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技術文章

液壓拉伸墊在機械壓力機

發布時間:2014-03-06 00:08:11　作者: 信息來源:

 隨著汽車工業的發展，數控液壓拉伸墊已成功地在機械壓力機生產線上得到運用，與傳統的雙動壓力機壓邊和單動壓力機配合純氣動式氣墊壓邊相比較，數控液壓拉伸墊具備許多優良的特性。 

　　1 技術優勢 
　　雙動壓力機壓邊，工件質量雖然比較好但需要增加翻轉機構；單動壓力機配合氣動拉伸墊的壓邊，無需翻轉機構，但氣動拉伸墊公稱能力小，而液壓拉伸墊，公稱能力足夠大，工件質量比雙動壓機更好，且壓力調整準確，設有預加速功能，減少沖擊，上頂料行程任意設定，滿足了串聯壓力機自動生產線的要求。 
　　2 數控液壓拉伸墊工作原理及過程 
　　2.1 工作原理 
　　數控液壓墊控制部分包括一套完整的液壓控制系統，主要包括：液壓泵、液壓缸、控制閥管路、感應監控裝置等，該系統采用了大量的邏輯控制閥并將其組合起來，能夠通過控制閥組來控制執行元件，滿足液壓墊的各種工藝動作要求。 
　　液壓墊執行元件主要是上頂冠、液壓缸和控制缸，上頂冠與頂料桿接觸，通過頂料桿將工件夾緊。主液壓缸，布置于頂冠下平面的四角上。控制缸為雙作用缸，可以對頂冠的運行速度加以控制，并保證其在行程范圍內快速定位。 
　　2.2 工作過程 
　　液壓拉伸墊的動作順序： 
　　（1）充液：頂冠向下運動之前，控制缸充液，保證頂料力。 
　　（2）預加速：是指上模下行未接觸到頂桿以前，對控制缸活塞上腔注入壓力油，使液壓墊下移，此時拉伸墊產生下移加速度，以減少接觸沖擊。 
　　（3）拉伸：當頂料桿瞬時產生壓力，拉伸墊開始工作時，伺服閥按預先設定的壓力控制液壓缸回油流量，拉伸過程壓邊力可以改變，可自動設定，位移和壓力。傳感器檢測缸中壓力值被反復送入比較，如果壓力低于輸入壓力，比較器輸出一個信號進入PLC，伺服閥閥芯移動一個位置，從而完成壓力反饋的自動控制。 
　　（4）閉鎖：與一般氣墊閉鎖要求一樣，在滑塊移動到下死點時，對控制缸活塞上腔注入壓力油，使其克服液壓缸的阻力繼續下移約2～3mm。并保持一段時間。 
　　（5）輔助上升：在閉鎖的狀態下，將活塞上腔油缸打開，油返回油箱，輔助上升一段距離， 活塞上腔油缸關閉，延時到曲柄300°控制缸下腔繼續充液上升，， 活塞上腔油缸打開，線性傳感器動作；液壓缸緩慢充液上升，隨后上升到位。 
　　3 數控液壓拉伸墊參數的選擇 
　　3.1 數控液壓拉伸墊能力的選擇 
　　選擇在該設備所生產的最大的零件，以轎車覆蓋件G1類側圍板為例，尺寸3.2～3.6m×1.6m左右，板厚0.8～1.2mm。 
　　（1）拉伸墊能力計算值： 
　　P=L×m×Q（1） 
　　式中，Q-面壓（N/mm2），Q=2.5～3N/mm2；L-壓邊長度（mm）；m-壓邊寬度（mm），m=40～60mm；代入可得：P=3192KN 
　　（2）拉伸墊能力 
　　P′=K′P（2） 
　　式中，K′-能力不均系數，K′=1.25；可得：P′=3990KN 
　　（3）拉伸墊四個液壓缸壓力調整 
　　上頂冠建立平面坐標x、y，分四個象限，每個象限的壓邊力相對坐標x、y的力臂應盡量平衡，避免在x、y方向頂冠傾斜；拉伸墊四個液壓缸壓力通過頂冠上頂桿瞬間分配到頂冠上各個方向上去，分配的不好，造成導軌過載。因此在四個象限內拉伸墊液壓缸壓力調整取決頂桿布置。拉伸墊頂冠的偏心負荷的計算：圖1為拉伸墊頂冠偏載負荷曲線，力矩按導軌承受許用偏載力矩計算，所得的力矩數值應在曲線下方，曲線偏載力矩139.5KNm。 
　　3.2 數控液壓拉伸墊消耗能量 
　　壓機拉伸時液壓墊消耗能量A分兩部分：變形功和壓邊功： 
　　A= C·L·t·σb·h + P″·S（3） 
　　式中，C-拉伸力不均勻系數，C=0.65～0.8；L-直邊部分全長（mm）； t-板厚（mm）；σb-抗拉強度（MPa）；h-拉伸深度（mm）；P″-壓邊能力計算值（KN），P″=3300KN；S″-拉伸行程平均值（m），側圍板S″<0.20m；得到A=600KJ 
　　拉伸墊是壓力機線的主要能量消耗部件，對于可利用的最大壓邊力和變形功的計算必須考慮到最大行程次數和拉伸深度、拉伸墊壓力特性曲線（如圖2）。每一套模具使用前，必須按拉伸墊壓邊力-行程、行程次數-能量-功率的關系曲線計算： 
　　壓力機能量是統一分配，各部分能量消耗有很大伸縮性，計算數控液壓拉伸墊消耗功率PV： 
　　PV=A×N×K/60（4） 
　　式中：PV-拉伸墊消耗功率（KW）；A-拉伸墊單次拉伸消耗能量（KJ）；N-壓力機線生產節拍；K-能量伸縮系數，取1.1；代入數值得到PV=140KW；設計時需在曲線的安全范圍內設計和使用。 
　　4 結束語 
　　數控液壓拉伸墊憑借其優良的特性，在機械壓力機中廣泛應用并取得良好的效果。在對液壓墊進行選型時，可以參照以上公式和圖表進行參數選擇。