CN2472862Y - 快速节能液压冲孔铆钉机 - Google Patents

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易斌
金祖益
胡庆方
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Abstract

本实用新型涉及一种快速节能液压冲孔铆钉机。该机包括工作油缸、弯臂、液压站、模具等,主要在于以变截面油缸作为工作油缸,装上冲孔模时,实现冲孔功能;装上铆头时,实现铆钉功能。本机较好地解决了各工作循环中液压缸输出功率与液压站输入功率的相互匹配,在同样的作业条件下,其能耗大幅降低,效率大幅提高,特别适用于批量作业及复杂构件的冲孔和铆钉,实现了快速节能及冲孔和铆钉两种功能作业。

Description

快速节能液压冲孔铆钉机
本实用新型属一种液压驱动的快速节能冲孔和铆钉两用作业装置。
冲孔或铆钉作业动作循环为快进(空载行程)-慢速作业(接触工件进行冲孔或铆钉作业)快退(空载行程)，作业速度快慢体现为完成三个动作的时间长短。对于非平板工件，如汽车大梁，进行冲孔和铆钉作业时要求工作油缸有较大的空载行程，以利放入工件或避开干涉部位。现有的液压冲孔或铆钉设备均采用液压泵供油直接驱动或泵源驱动增压缸，再由增压缸驱动工作油缸，实现冲孔或铆钉。双作用油缸可选装增压器，单作用油缸回程靠弹簧作用复位。上述任一种形式，要提高作业速度，必须提供低压大流量油源，缩短快进、快退时间，然而慢速作业时，工作油缸输入流量减小，压力提高，多余流量在压力下溢流卸载。这种方式使工作油缸在各循环动作段输入功率差别大，不匹配，系统容积效率降低，造成能量损失。
对于冲孔工艺而言，冲击速度高有利于撕裂工件，而对于铆钉，涉及到金属变形，需控制适当的压制速度，以利金属内部流动，保证较好外观质量及内在强度。现有设备将这两种工艺柔合在一套装置中较困难。
本实用新型的目的在于提供一种高效节能的冲孔和铆钉作业装置，仍以液压泵站为动力源，采用变截面油缸作为工作油缸，在相同能耗条件下，缩短作业周期：或在相同作业周期下，降低能耗；并使冲孔和铆钉作业在一套装置上完成。
技术方案：一种快速节能液压冲孔铆钉机，主要由工作油缸、弯臂、液压站、模具等构成，其特征在于所述工作油缸是变截面油缸。
下面结合实施例详细描述本实用新型。
图1为本实用新型快速节能液压冲孔铆钉机结构示意图。
如图1所示，该快速节能液压冲孔钉接机由变截面油缸16、弯臂11，液压站12及两组模具等组成，其中模具包括两组：一组为上模9，包括冲头和上铆头；一组为下模10，包括冲孔凹模和下铆头；以及上模锁紧螺母8。
本实施例变截面油缸16由大、小两个缸组成，大缸为双活塞杆，它由缸体3，活塞为4，后活塞杆2，前活塞杆6及前缸盖5组成；小缸为柱塞缸，缸孔设在后活塞杆2内，小柱塞与后端盖1为一体；后端盖、缸体、前端盖如图示相互位置固定，活塞4、活塞杆2和活塞杆6为一体，活塞杆6端头固定有上模9。油缸前端盖5轴端插入弯臂11上部定位孔，通过锁紧螺母7将油缸连接固定在弯臂11上，下模10插入弯臂11下部定位孔。
变截面油缸16小缸柱塞内设有油道，经后端盖1外面油口15与液压控制系统连通。大缸后腔通过缸体3上油口14与液压控制系统连通，大缸前腔通过油缸前端盖侧面油口13与液压控制系统连通，大缸活塞杆2端部与油缸后端盖间空腔接通回油，释放积累的泄漏油。
液压站12由定量泵及控制阀组、电气系统、油箱等附件组成，驱动控制变截面油缸活塞4、活塞杆2和活塞杆6前后往复运动，带动上模9在油缸外往复运动作业，对置于弯臂间的工件进行加工。
变截面油缸的工作原理是，油缸快速(进、退)工况时，利用减小油缸工作面积来提高运动速度，即油缸(或活塞)的工作面积与速度成反比变化。设小缸柱塞直径为d2，大缸活塞4的直径为D，其前活塞杆6直径为d，后活塞杆2直径为d1，大缸活塞前、后两腔的有效工作面积为A1、A，柱塞缸有效工作面积为A2。变截面油缸工作过程如下：
快进—泵输出的压力油经控制系统，由油道(13)向柱塞缸A2供油，活塞向下快速运动，冲头或铆头快速接近工件，其速度(忽略泄漏时)为：
V快进＝4Q泵/(3.14d2 2)同时，A腔的油绝大部分经油道(13)、油道(14)补向A1腔，少量油经二位三通换向阀回油箱。
慢速作业—变截面油缸接触工件，进行冲孔或铆钉。此时油缸负载急剧加大，A腔通油箱，泵同时向A1腔和A2腔供油，增加油缸工作面积，油缸出力增加，运行速度减慢。其速度(忽略泄漏时)为：
V慢进＝Q泵/(A1＋A2)＝4Q泵/[3.14(D2－d1 2＋d2 2)]快退变截面缸冲孔或铆钉作业完毕，快速复位。此时泵向A腔供油，同时A腔经二位三通换向阀、油道(14)与A1腔沟通，A2腔通油箱，形成差动缸，油缸快速上升复位，其速度(忽略泄漏时)为：
V快退＝4Q泵/[3.14(d1 2－d2)]
主要参数设计原则：泵排量及其驱动功率按慢速作业时的需要设计选配；d1大于d；在额定压力下，P额定(A1＋A2)≥F负载。通过优化设计各参数，可实现在变截面油缸进行冲孔或铆钉作业个循环动作时，输入功率相当，最大限度地充分发挥泵输出能量。液压系统油源只需配置一台小排量高压泵，没有多余流量溢流，其容积效率大幅提高。在同样功率消耗条件下，本实用新型作业周期成倍缩短，在同样工作周期、同样出力条件下，功率消耗成倍降低。
本实用新型的作业特点在于大幅提高了空载快速运行速度，符合冲孔冲击工艺要求；另一方面适当降低了慢进作业速度，适应铆钉工艺要求。由于慢进作业行程只占整个循环动作行程的5％左右，此段工作速度降低影响不了整个作业循环速度的大幅提高。同时，只需变换上、下模，变可实现进行冲孔或铆钉作业。
本实用新型靠变截面油缸的工作面积变化实现变速，使泵近似恒功率输出，不仅提高了传动效率，减小了系统发热和系统冲击振动，而且减小了液压驱动站包括泵、阀、管路、油箱、附件等的尺寸，使液压驱动站小型化。

Claims (2)

1、一种快速节能液压冲孔铆钉机主要由工作油缸、弯臂、液压站、模具等构成，其特征在于：所述工作油缸是变截面油缸。
2、根据权利要求1所述的快速节能液压冲孔铆钉机，其特征在于：所述模式具是两套，包括冲模和铆头，安装冲模用于冲孔，安装铆头用于铆钉。
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