在提升液压缸(4)的作用下，横梁(1)沿着立柱(7)进行上下运动。

2.根据权利要求1所述的柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，其特征在于：所述地基基础(5)上安装有移动工作台(6)，移动工作台(6)下面装有滑轨。

3.根据权利要求2所述的柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，其特征在于：所述提升液压缸(4)安装在地基基础(5)上，用于驱动横梁(1)上下运动；开合的移动速度为0-1200m/s，行程为400-1800mm，提升液压缸(4)也可以用气缸或电机代替。

4.根据权利要求1所述的柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，其特征在于：所述横梁(1)的底部设置有多个夹模器，通过夹模器来安装模具的上模，重力作用下静止时横梁(1)与上模底面的间隙为工件成形和模具预紧锁所需行程，通常为0-150mm。

5.根据权利要求4所述的柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，其特征在于：所述螺旋锁紧装置(3)，提供模具合模的驱动力和板件液压胀形所需要的锁模力，行程为0-150mm，可提供的力为800-20000吨。

6.根据权利要求1所述的柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，其特征在于：立柱(7)侧面设置有竖直的导轨(9)，横梁(1)侧面上则设置有滑块，横梁(1)通过滑块与导轨(9)进行滑动配合，实现横梁(1)沿着立柱(7)上下移动；作为螺旋锁紧装置(3)旋转顶出的靠山，横梁(1)采取轻量化设计，满载下挠度为1/1000–1/8000。

7.根据权利要求1所述的柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，其特征在于：拉杆(8)的下底面布置有多个合模锁紧销(2)，所述合模锁紧销(2)通过液压缸、气缸或者电动装置进行推进与退出，与所述横梁(1)在横梁(1)下死点为间隙配合，间隙为0-50mm。

8.根据权利要求7所述的柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，其特征在于：还包括有液压系统，液压系统用于提供提升液压缸(4)、合模锁紧销(2)的液压驱动力。

9.根据权利要求8所述的柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，其特征在于：还包括有注水增压系统，注水增压系统在模具动作的配合下工作，由横梁(1)和移动工作台(6)提供模具锁紧力，完成板件的液压胀形。

10.根据权利要9所述的柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工作站设备，其特征在于：还包括有电控系统，电控系统用于实现液压系统、注水增压系统的联动控制，还用于驱动螺旋锁紧装置(3)的运动。

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