CN113153848B - 具有预压紧功能的液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有预压紧功能的液压系统，第一液控单向阀的第二油口与两位四通换向阀的第一油口连通，两位四通换向阀的第二油口与预压紧油缸的活塞腔连通，预压紧油缸的推杆腔与第二液控单向阀的第二油口连通，第二液控单向阀上的第一油口与两位四通换向阀上的第三油口连通；第二液控单向阀上的控制口与两位四通换向阀上的第二油口连通；第一液控单向阀的第二油口还与第一单向顺序阀的第一油口连通，第一单向顺序阀的第二油口与第二单向顺序阀的第一油口连通；第二单向顺序阀的第二油口与两位四通换向阀的控制口连通，第一单向顺序阀的第二油口还与主压紧油缸的活塞腔连通。本申请实现预压紧动作、主压紧动作、预压紧撤离的顺序动作，保证压紧稳定性，还能够适用不同性质的液压站。

Description

具有预压紧功能的液压系统

技术领域

本发明涉及汽车零件生产加工技术领域，尤其是一种具有预压紧功能的液压系统。

背景技术

随着汽车行业的不断发展，和竞争的加剧，汽车零部件的精度要求也越来越高，从而对加工夹具和机床也提出了更多的要求。一些加工工艺普通，却又有较高精度要求的零件，在加工时需要对夹具提出较高的要求。

当工件上没有合适的用于压紧的特征时，常常需要在侧面压紧工件，特别是当夹具的夹紧力方向平行于支撑面时，为了确保工件和支撑面的可靠贴紧，常使用一种预压紧机构预先压紧工件，之后用主压紧机构再次压紧工件。

一般情况下，由于预压紧机构占用的空间与加工刀具的轨迹有所干涉，常需要在工件完全压紧之后，将预压紧机构撤离，来避免加工干涉，但是需要使用独立的控制油路来撤离预压紧机构，不仅成本高，而且油路铺设繁琐，预压紧机构失压等状况下还会其推杆伸出还会造成撞机事故，安全性差，这就需要一套独特的一进一回的液压系统，来自动完成夹具上预压紧机构的压紧、主压紧机构的压紧、预压紧机构的撤离等顺序动作，保证工件可靠定位和压紧。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有预压紧功能的液压系统，利用一进一回的油路实现对预压紧的控制，还具有断电和失压的保护功能，不仅安全性好，还适用于不同的液压站。本发明采用的技术方案是：

一种具有预压紧功能的液压系统，包括第一液控单向阀、两位四通换向阀、预压紧油缸、第二液控单向阀、第一单向顺序阀、第二单向顺序阀以及主压紧油缸；

所述第一液控单向阀的第一油口用于连通第一快速接头；所述第一液控单向阀的第二油口与两位四通换向阀的第一油口连通，所述两位四通换向阀的第二油口与预压紧油缸的活塞腔连通，所述预压紧油缸的推杆腔与第二液控单向阀的第二油口连通，所述第二液控单向阀上的第一油口与两位四通换向阀上的第三油口连通；所述第二液控单向阀上的控制口与两位四通换向阀上的第二油口连通，所述两位四通换向阀上的第四油口用于连通第二快速接头；

所述第一液控单向阀的第二油口还与第一单向顺序阀的第一油口连通，所述第一单向顺序阀的第二油口与第二单向顺序阀的第一油口连通；

所述第二单向顺序阀的第二油口与两位四通换向阀的控制口连通，以使得压力油进入两位四通换向阀的控制口时，两位四通换向阀从其原本的第一油口与第二油口导通、第三油口与第四油口导通切换为其第一油口与第三油口导通、第二油口与第四油口导通；

所述第一单向顺序阀的第二油口还与主压紧油缸的活塞腔连通，所述主压紧油缸的推杆腔用于连通第二快速接。

进一步地，所述第一液控单向阀的控制口用于连通第二快速接头。

进一步地，所述两位四通换向阀的第二油口和预压紧油缸的活塞腔之间连通有第一单向节流阀，用于控制预压紧油缸推杆缩回的速度。

进一步地，所述预压紧油缸的推杆腔和第二液控单向阀的第二油口之间连通有第二单向节流阀，用于控制预压紧油缸推杆伸出的速度。

进一步地，还包括蓄能器，所述蓄能器的接口分别连通所述第一液控单向阀的第二油口、两位四通换向阀的第一油口和第一单向顺序阀的第一油口。

进一步地，所述蓄能器和第一液控单向阀之间安装压力表。

进一步地，所述两位四通换向阀和第二快速接头之间连通有单向阀，所述单向阀的导通方向为两位四通换向阀的第四油口向第二快速接头的单向导通。

本发明的优点：

以流体传动与控制为基础，采用两个单向顺序阀的延时性和液控单向阀的双向导通性，配合两位四通换向阀的换向功能，实现预压紧油缸的压紧、主压紧油缸的压紧、预压紧油缸的松开的顺序动作，保证整个压紧过程的可靠性；

系统平衡后第一液控单向阀和第二液控单向阀在其内部弹簧作用下关闭，保证主压紧油缸处于压紧状态，而预压紧油缸处于缩回状态，即使系统断电也能保证工件被压紧，系统失压时两位四通换向阀在内部弹簧作用下切换油路，此时第二液控单向阀关闭，阻断预压紧油缸的推杆伸出，也能避免机床撞机等事故的发生，即使中途不供油也能保持压紧状态，故可以用于持续供油的机床，也可以用于加工时不供油的分离式机床，适用性强，安全性好；

蓄能器能够抑制压力波动，用来抑制系统因为内泄漏或外泄漏或在加工时切削热作用下带来的压力波动，提高系统内的压力稳定性。

附图说明

图1为本发明的预压紧伸出过程油路图。

图2为本发明的预压紧缩回过程油路图。

图3为第一液控单向阀的示意图。

图4为两位四通换向阀的示意图。

图5为第二液控单向阀的示意图。

图6为第一单向顺序阀的示意图。

图7为第二单向顺序阀的示意图。

图中：1-第一快速接头，2-第一液控单向阀，3-压力表，4-蓄能器，5-两位四通换向阀，6-第一单向节流阀，7-预压紧油缸，8-第二单向节流阀，9-第二液控单向阀，10-第一单向顺序阀，11-第二单向顺序阀，12-主压紧油缸，13-单向阀，14-第二快速接头，201、501、901、1001、1101-第一油口，202、502、902、1002、1102-第二油口，203、505、903-控制口，503-第三油口，504-第四油口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅附图1-7，本发明提供一种具有预压紧功能的液压系统，包括第一液控单向阀2、蓄能器4、两位四通换向阀5、预压紧油缸7、第二液控单向阀9、第一单向顺序阀10、第二单向顺序阀11、主压紧油缸12和单向阀13。

所述第一液控单向阀2的第一油口201用于连通第一快速接头1；所述第一液控单向阀2的第二油口202与两位四通换向阀5的第一油口501连通，所述两位四通换向阀5的第二油口502与预压紧油缸7的活塞腔连通，所述预压紧油缸7的推杆腔与第二液控单向阀9的第二油口902连通；具体地，预压紧油缸7用于预压紧需要加工的工件；所述第二液控单向阀9上的第一油口901与两位四通换向阀5上的第三油口503连通；所述第二液控单向阀9上的控制口903与两位四通换向阀5上的第二油口502连通，所述两位四通换向阀5上的第四油口504用于连通第二快速接头14；

具体地，所述两位四通换向阀5和第二快速接头14之间连通单向阀13，所述单向阀13的导通方向为两位四通换向阀5的第四油口504向第二快速接头14的单向导通；

在本发明中，第一快速接头1和第二快速接头14与外部液压站相连通，用于为系统供油回油，且第一快速接头1和第二快速接头14的型号均为2HP，内部具有弹性元件，在各接头与液压站上对应的接头分离时，在弹性元件作用下自动关闭，防止漏油；

所述第一液控单向阀2的第二油口202还与第一单向顺序阀10的第一油口1001连通，所述第一单向顺序阀10的第二油口1002与第二单向顺序阀11的第一油口1101连通；优选的，所述第二单向顺序阀11的设定值大于第一单向顺序阀10的设定值；

所述第二单向顺序阀11的第二油口1102与两位四通换向阀5的控制口505连通，以使得压力油进入两位四通换向阀5的控制口505时，两位四通换向阀5从其原本的第一油口501与第二油口502导通、第三油口503与第四油口504导通切换为其第一油口501与第三油口503导通、第二油口502与第四油口504导通；当系统内压力达到第一单向顺序阀10的设定值时，第一单向顺序阀10开启，压力油进入主压紧油缸12的活塞腔，主压紧油缸12运动到位后，系统内压力继续增大到第二单向顺序阀11的设定值时，第二单向顺序阀11开启，压力油进入两位四通换向阀5的控制口505，两位四通换向阀5的油路随即切换；

所述第一单向顺序阀10的第二油口1002还与主压紧油缸12的活塞腔连通，所述主压紧油缸12的推杆腔用于连通第二快速接头14；

具体地，预压紧油缸7和主压紧油缸12的推杆分别用于预压紧工件和固定工件，主压紧油缸12的数量为至少一组，根据工件位置和结构的需要，可以配置多个主压紧油缸12，用于从工件的各个角度压紧工件；

所述第一液控单向阀2的控制口203用于连通第二快速接头14；当压力油从第二快速接头14进入第一液控单向阀2的控制口203时，第一液控单向阀2开启。

所述蓄能器4的接口分别连通所述第一液控单向阀2的第二油口202、两位四通换向阀5的第一油口501和第一单向顺序阀10的第一油口1001。

所述两位四通换向阀5的第二油口502和预压紧油缸7的活塞腔之间连通有第一单向节流阀6，用于控制预压紧油缸7推杆缩回的速度；具体地，压力油从两位四通换向阀5的第二油口502向预压紧油缸7的活塞腔流动时流速快，而从预压紧油缸7的活塞腔向两位四通换向阀5的第二油口502流动时流速慢。

所述预压紧油缸7的推杆腔和第二液控单向阀9的第二油口902之间连通有第二单向节流阀8，用于控制预压紧油缸7推杆缩回的速度；具体地，压力油从第二液控单向阀9的第二油口902向预压紧油缸7的推杆腔之间流动时流速快，而从预压紧油缸7的推杆腔向第二液控单向阀9的第二油口902流动时流速慢。

所述蓄能器4和第一液控单向阀2之间安装压力表3，用来监测系统内的油压。

工作原理：

初始状态下，两位四通换向阀5的第一油口501与第二油口502导通、第三油口503与第四油口504导通，预压紧油缸7和主压紧油缸12均处于缩回状态；

首先液压站通过第一快速接头1向系统内供油，压力油通过第一液控单向阀2后一部分进入两位四通换向阀5的第一油口501，然后从其第二油口502一部分经第一单向节流阀6上的单向阀快速进入预压紧油缸7的活塞腔，另一部分进入第二液控单向阀9的控制口903，将第二液控单向阀9打开；预压紧油缸7的推杆伸出用于将工件预压紧，然后预压紧油缸7推杆腔的压力油经过第二单向节流阀8节流后流向第二液控单向阀9，由于此时第二液控单向阀9处于打开状态，故压力油通过第二液控单向阀9后流向两位四通换向阀5的第三油口503，并从两位四通换向阀5的第四油口504流出，最终压力油通过单向阀13和第二快速接头14流回液压站；

在压力油通过第一液控单向阀2进入两位四通换向阀5的同时，压力油流经第一单向顺序阀10并被阻挡，当预压紧油7缸伸出到位后系统内油压继续上升，直至油压达到第一单向顺序阀10的设定值，第一单向顺序阀10开启，压力油通过第一单向顺序阀10流向主压紧油缸12的活塞腔和第二单向顺序阀11的第一油口1101，从而主压紧油缸12的推杆伸出，用于对工件进行主压紧操作，同时主压紧油缸12推杆腔内的压力油通过第二快速接头14返回液压站油箱；

系统内的油压继续上升，直至达到第二单向顺序阀11的设定值，第二单向顺序阀11开启，压力油通过第二单向顺序阀11流向两位四通换向阀5的控制口，从而两位四通换向阀5油路切换，从第一液控单向阀2进入两位四通换向阀5第一油口501的压力油从其第三油口503流出，经第二液控单向阀9和第二单向节流阀8中的单向阀流向预压紧油缸7的推杆腔，从而预压紧油缸7的推杆缩回，而预压紧油缸7的活塞腔内的压力油经第一单向节流阀6节流后流向两位四通换向阀5的第二油口502，并从其第四油口504流出，最终通过单向阀13和第二快速接头14返回液压站油箱，预压紧油缸7推杆缩回到位后，系统内各处压力升高到平衡状态，第一液控单向阀2的第一油口201、第二油口202和控制口203之间没有压差，第二液控单向阀9的第一油口901、第二油口902和控制口903之间没有压差，第一液控单向阀2和第二液控单向阀9在其内部弹簧作用下关闭，至此整个预压紧操作完成；

若系统意外断电，在第一液控单向阀2和第二液控单向阀9的关闭状态下，主压紧油缸12和预压紧油缸7的使用状态不变，起到断电保护作用，防止工件脱落或撞机事故，若系统意外失压，则两位四通换向阀5在内部弹簧力作用下切换油路，第二液控单向阀9阻断预压紧油缸7推杆腔的油路，防止预压紧油缸7的推杆伸出，保证系统运行的可靠性和安全性。

当需要松开工件时，通过第二快速接头14向系统内供油，压力油一部分进入第一液控单向阀2的控制口203将第一液控单向阀2导通，一部分进入单向阀13并被阻止，还有一部分进入主压紧油缸12的推杆腔，主压紧油缸12的推杆缩回，释放工件，主压紧油缸12活塞腔的压力油经过第一单向顺序阀10上的单向阀、第一液控单向阀2和第一快速接头1流回液压站油箱，同时两位四通换向阀5的控制口505处由于泄压，其在内部弹簧作用下切换油路，两位四通换向阀5的油路切换后，由于预压紧油缸7活塞腔无压力，第二液控单向阀9仍然保持关闭状态，而预压紧油缸7仍为缩回状态并保持不动，保证其推杆不会伸出，直至主压紧油缸12的推杆缩回到位，然后即可进入下料上料的加工循环。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种具有预压紧功能的液压系统，其特征在于：包括第一液控单向阀（2）、两位四通换向阀（5）、预压紧油缸（7）、第二液控单向阀（9）、第一单向顺序阀（10）、第二单向顺序阀（11）以及主压紧油缸（12）；

所述第一液控单向阀（2）的第一油口用于连通第一快速接头（1）；所述第一液控单向阀（2）的第二油口与两位四通换向阀（5）的第一油口连通，所述两位四通换向阀（5）的第二油口与预压紧油缸（7）的活塞腔连通，所述预压紧油缸（7）的推杆腔与第二液控单向阀（9）的第二油口连通，所述第二液控单向阀（9）上的第一油口与两位四通换向阀（5）上的第三油口连通；所述第二液控单向阀（9）上的控制口与两位四通换向阀（5）上的第二油口连通，所述两位四通换向阀（5）上的第四油口用于连通第二快速接头（14）；

所述第一液控单向阀（2）的第二油口还与第一单向顺序阀（10）的第一油口连通，所述第一单向顺序阀（10）的第二油口与第二单向顺序阀（11）的第一油口连通；

所述第二单向顺序阀（11）的第二油口与两位四通换向阀（5）的控制口连通，以使得压力油进入两位四通换向阀（5）的控制口时，两位四通换向阀（5）从其原本的第一油口与第二油口导通、第三油口与第四油口导通切换为其第一油口与第三油口导通、第二油口与第四油口导通；

所述第一单向顺序阀（11）的第二油口还与主压紧油缸（12）的活塞腔连通，所述主压紧油缸（12）的推杆腔用于连通第二快速接头（14）。

2.根据权利要求1所述的具有预压紧功能的液压系统，其特征在于：所述第一液控单向阀（2）的控制口用于连通第二快速接头（14）。

3.根据权利要求1或2所述的具有预压紧功能的液压系统，其特征在于：所述两位四通换向阀（5）的第二油口和预压紧油缸（7）的活塞腔之间连通有第一单向节流阀（6），用于控制预压紧油缸（7）缩回的速度。

4.根据权利要求3所述的具有预压紧功能的液压系统，其特征在于：所述预压紧油缸（7）的推杆腔和第二液控单向阀（9）的第二油口之间连通有第二单向节流阀（8），用于控制预压紧油缸（7）推杆伸出的速度。

5.根据权利要求1所述的具有预压紧功能的液压系统，其特征在于：还包括蓄能器（4），所述蓄能器（4）的接口分别连通所述第一液控单向阀（2）的第二油口、两位四通换向阀（5）的第一油口和第一单向顺序阀（10）的第一油口。

6.根据权利要求5所述的具有预压紧功能的液压系统，其特征在于：所述蓄能器（4）和第一液控单向阀（2）之间安装压力表（3）。

7.根据权利要求1所述的具有预压紧功能的液压系统，其特征在于：所述两位四通换向阀（5）和第二快速接头（14）之间连通有单向阀（13），所述单向阀（13）的导通方向为两位四通换向阀（5）的第四油口向第二快速接头（14）的单向导通。

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