液壓墊四調(diào)壓系統(tǒng)的研究

液壓墊四調(diào)壓系統(tǒng)的研究

上液壓墊的主要技術(shù)參數(shù)隨著汽車和其他行業(yè)的發(fā)展，用戶不僅要求性能滿足工作條件，而且期望產(chǎn)品外觀。因此，對液壓機的要求也有所增加。我們希望將傳統(tǒng)的液壓機技術(shù)描述各種不規(guī)則零件的壓屑和切割功能，以便實現(xiàn)這些功能。然而，傳統(tǒng)的脈沖液壓機無法執(zhí)行這些功能。傳統(tǒng)的技術(shù)不能滿足零件的四個角落，因此很難壓出材料，浪費率高，無法滿足生產(chǎn)用需求。特別是，特殊材料的加工問題更加突出，這限制了各種沖壓材料的發(fā)展趨勢。為了滿足客戶需求,實現(xiàn)液壓機的多樣化生產(chǎn),在結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)上必須改進,因此增加了上液壓墊,并增加功能元件用于調(diào)節(jié)和控制上液壓墊四角的壓力。本文中所述液壓機上液壓墊的主要技術(shù)參數(shù)見表1所示。上液壓墊主要用于兩種工藝動作:壓料和打料。上液壓墊安裝在主機滑塊內(nèi)部,靠上液壓墊缸實現(xiàn)下行和退回動作,在上限位和下限位都設(shè)有行程限位裝置。用于打料工藝時,上液壓墊處于上限位,當液壓機拉伸動作完成,滑塊開始回程過程中,上液壓墊下行,通過頂桿把模具上的制品頂出,實現(xiàn)打料過程;用于壓料工藝時,上液壓墊處于下限位,在滑塊下行接觸到工件時,上液壓墊通過頂桿壓料,工件四角的壓料力可調(diào),然后滑塊加壓,使工件實現(xiàn)拉伸過程。1.2主要技術(shù)要求上液壓墊四角壓力可直接在觸摸屏上設(shè)定和顯示,壓力顯示精度為0.1MPa,壓力控制精度應該在0.3MPa內(nèi)。上液壓墊安裝有絕對值式直線位移傳感器,使液壓機能方便地實現(xiàn)液壓墊行程轉(zhuǎn)換位置的數(shù)字設(shè)定和壓邊力的比例控制。上液壓墊采用鋼板焊接件,上面布置淬火墊,硬度HRC50以上。上液壓墊壓力控制采用比例壓力控制系統(tǒng),并可實現(xiàn)四角壓力的數(shù)字顯示和數(shù)字控制。壓力測量元件采用壓力傳感器,調(diào)壓控制元件采用高頻響帶反饋精密控制的比例溢流閥,壓力顯示通過觸摸屏顯示。這套比例壓力控制系統(tǒng)能使液壓墊壓力從公稱壓力的15%～100%內(nèi)無級調(diào)節(jié)。整套液壓系統(tǒng)可實現(xiàn)壓力的連續(xù)調(diào)節(jié)、位移的連續(xù)調(diào)節(jié);并可結(jié)合電氣系統(tǒng)通過各種傳感器將壓力、位移及各種報警信號經(jīng)PLC可編程序控制系統(tǒng)處理,完成對整機的控制。壓力和行程位置的調(diào)整可通過觸摸屏上的友好人機界面進行便捷的遠程數(shù)字化調(diào)節(jié)。本液壓系統(tǒng)的目的是提供一種具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、穩(wěn)定可靠、功能全面、性能優(yōu)良、運行成本低,易于實現(xiàn)復雜工件的壓制成型等特點的液壓機上液壓墊的四角調(diào)壓裝置。實現(xiàn)上液壓墊四角調(diào)壓的控制是在上液壓墊的四角上液壓墊缸上設(shè)置一個獨立的液壓控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)中,上液壓墊缸參與壓料工藝動作,為一套獨立的小系統(tǒng);上液壓墊缸實現(xiàn)打料工藝動作時,為另一套獨立的小系統(tǒng)。通過控制不同的電磁閥的通斷,可以選擇上液壓墊是否參與工作。比例溢流閥控制上液壓墊的壓料壓力,通過選擇各個上液壓墊缸相對應的比例溢流閥,控制其本身的壓力。2比例溢流閥控制方法根據(jù)上述的工況分析和液壓系統(tǒng)的要求,設(shè)計液壓系統(tǒng)原理圖如圖1所示,其結(jié)構(gòu)組成主要包括:上液壓墊1,上液壓墊缸2,測壓接頭3,壓力傳感器4,比例溢流閥5,單向閥6、11,壓力表7,插裝閥組8,手動壓閥9,壓力油進油管10等。本文所述的實現(xiàn)上液壓墊四角調(diào)壓的控制是在上液壓墊1的四角上液壓墊缸2上設(shè)置一個獨立的液壓控制單元。其特點為:液壓控制機構(gòu)分別為比例溢流閥5和單向閥6連接構(gòu)成的獨立的壓料控制機構(gòu)和插裝閥組8構(gòu)成的獨立的打料控制機構(gòu);液壓控制機構(gòu)設(shè)有可編程控制器和壓力傳感器,可編程控制器控制比例溢流閥、插裝閥組電磁閥和壓力傳感器;通過控制不同的電磁閥的通斷,可以選擇上液壓墊是否參與工作;比例溢流閥控制上液壓墊的壓料壓力,通過選擇各個上液壓墊缸相對應的比例溢流閥,控制其本身的壓力。通過綜合分析與研究,設(shè)計方案采用上液壓墊共用主系統(tǒng)的一個恒壓變量泵,泵型號為A4VSO180,向系統(tǒng)提供最大流量265L/min,工作壓力為25MPa的工作油源,液壓泵出口安全閥壓力調(diào)至27.5MPa。上液壓墊缸的速度控制用此恒壓變量泵控制(此恒壓變量泵還用于下液壓墊頂出脫模調(diào)速和滑塊工作下行調(diào)速),壓力控制采用比例溢流閥控方案,恒壓變量泵與比例溢流閥組合實現(xiàn)輸入上液壓墊上液壓墊缸流量和壓力的精確控制,既節(jié)省能源又易于實現(xiàn)自動化。上液壓墊的各種工作過程中電磁鐵的動作順序見表2所示。上液壓墊打料工作過程:此時上液壓墊處于上限位,主液壓泵來油進入A口,通過插裝閥組8提供給上液壓墊缸2的無桿腔,上液壓墊下行,通過頂桿把模具中的制品頂出,有桿腔油液通過插裝閥組排回油箱,打料過程完成。通過調(diào)節(jié)手動調(diào)壓閥9的壓力控制打料力,壓力表7和手動調(diào)壓閥9安裝在主機支柱上易于操作者觀察和調(diào)節(jié)的位置,此時比例溢流閥5通過電流為最大值。上液壓墊退回工作過程:此時上液壓墊處于下限位,主液壓泵來油進入A口,通過插裝閥組8提供給上液壓墊缸2的有桿腔,壓力達到可以克服上液壓墊1和上液壓墊缸2的自重時上液壓墊開始回程,此時比例溢流閥5通過電流為最小值,上液壓墊缸2的無桿腔油液通過比例溢流閥排回油箱。上液壓墊壓料工作過程:此時上液壓墊處于下限位,隨滑塊同時下行,當上液壓墊1中的頂桿接觸到模具頂桿,模具頂桿接觸到工件時,無桿腔壓力被動升高,上液壓墊1四角的壓力通過單獨控制四個比例溢流閥5的電流實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié),四個比例溢流閥的電流可根據(jù)工件的壓料力要求在觸摸屏上單獨控制,任意匹配,通過壓力傳感器4及電氣控制將數(shù)據(jù)反饋到PLC中,通過數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理,顯示在觸摸屏上,方便操作者讀取和設(shè)置工作參數(shù)。壓料是指上液壓墊帶預壓力,停止在上液壓墊行程的下限位上,由滑塊體承受此預壓力,不得傳遞到模具上;滑塊下行至模具壓料機構(gòu)工作行程內(nèi)時,此預壓力傳遞到模具頂桿上。隨滑塊下行,上液壓墊保持比例溢流閥預先設(shè)定的壓力被動上行;當滑塊下行到下止點并持壓結(jié)束時將此墊力減至預壓力(此力可調(diào),用于滑塊上行時脫模),隨滑塊上行上液壓墊在自重作用下主動下行至墊行程的下限位,以備下一工作循環(huán)?？紤]到該液壓系統(tǒng)的特點,為了提高安全可靠性,還做了以下幾點細節(jié)補充:為了避免壓料時壓料力被手動調(diào)壓閥9干擾,在比例溢流閥5和插裝閥組之間采用單向閥6,實現(xiàn)獨立控制;由于壓料時為被動建壓,此時主液壓泵不供油,上液壓墊缸2有桿腔通過單向閥11從油箱補油,避免系統(tǒng)產(chǎn)生真空吸入空氣;打料時上液壓墊1在上限位,為了避免上液壓墊缸2有桿腔油液泄漏產(chǎn)生下滑,有桿腔支撐采用電磁球閥(插裝閥組8中的YA1電磁閥),密封可靠,減少泄漏;由于上液壓墊缸2安裝在主機滑塊中,滑塊為活動部件,為了避免由于滑塊運動時拉斷上液壓墊缸2的油管,連接上液壓墊缸2的油管采用液壓膠管,通過拖鏈安裝在主機支柱與滑塊之間,隨滑塊上下移動。3液壓系統(tǒng)的組成和特點液壓機上液壓墊由于采用了該四角調(diào)壓的技術(shù)方案,與現(xiàn)有技術(shù)相比,該系統(tǒng)可以有效的調(diào)節(jié)液體工作壓力和流量,其控制穩(wěn)定、可靠,而且將此項技術(shù)應用在液壓機上后,可以使該類型液壓機在具有拉伸、彎曲、成型等工藝的同時,還具有反拉伸、打料等功能,使功能更為全面,性能更為優(yōu)良,同時根據(jù)加工工件的外形不同,任意調(diào)節(jié)上液壓墊四角壓力參與工作,降低了加工過程中的運行成本,易于實現(xiàn)復雜工件的壓制成型,且節(jié)省了能源,減少液體的沖擊,降低了機器的躁聲,對外界的污染也得到了改善,保護了環(huán)境,所以此項技術(shù)具有很高的推廣應用價值。通過對上液壓墊工作狀態(tài)進行分析,設(shè)計了采用恒壓變量泵與比例溢流閥組合的液壓系統(tǒng),通過反復