CN1733386A - 大型半固态模锻液压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型半固态模锻液压机。本发明属于液压机技术领域，由机身、机架平台、动力和电气系统构成，机身由上横梁、下横梁、滑块、支柱通过拉杆构成，主缸和侧缸与动力系统连接，电气系统控制动力系统，液压机下横梁固装有顶料装置，缸体固装于下横梁，活塞套装于缸体内，柱塞套装于活塞内，柱塞固定于缸体上，柱塞为内空结构，顶料垫固装于活塞顶部，防转法兰固装于活塞上，缸口法兰固装于缸体上，缸口导套固装于缸体内，导向带和密封圈嵌装于活塞壁上，导向杆固装于防转法兰，导向杆连接行程数显。液压机装有四角调平和滑块防落装置，滑块为X型结构。本发明具有顶料速度快、功率低，结构简单、效率高，运动精度高，工件质量高等优点。

Description

大型半固态模锻液压机

技术领域

本发明属于液压机技术领域，特别是涉及一种大型半固态模锻液压机。

背景技术

目前公知的大型半固态模锻液压机，由机身、机架平台、主缸、动力系统、电气系统构成，机身由上横梁、下横梁、滑块、支柱通过拉杆构成，主缸和侧缸固装横梁上，其活塞杆与滑块相连，借助电气系统来完成机器的动作以满足工艺的要求。解决了以往液压机存在的①液压机快速顶料装置由泵提供，增加了泵的排量和整机的装机功率。②液压机不具备四角调平装置造成的滑块倾斜致使工件不和格。③液压机没有滑块防落装置，存在滑动下溜问题。④在高温压制情况下使机身热变形指使导轨间隙变化，影响机器精度这些问题，整体影响大型半固态模锻液压机的工作性能和压件的产品质量。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种大型半固态模锻液压机。

本发明目的是选用快速顶料装置对小型和大型压机既满足速度要求，又降低压机功率；提供四角调平装置，防止滑块倾斜；实现滑块防落以及提高压机运动精度。

本发明主机采用拉杆预紧组合框架结构。液压控制系统采用比例控制，具有精确的位置、速度和压力值；采用PLC和二次仪表构成开放式数控系统；采用CAD/CAE/CAM集成技术开发和制造；采用远程控制系统对产品快速诊断和服务，满足了大型产品工作效率。本大型液态模锻液压机：

1、以油为介质进行传动的既可完成金属及金属合金的液态模锻工艺成形，又可完成半固态模锻工艺成形；具有定程和定压两种成形控制方式，既可实现同一材质的成形加工，又能实现不同材质的成形加工(如与金属镶嵌物、纤维或颗粒成形坯等达到粘结成形)。

2、主机采用组合框架三缸结构，主缸为活塞式，两侧缸为柱塞式；导轨采用X形结构。

3、本机为便于更换模具，带有移动工作台，采用变频电机驱动和键式定位油缸，使移动工作台的复位精度为0.01mm。

4、本机在上梁设有两套滑块液压锁紧装置，当机器暂停使用时，滑块在上极限位置由液压锁进行固定；本机前后配有光电保护装置，工作安全可靠。

5、以触模屏和PLC及工控机构成的数控系统，可设定存储200多套模具的工艺参数，并对压力、速度、行程、时间、温度进行设定、跟踪和快速响应及异地远程检测。

6、采用闭环比例控制四点平衡系统，实现对成形偏载力进行自动跟踪和补偿。

采用新型数字式位移传感器---磁栅与NC控制系统作为液压机高可靠性高精度数字式位置控制行程数控系统。可以获得分辨精度高达1um和高重复精度的测量结果。取代液压机现采用的由机械传动机构和圆光栅等结构组成的间控型行程数控系统，所造成的控制精度低传动机构存在误差，非绝对值圆光栅断电后，通电必须恢复零位等技术难题，满足大型双动厚板拉伸液压机高控制精度要求。

本发明相关装置的结构及工作原理：

1.快速顶料装置

安装结构：顶料垫通过螺纹固装于活塞顶部，防转法兰通过螺钉固装于活塞上，缸口法兰通过螺钉固装于缸体上，缸口导套通过缸体内台肩和缸口法兰固装于缸体内，导向带和格莱圈嵌装在缸体内壁，活塞套装于缸体内，柱塞套装于活塞内，缸体通过紧固锁母固装于下横梁上，柱塞通过小锁母固装在缸体上，导向杆通过螺纹与防转法兰固装，数显支架通过螺钉固装于下横梁下平面上，行程数显固装于数显支架上，撞块安装在行程数显上，限位杆配焊在下横梁下平面上，极限开关固装于限位杆上。

工作原理：通过快速柱塞实现高速小吨位顶料运动，依靠活塞实现全吨位顶料，防转法兰和导向杆实现顶料装置的快速准确顶料功能，由行程数显定程发讯。活塞由导向带和导向套导向在缸体内运行，格莱圈密封，保证顶料装置高压顶料和平稳无渗漏运行。

2.滑块防落装置

安装结构：撞块通过螺钉固装于活塞杆上，活塞杆套装于缸体内，法兰通过固定螺钉安装在缸体一侧，锁紧缸缸体通过配合台肩与支柱定位，由螺钉固定于支柱上，限位支座与缸口法兰配焊，支座上固装有限位开关。

工作原理：通过锁紧缸前进和后退，推动轴运动，将滑快安全锁紧在极限位置，实现滑块防落。

3.滑块和支柱

滑块的导轨结构采用外X型导轨结构形式，支柱为配合滑块导向，以采用X型双支柱结构，降低由于压机工作环境温度高而造成压机机身热变形。滑块外形尺寸增大，使导轨导向间隙变小，甚至没有导向间隙的要求。根据滑块的平面几何尺寸，首先确定导轨面的角度，这样可以使导轨导向面与滑块的热变形方向尽可能一致，从而减小了热变形对导轨间隙的影响，提高了压机的运动精度保持性。

4.四角调平装置

安装结构：导板通过螺钉与柱塞固装，调平缸通过螺钉固装于工作台上，测压装置安装于体外侧，动力源固装于作台上，缸口锁母通过螺纹嵌装于缸体内，缸口导套通过缸口锁母和缸体内台肩嵌装于缸体内，导向块固装于缸体外，导向杆通过螺钉与导板固装并与导向块内配合，柱塞套装于缸体内。

工作原理：四角调平装置是一个相对独立的控制系统，它被安装在压机工作台的四个角上。进入压制下行阶段后，上模与坯料接触前，滑块下平面就与伸出的调平缸柱塞接触，以较慢的速度把柱塞压下，调平缸开始发挥作用，此过程一直延续到持续保压阶段。在合模前后四角调平系统始终在其允许的调平能力下工作：无论是上压前运动状态下摩擦或其它干扰造成的四角不平，滑块倾斜，还是在工作状态下，由于制件形状各异且坯料流动和分布不对称性导致制件变形力的形心与液压机的中心距离偏差，造成滑块形成偏心矩，使滑块向偏心矩作用的方向的倾斜，都能迅速作出反应。这时的压力信息及位移信息分别输送到集中的PLC系统中进行处理，然后依据处理后所得的结果分别发出指令，控制相应的伺服比例阀动作，使其按照设置好的目标值调节开口量，控制调平缸的排油背压。这样，由于各缸背压不同，使滑块产生一个相对的反力矩来平衡原先的倾斜，从而继续保持与工作台平行的下行状态，保证了制件的精度。

本发明所采取的技术方案是：

大型半固态模锻液压机，由机身、机架平台、主缸、动力系统、电气系统构成，机身由上横梁、下横梁、滑块、支柱通过拉杆构成，主缸和侧缸与动力系统连接，电气系统控制动力系统，其特点是：液压机下横梁固装有顶料装置，缸体固装于下横梁，活塞套装于缸体内，柱塞套装于活塞内，柱塞固定于缸体上，柱塞为内空结构，顶料垫固装于活塞顶部，防转法兰固装于活塞上，缸口法兰固装于缸体上，缸口导套固装于缸体内，导向带和密封圈嵌装于活塞壁上，导向杆固装于防转法兰，导向杆连接行程数显。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述的大型半固态模锻液压机，其特点是：缸口导套通过缸体内台肩和缸口法兰固装于缸体内，柱塞通过锁母固装于缸体。

所述的大型半固态模锻液压机，其特点是：行程数显通过行程数显支架固装于下横梁，下横梁安装有限位杆，限位杆装有限位开关，行程数显连接有与限位开关对应的撞块。

所述的大型半固态模锻液压机，其特点是：液压机工作台装有四角调平装置，调平缸固装于工作台，调平缸连有液压油检测器和控制阀，柱塞套装于缸体内，导板固装于柱塞，缸口锁母嵌装于缸体内，缸口导套嵌装于缸体内，导向块固装于缸体外侧，导向杆与导向块配合固装于导板，导板装有位移检测器。

所述的大型半固态模锻液压机，其特点是：导向套通过缸口锁母和缸体内台肩嵌装于缸体内。

所述的大型半固态模锻液压机，其特点是：液压机装有滑块防落装置，锁紧缸固装于支柱，活塞杆套装于缸体内，活塞杆一端支撑滑块，撞块固装于活塞杆，缸体法兰固装于缸体一侧，固装于缸体法兰的限位支座上固装有与撞块配合的限位开关。

所述的大型半固态模锻液压机，其特点是：液压机滑块为X型结构，外端与四角调平装置导板位置相对应。

本发明具有的优点和积极效果是：

大型半固态模锻液压机，采用快速顶料装置，对于小型压机，装机功率小，功率不受限制，而对于大型压机选用快速顶料装置，既满足速度要求，又降低压机功率，节约了能源。滑块防落装置通过锁紧缸前进和后退，推动轴运动，将滑快安全锁紧在极限位置，实现滑块防落。滑块X型，减小了热变形对导轨间隙的影响，提高了压机的运动精度保持性。四角调平装置，使滑块在压制过程中产生反力矩来平衡原先的倾斜，从而继续保持滑块与工作台平行的下行状态，保证了制件的精度。本发明结构简单、控制准确、工作稳定、效率高，有效提高了工件的质量。

附图说明

图1是本发明大型半固态模锻液压机结构示意图；

图2是快速顶料装置结构示意图；

图3是四角调平装置结构示意图；

图4是图3调平缸结构示意图；

图5是图4调平缸剖面结构示意图；

图6是滑块防落装置结构示意图；

图7是滑块结构示意图；

图8是支柱结构示意图。

图中：1.动力系统，2.机身，3.主缸，4.侧缸，5.机架平台，6.滑块，7.支柱，8.移动工作台，9.电气系统，10.四角调平装置，11.下横梁，12.快速顶料装置，13.润滑装置，14.顶料垫，15.活塞，16.防转法兰，17.缸口法兰，18.缸体，19.缸口导套，20.紧固锁母，21.快速柱塞，22.导向带，23.格莱圈，24.法兰，25.阀体，26.充液阀，27.撞块，28.极限开关，29.限位杆，30.行程数显，31.数显支架，32.导向杆，33.导板，34.调平缸35.测压器，36.导向块，37.导向杆，38.阀组，39.位移检测器，40.工作台，41.缸口锁母，42.缸口导套，43.柱塞，44缸体，45.撞块，46.活塞杆，47.缸口法兰，48.缸体，49.限位支座，50.限位开关。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1、图2、图3、图4、图6、图7和图8。

大型半固态模锻液压机，由机身2、机架平台5、主缸3、动力系统1、电气系统9构成，机身由上横梁、下横梁11、滑块6、支柱7通过拉杆构成，主缸3和侧缸4与动力系统1连接，电气系统9控制动力系统1。通过主缸3、侧缸4实现压制工艺动作。由动力系统1提供能源，机架平台5作为安全和防护装置。电气系统9实现自动控制。移动工作台8实现快速换模和取件功能。四角调平装置10平衡偏载力矩，快速顶料装置12实现压机的快速顶件功能，润滑装置13提供滑块导线润滑油。产品主机采用拉杆预紧组合框架结构。滑块由三个1000吨油缸驱动的机身结构，使主机具有高刚度；液压控制系统采用比例控制，具有精确的位置、速度和压力值；采用PLC和二次仪表构成开放式数控系统；采用CAD/CAE/CAM集成技术开发和制造；采用远程控制系统对产品快速诊断和服务，满足了大型产品工作效率的要求。为适用于特种车辆、铁路机车、汽车等零件制造的30000KN半固态液态模锻精密数控液压机。

本发明大型半固态模锻液压机的结构：

1.快速顶料装置

液压机下横梁11固装有快速顶料装置12，缸体18通过紧固锁母20固装于下横梁，活塞15套装于缸体18内，柱塞21套装于活塞15内，柱塞21通过小锁母固装在缸体18上，柱塞21为内空结构，液压油由此内空结构进入上腔，顶料垫14通过螺纹固装于活塞15顶部，防转法兰16通过螺钉固装于活塞15上，缸口法兰17通过螺钉固装于缸体18上，缸口导套19通过缸体18内台肩和缸口法兰17固装于缸体18内，导向带22(4道)和格莱圈23(1道)嵌装在活塞15壁上，缸体18经法兰24与阀体25相连通，阀体25与充液阀26相连通，导向杆32通过螺纹与防转法兰16固装，导向杆32连接行程数显30，数显支架31通过螺钉固装于下横梁11下平面上，行程数显30固装于数显支架31上，撞块27安装在行程数显30上，限位杆29配焊在下横梁11下平面上，极限开关28固装于限位杆29上。

2.四角调平装置

液压机工作台装有四角调平装置10，调平缸34通过螺钉固装于工作台40，调平缸34外侧装有油压检测器35，连有液压油控制阀组38，柱塞43套装于缸体44内，导板33固装于柱塞43，缸口锁母41通过螺纹嵌装于缸体44内，缸口导套42通过缸口锁母41和缸体44内台肩嵌装于缸体44内，导向块36固装于调平缸34外侧，导向杆37与导向块36配合通过螺钉固装于导板33，导板33装有位移检测器39。

3.滑块防落装置

液压机装有滑块防落装置，撞块45通过螺钉固装于活塞杆46上，活塞杆46套装于缸体48内，活塞杆46一端支撑滑块，法兰47通过固定螺钉安装在缸体48一侧，锁紧缸缸体48通过配合台肩与支柱定位，由螺钉固定于支柱上，限位支座49与缸口法兰47配焊，支座49上固装有与撞块45配合的限位开关50。

4.滑块和支柱

液压机滑块为X型结构，外端与四角调平装置导板33位置相对应。滑块的导轨结构采用外X型八面直角导轨结构形式，支柱为配合滑块导向，以采用X型双支柱结构，以满足由于压机工作环境温度高而造成压机机身热变形。

Claims (7)

1、一种大型半固态模锻液压机，由机身、机架平台、主缸、动力系统、电气系统构成，机身由上横梁、下横梁、滑块、支柱通过拉杆构成，主缸和侧缸与动力系统连接，电气系统控制动力系统，其特征是：液压机下横梁固装有顶料装置，缸体固装于下横梁，活塞套装于缸体内，柱塞套装于活塞内，柱塞固定于缸体上，柱塞为内空结构，顶料垫固装于活塞顶部，防转法兰固装于活塞上，缸口法兰固装于缸体上，缸口导套固装于缸体内，导向带和密封圈嵌装于活塞壁上，导向杆固装于防转法兰，导向杆连接行程数显。

2、根据权利要求1所述的大型半固态模锻液压机，其特征是：缸口导套通过缸体内台肩和缸口法兰固装于缸体内，柱塞通过锁母固装于缸体。

3、根据权利要求1所述的大型半固态模锻液压机，其特征是：行程数显通过行程数显支架固装于下横梁，下横梁安装有限位杆，限位杆装有限位开关，行程数显连接有与限位开关对应的撞块。

4、根据权利要求1-3所述的任一大型半固态模锻液压机，其特征是：液压机工作台装有四角调平装置，调平缸固装于工作台，调平缸连有液压油检测器和控制阀，柱塞套装于缸体内，导板固装于柱塞，缸口锁母嵌装于缸体内，缸口导套嵌装于缸体内，导向块固装于缸体外侧，导向杆与导向块配合固装于导板，导板装有位移检测器。

5、根据权利要求4所述的大型半固态模锻液压机，其特征是：导向套通过缸口锁母和缸体内台肩嵌装于缸体内。

6、根据权利要求1所述的大型半固态模锻液压机，其特征是：液压机装有滑块防落装置，锁紧缸固装于支柱，活塞杆套装于缸体内，活塞杆一端支撑滑块，撞块固装于活塞杆，缸体法兰固装于缸体一侧，固装于缸体法兰的限位支座上固装有与撞块配合的限位开关。

7、根据权利要求1所述的大型半固态模锻液压机，其特征是：液压机滑块为X型结构，外端与四角调平装置导板位置相对应。

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