重载大冲程高速冲床的液压驱动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种重载大冲程高速冲床的液压驱动系统。
【背景技术】
[0002]液压高速冲床是现代制造业的先进基础加工装备，相比于传统机械式冲床，无须飞轮、曲柄连杆、离合器和制动器等零部件，具有冲压频率高、冲压冲程/压力可调、全冲程满载荷冲压、磨损自补偿、过载自保护、振动噪音小等优点，符合高速化、精密化、柔性化的高端冲床发展趋势。
[0003]然而，由于高频伺服阀、高速开关阀等核心功率元件的限制，现有液压高速冲床在1000次/分高频冲压工况下的冲压力通常不超过30吨、冲压冲程只有几个毫米。因此，在高频冲压工况下，现有液压高速冲床只适用于薄钣材的冲孔、冲裁等加工，而无法适用于较厚钣材、较大冲程的深冲压等加工，严重限制了液压高速冲床的应用范围。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种重载大冲程高速冲床的液压驱动系统，通过液压控制回路的合理匹配和切换，实现大流量、低功耗的重载大冲程高速冲压。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
本发明包括差动液压缸、切换阀、电-机械转换器、加载阀、充液阀、储油油箱和溢流阀。
[0006]差动液压缸上端具有一个无杆腔，该无杆腔通过充液阀接储油油箱，通过加载阀接高压油源。差动液压缸中部和下端各有一个有杆腔，中部活塞杆的直径小于下端活塞杆的直径；快进工序时，中部有杆腔通过切换阀接下端有杆腔；快退工序时，中部有杆腔通过切换阀接油箱。
[0007]储油油箱通过溢流阀接油箱。
[0008]电-机械转换器输出四路信号分别控制切换阀、加载阀和充液阀的工作状态。其中，切换阀和充液阀各由一路信号控制，加载阀由两路信号控制。
[0009]本发明具有的有益效果是:
(1)液压驱动系统所包含元件较少，集成度高。
[0010](2)快进时，差动液压缸无杆腔内形成真空，有利于储油油箱油液的快速流入，以满足差动液压缸快速运动对大流量供油的需要。
[0011](3)冲压时，差动液压缸无杆腔通过加载阀接高压油源，能够以小流量高压油液使无杆腔内低压油液的压力升高，以满足冲压负载的需要。
[0012](4)在快退起始阶段，差动液压缸无杆腔通过加载阀接油箱，使其高压油液卸荷，从而减小快退负载、降低快退所需驱动功率。
[0013](5)在快退过程中，差动液压缸无杆腔通过充液阀接储油油箱，无杆腔内油液被压回到储油油箱中，由加载阀流入无杆腔内的油液通过溢流阀流回油箱，从而实现能量的充分回收。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的快进工序液压原理图。
[0015]图2是本发明的冲压工序液压原理图。
[0016]图3是本发明的快退工序起始阶段液压原理图。
[0017]图4是本发明的快退工序有效阶段液压原理图。
[0018]图中:1、差动液压缸，2、切换阀，3、电-机械转换器，4、加载阀，5、充液阀，6、储油油箱，7、溢流阀。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0020]本实施例包括差动液压缸1、切换阀2、电-机械转换器3、加载阀4、充液阀5、储油油箱6和溢流阀7。
[0021]差动液压缸上端具有一个无杆腔，该无杆腔通过充液阀接储油油箱，通过加载阀接高压油源。差动液压缸中部和下端各有一个有杆腔，中部活塞杆的直径小于下端活塞杆的直径；快进工序时，中部有杆腔通过切换阀接下端有杆腔；快退工序时，中部有杆腔通过切换阀接油箱。储油油箱通过溢流阀接油箱。电-机械转换器输出四路信号分别控制切换阀、加载阀和充液阀的工作状态。其中，切换阀和充液阀各由一路信号控制，加载阀由两路信号控制。
[0022]本实施例的工作方式:
如图1所示，差动液压缸1处于快进工序，其活塞杆的运动方向如箭头所示。此时，电-机械转换器3发出控制信号使切换阀2和充液阀5工作在下位、加载阀4在工作在中位。差动液压缸1的无杆腔接储油油箱6，差动液压缸1的中部有杆腔与下端有杆腔同时接高压油源。由于储油油箱6置于差动液压缸1的上端，储油油箱6中的油液在自重作用下经充液阀5流入差动液压缸1的无杆腔。同时，由于中部活塞杆直径大于下端活塞杆直径，活塞杆在液压力作用下快速向下运动，使无杆腔内形成真空，进一步加快储油油箱6油液流入无杆腔中。
[0023]如图2所示，差动液压缸1处于冲压工序，其活塞杆的运动方向如箭头所示。此时，电-机械转换器3发出控制信号使切换阀2工作在下位、加载阀4和充液阀5工作在上位。差动液压缸1的无杆腔、中部有杆腔与下端有杆腔同时接高压油源。高压油液经加载阀4流入无杆腔，压缩无杆腔内低压油液，从而使无杆腔内油液压力升高。因此，无杆腔活塞能够产生较大的液压力，和中部活塞与下端活塞所产生的液压力一起克服冲压工件负载。
[0024]如图3所示，差动液压缸1处于快退工序的起始阶段，其活塞杆的运动方向如箭头所示。此时，电-机械转换器3发出控制信号使切换阀2和充液阀5工作在上位、加载阀4工作在下位。差动液压缸1的无杆腔和中部有杆腔接油箱、下端有杆腔接高压油源，作用在活塞杆上的液压力使活塞杆向上运动。
[0025]如图4所示，差动液压缸1处于快退工序的有效阶段，其活塞杆的运动方向如箭头所示。此时，电-机械转换器3发出控制信号使切换阀2工作在上位、充液阀5工作在下位、加载阀4工作在中位。差动液压缸1的无杆腔接储油油箱6、中部有杆腔接油箱、下端有杆腔接高压油源，作用在活塞杆上的液压力使活塞杆实现快退运动，并将无杆腔内的油液压回储油油箱6中，且多余的油液经溢流阀7流回油箱。
【主权项】
1.重载大冲程高速冲床的液压驱动系统，包括差动液压缸(1)、切换阀(2)、电-机械转换器(3)、加载阀(4)、充液阀(5)、储油油箱(6)和溢流阀(7)，其特征在于: 所述的差动液压缸(1)上端具有一个无杆腔，该无杆腔通过充液阀(5)接储油油箱(6)，通过加载阀(4)接高压油源；所述的差动液压缸(1)中部和下端各有一个有杆腔，中部活塞杆的直径小于下端活塞杆的直径；快进工序时，中部有杆腔通过切换阀(2)接下端有杆腔；快退工序时，中部有杆腔通过切换阀(2)接油箱；所述的储油油箱(6)通过溢流阀(7)接油箱；所述的电-机械转换器(3)输出四路信号分别控制切换阀(2)、加载阀(4)和充液阀(5)的工作状态；其中，切换阀⑵和充液阀(5)各由一路信号控制，加载阀⑷由两路信号控制。
【专利摘要】本发明公开了一种重载大冲程高速冲床的液压驱动系统。该系统由差动液压缸、电-机械转换器、切换阀、加载阀、充液阀、储油油箱和溢流阀组成。电-机械转换器发出信号分别控制充液阀、加载阀和切换阀工作在设定状态，使差动液压缸按设定时序完成快进、冲压和快退等动作。本发明通过液压控制回路的合理匹配和切换，实现了大流量、低功耗的重载大冲程高速冲压。
【IPC分类】B30B15/16
【公开号】CN105291471
【申请号】CN201510516054
【发明人】丁凡, 宋伟, 刘硕, 蔡勇, 沈莹杰, 方辉
【申请人】浙江大学舟山海洋研究中心
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年8月21日