一种超高速大行程大吨位冲床液压系统及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机电装备领域，具体涉及一种超高速大行程大吨位冲床液压系统及其工作方法。
【背景技术】
[0002]冲床是进行冲压加工的主要机床之一，按照主传动的类型可分为机械式冲床和液压式冲床，广泛应用于汽车工业、农业机械、家用电器、电子仪表、国防工业以及日用品等生产部门，近年来，生产行业对冲床等设备的性能指标提出了更高的要求，如设备应具有更高的生产效率和可靠性。
[0003]液压式冲床的液压系统是其核心部分。国内独立生产的液压冲床大都是结构简单、自动化程度不高的产品，比较完善的高速冲床在国内起步较晚，冲压频率一般在500次/分以下，与国外先进水平相比存在很大差距，而且所用液压系统依赖国外进口，成本很高，不适合我国目前经济发展状况。同时，国外比较著名的液压冲床生产厂商的产品特点是冲压频率较高，但冲压力低、冲床行程小，冲床的适用面就很窄，仅用于薄片的冲压，无法满足厚板料、深拉伸和滚压等生产加工的需要。如果要提高行程，扩大冲压件的适用范围，冲压频率就大幅下降。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是设计出一种超高速大行程大吨位液压冲床的液压系统，使冲床具有冲压频率1000次/分、行程5-50mm可调、冲压力达125T等性能，解决现有冲压频率、冲压力和冲床行程不能同时高的问题，满足厚板料、深拉伸和滚压等生产加工的需要。
[0005]本发明解决技术问题采用的技术方案是:
所述的超高速大行程大吨位液压冲床的液压系统主要包括主油箱、过滤器、液压栗、溢流阀1、蓄能器1、减压阀、单向阀、蓄能器I1、第一二位二通高速液控切换阀、二位五通液控切换阀、第二二位二通液控切换阀、溢流阀I1、高速大吨位液压缸、液压先导分配阀、电-机械转换器。
[0006]所述的主油箱与过滤器的进油口连接，过滤器的出油口与液压栗的进油口连接，液压栗的出油口分别与溢流阀I的进油口、蓄能器I的进油口、减压阀的进油口、二位五通液控切换阀的A 口、第二二位二通液控切换阀的A 口连接，减压阀的出油口与单向阀的进油口连接，单向阀的出油口分别与蓄能器I1、第一二位二通高速液控切换阀的A 口连接，第一二位二通液控高速切换阀的B 口与高速大吨位液压缸上腔的B 口连接，第二二位二通液控切换阀的B 口与高速大吨位液压缸上腔的C 口连接，二位五通液控切换阀的D 口与高速大吨位液压缸上腔的A 口连接，二位五通液控切换阀的E 口与高速大吨位液压缸下腔连接，二位五通液控切换阀的C 口与溢流阀II的进油口连接，溢流阀I的出油口、溢流阀II的出油口和二位五通液控切换阀的B 口与主油箱连接。
[0007]所述的液压栗可排出压力油，为系统提供液压能。所述的溢流阀I用来限制系统的最高压力。所述的蓄能器I用来减少系统振动。所述的减压阀将高压油减压为低压油，进入单向阀。所述的单向阀用于确保低压油液只能从减压阀出口流向第一二位二通高速切换阀，而不能反向流动。所述的电-机械转换器采用螺管式，湿式耐高压衔铁驱动机构，能准确的将数控装置发出的电信号指令转变成机械信号。液压先导分配阀采用滑阀结构，能准确的将机械信号转变成压力信号，用以控制第一二位二通高速液控切换阀、二位五通液控切换阀、第二二位二通液控切换阀的工作。所述的第一、第二二位二通高速液控切换阀采用将插装阀和滑阀相结合的结构，即利用插装阀过流能力大，滑阀功耗小的优点。所述的高速大吨位液压缸采用聚四氟乙烯的耐磨环，避免活塞与缸体和活塞杆与端盖间的金属与金属摩擦，并采用复合式密封圈如格兰圈、斯特封等高压低摩擦的密封圈，确保低摩擦，液压缸进出油快，进出油液阻小，频响高，无泄漏。
[0008]上述液压系统工作过程是:数控装置发出指令信号(电信号)驱动电-机械转换器工作，电-机械转换器将指令信号转变成机械信号，并驱动液压先导分配阀工作，液压先导分配阀按序输出3路油压信号，即油压信号1、油压信号I1、油压信号III，油压信号I控制二位五通液控切换阀的工作，油压信号II控制第一二位二通高速液控切换阀的工作，油压信号III控制第二二位二通液控切换阀的工作。高速大吨位液压缸向下快进时，此时第一二位二通高速液控切换阀打开，21MPa的高压油从主油箱中，依次通过过滤器、液压栗、减压阀(减压为IMPa)、单向阀、第一二位二通高速液控切换阀，进入高速大吨位液压缸的上腔，待高速大吨位液压缸下降到被冲工件，第二二位二通液控切换阀打开，同时第一二位二通高速液控切换阀关闭，21MPa的高压油从主油箱中，依次通过过滤器、液压栗、第二二位二通液控切换阀，进入高速大吨位液压缸上腔，开始冲压工件。冲压完成后高速大吨位液压缸向上快退，此时二位五通液控切换阀、第一二位二通高速液控切换阀打开，同时第二二位二通液控切换阀关闭，21MPa的高压油从主油箱中，依次通过过滤器、液压栗、二位五通液控切换阀，进入高速大吨位液压缸的下腔，高速大吨位液压缸上腔中的液压油一部分通过二位五通液控切换阀、溢流阀II，进入主油箱，另一部分通过第一二位二通高速液控切换阀，进入蓄能器II。快退完成后，完成一次冲压，然后液压先导分配阀再次按序输出油压信号，通过控制第一二位二通高速液控切换阀、二位五通液控切换阀、第二二位二通液控切换阀，使高速大吨位液压缸再次动作，完成冲压工作。
[0009]本发明具有的性能及优点是:
1、超高速大行程大吨位液压冲床的液压系统切换频率1000次/分、液压冲击力125T、行程5-50_可调，其性能比机械式冲床、传统液压冲床优越，满足厚板料、深拉伸和滚压等生产加工的需要，具有噪音低、发热低、节能等优点，提高生产效率。
[0010]2、超高速大行程大吨位液压冲床液压系统中的二位二通高速液控切换阀，采用插装阀和滑阀相结合的方法设计，功耗< lkw，流量> 10000升/分，切换频率多1000次/分，保证整套液压系统的性能要求。
[0011]3、超高速大行程大吨位液压冲床液压系统中的电-机械械转换器及液压先导分配阀稳态控制精度高、动态响应性能高、抗干扰能力强，保证每次冲压加工在60ms内完成。
【附图说明】
[0012]图1为超高速大行程大吨位液压冲床的液压系统图； 图中:1-主油箱，2-过滤器，3-液压栗，4-溢流阀1，5_蓄能器1，6_减压阀，7-单向阀，8-蓄能器II，9- 二位二通高速液控切换阀，10-电-机械转换器，11-液压先导分配阀，12- 二位五通液控切换阀，13-溢流阀II，14-高速大吨位液压缸，14-1-高速大吨位液压缸上腔，14-2-高速大吨位液压缸下腔，15- 二位二通液控切换阀。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，本实施例超高速大行程大吨位液压冲床的液压系统由主油箱1、过滤器2、液压栗3、溢流阀14、蓄能器15、减压阀6、单向阀7、蓄能器II 8、二位二通高速液控切换阀9、二位五通液控切换阀12、二位二通液控切换阀15、溢流阀II 13、高速大吨位液压缸14、液压先导分配阀11、电-机械转换器10等组成。
[0014]图1中，主油箱I与过滤器2的进油口连接，过滤器2的出油口与液压栗3的进油口连接，液压栗3的出油口分别与溢流阀14的进油口、蓄能器15的进油口、减压阀6的进油口、二位五通液控切换阀12的A 口、二位二通液控切换阀15的A 口连接，减压阀6的出油口与单向阀7的进油口连接，单向阀7的出油口分别与蓄能器II 8、二位二通高速液控切换阀9的A 口连接，二位二通液控高速切换阀9的B 口与高速大吨位液压缸上腔14-1的B 口连接，二位二通液控切换阀15的