一种加工中心液压夹具压力保持器的制作方法

1.本实用新型涉及液压装置领域，具体为一种加工中心液压夹具压力保持器。


背景技术：

2.液压夹具是用液压元件代替机械零件，通过液压控制实现对工件的自动定位、支承与夹紧的夹具。具有夹紧力大，夹紧可靠，工作平稳，使用方便等优点，广泛应用于数控机床，加工中心，自动化生产线等场景。通过把选用的液压元件和设计的机械部分装配在一起，就可以得到所需要的夹具。
3.目前，现有的数控加工中心液压夹具系统的液压元件大多集成在液压站，液压站配置有用来保持液压系统油压力的液压电机，在整个加工过程中电机始终处于连续运转状态，对液压油冷却采用的方式是在油管循环至散热器通过自带风扇进行吹风降温，液压油经降温后再循环至油箱内的温度仍然高达60℃左右，始终在持续高温状态下运行，液压站系统相关备件容易损坏，日常保养时电机罩和散热器风扇也拆卸不便。也有个别数控加工中心液压站带有储能器，用于防止突然断电时电机停转夹具失压，避免工件松动导致的撞机和损坏刀具,断电后系统保压时间很短，通常只有1-2秒。
4.针对原有数控加工中心液压夹具系统，液压站油泵电机在整个加工过程中始终处于连续运转状态所导致的系统耗电量高、油温高、环境温度高，原散热系统(采用油管循环散热模块通过风扇散热模式)冷却降温效果差，相关备件易损坏，电机罩和散热器风扇保养时拆卸不便等相关问题为研究对像，研发了一种节能型液压夹具压力保持系统。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种加工中心液压夹具压力保持器，使动力结构和液压油泵仅在液压夹具夹紧和松开时启动并进行短暂工作，加工过程中停止运行，实现其间歇式工作，同时实现电磁换向阀与动力结构同步间歇工作，以达到节约能源、降低液压油温和降本增效的良好效果。
6.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
7.一种加工中心液压夹具压力保持器，包括电磁换向阀、动力结构、液压油泵、换向结构、双向液压锁、管式四通、夹紧油缸，液压油箱连接动力结构，所述动力结构和液压油泵连接，所述液压油泵和换向结构连接，所述换向结构和双向液压锁连接，所述双向液压锁设置有两个出油口和两个进油口，其中一套出油口和进油口和换向结构连接构成回路，另一套出油口和进油口和夹紧油缸以及管式四通依次连接构成回路，所述管式四通上设置电子压力开关和储能器。
8.进一步的，所述液压油泵和换向结构之间设置单向阀，所述液压油泵输出端l连接单向阀进油口k；单向阀的出油口j和换向结构的进油口p连接。
9.进一步的，所述换向结构采用三位四通电磁换向阀，所述换向结构的出油口a连接双向液压锁的进油口n；所述换向结构的进油口b连接双向液压锁的出油口h。
10.进一步的，所述换向结构包括出油口t，所述出油口t连接液压油箱的回油口i。
11.进一步的，所述动力结构采用液压电机。
12.进一步的，所述液压油箱和动力结构之间设置有过滤网，所述液压油箱输出的油通过过滤网过滤后进入动力结构的进油口m。
13.进一步的，所述管式四通连接压力开关和储能器，所述压力开关和储能器并联设置。
14.进一步的，所述压力开关连接交流接触器，所述交流接触器控制动力结构。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
16.本实用新型通过电磁换向阀、动力结构、液压油泵、换向结构、双向液压锁、管式四通和夹紧油缸的连接关系，使动力结构和液压油泵仅在液压夹具夹紧和松开时启动并进行短暂工作，加工过程中停止运行，实现其间歇式工作，同时实现电磁换向阀与动力结构同步间歇工作，达到了节约能源、降低液压油温和降本增效的良好效果；减少了现有技术中的2个日常保养项目，从而有效的降低了劳动强度。
17.进一步的，电子压力开关实现压力检测功能，储能器端口,形成封闭的保压系统；同时，储能器连同电子压力开关的并联设置，实现保压和压力检测功能。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的一种加工中心液压夹具压力保持器的系统连接示意图；
20.图中：液压油箱1、过滤网2、动力结构3、液压油泵4、单向阀5、电磁换向阀6、双向液压锁7、储能器8、电子压力开关9、管式四通10、夹紧油缸11。
具体实施方式
21.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特
征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
24.下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
25.实施例1：
26.如图1所示，本实施例提供的加工中心液压夹具压力保持器，包括液压油箱1、过滤网2、动力结构3、液压油泵4、单向阀5、换向结构、双向液压锁7、储能器8、电子压力开关9、管式四通10、夹紧油缸11。
27.上述元器件之间使用高压油管(m14*1.5)和铜管(8毫米)进行连接，按照系统图进行连接装配，经测试合格可靠即可运行。
28.所述换向结构采用三位四通电磁换向阀，所述动力结构3采用液压电机；
29.在本实用新型实施例中提供的新节能型液压夹具系统去除现有技术中的散热器、冷却油管、电源及冷却风扇，使动力结构3和液压油泵4仅在液压夹具夹紧和松开时启动并进行短暂工作，加工过程中停转，实现间歇式工作运行，通过改变换向结构的控制方式，具体通过松开和夹紧，使其与动力结构3同步在停转时断电间歇工作，实现了节约能源、降低液压油温和降本增效的良好效果。通过拆除散热气器及风扇，有效的改变换向结构的控制方式，减少2个日常保养项目降低了劳动强度。该实用新型装置适用于液压夹具独立供油且生产加工节拍相对较长的加工中心。
30.在本实用新型具体结构连接方式如下：
31.所述液压油箱1出口有动力结构3，动力结构3和液压油泵4连接，将液压油泵4输出端l连接单向阀5进油口k；所述液压油泵4的输出端通过单向阀5连接换向结构，具体通过单向阀5的出油口j和换向结构的进油口p连接，换向结构的出油口t连接液压站回油口i；所述换向结构的出油口a用高压油管连接双向液压锁7的进油口n，换向结构的进油口b用高压油管连接双向液压锁7的出油口h。
32.所述双向液压锁7的出油口o用高压油管连接夹紧油缸11的进油口a，双向液压锁7的进油口g用铜管连接管式四通10的f端；所述管式四通10的c端用高压油管连接夹紧油缸11的出油口b，将管式四通10的d端连接电子压力开关9的端口实现压力检测功能，将管式四通10的e端用铜管连接储能器8端口,形成封闭的保压系统；所述储能器8连同电子压力开关9与油缸夹紧端油路并联，实现保压和压力检测功能。
33.所述电子压力开关9接24v直流电源，常开触点控制油泵和换向阀启动停止；所述双向液压锁7、储能器8、压力开关9及管式四通10等部件用合适尺寸的高压油管和铜管连接好后，集成固定在液压油箱1上，
34.连接完成后，将夹紧油缸11固定在机床工作台上，对新系统加压测漏确保各接口无漏油现象，保持系统压力正常，确保原有功能正常运行可靠。
35.该新装置非常适用于液压夹具独立供油，且生产加工节拍(5分钟以上)相对较长的加工中心。
36.该液压夹具系统工作原理如下：
37.装夹零件，液压夹具需夹紧时，控制交流接触器，具体的可以通过手动按下夹紧按钮，过夹紧按钮控制液压电机的交流接触器吸合，动力结构3启动液压油泵4运转，换向结构夹紧位得电，液压油路由原来的松开油路状态改变为夹紧油路状态，控制夹具执行夹紧动
作。
38.装夹零件，液压夹具夹紧后，压力达到设定值，电子压力开关9发送信号，液压电机3停止，液压油泵4停转，双向液压锁7自动闭合，液压系统油路彻底封闭，而后储能器8释放皮囊压力保持夹紧力不变。
39.此过程中，若有压力泄露，储能器8将释放压力对系统进行补偿，若泄露严重夹紧压力低于设定值，则由电子压力开关9发送信号使液压电机3启动保持系统压力，以实现压力保持功能。
40.压力开关9实时监测液压系统压力数值并随时传送信号，以确保整个加工过程中液压夹具始终处于安全可靠夹紧状态；取卸零件，液压夹具需松开时，手动按下松开按钮，系统控制液压电机3的交流接触器给电，液压电机自动启动，电磁换向阀松开位得电，液压油路由原来的夹紧油路改变为松开油路状态，控制夹具执行松开动作，可将工件取下。
41.通过计算和实验，本实用新型提供的加工中心液压夹具压力保持器和原系统液压电机和油泵的持续运行相比，新系统液压电机和油泵仅在液压夹具夹紧和松开时启动并进行短暂工作，加工过程中液压电机和油泵停转，实现间歇式工作运行，达到了节能和降低油温良好效果。
42.以改装的vmc1300乔福立式加工中心设备试运行数据测算，新旧系统液压电机每年电费分别如下：
43.(1)、改造前：以年运行330天，每天20小时测算，原系统每台每年耗电量：220v
×
10a
×
330天
×
20小时/1000＝15970度，电费约15970度
×
0.6元/度＝9583元。
44.(2)、改造后：年运行330天，而经实测，间歇式运行电机每天工作时间为0.5小时，则其年耗电量为：220v
×
10a
×
330天
×
0.5小时/1000＝363度，电费363度
×
0.6元/度＝218元。
45.电机每年节约电费：9583元-218元＝9365元。
46.2、改变电磁换向阀控制方式(松开或卡紧)，使其与电机同步在停转时断电间歇工作，达到了节约能源效果，节约电费如下：
47.(1)、改造前：电磁阀按照年运行330天，每天20小时算，年耗电量：0.055kw
×
330天
×
20小时＝363度，电费约363度
×
0.6元/度＝218元。
48.(2)、改造后：电磁阀按照年运行330天，每天0.5小时算，年耗电量：0.055kw
×
330天
×
0.5小时＝10度，电费约10度
×
0.6元/度＝6元。
49.电磁阀每年节约电费：218元-6元＝212元。
50.3、新系统去掉了原有的散热器及风扇，减少2个日常保养项目，优化了液压夹具系统的运行方式，也起到了节能降本增效的效果，直接节约电费如下：
51.原系统散热器风扇按照年运行330天，每天20小时算，年耗电量：0.03kw
×
330天
×
20小时＝198度，电费约198度
×
0.6元/度＝119元。
52.新系统每台每年总共节约电费：电机节约9365元、电磁阀节约212元、散热器及风扇直接节约119元，共计节约9696元。
53.由此可知，新的节能型压力保持液压夹具系统有以下优点：
54.液压电机采取间歇式运行，达到了节约能源的效果，每台每年可节约电费约9365元；有效的降低换油频次减少油品消耗，提高了液压油泵及密封件的寿命；同时，改变电磁
换向阀控制方式(松开或卡紧)，使其与电机同步在停转时断电间歇工作，延长了阀体的寿命，达到了节约能源的效果，年可节约电费约331元。
55.通过上述方案去除散热器、电源及冷却风扇，降低了运行成本，减少2个日常保养项目，降低了劳动强度，年直接节约电费119元；通过油泵的间歇运行，液压站内油温降低，环境温度也随之降低；以在vmc1300乔福立式加工中心液压夹具系统液压站改造后实测数据为例，新系统液压站内油温度由原先的65℃左右降至30℃以下。
56.并且，在本实用新型的对比下，旧系统因长期油温高导致液压站备件损坏频繁，以上盖组9台乔福为例，每年每台更换损坏的油泵电机组费用约700元，新系统液压油温降至29℃，备件故障率降低，几乎全部节省该成本。
57.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
58.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。