多向闭塞模锻伺服数控液压机

司宗青，孙桂荣

（苏州虹逸重工科技有限公司，江苏 苏州 215121）

一机多功能多向闭塞模锻伺服数控液压机主要用于多向闭塞模锻（多向抽芯）、普通模锻等；用于石化管件的红冲多向热挤压、冷挤压成形及弯曲工艺（如弯头、三通、四通等）；可借助模具可实现金属挤压及板材的压制、弯曲、翻边、校正、压装、拉伸、成形等工艺；同时该机也可进行模具试模；在设备参数允许的情况下还可满足压装及液态内高压成形等工艺要求。该机设有调整、手动、半自动三种操作方式（同时具备联机功能），该机的工作压力、工作行程均可在规定的范围内无级数字化调整，并可实现“定程”、“定压”两种工艺动作。

1 结构与功能

压机主要由主机、液压控制系统、电气控制系统、润滑系统和安全防护系统等组成。

1.1 主机部分

主机部分是本文重点论述部分。

1.1.1 机身

如图1 所示，机身中上梁2、下梁9、方立柱8 通过多套拉杆螺母4、10 紧固并通过超高压预紧装置预紧，并通过定位键和定位装置固定预紧构成组合框架，具有良好的强度和刚度。机身各大结构件均采用箱体式二氧化碳气体保护焊接结构，焊后回火炉整体退火消除内应力。主要部件采用先进设备进行加工，保证整机的高精度。主要结构件外观平整，无焊渣和流疤现象。整机结构设计全部采用计算机优化设计，使其具有良好的强度和刚度，同时兼顾外形美观、便于设备的运输。

图1 一机多功能多向闭塞模锻伺服数控液压机总图

1.1.2 油缸

垂直上穿孔缸1，垂直合模缸3，垂直上穿孔芯缸6，移动工作台缸11，动梁回程缸14，倒置式垂直下穿孔缸17，均采用活塞缸或柱塞缸多油缸结构，驱动各滑块的下降和上升，结构型式灵活合理、性能稳定。油缸缸体均通过法兰与横梁连接，活、柱塞杆与各滑块连接。油缸缸体采用35#锻钢，油缸内表面经过珩磨、滚压工艺，使液压油缸具有足够的强度和刚度；活塞杆采用45#锻钢，并进行表面中频淬火硬度达到HRC50～55；油缸密封采用优质密封，确保密封性能可靠，使用寿命长。

上垂直穿孔（套模）采用三级结构，分别为：一件柱塞式垂直合模缸3、四件活塞式动梁回程缸14 的五缸布置结构，驱动垂直合模动梁5 上下运动；垂直上穿孔动梁7 安装与垂直合模动梁5 内，其上平面与两活塞式垂直上穿孔缸1 活塞杆连接，驱动垂直上穿孔动梁7 上下运动；活塞式垂直上穿孔芯缸6安装与垂直上穿孔动梁7 内，垂直上穿孔芯缸6 活塞杆带动冲杆对工件上下运动。

一件垂直合模缸3、四件动梁回程缸14、两件垂直上穿孔缸1 均布置与上梁2，便于机床加工制造，保证整机控制精度更高。垂直合模缸3 采用中间1件柱塞缸、四角采用活塞式动梁回程缸14 的五缸布置结构，受力均匀无偏载。

《海鸥食堂》里幸惠在芬兰的食堂菜单主打饭团，因为饭团是日本的传统食物，但是更重要的是幸惠的个人原因。幸惠的母亲过世地早，家务都是她来做，父亲每年只在运动会和远足的时候做两次饭团。父亲只做有鲑鱼、梅干、鲣鱼的饭团，难看却好吃。饭团对幸惠来说，是从小持家的辛苦中的最幸福的期待，也是从小母爱缺失，父爱的以另一种形式的弥补，正是因为如此，对于海鸥食堂的菜品选择上如此坚持，不仅是因为饭团是传统的日本食物，更重要的是它给她带来母爱和父爱的满足感。

垂直上穿孔动梁7 的压紧力远远大于水平合模滑块20 的回程力，不会出现工件一端脱离另一端还没有脱离模具的现象。

1.1.3 滑块（垂直合模动梁5）

一件垂直合模缸3、四件动梁回程缸14 通过加压方式，使调节螺母与锁紧螺母将上梁2、下梁9、立柱螺母15，组成受力四柱整体结构。垂直合模动梁5置于主机机身中间，四角立柱孔内装有对开式导向套，并依靠四根立柱螺母15 导向实现上下运动。四柱式导向结构间隙合理，导向精度高，抗偏载能力强。四根立柱锁母15 导向部分表面热处理HRC42～55 并经磨削加工，导向套内安装有耐磨支撑环，并设有加油孔自动加油润滑，且耐磨性能好，运行稳定可靠。

1.1.4 两侧水平挤压与穿孔机构

如图2 所示，两侧水平挤压与穿孔机构是由水平合模滑块20、水平合模快速缸21、水平穿孔复合缸22 等构成。水平穿孔复合缸22 不仅可以挤压压制作用，还可以同时水平穿孔作用，节约安装空间与制造成本；并且在油缸两侧各布置两套水平合模快速缸21 使得水平合模滑块20 不仅实现快进平稳性又利于滑块防转功能；同时设有位置检测装置以及固定挡铁等多层保护装置，不到位下个动作不执行并且报警提醒。水平穿孔复合缸22 安装在焊接机架的方立柱8 的两侧，缸体与机身安装采用对开卡套式，便于在机身外安装以及后期保养方便。油缸与水平合模滑块20 采用球头球碗结构，受力时自动找正中心等；此机构定位精度高、使用稳定同时大大提高工作效率和安全性等优点。

图2 一机多功能多向闭塞模锻伺服数控液压机俯视图

1.1.5 垂直下穿孔机构

主要由垂直下顶杆16、倒置式垂直下穿孔缸17、垂直下拉杆螺母18、垂直下穿孔缸下梁19 等构成。倒置式垂直下穿孔缸17 安装方式以及增加防护罩，有利于油缸密封圈的寿命，同时便于灰尘及氧化皮的收集清理。倒置式垂直下穿孔缸17 缸体与下梁9 之间有精加工导向套以及润滑机构，同时两套垂直下拉杆螺母18 和垂直下穿孔缸下梁19 有利于油缸的运行稳定和维护保养等优点。

1.1.6 移动工作台机构

由移动工作台缸11 驱动向前与退回，移动工作台两侧装有导向、限位机构检测装置以及固定挡铁等多层保护装置，不到位下一个动作不执行并且报警提醒。中间留有垂直下顶杆16 孔，移动工作台定位精度为±0.05mm，此结构不仅造价低，而且使用稳定可靠。

1.2 液压控制系统

液压控制系统主要由油泵电机组、阀块、充液阀、冷却过滤系统、管路等组成，借助于电气控制系统完成对液压机各种动作的控制。

两侧的水平合模滑块20 各自采用独立的伺服油泵电机组控制系统，结合各种独立的位移传感器以及比例阀控制，能精确控制主机两侧的水平合模滑块20 的同步在±0.25mm 之内。通过压力传感器将压力信号转变为电信号传输给PLC 进而在触摸屏显示和调整；比例溢流阀采用德国博世公司产品；比例压力控制系统可以使压力从公称力的10%～100%内无级调节，显示精度达到±0.1MPa。

液压系统的充液回路选用常闭式充液阀，滑块快下时靠充液阀吸油，快速下降速度由油缸下腔油路中的插阀控制调节。

动力站侧面开有窗口以便清洗油箱，其上还安装有油位油温计、空气滤清器；设有液位控制继电器，防止系统缺油和超限，超正常工作液位报警；设有温度传感器，到温度时自动启动冷却系统，温度过高时，主机停止工作并报警；液压系统中设有独立的油液过滤系统，如过滤系统出现故障时，操作面板上设有报警提醒。

液压管路系统密封可靠，高压管路连接采用高压法兰和优质密封元件，可有效防止渗漏。管路布置整齐，并设置足够抗震管夹和软连接以防止管路产生共振。

1.3 电气控制系统

采用PLC 可编程控制器和彩色触摸屏控制，进行各数据的显示和控制及预设置处理与存储，画面为人机交互式，可在屏幕上非常方便地预先对滑块的行程、压力、时间参数进行数字预置。两侧的水平合模滑块20 行程检测均采用微脉冲位移传感器，抗粉尘等污染能力强，显示精度达到±0.1mm。为确保安全，在上下极限位置设有行程开关保护。

具有预先设定滑块位置和滑块速度变换（由快降变为工作）位置的功能，滑块在变速点的变换能平稳过度，无冲击现象产生。

设备的操作方式为调整、手动、半自动三种方式，每种操作方式又可分为定压和定程两种工作方式，由操作面板上的转换开关进行选择。

1.4 润滑系统

主机导轨润滑可方便的设定润滑油量和润滑间隔时间，调整好后润滑过程为自动进行，润滑系统和主机动作设有互锁，润滑器如有故障均在操作面板上设有报警提醒。

2 主机工艺动作

将工件放置在主机中的移动工作台13 模具上，通过移动工作台缸11 和移动工作台支架12 快速精确移入到主机工作区域。垂直合模动梁5 通过中间垂直合模缸3 和四角动梁回程缸14 驱动模套垂直下行实现快进、压制、回程动作；垂直上穿孔动梁7通过两垂直上穿孔缸1 压制、回程动作；垂直上穿孔芯缸6 带动冲杆对工件上穿孔压制；水平两侧的水平合模滑块20 通过水平穿孔复合缸22 和水平合模快速缸21 对工件两侧向同时实现快进、压制、回程动作，同时水平两侧的水平穿孔复合缸22 同时带动冲杆对工件水平穿孔压制、回程；垂直下顶杆16 通过倒置式垂直下穿孔缸17 在垂直下拉杆螺母18 和垂直下穿孔缸下梁19 辅助下，对垂直下侧压制穿孔，并顶出工件；可通过移动工作台13 或者机械手直接取出工件，整个自动工作完成（不同工件动作顺序均可自行调整）。

3 小结

本设备已获实用新型专利，专利名称“一种新型多向闭塞模锻液压机”，专利号CN202121306117.4。

本设备已获发明专利，专利名称“一种多功能多向闭塞模锻伺服数控液压机”，专利号CN2021 10651968.0。