專利名稱：一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變截面異形管件脹形設(shè)備，具體為一種雙工位，以超高壓水 為成型介質(zhì)、主要用于變截面異型管件整體加工的脹形設(shè)備。
背景技術(shù)：
變截面異性管件的整體成型零件具有成本低、重量輕、機(jī)械性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，在很 多行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用需求，尤其在汽車、航空和移動(dòng)設(shè)備等制造領(lǐng)域，異型管件的應(yīng)用在 很大程度上決定了其整體設(shè)備的性能高低。但同時(shí)、變截面異性管件的制造對(duì)設(shè)備、技術(shù)、 漲形工藝有很高的要求。目前國(guó)際上變截面異性管件普遍采用兩種傳統(tǒng)的加工方法，第一 是采用機(jī)械外力將所需管件進(jìn)行分段成型后再拼裝焊接在一起，這樣成型的零件在機(jī)械強(qiáng) 度、外形尺寸、性能，外觀等方面很難達(dá)到預(yù)期的要求。第二是使用標(biāo)準(zhǔn)壓機(jī)設(shè)備，采用成 型模具的方式進(jìn)行脹形，這種方式由于成型效果好，產(chǎn)品性能優(yōu)異，得到廣泛應(yīng)用。其不足 是設(shè)備體積龐大，控制精度較差，由于管件在脹形過(guò)程中對(duì)上、下模具和左、右補(bǔ)料油缸都 要產(chǎn)生很大的反推力，這種反推力會(huì)導(dǎo)致上、下模具在脹形過(guò)程中產(chǎn)生位移或左、右補(bǔ)料油 缸無(wú)法準(zhǔn)確定位而造成脹形失敗，為了保持設(shè)備工作的可靠性與穩(wěn)定性，現(xiàn)有的脹形設(shè)備 大多采用標(biāo)準(zhǔn)3000T以上的三梁四柱式油壓機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)上、下模具合模，用固定在油壓機(jī)兩 端的高強(qiáng)度鋼構(gòu)件實(shí)現(xiàn)左、右補(bǔ)料缸定位。此外，現(xiàn)有技術(shù)的脹形設(shè)備采用一個(gè)上模對(duì)應(yīng)一 個(gè)下模構(gòu)成一套成型模具，工作時(shí)上模固定，由下模在一次張合過(guò)程中完成工件固定、合模 成型、與上模分離并卸下工件的工作。可以看出，成型設(shè)備的工作效率主要取決于下模具動(dòng) 作，特別是安裝與拆卸工件的時(shí)間長(zhǎng)短，但是在只有一個(gè)下模具的情況下，要提高設(shè)備工作 效率是很困難的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)上的不足，設(shè)計(jì)了一種雙工位變截面異形管件脹形 機(jī)，解決了現(xiàn)有技術(shù)的脹形設(shè)備體積龐大，操作復(fù)雜，工作效率低的問(wèn)題。本實(shí)用新型的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，包括機(jī)架，在機(jī)架上有上模具、 下模具、主壓缸及補(bǔ)料油缸，其特征在于所述的補(bǔ)料油缸包括左補(bǔ)料油缸與右補(bǔ)料油缸，所 述兩個(gè)補(bǔ)料油缸分別固定在上模具的兩側(cè)。所述的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，其特征在于所述左補(bǔ)料油缸與右補(bǔ)料 油缸上分別安裝有左補(bǔ)料油缸位移傳感器和右補(bǔ)料油缸位移傳感器，在下模具的兩側(cè)分別 固定有左補(bǔ)料油缸鎖閉塊和右補(bǔ)料油缸銷閉塊。所述的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，其特征在于設(shè)置有兩套下模具，分別 為下模具A和下模具B，所述的兩套下模具在分模狀態(tài)下置于同一導(dǎo)軌上并與同一驅(qū)動(dòng)裝 置連接。所述的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，其中的驅(qū)動(dòng)裝置包括在導(dǎo)軌一端設(shè)置 的液壓馬達(dá)、與液壓馬達(dá)匹配的鏈條及置于導(dǎo)軌另一端的鏈輪，在下模具的下側(cè)與鏈條對(duì)應(yīng)位置有與鏈條孔匹配的鏈孔銷。所述的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，其特征在于主壓缸與下模具之間有下 模托板，在下模托板上安裝有定位油缸。本實(shí)用新型采用了多項(xiàng)新工藝、新技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控 制精度高、通過(guò)專用的數(shù)控系統(tǒng)、參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)將復(fù)雜的參數(shù)計(jì)算變得簡(jiǎn)單化，易操作。 將左、右補(bǔ)料油缸直接固定在上模具的左右兩側(cè)，可以有效減小油缸的體積和工作封閉容 腔，提高伺服控制精度，達(dá)到快速響應(yīng)和精確定位。同時(shí)還可以簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備要 求，降低造價(jià)。通過(guò)設(shè)置兩套下模具與同一上模具配套工作，使得下模具在工作過(guò)程中有了 兩個(gè)操作工位，一個(gè)下模具在合模狀態(tài)下脹形的同時(shí)另一個(gè)模具伸出框架外，進(jìn)行工件的 拆卸和安裝，可節(jié)約設(shè)備等待時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

圖1是本實(shí)用新型的縱向結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型的合模狀態(tài)橫向結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型的分模狀態(tài)橫向結(jié)構(gòu)圖；圖中1-上梁2-精密導(dǎo)柱3-下模支撐板4-導(dǎo)軌5-V型滑槽6_復(fù)位油缸 7-主壓缸8-立柱9-下梁10-鋼帶預(yù)應(yīng)力纏繞層11-上模具12-左補(bǔ)料油缸連接 塊13-左補(bǔ)料油缸14-左補(bǔ)料油缸鎖閉塊15-左補(bǔ)料油缸位移傳感器16-右補(bǔ)料油 缸連接塊17-右補(bǔ)料油缸18-下模具19-右補(bǔ)料油缸鎖閉塊20-右補(bǔ)料油缸位移傳 感器21-右補(bǔ)料缸壓頭22-左補(bǔ)料油缸壓頭23-液壓馬達(dá)24-定位油缸25-下模托 板26-鏈孔銷27-鏈條
具體實(shí)施方式
以下參照?qǐng)D附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)作詳細(xì)說(shuō)明。圖中所示，本實(shí)用新型的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)由上梁1、下梁9與兩 側(cè)的立柱8構(gòu)成了框式機(jī)架。在框式機(jī)架外部有鋼帶預(yù)應(yīng)力纏繞層10，以克服在漲型過(guò)程 中上、下模具對(duì)框架產(chǎn)生的反推力。其中機(jī)架的上梁從機(jī)架自上而下依次布置有上模具11、 下模具18、下模托板25、主壓缸7及其兩側(cè)的復(fù)位油缸6。在下模具的兩側(cè)有下模支撐板 3，在下模支撐板下部有滾輪及鏈孔銷沈，兩側(cè)立柱的中部分別固定有支撐塊，在支撐塊的 內(nèi)側(cè)有V型滑槽5，下模托板25可沿著兩側(cè)的V型滑槽在主壓缸7和復(fù)位油缸6的作用下 帶動(dòng)下模具上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)合模和分離動(dòng)作。支撐塊的上部固定有導(dǎo)軌4用于支撐分模后 的下模具并使下模具能夠水平移動(dòng)。圖2所示是本實(shí)用新型的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)在合模狀態(tài)下的橫 向結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示，上模具11的兩側(cè)分別固定有左補(bǔ)料油缸連接塊12和右補(bǔ)料油 缸連接塊16，左補(bǔ)料油缸13通過(guò)法蘭盤與左補(bǔ)料油缸連接塊12固定連接。同樣右補(bǔ)料油 缸17通過(guò)法蘭盤與右補(bǔ)料油缸連接塊16固定連接。在下模具18的兩側(cè)與所述兩個(gè)法蘭 盤相應(yīng)位置分別固定有左補(bǔ)料油缸鎖閉塊14和右補(bǔ)料油缸鎖閉塊19。兩個(gè)補(bǔ)料油缸的端 部還分別固定有左補(bǔ)料油缸位移傳感器15與右補(bǔ)料油缸位移傳感器20。圖3所示是本實(shí)用新型的一種變截面異形管件脹形機(jī)在上下模具處于分離狀態(tài)下的橫向結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示在軌道上有兩個(gè)下模具即下模具A與下模具B，其中下模具 A位于工作位置，下模具B則處于準(zhǔn)備位置，在導(dǎo)軌4 一端有一個(gè)由比例系統(tǒng)控制的液壓馬 達(dá)23，與所述液壓馬達(dá)相連的有鏈條27及置于軌道另一端的鏈輪。在下模支撐板3下部固 定有鏈孔銷26。當(dāng)下模具分離下降至導(dǎo)軌上時(shí)，鏈孔銷穿入鏈條27的鏈孔內(nèi)。當(dāng)液壓馬達(dá) 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即可帶動(dòng)下模具沿導(dǎo)軌水平移動(dòng)。為了保證下模具進(jìn)入工作位置時(shí)的精確性，在下 模托板25上近鏈條一側(cè)安裝有定位油缸24，當(dāng)下模具在鏈條驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)入工作位時(shí)，依靠 定位油缸實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。初始狀態(tài)下，主壓缸7和復(fù)位油缸6縮回，上、下模具處在分離狀態(tài)，左、右補(bǔ)料油 缸處于零位位置，其中一個(gè)下模具在工作位置，另一個(gè)下模具在框架外的準(zhǔn)備位置，定位油 缸M在鎖定位置。將工件放置在準(zhǔn)備位置的下模具18內(nèi)，工作開(kāi)始后，定位油缸M松開(kāi)， 液壓馬達(dá)23驅(qū)動(dòng)鏈條運(yùn)動(dòng)，將準(zhǔn)備位的下模具送入框架內(nèi)工作位置。主壓缸7上升，帶動(dòng) 下模托板25和準(zhǔn)備位的下模具18向上運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上、下模具合模，合模過(guò)程中由精密導(dǎo)柱 2實(shí)現(xiàn)上、下模具的精確配合，合模后，主壓缸由精密液壓系統(tǒng)通過(guò)一臺(tái)液-水增壓缸增壓， 產(chǎn)生上千噸的合模力。左補(bǔ)料油缸13和右補(bǔ)料油缸17同時(shí)前進(jìn)，帶動(dòng)左補(bǔ)料油缸壓頭22 和右補(bǔ)料油缸壓頭21到初始密封位置，外部水泵工作，通過(guò)下模具左側(cè)的連通孔向管件內(nèi) 充水，充水完成后，左補(bǔ)料油缸13和右補(bǔ)料油缸17再次前進(jìn)，帶動(dòng)左補(bǔ)料油缸壓頭22和右 補(bǔ)料油缸壓頭21到完全密封位置，另一臺(tái)液-水增壓缸開(kāi)始動(dòng)作，將產(chǎn)生的超高壓水通過(guò) 右補(bǔ)料油缸壓頭21內(nèi)的連通孔送入管件內(nèi)腔，管件內(nèi)腔超高壓水的壓力按預(yù)先設(shè)定的壓 力曲線逐漸升高，在此過(guò)程中，左補(bǔ)料油缸13和右補(bǔ)料油缸17繼續(xù)前進(jìn)，向內(nèi)推壓管料，按 預(yù)先設(shè)定的參數(shù)要求執(zhí)行補(bǔ)料動(dòng)作。這樣，在內(nèi)部超高壓水脹形和外部推壓的綜合作用力 下，管件外壁緊貼上、下模具形成的型腔變形成需要的工件。脹形完成后，主壓缸7卸荷，左 補(bǔ)料油缸13和右補(bǔ)料油缸17后退到初始位置，復(fù)位油缸6動(dòng)作，帶動(dòng)下模托板25和下模 具18向下運(yùn)動(dòng)，將上、下模具分離，最終將下模具落在導(dǎo)軌4上，定位油缸M松開(kāi)，液壓馬 達(dá)23驅(qū)動(dòng)鏈條27運(yùn)動(dòng)，將工作位置的下模具18移出框架外拆卸工件，同時(shí)將準(zhǔn)備位的另 一個(gè)下模具送入框架內(nèi)工作位置，繼續(xù)合模并開(kāi)始下一次脹型過(guò)程。本實(shí)用新型所述的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，在上模具的左右兩側(cè)通過(guò) 連接機(jī)構(gòu)分別固定有左補(bǔ)料油缸和右補(bǔ)料油缸，將補(bǔ)料缸直接安裝在上模具兩側(cè)，可以有 效的減少油缸工作封閉容腔，提高伺服控制精度，同時(shí)，簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備要求。在所 述左、右補(bǔ)料油缸內(nèi)安裝有精密位移傳感器，檢測(cè)左、右補(bǔ)料油缸位移參數(shù)，并將其反饋回 數(shù)控系統(tǒng)，構(gòu)成PID閉環(huán)控制。所述的脹形機(jī)設(shè)置兩個(gè)操作工位，由兩個(gè)下模具和一個(gè)上模具同時(shí)參與工作，一 個(gè)下模具在合模狀態(tài)下脹形的同時(shí)另一個(gè)下模具在伸出框架外的導(dǎo)軌上進(jìn)行工件的拆卸 和安裝，可節(jié)約設(shè)備等待時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，在下模托板靠鏈條的一側(cè)安裝有兩個(gè) 定位油缸，當(dāng)下模具在鏈條驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)入工作位時(shí)，依靠定位油缸可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。所述的脹形機(jī)，在下模具的兩側(cè)分別固定有左、右補(bǔ)料缸鎖閉塊，上、下模具合模 到位后，補(bǔ)料油缸法蘭嵌入鎖閉塊內(nèi)，將油缸鎖閉，避免在脹型過(guò)程中補(bǔ)料油缸由于高壓液 體的反推力而產(chǎn)生位移。本實(shí)用新型的技術(shù)方案僅涉及一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)硬件結(jié)構(gòu)。其在 工作過(guò)程中需有專用軟件控制系統(tǒng)，其中的各項(xiàng)工藝參數(shù)采用數(shù)控系統(tǒng)模擬、參數(shù)化設(shè)置技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單，方便靈活、故障少的優(yōu)點(diǎn)。左、右補(bǔ)料油缸的補(bǔ)料過(guò)程控制采用了液壓 伺服控制技術(shù)。管件脹形過(guò)程中，左補(bǔ)料油缸和右補(bǔ)料油缸在高壓、重負(fù)載狀態(tài)下工作，且 油缸負(fù)載變化非常大，為確保補(bǔ)料油缸按照計(jì)算機(jī)仿真獲得的脹形曲線的要求做到快速響 應(yīng)和精確定位，是管件能否按設(shè)定的參數(shù)達(dá)到脹形要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為此利用了液壓伺服 控制技術(shù)高響應(yīng)、高頻率、高精度的特性對(duì)補(bǔ)料油缸進(jìn)行精確控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求1.一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，包括機(jī)架，在機(jī)架上有上模具(11)、下模具(18)、主壓缸(7)及補(bǔ)料油缸，其特征在于所述的補(bǔ)料油缸包括左補(bǔ)料油缸(1 與右補(bǔ)料 油缸(17)，所述兩個(gè)補(bǔ)料油缸(13、17)分別固定在上模具(11)的兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，其特征在于所述左補(bǔ)料油缸 (13)與右補(bǔ)料油缸(17)上分別安裝有左補(bǔ)料油缸位移傳感器(1 和右補(bǔ)料油缸位移傳 感器(20)，在下模具(18)的兩側(cè)分別固定有左補(bǔ)料油缸鎖閉塊(14)和右補(bǔ)料油缸銷閉塊(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，其特征在于設(shè)置有兩套下模 具，分別為下模具A和下模具B，所述的兩套下模具在分模狀態(tài)下置于同一導(dǎo)軌(4)上并與 同一驅(qū)動(dòng)裝置連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置 包括在導(dǎo)軌(4) 一端設(shè)置的液壓馬達(dá)(23)、與液壓馬達(dá)匹配的鏈條(XT)及置于導(dǎo)軌(4)另 一端的鏈輪，在下模具(18)的下側(cè)與鏈條對(duì)應(yīng)位置有與鏈條孔匹配的鏈孔銷06)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，其特征在于主壓缸與下 模具之間有下模托板(25)，在下模托板上安裝有定位油缸04)。
專利摘要一種雙工位變截面異形管件脹形機(jī)，屬機(jī)械加工領(lǐng)域，其包括機(jī)架，在機(jī)架上有上模具、下模具、主壓缸及補(bǔ)料油缸，所述的補(bǔ)料油缸包括左補(bǔ)料油缸與右補(bǔ)料油缸，所述兩個(gè)補(bǔ)料油缸分別固定在上模具的兩側(cè)，所述下模具由兩套置于同一導(dǎo)軌上交替進(jìn)行工作的模具構(gòu)成。本實(shí)用新型的脹形機(jī)將補(bǔ)料油缸固定至上模具兩側(cè)，可以有效減小油缸的體積和工作封閉容腔，提高伺服控制精度，達(dá)到快速響應(yīng)和精確定位。同時(shí)還可以簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備要求，降低造價(jià)。通過(guò)設(shè)置兩套下模具與同一上模具配套工作，使得下模具在工作過(guò)程中有了兩個(gè)操作工位，一個(gè)下模具在合模狀態(tài)下脹形的同時(shí)另一個(gè)模具伸出框架外，進(jìn)行工件的拆卸和安裝，可節(jié)約設(shè)備等待時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B21D26/047GK201913147SQ20112010246
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
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