一种粉末制品液压机的研制.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 0 1 4 0 2 0 0 2 6 0 2 一 种 粉 末 制 品 液压 机 的研 制 宋 雨芳 ， 。蒙 争争 1 ． 合肥 合锻 机床股 份 有 限公 司， 安徽合肥 2 3 0 6 0 1 ； 2 ． 合 肥 学 院机 械 工 程 系 ， 安 徽合 肥2 3 0 0 2 2 摘 要 针对 粉末 制 品压坯 成 形工 艺要 求 ， 介 绍 了高 性 能粉末 制 品成 形液压 机 设计 要 点 ； 介 绍 了主机 结构 特 点 以及 油箱上平 面废 油 收集和 主机 四周 围板辅 助装 置设 计 的必要性 ；介 绍 了压 机 的工 艺动作 要求 以及根 据 粉末压 制 工艺在 液压 原理 上 的对主缸 压力 、 比例 调压 、 顶缸 退 回速度 等 方面 的改进设 计 等。 关键 词 机械 设计 ； 液压 机 ； 研 制 ； 粉 末成 形 ； 液压原 理 中 图 分 类 号 T G3 1 5 ． 4 文 献 标 识 码 A 0引 言 近几 年 ， 粉末 制 品液 压机 发展极 为迅 速 。 粉末 制 品液压 机 的加工对 象 为金属 粉末 ，主要 用 于汽 车刹 车片 和齿轮 箱类摩 擦 片产 品 的压 制成 形 ，成 品Nf 4 尺寸一 般较 小 ， 压 机 台面要 求较小 。 粉 末 制件压 制过 程 装粉 、 震 匀粉料 及取 件均 需操作 人员 近身 操作 ， 而 压 制 时产生 的粉尘 对操 作人 员 的身体健 康 有着 较大 影 响 ，故粉 末制 品压机 在研 发设计 时 需充 分考 虑其 操 作 习惯 和相应 配套装 置 ，以减 少对 周 围环境 污染 和操作 人员 的身体 伤 害 。 我公 司设 计 的 YH7 2 6 3 0系列 粉 末液 压 机 ， 五 年 内同一 厂家先 后订 购 了十几 台 ， 以满足 生产 需求 ， 表 明我公 司 的粉 末压 机性 能可靠 ，满 足 了粉末 压制 产 品的工 艺要求 。 本文 就 以 YH7 2 6 3 0系列粉 末 液 压机 为例 ， 阐述该 类 液压机 的设计 要 点 。 1粉 末 制 品 液 压 机 结 构 设 计 粉末 制 品液 压机 一般 为整体 框架 结构 ，滑 块采 用 四角八 面铜 导轨 导 向 ，保证 压机 的 刚度 和 强度 要 求 。 由于用户 车 间空 间有 限及 粉尘 污染 较大 ， 为 防止 粉尘 进入 油箱 ， 将油 箱上 置于机 身 。 油箱 上各 安装 元 器件 均需 垫高 ，以防堆积 在底 面 的粉 尘妨 碍压 机 元 件 的维修 。 油 箱顶 面 四周设置 凹槽 并开 设导 油孔 ， 先 生 的粉尘 。 压机 正面采 用 软卷 闸 门形 式活 动式 围板 。 在 压机单 次循 环工 艺动 作开 始时 ，活 动式 围板 与滑 块 同 时下行 ， 当最 后一 次保 压接 近结束 时 ， 活 动式 围 板 先上 行 ， 然 后 滑块上行 ， 活动式 围板 比滑 块提 前上 行 的时间可 通过 触摸屏 进行 调整 。活 动式 围板 的上 限位置 应能保 证 当滑块 在上 限位 时露 出滑 块 ，以便 更 换和 调整模 具 。 在 压机 左右 两侧设 置封 闭式 侧 门 ， 仅 在调 整行程 开关 时 打开 。压机 后 围板为 封 闭式 围 板 ， 中间 留有 排气 接 口孔 ， 孔 口装 有过 滤 网及 可调节 风 量 的风 门板 。后 围板 具有 足够 的 刚度并 装有 联锁 安 全 开 关 ， 以 防 在 后 围 板 门 开 启 的 情 况 下 压 机 滑 块 快 速下 行 。 各 封闭式 围板 导轨 处均 安装有 密 封毛毡 ， 以 防止 粉 尘 泄 漏 。 2压 机 设 计 工 艺 动 作 要 求 粉 末制 品液 压机工 艺 动作逻 辑顺 序 为 滑块 与 前 门一 起快 速下 降一撞 3 S 1 0 2限位一 滑块 快 速转 为 慢 速下 降一 滑块 进入 预压制 状态 一预 压力 到一 滑 块 保 压 延 时 一 延 时 到 达 一 滑 块 卸 压 一 滑 块 回程 到 放 气 位 3 S 1 0 3 ，放 气 延 时 时 间在触 摸 屏 中设 定 时间 到一 滑块 下行压 制一 压力 到一 滑块保 压延 时一 延 时 到达一 滑块 卸压 如 此多 次 ，该 次 数在触 摸 屏 中设 定 ， 保 压 次数 到 ， 滑块 回程 到上 限位 在 滑块 最后 一 次 保 压 时 ， 前 门 要 比此 设 计 提 前 一 个 时 间 回程 ， 该 时 间在触 摸屏 中设 定 。 3液 压 系 统 设 计 粉末 制 品压机对 主缸 压力 要求 很高 ，故 主 缸压 力精 度调 整是 液压 系统 的设计 关键 。顶 缸退 回速度 也需 可调 ， 且速 度分 时 间段可 控 。 压机 采用 小泵 开泵 保压 ， 稳 定保 压工 作 范 围为 4 MP a ～ 2 5 MP a 。压机 使用 压 力 在 4 MP a时 ，须 保 证 压 力 在 1 0 rai n内 波 动 ≤ 1 0 ％。操 作 面板上 的保压 力设 置 值 与实 际压 力监 控 值 之 间的误 差 应 ≤5 ％ ， 同时 实 际压力 监 控值 本 身 的 波 动 应 ≤5 ％。 3 ． 1插装 阀优 化设 计 在 最初 进行 液压 原理 设计 时 ，主油 缸 进油 液压 回路 的插 装 阀插 件 2通径 为 NG2 5 。在压 机调试 时 ， 压 力波 动范 围很 大 ，电气 控制 方 面做 了很 多改 进 和 调 试措施 均 无法 满足 要求 。分 析 问题起 因发现 插件 2阀 芯 的 开 闭 是 导 致 压 力 波 动 的 主 要 原 因 。 因 为 压 机 在 进 入压 制 和保 压 阶 段 由一个 2 5 YC Y 的轴 向柱 塞 恒 功率泵 供 油 ， 而 插件 2通 径较 大 ， 在 插 件 开闭 瞬 时 有 大量油 液耗 损 ，从 而造成 主缸压力 波 动 范 围较 大 。将插 装 阀插 件 2通径 更改 为 NG1 6， 并相 应调 节 插 件 的 阀芯 弹簧及控 制 油 口处 的阻尼 大小 ，最 终 有 效 控 制 了主缸 压力 波动 。 3 ． 2 比 例 压 力 阀 应 急 设 计 针对压 机 主缸 的压 力控 制要 求 ，在 液压 原理 设 计 时 在 主 缸 调压 阀 处 并 联 了 3 Y1的 力 士 乐 进 口 比 例 压 力 阀 ，采 用 电液 自反馈 方式 来控 制压 力 的波 动 范 围 ， 如 图 1所 示 。 外 接 闭环控 制 的意大 利 阿托斯 的 图 1 插装 阀优化设计 压 力传 感 器 在操 作 面 板 上 没置 和 显示 实 际压 力 ， 同 时 比较 两者 之 间的误 差范 围。由于 3 Y1为 德 国力士 乐 进 口元件 ， 当发生故 障需 更换 或 维修 时 ， 其采 购或 维 修周 期较 长 。 为此 ， 设 计 了手动 调压 和 比例调 压可 切 换 的应急 措施 ， 如 图 2所示 。 在 主 阀块 上 比例 溢 流 阀 3 Y1上 端 截 成 A、 B两 图 2 比例压力 阀应急液压原理 油 口 ， 下端 截 成 C、 D两 油 口 ， 另外 配置 了用 3 Y5电 磁方 向 阀可 手 动 高 低 压 切 换 调 压 的 P、 T出 口的 备 用 阀块 ， 当需 要用 比例压 力 阀调 压 时 ， 就将 A B、 C D两 油 口相 连 接 ； 当需 要手 动 调 压 时 ， 就将 A P、 T D油 口相 连接 ， 这 样 就 断开 了 比例 压 力 阀 3 Y1的使 用 ， 用 3 Y5方 向 阀切 换 实 现压 机高 压 范 围 5 ～ 2 5 MP a 和低 压 0 ～ 5 MP a的调压 ， 以满 足应 急处理 需求 。 3 ． 3 顶 出缸 退 回动作控 制 为 了压制 理想 的粉末 制 品 ，压 机 工艺要 求顶 出 缸退 回分 为两 种动 作速度 。顶 出缸 由上 限位 开始 下 行 的初 始 阶段 5 s左 右 ， 时 间可 调 采用 慢 速退 回方 式 ， 时 间到后 快速退 回至下 限位 。设 计 液压 原理 时 ， 在 顶 缸退 回 的 4 Y1的 回油 T口油 路上 加 了 4 Y2两 位 四通 电磁 阀和调 速 阀 ， 两者 为并 联方 式 ， 在 需要 慢 速 退 回 时 ， 4 Y 2得 电 ， 退 回油 路 经 过 调 速 阀 ， 调 节 调 图 3 顶出缸退 回动作控 制液压原理 速 阀 开 口 ，就 可 以 调 节 回 油 的快 慢 ，从 而 控 制 顶 缸 的 慢 速 退 回 速 度 ， 需 要 快 速 退 回 时 ， 4 Y1的 回 油 口 与 4 Y2 的 回 油 口 串 通 ， 直 接 回 油 到 油 箱 。 顶 出缸 退 回动作 控 制 液 压 原 理 如 图 3所 示 。 4液 压 附 件 系 统 设 计 粉 末制 品压 机多 要求模 具带 加热 功 能 ，压 机需 配置对 模具 温度 实施 控制 的功 能 。一 般模 具温 度分 多路控 制 ， 每一路 温 度需要 实 时显示 和控 制 ， 其 设定 都 在触 摸屏 中。 温 度 的实时值 都有 一个 上下 限 ， 超 限 在触 摸屏 中有指 示等 报警 ，同时在操 作 台上有 声音 报警 ， 以实 现对模 具 温度 的精确 控制 。 压 机专 门配 置 一 个 加热 电控 柜 ， 以进行对 多路 加热模 块 的安装 。 5结 论 通过对 该类 粉末 制 品压机 的生 产实 践 ，在用 户 不 断的提 升要求 并 多次改 进设 计 中 ，该 类产 品性 能 已 重 【 1 】 [ 2 】 [ 3 】 文章 编号 1 6 7 2 01 2 1 2 0 1 4 0 2 0 0 2 8 0 2 带有 排气 功 能 的 S MC 专 用 液压 机在 汽 车 生产 中的应 用 刘 红 梅 合肥 海德 数控液 压设备 有 限公 司 ， 安徽合 肥 2 3 0 6 0 1 摘 要 分 析 了一般 S MC专 用液压 机在 汽车 生产 中的应 用现状 ， 介 绍 了带 有排 气程 序控 制功 能 的 S MC专 用液 压机在 汽 车 生产 领域 中的优势及 其广 阔的发展 前景 。 关 键词 机 械应用 ； S MC； 液 压机 ； 排 气工 艺 ； 程序 控制 ； 汽 车 中 图 分 类 号 T G3 1 5 ． 4 文 献 标 识 码 B 0育 订 言 S MC S h e e t Mo u l d i n g C o mp o u n d 复合 材料具 有轻 质 、 高 强 、 耐 腐蚀 、 成本 低及 可 大规模 生产 等特 点 ， 在 汽 车行业获得广 泛应用[ 1 J 。S MC技术 和汽车行业 的不 断发展 ， 对生产 S MC的专用液压 机提 出了更高 要求 。 S MC复 合 材 料 在 热 压 成 形 过 程 中会 产 生 大 量 气 泡 ，在终 压成 形前 如果不 采取 有效 办法 将这 些气 泡排 出 ， 会 造成 产 品表 面鼓 包或 胀破 现象 ， 不仅 降 低 了产 品合格 率 ， 而且浪 费 大量 的原材料 。 为有 效排 出 S MC压 制过 程 中产 生 的大 量 气泡 ， 研 制 了带 有 排 气 程序 控制 功能 的 S MC专用 液压 机 。 下 面将分 别介 绍 一 般 S MC专 用 液 压 机 和带 有 排 气 程 序控 制 功 能 的 S MC专 用液压 机 。 1一 般 S M C 专 用 液 压 机 收稿 日期 2 0 1 3 1 0 0 9 作者简介 刘红梅 1 9 7 9 一 ， 女， 硕士， 工程师， 从事液压机设计研发 l 电 机 启 动l l 滑 块停在上限 位允许下j 滑块快速下行 滑块慢速下行加压 l 终 压 保 压l I 滑 块 泄 压f l l 滑块慢速 开模 滑块快速 回程 I 滑块停 止在上 限位置 l 图 l 一般 S MC专用液压机 程序控制流程 图 如 图1所 示 为 一 般 S MC专 用 液 压 机 程 序 控 制 流程 图 。 由 图可 知 ， 一 般 S MC 专 用 液 压 机 在 对 S MC 压 制 过 程 中 只 有 一 次 加压过 程 。而一 次加 压 过 程并不 能有 效排 出成 形 中形成 的气 泡 。 2带 排 气 程 序 控 制 功 能 的 S M C 专 用 液 压 机 带 有排气 程序 控 制功 能 的 S MC专 用 液压 机 ， 是 在 不带 排气 程序控 制 功 能 的 S MC专 用 液 压 机 的 基 础 上增 加 了排气 工艺 的程 序 控制 部分 。 具 有压力 、 行 程 控制精 度 高 ， 满足 复合 材料 复杂 加工 成形 工艺 、 绿 Re s e a r c h a n d d e v e l o p o f h y dr a ul i c p r e s s f o r po wd e r p r o d uc t s S ONG Yu f a n g ，ME NG Z h e n g z h e n g 1 ． H e f e i Me t a l f o r mi n g Ma c h i n e T o o l C o ． ， L t d ． ， H e f e i 2 3 0 6 0 1 ， A n h u i C h i n a ； 2 ． Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g D e p a r t me n t ， H e f e i C o l l e g e ， H e f e i 2 3 0 0 2 2 ， A n h u i C h i n a