鋁型材擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理

1、源昌XJ系列銅鋁型材擠壓機(jī)一、概述(一)主要技術(shù)參數(shù)與特點(diǎn)隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)生活的飛速發(fā)展，人們對(duì)銅、鋁、鎂、鉛等有色金屬及合金的各種建筑 型材、工業(yè)型材、車輛及航空型材等各種標(biāo)準(zhǔn)及非標(biāo)型材的需求十分迫切。為了迅速滿足市場(chǎng)需求，無錫市源昌機(jī)械制造有限公司等單位近年消化、吸收了國(guó)外有關(guān)先進(jìn)技術(shù)而開 發(fā)、研制、生產(chǎn)的 XJ系列銅鋁型材擠壓機(jī)，填補(bǔ)了這方面的一塊國(guó)內(nèi)空白。該系列銅鋁型材擠壓機(jī)的外觀如圖14-1所示，其主要技術(shù)參數(shù)參見表14-1。XJ系列銅鋁型材擠壓機(jī)的主要特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)采用四柱臥式，全面液壓驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)化電氣控制。油箱上置，液壓電氣系統(tǒng)整體發(fā)裝，排列整 齊，安裝、維修方便。

2、(2)采用兩工位橫向換模機(jī)構(gòu)，自動(dòng)升錠機(jī)構(gòu)，安全快捷。(3)空行程采用快速充液及回油裝置，節(jié)省能源，工作效率高。(4)液壓采用德國(guó) REXROTH、美國(guó)VICKERS等名牌公司產(chǎn)品或國(guó)內(nèi)符合ISO-9000系列國(guó)際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)廠家的名牌產(chǎn)品。(5)擠壓速度由比例調(diào)速油泵作分段設(shè)定調(diào)速，可適用于不同擠壓工藝要求。(6)電氣控制動(dòng)作采用 PC機(jī)，可靠靈敏。(7)銅棒材壓余處理，可采用液壓立鋸，使制品和壓余能輕松分離，降低模具消耗成本。(8)用于銅合金線材的擠壓加工，取代老式的邊鑄加回火軋制工藝，一次性能擠壓成85的線材，從而大大降低了生產(chǎn)成本，產(chǎn)品大大降低了生產(chǎn)成本，產(chǎn)品質(zhì)量也得到了相應(yīng)提高。(二)工

3、作原理與基本結(jié)構(gòu)XJ系列銅鋁型材擠壓機(jī)的工作原理為：銅、鋁、鎂等鑄棒坯料由加熱爐加熱到所需的擠壓溫度后放入 盛錠筒內(nèi)，然后由工作缸活塞帶動(dòng)擠壓桿進(jìn)行快速推進(jìn)直至擠壓桿桿頭部進(jìn)入模筒，此時(shí)預(yù)調(diào)好的主令 開關(guān)發(fā)出信號(hào)，使工作缸由快速轉(zhuǎn)為慢速“工進(jìn)”，進(jìn)行擠壓加工。在擠壓前，盛錠筒及模具先進(jìn)行預(yù)熱。在擠壓過程中，盛錠筒由電加熱圈預(yù)熱，溫度由控溫儀根據(jù)所需 的擠壓要求自動(dòng)調(diào)節(jié)，使其保持恒定。每次擠壓工進(jìn)結(jié)束后由剪切裝置將殘料部分與模具剪斷分離。該 系列擠壓機(jī)采用行程自動(dòng)循環(huán)，由液壓與電氣配合實(shí)現(xiàn)，并輔以手動(dòng)調(diào)整，以應(yīng)付意外情況的急停、暫 停等功能，所以具備較好的安全性能。XJ系列銅鋁型材擠壓機(jī)的基本結(jié)

4、構(gòu)如圖14-2所示。該擠壓機(jī)由四條優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼漲主柱6將橫梁1與主油缸17等連接堅(jiān)固，中間裝有柱塞18、活塞托架8、擠壓桿19、活動(dòng)棟梁4、移模機(jī)構(gòu)22、自動(dòng)升錠機(jī)構(gòu) 7和剪切機(jī)構(gòu)3等大構(gòu)件組成。 這些構(gòu)件置于槽鋼 與鋼板焊接而成的機(jī)座1 4上，油箱1 1安裝于主缸1 7上部。主油缸材料采用ZG3 5鑄鋼件，快速 缸1 6固定于主缸1 7兩側(cè)，用于快速帶動(dòng)主柱塞1 8的進(jìn)退，主缸內(nèi)裝有適當(dāng)長(zhǎng)度的導(dǎo)向襯套，以托 住柱塞1 8 ,柱塞為冷硬鑄件材料，表面硬度達(dá)H R C 6 5 7 0?；钊屑?與柱塞1 8及快速邊缸1 6的活塞桿用螺栓固定，底部用導(dǎo)板在機(jī)座導(dǎo)軌2 0上移動(dòng)，以此 來支撐主柱塞1

5、8的重量外，還可以保持工作中心軸線的一致。ZG3 5鑄鋼件活動(dòng)棟梁4,內(nèi)置盛筒，電熱圈和保溫材料，底部也用導(dǎo)板在機(jī)座導(dǎo)軌2 0上滑移并保 持工件中心軸線的一致。移模機(jī)構(gòu)2 2為雙孔兩位式機(jī)構(gòu)，一邊用于安裝模具，另一邊為清料機(jī)。移?；瑝K由移模缸2 1驅(qū)動(dòng)， 移模時(shí)兼有剪料功能。剪切機(jī)構(gòu)3固定于前棟梁1內(nèi)側(cè)、移模機(jī)構(gòu)2 2上方，用于剪切擠壓結(jié)束后的余料，剪切動(dòng)力液壓缸置于頂部，能很好地遠(yuǎn)離熱源，延長(zhǎng)密封圈的壽命。剪切片與模具平面的間隙非常重要，應(yīng)控制在0. 5 mm以內(nèi)。供錠器7（升錠機(jī)構(gòu)）采用液壓上舉結(jié)構(gòu)，能迅速而正確地將坯錠上舉至工作中心，當(dāng)擠壓桿19將擠壓墊塊快速推至擠壓筒口時(shí)，它能迅速下降

6、，轉(zhuǎn)入擠壓工進(jìn)動(dòng)作。升錠機(jī)構(gòu)料斗的中心調(diào)整非常重要，調(diào)整方法為：升錠液壓缸將料斗上舉至極限位置（即液壓缸行程終 端），觀察料斗內(nèi)角面是否與盛錠筒內(nèi)孔圓線相切，如位置不對(duì)，先松開活塞桿頭部調(diào)節(jié)套鎖緊螺帽， 按調(diào)節(jié)方向轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)套以改變聯(lián)接長(zhǎng)度，把料斗升降至內(nèi)角尺面與之相切為止，鎖緊調(diào)節(jié)套兩端螺帽?；顒?dòng)棟梁4內(nèi)的盛錠筒需要更換時(shí)，先把機(jī)器各運(yùn)動(dòng)部件復(fù)位至原始狀態(tài)，拆除盛錠筒靠模具端鎖緊對(duì) 開式檔圈，取聯(lián)接專用圈（裝拆盛錠筒專用件），用螺栓把其固定于擠壓桿壓圈上，啟動(dòng)機(jī)器，進(jìn)行快 進(jìn)動(dòng)作，使聯(lián)接圈前面靠盛錠筒端面。用螺栓把盛錠筒與聯(lián)接圈固定住，啟動(dòng)已退動(dòng)作，由聯(lián)接圈帶動(dòng) 盛錠筒脫離活動(dòng)棟梁。XJ系列銅

7、鋁型材擠壓機(jī)的工作順序如表14-2所示。二、XJ630系列擠壓機(jī)的液壓系統(tǒng)分析源昌XJ630型銅鋁材擠壓機(jī)的液壓系統(tǒng)工作原理圖如14-3所示，表14-3為該機(jī)液壓執(zhí)行動(dòng)作的電磁鐵狀態(tài)。（一）液壓泵等元件XJ630型擠壓機(jī)中動(dòng)力源由以下三只泵組成：泵B0:型號(hào)為YB-A9B型單聯(lián)葉片泵的工作壓力由溢流閥YF0調(diào)定為5MPa。泵B0的唯一作用是向作為主泵的電液比例排量調(diào)節(jié)變量泵B2,供給變量控制油，以保證泵B2電液比例變量部份可靠地工作。泵B1和泵B3:泵B1和泵B3為YB160/32雙聯(lián)葉片泵的兩個(gè)單泵。 采用共同軸傳動(dòng)，泵B1和泵B3的排量分別為160mL/r和32mL/r。 小排量的B1泵承

8、擔(dān)向供錠缸和模架缸 （參見圖14-2和圖14-3）供油的任務(wù)，其工作壓力由溢流閥 YF1、 YF2和電磁鐵HF1實(shí)行兩級(jí)控制。當(dāng)DT1未通電時(shí)，泵B1的工作壓力由 YF2調(diào)定為5MPa ;當(dāng)主機(jī)模 架缸運(yùn)動(dòng)需較高壓力時(shí)，則 DT1通電，泵B1的工作壓力由 YF1調(diào)定為12MPa。泵B3承擔(dān)著主缸快速缸供油、盛錠筒進(jìn)退供油及向剪切缸供油的任務(wù)。其工作壓力由電磁溢流閥DYF2（DBW20b型）調(diào)節(jié)，當(dāng)電磁鐵 DT3失電時(shí)，泵 B3卸荷，DT3通電時(shí)，泵 B3的工作壓力由 DYF2調(diào)定為21MPa。泵B2為A7V117型斜軸式軸向柱塞泵，結(jié)構(gòu)型式為系列，順時(shí)針轉(zhuǎn)向，平鍵輸出軸伸。泵B2作為液壓系統(tǒng)最

9、主要的液壓泵，為了了揮電動(dòng)機(jī)功率的最大效率并適應(yīng)主液壓缸輕負(fù)載快速、重負(fù)載時(shí)慢速的工作特性，特別是適應(yīng)不同材質(zhì)錠料擠壓時(shí)各段速度的不同需要，泵B2采用電液比例控制變量調(diào)節(jié)。當(dāng)電磁鐵DT2失電時(shí)，電磁溢流閥 DYF1令泵B2卸荷。當(dāng)電磁鐵 DT2通電后，泵B2由DYF1調(diào)定為 21MPa以上。小泵B4承擔(dān)對(duì)油箱內(nèi)油液的濾清工作。該液壓系統(tǒng)中有關(guān)液壓元件的具體名稱、規(guī)格見表14-4（二）動(dòng)作過程1.準(zhǔn)備階段按照操作規(guī)程，將機(jī)、液及電氣所有元件檢查就緒后，切換電氣開關(guān)至手動(dòng)（半）自動(dòng)復(fù)制循環(huán)位置（手動(dòng)或（半）自動(dòng)動(dòng)作順序相一致）。此時(shí)，全部電磁欠鐵皆失電。啟動(dòng)D0電動(dòng)機(jī)D0、D1 ,泵B0和泵B2、

10、泵B1、泵B3分別運(yùn)車專,泵 B2、泵B3分別通過電磁鐵溢流閥DYF1和閥DYF2卸荷。泵B1由溢流閥YF2控制，初始工作壓力為 5MPa以下，并且至始至鄉(xiāng)終不 卸荷地運(yùn)行。當(dāng) DT1通電后，泵B1則切換至12MPa工作壓力的狀態(tài)。當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī) D1后，比例電磁鐵BT隨即通電，此后，泵 B2運(yùn)行中，該電控比例控制變量機(jī)構(gòu)一直在運(yùn)行。而運(yùn)行的泵B0,其輸出壓力油，通過單向閥DF0,進(jìn)入泵B2變量控制機(jī)構(gòu)。以上諸點(diǎn)在以后各動(dòng)作環(huán)節(jié)中一般不再贅述。2鎖緊電磁鐵 DT3、DT5b通電。DT3通電，泵B3停止卸荷并在電磁溢流閥DYF2調(diào)定（21MPa）限壓狀態(tài)下開始運(yùn)行。DT5b通電，閥DHF2右端工位

11、接通工作。泵B3輸出壓力油-單向閥DF3 f閥DHF2右工位-對(duì)稱的兩只（一副）鎖緊缸有桿腔；鎖緊缸無桿腔 回油-油箱。鎖緊缸向前運(yùn)動(dòng)并拖帶活動(dòng)橫梁4及其內(nèi)藏的盛錠筒與模具扣合并鎖緊，該位置同行程開關(guān)9XK調(diào)定，到位則 9XK發(fā)訊令DT5b失電。3 .供錠電磁鐵DT8a通電。泵B1供油-單向閥DF1 -閥HF左端工位-單向節(jié)流閥DLF2單向閥部份-供錠缸有桿腔；供錠缸無桿腔存油-單向節(jié)流閥DLF1的節(jié)流部份（可調(diào)）-回油箱。供錠器帶動(dòng)錠料上抬至行程開關(guān)13XK處（錠料軸線與盛錠筒軸線重合），13XK發(fā)訊，DT8a失電，保持供錠器停在上述位置。4 .快進(jìn)電磁鐵 DT2、DT3、DT9和DT4b通

12、電。泵B2、泵B3停止卸荷，DT4b、DT9通電，主缸增速機(jī)構(gòu)工作，快速邊缸帶動(dòng)主缸前移工作。具體油流途徑為：泵B2f單向閥DF2f閥DHF1右位腔接通 快速缸無桿；泵B3f單向閥DF3 f閥DHF4左腔接通-單向閥DF4 f快速缸無桿腔；與泵 2油流混流增速?？焖俑子袟U腔回油 f閥DFH1右腔接通-回油箱?？焖俑讕?dòng)主缸柱塞迅速前移；主缸內(nèi)腔形成真空，此時(shí)，油箱中的液壓油在大氣壓力，推開充液閥CF向主缸迅速充液。主缸得以快進(jìn)，使擠壓缸帶著擠壓缸帶著擠壓墊迅速接近錠料。5 .供錠器下主缸快速行至2XK行程開關(guān)位置，即擠壓桿已將錠料壓入盛錠（料）筒。此時(shí)，電氣控制中PLC發(fā)訊令，電磁鐵DT8b通

13、電，閥HF3換向，使右位接通工作，供錠缸下退至12XK處，閥HF3回復(fù)至中位，供錠下停止。6 .恢復(fù)快進(jìn)供錠器下后，迅速將加熱后錠料壓進(jìn)模具腔內(nèi)。電磁鐵通斷狀態(tài)、液壓回路與前述快進(jìn)相同?？爝M(jìn)至4XK行程開關(guān)處，或當(dāng)快速進(jìn)壓力達(dá)到10MPa使壓力繼電器 YJ動(dòng)作時(shí)，電氣發(fā)訊使快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)。7 .排氣避免成型材料中產(chǎn)生氣泡，在擠壓工作過程中須安排排氣工藝。電磁鐵DT5a、 DT4a通電，此時(shí)錠料已同軸地精確進(jìn)入模具，故鎖緊油缸和快速油缸可即時(shí)放松，使 擠壓桿狀態(tài)中可能存在的空氣逸出。8 .工進(jìn)電磁鐵 DT2、DT10、DT4b通電，DT2使比例泵 B2在21MPa壓力內(nèi)工作。此時(shí)，處于擠壓桿頂壓坯料

14、穿過?？椎母邏簲D壓工作階段。須主缸大缸和邊缸小腔共同施壓完成工作。此時(shí)，盛錠筒鎖緊壓力油缸由減壓閥JF通過單向閥DF5進(jìn)入鎖緊缸的有桿腔。油流途徑，其進(jìn)油：泵B2壓力油-單向閥DF2 f電磁閥DHF1右工位-快速缸-達(dá)到順序閥SF調(diào)定值-SF打開-主缸（充 液閥CF自動(dòng)關(guān)閉）-高壓推動(dòng)主缸和柱塞工進(jìn)。回油路線：主缸為單作用柱塞缸，工進(jìn)時(shí)無回油；快速缸回油，通過DHF1右端工位回油。9 .繼續(xù)工進(jìn)繼續(xù)工進(jìn)擠壓工作。電磁鐵通電與液壓回路狀態(tài)與前述工進(jìn)相同。10 .工進(jìn)調(diào)速狀態(tài)與工進(jìn)相同。工進(jìn)過程中，為適應(yīng)材料塑形形變規(guī)律，所需要速度常常不能很快且需分段調(diào)速。電氣控制中由PLC發(fā)出指令，控制比例泵B2的變量，得到各種必要的調(diào)節(jié)速度。11 .鎖緊松開此時(shí)，坯料已擠壓結(jié)束。電磁鐵DT3通電，僅泵 B3供油。電磁鐵DT5a通電，閥DHF2左位接通工作，鎖緊缸無桿腔進(jìn)油，有桿腔回油，鎖緊松開。12 .快退準(zhǔn)備：繼續(xù)上述鎖緊松開的狀態(tài)至行程開關(guān)7XK處停止，閥DHF2恢復(fù)中位?？焱藙?dòng)作：電磁鐵 DT2、DT4a通電。DT2通電，泵B2停止卸荷而供油工作。DT4a使閥DHF1左位接通工作