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液压拉伸垫在机械压力机

发布时间:2014-03-06 00:08:11　作者: 信息来源:

随着汽车工业的发展，数控液压拉伸垫已成功地在机械压力机生产线上得到运用，与传统的双动压力机压边和单动压力机配合纯气动式气垫压边相比较，数控液压拉伸垫具备许多优良的特性。

　　1 技术优势

　　双动压力机压边，工件质量虽然比较好但需要增加翻转机构；单动压力机配合气动拉伸垫的压边，无需翻转机构，但气动拉伸垫公称能力小，而液压拉伸垫，公称能力足够大，工件质量比双动压机更好，且压力调整准确，设有预加速功能，减少冲击，上顶料行程任意设定，满足了串联压力机自动生产线的要求。

　　2 数控液压拉伸垫工作原理及过程

　　2.1 工作原理

　　数控液压垫控制部分包括一套完整的液压控制系统，主要包括：液压泵、液压缸、控制阀管路、感应监控装置等，该系统采用了大量的逻辑控制阀并将其组合起来，能够通过控制阀组来控制执行元件，满足液压垫的各种工艺动作要求。

　　液压垫执行元件主要是上顶冠、液压缸和控制缸，上顶冠与顶料杆接触，通过顶料杆将工件夹紧。主液压缸，布置于顶冠下平面的四角上。控制缸为双作用缸，可以对顶冠的运行速度加以控制，并保证其在行程范围内快速定位。

　　2.2 工作过程

　　液压拉伸垫的动作顺序：

　　（1）充液：顶冠向下运动之前，控制缸充液，保证顶料力。

　　（2）预加速：是指上模下行未接触到顶杆以前，对控制缸活塞上腔注入压力油，使液压垫下移，此时拉伸垫产生下移加速度，以减少接触冲击。

　　（3）拉伸：当顶料杆瞬时产生压力，拉伸垫开始工作时，伺服阀按预先设定的压力控制液压缸回油流量，拉伸过程压边力可以改变，可自动设定，位移和压力。传感器检测缸中压力值被反复送入比较，如果压力低于输入压力，比较器输出一个信号进入PLC，伺服阀阀芯移动一个位置，从而完成压力反馈的自动控制。

　　（4）闭锁：与一般气垫闭锁要求一样，在滑块移动到下死点时，对控制缸活塞上腔注入压力油，使其克服液压缸的阻力继续下移约2～3mm。并保持一段时间。

　　（5）辅助上升：在闭锁的状态下，将活塞上腔油缸打开，油返回油箱，辅助上升一段距离，活塞上腔油缸关闭，延时到曲柄300°控制缸下腔继续充液上升，，活塞上腔油缸打开，线性传感器动作；液压缸缓慢充液上升，随后上升到位。

　　3 数控液压拉伸垫参数的选择

　　3.1 数控液压拉伸垫能力的选择

　　选择在该设备所生产的最大的零件，以轿车覆盖件G1类侧围板为例，尺寸3.2～3.6m×1.6m左右，板厚0.8～1.2mm。

　　（1）拉伸垫能力计算值：

　　P=L×m×Q（1）

　　式中，Q-面压（N/mm2），Q=2.5～3N/mm2；L-压边长度（mm）；m-压边宽度（mm），m=40～60mm；代入可得：P=3192KN

　　（2）拉伸垫能力

　　P′=K′P（2）

　　式中，K′-能力不均系数，K′=1.25；可得：P′=3990KN

　　（3）拉伸垫四个液压缸压力调整

　　上顶冠建立平面坐标x、y，分四个象限，每个象限的压边力相对坐标x、y的力臂应尽量平衡，避免在x、y方向顶冠倾斜；拉伸垫四个液压缸压力通过顶冠上顶杆瞬间分配到顶冠上各个方向上去，分配的不好，造成导轨过载。因此在四个象限内拉伸垫液压缸压力调整取决顶杆布置。拉伸垫顶冠的偏心负荷的计算：图1为拉伸垫顶冠偏载负荷曲线，力矩按导轨承受许用偏载力矩计算，所得的力矩数值应在曲线下方，曲线偏载力矩139.5KNm。

　　3.2 数控液压拉伸垫消耗能量

　　压机拉伸时液压垫消耗能量A分两部分：变形功和压边功：

　　A= C·L·t·σb·h + P″·S（3）

　　式中，C-拉伸力不均匀系数，C=0.65～0.8；L-直边部分全长（mm）； t-板厚（mm）；σb-抗拉强度（MPa）；h-拉伸深度（mm）；P″-压边能力计算值（KN），P″=3300KN；S″-拉伸行程平均值（m），侧围板S″<0.20m；得到A=600KJ

　　拉伸垫是压力机线的主要能量消耗部件，对于可利用的最大压边力和变形功的计算必须考虑到最大行程次数和拉伸深度、拉伸垫压力特性曲线（如图2）。每一套模具使用前，必须按拉伸垫压边力-行程、行程次数-能量-功率的关系曲线计算：

　　压力机能量是统一分配，各部分能量消耗有很大伸缩性，计算数控液压拉伸垫消耗功率PV：

　　PV=A×N×K/60（4）

　　式中：PV-拉伸垫消耗功率（KW）；A-拉伸垫单次拉伸消耗能量（KJ）；N-压力机线生产节拍；K-能量伸缩系数，取1.1；代入数值得到PV=140KW；设计时需在曲线的安全范围内设计和使用。

　　4 结束语

　　数控液压拉伸垫凭借其优良的特性，在机械压力机中广泛应用并取得良好的效果。在对液压垫进行选型时，可以参照以上公式和图表进行参数选择。