专利名称：一种双工位变截面异形管件胀形机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变截面异形管件胀形设备，具体为一种双工位，以超高压水为成 型介质、主要用于变截面异型管件整体加工的胀形设备。
背景技术：
变截面异性管件的整体成型零件具有成本低、重量轻、机械性能优越等优点，在很 多行业有着广泛的应用需求，尤其在汽车、航空和移动设备等制造领域，异型管件的应用在 很大程度上决定了其整体设备的性能高低。但同时、变截面异性管件的制造对设备、技术、 涨形工艺有很高的要求。目前国际上变截面异性管件普遍采用两种传统的加工方法，第一 是采用机械外力将所需管件进行分段成型后再拼装焊接在一起，这样成型的零件在机械强 度、外形尺寸、性能，外观等方面很难达到预期的要求。第二是使用标准压机设备，采用成 型模具的方式进行胀形，这种方式由于成型效果好，产品性能优异，得到广泛应用。其不足 是设备体积庞大，控制精度较差，由于管件在胀形过程中对上、下模具和左、右补料油缸都 要产生很大的反推力，这种反推力会导致上、下模具在胀形过程中产生位移或左、右补料油 缸无法准确定位而造成胀形失败，为了保持设备工作的可靠性与稳定性，现有的胀形设备 大多采用标准3000T以上的三梁四柱式油压机来实现上、下模具合模，用固定在油压机两 端的高强度钢构件实现左、右补料缸定位。此外，现有技术的胀形设备采用一个上模对应一 个下模构成一套成型模具，工作时上模固定，由下模在一次张合过程中完成工件固定、合模 成型、与上模分离并卸下工件的工作。可以看出，成型设备的工作效率主要取决于下模具动 作，特别是安装与拆卸工件的时间长短，但是在只有一个下模具的情况下，要提高设备工作 效率是很困难的。
发明内容
本发明针对上述现有技术上的不足，设计了一种双工位变截面异形管件胀形机， 解决了现有技术的胀形设备体积庞大，操作复杂，工作效率低的问题。本发明的一种双工位变截面异形管件胀形机，包括机架，在机架上有上模具、下模 具、主压缸及补料油缸，其特征在于所述的补料油缸包括左补料油缸与右补料油缸，所述两 个补料油缸分别固定在上模具的两侧。所述的一种双工位变截面异形管件胀形机，其特征在于所述左补料油缸与右补料 油缸上分别安装有左补料油缸位移传感器和右补料油缸位移传感器，在下模具的两侧分别 固定有左补料油缸锁闭块和右补料油缸销闭块。所述的一种双工位变截面异形管件胀形机，其特征在于设置有两套下模具，分别 为下模具A和下模具B，所述的两套下模具在分模状态下置于同一导轨上并与同一驱动装 置连接。所述的一种双工位变截面异形管件胀形机，其中的驱动装置包括在导轨一端设置 的液压马达、与液压马达匹配的链条及置于导轨另一端的链轮，在下模具的下侧与链条对
3应位置有与链条孔匹配的链孔销。所述的一种双工位变截面异形管件胀形机，其特征在于主压缸与下模具之间有下 模托板，在下模托板上安装有定位油缸。本发明采用了多项新工艺、新技术，与现有技术相比，其优点是结构简单、控制精 度高、通过专用的数控系统、参数化设计系统将复杂的参数计算变得简单化，易操作。将左、 右补料油缸直接固定在上模具的左右两侧，可以有效减小油缸的体积和工作封闭容腔，提 高伺服控制精度，达到快速响应和精确定位。同时还可以简化设备结构，降低设备要求，降 低造价。通过设置两套下模具与同一上模具配套工作，使得下模具在工作过程中有了两个 操作工位，一个下模具在合模状态下胀形的同时另一个模具伸出框架外，进行工件的拆卸 和安装，可节约设备等待时间，提高生产效率。
图1是本发明的纵向结构图；图2是本发明的合模状态横向结构图；图3是本发明的分模状态横向结构图；图中1-上梁2-精密导柱3-下模支撑板4-导轨5-V型滑槽6_复位油缸 7-主压缸8-立柱9-下梁10-钢带预应力缠绕层11-上模具12-左补料油缸连接 块13-左补料油缸14-左补料油缸锁闭块15-左补料油缸位移传感器16-右补料油 缸连接块17-右补料油缸18-下模具19-右补料油缸锁闭块20-右补料油缸位移传 感器21-右补料缸压头22-左补料油缸压头23-液压马达24-定位油缸25-下模托 板26-链孔销27-链条
具体实施例方式以下参照图附图对本发明的一种双工位变截面异形管件胀形机作详细说明。图中所示，本发明的一种双工位变截面异形管件胀形机由上梁1、下梁9与两侧的 立柱8构成了框式机架。在框式机架外部有钢带预应力缠绕层10，以克服在涨型过程中上、 下模具对框架产生的反推力。其中机架的上梁从机架自上而下依次布置有上模具11、下模 具18、下模托板25、主压缸7及其两侧的复位油缸6。在下模具的两侧有下模支撑板3，在 下模支撑板下部有滚轮及链孔销26，两侧立柱的中部分别固定有支撑块，在支撑块的内侧 有V型滑槽5，下模托板25可沿着两侧的V型滑槽在主压缸7和复位油缸6的作用下带动 下模具上下运动，实现合模和分离动作。支撑块的上部固定有导轨4用于支撑分模后的下 模具并使下模具能够水平移动。图2所示是本发明的一种双工位变截面异形管件胀形机在合模状态下的横向结 构示意图。图中所示，上模具11的两侧分别固定有左补料油缸连接块12和右补料油缸连 接块16，左补料油缸13通过法兰盘与左补料油缸连接块12固定连接。同样右补料油缸17 通过法兰盘与右补料油缸连接块16固定连接。在下模具18的两侧与所述两个法兰盘相应 位置分别固定有左补料油缸锁闭块14和右补料油缸锁闭块19。两个补料油缸的端部还分 别固定有左补料油缸位移传感器15与右补料油缸位移传感器20。图3所示是本发明的一种变截面异形管件胀形机在上下模具处于分离状态下的横向结构示意图。图中所示在轨道上有两个下模具即下模具A与下模具B，其中下模具A 位于工作位置，下模具B则处于准备位置，在导轨4 一端有一个由比例系统控制的液压马达 23，与所述液压马达相连的有链条27及置于轨道另一端的链轮。在下模支撑板3下部固定 有链孔销沈。当下模具分离下降至导轨上时，链孔销穿入链条27的链孔内。当液压马达转 动时，即可带动下模具沿导轨水平移动。为了保证下模具进入工作位置时的精确性，在下模 托板25上近链条一侧安装有定位油缸24，当下模具在链条驱动下，进入工作位时，依靠定 位油缸实现准确定位。初始状态下，主压缸7和复位油缸6缩回，上、下模具处在分离状态，左、右补料油 缸处于零位位置，其中一个下模具在工作位置，另一个下模具在框架外的准备位置，定位油 缸M在锁定位置。将工件放置在准备位置的下模具18内，工作开始后，定位油缸M松开， 液压马达23驱动链条运动，将准备位的下模具送入框架内工作位置。主压缸7上升，带动 下模托板25和准备位的下模具18向上运动，实现上、下模具合模，合模过程中由精密导柱 2实现上、下模具的精确配合，合模后，主压缸由精密液压系统通过一台液-水增压缸增压， 产生上千吨的合模力。左补料油缸13和右补料油缸17同时前进，带动左补料油缸压头22 和右补料油缸压头21到初始密封位置，外部水泵工作，通过下模具左侧的连通孔向管件内 充水，充水完成后，左补料油缸13和右补料油缸17再次前进，带动左补料油缸压头22和右 补料油缸压头21到完全密封位置，另一台液-水增压缸开始动作，将产生的超高压水通过 右补料油缸压头21内的连通孔送入管件内腔，管件内腔超高压水的压力按预先设定的压 力曲线逐渐升高，在此过程中，左补料油缸13和右补料油缸17继续前进，向内推压管料，按 预先设定的参数要求执行补料动作。这样，在内部超高压水胀形和外部推压的综合作用力 下，管件外壁紧贴上、下模具形成的型腔变形成需要的工件。胀形完成后，主压缸7卸荷，左 补料油缸13和右补料油缸17后退到初始位置，复位油缸6动作，带动下模托板25和下模 具18向下运动，将上、下模具分离，最终将下模具落在导轨4上，定位油缸M松开，液压马 达23驱动链条27运动，将工作位置的下模具18移出框架外拆卸工件，同时将准备位的另 一个下模具送入框架内工作位置，继续合模并开始下一次胀型过程。本发明所述的一种双工位变截面异形管件胀形机，在上模具的左右两侧通过连接 机构分别固定有左补料油缸和右补料油缸，将补料缸直接安装在上模具两侧，可以有效的 减少油缸工作封闭容腔，提高伺服控制精度，同时，简化设备结构，降低设备要求。在所述 左、右补料油缸内安装有精密位移传感器，检测左、右补料油缸位移参数，并将其反馈回数 控系统，构成PID闭环控制。所述的胀形机设置两个操作工位，由两个下模具和一个上模具同时参与工作，一 个下模具在合模状态下胀形的同时另一个下模具在伸出框架外的导轨上进行工件的拆卸 和安装，可节约设备等待时间，提高生产效率。同时，在下模托板靠链条的一侧安装有两个 定位油缸，当下模具在链条驱动下，进入工作位时，依靠定位油缸可以实现准确定位。所述的胀形机，在下模具的两侧分别固定有左、右补料缸锁闭块，上、下模具合模 到位后，补料油缸法兰嵌入锁闭块内，将油缸锁闭，避免在胀型过程中补料油缸由于高压液 体的反推力而产生位移。本发明的技术方案仅涉及一种双工位变截面异形管件胀形机硬件结构。其在工作 过程中需有专用软件控制系统，其中的各项工艺参数采用数控系统模拟、参数化设置技术，
5具有操作简单，方便灵活、故障少的优点。左、右补料油缸的补料过程控制采用了液压伺服 控制技术。管件胀形过程中，左补料油缸和右补料油缸在高压、重负载状态下工作，且油缸 负载变化非常大，为确保补料油缸按照计算机仿真获得的胀形曲线的要求做到快速响应和 精确定位，是管件能否按设定的参数达到胀形要求的关键环节，为此利用了液压伺服控制 技术高响应、高频率、高精度的特性对补料油缸进行精确控制来实现的。
权利要求
1 一种双工位变截面异形管件胀形机，包括机架，在机架上有上模具(11)、下模具(18)、主压缸(7)及补料油缸，其特征在于所述的补料油缸包括左补料油缸(1 与右补料 油缸(17)，所述两个补料油缸(13、17)分别固定在上模具(11)的两侧。
2.根据权利要求1的一种双工位变截面异形管件胀形机，其特征在于所述左补料油缸 (13)与右补料油缸(17)上分别安装有左补料油缸位移传感器(1 和右补料油缸位移传 感器(20)，在下模具(18)的两侧分别固定有左补料油缸锁闭块(14)和右补料油缸销闭块(19)。
3.根据权利要求2的一种双工位变截面异形管件胀形机，其特征在于设置有两套下模 具，分别为下模具A和下模具B，所述的两套下模具在分模状态下置于同一导轨(4)上并与 同一驱动装置连接。
4.根据权利要求3的一种双工位变截面异形管件胀形机，其特征在于所述的驱动装置 包括在导轨(4) 一端设置的液压马达(23)、与液压马达匹配的链条(XT)及置于导轨(4)另 一端的链轮，在下模具(18)的下侧与链条对应位置有与链条孔匹配的链孔销06)。
5.根据权利要求3或4的一种双工位变截面异形管件胀形机，其特征在于主压缸与下 模具之间有下模托板(25)，在下模托板上安装有定位油缸04)。
全文摘要
一种双工位变截面异形管件胀形机，属机械加工领域，其包括机架，在机架上有上模具、下模具、主压缸及补料油缸，所述的补料油缸包括左补料油缸与右补料油缸，所述两个补料油缸分别固定在上模具的两侧，所述下模具由两套置于同一导轨上交替进行工作的模具构成。本发明的胀形机将补料油缸固定至上模具两侧，可以有效减小油缸的体积和工作封闭容腔，提高伺服控制精度，达到快速响应和精确定位。同时还可以简化设备结构，降低设备要求，降低造价。通过设置两套下模具与同一上模具配套工作，使得下模具在工作过程中有了两个操作工位，一个下模具在合模状态下胀形的同时另一个模具伸出框架外，进行工件的拆卸和安装，可节约设备等待时间，提高生产效率。
文档编号B21D26/033GK102125953SQ20111008887
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者党建军, 郭铁虎 申请人:山西方盛液压机电设备有限公司