[發(fā)明專利]大噸位短行程內高壓成形機

有效

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• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104384289A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 王小松;苑世劍;曹健
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B21D26/039
• 分類號: B21D26/039
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發(fā)明涉及一種大噸位短行程內高壓成形機。

背景技術

管坯內高壓成形技術是一種先進的變截面空心構件制造方法，已廣泛的應用于汽車結構件的生產中，也用于航空航天工業(yè)中的大直徑封閉變截面管件成形。其主要工藝過程為：通過軸向沖頭實現(xiàn)管坯兩端密封，然后對管坯內部充滿液體，并通過外部增壓器提高管坯內部液體壓力，利用液壓力使管坯發(fā)生塑性變形，從而獲得變截面管件。

內高壓成形機是實現(xiàn)管坯內高壓成形的設備，主要包括兩個水平油缸，增壓器，液壓系統(tǒng)，乳化液系統(tǒng)，合模油缸與控制系統(tǒng)。兩個水平油缸分別安裝軸向沖頭提供管坯兩個端頭的密封和軸向進給，通過乳化液系統(tǒng)提供管坯快速填充與增壓器補液，增壓器用于提供高壓液體，合模油缸實現(xiàn)模具開閉并提供內高壓成形時合模力，控制系統(tǒng)實現(xiàn)對上述所有元件的控制。

為保證模具打開時具有足夠的取件空間，合模油缸的行程一般要大于1000mm，由于油缸行程較長，采用這種形式合模油缸的內高壓成形機稱為長行程內高壓成形機。當合模油缸噸位較小，油缸容積較小，開閉模具時進入/排出油缸的液壓油量較小，施加合模力時油液的壓縮量也較小，相應的液壓系統(tǒng)功率也較小，比較適宜采用該種形式長行程合模油缸。

當合模油缸噸位超過50MN時，使用長行程合模油缸的內高壓成形機存在系統(tǒng)功率大，效率低的缺點。以50MN內高壓成形機為例，其合模油缸直徑為1600mm，行程為1000mm時油缸活塞腔容積為2010L，開閉模具的時間均為4s，合模力由零上升至50MN所需時間為2s。達到滿載荷50MN時，液壓系統(tǒng)壓力為25MPa。

開閉模具時也需要大流量的液壓油，但可通過充液閥與回程缸分別解決，不會導致系統(tǒng)功率大幅升高。但當施加合模力時，油缸內壓強由0MPa上升至25MPa時，這部分液壓油必須由液壓油泵提供。

合模油缸內液壓油的壓縮量根據(jù)液體壓縮公式為：

dV＝VβdP＝2010×(1.0×10³)^-1×25＝50.3L，其中dV為液體壓強上升所壓縮的體積，為體積模數(shù)，是液體的固有參數(shù)：，可根據(jù)機械設計手冊選取，dP為上升的壓強差。

合模力上升的時間為2s，即需要在2s內補充50.3L液壓油，則需要配置的液壓泵流量為50.3*60/2＝1509L/min，同比驅動水平油缸與增壓器的液壓泵流量僅為100L/min左右，因此大噸位合模油缸采用長行程結構時所需液壓系統(tǒng)的功率過大。同時每個內高壓成形過程液壓油反復被壓縮釋放，能源浪費大，發(fā)熱嚴重，降低了生產效率。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有大噸位合模油缸采用長行程結構時，由于所需液壓系統(tǒng)的功率大導致的生產效率低問題，而提出一種大噸位短行程內高壓成形機。

一種大噸位短行程內高壓成形機，其組成包括：機身，所述機身上部安裝提升油缸從所述提升油缸頂部插裝提升油缸位移傳感器，所述提升油缸位移傳感器連接所述升油缸內部安裝的提升油缸活塞，所述提升油缸活塞的前側連接滑塊，上模安裝在所述滑塊的下表面，所述上模下方相對設置下摸，管坯設置在所述下模的上表面，所述下模設置于工作臺上表面，大噸位短行程油缸內安裝大噸位短行程油缸活塞，所述大噸位短行程油缸活塞的活塞桿的端部連接于所述工作臺的下表面，所述大噸位短行程油缸連接短行程油缸比例閥，所述大噸位短行程油缸底部外殼上插裝短行程油缸位移傳感器，所述工作臺安裝于所述機身內部的底面上；

所述機身上部的側壁上安裝相對的左側定位油缸和右側定位油缸，所述左側定位油缸連接左側定位油缸比例閥，所述右側定位油缸連接右側定位油缸比例閥；所述左側定位油缸的外壁上插裝左側定位油缸位移傳感器，所述左側定位油缸內安裝左側定位油缸活塞，所述左側定位油缸活塞的右端連接左側限位塊；所述右側定位油缸的外壁上插裝右側定位油缸位移傳感器，所述右側定位油缸內安裝右側定位油缸活塞，所述右側定位油缸活塞的左端連接右側限位塊，所述左側限位塊和右側限位塊形成容納滑塊的空腔；