分析波动加载管材液压成形系统关键问题的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第6期(总第169期)机械工程与自动化NO．62011年12月MECHANICALENGINEERING8LAUT()MAT10NDec．文章编号：1672—6413(2011)06—0090—03波动加载管材液压成形系统关键问题的研究林小波，王炳德，刘莹(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110004)摘要：分析了液压成形设备的组成以及在研发波动加载管材液压成形系统过程中涉及的关键问题，并对每个问题都提出了合理的解决方案，实现了系统的设计要求。关键词：波动加载；管材；液压成形系统；超高压；PLC中图分类号：TG386．43：TP273

2、文献标识码：AO引言锁紧后，侧推缸开始进给，推动冲头进给对管材进行提高零部件使用性能、减轻零部件重量、节约材预密封；之后，乳化液充液系统向管材内填充乳化液料是现代先进制造技术追求的目标和发展趋势[1]。管并排出管内气体；乳化液填充完毕后超高压增压系统材液压成形技术因其轻量化和一体化的特征在汽车行工作，管材内液体压力升高，完成管材的胀形。图2业和航空航天等领域得到了广泛应用。目前，欧美等为液压系统工作原理图。国的科研单位和企业都对该技术进行了深入研究，并上模在轻量化构件的制造中进行了广泛应用L2]。由于管材内高压成形设备的要求较高、投资昂贵，目前国内可独立制造成套内高压成形设备

3、的机构还不多，这在一定程度上限制了国内内高压成形技术的研究和发展。为更深入地研究管材成形技术，本文设计了一套可实现波动加载的管材液压成形系统，并对其中的关键问题进行了深入的研究和探讨。图1管材液压成形系统模具1管材液压成形设备的组成1。4数据采集和控制系统管材液压成形设备由合模压力机、模具系统、充数据采集部分由传感器、计算机、数据采集卡等液增压系统、数据采集和控制系统4部分组成L3]。组成。传感器将检测到的不同信号转换成电压信号，1．1合模压力机经数据采集卡A／D转换后输入计算机，计算机内的合模压力机在管材液压成形时提供合模力，将模记录和显示程序将上述物理量以数据文件形式保存

4、在具锁紧，保证在成形过程中不会因模具开缝造成零件计算机内，以备后续的实验结果处理、存储、打印飞边或引起管端密封失败。由于液压机可在其全行程等。控制部分由计算机、数据采集卡、PID调节器、的任意位置输出系统的最大压力，并易于实现调压和比例伺服阀等组成。压力传感器将检测到的实时压力保压，故本系统采用液压机作为合模压力机。通过数据采集卡反馈给计算机并与设定的压力值相比1．2模具系统较，通过PID调节器调节后作用于比例伺服阀，直本系统采用的模具沿工件的分型面分为上模和下至系统压力符合设定值，控制部分实现了对系统的闭模，上模固定在可滑动横梁上，随横梁移动开闭模具，环控制和管材液压成形的

5、自动化。下模固定在液压机的工作台上，模具中间部分可更换2关键问题的研究不同的型腔，以满足不同的实验要求，如图1所示。在系统的研发过程中，涉及到很多影响整个系统1．3充液增压系统可行性、稳定性和安全性的因素。本文对这些因素进此部分是管材液压成形系统的核心部分。当模具行了深入的研究并提出了合理的解决方案。收稿日期：2011—08—16作者简介：林小波(1987一)，男，山东临沂人，在读硕士研究生，主要研究方向；管材内高压成形系统的设计研发。学兔兔www.xuetutu.com201i年第6期林小波，等：波动加栽管材液压成形系统关键问题的研究·9i·2．1密封液，推动左侧冲头进给到

6、预设的位置，之后启动开始泄漏是液压系统的“通病”，外泄会污染环境，按钮，分配缸只向右侧的水平缸无杆腔内填充液压还会影响液压泵的工作性能和液压执行元件运动的平油，推动右侧冲头进给，左侧冲头静止。在右侧冲头稳性；内泄严重时，会造成系统容积效率过低及油液接触管坯后推动管坯向左进给，直到管坯左端接触左温升过高，导致系统不能正常工作L4]。密封是解决液侧冲头并形成一定压力后停止。当乳化液填充满管材压系统泄漏问题的有效手段之一，由于本系统内压较后，两端冲头再同步进给，密封好管材两端。该设计高，做好系统的密封工作对整个系统至关重要。本文既解决了冲头对管端的密封问题，又减少了冲头同步将侧推缸

7、的进给设置为一静一动，先手动调整左侧冲进给引起的冲击，从而减少了管材的屈曲率，提高了头的位置，即分配液压缸l6先向左侧水平缸17内充管材的使用率。1一轴向柱塞泵；2一电动机；3，24一溢流阀；4，15，21一压力表；5，6，7，1l，12，19，23一三位四通电磁换向阀；8，28，29一单向阀；9，10，13，14，25一压力继电器；16一分配液压缸；17。18一水平侧推缸；2O一先导比例电磁溢流阀；22一增压缸；26一乳化液缸；27一乳化液油箱；3O一反馈放大器；31一PID调节器；32一比例放大器；