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浅析大吨位油压机设计过程选型要点

浅析大吨位油压机设计过程选型要点

孟令武

齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司冲压车间(161002)

摘要:分析铁路货车起伏件成型规律、质量特性、操作方式、生产批量、安全等综合因素,选择适应铁路货车起伏成型件的油压机。

Abstract: this paper presents the analysis on forming rule, quality features, operation mode, and batch quantity and safety of the raising parts for railway wagons. The oil press machine suitable for railway freight wagon is selected.

关键词:压边、光控、平面度、自动化、集成

Key Words: Blank pressing, Light Control, Plainness, Automation, Integration

前言:通过优化大吨位油压机的结构,实现提高生产效率,保证产品质量,实现安全文明生产。

正文:

大吨位油压机主要用于铁路货车的起伏成型件件、拉伸件。如:C70E下侧门板、C70E 侧门板、P70侧板。大吨位油压机应具有上、下压边功能,按照零件的成型特性在实现零件的正、反拉伸过程中,提供成型所需的压边力。为了进一步与模具实现功效一体化,设备需要能够为模具提供顶出力。为了实现在大吨位油压机上实现起伏成型件的拉伸、落料工序集成,设备需要具备落料缓冲功能。为了进一步减轻操作者的劳动强度,提高工作效率,在大吨位油压机设计过程中需要考虑自动化上下料装置。同时,为了进一步提升操作者的安全操作空间,设备在设计过程中应该进一步提升设备的本质安全度。

1压边功能

随着工业制造技术的日益增长,以及液压机技术的迅速发展。单动液压机的不足越来越明显,双动液压机越来越受到重视。双动液压机的滑块采用行程控制,压边滑块由快转慢压住物料边缘,拉伸滑块带着上模快速移动至物料,速度转慢,压力增大,使物料受力拉伸成型,整个运动过程中滑块运动平滑无振动,确保压制过程质量,使制品光滑无皱纹。所谓双动液压机,就是利用设备为板材成型提供压边力和拉伸力两个力的来源。压边力来自于设备的压边油缸,拉伸力来自于设备主工作油缸。该结构的实现,不仅可以提高零件的成型质量,而且可以使模具结构简单化,为成型件的压型、落料工序的集成创造了有利条件。

以往传统的双动油压机通过内外滑块结构,利用外滑块为模具提供压边力。模具压边圈的大小随着零件的大小变化而变化。但是压边滑块的尺寸固定,不能满足不同规格的零件的生产。为使双动液压机更好服务于生产,需要对双动液压机的压边结构进行优化,不同尺寸大小的零部件压边力需求,可以通过压边圈上部压边杆的组合完成压边力传导作用。图1 为典型铁路货车用大吨位油压机的典型压边结构简图。

2 缓冲功能

2.1 大吨位油压机设置缓冲装置的必要性:

为了实现零件的压型、落料工序集成,需要在同一套模具上实现压型、落料两个动作。油压机在落料结束后,回程时贮存的能量要无功释放,易于引起液压机的剧烈振动与噪音,若释放缓慢,影响液压机的快速性。释放能量一般采用节流的形式,使该部分能量大多转化成热能,油温升高,缩短传动介质的使用寿命。如果液压机用于冲裁,必须接通冲裁缓冲装置开关。冲裁断裂时,缓冲装置必须可控地减少自由变化的冲击力能,以便保护压力机和模具,减少噪音。图2 为油压机缓冲装置典型结构。

2.2 缓冲缸的调节过程: ①无压力下行,闭合模具,直至冲模刃口刚接触工件表面; ②旋转可调螺杆,使缓冲缸的下挡块上升至紧贴滑块上挡块; ③滑块和冲模回程至一定高度后,把左右两个下挡块,略上升相同的高度; ④正行程检查下挡块是否调节在冲裁模正好位于板胚料上时的位置。 ⑤调节完毕后,应用锁紧螺母将可调螺杆锁死,以免下固定挡块的位置发生窜动。 3 自动上下料功能 随着现代制造技术的发展,冲压技术也向高速化、自动化、柔性化方向发展。冲压生产过程中的手动操作、人工上下料等传统生产方式已无法满足高速发展的铁路货车冲压技术的发展。在冲压生产中采用机器人代替人工操作,构成自动化生产单元或组成柔性自动化生产线,是进行高速、高效、高质量冲压生产的一种有效方法,也是现代冲压生产技术的重要发展方向之一。另一方面,随着社会的发展,人力成本越来越高,设备的自动化可以很好地提高劳动效率,降低人力

1、接近开关

2、上固定挡块

3、下固定挡块

4、可调螺杆

5、缓冲油缸

6、

排气螺栓 7、空气滤清器 8、缓冲缸

润滑孔 9、油压机滑块

图 2 油压机缓冲装置结构示意

图 1、压边油缸 2、

油压机滑块下垫板

3、导向装置

4、

压边杆5、压边滑

块连接梁 6、支撑

零件 7、压边滑块

下连接板 8、压边

油缸固定装置

图1 大吨位上压边垫结构简图

成本;随着计算机电子技术的发展和人们知识水平的不断提高,自动化设备已日益普及,其购买、使用、维护成本都大大降低。由于以上原因,一些传统行业纷纷加入了自动化改造的行列,依此来提升企业的市场竞争力。

大吨位油压机在铁路货车行业的应用只要集中在起伏成型件的生产。在生产过程中分为上料、压型、下料三个动作。三个动作紧密连接,互相制约。在自动化的选择上可以选择全自动的机器人上、下料,也可以选择人工操作的半自动化的上、下料小车进行分别控制。在选择的过程中需要综合考虑产品附加值、批量大小、定位精度等多方面因素。对于铁路货车行业多选择半自动化的上下料方式。图3 为典型的大吨位油压机半自动化上下料装置结构简图。

图3 大吨位上压边垫结构简图

4可靠的安全保障装置

4.1 可靠的安全防护装置与自锁功能:

油压机各部分应有可靠的安全保护和保险措施,具有安全自锁功能,尤其是操作者肢体可以进入或接触造成伤害部位必须采取安装防护栏、防护罩,增加光栅等预防措施,保证其强度,易于拆卸维护,以防误操作和意外事故使机器受损或人身伤害。设备在检修过程中或者安装模具、调修模具过程中,为了确保操作者人身安全需要具备安全自锁功能,防止由于设备溜车或者其他原因造成人身伤害。

4.2 有效的安全光栅和必要的急停按钮:

油压机的入、出口设置有安全光栅保护装置,如操作者身体某个部位在油压机工作时误入危险区间,设备自动停机。光栅保护装置的位置可以根据模具高度和长度尺寸和工作范围特性进行位置调节,确保操作者人身安全。设备设有专门的操纵台,并且要求操作位置视野开阔,可以随时观察到设备工作区的异常情况。为了进一步提升设备本质安全度,设备四个角设有急停按钮,以备意外情况任意位置操作者可以随时使用。

4.3人性化的细节设计:

设备管路系统设计采用必要的缓冲、防震措施,如设缓冲垫、软管或避震喉,能吸收振动的可曲挠式橡胶管接头。设备整体布局合理,大件设有吊装环或者专用吊具便于维修拆卸,具有足够的检修空间,并且设置符合国家标准的检修梯台。在设备的顶部设有标高警示灯,防止厂房内天车经过时产生碰撞。设备关键检修部位和日常维护与保养部位设置专门的检修空间和攀登护栏并且保证安全可靠。电气系统具有完善可靠的联锁、安全保护和故障诊断报警等功能,各种电气指示装置应明确、醒目,各种保护措施应稳定、可靠、易于操作。电气元件排布设计应合理、美观,电线规整、标识清楚。在模具工作区域设有足够亮度的照明装置并防震.在主操作柜上独立控制。机床照明应采用安全电压。

5目视化、智能化与参数化的集成

油压机主工作油组缸由若干个可以独立工作,也可以相互任意组合的油缸组成。油压机在工作的过程中,可以根据零件的成型力的大小进行主工作油缸的选择。主工作油缸的工作压力采用电液比例压力阀或者伺服压力阀控制,可无级调节设定,并可实现数显、数控。主工作油缸、压边油缸和液压垫油缸的集成阀块上应分别设置压力传感器,独立检测各缸的工作压力,进行联锁控制、安全保护和泄荷操作,并数字显示。其中压边油缸的压力可以设定为一个稳定的压力值,确保工作时稳压,也可通过参数输入,提前预设一个以位移和压力成反比的线性加载值。设备应具有记忆存储功能,可贮存生产过工件的压边力、滑块行程和模具相关参数,以备下次生产直接调用。在操作台显示屏上显示和设定滑块与上压边垫的行程、压力及滑块保压时间。在显示屏实现油压机主要操作信息参数、故障提示,压机运行状态信息。可在屏幕上非常方便地预先对滑块、上压边垫和液压垫的行程、压力、时间等参数进行数字预置,清晰的显示其行程、压力和时间参数。

结束语:伴随着科学技术的迅猛发展,铁路货车行业的车身成型件生产技术也将面临变革,设备与模具之间的互补已经成为现实,产品质量与生产效率是设备的发展过程的综合体现。参考文献:

实用冲压工艺及模具设计手册杨玉英机械工业出版社 2004年

锻压手册中国机械工程学会塑性工程学会机械工业出版社 2007年

冲压工实际操作手册顾迎新张海渠辽宁科学技术出版社 2007年

张新国大吨位精整压力机快速返程时惯性冲击原因分析及对策锻压装备与制造技术2012(2)

作者简介:孟令武(1979—),黑龙江齐齐哈尔,工程师,从事冲压工艺及模具设计工作

单位:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司冲压车间

电话:0452-******* 132********

邮箱:menglingwu1979@https://www.doczj.com/doc/139015970.html,

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